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UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AMBIENTAL

MANUAL INSTRUCCIONAL PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE

DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS

Trabajo de Ascenso presentado ante la ilustre Universidad de Carabobo,

para optar al Escalafón de Profesor Asistente.

Tutor: Elaborado por: Prof. Arnoldo Gómez Prof. Alexander Cabrera

DICIEMBRE, 2012

ii





ELABORADO POR: Ing. Alexander Cabrera P. Trabajo de Ascenso presentado

ante la ilustre Universidad de Carabobo,

para optar al Escalafón de Profesor

Asistente.

DICIEMBRE, 2012

iii



VEREDICTO

Nosotros, Miembros del Jurado, profesores designados por el Honorable

Consejo de Escuela de Ingeniería Civil para la evaluación del Trabajo de Ascenso

titulado: MANUAL INSTRUCCIONAL PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE

DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS, presentado por: el

Profesor Alexander Cabrera Pérez, titular de la CI:11.115.055, hacemos constar que

hemos revisado y aprobado dicho trabajo, requisito para ascender a la categoría de

Profesor Asistente.

Prof. Arnoldo Gómez

Coordinador

Prof. Mariela Aular

Miembro

Prof. Pedro Estrada

Miembro

iv

DEDICATORIA

A Dios, mi fuente inagotable de Salud, Fortaleza, Confianza, Perseverancia.

A mi Madre, por su Amor y apoyo incondicional en todo momento.

A mi Padre, que iluminas mi camino en cada paso de mi vida.

A mis Hermanos, Hermanas, Cuñados y Cuñadas.

A mis sobrinos y sobrinas, hijos por siempre.

A mis profesores, maestros y guías.

A mis amigos y compañeros.

A mis alumnos.

v

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar, a Dios, por llenarme de Salud y fortaleza, para lograr cada meta

propuesta durante estos años que hoy reflejan el fruto de muchos que vendrán, y que

son producto de la constancia y perseverancia.

A la insigne Alma Mater Universidad de Carabobo, que ha contribuido

notablemente en mi formación como profesional.

Al Profesor Arnoldo Gómez, por aceptar ser tutor de este trabajo de

investigación, motivándome y orientándome a lograr esta meta.

A la Profesora Mariela Aular, por su indiscutible disposición y constante apoyo

incondicional en pro del desarrollo de esta investigación, así como su invaluable

enseñanza y orientación en hacer siempre lo mejor.

A los Profesores del Departamento de Ingeniería Ambiental por compartir y ser

partícipes e impulsadores del desarrollo de este trabajo de investigación.

A todos los Profesores y amigos incondicionales de la Escuela de Ingeniería Civil

por el apoyo y motivación en el desarrollo de este trabajo de investigación.

vi

ÍNDICE

ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................. XI

ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................. XII

ÍNDICE DE GRÁFICOS ............................................................................................ XIII

RESUMEN ................................................................................................................. XIV

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 1

CAPITULO I .................................................................................................................. 4

EL PROBLEMA ............................................................................................................ 4

Planteamiento del problema ........................................................................................ 4

Formulación del Problema ........................................................................................... 7

Objetivos de la Investigación ....................................................................................... 8

Objetivo General ...................................................................................................... 8

Objetivos Específicos. ............................................................................................. 8

Justificación .................................................................................................................. 8

Delimitación ................................................................................................................ 10

CAPITULO II ...............................................................................................................12

MARCO TEÓRICO ......................................................................................................12

Antecedentes de la Investigación .............................................................................. 12

Bases Teóricas ........................................................................................................... 14

Marco Normativo Legal .............................................................................................. 17

CAPITULO III ..............................................................................................................18

MARCO METODOLÓGICO ........................................................................................18

Tipo de investigación. ................................................................................................. 18

Diseño de la investigación .......................................................................................... 19

Población y Muestra ................................................................................................... 20

Técnicas e Instrumentos de recolección de información. ......................................... 21

Descripción de los instrumentos ........................................................................... 22

Análisis de Datos. ....................................................................................................... 23

Procedimiento metodológico. ..................................................................................... 24

Fase I: Diagnóstico ................................................................................................ 24

Fase II: Factibilidad ................................................................................................ 25

vii

Fase III: Propuesta ................................................................................................ 25

CAPITULO IV ..............................................................................................................27

FASE I: DIAGNÓSTICO .............................................................................................27

FASE II: FACTIBILIDAD ............................................................................................32

Beneficiarios. ......................................................................................................... 32

Tamaño del Proyecto. ............................................................................................ 32

Factores Condicionantes del Proyecto ................................................................. 33

Proceso global de transformación ......................................................................... 33

Localización del Proyecto ...................................................................................... 34

FASE III: PROPUESTA ..............................................................................................35

Propuesta ............................................................................................................... 35

Contexto ................................................................................................................. 35

UNIDAD I .....................................................................................................................37

ELEMENTOS VINCULADOS A LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA

POTABLE EN URBANISMOS. .................................................................................. 37

OBJETIVOS DE LA UNIDAD ..................................................................................... 38

Objetivo General .................................................................................................... 38

Objetivos Específicos ............................................................................................ 38

Objetivos Instruccionales ....................................................................................... 38

IMPORTANCIA DEL AGUA ....................................................................................... 39

FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA. ......................................................... 42

Aguas Superficiales ............................................................................................... 42

Aguas Subterráneas .............................................................................................. 43

Aguas de Lluvia ..................................................................................................... 44

USOS Y APROVECHAMIENTO DEL AGUA ............................................................ 45

SUMINISTRO DE AGUA PARA DESARROLLOS URBANOS ................................. 47

SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA ........................................................... 51

Obras de Captación y Regulación ......................................................................... 51

Obras de Conducción ............................................................................................ 51

Obras de Almacenamiento .................................................................................... 51

Obras de Bombeo .................................................................................................. 52

Obras de Tratamiento o Potabilización ................................................................. 52

Obras de Distribución ............................................................................................ 52

viii

SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA ............................................................... 55

Estructura generales de los Sistemas de Distribución ......................................... 56

Tipos de Sistemas de Distribución ........................................................................ 57

Clasificación de los Sistemas de Distribución ....................................................... 59

Componentes de los Sistemas de Distribución Agua ........................................... 59

UNIDAD II ....................................................................................................................61

LINEAMIENTOS A CONSIDERAR EN PROYECTOS DE SISTEMAS DE

DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS. ...................................... 61

OBJETIVOS ................................................................................................................ 61




PROYECTOS HIDRÁULICOS ................................................................................... 63

Proyectos de Aprovechamiento ............................................................................ 63

Proyectos de protección ........................................................................................ 63

PLANIFICACIÓN DE LOS PROYECTOS DE ABASTECIMIENTO .......................... 64

ESTRUCTURA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO ......................................... 65

CONTENIDO DE LA ESTRUCTURA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO ....... 65

MARCO JURÍDICO QUE REGULA LA GESTIÓN DEL RECURSO AGUA EN

VENEZUELA .............................................................................................................. 68

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela ...................................... 68

Ley de Aguas ......................................................................................................... 69

Ley Orgánica del Ambiente. .................................................................................. 70

Ley Penal del Ambiente. ........................................................................................ 70

Ley Forestal de Suelos y de Aguas....................................................................... 71

Ley Orgánica para la Prestación de los Servicios de Agua Potable y

Saneamiento. ......................................................................................................... 71

Ley Derogatoria de la Ley Orgánica para la Planificación y Gestión de la

Ordenación del Territorio. ...................................................................................... 71

Ley Orgánica para la Ordenación del Territorio .................................................... 71

Ley Orgánica de Ordenación Urbanística ............................................................. 71

Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y

Vertidos o Efluentes Líquidos. ............................................................................... 71

ix

Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de las Aguas de la

Cuenca del Lago de Valencia. .............................................................................. 72

Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de las Aguas de la

Cuenca del Río Yaracuy. ....................................................................................... 72

Normas sobre Regulación y el Control del Aprovechamiento de los Recursos

Hídricos y de las Cuencas Hidrográficas .............................................................. 72

Normas sobre Vigilancia, Inspección y Control de las Obras Hidráulicas afectadas

al servicio de abastecimiento de agua a las poblaciones. .................................... 72

Normas Sanitarias para la ubicación, construcción, protección, operación y

mantenimiento de Pozos Perforados destinados al abastecimiento de agua

potable ................................................................................................................... 73

Normas Sanitarias para el control de agua potable transportada en camiones

cisternas del 19-10-95 ........................................................................................... 73

Normas para la prestación del servicio de acueducto y recolección, tratamiento y

disposición de aguas residuales ........................................................................... 73

Normas sanitarias de calidad de agua potable ..................................................... 73

Normas para el uso de los embalses construidos por el estado venezolano y sus

áreas adyacentes. ................................................................................................. 73

Normas sanitarias para el proyecto, construcción, ampliación. Reforma y

mantenimiento de las instalaciones sanitarias para desarrollos urbanísticos...... 74

Normas sanitarias para proyecto, construcción, reparación, reforma y

mantenimiento de edificaciones. ........................................................................... 74

Normas para la elaboración de Proyectos de Sistemas de Tratamiento de Aguas

Servidas Urbanas .................................................................................................. 74

Normas e Instructivos para el Proyecto de Alcantarillados .................................. 74

Manual de las Especificaciones de Construcción de Obras de Acueductos y

Alcantarillado ......................................................................................................... 74

Reglamento Parcial No. 3 de la Ley Orgánica del Ambiente sobre Normas para la

Ordenación del Territorio ....................................................................................... 74

Reglamento de la Ley Orgánica de Ordenación Urbanística ............................... 75

Especificaciones de Construcción de Obras de Acueductos y Alcantarillados ... 75

Declaración del sistema hídrico nacional como de emergencia de atención

fundamental ........................................................................................................... 75

x

Plan Nacional de Ordenación del Territorio .......................................................... 75

UNIDAD III ...................................................................................................................76

CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE

AGUA POTABLE EN URBANISMOS NUEVOS. ....................................................... 76

OBJETIVOS ................................................................................................................ 76




ASPECTOS QUE CONFORMAN LOS CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO.78

Estudio de la Población. ........................................................................................ 78

Cifras de consumo y dotación de agua ................................................................. 81

Factores que afectan el consumo ......................................................................... 83

Variaciones periódicas de los consumos e influencia sobre los componentes del

sistema ................................................................................................................... 88

Determinación del consumo o dotación media ..................................................... 90

Períodos de diseño y vida útil de las Estructuras ................................................. 98

UNIDAD IV ............................................................................................................... 102

DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN

URBANISMOS. ........................................................................................................ 102

OBJETIVOS .............................................................................................................. 102

Objetivo General .................................................................................................. 102

Objetivos Específicos .......................................................................................... 102

Objetivos Instruccionales ..................................................................................... 102

ETAPAS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ......................... 103

Actividades preliminares ...................................................................................... 103

Trazado de la red ................................................................................................. 104

Ubicar nodos del Sistema de Distribución .......................................................... 106

Nomenclatura de nodos del Sistema de Distribución ......................................... 106

Ubicar las tomas domiciliarias ............................................................................. 107

Calcular dotación o consumo medio (Qm) .......................................................... 107

Cálculo de dotaciones por tramo ......................................................................... 108

Aplicar método de análisis para el diseño del sistema de distribución. ............. 109

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 111

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Distribución del Agua en la Tierra. ............................................................. 40

Figura 2. Densidad de la población. .......................................................................... 40

Figura 3. Sistema de cuencas hidrográficas.............................................................. 41

Figura 4. Clasificación del Agua según el uso ........................................................... 46

Figura 5. Características básicas para considerar el agua apta para consumo. ....... 48

Figura 6. Lineamientos que debe satisfacer el suministro de agua potable. ............. 49

Figura 7. Lineamientos para el suministro de agua potable. ..................................... 50

Figura 8. Esquema de las obras de un sistema de abastecimiento de agua. ........... 51

Figura 9. Componentes básicos de un sistema de abastecimiento ........................... 52

Figura 10. Configuración típica de un sistema de abastecimiento de agua. ............ 53

Figura 11. Sistema Regional del Centro I y II ............................................................ 53

Figura 12. Esquema del sistema de abastecimiento de San Juan de los Morros .... 54

Figura 13. Esquema del sistema de abastecimiento de San Fernando de Apure ... 54

Figura 14. Ubicación del sistema de distribución en un sistema de abastecimiento de

agua. ......................................................................................................................... 55

Figura 15. Ejemplo de Red ramificada o abierta. ...................................................... 57

Figura 16. Ejemplo de Red mallada o cerrada. ......................................................... 58

Figura 17. Relaciones jerárquicas de un sistema de distribución .............................. 60

Figura 18. Información que debe contener un Plan Rector de Distribución de Agua 64

Figura 19. Estructura básica de un proyecto de Distribución de agua. ..................... 65

Figura 20. Segmentos que permiten asignar cifras de dotación de agua. ................. 82

Figura 21. Niveles de demanda para la planificación de proyectos de abastecimiento

Urbano. ..................................................................................................................... 83

Figura 22. Zonas Climáticas en Venezuela ............................................................... 87

Figura 23. Etapas para el diseño de un sistema de distribución. ............................ 103

xii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Cuadro de técnicas e instrumentos de recolección de datos ...................... 22

Tabla 2. Normativa venezolana vigente vinculada a sistemas de distribución .......... 28

Tabla 3. Textos de edición venezolana vinculados a sistemas de distribución ......... 29

Tabla 4. Contenido teórico, metodológico y práctico del material bibliográfico

disponible vinculado a los sistemas de distribución. ................................................. 30

Tabla 5. Recursos requeridos para la puesta en marcha del diseño propuesto ........ 33

Tabla 6. Usos y aprovechamiento del agua .............................................................. 45

Tabla 7. Obras destinadas a proteger la acción del agua ......................................... 47

Tabla 8. Métodos para estimar población futura. ...................................................... 80

Tabla 9. Unidades en que se expresan las cifras de Consumo de Agua .................. 82

Tabla 10. Consumo de agua según la comunidad .................................................... 84

Tabla 11. Tipos de Clima en Venezuela, según la clasificación de Köppen .............. 87

Tabla 12. Dotación de agua per cápita según características de la población .......... 90

Tabla 13. Dotación de agua para población sin datos confiables de consumo ......... 91

Tabla 14. Valores del factor K1 para diversos países. ............................................... 95

Tabla 15. Períodos de diseño según el componente del sistema de abastecimiento.

................................................................................................................................ 100

Tabla 16. Modelo de organización de cálculo de dotación o consumo medio (Qm) 108

Tabla 17. Modelo de organización de cálculo de dotación por tramo ...................... 108

Tabla 18. Historia de los métodos de análisis de redes de distribución de agua

potable .................................................................................................................... 110

xiii

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Variación horaria del consumo de agua típica. .................................. 89

Gráfico 2. Variación horaria del consumo de agua de un día “x” ........................ 93

Gráfico 3. Variación diaria del consumo de agua de un año .............................. 93

Gráfico 4. Variación horaria del consumo de agua de un día “z” ........................ 95

xiv



MANUAL INSTRUCCIONAL PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS

Elaborado por: Alexander Cabrera P.

Tutor: Arnoldo Gómez. Diciembre 2012

RESUMEN

El desarrollo acelerado de nuevos urbanismos se ha convertido en una situación que ha impulsado la dinámica de proyectos de sistemas de distribución, es por ello que el objetivo de la presente investigación consistió en el desarrollo de un manual instruccional para el diseño de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos, el cual representa una herramienta de apoyo y estrategia para el docente, ya que le contribuye en el proceso de enseñanza y aprendizaje, dirigido en principio a los estudiantes de la asignatura de Acueductos y Cloacas, adscrita al departamento de Ingeniería Ambiental (Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil). El propósito del manual consistió en recopilar y sintetizar la información necesaria para el diseño de los sistemas de distribución, y facilitar al futuro profesional una herramienta actualizada, y sistematizada de los aspectos más importantes que constituyen el diseño de dichas obras de ingeniería que hacen posible el uso del agua, escritos de tal forma que sean de fácil compresión y aplicación. De este modo y para que esta investigación logre condiciones de fiabilidad, objetividad y valides interna; se fundamentó en procedimientos de orden metodológicos claves, ubicándose en una investigación descriptiva, sustentada en un diseño documental, enmarcándose en la modalidad de proyecto factible, el cual se estructura en sus tres fases características: Diagnóstico, Factibilidad y Propuesta. Por consiguiente, se elaboró un análisis de la situación actual, detectando las necesidades actuales de un manual instruccional, por otra parte se sometió a una evaluación básica para establecer la disposición de recursos necesarios para el desarrollo de la propuesta, lo que verifica la factibilidad del mismo, y por último la propuesta planteada que presenta de manera sistematizada la información necesaria para el diseño de los sistemas de distribución de agua potable. Se aplicó como instrumento la guía de observación directa para la captación y registro de información de manera selectiva y precisa, la escala de estimación para medir como se presenta la necesidad del manual, también se empleó la lista de cotejo, y la entrevista, tipo no estructurada, aplicada a los profesores del departamento de Ingeniería Ambiental de la Universidad de Carabobo vinculados al diseño de sistema de distribución para evaluar criterios y lineamientos que se manejan y determinar la necesidad de elaborar un manual instruccional dirigido a profesionales y estudiantes de ingeniería civil. De esta manera se logra un compendio actualizado, donde se sintetiza la información necesaria para el diseño de sistemas de distribución, escrito de forma sencilla, de fácil compresión y aplicación.

Palabras claves: diseño, sistema de distribución, agua potable, urbanismo.

1

INTRODUCCIÓN

El incremento de la población, en núcleos cada vez mayores, trae consigo

innegables ventajas como el mejoramiento económico, social y cultural, pero también

por esta causa se han generado varios problemas como: la contaminación

atmosférica, el transporte, disposición de desechos líquidos, sólidos y el

abastecimiento de agua para consumo humano. Resulta claro que el aumento de la

población genera dificultad de abastecimiento, y por ser el agua indispensable para

la vida, el hombre ha procurado tener cerca una fuente de abastecimiento de agua,

es por ello que se genera la necesidad de conducir el agua a lugares apartados, ya

sea diseñando obras o ideando procedimientos que permitan la consecución del

líquido vital.

Sin duda, en Venezuela, como en otros países, la Ingeniería se encuentra

inmersa intrínsecamente en una dinámica social que sufre continuos y constantes

cambios, a parte de los avances tecnológicos se tienen los cambios económicos,

políticos, culturales y científicos, entre otros, que se ven reflejados en el desarrollo de

proyectos de abastecimiento de agua. Ante esta situación, y para facilitar el

desarrollo de proyectos, es necesario se cuente con instructivos claro y sencillo que

permita la incorporación de avances en el proceso de diseño, que eduquen y oriente

a los profesionales.

Por otra parte, las mejoras de la calidad de la educación requieren la adecuación

de las formas convencionales de cómo se ha venido abordando, y debe hacerse

desde metodologías pedagógicas que hayan demostrado su eficacia; también se ha

presentado la necesidad de adecuar estrategias facilitadoras del proceso enseñanza-

aprendizaje y entre éstas, se tiene la creación de materiales educativos para facilitar

los medios que permitirán al docente, saber que va enseñar y los materiales

2

didácticos que deberá emplear, y que sirvan de instrumento facilitador al profesor

para elevar la calidad de la instrucción.

En este orden de ideas, se presenta el reto del mejoramiento de la calidad de la

educación superior en Venezuela, la cual según Rojas (2007), se ha convertido en un

reto que indiscutiblemente deberá asumir toda la ciudadanía universitaria. Este

desafío debe desarrollarse en todas las Facultades de la Universidad de Carabobo,

lo cual compromete de una forma particular y directa al profesorado de esta casa de

estudio.

El presente documento contiene la propuesta de un manual instruccional para el

diseño de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos, el cual pretende

sistematizar los aspectos relevantes, y permita orientar a los estudiantes de la

materia Acueductos y Cloacas de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de

Carabobo y a los profesionales que ejercen actividades relacionadas con esta rama

de la ingeniería, contribuyendo en obtener resultados positivos en menor tiempo,

compatible con el medio ambiente y la salud de la población, mejorando la calidad de

toda la documentación de los proyectos que se desarrollen en esta materia.

