Unidad II Semana N7

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•Al finalizar la sesión, el estudiante conocerá Diseño y distribución de 
los sistemas de agua Periodo de diseño, población de diseño, 
dotación, variaciones de consumo. Sistemas de distribución. 
Agenda
1. Sistemas de Abastecimiento.
2. Fuentes de Aguas.
3. Componentes del Sistema de Abastecimiento.
4. Calculo de la Demanda Población Actual y Futura.
5. Dotación de Agua.
6. Variaciones de Consumo.
7. Consumo Promedio Anual.
8. Variaciones Diarias.
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FUENTES Y SISTEMAS DE 
ABASTECIMIENTO DE AGUA 
PARA CONSUMO HUMANO
SISTEMAS DE 
ABASTECIMIENTO 
DE AGUA PARA CONSUMO 
HUMANO
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Fuentes de Agua
Tipos de Fuentes
Fuentes Subterráneas
Fuentes Superficiales
ABASTECIMIENTO DEL AGUA
El abastecimiento de agua es un
sistema que permite Ilevarla al
consumidor en las mejores
condiciones higiénicas, constando
de varias partes.
Fuentes Pluviales
Fuentes Marítimas
FUENTES SUBTERRANEAS
 Son las aguas que se encuentran
en el subsuelo: manantiales,
pozos, nacientes, subálveos de
los ríos.
 La captación de aguas
subterráneas se puede realizar a
través de manantiales, galerías
filtrantes y pozos, excavados y
tubulares.
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Fuentes superficiales
Las aguas superficiales están constituidas por los
ríos, lagos, embalses, arroyos, etc. (Lleva un
previo tratamiento).
La calidad del agua superficial puede estar
comprometida por contaminantes provenientes
de la descarga de:
 Desagües Domésticos
 Residuos de actividades mineras o industriales.
 Uso de Defensivos agrícolas
 Presencia de animales.
 Residuos Sólidos y Otros.
Fuentes pluviales
 Para el caso de comunidades
rurales o pequeñas poblaciones.
 Las aguas provenientes de esta
fuente tiene sólidos disueltos en
baja cantidad, muy baja
turbiedad; por su composición
química se consideran de baja
alcalinidad y a su vez de al
contenido de CO2.
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Fuentes marítimas
 Agua de Mar ( Esta debe
necesariamente ser
desalinizada).
Calidad del Agua en la Fuente
Calidad requerida para que sea Potable
Límites de Tolerancia de la Calidad del Agua
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COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO
 Los sistemas de abastecimiento rurales suelen ser sencillos y no cuentan en su mayoría con
redes de distribución eficientes.
 Los Sistemas de abastecimiento urbanos son sistemas complejos que cuentan con una serie
de compenetres como los que citaremos a continuación
 Las aguas provenientes de fuentes subterráneas profundas no necesitan ningún
procedimiento de purificación.
 Las aguas provenientes de fuentes superficiales no representan condiciones físicas ni
microbiológicas adecuadas.
 El Sistema de abastecimiento de agua potable mas complejo es el que utiliza aguas
superficiales y consta de las siguientes partes de principales:
 Captación
 Obras de Conducción
 Almacenamiento de Agua Bruta.
 Tratamiento.
 Almacenamiento de Agua Tratada.
 Redes de Distribución.
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captación
Son las obras necesarios para captar el agua de la fuente a
utilizar y pueden hacerse por gravedad, aprovechando la
diferencia de nivel del terreno o por impulsión (Bombas).
CAPTACION DE UN MANANTIAL
La capitación de un manantial debe hacerse con todo
cuidado, protegiendo el lugar de afloramiento de posibles
contaminaste, delimitando un área de protección cerrada.
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Captación de las aguas subterráneas
La captación de las aguas
subterráneas se hacen a través
de pozos o galerías filtrantes.
OBRAS DE CONDUCCION
 Tienen por finalidad 
transportar el agua captada 
en las tomas hasta la planta 
de tratamiento, o desde la 
planta hasta la ciudad para 
su distribución.
 La obra de conducción 
puede ser un canal abierto 
o por conducto cerrado.
