Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Empresas Públicas de Medellín E.S.P
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Primera Edición: 2006
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
TABLA DE CONTENIDO PREFACIO............... ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ................................ .................................... ...................... 11 Capítulo 1 REFERENCIACIÓN GENERAL................ ................................. ................................. ................................ .................................... ...................... 12 1.1 SISTEMA DE UNIDADES................ ................................ ................................. ................................. ................................ ...................................... ...................... 12 1.2 VARIABLES........................ ........................................ ................................. ................................. ................................ ................................. .................................. ................. 13 1.3 ABREVIATURAS................ ................................ ................................. ................................. ................................. .................................................. ................................. 15 1.4 NORMAS TÉCNICAS TÉC NICAS REFERENCIADAS REFE RENCIADAS.............. ............................... ................................. ................................. .............................. ............. 16 1.4.1 NORMAS TÉCNICAS COLOMBIANAS................ ................................. ................................. .............................. .......................... ............ 16 1.4.2 NORMAS TÉCNICAS INTERNACIONALES............... ............................... ................................. ..................................... .................... 17 1.4.3 OTRAS NORMAS Y/O GUÍAS TÉCNICAS .............. ............................... ................................. ...................................... ...................... 20 1.4.4 NORMAS Y MANUALES DE EEPPM............... ................................ ................................. .............................................. .............................. 20 1.5 LEYES, DECRETOS Y LEGISLACIÓN PERTINENTE................. ................................. ................................ ......................... ......... 21 1.5.1 Leyes y Decretos Nacionales.............. ............................... ................................. ................................. ............................................ ........................... 21 1.5.2 Decretos internos de EEPPM................ ................................. ................................. ................................ .......................................... .......................... 21 1.6 DEFINICIONES................ ................................. ................................. ................................ ................................. .............................................. ................................... ...... 21 Capítulo 2 ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO............................... 35 2.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ............................................. ............................. 35 2.2 PROCEDIMIENTO GENERAL DE DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO ...........35 ........... 35 2.2.1 PASO 1 - Definición del tamaño del sistema ............................................ ................................................................... ....................... 36 2.2.2 PASO 2 - Conocimiento del marco institucional............................................................... institucional............................................................... 37 2.2.3 PASO 3 - Acciones legales ................ ................................ ................................. ................................. ................................ ............................ ............ 37 2.2.4 PASO 4 - Aspectos ambientales relacionados con el sistema de acueducto................... 38 2.2.5 PASO 5 - Ubicación dentro de los planes de ordenamiento territorial y desarrollo urbano previstos para los municipios atendidos por EEPPM. EEPPM................................................................ ............................................................... 38 2.2.6 PASO 6 – Evaluación socioeconómica ............................................... .................................................................. ............................ ......... 38 2.2.7 PASO 7 - Definición del alcance a lcance del Proyecto.............. ............................... ................................. ................................... ................... 39 2.2.8 PASO 8 - Estudios previos ............... ............................... ................................ ................................. ............................................... .............................. 39 2.2.9 PASO 9 – Generación de alternativas y optimización............... ............................... ...................................... ........................ 39 2.2.10 PASO 10 – Diseño y requerimientos técnicos ................. ................................. ................................ ............................... ............... 39 2.2.11 PASO 11 - Construcción e interventoría............... ............................... ................................. ................................. ......................... ......... 39 2.2.12 PASO 12 - Puesta en marcha, operación y mantenimiento del sistema de acueducto. . 39 2.3 PLANOS Y MEMORIAS DE CÁLCULO................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................. 40 2.3.1 Planos........................................... ........................................................... ................................. ................................. .............................................. .............................. .... 40 2.3.2 Memorias de cálculo .................. ................................... ................................. ................................ ................................. ................................. ..................... ..... 40 2.4 CALIDADES Y REQUISITOS RE QUISITOS DE LOS PROFESIONALES ............... ............................... ..................................... ..................... 41 2.4.1 Aspectos Generales................. ................................. ................................. ................................. ................................ ...................................... ........................ 41 2.4.2 Calidad de los diseñadores di señadores y de los interventores o revisores d e diseño.............. ........................ .......... 41 2.4.3 Personal auxiliar profesional y no profesional.................................................................. profesional.................................................................. 42 2.5 COMITÉ ASESOR DE LAS NORMAS............... ............................... ................................ ................................. ..................................... .................... 42 2.5.1 Propósito........................................... ............................................................ ................................. ................................. .............................................. ............................. 42 2.5.2 Integración................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................. ...................... ..... 42 2.5.3 Funciones............... ................................ ................................. ................................. ................................. ................................ ........................................ ........................ 43 ANEXO 2.1 EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA................ ................................. ................................. .............................. .......................... ............ 44