El contenido de esta investigación está estructurado en cuatro capítulos. En el

primer capítulo, se define el problema que se busca resolver desde un nivel macro a

lo micro, identificándose causas y consecuencias de la situación actual, se definen

los objetivos, justificación y delimitación de la investigación. En el segundo capítulo,

denominado Marco Teórico, se realiza una reseña de los antecedentes que aportan

una diagramación y lineamientos actuales, así como fundamentos teóricos, para

poder introducir y sustentar el diseño del diseño de este manual instruccional, tema

al que alude este trabajo, relativo a los sistemas de distribución de agua potable en

urbanismos, complementándose con lo que será expuesto durante el desarrollo de la

investigación.

3

En el tercer capítulo, se esbozan los procedimientos de orden metodológico, a

través de los cuales se intenta dar respuestas a las interrogantes objeto de

investigación. Y por último, se introduce el cuarto capítulo, el cual corresponde a la

determinación de las necesidades actuales de un manual instruccional, también se

somete a una evaluación básica pero importante para establecer la disposición de

recursos necesarios para el desarrollo de la propuesta, lo que verifica la factibilidad

del mismo, y por último la propuesta planteada que presenta de manera

sistematizada la información necesaria para el diseño de los sistemas de distribución

de agua potable en urbanismos.

4

CAPITULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del problema

La disponibilidad del agua es un problema vigente y complejo en el que

interviene una serie de factores que van más allá de la demanda de agua para el

consumo, producto no solo por el crecimiento exponencial de la población; como es

el caso del uso inapropiado que el hombre hace de este recurso. Sin embargo, las

personas necesitan cubrir sus necesidades básicas de alimentación y aseo, pero a

medida que mejoran sus condiciones de vida, demandan mayor cantidad de agua

potable, así como de otros recursos naturales.

Dicho aumento de necesidades básicas, incrementan también los problemas

ambientales, que podría ser cómodo atribuirlo al acelerado crecimiento exponencial

de la población, sin embargo; como lo expone Guevara (2003), “el problema estaría

vinculado en el rápido y desigual uso de los recursos”.

En efecto, el agua potable se ha venido posicionando en uno de los recursos

más debatidos en los diferentes escenarios sociales como el tecnológico, económico,

político, cultural y científico; entre otros, ya que ha repercutido en diferentes

problemáticas a nivel mundial. Esta constante preocupación que gira alrededor del

tema del agua la convierten, como lo expone Martin (1995), “en la más codiciada

riqueza como fuente y origen de todas las demás”; sin embargo, es un tema que

debe ser considerado y tomado muy en serio por todos los seres humanos, y aun

más si se pertenece al grupo de profesionales encargados de la planificación, diseño,

5

ejecución y gestión de las obras de ingeniería que hacen posible el uso adecuado del

agua.

Debe señalarse que en diferentes universidades e instituciones educativas, se

ha pretendido crear conciencia de la importancia que incurre la buena gestión y

desarrollo de esas obras de ingeniería que hacen posible el uso del agua, de lo cual

no escapa el proceso continuo de actualización y adaptación de nuevos métodos y

tecnologías, contribuyendo de esta manera a mejorar la calidad de la educación,

convirtiéndose, según lo expuesto por Rojas (2007), “en un reto que se debe asumir

como un deber y un compromiso con la Venezuela de hoy”.

De esta manera se requiere, entre otros aspectos, la adecuación de las formas

convencionales de hacer llegar el conocimiento, y debe hacerse desde metodologías

que hayan demostrado su eficacia. En el caso de los procesos de enseñanza de la

Ingeniería las mejoras de esta calidad deben estar enfocados en facilitar al futuro

profesional, una herramienta actualizada, condensada y sistematizada de los

aspectos que constituyen el diseño de las obras de ingeniería, y escritos de tal forma

que sean de fácil compresión y aplicación.

Por consiguiente, el estudio de esas obras de ingeniería que hacen posible el

uso de agua, específicamente los sistemas de distribución de agua en urbanismo; es

un tema que se dicta en la cátedra de Acueductos y Cloacas, de la Universidad de

Carabobo, específicamente en la Escuela de Ingeniería Civil, para la cual no se

cuenta con un manual instruccional actualizado, que recopile y sintetice los aspectos

considerados en el diseño de dichos sistemas, escritos de manera sencilla, que

facilite la rápida compresión y aplicación, contribuyendo así al mejoramiento en la

calidad de los conceptos impartidos, por medio de estrategias que mejoren el

proceso enseñar y aprender, permitiendo al profesor elevar la calidad de la

instrucción, favoreciendo a estudiantes y profesionales ser mas competitivos en esta

área.

6

Considerando lo planteado anteriormente se puede señalar que de no elaborarse

esta herramienta actualizada para el diseño de Sistemas de Distribución de Agua en

Urbanismos, siendo el agua uno de los recursos naturales de mayor demanda en

gestión y el más debatido en los diferentes escenarios sociales; se mantendría la

dificultad de formar a los futuros Ingenieros Civiles con una herramienta práctica en

el proceso de diseño de dichas obras, especialmente los aspectos más importantes,

ya que no se contaría con un manual instruccional actualizado y que esta información

quede como referencia y de consulta cuando se involucren en el campo laboral, y

como un producto escrito de tal forma que sea de fácil compresión y aplicación.

Un manual Instruccional representa una herramienta de apoyo y estrategia para

el docente, ya que le contribuye en el proceso de enseñanza y aprendizaje. La

mayoría de los docentes se orientan por un programa que ilustra acerca de cuáles

son los temas que se deben desarrollar en una catedra en particular; sin embargo, se

carece muchas veces de un documento único que contenga la información más

importante escrita de manera sencilla y sistematizada, adaptado tanto al contenido

tratado, como a las nuevas metodologías y procedimientos, permitiendo

retroalimentar la enseñanza a través de un material escrito, no solo en el proceso de

formación académica sino también en el ejercicio profesional donde facilite la

consulta del conocimiento adquirido.

Es por ello, que se propone la elaboración de un Manual Instruccional para el

diseño de Sistemas de Distribución de agua potable en urbanismos para la

asignatura de Acueductos y Cloacas, Escuela de Ingeniería Civil de la Facultad de

Ingeniería de la Universidad de Carabobo, para facilitar al futuro profesional una

herramienta actualizada, condensada y sistematizada de los aspectos más

importantes que constituyen el diseño de dichas obras de ingeniería que hacen

posible el uso del agua, escritos de tal forma que sean de fácil compresión y

aplicación.

7

Formulación del Problema

Ante la problemática expuesta surgen las siguientes interrogantes:

¿Cómo se puede facilitar la enseñanza del Diseño de Sistemas de Distribución

de agua potable en urbanismos que contenga en forma sistematizada los aspectos

más importantes aplicados actualmente en el diseño dichas obras de ingeniería para

apoyar a los alumnos y profesionales de ingeniería Civil?

¿De qué manera se obtiene información actualizada sobre el diseño de sistemas

de distribución de agua potable?

¿Cuáles lineamientos se deben considerar para realizar el diseño?

¿Qué criterios habría que tener en cuenta al momento de realizar el diseño de un

sistema de distribución de agua potable?

8

Objetivos de la Investigación

Objetivo General

Elaborar un manual instruccional para el diseño de proyectos de Sistemas de

Distribución de agua potable en urbanismos.

Objetivos Específicos.

1. Diagnosticar la necesidad de elaborar un manual instruccional para el diseño de Sistemas de Distribución de agua potable en urbanismos.

2. Determinar la factibilidad técnica de los lineamientos para desarrollar un manual instruccional para el diseño de Sistemas de Distribución de agua potable en urbanismos.

3. Proponer un manual instruccional para el diseño de proyectos de Sistemas de Distribución de agua potable en urbanismos.

Justificación

El desarrollo acelerado de nuevos urbanismos se ha convertido en una situación

que ha impulsado la dinámica de proyectos de sistemas de distribución de agua

potable, y como Ingenieros Civiles se tiene la responsabilidad de gestionar

adecuadamente este recurso natural, en condiciones aptas para el consumo,

procurando minimizar los impactos ambientales que estas obras puedan incurrir.

Sin duda, el servicio de agua potable representa un elemento indispensable para

la vida, y es de gran importancia contar con un sistema de distribución eficiente, que

cumpla con todos los requerimientos para garantizar la calidad del agua, ofrecer un

suministro seguro en cantidad suficiente y a una presión adecuada para su uso,

9

razón por la cual se plantea un manual escrito de tal forma que sea de fácil

compresión y aplicación, respetando siempre el cumplimiento de las normas.

El propósito de este manual es recopilar y sintetizar la información necesaria de

los aspectos más importantes considerados en el diseño de los Sistemas de

Abastecimiento en Urbanismos, y facilitar al futuro profesional una herramienta

actualizada, y sistematizada de los aspectos más importantes que constituyen el

diseño de dichas obras de ingeniería que hacen posible el uso del agua, y como se

acoto anteriormente, escritos de tal forma que sean de fácil compresión y aplicación.

El manual puede ser también utilizado por los estudiantes de la asignatura de

Acueductos y Cloacas, adscrita al departamento de Ingeniería Ambiental

(Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil), ya

que es propósito de la misma formar los futuros Ingenieros Civiles, con la capacidad

de diseñar, calcular e implementar soluciones a los problemas de abastecimiento

aguas.

En líneas generales, el aporte social de este manual se orienta en construir con

una herramienta sistematizada de los aspectos más importantes considerados en el

diseño de Sistemas de Distribución de agua potable en urbanismos, contribución

fundamental para profesionales y estudiantes interesados en el tema.

En el ámbito académico, el manual servirá de fuente de información para

profesionales y estudiantes, suministrando una visión global y fundamental de los

fines y objetivos de un sistema de distribución en urbanismos, capacitándolos en los

tratados y principios para la realización de un proyecto de sistema de distribución de

agua para urbanizaciones. También será útil para los docentes, ya que podrá servir

como guía para impartir las clases, con una estratégica enmarcada en una

herramienta sistematizada, otorgándole al alumno la posibilidad de aprender acerca

del tema, y luego poder repasarlo en casa, acrecentando la eficacia de los

10

estudiantes, indicándoles las pautas a considerar en el diseño de Sistemas de

Distribución de agua potable.

Por otra parte, considerando el aspecto técnico, el uso del manual le va a

permitir a estudiantes y profesionales, adquirir sistemáticamente el conocimiento, o

retomar conocimientos adquiridos, para el diseño de Sistemas de Distribución de

agua potable en urbanismos, cumpliendo con las normas y criterios vigentes, en

función de los requerimientos actuales de los entes encargados de revisar y aprobar

dichos proyectos.

Delimitación

A través de la elaboración del presente manual se pretende desarrollar una

herramienta en función de los requerimientos actuales de los entes encargados de

revisar y aprobar dichos proyectos, procurando la sistematización de los tratados

básicos más importantes que constituyen el diseño de Sistemas de Distribución de

agua potable para urbanismo en Venezuela. No se pretende incorporar una

concepción nueva en el diseño de Sistemas de Distribución, sino de organizar de

manera sistematizada la información necesaria.

Para lograr el propósito del manual, se realizó una revisión de la información

disponible vinculada al diseño de Sistemas de Distribución de agua potable en

Urbanismos, se describen los lineamientos generales y actuales considerados en el

diseño, para luego establecer los criterios básicos y sintetizar toda la información en

una metodología práctica para el diseño de Sistemas de Distribución de agua potable

en Urbanismos.

La información contenida en el manual instruccional está limitada a la

planificación y diseño de sistemas de distribución y no contempla temas relacionados

con la identificación y aseguramiento de fuentes de abastecimiento, ni tampoco el

11

diseño de obras de purificación o tratamiento del agua, así como ninguna de las

obras o elementos que conforman las líneas de aducción y no se describirá ninguno

de los métodos de análisis de redes de distribución, dejando a criterio del proyectista

la selección del método a aplicar según sus habilidades y disponibilidad de

herramientas para ejecutarlo.

12

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Este trabajo está referido a la elaboración de un Manual Instruccional para el

diseño de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos, con el objeto

recopilar y sintetizar la información necesaria de los aspectos más importantes

considerados en el diseño, facilitando una herramienta práctica y sencilla. Para poder

introducir el tema al que alude este trabajo, es necesario antes que todo definir los

conceptos básicos sobre los que se basa, lo que dará en sí una idea del fin de un

manual instruccional para el diseño de los sistemas de distribución de agua potable

en urbanismo.

Antecedentes de la Investigación

De la revisión documental de trabajos relacionados con esta investigación, se

tomaron como antecedentes diversos estudios previos, tesis de grados y opiniones

de algunas teorías relacionadas con los Sistemas de Distribución de Agua potable

donde se destacan los siguientes:

El grupo de investigadores Andrade C. y Ortiz M. (2009) asesorados por BOU

M. presentaron su trabajo de Grado ante la Universidad de Oriente, titulado “Diseño

del sistema de abastecimiento y red matriz de agua potable de los sectores: Barrio Polar

- Hueco Dulce, el Eneal I y II, el Mirador, la Islita y la Ceibita ubicados en el Municipio

Simón Bolívar Barcelona, Estado Anzoátegui”, donde presentan una estructura para el

diseño sistemas de distribución actualizada, el recaudo de información y el análisis del

sistema de abastecimiento mediante el Software Watercad versión 4.5, a través del

13

cual se simuló el sistema que hidráulicamente cumple con los parámetros

establecidos en las Normas Sanitarias Venezolanas para este tipo de proyecto. Este

trabajo aporta una estructura de diseño tipo de un Sistemas de Abastecimiento y la

Red de Distribución, con procedimientos e información necesaria de los aspectos

más importantes que sirven de apoyo para la descripción de algunos lineamientos,

necesarios para la inclusión en el manual.

De Frenza, M. (2003). Elaboró un “Manual de proyecto y cálculo de sistemas de

recolección de aguas servidas en urbanismos”. Dirigido a estudiantes de la materia

Acueductos y Cloacas de la escuela de ingeniería civil y a los ingenieros que ejercen

actividades relacionadas con el diseño de obras de recolección de aguas servidas;

desarrolla los pasos necesarios que se deben cumplir en el diseño de los sistemas

de alcantarillado sanitario, presentado a su vez, normas actualizadas, ejemplos

teóricos y prácticos de diseño y cálculo de un sistema de recolección de aguas

negras. Este estudio aporta la metodología básica para presentar un manual de

cálculo dirigido a estudiantes y profesionales en el área, guiando la forma de

describir los lineamientos generales, establecer los criterios básicos y la manera de

presentar la propuesta del manual de diseño objeto principal de esta investigación.

En su trabajo de investigación Hernández, N. (2002) “Propuesta de un manual

de abastecimiento de aguas blancas para viviendas unifamiliares”, presenta un

Manual de Abastecimiento de Aguas Blancas para Residencias Unifamiliares fácil de

entender y aplicar por las personas encargadas del diseño de redes de

abastecimiento de agua potable en edificaciones. En el mismo se desarrolla un

flujograma para el diseño fundamentado en la normativa legal existente. Aporta la

metodología necesaria para establecer un formato que permite establecer un

procedimiento base para el cálculo de redes de abastecimiento de agua potable en

urbanismos.

14

Bases Teóricas

Diseñar un material instruccional es una tarea no tan sencilla, pero es uno de los

recursos más útiles que se pueden utilizar para poder sintetizar informaciones

valiosas de una manera bien organizada y estructurada, del trabajo presentado por

Pérez, María (s.f.), se sintetiza puntos de interés que esta investigación:

Pasos para planear la Información que debe contener una guía didáctica 1. Recolectar información de diferentes fuentes. 2. Clasificar la información que es útil y cual no lo es. 3. Planear el contenido a mostrarse en la guía. 4. Anexar las ilustraciones, gráficos, mapas, tablas de contenido etc.

Para el desarrollo del Manual Instruccional, se considera de interés la organizar

del texto escrito, ya que el problema de la comprensión del tema, está dirigido a la

conformación del contenido, y en segundo lugar a la conformación del texto en el

material didáctico, Pérez, María (s.f.) establece los siguientes lineamientos a

considerar para un manual instruccional esté bien escrito.

Organización del Texto Escrito 1. Presentar coherencia en el contenido 2. Organización del tema, desde el principio hasta el fin, su redacción y

ortografía. 3. El contenido debe ser nítido, legible, y tener una visualización efectiva a la

hora de mirar el texto. 4. Es importante, elegir el tipo de letra, el color del texto, los márgenes

adecuados, los espacios de interlineados, la cantidad de palabras incluidas en cada párrafo, factores que garantizan que sea legible, y entendible la lectura.

5. El texto escrito en general no debe ser simplemente una recopilación de información, sino una estructura organizada de un contenido importante, bien definido, comprensible, bien redactado, que comience con los temas sencillos, y a medida que se avance en la lectura se vaya profundizando en el tema, que sea una secuencia cada tema, que se refuerce lo aprendido en cada lección, a medida que se vaya avanzando en cada tema, también, esta información debe ser actualizada, interesante, y adecuada al nivel de comprensión e instrucción de los alumnos.

6. La forma como va condensada la información, debe despertar un nivel de expectativa acerca del próximo contenido, que la información contenida en

15

cada capítulo, prepare al lector en un ambiente de interés e inquietud acerca de los próximos temas, que han de tratarse.

7. El texto por sí solo, debe permitirle al lector aclarar las dudas que van surgiendo a medida que se avanza en el tema, esto puede hacerse tomando en cuenta que preguntas pueden surgir a partir de cada información suministrada, y consecuentemente respondiéndolas para impedir que el tema no pueda concluirse satisfactoriamente.

Otros elemento importante, corresponde la organización de los recursos

visuales, los cuales representan una herramienta de gran valor estratégico en este

tipo de documento para poder interpretar la información de una manera más útil,

sencilla, comprensible y fácil de explicarse. Pérez, María (s.f.) lista algunos de estos

recursos aplicables a los manuales instruccionales, así la función y utilidad que

estos ofrecen.

“Organización de los Recursos Visuales

Entre los recursos visuales más aplicables, se pueden utilizar:

- Gráficos,

- Imágenes e Ilustraciones,

- Tablas,

- Mapas Conceptúales y Mentales,

- Esquemas,

- Fotografías,

- Mapas Geográficos, etc.”

Los recursos visuales dentro de un manual, o material didáctico cumplen

diferentes funciones, tales como:

- Aclarar una idea,

- Ampliar o complementar una información,

- Amenizar la lectura,

- Facilitar la comprensión de la Información suministrada,

- Aumentar el valor el material didáctico, etc.

16

Utilidad para el Estudiante

Por lo general, los estudiantes se identifican más, es con las guías que además

de tener gráficos, imágenes, tablas, e ilustraciones de diferentes tipos, también

contengan recursos que les permitan tener interacción con dicho material didáctico;

recursos tales como:

- Preguntas para responder

- Preguntas de completación

- Entre otros

Siguiendo la conceptualización de la misma investigadora, la cual detalla un

esquema general de cómo debe estar constituido el cuerpo del trabajo, tal como se

expresa a continuación:

“Cuerpo del trabajo en general:

- Presentación o Portada

- Objetivos

- Introducción

- Índice

- Desarrollo

- Actividades para los alumnos

- Glosario de términos

- Resumen

- Bibliografía

- Anexos. Pérez, María (s.f.)”

17

Marco Normativo Legal

Para la establecer los procedimientos con los que se apoyará esta investigación,

se seguirá la normativa legal vigente, reflejándose así en las siguientes Gacetas

Oficiales:

Normas Sanitarias para Proyecto, Construcción, Ampliación, Reforma y

Mantenimiento de las Instalaciones Sanitarias para Desarrollos Urbanísticos

(Ministerio de Sanidad y Asistencia Social y del Desarrollo Urbano, publicado en

Gaceta Oficial de la República de Venezuela Nº 4.103 Extraordinario de fecha 2 de

Junio de 1989).

Normas Sanitarias para proyecto, construcción, reforma y mantenimiento de

edificaciones (Ministerio de Sanidad y Asistencia Social y del Desarrollo Urbano,

publicado en Gaceta Oficial de la República de Venezuela Nº 4.044 Extraordinario de

fecha 8 de septiembre de 1988).