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Almacenamiento de agua bruta
El almacenamiento de 
agua bruta se hace 
necesario cuando la fuente 
de agua no tiene un caudal 
suficiente durante todo el 
año para su suplir la 
cantidad de agua 
necesario.
Para almacenar el agua de 
los ríos o arroyos que no 
se construyen embalses.
En los sistemas que 
utilizan agua funciona 
como un verdadero tanque 
de almacenamiento.
Tratamiento
El tratamiento del agua para hacerla potable es la parte mas delicada del sistema.
El tipo de tratamiento es muy variado en función de la calidad del agua bruta.
Una planta de tratamiento de agua potable completa generalmente consta de los siguientes
operaciones:
 Rejas
 Desarenador
 Floculadores
 Decantadores o Sedimentadores
 Filtros
 Dispositivos de Desinfección
En casos especiales, en función de la calidad del agua se deben considerar, tratamientos 
especiales, como:
 Osmosis Inversa.
 Tratamiento a través de Intercambio Iónico
 Filtros con Carbón Activo.
 Obviamente estos tratamientos encarecen el Agua Potable y solo son aplicados cuando no 
hay solución.
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Almacenamiento de agua tratada
 El almacenamiento del agua 
tratada tiene la función de 
compensar las variaciones 
horarias del consumo.
 Existen dos tipo de tanques 
para Agua Tratada: Tanques 
apoyados en el suelo y 
tanques elevados.
Desde el punto de vista de 
localización con relación a la 
red de distribución se 
distinguen en tanques de 
cabecera y tanques de cola.
Red de distribución
La línea de distribución se inicia 
en el tanque de agua Tratada y 
termina en la primera vivienda 
del usuario del sistema.
Consta de:
 Estaciones de Bombeo
 Tuberías principales, 
secundarias y terciarias.
 Válvulas.
Dispositivos para macro y 
micro medición.
Derivaciones domiciliares.
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Ejercicio
Uso de la estequiometria de reacción para calcular la masa de reactivos y productos.
El Agua subterránea que se utiliza como suministro de agua potable contiene 2.8mg/L Fe2+.
Calcule la cantidad de O2 que se necesitará para oxidarla y la cantidad de Fe(OH)3 que se
producirá. Asuma que la reacción prosigue hasta completarse.
Fe2+ O2 + H2O Fe(OH)3 + H
+
Principales Sistemas Rurales de Abastecimiento de agua
Niveles de servicio en abastecimiento de agua
Nivel de Servicio Público: La pileta
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Conexión domiciliaria o familiar
Nivel de servicio con conexión domiciliaria 
fuera de la vivienda 
Opciones tecnológicas en abastecimiento de agua
A mayor demanda de agua, será necesario recurrir a opciones de abastecimiento más complejas,
de mayor costo de inversión, operación y mantenimiento y que requieren personal especializado.
Tipo de población Concentrada
Dispersa
Características locales Clima
Topografía
Accesibilidad
Fuentes de abastecimiento disponibles Subterránea
Superficial
Caudal disponible Cantidad
Temporalidad
Calidad
Conducción del agua Por gravedad
Por bombeo
Tratamiento requerido Desinfección 
Tratamiento simplificado + desinfección
Tratamiento químico + desinfección
Mantenimiento requerido Simple
Intermedio
Complejo
Niveles de ingreso Bajo
Medio
Alto
Capacidades locales Muy baja
Regular
Buena
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Sistemas convencionales de abastecimiento de agua
Los sistemas convencionales son:
GST: Sistema de abastecimiento 
por gravedad sin tratamiento
GCT: Sistema de abastecimiento 
por gravedad con tratamiento
BST: Sistema de abastecimiento 
por bombeo sin tratamiento
BCT: Sistema de abastecimiento 
por bombeo con tratamiento
Tipos de Sistema
GST: Sistema de Abastecimiento por Gravedad sin Tratamiento
Ventajas Desventajas
•Bajo costo de inversión, 
operación y mantenimiento.
•Requerimientos de operación 
y mantenimiento reducidos.
•No requiere operador 
especializado.
•Baja o nula contaminación
•Por su origen el agua puede 
contener un alto contenido de 
sales disueltas.