18

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

Según Balestrini (2006):

En toda investigación científica, se hace necesario, que los hechos estudiados, así como las relaciones que se establecen entre estos, los resultados obtenidos y las evidencias significativas encontradas en relación con el problema investigado, además de los nuevos conocimientos que es posible situar, reúna las condiciones de fiabilidad, objetividad y valides interna; para lo cual se requiere delimitar los procedimientos de orden metodológicos, a través de los cuales se intenta dar respuesta a las interrogantes objetos de investigación. (p. 128)

En consecuencia, el marco metodológico, de la siguiente investigación donde se

propone realizar el manual Instruccional para el diseño de sistemas de distribución

de agua potable en urbanismos, es el fragmento donde es necesario resaltar

detalladamente el conjunto de métodos, técnicas y protocolos instrumentales que se

emplearán en el proceso de recolección de los datos requeridos en la investigación

propuesta.

Tipo de investigación.

La investigación que se está realizando para dar solución a la problemática ya

planteada en capítulos anteriores es de tipo descriptiva, la cual, según Arias, F.

(2006) se define como:

La investigación descriptiva consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o comportamiento. Los resultados de este tipo de investigación se ubican en un

19

nivel intermedio en cuanto a la profundidad de los conocimientos se refiere. (p.24)

Esta investigación es definida como descriptiva debido a que se pretende

establecer los aspectos más importantes a considerar en el diseño de Sistemas de

Distribución de agua potable para urbanismo, elaborando una herramienta útil a

estudiantes y profesionales, en función de los requerimientos actuales, y procurando

la sistematización de los tratados básicos, que pueda contribuir en garantizar la

planificación, organización de dicho proyecto urbano, cumpliendo con las normas y

criterios vigentes.

Diseño de la investigación

De acuerdo al problema planteado referido a la elaboración de un Manual

Instruccional para el Diseño de Sistemas de Distribución de Agua Potable en

Urbanismos, y en función de sus objetivos, la estrategia a seguir será la de

investigación Documental, el cual según el manual de trabajo de grado de

especialización y maestría y tesis doctorales, de la Universidad Pedagógica

Experimental Libertador, (2005):

Se entiende por Investigación Documental, el estudio de los problemas con el propósito de ampliar y profundizar el conocimiento de su naturaleza, con apoyo, principalmente, en trabajos previos, información y datos divulgados por medios impresos, audiovisuales o electrónicos. La originalidad del estudio se refleja en el enfoque, criterios, conceptualizaciones, reflexiones, conclusiones, recomendaciones y, en general, en el pensamiento del autor. (p 16)

El diseño que sustenta esta propuesta parte de un estudio de campo

fundamentado en una investigación documental, ya que los datos para su realización

se obtienen directamente del lugar donde se desarrolla la investigación y otros de

material teórico ya existente, los cuales permiten sustentar el estudio y la propuesta.

20

El estudio por su intención de elaborar un manual para el diseño de sistemas de

distribución, que pueda contribuir en garantizar la planificación y organización, hacen

que la investigación se enmarque dentro de la modalidad de un proyecto factible,

debido a que está orientado a proporcionar solución o respuesta a problemas

planteados en una determinada realidad.

Un proyecto factible corresponde a la elaboración de una propuesta viable,

destinada atender necesidades específicas a partir de un diagnóstico. El Manual de

Tesis de Grado y Especialización y Maestría y Tesis Doctorales de la Universidad

Pedagógica Libertador, (2006), plantea:

El proyecto factible consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos. (p.21)

Población y Muestra

Esta sección permite delimitar la población y muestra que participa en la

recolección de la información, en este estudio la población es igual a la muestra y es

de tipo no probabilística e intencional, y está conformada por doce (12) profesores

del Departamento de Ingeniería Ambiental, Escuela Civil, Facultad de Ingeniería

Universidad de Carabobo, los cuales están vinculados al diseño de sistemas de

distribución de agua potable en urbanismos.

21

Técnicas e Instrumentos de recolección de información.

Es necesario dejar claro que no es lo mismo la técnica que el instrumento de

recolección de datos. Brito (2003), plantea que las técnicas “son las que permiten

obtener información de fuentes primarias y secundarias” (p.50). Asimismo, Sabino

(2002), define que “un instrumento de recolección de datos es, en un principio,

cualquier recurso del que se vale el investigador para acercarse a los fenómenos y

extraer de ellos información” (p. 143).

Por lo tanto, para efectos de este estudio, la técnica de recolección de datos

utilizada es la observación; en la modalidad directa. Este tipo de observación, es

definida por Arias (2006), como aquella “que consiste en visualizar o captar mediante

la vista en forma sistemática, cualquier hecho, fenómeno o situación que se produzca

en la naturaleza o en la sociedad, en función de unos objetivos de investigación

preestablecidos”. (p.69).

La investigación se basó en la recopilación de información de diferentes textos

bibliográficos y experiencias, vinculados en el diseño de Sistemas de Distribución de

Agua potable en urbanismos, siguiendo los requerimientos y detalles de diseño que

promuevan la integridad de las obras de ingeniería que hacen posible el uso del

agua, en función de los requerimientos actuales de los entes encargados de revisar y

aprobar dichos proyectos, así como también de las diferentes normas y

especificaciones que se deben tomar en cuenta.

Otra técnica usada en esta investigación corresponde a la Entrevista, definida

por Arias (2006) como “una técnica basada en un diálogo o conversación cara a

cara. Entre el entrevistador y el entrevistado acerca de un tema previamente

determinado, de tal manera que el entrevistador pueda obtener la información

requerida”. (p.73)

22

En este mismo orden de ideas, se enuncia la Técnica de Rapor, donde Claret

(2010) expresa que “será de gran importancia para propiciar un ambiente de trabajo

próspero y de aceptación, de modo tal que el investigador se hará parte de la

población estudiada y será acogido por la misma”. (p.80)

Tabla 1. Cuadro de técnicas e instrumentos de recolección de datos

TÉCNICA INSTRUMENTO

Observación Directa

Guía de Observación Directa

Lista de Cotejo

Escala de Estimación

Entrevista Entrevista no estructurada

Técnica Rapor Lista de Chequeo

Nota: Cabrera, A. (2012)

Descripción de los instrumentos

Guía de Observación Directa; para Hurtado de Barrera (2008), consiste en “un

instrumento para la captación y registro de información de manera selectiva y

precisa, a través de una matriz de registro que se utiliza para asentar datos

específicos: comentarios, expresiones, vivencias u otra información de interés”

(p.159). Este tipo de instrumento, por lo general se utiliza en correspondencia con

propósitos bien definidos acerca de lo que se quiere observar.

Dentro de los instrumentos se encuentra la Escala de estimación; según el autor

citado en el párrafo anterior “consiste en una escala que busca medir, como se

manifiesta una situación o conducta”. (p.71), en sus efectos, permite establecer una

variedad de criterios y aspectos variables de acuerdo a las intenciones del

observador.

23

La lista de Cotejo, corresponde a una lista de control o de verificación donde

Arias (2066) la define como “es un instrumento en el que se indica la presencia o

ausencia de un aspecto o conducta observada”. (p.70).

Para esta modalidad, como no se dispone de una guía de preguntas, la

entrevista se enmarca dentro de tipo no estructurada, la cual es aplicada a los

profesores del Departamento de Ingeniería Ambiental vinculados al diseño de

Sistema de Distribución para evaluar criterios y lineamientos que se manejan

actualmente en el diseño de sistemas de distribución y determinar la necesidad de

elaborar un manual instruccional dirigido a profesionales y estudiantes de ingeniería

civil, así como también determinar la existencia de un manual que facilite al futuro

profesional, una herramienta actualizada, condensada y sistematizada de los

aspectos que constituyen el diseño de los sistemas de distribución de agua, y

además estén escritos de tal forma que sea de fácil compresión y aplicación.

Análisis de Datos.

Según lo define el autor Tamayo y Tamayo M. (2006) “una vez recopilados los

datos por los instrumentos diseñados para este fin, es necesario procesarlos, es

decir, elaborarlos matemáticamente, ya que la cuantificación y su tratamiento

estadístico nos permitirán llegar a conclusiones...” (p. 187).

Una vez que se han aplicado todos los instrumentos se obtiene una cantidad de

información que debe ser ordenada, clasificada y manejada de forma tal que ella

pueda responder a cada uno de los objetivos de esta investigación, primero los datos

obtenidos son clasificados de acuerdo a su naturaleza y contenido, y se registran las

técnicas de análisis empleadas por los autores, estas son de tipo cualitativas ya que

no se ponderarán en números las situaciones, solo se apreciarán las condiciones

que cumplen o no con las normativas pertinentes.

24

Los datos correspondientes al instrumento se presentan en tablas, gráficos, y

diagramas, y serán las técnicas de estadística descriptiva o similares las usadas para

determinar las características del estudio y luego evaluar los indicadores de calidad

de los datos u otra que corresponda al análisis de los mismos, permitiendo llegar a

cumplir con los objetivos planteados u obtener conclusiones e interpretaciones

concisas de los mismos.

Procedimiento metodológico.

El desarrollo de la metodología de investigación inherente a cualquier campo, es

un proceso riguroso en el que se deben considerar un conjunto de epatas cruciales

para su realización, La investigación planteada consta de tres etapas, dentro de las

cuales se realizan un conjunto de actividades, que a continuación se describen:

Fase I: Diagnóstico

Diagnóstico de la necesidad, que incluye:

La selección a través de la identificación, revisión y análisis de los diferentes

textos de edición reciente, artículos, Informes, foros, seminarios, que permitirán

obtener la información pertinente al Manual a realizar, así como Normas vigentes y

trabajos antecedentes disponibles.

La realización de entrevistas a fuentes vivas, profesores del Departamento de

Ingeniería Ambiental vinculados al diseño de Sistema de Distribución.

La Discriminación de la información significativa pertinente a la estructuración del

cuerpo demostrativo del reportaje.

25

Fase II: Factibilidad

Una vez diagnosticada la necesidad o problema objeto de estudio para la

presente investigación, se requiere de la movilización de los recursos que propicien

la factibilidad técnica del diseño, de acuerdo con lo establecido en las bases teóricas.

Desde estas perspectivas, la factibilidad técnica del presente estudio, está

determinada por los recursos con que se cuenta, que son de fundamental

importancia para el desarrollo y ejecución de la propuesta, para darle sentido de éxito

y logro a los objetivos que se persiguen. Dentro de este contexto, para el estudio

técnico se tendrá presente los siguientes aspectos: beneficiarios; tamaño del

proyecto que incluye la capacidad de éste y los factores condicionantes y por último,

la localización del proyecto en sus niveles macro y micro.

Dicha factibilidad a su vez, se organizó siguiendo la siguiente estructura:

Beneficiarios

Tamaño del Proyecto

Capacidad del Proyecto

Factores Condicionantes del Proyecto.

Proceso Global de Transformación.

Descripción del Proceso Global de Transformación.

Flujograma del Proceso global de Transformación.

Localización del Proyecto.

Macro Localización.

Micro Localización.

Fase III: Propuesta

Se establecieron los criterios a considerar el diseño, basado en los lineamientos

actuales, de forma sistematizada y resumida de la información con la cual debe

contar el proyecto, a través de la eliminación de toda aquella información irrelevante

obtenida.

26

Se plantea la propuesta del manual con la información necesaria para el diseño

de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos, que permita facilitar al

futuro profesional una herramienta actualizada de los aspectos más importantes que

constituyen el diseño dichas obras de ingeniería que hacen posible el uso del agua,

que contenga las especificaciones particulares y figuras detalladas y escrito de tal

forma que sea de fácil compresión y aplicación. Siguiendo el orden y esquema

establecido en la fase anterior

27

CAPITULO IV

Fase I: Diagnóstico

El objetivo del diagnóstico es analizar la necesidad de elaborar un manual

instruccional para el diseño de sistemas de distribución de agua potable en

urbanismos, que recopile y sintetice la información necesaria de los aspectos más

importantes considerados en el diseño de los sistemas de abastecimiento en

urbanismos, y facilitar al futuro profesional una herramienta actualizada, y

sistematizada de los aspectos más importantes que constituyen el diseño de dichas

obras de ingeniería, para que este pueda ser usado por los estudiantes de la

asignatura de Acueductos y Cloacas, adscrita al departamento de Ingeniería

Ambiental (Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería

Civil).

Por lo tanto, el punto de partida para el diagnóstico corresponde a la

determinación del contenido programático de la materia Acueductos y Cloacas, ya

que es propósito de la misma formar los futuros Ingenieros Civiles, con la capacidad

de diseñar, calcular e implementar soluciones a los problemas de abastecimiento

aguas.

En este sentido se llevó a cabo la identificación y revisión del contenido

programático vigente de la materia Acueductos y Cloacas, dictada en la Facultad de

Ingeniería, de la Universidad de Carabobo, seleccionando las unidades vinculadas al

diseño de sistemas de distribución, dando como resultado que las unidades

relacionadas corresponde a las unidades I, II y III, las cuales se puntualizan a

continuación:

28

UNIDAD I. Elementos de saneamiento ambiental. Aspectos históricos. Potabilidad del agua. Características objetables de las aguas usadas. Beneficios resultantes del saneamiento del agua. Sistemas de abastecimiento de agua. Sistemas de recolección de: Aguas usadas y aguas de lluvia. UNIDAD II. Consideraciones generales. Período de diseño. Factores que afectan el consumo del agua. Variaciones en la demanda de agua. Factores de diseño de los componentes de un sistema de agua. UNIDAD III. Generalidades. Tipos de redes. Sistemas por gravedad y p por bombeo. Capacidad de la red. Análisis hidráulico. Presiones de servicio. Control de incendios. Análisis de redes. Método de Hardy Cross. Estanques. Tipos de tuberías según el material de fabricación. Clases de tuberías según la presión. Accesorios.

Luego con la recopilación de la información y selección, a través de la

identificación, revisión y análisis, de las Normas vigentes diferentes, textos de edición

reciente, artículos, Informes, foros, seminarios y trabajos antecedentes disponibles,

que se encuentren vinculados al diseño de sistemas de distribución, se logró

identificar las Normas Nacionales vigentes, las cuales datan desde el año 1989 (Ver

Tabla 2), y son las que se encuentra vinculadas directamente al diseño de Sistemas

de Distribución de agua potable.

Tabla 2. Normativa venezolana vigente vinculada a sistemas de distribución

NOMBRE TITULO

Gaceta Oficial Nº 4044 año 1988 Normas sanitarias para proyecto, construcción, reparación, reforma y mantenimiento de edificaciones.

Gaceta Oficial Nº 4085 año 1989 Regulaciones técnicas para desarrollos urbanísticos progresivos.

Gaceta Oficial Nº 4103 año 1989 Normas sanitarias para instalaciones sanitarias de desarrollo de urbanismos


En este mismo orden de ideas, se procedió también a revisar y seleccionar el los

diferentes textos nacionales que suministran la mayor información posible de diseño

de sistemas de distribución de agua potable en urbanismo, dando como resultado la

29

buena pero escasa producción de este tipo de material, tal como se muestra en la

Tabla 3.

Tabla 3. Textos de edición venezolana vinculados a sistemas de distribución

AUTOR TITULO REFERENCIA

AROCHA, Simón. (1997) Abastecimiento de Agua. Teoría y Diseño

Tercera Edición ampliada. Editorial Innovación Tecnológica, Caracas

DURÁN, José (2011) Hidráulica Aplicada: Máquinas Hidráulicas, Tuberías y Canales

Primera Edición, Universidad de Los Andes. Mérida, Venezuela

FREITES, Gonzalo (2006) Redes hidráulicas de tubería y su optimización

Primera Edición, Universidad de Los Andes. Mérida, Venezuela

GUEVARA, Víctor (1987) Apuntes de Acueductos y Cloacas Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniería. Trabajo de ascenso.

MÉNDEZ, Manuel. (2007) Tuberías a Presión en los Sistemas de Abastecimiento de Agua

Universidad Católica Andrés Bello-Fundación POLAR, Caracas, Venezuela

MIJARES, Gustavo. (1983)

Abastecimientos de Aguas y Alcantarillados

Tercera Edición. Ediciones Vega, Caracas– Venezuela

PALACIOS, Álvaro. (2004) Acueductos, Cloacas y Drenajes. Criterios para el Diseño Hidráulico de Instalaciones Sanitarias en Desarrollos Urbanos

Universidad Católica Andrés Bello. Caracas, Venezuela


De acuerdo a la dinámica que amerita el desarrollo de proyectos adaptados a las

criterios actuales, se evidencia la necesidad de producir un manual que integre la

normativa vigente con dichos criterios, la Tabla 4 refleja los puntos que se tomaron

en cuenta para el análisis de la bibliografía existente; el año de edición es importante

para la comparación con el año de publicación de la Normativa Oficial, esto permite

hacer una verificación acerca de cuan actualizado se encuentra el material disponible

vinculado a los sistemas de distribución, con respecto a la normativa vigente.

30

Tabla 4. Contenido teórico, metodológico y práctico del material bibliográfico disponible vinculado a los sistemas de distribución.

NOMBRE AUTOR AÑO DIAGRAMACIÓN

SENCILLA Y SISTEMATIZADA

APLICAN NORMA ACTUAL

ACORDE AL PROGRAMA DE

LA ASIGNATURA

Abastecimientos de agua y

alcantarillados

Gustavo Rivas Mijares 1983

Abastecimientos de agua. teoría y

diseño

Simón Arocha

1997

Apuntes de acueductos y

cloacas

Víctor Manuel Guevara

1987

Acueductos cloacas y drenajes

Álvaro Palacios

Ruiz 2004

Hidráulica Aplicada: Máquinas

Hidráulicas, Tuberías y Canales

José Ramón Durán Silva

2011

Redes hidráulicas de tubería y su optimización

Gonzalo Freites Olivero

2006


La comparación del contenido programático de la materia Acueductos y Cloacas

con la bibliografía disponible arrojó como resultado, la necesidad de desarrollar un

material que recopile y unifique la mayor cantidad de información vinculado al mismo

y trate los puntos más importantes del diseño de sistemas de distribución en

urbanismos adaptados a las normas vigentes y requerimientos actuales de los entes

encargados de su administración en ámbito operacional, así como el contenido de la

materia de Acueductos y Cloacas, de la Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de

Ingeniería, Universidad de Carabobo.

En esta misma fase de estudio, se evoca el análisis que se fundamenta en las

entrevistas realizadas a fuentes vivas, integrantes de la muestra en estudio, como

31

profesores del Departamento de Ingeniería Ambiental vinculados al diseño de

sistema de distribución, donde se determina claramente la necesidad de un

instrumento clave para el diseño de estas obras de ingeniería, que contemplen no

solo la aplicación de normativa vigente, sino también la adaptación y compilación de

experiencias adquiridas por profesionales dedicadas al diseño de dichos sistemas,

en función de un orden claro, sencillo y práctico, adaptado a las necesidades de los

entes encargados de revisar, aprobar y operar a futuro, el diseño de los sistemas de

distribución.

En conclusión puede afirmarse que no se cuenta con un manual práctico y

actualizado que recopile y sintetice los aspectos considerados en el diseño de dichos

sistemas, escritos de manera sencilla que facilite la rápida compresión y aplicación

de la normativa vigente, por medio de estrategias que mejoren el proceso enseñar y

aprender, y así permitir al profesor elevar la calidad de la instrucción, favoreciendo a

estudiantes y profesionales a desarrollar proyectos competitivos en esta área.

Con base en este análisis, se determinó la necesidad de un material

instruccional para el diseño de redes de distribución, como una alternativa que le

permita al usuario una consulta rápida, eficaz y variada al momento de diseñar redes

de distribución y una guía tanto para ordenar la información, así como también para

futuras investigaciones en el caso de necesitar complementar la información

suministrada.

32

Fase II: Factibilidad

Beneficiarios.

El manual servirá de fuente de información para profesionales vinculados al

desarrollo de sistemas de distribución de aguas en urbanismos, así como también a

estudiantes, suministrando una visión global y fundamental de los fines y objetivos de

un sistema de distribución en urbanismos, capacitándolos en los tratados y principios

para la realización de un proyecto de sistema de distribución de agua para

urbanizaciones.