Ventajas y desventajas del GST:
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GCT: Sistema de abastecimiento por gravedad con 
tratamiento
Sus componentes son:
Captación.
Línea de conducción o impulsión.
Planta de tratamiento de agua.
Reservorio.
Línea de aducción.
Red de distribución.
Conexiones domiciliarias y/o piletas 
públicas.Ventajas Desventajas
•Remueve la turbiedad del agua cruda. •Requiere de personal capacitado para 
operar y mantener la planta de 
tratamiento.
•Puede demandar del uso de productos 
químicos para el proceso de clarificación 
del agua.
•Requiere desinfección obligatoria.
•Mayor costo de O & M que los sistemas 
GST.
•Tarifas elevadas.
Ventajas y Desventajas del GCT:
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BST: Sistema de abastecimiento por bombeo SIN 
tratamiento
Sus componentes son:
 Captación.
 Línea de conducción o impulsión.
 Planta de tratamiento de agua.
 Estación de bombeo de agua.
 Reservorio.
 Línea de aducción.
 Red de distribución.
 Conexiones domiciliarias 
Ventajas Desventajas
•Desinfección poco exigente
•Menor riesgo a contraer enfermedades 
relacionadas con el agua .
•Requiere de personal especializado para 
operar y mantener sistemas de bombeo
•Requiere elevada inversión para su 
implementación
•Las tarifas del servicio son elevadas. 
Muchas veces el servicio es restringido a 
algunas horas del día para evitar la 
elevación de la tarifa.
Ventajas y Desventajas del BST:
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BCT: Sistema de abastecimiento por bombeo con tratamiento
Sus componentes son:
Captación.
Línea de conducción o 
impulsión.
Planta de tratamiento de 
agua.
Estación de bombeo de 
agua.
Reservorio.
Línea de aducción.
Red de distribución.
Conexiones 
domiciliarias 
Ventajas Desventajas
•Ninguna.
•Requiere de personal altamente capacitado para 
operar y mantener la planta de tratamiento y el 
sistema de bombeo.
•Requiere de mayor costo de inversión, de 
operación y mantenimiento que los sistemas de 
bombeo sin tratamiento. Muchas veces el servicio 
es restringido a algunas horas del día para evitar la 
elevación de la tarifa.
•Las tarifas del servicio son las más altas en 
comparación con los diferentes sistemas de 
abastecimiento de agua.
•Sistema complejo y de poca confiabilidad.
Ventajas y desventajas del BCT:
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SISTEMAS NO CONVENCIONALES DE ABASTECIMIENTO 
DE AGUA
Están compuesto por los siguientes tipos de Sistemas de 
Abastecimiento de Agua:
Captación de Agua de Lluvia.
Pozos con bombas 
manuales-
Captación de Agua de Lluvia
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Pozos con Bombas Manuales
Son soluciones 
compuestas por 
pozos perforados 
o excavados 
debidamente 
protegidos.
Ejercicio
Calculo de las concentraciones de especies utilizando constantes de equilibrio.
Se agrega hipoclorito de sodio NaOCl, o blanqueador al agua como desinfectante. Tras la adición,
inmediatamente se disocia con base en la siguiente reacción:
NaOCl Na+ + OCl-
En consecuencia, el hipoclorito participa en la siguiente reacción acido-base reversible:
HOCl H+ + OCl- pKa = 7.6
La fortaleza del hipoclorito como desinfectante depende de las especies presente; por lo tanto, es importante
saber cuanto esta presente como HOCl y cuanto como OCl- en equilibrio. Si se agregan 2mg/L de NaOCl,
Determine cuanto cada especie esta presente a un pH de 7.0.
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Ejercicio
Análisis del balance de masa de un proceso de separación.
El caudal de agua de pozo es de 45m3/h, esta contaminada con un Tricloetileno a una concentración de 400ug/L, Se
instala un mecanismo de tratamiento que elimina la mayor parte del TCE del agua, pero que deja una
concentración constante de 5.0ug/L en el flujo efluente. La tasa de flujo efluente representa un 97% de la tasa de
flujo afluente, y el resto del agua es agua de rechazo. Calcule la concentración de TCE en dicha corriente.