También será útil para los docentes sirviéndole como guía para impartir las

clases, con una estratégica enmarcada en una herramienta sistematizada,

otorgándole al alumno la posibilidad de aprender acerca del tema, y luego poder

repasarlo en casa, acrecentando la eficacia de los estudiantes, indicándoles las

pautas a considerar en el diseño de Sistemas de Distribución de agua potable.

El manual puede ser utilizado por los estudiantes de la asignatura de Acueductos

y Cloacas, adscrita al departamento de Ingeniería Ambiental (Universidad de

Carabobo. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil), ya que es propósito

de la misma formar los futuros Ingenieros Civiles, con la capacidad de diseñar,

calcular e implementar soluciones a los problemas de abastecimiento aguas.

Tamaño del Proyecto.

Capacidad del Proyecto

El manual instruccional para el diseño de sistema de distribución en urbanismos,

está en la capacidad de suministrar información básica y aspectos más importantes

considerados en el diseño de los Sistemas de Abastecimiento en Urbanismos, y

facilitar al futuro profesional una herramienta actualizada de los aspectos más

relevantes que constituyen el diseño dichas obras de ingeniería que hacen posible el

uso del agua, escritos de tal forma que sean de fácil compresión y aplicación

33

Factores Condicionantes del Tamaño

Los factores que condicionan la propuesta son la normativa vigente y la

bibliografía existente. Este material puede ser adaptado a la normativa en otros

países con arreglo y ajustes a las condiciones ambientales y criterios que ellos

ameriten.

Factores Condicionantes del Proyecto

Recursos Disponibles

Son aquellos que permiten alcanzar los objetivos planteados y a su vez son

considerados fortalezas, estos son:

Tabla 5. Recursos requeridos para la puesta en marcha del diseño propuesto

RECURSOS DESCRIPCIÓN

Tamaño del mercado

El manual está dirigido a estudiantes y profesionales vinculados al diseño de sistemas de distribución.

Recursos materiales

Normativa vigente: GACETA OFICIAL Nº 4044 AÑO 1988, GACETA OFICIAL Nº 4085 AÑO 1989, GACETA OFICIAL Nº 4103 AÑO 1989

Bibliografía disponible.

Recursos humanos

Profesores del Departamento de Ingeniería Ambiental, Escuela Civil, Facultad de Ingeniería Universidad de Carabobo, los cuales están vinculados al diseño de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos.

Ingenieros y profesionales afines que se encuentren relacionados al diseño de los sistemas de distribución.


Proceso global de transformación

Descripción del proceso global de transformación

El proceso global de transformación pretende identificar de manera ordenada y

sistemática el desarrollo del manual instruccional para el diseño de sistemas de

distribución de agua potable en urbanismos, destacando las fases o etapas

necesarias que se deben cumplir, así como también los materiales e insumos con los

34

que se debe contar, para luego al final poder satisfacer a los beneficiarios tanto

principal como secundario.

Localización del Proyecto

Macrolocalización

La ubicación del material instruccional para el diseño de redes de distribución de

agua potable se ubica en la República Bolivariana de Venezuela, Municipio

Naguanagua, Estado Carabobo, sector Bárbula, Universidad de Carabobo.

Microlocalización

Facultad de Ingeniería de la Universidad de Carabobo, Escuela de Ingeniería

Civil, Biblioteca Rental de Ingeniería Civil.

35

Fase III: PROPUESTA

La propuesta tiene como finalidad presentar un manual instruccional para el

diseño de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos, donde se

recopila y sintetiza la información necesaria de los aspectos más importantes

considerados en el diseño de los Sistemas de Abastecimiento en Urbanismos,

facilitando al futuro profesional una herramienta actualizada, y sistematizada de los

aspectos más importantes que constituyen el diseño de estas obras de ingeniería

que hacen posible el uso del agua.

Propuesta



Contexto

El territorio nacional de la República Bolivariana de Venezuela, está irrigado con

innumerables fuentes de abastecimiento de agua, razón por lo cual lo califican como

país privilegiado en recursos hídricos. Sin embargo, el patrón de crecimiento de la

población, el proceso acelerado de urbanización, la pérdida de calidad de los

cuerpos de agua existentes, los riesgos naturales a los que están expuestos, y la

deficiente gestión y conservación del recurso, inciden en la multiplicación de los

factores que contribuyen con el deterioro de estas fuentes de abastecimiento y su

posterior potabilización para consumo humano.

La potabilidad del agua, así como el suministro en cantidad y calidad suficiente

es un tema de interés mundial, donde los ingenieros dedicados a la rama hidráulica

se evocan en garantizar. Por medio de la ingeniería Hidráulica, el ingeniero civil se

ocupa de planificar, proyectar, construir y operar las obras hidráulicas. Estas son

obras civiles cuya función es captar, regular, controlar, transportar distribuir,

recolectar, disponer de las aguas o bien protegerse de ellas, Bolinaga (1999) expresa

36

que estas se consideran como obra civil con estas características, “si sus

dimensiones han sido establecidas tomando en consideración criterios y normas

hidráulicas e hidrológicas”.

Es importante destacar que el objetivo de la Ingeniería Hidráulica es fijar las

dimensiones de esas obras civiles, mediante un proceso, que puede ser largo y

complejo o corto y sencillo, dependiendo del tipo de obra civil a desarrollar. Este

proceso refiere a una planificación de proyecto hidráulico, el cual forma parte de un

proceso más amplio que integra el anterior con la planificación del desarrollo.

La información contenida en este manual instruccional se limita a la planificación

y diseño de sistemas de distribución y no contempla temas relacionados con la

identificación y aseguramiento de fuentes de abastecimiento, ni tampoco el diseño de

obras de purificación o tratamiento del agua, así como ninguna de las obras o

elementos que conforman las líneas de aducción y no se describirá ninguno de los

métodos de análisis de redes de distribución, dejando a criterio del proyectista la

selección del método a aplicar según sus habilidades y disponibilidad de

herramientas para ejecutarlo.

37

UNIDAD I

ELEMENTOS VINCULADOS A LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS.

La descripción de los elementos vinculados a los sistemas de distribución de

agua potable tiene por objeto relacionar aspectos de interés, que permitan forman

una visión general para el diseño de estos sistemas, donde también se establece la

importancia y uso del agua, el cómo debe suministrase, las tipos de fuente en que se

encuentra, la descripción de los sistemas de abastecimiento, hasta la caracterización

de los sistemas de distribución como un sub sistema del sistema de abastecimiento,

así como su configuración en el ámbito urbano.

Es necesario destacar que la disponibilidad del agua es un problema vigente y

complejo en el que interviene una serie de factores que van más allá de la demanda

para el consumo, producto del crecimiento exponencial de la población; si no

también por el uso inapropiado que el hombre hace de este recurso.

Sin embargo, las personas necesitan cubrir sus necesidades básicas de

alimentación y aseo, pero a medida que mejoran sus condiciones de vida, demandan

mayor cantidad de agua potable, así como de otros recursos naturales, por lo cual se

pretende enfatizar de manera sencilla dichos elementos para concientizar sobre la

necesidad de planificar las obras que permiten el uso del agua, así como incentivar el

adecuado uso.

38

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Objetivo General

Describir algunos elementos importantes vinculados a los Sistemas de

Distribución de agua potable en un desarrollo urbano.

Objetivos Específicos

Establecer la importancia del Agua

Clasificar los diferentes usos del Agua

Definir como debe ser el suministro de agua

Establecer algunas de las condiciones que debe cumplir el agua para que

sea apta para el consumo humano

Describir los Sistemas de Abastecimiento de Agua

Objetivos Instruccionales

Concientizar sobre la necesidad de la adecuada planificación y uso del

recurso agua.

Conocer los elementos que conforman los sistemas de abastecimiento de

agua.

Identificar los componentes que conforman los sistemas de distribución de

agua.

39

IMPORTANCIA DEL AGUA

El agua es fuente de vida e indispensable para el desarrollo de los seres vivos.

La abundancia y potabilidad del agua, es un tema de interés que todos los seres

humanos deben conocer y en especial los ingenieros civiles que tienen la necesidad

de desarrollar proyectos en el área, o tengan la responsabilidad de gestionarla

adecuadamente para que pueda ser llevada desde las fuentes de abastecimiento,

pasando por varias obras hasta las unidades que la ameriten, en condiciones aptas

para el consumo y procurando minimizar los impactos ambientales que estas obras

puedan incurrir.

Ahora bien, el derecho humano al agua y el saneamiento se aprobó en la

Asamblea General de Naciones Unidas (2010) en una resolución que reconoce que

“el derecho al agua potable y el saneamiento es un derecho humano esencial para el

pleno disfrute de la vida y de todos los seres humanos”. Sin embargo, a pesar del

volumen de agua que existe en el planeta, 1,41 mil millones de km3, Andressen

(2004) expresa que sólo el 2% de esta cantidad corresponde a agua dulce, y

alrededor del 87% de esta porción se encuentra en capas de hielo, glaciares y aguas

subterráneas, por lo que el 13% es la cantidad de agua disponible, y se encuentra

distribuida en ríos y lagos, entre otros cuerpos de agua dulce.

Por otra parte, la U.S. Geological Survey (2012) documenta la distribución del

agua en el planeta tierra (Ver Figura 1), indicando que el 97 % del agua es salada, la

cual se encuentra en los océanos y mares; y el 3% es dulce. De esta última, un 1%

está en estado líquido y el 2% restante se encuentra en estado sólido en capas,

campos y plataformas de hielo en las latitudes cercanas a los polos. Fuera de las

regiones polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y,

subterránea, en acuíferos.

40

Figura 1. Distribución del Agua en la Tierra. Nota: Cabrera, A. (2012). Datos tomados de U.S. Geological Survey (2012). Cience for a changin world.

En este orden de ideas, se debe señalar que Venezuela presenta un palpable

contraste entre la distribución de la población (Ver Figura 2), y la oferta de agua (Ver

Figura 3), donde la población está concentrada principalmente en el norte, y el agua

dulce se encuentra abundante en la franja sur del territorio. Ante este panorama, los

efectos adversos del cambio climático podrían agravar, aún más la situación de

presión que sobre los recursos hídricos ejercen otros factores, aunado al hecho de

que el problema no es sólo de la oferta del recurso, sino también su calidad.

Figura 2. Densidad de la población.

41

Figura 3. Sistema de cuencas hidrográficas.

Por lo tanto, debido a este contraste en la distribución de agua y población en

Venezuela, es recomendable la adopción de medidas de adaptación y mitigación,

frente al cambio climático, así como también armonizar el crecimiento demográfico y

económico de las próximas décadas con las limitaciones que se puedan presentar en

la oferta de agua.

En este sentido, es necesario implementar planes adecuados de manejo de los

recursos hídricos, que sean el resultado de una interacción de un plan integrado,

bien planeado y concebido entre la tecnología, la sociedad, la economía y las

instituciones, con el propósito de balancear la oferta y la demanda del recurso, ante

escenarios de ocurrencia de extremos hidrológicos, que influyan considerablemente

en las fuentes principales de abastecimientos de agua.

42

FUENTES DE ABATECIMIENTO DE AGUA.

Para el establecimiento de planes de manejo de los recursos hídricos, que

influyan en el diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable, debe tenerse

en cuenta la caracterización de las fuentes, donde Agüero (1997), hace una

descripción sobre las fuentes de abastecimiento y sus tipos, exponiendo que “para

poder satisfacer la demanda de la población, es necesario contar con una fuente de

abastecimiento que permita el suministro del agua potable en cantidad y calidad

suficiente”. De acuerdo a la naturaleza y ubicación de la fuente y la topografía del

terreno, se generan dos alternativas de sistemas de abastecimiento que pueden

implementarse: por gravedad y por bombeo.

Para el sistema de agua potable por gravedad, la fuente debe estar ubicada en

la zona más elevada de la localidad, de manera que el agua pueda fluir a través de la

tubería usando sólo la fuerza de la gravedad. En el caso de los sistemas por

bombeo, se utilizan cuando la fuente se encuentra en cotas inferiores a las del

urbanismo, siendo necesario implementar un sistema de bombeo que permita

transportar el agua a reservorios con cotas superiores a la del resto del urbanismo

que se pretende dotar de agua. Sin embargo la distribución de agua en el planeta,

como se mencionó anteriormente, presenta una distribución limitada en cuanto el

agua dulce y disponible para ser usada para consumo, la cual la podemos encontrar

de la siguiente manera:

Aguas Superficiales

Corresponde a todas las aguas que fluyen

naturalmente en la superficie terrestre, como

arroyos, ríos, lagos, etc. Es recomendable que

donde se realice la captación no existan zonas

habitadas o granjas de animales aguas arriba; de

allí la necesidad de un estudio detallado sobre la

43

calidad y condiciones sanitarias de agua. La República Bolivariana de Venezuela

está conformada por una enorme red hidrográfica de aguas superficiales (ríos y

lagos).

Los diez ríos más importantes del país están representados por el Orinoco,

Caroní, Caura, Apure, Meta, Ventuari, Portuguesa, Santo Domingo, Uribante y

Chama. Los lagos de Maracaibo y Valencia, la represa de Gurí, Guárico y

Camatagua, junto con las demás represas y embalses constituyen grandes

reservorios de agua dulce del país.

Aguas Subterráneas

Las Aguas subterráneas se generan cuando parte de las precipitaciones se

filtran a través de los poros del suelo, por acción de la gravedad, hasta alcanzar un

estrato impermeable, allí se depositan entre el suelo y las rocas que se han saturado

del líquido, generando un depósito de agua subterránea, denominado como acuífero.

El aprovechamiento de estas aguas, es a través de manantiales, que son

afloramientos naturales del agua, las galerías filtrantes, que son galerías

subterráneas construidas para alcanzar un acuífero y mediante su estructura

permeable, captar las

aguas subterráneas y los

pozos profundos, que

son perforaciones

profundas del suelo, que

se realizan para extraer

agua del estrato saturado

mediante un mecanismo

de extracción y bombeo.

44

Aguas de Lluvia

Esta opción de fuente de abastecimiento es

considerada cuando no es posible obtener aguas

superficiales y subterráneas de buena calidad, y

tomando en cuenta que el régimen de lluvia es

significativo. La captación se realiza aprovechando

los techos de las casas e implementando

superficies impermeables, para luego conducir el

agua a reservorios, creando un sistema de

captación adecuado.

45

USOS Y APROVECHAMIENTO DEL AGUA

Cuando se habla del uso del agua, se enmarca en actividades básicas

indispensables para la vida, como lo son el consumo humano, cuando se refiere al

aprovechamiento corresponde a la utilización del agua como factor de producción

económica, en actividades productivas. En la Tabla 6 se presentan los usos y

aprovechamientos de agua más relevantes.

Tabla 6. Usos y aprovechamiento del agua

Usos y Aprovechamiento

Descripción

Abastecimiento del agua en las poblaciones

Doméstico: Alimentación, sanitario, aseo personal, riego de jardines y, en general del hogar.

Público: Lavado de calles, fuentes, suministro a edificaciones públicas, riego de parques y similares.

Comercial: Oficinas, comercios, depósitos, y sitios similares.

Industrial: materia prima, o medio secundario (refrigeración, lavado y transporte)

Riego con fines agrícolas

Uso del agua por medios artificiales, para garantizar el grado de humedad del suelo apropiado para el crecimiento de las plantas

Hidroelectricidad Utilización del agua con fines de generación de energía eléctrica

Navegación El agua es el medio que facilita el transporte de embarcaciones de personas y de mercancías

Recreación / Turismo Utilización del agua con fines de esparcimiento del hombre

Conservación y desarrollo de la fauna y la flora

Uso del agua en el sentido de preservar las especies existentes, como el de modificar y fomentar el desarrollo de alguna de ellas. Está relacionado con el llamado uso ecológico del agua, implica la ayuda del agua al mantenimiento de un medio que proporcione las condiciones más favorables a los factores biológicos y mayor bienestar a la humanidad

Nota. Datos tomados de Bolinaga (1999) capitulo I.

46

Existe una clasificación del agua, la cual se describe en las Normas para la

clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes

líquidos. Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.021. Decreto Nº 883, esta clasificación se

representa en la Figura Nº 4.

Figura 4. Clasificación del Agua según el uso Nota: Datos tomados de las Normas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos. Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.021 de fecha 18 de diciembre de 1995. Decreto Nº 883

CLA

SIF

ICA

CIÓ

N D

EL

AG

UA

TIPO 1: Aguas destinadas al uso doméstico y al uso industrial que requiera de agua potable

SUB-TIPO 1A: Aguas que desde el punto de vista sanitario pueden ser acondicionadas con la sola adición de desinfectantes.

SUB-TIPO 1B: Aguas que pueden ser acondicionadas por medio de tratamientos convencionales de coagulación, floculación, sedimentación, filtración y cloración

SUB-TIPO 1C: Aguas que pueden ser acondicionadas por proceso de potabilización no convencional

TIPO 2: Aguas destinadas a usos agropecuarios

SUB-TIPO 2A: Aguas para riego de vegetales destinados al consumo humano.

SUB-TIPO 2B: Aguas para el riego de cualquier otro tipo de cultivo y para uso pecuario.

TIPO 3: Aguas marinas o de medios costeros destinadas a la cría y explotación de moluscos consumidos en crudo

TIPO 4: Aguas destinadas a balnearios, deportes acuáticos, pesca deportiva, comercial y de subsistencia.

SUB-TIPO 4A: Aguas para el contacto humano total

SUB-TIPO AB: Aguas para el contacto humano parcial

TIPO 5: Aguas destinadas para usos industriales que no requieren de agua potable.

TIPO 6: Aguas destinadas a la navegación y generación de energía

TIPO 7: Aguas destinadas al transporte, dispersión y desdoblamiento de poluentes sin que se produzca interferencia con el medio ambiente adyacente.

47

Para los usos y aprovechamientos del agua se diseñan obras destinadas a

proteger la acción del agua potable usada, para recolectar el exceso de las aguas de

lluvia, para el control de los daños que ocasionan los desbordamientos del agua de

los ríos, quebradas, entre otras. Ver Tabla 7.

Tabla 7. Obras destinadas a proteger la acción del agua

Obras Descripción

Disposición de Aguas servidas

Comprende la recolección y descarga de las aguas usadas por el hombre de manera directa o indirecta.

Drenaje Urbano Comprende la recolección y descarga de los excesos de aguas pluviales en áreas urbanizadas

Drenaje Agrícola Comprende la recolección y descarga de las aguas en exceso en zonas agrícolas, no solo los excesos de aguas pluviales, sino también del riego artificial o del subsuelo.

Control de Crecidas Contempla las acciones a impedir los daños que ocasionan los desbordamientos del agua de los ríos, quebradas u otros cuerpos de agua superficiales.

Control de Erosión Consiste en impedir la acción erosiva del agua, tanto en causes como el suelo y subsuelo.

Control Estructural de los suelos

Comprende el drenaje de los excesos de agua sub-superficial que pueden poner en peligro la estabilidad geológica de los suelos.

Nota. Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Bolinaga (1999) capitulo I.

SUMINISTRO DE AGUA PARA DESARROLLOS URBANOS

Para todo desarrollo urbano debe suministrarse agua potable, para uso en las

parcelas destinadas a construcción de edificaciones y en las áreas definidas de uso

público. El suministro de agua potable en un urbanismo constituye uno de los

servicios fundamentales que permiten el desarrollo común de las actividades de sus

habitantes, que a través de un sistema de abastecimiento, constituido por obras de

48

captación, purificación y conducción, permiten llevar el agua potable a la población

para satisfacer sus necesidades sanitarias y de consumo.

Entre dichas necesidades se incluyen el uso

doméstico (alimentación, higiene personal y de

vivienda), uso público (lavado de calles, fuentes,

suministro a edificaciones públicas, riego de

parques, entre otros semejantes), uso comercial

(oficinas, comercios, depósitos y sitios similares) y

usos industriales, bien sea como materia prima o

como medio secundario (refrigeración, lavado y

transporte).

El agua debe presentar características básicas para ser considerada apta para el

consumo humano, Ver Figura 5, para ello, Guevara, V. (1987), expone que el agua a

suministrar debe estar libre de elementos patógenos, así como presentar

propiedades físicas aceptables (color, olor, sabor y turbidez) que no la hagan

objetable y garantizar sea apta para el consumo.

Figura 5. Características básicas para considerar el agua apta para consumo. Nota. Cabrera, A. (2012), datos tomados de Guevara, V. (1987).

49

Guevara (1987), plantea que el suministro debe desarrollarse de forma continua,

en cantidad y calidad suficiente, a fin de satisfacer razones sanitarias, sociales,

económicas y de confort de los urbanismos beneficiados. De manera general el agua

suministrada debe ser:

Figura 6. Lineamientos que debe satisfacer el suministro de agua potable.

Nota. Cabrera, A. (2012), datos tomados de Guevara (1987).

El Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de Naciones Unidas (s.f.),

en función de los Objetivos del Milenio, consideran que los derechos humanos al

agua deben garantizar que el agua sea:

Suficiente. El abastecimiento de agua por persona debe ser suficiente y continuo para el uso personal y doméstico. Estos usos incluyen de forma general el agua de beber, el saneamiento personal, el agua para realizar la colada, la preparación de alimentos, la limpieza del hogar y la higiene personal. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), son necesarios entre 50 y 100 litros de agua por persona y día para garantizar que se cubren las necesidades más básicas y surgen pocas preocupaciones en materia de salud. Saludable. El agua necesaria, tanto para el uso personal como doméstico, debe ser saludable; es decir, libre de microrganismos, sustancias químicas y peligros radiológicos que constituyan una amenaza para la salud humana. Las medidas de seguridad del agua potable vienen normalmente definidas por estándares nacionales y/o locales de calidad l agua de boca. Las Guías para la calidad del agua potable de la Organización Mundial de la Salud (OMS) proporcionan la

50

bases para el desarrollo de estándares nacionales que, implementadas adecuadamente, garantizarán la salubridad del agua potable. Aceptable. El agua ha de presentar un color, olor y sabor aceptables para ambos usos, personal y doméstico. Todas las instalaciones y servicios de agua deben ser culturalmente apropiados y sensibles al género, al ciclo de la vida y a las exigencias de privacidad. Físicamente accesible. Todo el mundo tiene derecho a unos servicios de agua y saneamiento accesibles físicamente dentro o situados en la inmediata cercanía del hogar, de las instituciones académicas, en el lugar de trabajo o las instituciones de salud. De acuerdo con la OMS, la fuente de agua debe encontrarse a menos de 1.000 metros del hogar y el tiempo de desplazamiento para la recogida no debería superar los 30 minutos. Asequible. El agua y los servicios e instalaciones de acceso al agua deben ser asequibles para todos. El Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) sugiere que el coste del agua no debería superar el 3% de los ingresos del hogar.

Suficiente

Saludable

AceptableFísicamente accesible

Asequible

Figura 7. Lineamientos para el suministro de agua potable.

Nota. Cabrera, A. (2012), datos tomados del Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de Naciones Unidas (s.f.).

51

SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

El Sistema de Abastecimiento de Agua, se encuentra entre las obras de

ingeniería que hacen posible el uso de este recurso, y tiene como objetivo

suministrar el agua requerida para satisfacer las demandas urbanas generadas por

los diferentes usos existentes en las poblaciones servidas. A continuación se

presenta un esquema de las obras generales de un sistema de abastecimiento.

Figura 8. Esquema de las obras de un sistema de abastecimiento de agua.


Obras de Captación y Regulación

Destinadas a captar y regular el agua de las fuentes disponibles, en las

cantidades requeridas por el núcleo urbano.

Obras de Conducción

Cumplen con la tarea de conducir el agua desde los sitios de captación hasta el

núcleo urbano.

Obras de Almacenamiento

Corresponde a las obras destinadas a almacenar el agua sin tratar, cuando se

encuentran ubicados en la línea de aducción y el almacenamiento de aguas tratadas,

cuando forman parte del sistema de distribución del agua potable.

52

Obras de Bombeo

Estas obras son necesarias para vencer las pérdidas de energía y/o los

desniveles existentes con el fin de enviar el caudal deseado. Se considera estación

de bombeo, a aquella que toma el agua directa o indirectamente de la fuente de

abastecimiento y la eleva al estanque de almacenamiento, a una estación de

rebombeo o a la red de distribución

Obras de Tratamiento o Potabilización

Tienen por función acondicionar el agua para lograr una calidad cónsona con las

necesidades de los consumidores; lo cual podría ser efectuado antes o después de

la conducción del agua hasta el núcleo urbano.

Obras de Distribución

El propósito de estas obras es de distribuir el agua en el núcleo urbano, de forma

que se pueda cumplir con el objetivo fundamental del sistema de abastecimiento.

Dentro de estas obras se incluyen también obras de almacenamiento, los cuales son

depósitos cuyo propósito es compensar las variaciones de los consumos que se

producen durante el día, mantener las presiones de servicios en la red de

distribución, mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones

de emergencia.

Figura 9. Componentes básicos de un sistema de abastecimiento Nota: Cabrera, A. (2012).

53

Figura 10. Configuración típica de un sistema de abastecimiento de agua.

Figura 11. Sistema Regional del Centro I y II

54

Figura 12. Esquema del sistema de abastecimiento de San Juan de los Morros

Figura 13. Esquema del sistema de abastecimiento de San Fernando de Apure

55

SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA

Luego de describir de manera general los sistemas de abastecimiento de agua y

dar algunos ejemplos, se detalla a continuación los sistema de distribución de agua,

los cuales están conformados por el conjunto de elementos necesarios para

conducir el agua desde el estanque de almacenamiento hasta aquellas tuberías de

las cuales parten las conexiones o tomas domiciliarias, que dotan a las parcelas,

lotes o áreas que demandan dotación de agua potable, Ver Figura 14. Los elementos

principales que la conforman son: obras de almacenamiento, conjunto de tuberías de

distribución, obras de bombeo, accesorios.

Figura 14. Ubicación del sistema de distribución en un sistema de abastecimiento de agua.

56

Estructura generales de los Sistemas de Distribución

Un sistema de distribución consta esencialmente de tuberías y de acuerdo a su

importancia dentro de la red, estas se pueden clasificar de la siguiente manera:

Tuberías matrices principales, primarias o troncales

Corresponden al conjunto de tuberías que llevan el agua desde los puntos de

alimentación hasta las tuberías matrices secundarias, Mijares (1983) señala que

estas tuberías se encuentran espaciadas de 2.000 a 3.000 metros, depende de las

condiciones y requisitos de del sistema.

Tuberías matrices secundarias o arteriales

Están conformadas por las tuberías que llevan el agua desde las matrices

principales hasta los diferentes sectores de la red de distribución o de relleno, según

Mijares (1983) se encuentran espaciadas a unos 1.000 metros.

Sin embargo, es conveniente resaltar que algunos expertos afirman que el uso

de los términos principales y secundarios, intenta reflejar la importancia dentro de la

red, pero no existe una separación clara entre ambos. Dentro de este orden de ideas

debe señalarse también que de estas tuberías no se suministra agua a ningún

usuario, en consecuencia no deben existir tomas domiciliarias en las tuberías

matrices.

Tuberías menores, de distribución o de relleno

Estas tuberías son las encargadas de suministrar agua a los usuarios, ya que

son las tuberías en las que si se pueden incorporar tomas domiciliarias, y que

interconectan las tuberías matrices. Los equipos y accesorios en estas redes están

constituidos por válvulas de paso, válvulas reguladoras, ventosas purgas, hidrantes y

tomas o conexiones domiciliarias o de servicio, así como estaciones de bombeo.

Ahora bien, las normas vigentes, (Gaceta 4103), no aprueba la instalación de

ninguna toma domiciliaria en las tuberías de aducción, ni en las tuberías matrices

mayor a 400 mm, en caso necesario, sugiere colocar tuberías de distribución

paralelas.

57

Tipos de Sistemas de Distribución

Las tipos de redes de distribución están determinados por su forma y la manera

como son alimentadas, por otra parte se ven influenciadas por varios factores, entre

ellos se encuentran: la topografía, la configuración de la vialidad urbana, tipo y grado

de desarrollo urbano, y ubicación del agua disponible para la alimentación de la red.

Por consiguiente se establecen los siguientes tipos de redes:

Redes ramificadas o abiertas

Son las redes compuestas por una o más tuberías principales de las cuales se

conectan ramificaciones, situación típica que se presenta en zonas donde la

topografía o distribución de la vialidad dificulta la interconexión entre ramales. Este

tipo de configuración de sistema de distribución presenta la posibilidad de un solo

sentido de circulación del agua, lo cual genera inconvenientes, ejemplo de ello es

una reparación por ruptura de la tubería, sustitución o reparación de algún accesorio

de la red, lo originaría quedar sin servicio la zona aguas abajo del sitio de la

problemática. A continuación se presenta un ejemplo de red ramificada:

Figura 15. Ejemplo de Red ramificada o abierta. Nota: Cabrera, A. (2012).

58

Redes malladas o cerradas

Son aquellas redes compuestas por un conjunto de tuberías interconectadas

entre sí que forman figuras cerradas, anillos o circuitos, y de acuerdo a esta

configuración se puede alimentar desde uno o varios puntos de suministros,

conduciendo el agua entre ellos o desde ellos por más de un recorrido posible. Esta

situación es típica en zonas donde la distribución de la vialidad facilita la

interconexión entre ramales. Este tipo de interconexión mallada permite un servicio

más eficiente y seguro en caso de averías, ya que es posible el suministro por

diferentes tramos de tubería de la que se encuentra fuera de servicio, con una

adecuada ubicación de válvulas de paso. A continuación se presenta un ejemplo de

red mallada:

Figura 16. Ejemplo de Red mallada o cerrada. Nota: Cabrera, A. (2012).

Sin embargo, los sistemas de distribución urbana están constituidos por una

combinación de las dos configuraciones descritas anteriormente, ramificadas y

malladas, prevaleciendo la de redes malladas o cerradas. Por otra parte, estas redes

pueden ser clasificadas atendiendo la forma como estas son alimentadas, de

acuerdo a la energía disponible para conducir el agua, lo cual podría estructurase en

dos grandes grupos: sistemas abastecidos por gravedad y las abastecidas por

bombeo.

59

Clasificación de los Sistemas de Distribución

El tipo de sistema estará dado según la energía disponible para conducir el

agua, esto en función de las condiciones topográficas y ubicación de la fuente de

abastecimiento con respecto a la red.

Sistemas por gravedad

Corresponde a los sistemas de distribución que dispone de una alimentación por

gravedad, es decir; dispone de energía suficiente, en forma de energía potencial para

realizar el transporte, donde el agua puede llegar desde uno o mas obras de

almacenamiento ubicados en cotas adecuadas, o desde otra red superior, o red alta.

En este tipo de redes las tuberías que alimentan las obras de almacenamiento no

forman parte de la red y estas pueden funcionar por gravedad o por bombeo.

También se podría considerar en este tipo de sistema donde el suministro sea

directamente a la red sin obras de almacenamiento.

Sistemas por bombeo

Los sistemas de distribución abastecidas por bombeo surgen cuando el agua no

dispone de la energía necesaria para realizar el transporte. En este caso es

necesario aportar energía por medios externos (bombas de impulsión), lo que da

origen a las denominadas conducciones por bombeo.

Sistemas mixtos

Para este tipo de sistema de distribución, el agua dispone solo de una parte de la

energía necesaria para el transporte, y será necesario el aporte exterior de energía y

podrá dar origen a una conducción mixta gravedad – bombeo.

Componentes de los Sistemas de Distribución Agua

La definición de los componentes del sistema de distribución depende del nivel

de detalle que se pretenda establecer, sin embargo se pueden nombrar los

siguientes componentes: conexiones domiciliarias o tomas domiciliarias, Tuberías,

Válvulas de paso, hidrantes, accesorios de interconexión de tuberías (codos, conos

60

de reducción, tees, cruces), válvulas de regulación de presión, soportes, y anclajes,

etc.

En base a esto Cullinane, 1989, citado por Larry (2002), define una estructura

jerárquica en bloques para construir los Sistemas de Distribución de Agua en áreas

urbanas, donde establece componentes, sub componentes y sub-subcomponentes.

Ver Figura 17.

Figura 17. Relaciones jerárquicas de un sistema de distribución Nota. Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Cullinane, 1989, citado por Larry (2002).

61

UNIDAD II

LINEAMIENTOS A CONSIDERAR EN PROYECTOS DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS.

Los presentes lineamientos tienen por objeto establecer los aspectos generales

a tener presente en la elaboración de proyectos hidráulicos. Los cuales van a permitir

el uso y aprovechamiento adecuado del agua, el proceso general a seguir para

ejecutar las etapas de los proyectos, el proceso general que sigue la planificación de

un sistema de distribución donde se refleje la información general de cómo se va a

abastecer el área seleccionada, definir el camino a seguir para la consecución del

Proyecto, el marco jurídico que regula la gestión del recurso agua en Venezuela, y en

general los lineamientos a considerar en proyectos de sistemas de distribución de

agua potable.

OBJETIVOS

Objetivo General

Describir los lineamientos a considerar en el Diseño de Sistemas de Distribución

de agua potable en Urbanismos


Definir los tipos de proyectos hidráulicos que permiten el uso y

aprovechamiento del agua.

Describir el proceso general que permita integrar y coordinar los estudios

y análisis necesarios que se deben ejecutar en las etapas del proyecto.

Definir la estructura básica para presentar proyectos de sistemas de

distribución de agua potable en urbanismos

62

Listar la normativa legal vigente que interviene directa o indirectamente en

el diseño de los sistemas de distribución de Agua.


Conocer los tipos de proyectos hidráulico

Comprender el proceso de planificación de las etapas de los proyectos

hidráulicos.

Conocer la normativa legal vigente que interviene directa o indirectamente

en el diseño de los sistemas de distribución de Agua.

63

PROYECTOS HIDRÁULICOS

Cuando se pretende desarrollar un proyecto, se inicia un proceso o esfuerzo

temporal que se lleva a cabo para lograr un objetivo bien definido. En lo que respecta

a proyectos hidráulicos ese esfuerzo se ve enfocado en desarrollar un conjunto de

acciones con el propósito de darle uso al agua con un fin determinado. Conociendo

los distintos usos que se le pueden dar al agua, Bolinaga (1999), presenta una

clasificación de los proyectos hidráulicos, los cuales se resumen a continuación:

Proyectos de Aprovechamiento

Dentro de los objetivo que persiguen estos proyectos es aprovechar el recurso

hídrico, tanto superficiales como subterráneas a fin de satisfacer necesidades

humanas, otros con la perspectiva de su conservación, recuperación y protección.

Entre este tipo de proyectos se puede mencionar a:

Proyectos de abastecimiento al medio urbano

Proyectos de riego

Proyectos hidroeléctricos

Proyectos de navegación

Proyectos de recreación

Proyectos de conservación desarrollo de la fauna y la flora

Proyectos de protección

Los proyectos de protección engloban a:

Proyectos de disposición de aguas servidas

Proyectos de drenaje urbano

Proyectos de drenaje agrícola

Proyectos de control de crecida

64

PLANIFICACIÓN DE LOS PROYECTOS DE ABASTECIMIENTO

En la planificación de un proyecto se establecen claramente el QUÉ debe

hacerse, CÓMO debe hacerse, Y el ORDEN LÓGICO en el que debe hacerse para

alcanzar el objetivo; en esta oportunidad se habla de un proyecto hidráulico para el

cual hay que establecer un proceso que permita integrar y coordinar los estudios y

análisis necesarios que se deben ejecutar en las etapas del proyecto.

En este particular, cuando se hace referencia a las obras de distribución, el

proceso debe iniciar con la referencia de un plan maestro, plan general de

distribución, o usualmente denominado plan rector, en el cual deben enmarcarse

todos los proyectos relacionados a las diversas áreas que componen el núcleo

urbano. En consecuencia, el plan de un sistema de distribución debe reflejar la

información general de cómo se va a abastecer el área seleccionada a desarrollar,

por lo tanto se debe considerar una memoria descriptiva donde se resumen los

fundamentos generales del plan como a continuación los presenta Azpúrua (1999),

citado por Bolinaga (1999):

Figura 18. Información que debe contener un Plan Rector de Distribución de Agua Nota. Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Azpúrua (1999), citado por Bolinaga (1999).

65

ESTRUCTURA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO

En el desarrollo de un proyecto de sistema de distribución de agua potable en

urbanismo, se parte como premisa la recopilación de un conjunto de información

preliminar para luego establecer la propuesta factible según las condiciones y

criterios adoptados, por consiguiente se hace necesario la presentación del proyecto

de la manera más clara y completa posible para que luego se pueda llevar a cabo la

construcción adecuada de la misma, cumpliendo con la normativa vigente y las

condiciones establecidas en el diseño. Para ello se plantea la siguiente estructura de

proyecto:

Figura 19. Estructura básica de un proyecto de Distribución de agua. Nota: Cabrera, A. (2012)

CONTENIDO DE LA ESTRUCTURA DE PRESENTACIÓN DEL PROYECTO

Identificación del proyecto

• Nombre del Proyecto• Datos de proyectistas • Fecha de elaboración del proyecto. • Ubicación geográfica exacta del proyecto. • Organismo, empresa o responsable de la elaboración del

proyecto.

66

Memoria Descriptiva

Diagnóstico

• Nombre del urbanismo, ubicación local y regional.

• Planteamiento del problema.

• Alcance del proyecto.

• Esquema de ubicación. En éste se ubicará y demarcará la zona a desarrollar y la

ubicación relativa de la misma, de manera que se pueda obtener una visión de

conjunto.

• Estudios preliminares. Descripción de los estudios realizados para la elaboración

del proyecto, por ejemplo: censos, encuestas, estudios demográficos, de calidad

de aguas, de suelos, sociales, socioeconómicos, topografía, pruebas de

resistencia, de presión, mediciones de temperatura, de caudal, entre otros.

• Información básica que permita una descripción detallada del urbanismo (área,

número y tipo de viviendas, densidad, topografía, servicios en los alrededores).

• Información del punto de incorporación (diámetro y presión disponible en dicho

punto)

• Memoria fotográfica.

• Resultados del diagnóstico

Ficha del Proyecto

Resumen de datos principales

• Nombre del Proyecto. • Ubicación geográfica exacta del proyecto. • Organismo, empresa o responsable de la elaboración del proyecto • Costo total de la ejecución de la obra. • Resumen de finalidad y alcance del proyecto. • Población futura estimada a servir. • Consumo medio estimada. • Nombre de la metodología usada para el análisis de la red. • Presiones de servicio. • Tipo de sistema de distribución. • Tipo de materiales a usar.

67

Propuesta

• Esquema de alternativa seleccionada.

• Descripción detallada del tipo de sistema de distribución seleccionada.

• Criterios adoptados en el proyecto.

• Cálculo de las dotaciones y del caudal medio. Listado y descripción de casos.

• Cálculo de gastos medios por tramos.

• Definición de la red de análisis.

• Estimación de gastos de tránsito y selección de diámetros económicos.

• Análisis de la red. Breve descripción del método de cálculo.

• Cálculo de cuadro de presiones.

• Especificaciones técnicas del material o materiales seleccionados. Clases de

tuberías (presión de trabajo).

• Diseño del estanque de almacenamiento. Cálculo de capacidad en m³. Cota de

fondo y de rebose. Dimensiones aproximadas. Esquema de las tuberías de

entrada y salida. Curvas empleadas para su cálculo.

• Cómputos métricos.

• Presupuesto.

• Cronograma y fases de ejecución de la obra.

Planos

Plano general de planta

Plano de detalles típicos y cuadro de nodos

Factibilidad

• Presentación de alternativas: Se debe presentar las alternativas que conlleven a

la solución de la problemática que se está planteando

• Materiales de las tuberías y accesorios.

• Selección de alternativas

• Análisis de factibilidad. Demostrar que la opción elegida sea técnica y

económicamente la óptima, entre varias soluciones.