CALCULO DE LA 
DEMANDA POBLACIONAL 
ACTUAL Y FUTURA
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POBLACION DE DISEÑO Y DEMANDA DEAGUA
La dotación o la demanda per
cápita, es la cantidad de agua que
requiere 
población,
cada persona de la 
expresada en
Litros/Habitante/día.
POBLACIÓN FUTURA
A) PERIODO DE DISEÑO:
Tiempo en el cual el sistema será 100% Eficiente, ya sea por capacidad en
la conducción del gasto deseado o por la existencia física de las
instalaciones.
Factores como: Durabilidad o vida útil de las instalaciones, factibilidad de
construcción y posibilidades de ampliación o sustitución, tendencias de
crecimiento de la población y posibilidades de financiamiento.
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Rango de valores para los diversos componentes de los Sistemas 
de Abastecimiento de Agua Potable para poblaciones rurales:
 Obras de Captación: 20 años.
 Conducción: 10 a 20 años.
 Reservorio: 20 años
 Redes: 10 a 20 años ( Tubería principal 20 años, secundaria 10 años)
B) MÉTODO DE CALCULO
Métodos Comparativos: Procedimientos gráficos estiman valores de
población, ya sea en función de datos censales anteriores de la región o
considerando los datos de poblaciones de crecimiento .
Método Racional: Se realiza un estudio socioeconómico del lugar del
crecimiento vegetativo que es función de los nacimientos, defunciones,
inmigraciones, emigraciones y población flotante.
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METODOS ANALITICOS
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Dotación
Es el consumo de agua utilizado por una persona por día y se expresa por lo
general en litros por habitante y por día (litros /habitante-día).
La determinación del consumo se debe hacer con base en datos
estadísticos del consumo pasado y presente de la población (en el caso de
que se disponga de esta información) o, si no, basándose en estos mismos
datos de otras poblaciones vecinas.
Factores Determinantes del Consumo
Temperatura
Debido a las condiciones propias de la actividad del ser humano, entre mayor
sea la temperatura, mayor será el consumo de agua. Por ejemplo, entre más
alta la temperatura el consumo de agua es mayor.
Calidad del Agua
El consumo de agua será mayor en la medida en que las personas tengan la
seguridad de una buena calidad del agua.
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Servicio de alcantarillado
El hecho de disponer de una red de alcantarillado incrementa notablemente el consumo de agua potable, en
comparación con sistemas de evacuación de excretas como letrinas.
Presión en la red de distribución de agua
Si se tienen altas presiones en la red el flujo de agua será mayor al abrir las
llaves de los lavamanos, regaderas y otros artefactos.
Igualmente, se puede presentar un mayor número de rupturas de tubos dentro del domicilio o en la misma red
de distribución aumentando así el volumen de agua pérdida.
Administración
Una administración eficiente controlará mejor el consumo de agua reduciendo las fugas y desperdicios, y 
controlando las conexiones ilegales.
Medidores y Tarifas
La instalación de medidores y el establecimiento de tarifas producen un impacto psicológico en los usuarios. 
Cuando no se tienen medidores, ni tarifas no se tiene control sobre el uso del agua y los usuarios no valoran 
el recurso tendiendo a usar mayores cantidades.
Clasificación del Consumo de Agua
Tradicionalmente se ha clasificado el consumo como
1) Doméstico
2) Industrial y Comercial
3) Público o Institucional
4) Pérdidas y Desperdicios
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Dotación de Agua
La dotación media diaria por habitante es la media de los consumos registrados durante un
año. El RNE indica si no existiera estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se
considerara en sistemas con conexiones domiciliaras una dotación siguiente:
Zonas Urbanas
Lotes mayores a 90m2: 
Climas fríos: 180 l/h/d
Climas templados y cálidos: 220 l/h/d
Lotes de menos de 90 m2: 
Climas fríos: 120 /h/d
Climas templados y cálidos: 150 l/h/d
Piletas o camiones cisterna: 30 - 50 l/h/d
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Variaciones de Consumo
Consumo Promedio Anual
Qp (L/seg.) = (Pf x Dotación) / 86400
Donde:
Pf = Población Futura (Hab) 
Dotación (L/Hab x día) 
Factor = 86400 (seg/dia)
Ejemplo:
Datos:
 Población Futura (Pf): 977Hab.