68

MARCO JURÍDICO QUE REGULA LA GESTIÓN DEL RECURSO AGUA EN VENEZUELA

Discusiones sobre la necesidad del agua para los seres vivos, especialmente

para la raza humana, han creado diversidad de normas que pretenden garantizar el

recurso agua en cantidad y calidad suficiente para vivir con una calidad de vida. Se le

ha brindado especial atención a la tesis que plantea el reconocimiento del derecho

humano al agua, como el paso más importante para abordar el desafío de brindar a

la gente el elemento más básico de la vida. Con relación al marco jurídico de

Venezuela en los aspectos legales más relevantes referidos al sector de agua

potable y saneamiento, se encuentran:

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela

Publicada en Gaceta Oficial de la República de Bolivariana de Venezuela No.

36.860 del 30 de Diciembre de 1999

Artículo 304:

Todas las aguas son bienes de dominio público de la Nación, insustituibles para la vida y el desarrollo. La ley establecerá las disposiciones necesarias a fin de garantizar su protección, aprovechamiento y recuperación, respetando las fases del ciclo hidrológico y los criterios de ordenación del territorio.

También consagra la obligación del Estado, con la activa participación de la

sociedad, de garantizar la protección del agua, donde el Artículo 127 expone que:

Es un derecho y un deber de cada generación proteger y mantener el ambiente en beneficio de sí misma y del mundo futuro. Toda persona tiene derecho individual y colectivamente a disfrutar de una vida y de un ambiente seguro, sano y ecológicamente equilibrado. El Estado protegerá el ambiente, la diversidad biológica, genética, los procesos ecológicos, los parques nacionales y monumentos naturales y demás áreas de especial importancia ecológica. El genoma de los seres vivos no podrá ser patentado, y la ley que se refiera a los principios bioéticos regulará la materia. Es una obligación fundamental del Estado, con la activa participación de la sociedad, garantizar que la población se desenvuelva en un ambiente libre de

69

contaminación, en donde el aire, el agua, los suelos, las costas, el clima, la capa de ozono, las especies vivas, sean especialmente protegidos, de conformidad con la ley

Esta norma constitucional establece, que es el Estado el administrador de todas

las aguas que existan en el país, y que debe garantizar su protección, con la

participación de todos los venezolanos como parte componente del mismo.

Ley de Aguas

Publicada en Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela Nº 38.595

de fecha 02 de enero de 2007

Artículo 1: Esta ley tiene por objeto establecer las disposiciones que rigen la gestión integral de las aguas, como elemento indispensable para la vida, el bienestar humano y el desarrollo sustentable del país, y es de carácter estratégico e interés de Estado.

En el artículo 4, se hace esta referencia, asociada a su conservación y

protección y a la prevención y control de los posibles efectos negativos de las aguas

sobre la población y sus bienes. También en el artículo 5 se menciona, entre otros

aspectos, que el agua es un derecho humano y un bien social. Como parte de las

medidas de protección del agua, esta ley ordena en su artículo 12 el establecimiento

de rangos y límites máximos de elementos contaminantes en los efluentes líquidos

generados por fuentes puntuales y el establecimiento de condiciones y medidas para

controlar el uso de agroquímicos y otras fuentes de contaminación no puntuales.

Además, en el artículo 18 se hace referencia a los programas y proyectos que

deben ser implementados para la conservación de las cuencas hidrográficas,

mientras que en los artículos 54 y 55, se mencionan y se definen las zonas

protectoras de cuerpos de agua y las reservas hidráulicas, respectivamente, como

figuras de régimen de administración especial o ABRAE, como comúnmente se les

conoce.

70

La ley establece regulaciones para el uso de cualquier tipo de agroquímico por

parte de la ciudadanía y fija rangos y límites topes para los elementos contaminantes

que, como efluentes líquidos, deterioran el recurso agua, y esto aplica a toda

persona que realice actividades utilizando fungicidas, pesticidas, insecticidas,

nematicidas, etc.

A continuación se presentan algunas de las leyes, normas y decretos, que se

encuentran dentro del marco legal que interviene en la gestión del agua en la

República Bolivariana de Venezuela:

Ley Orgánica del Ambiente.

Publicada en Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela N° 5.833

Extraordinaria de fecha 22 de Diciembre de 2006.

Artículo 1: Esta Ley tiene por objeto establecer las disposiciones y los principios rectores para la gestión del ambiente, en el marco del desarrollo sustentable como derecho y deber fundamental del Estado y de la sociedad, para contribuir a la seguridad y al logro del máximo bienestar de la población y al sostenimiento del planeta, en interés de la humanidad. De igual forma, establece las normas que desarrollan las garantías y derechos constitucionales a un ambiente seguro, sano y ecológicamente equilibrado.

Ley Penal del Ambiente.

Publicada en Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela No.

39.913 Extraordinario del 02 de Mayo de 2012.

Artículo 1: Tiene por objeto tipificar como delitos los hechos atentatorios contra los recursos naturales y el ambiente e imponer las sanciones penales. Asimismo, determinar las medidas precautelativas de restitución y de reparación a que haya lugar y las disposiciones de carácter procesal derivadas de la especificidad de los asuntos ambientales.

71

Ley Forestal de Suelos y de Aguas.

Publicada en Gaceta Oficial de la República de Venezuela No. 997

Extraordinario del 08 de Enero de 1966

Rige la conservación, fomento y aprovechamiento de los recursos naturales que en ella se determinan y los productos que de ella se derivan.

Ley Orgánica para la Prestación de los Servicios de Agua Potable y Saneamiento.

Publicada en Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela N° 5.568

Extraordinaria de fecha 31 de Diciembre de 2001

Artículo 1: Tiene por objeto regular la prestación de los servicios públicos de agua potable y de saneamiento, establecer el régimen de fiscalización, control y evaluación de tales servicios y promover su desarrollo, en beneficio general de los ciudadanos, de la salud pública, la preservación de los recursos hídricos y la protección del ambiente, en concordancia con la política sanitaria y ambiental que en esta materia dicte el Poder Ejecutivo Nacional y con los planes de desarrollo económico y social de la Nación”

Ley Derogatoria de la Ley Orgánica para la Planificación y Gestión de la Ordenación del Territorio.

Publicada en Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela No.

38.633 del 27 de Febrero de 2007.

Ley Orgánica para la Ordenación del Territorio

Publicada en la Gaceta Oficial N° 3.238 del 11 de agosto de 1983.

Ley Orgánica de Ordenación Urbanística

Publicada en la Gaceta Oficial N° 33.868 del 16 de diciembre de 1987.

Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos.

Decreto No. 883 de fecha 11-10-95, Publicado en Gaceta Oficial de la República

de Venezuela No. 5.021 Extraordinario del 18 de Diciembre de 1.995.

72

Artículo 1. El presente Decreto establece las normas para el control de la calidad de los cuerpos de agua y de los vertidos líquidos.

Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de las Aguas de la Cuenca del Lago de Valencia.

Decreto No. 3.219 de fecha 13-01-99, Publicado en Gaceta Oficial de la

República de Venezuela Nº 5.305 Extraordinaria del 01 de Febrero de 1999.

Artículo 1. Este Decreto establece la clasificación de las aguas del Lago de Valencia y sus tributarios y las normas para el control de la calidad de los vertidos líquidos a ellos descargados.

Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de las Aguas de la Cuenca del Río Yaracuy.

Decreto No. 2.181 de fecha 29-10-97, Publicado en las Gaceta Oficial de la

República de Venezuela Nº 36.344 del 28 de Noviembre de 1997.

Artículo 1º: El presente Decreto establece la clasificación de las aguas del río Yaracuy y sus tributarios y las normas para el control de la calidad de los vertidos líquidos a ellos descargados.

Normas sobre Regulación y el Control del Aprovechamiento de los Recursos Hídricos y de las Cuencas Hidrográficas


República de Venezuela No. 36.013 del 02 de Agosto de 1996. Algunos artículos

derogados por la Ley de Aguas del 02 de enero de 2007.

Artículo 1. Estas Normas tienen por objeto desarrollar las disposiciones sobre recursos hídricos y cuencas hidrográficas contenidas en la Ley Orgánica del Ambiente, Ley Orgánica para la Ordenación del Territorio y Ley Forestal de Suelos y de Aguas, mediante el establecimiento de regulaciones relativas a su conservación y racional aprovechamiento.

Normas sobre Vigilancia, Inspección y Control de las Obras Hidráulicas afectadas al servicio de abastecimiento de agua a las poblaciones.

Decreto No. 750 de fecha 12-07-95, Publicado en Gaceta Oficial de la República

de Venezuela No. 35.765 del 02 de Agosto de 1995.

73

Normas Sanitarias para la ubicación, construcción, protección, operación y mantenimiento de Pozos Perforados destinados al abastecimiento de agua potable

Resolución No. 691 de fecha 08-09-97, emanada del Ministerio de Sanidad y

Asistencia Social, Publicada en Gaceta Oficial de la República de Venezuela No.

36.298 del 24 de Septiembre de 1997.

Normas Sanitarias para el control de agua potable transportada en camiones cisternas del 19-10-95

Resolución del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social. Publicado en Gaceta

Oficial de la República Bolivariana de Venezuela No. 35.827 el 31 de Octubre de

1995.

Normas para la prestación del servicio de acueducto y recolección, tratamiento y disposición de aguas residuales

Resolución Nº 37-A del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales

Renovables -. Gaceta Oficial Nº 36.646 del 22 de febrero de 1999.

Normas sanitarias de calidad de agua potable

Resolución Nº SG-018-98 del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social.

Publicado en Gaceta Oficial Nº 36.395 el 13 de febrero de 1998. Deroga Resolución

Nº 138 – Normas sanitarias de calidad de agua potable del 30/12/91, G.O. Nº 34.892

del 29/01/92.

Artículo 1.- El objetivo de las “Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable” es establecer los valores máximos de aquellos componentes o características del agua que representan un riesgo para la salud de la comunidad, o inconvenientes para la preservación de los sistemas de almacenamiento y distribución del líquido, así como la regulación que asegure su cumplimiento.

Normas para el uso de los embalses construidos por el estado venezolano y sus áreas adyacentes.

Publicado en Gaceta Oficial Nº 4.158 del 25 de enero de 1990.

74

Normas sanitarias para el proyecto, construcción, ampliación. Reforma y mantenimiento de las instalaciones sanitarias para desarrollos urbanísticos.

Resolución Nº G-1094 del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social y del

Desarrollo Urbano, Ministerio del Desarrollo Urbano. Publicado en Gaceta Oficial Nº

4.103 extraordinaria del 2 de junio de 1989.

Normas sanitarias para proyecto, construcción, reparación, reforma y mantenimiento de edificaciones.

Resolución Nº G-112 del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social, Ministerio del

Desarrollo Urbano. Publicado en Gaceta Oficial Nº 4.044 extraordinaria del 8 de

septiembre de 1988.

Normas para la elaboración de Proyectos de Sistemas de Tratamiento de Aguas Servidas Urbanas

Resolución No. 10 de fecha 05-05-77 del Ministerio del Ambiente y de los

Recursos Naturales Renovables. Publicada en Gaceta Oficial de la República de

Venezuela No. 31.230 del 09 de Mayo de 1977.

Normas e Instructivos para el Proyecto de Alcantarillados

Resoluciones Nos. 134 y 135 de fecha 22-04-80, emanadas del Ministerio del

Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables, por las cuales se dispone tener

como oficiales las ediciones de 1975. Publicado en Gaceta Oficial de la República de

Venezuela No. 31.969 del 23 de Abril de 1980.

Manual de las Especificaciones de Construcción de Obras de Acueductos y Alcantarillado

Resolución No. 39 de fecha 30-04-96, Publicado en Gaceta Oficial de la

República de Venezuela No. 35.970 del 30 de Mayo de 1996.

Reglamento Parcial No. 3 de la Ley Orgánica del Ambiente sobre Normas para la Ordenación del Territorio

Decreto No. 2.445 de fecha 15-11-77. Así pues, la ocupación de las áreas

rurales, mediante la construcción de obras de infraestructura e instalaciones por

75

parte de los organismos nacionales, estatales o municipales, así como por los

particulares, deberá ser autorizada por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos

Naturales Renovables. Gaceta Oficial de la República de Venezuela No. 31.363 del

17 de Noviembre de 1977.

Reglamento de la Ley Orgánica de Ordenación Urbanística

Decreto No. 833 de fecha 29-03-90, Publicada en Gaceta Oficial de la República

de Venezuela No. 4.175 Extraordinario del 30 de Marzo de 1990.

Especificaciones de Construcción de Obras de Acueductos y Alcantarillados

Resoluciones Nos. 134 y 135 de fecha 22-04-80, emanadas del Ministerio del

Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables, por las cuales se dispone tener

como oficiales las ediciones de 1975. Publicado en Gaceta Oficial de la República de

Venezuela No. 31.969 del 23 de Abril de 1980.

Declaración del sistema hídrico nacional como de emergencia de atención fundamental

Asamblea Nacional. Acuerdo de fecha 07-06-01, Publicado en Gaceta Oficial de

la República Bolivariana e Venezuela No. 37.216 el 11 de Junio de 2001.

Plan Nacional de Ordenación del Territorio


República de Venezuela No. 36.571 del 30 de Octubre de 1998. (Véase Gaceta

Oficial de la República de Venezuela No. 5.277Extraordinario del 26 de Noviembre

de 1998, donde se reimprime por error material del ente emisor).

76

UNIDAD III

CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS NUEVOS.

En la elaboración de un proyecto de abastecimiento de agua y por ende del

sistema de distribución en un urbanismo nuevo, es importante establecer y analizar

primeramente algunas características que conforman los criterios a evaluar en el

diseño de los componentes que lo integran. Por lo tanto se resume en esta unidad

los criterios básicos, tomando en consideración lo estipulado por las normas

vigentes, así como la experiencia de presentados por expertos en el área.

OBJETIVOS

Objetivo General

Establecer los criterios básicos para el diseño de sistemas de distribución de

agua potable en urbanismos nuevos.


Describir los factores que afectan el consumo de agua potable.

Describir las variaciones normales e impredecibles del consumo.

Determinar el consumo medio.

Definir los períodos de diseño de los componentes del sistema de

abastecimiento.


Comprender los diferentes factores que pueden afectar el comportamiento

de un sistema de distribución de agua potable.

Identificar las variaciones que pueden afectar un sistema de distribución.

77

Conocer la manera de obtener el consumo medio según sea el caso.

Conocer el tiempo de vida útil estimado de los componentes del sistema

de abastecimiento.

78

ASPECTOS QUE CONFORMAN LOS CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO.

Luego de haber definido los aspectos generales

que se deben tener presente en la elaboración de un

proyecto para un Sistemas de Distribución de agua

potable en urbanismos, es necesario conocer y

adoptar criterios para el diseño de estos; a

continuación se describen los criterios básicos para

el mismo, en los que se pueden mencionar: el

estudio de la población, las cifras de consumo y

dotación de agua potable, períodos de diseño relacionados con la vida útil de las

estructuras, variaciones periódicas de los consumos e influencia sobre las partes del

sistema, y clases de tuberías entre otros.

Estudio de la Población.

Los ingenieros Saavedra y Ugarte (2002), consideran que el aumento del índice

poblacional, está controlado por factores tales como: la tasa de natalidad, la tasa de

mortalidad y las migraciones; donde los dos primeros casos constituyen el

crecimiento vegetativo o natural. Las poblaciones urbanas son las más propensas a

desarrollar con más rapidez estos factores, incluso incita la migración de habitantes

desde zonas rurales a estos centros urbanos.

La población actual, se determina en base a los datos aportados por el Instituto

Nacional de Estadística (INE) o censos poblacionales realizados a nivel estatal o

municipal, tomando en cuenta los últimos tres censos disponibles hasta el año de

realización de los estudios y proyectos.

Para desarrollar los sistemas de abastecimiento de agua potable, es necesario

determinar la población futura de la zona en cuestión, así como la clasificación de su

79

nivel socioeconómico y la distinción entre zonas comerciales o industriales, para

garantizar un servicio eficiente durante todo el periodo de diseño que se analice.

La Dirección Nacional de Servicios Académicos Virtuales de la Universidad

Nacional de Colombia posee un Boletín Electrónico sobre la estimación de la

población futura, donde describe los métodos más comúnmente utilizados. En la

Tabla 8 se ilustra la recopilación de diversos métodos de proyección demográfica a

partir del boletín electrónico y de la descripción que hace Bolinaga (1999) referente al

tema, que permiten obtener los valores deseados, pero no deja de generar un grado

de incertidumbre como consecuencia del real desarrollo del Estado, en su

crecimiento natural y flujos migratorios internos y externos.

80

Tabla 8. Métodos para estimar población futura.

Método de Proyección

Resumen Expresión

Matemática Observaciones

Aritmético Supone un incremento anual constante, es decir asimilable a una línea recta.

Pi = Población en tiempo ti.

Puede fijarse considerando un periodo representativo o ajustando una recta a los últimos datos representativos de población. Es un método indicado para ciudades jóvenes de un cierto desarrollo, en plena dinámica de crecimiento y con horizontes libres (terreno de expansión sin limitaciones a corto o mediano plazo).

Geométrico Supone un incremento porcentual constante.

Pi = Población en tiempo ti.

Este método da resultados superiores, similares a los del método anterior, por lo que se califica de “optimista” y debe emplearse con mucha precaución. Tan sólo debe aplicarse a comunidades en plena dinámica de crecimiento, con grandes posibilidades de desarrollo y horizontes libres.

Tasa de crecimiento decreciente

Supone que el crecimiento decrece conforme la población se acerca al valor de saturación que puede soportar la ciudad y su zona de influencia.

n = Tasa Interanual de crecimiento.

Este es un método que racionalmente aplicado puede ofrecer muy buenos resultados, en especial en comunidades desarrolladas o “viejas’, siempre que el parámetro n se estime convenientemente.

Tendencia gráfica Prolonga la tendencia histórica. Variable Supone que la población no sufrirá cambios.

Comparativos

Consisten en aceptar un crecimiento demográfico similar al sufrido por poblaciones mayores.

Variable

Puede dar buenos resultados si los planes de desarrollo que se supone va a sufrir la ciudad, son similares a los ya sufridos por las poblaciones de referencia.

Correlación regional o nacional

Se hace una correlación matemática con el crecimiento previsto de una región o del país.

Variable Hace caso omiso de las particularidades de crecimiento de la ciudad, especialmente si la correlación es a nivel nacional.

Componentes

Efectúa las proyecciones en base a los índices de natalidad y mortalidad

(Crecimiento natural y las migraciones).

P = Po + N – M + MI

Es recomendado por las Naciones Unidas, sin embargo no puede, por lo general aplicarse a nivel regional o local por la dificultad de información.

Predicción de empleos

Se establece una correlación entre la predicción de posible número de empleos y población.

Variable No se conoce si ha sido empleado en Venezuela. Posiblemente no arroje buenos resultados en países en desarrollo.

Saturación

Consiste en definir una población deseable de saturación y suponer un crecimiento deseable que tiende a ella. Es determinístico.

Variable Puede ser de mucha utilidad, especialmente en nuevas poblaciones.

Nota: Significado de términos: N, número de nacimientos; M, número de muertes y MI, número de habitantes que migran.

Nota:Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Bolinaga (1999), Proyectos de Ingeniería Hidráulica -Tomo I, p.20.

81

Cifras de consumo y dotación de agua

En un sistema de abastecimiento de agua existen indicadores que permiten

evaluar el patrón de consumo de agua, uno de estos controles está referido al

manejo de cifras de consumo de agua, sin embargo, en el presente no se disponen

de datos actualizados sobre cifras de consumo en Venezuela. Cuando se habla de la

dotación de agua, esta debe basarse en datos válidos y seguros, el conocimiento

cabal de esta información es de gran importancia, esto se debe a que para satisfacer

las necesidades reales de cada población es indispensable que el diseño de cada

una de las estructuras del sistema esté diseñada de acuerdo con las cifras de

consumo a fin de prestar un servicio de agua eficiente.

Las cifras de consumo y dotación de agua para un sistema de distribución son

análogos a las cargas que debe soportar una estructura, por lo tanto son de gran

importancia en el diseño de los sistemas de distribución ya que permite establecer el

dimensionamiento de los componentes que la integran, logrando el funcionamiento

adecuado en lapsos económicamente aceptables.

Antes de continuar la descripción de los criterios, es importante establecer la

diferencia entre consumo y demanda de agua, la cual viene condicionada por varios

factores. Cuando se habla de Consumo se refiere a la cantidad de agua realmente

utilizada en un momento dado y cuando se habla de Demanda, se refiere a la

cantidad que se desea consumir, cifra estimada con fines de planificación de

proyectos. “Si la oferta es mayor a la demanda, ésta y el consumo serán iguales”

Bolinaga (1999). Las demandas se expresan en millones de m3 por año o litros por

segundo y, por lo general, los consumos en litros por segundo. Las demandas

corresponden a gastos o volúmenes medios en el tiempo, mientras que los gastos de

diseño lo son a gastos picos o máximos.

Ahora, para determinar la dotación de agua potable, se ha llegado a definir

estimaciones cada vez más precisas, por medio de estudios e investigaciones

82

llevadas a cabo por diferentes organismos y profesionales interesados en dichos

valores. Las Normas venezolanas, basándose en investigaciones propias y estudios

internacionales, ha podido asignar cifras de dotación de agua tomando en cuenta, las

características de la población, el uso de la tierra y la zonificación, considerando

ciertos segmentos que la definen los cuales se resumen en la Figura 20.

Figura 20. Segmentos que permiten asignar cifras de dotación de agua.


Luego de definir los criterios que comúnmente se siguen para asignar las cifras

de dotación, se resume en la Tabla 9, las unidades en que se expresan las cifras de

dotación y de consumo comúnmente usadas.

Tabla 9. Unidades en que se expresan las cifras de Consumo de Agua

CIFRA DE CONSUMO UNIDAD

En la red lts./seg o m3/año

Per cápita lts./día/persona

Por conexión lts./día/parcela

Por Industria lts./unidad de producción


Es importante considerar, que se debe tener cuidado en la adopción de criterios

en la determinación de estas cifras de consumo, ya que se ha hecho práctica común

el uso de cifras globales de consumo per cápita. Es por ello, que para la

determinación de los consumos per cápita, se han realizado investigaciones sobre

mediciones de consumo de agua, según determinadas características, las cuales han

83

permitido obtener cifras aproximadas de consumo que pueden ser utilizadas para el

diseño de sistemas de abastecimiento. A efectos de planificación, Bolinaga (1999),

presenta niveles de demanda para la planificación, como la demanda en reserva, las

demandas de proyectos, y los gastos de diseño, donde el autor presenta en el Figura

21.

Figura 21. Niveles de demanda para la planificación de proyectos de abastecimiento Urbano. Nota: Cabrera, A. (2012). Información tomada de Bolinaga (1999).

Factores que afectan el consumo

La cantidad de agua consumida depende de muchos factores, uno de ellos el

clima, otros pueden ser culturales o bien de conducta. Estos patrones no están

desvinculados de la disponibilidad de agua pero no reflejan el nivel real o potencial

de suministro. Sin dudas la demanda de agua depende de su disponibilidad, la

población se adapta al volumen disponible y puede decirse que cuanto mayores

volúmenes sean suministrados, mayor será el nivel de consumo, aunque esta

relación no es aritmética. Se plantea entonces a continuación algunos de los factores

que afectan el consumo:

Se refiere a los volúmenes de agua que deben reservarse en lasfuentes de abastecimiento, conservando márgenes de seguridadgenerosos sobre los consumos previsibles.

DEMANDA EN

RESERVA

Son las demandas medias que deben ser abastecidas por cada obra(fuente, conducción o distribución) parte del proyecto. DEMANDAS

DE PROYECTOS

Calculados sobre la base de distribución instantánea de las demandasde proyecto, determinando así la las dimensiones hidráulicas. GASTOS DE

DISEÑO

84

Factores que afectan el consumo según tipo de comunidad

Cuando se pretende desarrollar urbanismos, estos presentan una diversidad de

sectores las cuales demandan diferentes cifras de consumo según la necesidad,

dando una orientación así a las estimaciones. Estos tipos de consumo se pueden

clasificar según el uso de la siguiente manera: doméstico, comercial, industrial,

público o colectivo, incendio, pérdidas en la red.

Tabla 10. Consumo de agua según la comunidad

Tipo de Consumo Características

Doméstico

Constituido por al agua destinada a satisfacer las necesidades individuales, preparación de alimentos, aseo personal, limpieza, riego de jardín, lavado de vehículos, funcionamiento adecuado de instalaciones sanitarias. Representa el consumo predominante en una urbanización residencial.

Comercial

Depende del tipo de edificación comercial, entre ellas las destinadas a oficinas en general, depósitos (de materiales, equipos y artículos manufacturados, mercados, carnicerías, pescaderías, supermercados, abastos, locales comerciales de mercancías secas, restaurantes, bares, cervecerías, fuentes de soda, centros comerciales, hoteles, moteles, pensiones, lavanderías, auto lavados, bombas de gasolina, entre otras.

Industrial Depende del tipo de Industria y del proceso que ella utilice

Público o Colectivo Corresponde al agua destinada para riego de zonas verdes, parques, uso recreacional, uso ornamental, uso colectivo en general.

Incendio Debe ser considerado de acuerdo a la zonificación del urbanismo y su importancia relativa en el conjunto.

Pérdidas en la Red Es motivado al estado defectuoso que pudieran encontrarse las Conexiones, válvulas, y juntas.


85

Factores socioeconómicos que afectan el consumo de agua

Cuando se mencionan factores socioeconómicos que afectan el consumo de

agua en el sistema de distribución, estos son evidenciados por algunos autores, de

acuerdo al tipo de vivienda que se desarrolla en una localidad, donde se han

presentado estudios que determinan los consumos máximo y mínimos de acuerdo a

la clasificación de la vivienda.

También es oportuno mencionar que el

consumo de agua se está manifestando con

muchas variaciones, de acuerdo al estilo de vida

que se adopta en una determinada localidad, y esto

es motivado a las distancias en las que se

encuentran los hogares de los sitios de trabajo, el

tráfico que se genera en este recorrido, entre otros,

lo cual representan indicadores interesantes a

evaluar, sin embargo no se conoce a la fecha

estudios formales que puedan ratificar dichas aseveraciones.

Factores meteorológicos que afectan el consumo de agua

Los consumos de agua de una región puede variar de acuerdo a la época del

año, la temperatura ambiental y a la distribución de las lluvia. La temperatura

ambiental define el consumo correspondiente a la higiene personal de la población, y

Venezuela tiene un clima variable, varían según la zona, y suelen oscilar entre los

15ºC y los 35ºC, siendo la temperatura promedio 26Cº.

El clima de una zona depende de ciertos elementos, principalmente

temperaturas, precipitaciones, presión y vientos. Estos elementos varían de unos

lugares a otros porque están condicionados por distintos factores, como son la

latitud, la altitud y la distancia al mar.

86

Por consiguiente, el clima presenta ciertas diferencias regionales según la altitud

de cada parte del país, por ejemplo, las zonas bajas tienen un clima de carácter

tropical, también sólo se presentan dos períodos: el de lluvias, de mayo a

noviembre, y el periodo seco de diciembre a abril.

Dentro de este orden de ideas, se podría definir

como referencia lo siguiente: en el litoral venezolano

caribeño, en las islas y en las depresiones de Lara

predomina un clima semiárido con vegetación seca,

precipitaciones anuales de 600 mm y temperaturas de

24 ºC promedio.

En la cordillera de la Costa, cordillera de los Andes, valles y serranías, el clima

varía desde el tropical de altura, a partir de los 900 m de altitud, hasta los climas fríos

de montaña por encima de los 3.500 metros; gran número de asentamientos

humanos del país se han establecido en estas áreas montañosas, con

precipitaciones anuales entre los 850 y los 900 mm, y temperaturas que oscilan entre

18 y 22 °C de promedio.

Sin embargo, existen clasificaciones climáticas según diversos criterios, una de

ellas es la presentada por Arthur Strahler o los elementos bioclimáticos y la

vegetación de Holdridge, pero una de las clasificaciones más conocidas y utilizadas

es la de Köppen. La clasificación de Köppen es una clasificación empírica que

combina precipitación y temperatura caracterizando cada región climática por la

vegetación resultante, aplicable a cualquier lugar del mundo. Según esa clasificación,

en Venezuela se presenta una variedad de tipos de clima, Ver Tabla 11 y Figura 22,

lo que determina la diversidad de factores que afectan el consumo de agua.

87

Tabla 11. Tipos de Clima en Venezuela, según la clasificación de Köppen

Grupos climáticos Tipos de clima

Lluviosos tropicales

Selva

Bosque húmedo

Sabana

Secos tropicales Semiárido tropical

Desértico tropical

Tropicales de altura Templado de altura húmedo

Templado de altura con período seco

Fríos de alta montaña tropical Páramo

Nieves perpetuas

Nota: Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Kalipedia (2012)

Figura 22. Zonas Climáticas en Venezuela Nota: Datos tomados de Kalipedia (2012)

88

Finalmente el consumo de agua para la higiene personal, limpieza, riego de

jardín, entre otros, se ven influenciados por factores meteorológicos, y hay estudios

que han presentado datos comparativos de la influencia de la lluvia y de temperatura

en el consumo de agua potable, como variaciones de los consumos promedios

mensuales por zonas y relaciones entre consumos de agua y precipitación.

Variaciones periódicas de los consumos e influencia sobre los componentes del sistema

Los sistemas de abastecimiento tienen como objetivo suministrar agua de

manera continua y de calidad, así como con presión suficiente, por lo tanto, sus

componentes deben estar diseñados de manera tal que las cifras de consumo y

variaciones de la misma no afecten el sistema, permitiendo un servicio de agua

eficiente y continuo en conformidad con la demanda y funcionalidad del sistema.

Esto implica el conocimiento del funcionamiento del sistema, de acuerdo a las

variaciones en los consumos de agua que sucederán para diferentes situaciones

durante el período de diseño establecido. Por lo tanto, es necesario conocer que las

variaciones del consumo están influenciadas por diversos factores, los cuales

pueden agruparse en: normales e impredecibles.

Variaciones normales de consumo

Las variaciones de consumos de agua de una localidad presentan variaciones

estacionales, mensuales, diarias y horarias. Las estacionales en Venezuela están

representadas por los periodos de sequía (de diciembre a abril) y una lluviosa (de

mayo a noviembre), consumiéndose más agua en el período de sequía que en la

lluviosa. Las variaciones mensuales se ven relacionados a varios factores, entre ellos

meses de vacaciones escolares, clima, entre otros.

Las variaciones diarias se ven afectadas por los días hábiles, fines de semana,

días feriados, días festivos y en las variaciones horarias ya que se presenta mayor

consumo en las horas diurnas que las nocturnas; como referencia, el Instituto

89

Nacional de Obras Sanitarias (1965) presenta una gráfica típica (Ver Gráfico 1) de

variación horaria.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Consumo en %

Horas del día

Gráfico 1. Variación horaria del consumo de agua típica. Nota: Cabrera, A. (2012). Datos tomados del Instituto Nacional de Obras Sanitarias (1965)

Variaciones impredecibles

Cuando se considera variaciones impredecibles en el consumo, se habla de la

posibilidad de que el consumo de agua de una población se vea afectada por

variaciones que pueden estar representadas por la ocurrencia de algún evento no

esperado, como por ejemplo un incendio, la presencia de un evento sísmico, y fallas

en las redes eléctricas de la ciudad, entre otros.

Indiscutiblemente en el diseño y planificación de los sistemas de abastecimiento,

y por ende de los sistemas de distribución es necesario analizar la situación más

probable y desfavorable para así modelar el sistema de distribución lo más cercano

a la realidad, que garantice la dotación de agua en cantidad y calidad suficiente,

evitando en lo posible que se pueda ver afectada por las variaciones antes

mencionadas.

90

Determinación del consumo o dotación media

Luego de analizar los factores que afectan el consumo de agua, la variabilidad

que experimentan las cifras de consumo, y las fluctuaciones de caudal resultantes

(diarias: día de la semana, día laboral, día festivo, fin de semana, horarias, etc.), se

evidencia la necesidad de determinar un valor de consumo medio que permita

dimensionar los elementos que conforman el sistema de abastecimiento.

Consumo per cápita

Como se mencionó anteriormente, para la determinación de los consumos per

cápita, se han realizado investigaciones sobre mediciones de consumo de agua,

según determinadas características, las cuales han permitido obtener cifras

aproximadas de consumo que pueden ser utilizadas para el diseño de sistemas de

abastecimiento.

Estas cifras de consumo de agua por persona diaria son de gran utilidad en

planificación de sistemas de abastecimiento, donde se pueden comparar datos de

diferentes poblaciones y establecer estimaciones de necesidades futuras. En

Venezuela, se puede observar los antecedentes de las normas que han señalado el

uso de la dotación per cápita para la ejecución de programas de acueductos, donde

han sectorizado y establecido valores referenciales según el número de habitantes.

Ver Tabla 12.

Tabla 12. Dotación de agua per cápita según características de la población

SECTOR POBLACIÓN NORMA DOTACIÓN

(lts/diaxpers.)

Rural < 5000 hab. MSAS 150

Urbano ≥ 5000 hab. INOS Dotación para población sin datos

confiables de consumo Ver Tabla 8

Nota: Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Arocha (1997)

91

Tabla 13. Dotación de agua para población sin datos confiables de consumo

POBLACIÓN SERVICIO CON MEDIDOR

(lts/diaxpers.)

SERVICIO CON MEDIDOR

(lts/diaxpers.)

Hasta 20.000 200 400

De 20.000 a 50.000 250 500

50.000 y más 300 600

Nota: Cabrera, A. (2012). Datos presentados por Mijares (1983) tomados de INOS (1948)

Estos valores de dotación per cápita son consideraciones realizadas hace

muchos años, los cuales se deben actualizar, sin embargo para la determinación de

estos valores iniciales de diseño se requiere de habilidad para interpretar tendencias

sociales y económicas, así como criterios de análisis bien fundamentados en hechos

pasado, para poder predecir necesidades futuras de una determinada localidad,

donde se le sumarian los factores antes mencionados.

Es recomendable que se tenga presente para casos particulares, la

determinación de este tipo de consumo, y quede a juicio de profesionales con

experiencia. Por consiguiente el uso de la dotación per cápita para estimaciones,

queda a juicio del proyectista, sin embargo, en la actualidad, muchos especialista en

la materia usan un valor promedio de 250 litros por día por persona, valor promedio

que se asumirá en este manual para desarrollar algunos cálculos, acotando siempre

que es un valor referencial que debe ser analizado y evaluado por el proyectista.

Por otra parte, cuando es el caso de diseñar un sistema de distribución nuevo, el

consumo medio se podrá determinar de dos maneras, y se identificarán como caso

no zonificado y caso zonificado.

92

Consumo medio para un sistema nuevo no zonificado

En el caso cuando no se cuente con la zonificación del urbanismo o sector a

dotar de agua potable, el consumo medio se podrá determinar estimando la

población futura multiplicándose por la dotación per cápita de la zona.

Qm = (Población Futura) x (Dotación Per cápita) Ec. 1

Consumo medio para un sistema nuevo caso zonificado

Para el caso que se cuente con la zonificación del sector a desarrollar, el

consumo medio se podrá determinar mediante la sumatoria de las dotaciones de

agua destinadas a las parcelas según su uso, a la fecha dichas dotaciones se

presentan en las Normas sanitarias para proyecto, construcción, reparación, reforma

y mantenimiento de edificaciones. Resolución Nº G-112 del Ministerio de Sanidad y

Asistencia Social, Ministerio del Desarrollo Urbano. Publicado en Gaceta Oficial Nº

4.044 extraordinaria del 8 de septiembre de 1988.

Qm = ∑ (Dotación según uso de parcela) Ec. 2

Consumo medio para un sistema existente

Por otra parte, se tiene el caso de un sistema de distribución existente, para el

cual se debe contar con un historial de mediciones en la entrada del sistema de

distribución, y estos son representados en gráficos que permiten desarrollar el

análisis del comportamiento del consumo en una población existente. Para explicar la

metodología de análisis se debe iniciar en el comportamiento o variación del

consumo de un día, en el Gráfico 2 se muestra la representación gráfica de variación

horaria del consumo de agua de un día “x”.

93

Gráfico 2. Variación horaria del consumo de agua de un día “x” Nota: Cabrera, A. (2012)

En ésta gráfica de variación horaria del consumo de agua de un día “x”, se

visualiza el comportamiento del consumo durante las horas de un día y como este se

separa de la media que se ve representada por línea roja segmentada. Este

procedimiento se repite para todos los día de un año, y se determina la media de

todos los días de ese año. Luego de obtener los consumos medios promedio de cada

uno de los días correspondientes al año en estudio, se puede construir con ellos la

gráfica de variación diaria del consumo de agua del mismo, (Ver Gráfico 3).

Gráfico 3. Variación diaria del consumo de agua de un año Nota: Cabrera, A. (2012)

94

Como se puede observar en esta gráfica de variación diaria del consumo

promedio de los días del año, se expresa el consumo medio promedio anual,

correspondiente al valor base para el diseño, planificación y mantenimiento de los

elementos de que lo conforman, así como también representa un valor de referencia

para poblaciones con características similares, y es común llamarlo solamente

consumo medio. Sin embargo es importante resaltar que con este valor promedio no

se estaría cumpliendo con la cantidad de agua necesaria para satisfacer a la

población, por lo que se estima una cantidad de agua que se ajuste a las

necesidades de la población actual o futura.

Es por ello, que en la gráfica de variación diaria de consumo de agua de una año

se resalta el punto máximo de la curva, el cual corresponde al consumo diario

promedio máximo (Qmaxd), y corresponde al día de mayor consumo promedio,

expresado también como k1 veces mayor que el consumo medio promedio anual,

como se puede ver en a ecuación 3, este consumo máximo diario corresponde a un

día que denotara como día “z”. Desde otra perspectiva, el coeficiente de consumo

máximo diario, k1, se obtiene de la relación entre el mayor consumo diario y el

consumo medio promedio anual, utilizando los datos registrados en un período

mínimo de un año.

Qmaxd = k1 x Qm Ec. 3

Donde:

K1: Factor de incremento por encima por encima de la demanda media anual

Qm: Consumo medio expresado en l/s

El análisis precedente lleva a la necesidad de establecer valores de k1, para ello

diversos investigadores por medio de estudios particulares, establecieron valores de

la constante k1 para algunos países del mundo, como se muestra en la Tabla 14, en

atención a aquellas partes o instalaciones del acueducto que se verán afectadas por

el caudal máximo diario.

95

Tabla 14. Valores del factor K1 para diversos países.

País Autor K1

Alemania Hutler 1.6 - 2.0

Brasil Azevedo-Neto 1.2 - 1.5

España Lázaro Urra 1.5

Estados Unidos Fair & Geyer 1.5 - 2.0

Francia Devaube-lmbeaux 1.5

Inglaterra Gourlex 1.2 - 1 .4

Italia Galizio 1.5 - 1.6

Venezuela Rivas Mijares (13) 1.2 - 1.5

Nota: Simón Arocha (1997), Abastecimientos de Agua, p.19.

Como factor de incremento k1, Arocha (1997) señala que según las

investigaciones realizadas se puede establecer un valor de k1 comprendido entre

120 y 160 por ciento, como constante de diseño de las instalaciones o componentes

que son afectadas por el consumo máximo diario. Por otra parte, de la gráfica de

variación horaria del consumo de agua del día “z”, ver Gráfica 4., se denota el caudal

máximo horario, Qmaxh, y es el consumo que corresponde a la hora de mayor

consumo registrado del día de máximo consumo promedio, sin tener en cuenta el

caudal de incendio.