Dotación (d):80L/habxdía
Con la población futura y la dotación, estimada en base al numero de
habitantes se obtiene:
Qp= (977hab. X80L/Hab x día ) / 86400s/dia 
Qp=0.905L/seg
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Variaciones Diarias
El Consumo Máximo Diario (Qmd)
Qmd = K1 x Qp
K1 = 1.3
Localidades
Urbanas
Localidades 
Rurales
Variaciones Horarias
El Consumo Máximo Horario (Qmh)
K2 = 1.8 – 2.5
K2 = 1.5
Localidades 
Urbanas
Localidades 
Rurales
1. Una familia de 4 personas pagan anualmente por el consumo de 185 m3 de 
agua. Determine:
 Consumo especifico por persona por día
 El factor pico instantáneo, para el suministro de un caudal de 300 l/h
Solución:
q = 185 x 1000 / (4 x 365) = 126.71  127 l / p-d
Pf inst = 300 x 24 / (127 x 4) = 14.17  14
Ejercicio
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Ejercicio
2.- Un edificio de departamento de 76 ocupantes, paga anualmente por el 
consumo de 4470 m3 de agua. Determine:
Consumo especifico por persona por día.
El factor pico instantáneo, durante un consumo máximo de 5.5 m3/h.
Solución:
q = 4470 x 1000 / ( 76 x 365 ) = 171.95 L/ p-día.
Pf inst = 5.5 x 1000 x 24 / (171.95 x 76) = 10.10 10
3.- Un área residencial de 1200 habitantes, se le suministro anualmente la cantidad de 
63800 m3 de agua, esto incluyendo un 10% de pérdidas estimada. Durante el mismo 
período, el caudal máximo registrado por el medidor de la zona residencial fue 25.4 m3/h 
Determine:
Consumo especifico por persona por día
El factor pico máximo instantáneo
Recomendaciones:
El consumo especifico podría no incluir las pérdidas
El factor pico debería incluir las pérdidas, al menos que el caudal sea medido en las
conexiones domiciliares.
Solución:
1) q = (63800 * 0.90) * 1000 / (365 * 1200) = 131 l/p-d
2) Pf inst = 25.4 * 24 *1000 / ((131/0.9) * 1200) = 3.49  3.5
Ejercicio
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Ejercicio
4. Una compañía de agua entrega anualmente la cantidad de 15,000,000
m3 a un área de distribución de 100,000 consumidores. Al mismo tiempo,
el dinero recolectado es 6,000,000 de Soles. La tarifa promedio es 0.5
Soles / m3. Determine:
-La entrega en consumo promedio diario
-El porcentaje de agua no contabilizada
El consumo por persona por día, asumiendo que el 60% del agua
entregada es para uso domestico.
Recomendaciones:
Expresar el agua no contabilizada como un porcentaje del agua
entregada.
5. Determine la capacidad de producción de la instalación de tratamiento
para la ciudad de 1,250,000 habitantes. Asuma que el consumo
especifico por persona es 150 l/d, el agua para uso no domestico de
30,000,000 m3/año y el agua no contabilizada del 12%
Ejercicio
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Ejercicio
6. Una compañía de suministro de agua entrega anualmente la cantidad de
13,350,000 m3. La máxima demanda diaria de 42,420 m3 fue observada el 26 de
Julio. La mínima, se observa el 30 de Enero, esta fue de 27,360 m3. La siguiente
entrega fue registrada el 11 de Marzo:
Hora 1 2 3 4 5 6
Q (m3) 433 562 644 835 1450 1644
Hora 7 8 9 10 11 12
Q (m3) 1856 1922 1936 1887 1721 1712
Hora 13 14 15 16 17 18
Q (m3) 1634 1656 1789 1925 2087 2055
Hora 19 20 21 22 23 24
Q (m3) 1944 1453 1218 813 676 602
Determine:
 La entrega en consumo promedio diario y el rango del factor pico estacional
 El diagrama del factor pico diario
 Rango anual esperado del caudal suministrado al área.
Gracias por su atención
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