Gráfico 4. Variación horaria del consumo de agua de un día “z” Nota: Cabrera, A. (2012)

96

Es de hacer notar que el consumo máximo horario (Qmaxh), se calcula con el

consumo medio promedio anual estimado multiplicado por el coeficiente de consumo

máximo horario, k2, según la ecuación 4

Qmaxh = k2 x Qm Ec. 4

Donde:

K2: Factor de incremento por encima por encima de la demanda diaria del día

de consumo máximo horario


En el caso de presentarse un incendio, debe hacerse un análisis de probabilidad

de ocurrencia del mismo con diferentes horas de consumo más la dotación requerida

para atender la demanda por la contingencia de incendio. Sin embargo, es poco

probable que la demanda para combatir incendio coincida con el consumo máximo

horario, por lo cual, a fines de diseño, debe tomarse en consideración esta situación.

Es de hacer notar que el valor de consumo en condición demanda coincidente con

un evento de incendio, el cual se llamará demanda coincidente (Qdc), se calcula con

el consumo medio promedio anual estimado multiplicado por el coeficiente de

demanda coincidente, k3, sumándole la demanda de incendio, según sea la

zonificación del desarrollo urbanístico, expresándose como indica la ecuación 5

Qdc = k3 x Qm + I Ec. 5

Donde:

K3: Factor de incremento por demanda coincidente


I: Demanda de incendio según la zonificación del desarrollo urbanístico

expresado en en l/s

Arocha (1997), señala que “la probabilidad de que el incendio ocurra

simultáneamente tiene un probabilidad estadísticamente baja, y resultaría poco

97

económico para el diseño”. En función de esto establece también que el valor del

factor k3 se estima entre 150 y 180 por ciento del consumo medio.

Para el diseño de las tuberías de los sistemas de distribución de agua potable en

urbanismo, este valor de k2, debe ajustarse en lo posible a las curvas de demanda

de la población a ser dotada, sin embargo; la norma vigente en Venezuela establece

algunas hipótesis de no conocerse dichas curvas de demanda.

El artículo 100, de las Normas sanitarias para el proyecto, construcción,

ampliación. Reforma y mantenimiento de las instalaciones sanitarias para desarrollos

urbanísticos. Publicado en Gaceta Oficial Nº 4.103 extraordinaria del 2 de junio de

1989, lo establece de la siguiente manera:

Artículo 100 El cálculo de las tuberías del sistema de distribución de agua para los desarrollos urbanísticos, deberá ajustarse en lo posible a las curvas de demanda de consumo de la población, pero en caso de no conocerse estas, podrán proyectarse bajo las siguientes hipótesis: 1.- Caso de abastecimiento por gravedad:

Hipótesis 1: Gasto máximo igual al 250 % del gasto medio Hipótesis 2: Gastos iguales al 180 % del gasto medio, más gasto de incendio

correspondiente al nodo más desfavorable del sistema. 2.- Caso de abastecimiento por bombeo a través de la red de distribución, con estanque compensador:

Hipótesis 1: Gasto máximo igual al 250 % del gasto medio con las bombas funcionando.

Hipótesis 3: Gastos iguales a los considerados en las hipótesis 1 y 2 pero con las bombas paradas.

Hipótesis 4: Gasto de consumo igual a cero con las bombas en funcionamiento. 3.- En el caso de sistemas por bombeo a estanques de almacenamiento o estanques compensadores, independientemente de la distribución, se aplicarán a la red de distribución, las hipótesis de cálculo correspondiente al caso de abastecimiento por gravedad. 4.- En casos especiales: puede requerirse la consideración de parámetros distintos o de hipótesis de cálculo diferentes a las indicadas con anterioridad,

98

debiendo ser presentados a las Autoridad Sanitaria Competente, con las justificaciones técnicas correspondientes.

Es importante destacar que a pesar de contar con estos valores de k2

estipulados por la norma vigente de 1989, es conveniente enfatizar la necesidad de

una revisión de los mismos, ya que datan de una fecha de más de 20 años, y como

se mencionó en apartados anteriores, el comportamiento del consumo puede haber

sufrido cambios importantes, en función de la conducta de la población, costumbres,

cambios de horarios, etc.

En lo que corresponde al gasto de incendio que menciona la hipótesis 2, la

Gaceta Oficial 4013, lo estipula en el artículo 95, donde expresa:

Artículo 95: Los gastos de incendio se determinarán de acuerdo con la zonificación del desarrollo urbanístico, en la siguiente forma: a.- Para zonas residenciales destinadas a viviendas unifamiliares o bifamiliares aisladas, 10 litros por segundo. b.- Para zonas residenciales destinadas a viviendas multifamiliares, comerciales o mixtas e industriales, 16 litros por segundo, para baja densidad y 32 litros por segundo para alta densidad. d.- La duración de los incendios se supondrá de cuatro (4) horas.

Períodos de diseño y vida útil de las Estructuras

Otro de los aspectos que conforma los criterios básicos para el diseño de

sistemas de abastecimiento, corresponde el período de diseño y vida útil de las

estructuras que conforman dichos sistemas. El período de diseño corresponde al

tiempo en el cual se considera que el sistema funcionara en forma eficiente

cumpliendo los parámetros, respecto a los cuales se ha diseñado determinado

sistema.

Por esta razón, los sistemas de abastecimiento se proyectan para atender las

demandas de una población durante un período determinado. Agüero (1997), define

al período de diseño como “el tiempo para el cual se considera funcional el sistema;

99

es decir, 100% eficiente; ya sea referente a la capacidad de conducir el caudal

requerido por la población, como el óptimo estado físico de sus instalaciones”.

La selección del período de diseño depende de ciertos factores, tales como: vida

útil de los materiales e instalaciones, posibilidades de ampliación o sustitución

futura, las tendencias de crecimiento de la población y posibilidades de

financiamiento. El período de diseño, tiene factores que influyen la determinación del

mismo, entre los cuales se citan:

Durabilidad de los materiales

Los materiales usados en la construcción de un sistema de abastecimiento de

agua, tienen diferente vida útil, algunos se deprecian en 50 años, como los de hierro

fundido y las bombas tienen una vida útil media aproximada de 10 años. Esta

discrepancia en la vida útil de los diferentes componentes de un sistema de

abastecimiento de agua potable, hace que la determinación de un periodo de diseño

uniforme no sea factible teniendo en cuenta esta consideración.

Ampliaciones futuras

Un sistema de abastecimiento de agua potable, puede en algunos casos

demandar grandes inversiones, es común en estos casos proponer que el sistema se

construya por etapas. Estas etapas de construcción dependen de aspectos

financieros y de la factibilidad que se tenga en su implementación. En consecuencia,

esto hace que las etapas iniciales, deben tomar en cuenta las etapas posteriores, a

fin de fijar un periodo de diseño en conformidad con las ampliaciones futuras.

Los períodos de diseño recomendados por Arocha (1997), que considera deben

tomarse en cuenta para los diversos componentes del sistema de abastecimiento de

agua, se presenta en la Tabla 15.

100

Tabla 15. Períodos de diseño según el componente del sistema de abastecimiento.

Componente del sistema de

abastecimiento

Período de diseño propuesto

Observaciones

Fuentes Superficiales De 20 a 30 años.

Sin Regulación: Durante ese período deben proveer un caudal mínimo.

Con Regulación: Las capacidades de embalse deben basarse en registro de escorrentía.

Fuentes Subterráneas

De 20 a 30 años.

10 años -Por Aprovechamiento por etapas

EL Acuífero debe satisfacer la demanda en ese período, pero su aprovechamiento también puede ser por etapas, con perforación de pozos con capacidad dentro de períodos menores

Obras de Captación

Diques-tomas: 15 a 25 años.

Diques-represas: 30 a 50 años.

Dependen de la magnitud de la obra

Estaciones de Bombeo

Bombas y motores:

10 a 15 años

Instalaciones y edif:

20 a 25 años.

Estación de bombeo, todo el conjunto de edificios, equipos, bombas, motores, accesorios, etc.

Líneas de Aducción De 20 a 40 años. Dependerá de la magnitud, diámetro, dificultades de ejecución de obra, costos, etc.

Plantas de Tratamientos De 10 a 15 años. Generalmente se da flexibilidad para desarrollarse por etapas, con posibilidad de ampliación futuras en períodos similares

Estanques de Almacenamiento

De concreto: 30 – 40 años.

Metálicos: 20 – 30 años.

Los estanques de concreto permiten su construcción por etapas, por lo que los proyectos deben considerar esta posibilidad.

Redes de Distribución

20 años.

De 30 a 40 años, para magnitud de obra justificable

Las redes de distribución deben diseñarse para el completo desarrollo del área que sirven.

Cuando la magnitud de la obra lo justifique, el período de diseño puede aumentar

Nota. Simón Arocha (1997), Abastecimientos de Agua, p.16-17.

101

Por consiguiente, es necesario analizar los materiales con que se pretenden

diseñar los componentes del sistema de abastecimiento para que estos tengan la

permanencia necesaria en el tiempo de manera funcional y eficiente, en óptimo

funcionamiento y estado físico.

102

UNIDAD IV

DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE EN URBANISMOS.

Según los lineamientos generales presentados y luego de establecer los criterios

básicos de diseño se presenta a continuación el esquema general propuesto a seguir

para la elaboración del diseño de un sistema de distribución de agua potable para un

urbanismo.

OBJETIVOS

Objetivo General

Describir las etapas generales para el diseño de sistemas de distribución de

agua potable en urbanismos nuevos.


Listar las actividades que deben considerarse en el diseño de sistemas de

distribución de agua potable en urbanismos nuevos.


Comprender los pasos y consideraciones que deben seguirse en el diseño

de sistemas de distribución de agua potable en urbanismos nuevos.

103

ETAPAS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

La descripción de las etapas para el diseño de un sistema de distribución de

agua potable para un urbanismo nuevo se llevará a cabo siguiendo una estructura

sencilla de pasos básicos, como se muestra en la Figura 23.

Figura 23. Etapas para el diseño de un sistema de distribución. Nota. Cabrera, A. (2012).

Actividades preliminares

Solicitud preliminar de garantía del servicio o fuente alternativa en condiciones.

Este paso es fundamental ejecutarlo antes de iniciar el desarrollo del proyecto,

ya que estaría dentro de la etapa de factibilidad, conocer la posibilidad de

incorporarse a un punto en la red existen, prever la construcción de un pozo, o

descartar dicho desarrollo, entre otras alternativas.

Por lo tanto, es necesario redactar una carta de consulta preliminar dirigida al

organismo encarado de la administración de la red de abastecimiento de agua

potable de la ciudad donde se encuentre ubicado el urbanismo. En esta carta se

debe:

104

Informar al ente competente la realización del proyecto

Indicar la ubicación del urbanismo, puede anexarse un croquis ilustrativo.

Indicar el consumo medio estimado (Calculado como consumo medio

para un sistema nuevo no zonificado)

Solicitar el punto de incorporación en la red existente y los datos del

mismo

Solicitud de planos del proyecto de urbanismo

En esta actividad es necesario tener el proyecto urbano, que contenga:

Topografía modificada

Proyecto de vialidad

Levantamiento topográfico y servicios existentes

Coordinar actividades de diseño con las especialidades involucradas

Es importante establecer lineamientos generales con las demás especialidades

involucradas en el desarrollo del urbanismo, para así poder tomar las previsiones

pertinentes, principalmente con las especialidades hidráulicas (Acueductos, Cloacas

y Drenaje) ya que son los proyectos que se pueden desarrollar en paralelo y se

complementan de cierta manera, sin embargo es de común practica que los

proyectos hidráulicos son coordinados por un solo especialista. Es importante

destacar la necesidad de conocer los demás proyectos complementarios del

urbanismo como el de sistema eléctrico, gas (si aplica), entre otros.

Trazado de la red

El trazado o planimetría de la red del sistema de distribución, se debe desarrollar

sobre un plano de planta del urbanismo aprobado, referido a la topografía modificada

y a escala apropiada (1:500 o 1:1.000). El proyectista debe seguir las normas

vigentes y criterios propios que lo justifiquen, en resumen se establece lo siguiente:

105

En general se deberán instalar tuberías en todas las vías a las que den su

frente una o más parcelas, que demanden dotación de agua potable.

El trazado de las tuberías en lo posible, debe seguir una trayectoria

paralela al eje longitudinal de las vías conectándose entre sí, procurando

formar redes malladas, donde la topografía y distribución del urbanismo lo

permita.

Preferiblemente se deberán ubicar en el lado de la vía con mayor número

de parcelas, a una distancia del brocal de 0.60 m.

Es conveniente colocar la tubería del lado de la calle de mayor cota.

Se debe evitar el cruce diagonal de las calles

En vías con ancho mayor o igual a 17 metros, preferiblemente deberá

instalarse una tubería a cada lado, evitando tomas domiciliarias de

excesiva longitud.

Conservar alineamientos rectos entre las piezas de conexión.

Se permiten curvas suaves de acuerdo con el tipo de junta

La deflexión o desviación angular en las tuberías admisible, deben ser

consideradas en función del tipo de material, experiencia y

recomendación del fabricante.

Consideraciones que deben tomarse en cuenta al instalar tuberías de

conducción de agua potable paralelas a tramos de tuberías de recolección

de agua aguas residuales, colector cloacal o ramal de empotramiento:

o Separar las tuberías de conducción de agua potable de las tuberías

de recolección de aguas residuales la mayor distancia horizontal

libre posible.

o Distancia libre horizontal mínima dos metros.

o Distancia libre vertical mínima 0,20 metros, entre las tuberías de

agua potable y aguas residuales. La tubería de conducción de agua

potable deberá ser instalada siempre por encima de la tubería de

aguas residuales.

106

o Si la distancia libre horizontal mínima de dos metros no puede

mantenerse en circunstancias debidamente justificadas, deberá

profundizarse el colector o ramal de aguas residuales una distancia

vertical exterior a 0.20 metros.

Ubicar nodos del Sistema de Distribución

Corresponde en la definición y ubicación de los nodos de importancia en el

proyecto:

Puntos de alimentación de la red

o Estanque

o Estación de bombeo

o Incorporación a la red existente

Puntos de intersección o convergencia de dos o más tuberías

Puntos de concentración de caudales

o Gastos de incendio

o Puntos de alimentación a otras redes

Puntos finales (ciegos) de ramales

Puntos cada 400 metros en longitudes rectas, sin intersección con otros

tramos.

Nomenclatura de nodos del Sistema de Distribución

Se debe seguir una secuencia ordenada para la notación de los nodos de las

redes y ramales de los sistemas de distribución, aunque hay autores que

recomiendan la notación solamente de los nodos más importantes, el autor considera

importante notar todos los nodos de la red a proyectar, y para ello se recomienda:

Para localidades extensas:

Se trazan ejes verticales (numerados de arriba hacia abajo, con números

consecutivos) y horizontales (usando notación alfabética de izquierda a

derecha y consecutiva), generando una matriz, obteniéndose una

notación alfanumérica a cada intersección de ejes.

107

Para localidades no extensas:

Se asigna una la nomenclatura de cada nodo siguiendo una secuencia

ordenada alfabética al tramo principal, y a los ramales que se generen de

ese nodo se le asigna la misma letra que del nodo acompañado de una

secuencia de números creciente.

Ubicar las tomas domiciliarias

Definir la toma domiciliaria de cada parcela a ser dotada de agua potable,

trazando una línea perpendicular desde la tubería de relleno hasta la mitad de la

acera frente a la parcela en cuestión. Se recomienda ubicar la toma domiciliaria del

lado de la parcela de mayor cota, evitar entradas de estacionamiento, interferencia

con otros servicios.

Calcular dotación o consumo medio (Qm)

En este caso se tomará como premisa que el urbanismo es nuevo, por lo que el

cálculo de consumo medio se determinará con la sumatoria de las dotaciones de las

parcelas, según su uso. Las dotaciones de agua para las edificaciones destinadas a:

vivienda, instituciones, comercios, industrias, uso recreacional y deportivo, para riego

de jardines y áreas verdes y para otros usos, se calcularán de acuerdo con lo

establecido según las Normas Sanitarias para proyecto, construcción, reparación,

reforma y mantenimiento de edificaciones, Gaceta No 4.044).

108

Tabla 16. Modelo de organización de cálculo de dotación o consumo medio (Qm)

PROYECTO DE ACUEDUCTOS DE LA URB. " XXXX"

UBICACIÓN: MUNICIPIO xxxxx CIUDAD, ESTADO xxxxxxxx

MANZANA PARCELA(s) CANTIDAD

(Und) ÁREA(m2)

DOTACIÓN POR USO (lts/día)

DOTACIÓN TOTAL (lts/día)

OBSERVACIONES

Total dotación (lts/día) 0,00

Total dotación (lts/seg) 0,00


Cálculo de dotaciones por tramo

Luego de haber definido claramente la dotación por parcela y el trazado de la

red, se puede realizar la sumatoria de las dotaciones que se conectan por medio de

la toma domiciliaria a cada tramo de tubería.

Tabla 17. Modelo de organización de cálculo de dotación por tramo

PROYECTO DE ACUEDUCTOS DE LA URB. " XXXX"

UBICACIÓN: MUNICIPIO xxxxx CIUDAD, ESTADO xxxxxxxx

TRAMO MANZANA (S) PARCELA(s) DOTACIÓN (lts/seg)

OBSERVACIONES

Total dotación (lts/seg) 0,00


109

Aplicar método de análisis para el diseño del sistema de distribución.

Los sistemas de distribución son sistemas o redes de tuberías bastante

complejos y de acuerdo a su configuración básica estos pueden ser abiertas,

cerradas o mixtas. Las redes abiertas se diseñan mediante el método de bance o

conservación de la masa a lo largo de toda la red y como principio se plantea que

nodo de la red debe cumplirse la ecuación de continuidad. Resumiendo los pasos a

ejecutarse se obtiene:

Calcular el consumo medio (Qm) de la zona

Determinar el consumo medio de cada tramo

Determinar el gasto medio en los nodos por medio de el método de la

repartición media

Evaluar las hipótesis de cálculo y determinar la más desfavorable

Determinar el gasto medio en los nodos según el caso más desfavorable

Aplicar el método de balance de cantidad de masa para obtener el caudal

de diseño

Determinar el diámetro con el caudal de diseño

Cuando se presentan redes cerradas, las que usualmente se ven definidas en

las ciudades, ya que la tradición de la ingeniería hidráulica y sanitaria ha sido

conformar las redes en forma de circuitos para aumentar la confiabilidad del

suministro, de manera que el agua pueda llegar a un sitio por diferentes partes, es

necesario analizarlas con métodos especiales de cálculo.

Estos métodos especiales han tenido una evolución importante desde la década

de 1920, cuando se desarrollaron algoritmos para solucionar redes conformadas

únicamente por circuitos hasta 1990 que se desarrollo un método capaz de analizar

cualquier tipo de sistema de tuberías. Saldarriaga (2008) divide la historia de los

métodos de análisis de redes de distribución de agua potable en tres períodos, Ver

Tabla 18.

110

Es importante destacar que en este manual no se describirá ninguno de los

métodos para dejar a criterio al proyectista la selección del método a aplicar según

sus habilidades y disponibilidad de herramientas para ejecutarlo.

Tabla 18. Historia de los métodos de análisis de redes de distribución de agua potable

Período Año Inventor(es)/Autor(es) Método/Aplicación

Período I

1845 Darcy y Weisbach Fórmula para la pérdida de altura de un flujo a través de una tubería simple.

1892 Freeman Solución gráfica

1905 Hanzen y Williams Fórmula para la pérdida de altura en el flujo a través de una tubería simple y un método de tubería equivalente.

Período II

1934 Camp y Hanzen Análisis de una red eléctrica.

1936 Cross Técnica de relajación

1956 Mcllroy Análisis del fluido Mcllroy

1957 Hoag y Weinberg Adaptación del método de Hardy Cross para computadores digitales.

Período III

1963 Martin Peters Método del nodo simultáneo.

1968 Shamir y Howard Expansión del método del nodo simultáneo.

1970 EPP y Fowler Método del circuito simultáneo.

1977 Jeppson Programa comercial para el análisis de redes con base en el método del circuito simultáneo

1972 Wood y Charles Teoría lineal.

1980 Wood KYPE, Programa comercial para el análisis de redes.

1987 Todini y Pilati Método del gradiente

1994 Rossman EPANET, Programa comercial para el análisis de redes.

Nota: Cabrera, A. (2012). Datos tomados de Saldarriaga (2008)

111

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