TABLA DE CONTENIDO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Capítulo 3 POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA............... ................................ ................................. .................................... ........................ .... 48 3.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ............................................. ............................. 48 3.2 ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN............... ................................ ................................. .................................................... .................................... .... 48 3.2.1 Proyección de clientes al período de diseño del proyecto ............... ................................ ................................. ................ 48 3.2.2 Censos de Medellín y municipios atendidos por EEPPM............... ............................... .................................. .................. 49 3.2.3 Censos de vivienda............... ............................... ................................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 49 3.2.4 Densidades actuales y futuras .............. ............................... ................................. ........................................................ ........................................ . 49 3.2.5 Métodos de cálculo .................. .................................. ................................ ................................. ................................. ................................. ........................ ....... 49 3.2.6 Ajuste por población flotante y población migratoria ............................... .............................................. ........................ ......... 49 3.3 USOS DEL AGUA............... ............................... ................................. ................................. ................................ ................................. ................................... .................. 50 3.3.1 Uso residencial.............. residencial............................... ................................. ................................. ................................. ................................ ................................. ................. 50 3.3.2 Uso comercial............... comercial............................... ................................. ................................. ................................ ................................. ................................... .................. 50 3.3.3 Uso industrial............... industrial............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ................................... ................... 50 3.3.4 Uso Oficial................ Oficial................................ ................................. ................................. ................................. ................................. ...................................... ...................... 50 3.3.5 Uso Especial............... Especial................................ ................................. ................................ ................................. .............................................. ............................. ...... 50 3.4 DOTACIÓN NETA ................ ................................ ................................ ................................. ................................. .................................... ................................ ............ 51 3.4.1 Dotación neta mínima.............. ............................... ................................. ................................ ................................. ................................. ....................... ....... 51 3.4.2 Estimación de la dotación neta por comparación con barrios, circuitos o municipios similares ................ ................................ ................................ ................................. ................................. ................................ .................................................. .................................. 51 3.5 PÉRDIDAS ............... ................................ ................................. ................................ ................................. ................................. ................................ ............................ ............ 51 3.5. 3. 5.1 1 Pér Pérdi didas das té técn cnic icas as en la co cond nduc ucci ción ón y en los ta tanq nque uess de al alma mace cena nami mient ento o y/ y/o o compensación.............. ............................... ................................. ................................. ................................. ................................ .......................................... ............................ 51 3.5.2 Pérdidas técnicas en la red de distribución ................ ................................ ................................. ................................ ..................... ...... 51 3.5.3 Pérdidas técnicas .................... ..................................... ................................. ................................ ................................. ........................................ ....................... 52 3.5.4 Pérdidas comerciales en la red de distribución ................ ................................. ................................................ ............................... 52 3.6 DOTACIÓN BRUTA........................... ........................................... ................................. ................................. ................................. .................................... ................... 52 3.7 DEMANDA DE AGUA................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 52 3.7.1 Caudal Medio Diario............... ................................ ................................. ................................ ................................. ......................................... ........................ 52 3.7.2 Caudal Máximo Diario............... ............................... ................................ ................................. ................................. .................................. ...................... .... 53 3.7.3 Caudal Máximo Horario................ ................................ ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 53 3.7.4 Coeficiente de Caudal Máximo Diario k1............... ............................... ................................. ................................. ......................... ......... 53 3.7.5 Coeficiente de Caudal Máximo Horario con relación al Caudal Máximo Diario k2....... .......... ...53 53 3.7.6 Gran Consumidor.................... ..................................... ................................. ................................ ................................. ........................................ ....................... 54 3.7.7 Curva de demanda de manda para los municipios municipi os atendidos por EEPPM................ ................................. ....................... ...... 54 3.8 CAUDAL DE INCENDIOS ................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. .................... .... 54 Capítulo 4 CONDUCCIONES........................... ........................................... ................................ ................................. ................................. ............................... ............... 55 4.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ............................................. ............................. 55 4.2 ESTUDIOS PREVIOS.......................... .......................................... ................................. ................................. ................................ .................................. .................. 55 4.2.1 Concepción del proyecto................. ................................. ................................. ................................. ................................ .............................. ................ 55 4.2.2 Infraestructura existente...................... ...................................... ................................ ................................. ............................................. ............................ 55 4.2.3 Estudio de la demanda................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 56 4.2.4 Aspectos generales de la zona de la conducción............... ................................ ................................. ............................. ............. 56 4.2.5 Estudios topográficos............... ............................... ................................. ................................. ................................ ...................................... ........................ 56 4.2.6 Condiciones geológicas............................ ............................................ ................................ ................................. ................................. ....................... ....... 57 4.2.7 Calidad de agua............... ............................... ................................. ................................. ................................ .............................................. .............................. . 57 4.2.8 Cuerpos receptores de aguas de lavado de la red ............... ............................... ............................................ ............................ 57 4.2.9 Estudio de suelos............... ............................... ................................ ................................. ................................. ............................................. ............................. 57 4.2.10 Interferencia con otras redes y corrientes eléctricas................. ...................................................... ..................................... 60 4.3 CONDICIONES GENERALES ................. ................................. ................................. ................................. ................................ ............................. ............. 60 4.3.1 Recomendaciones de trazado............... ................................ ................................. ................................ .......................................... .......................... 60 4.3.2 Tipos de conducción................ ................................ ................................ ................................. ................................. ................................. ........................ ....... 61 4.3.3 Facilidad de acceso a cajas de válvulas y accesorios............... ................................ ....................................... ...................... 61 4.3.4 Protección contra la contaminación............... ................................ ................................. ................................ .................................. .................. 61 4.3.5 Vulnerabilidad y confiabilidad de la línea de conducción................ ................................ .................................. .................. 61 4.3.6 Control de crecimiento y desprendimiento de biopelículas biopel ículas................ ................................. ............................... .............. 62 4.3.7 Lavado para remoción de biopelículas............... ................................ ................................. ............................................. ............................. 62
TABLA DE CONTENIDO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 4.3.8 Retiros (anchos de servidumbres)............... ............................... ................................ ................................. ..................................... .................... 63 4.4 PARÁMETROS DE DISEÑO................ ................................ ................................. ................................. ................................................ ................................ 63 4.4.1 Período de diseño............... ................................ ................................. ................................ ................................. ...................................... ........................... ...... 63 4.4.2 Caudal de diseño ................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ........................... ........... 63 4.4.3 Pérdidas de agua en conducciones.............. ............................... ................................. ................................. ................................. .................. .. 63 4.4.4 Calidad de agua en la red de conducción................ ................................. ........................................................ ....................................... 63 4.4.5 Requisitos de tuberías............... ............................... ................................. ................................. ................................ ...................................... ...................... 64 4.4.6 Materiales para las tuberías de conducción............... ............................... ................................. ................................ ..................... ...... 65 4.4.7 Especificaciones y control de calidad de tuberías para conducciones ............................. 68 4.4.8 Presiones en la red de conducciones................ ................................ ................................ ................................. ............................... .............. 70 4.4.9 Diámetros de tuberías en la l a red de conducciones ................ .......................................................... .......................................... . 71 4.4.10 Velocidades en las tuberías de conducción............... ............................... ................................................ ................................ .... 71 4.4.11 Velocidades para control de biopelículas.............. ............................... ................................. .................................... ........................ .... 71 4.4.12 Velocidades para remoción de biopelículas................ ................................ ................................................... ................................... 72 4.4.13 Pendientes de las tuberías de conducción.............. ............................... ................................. ...................................... ...................... 72 4.4.14 Profundidad de instalación de las tuberías a cota clave ................ ................................. ................................. ................ 72 4.4.15 Generación de alternativas................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................... ........... 73 4.5 DISEÑO DE LAS CONDUCCIONES................ ................................. ................................. ................................ .................................... ...................... 73 4.5.1 Diseño hidráulico de conducciones en redes ................ ................................ ................................................... ................................... 73 4.5.2 Modelo hidráulico de la red y estructuración................. ................................. ................................................... ................................... 74 4.5.3 Cálculo Cál culo hidráulico de tuberías simples ................ ................................. ................................. ............................................ ............................ 75 4.5.4 Calidad del agua............... ................................ ................................. ................................. ................................. ............................... ............................. .............. 80 4.5.5 Corrosión en tuberías................. ................................. ................................ ................................. ................................. ..................................... ..................... 81 4.5.6 Recubrimientos y protección de Tuberías............... ................................ ................................. .................................... ........................ .... 81 4.5.7 Accesorios y estructuras para las tuberías de conducción.............. ............................... ................................. ................ 82 4.5.8 Estructuras complementarias para conducciones ...................................... .......................................................... ...................... 89 4.5.9 Golpe de ariete en conducciones............... ................................ ................................. ................................ .................................... ...................... 91 4.5.10 Análisis de puntos muertos en las conducciones ................. ................................. .......................................... .......................... 91 4.5.11 Estructuras para el lavado de las conducciones............... ............................... ............................... ............................. .............. 91 4.5.12 4.5 .12 Com Compro probac bación ión del dis diseño eño de las con conduc duccio ciones nes baj bajo o dif difere erente ntess con condic dicion iones es de operación................. operación. ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 96 4.5.13 Protocolo de pruebas dado por el diseñador d iseñador................ ................................ ................................. .................................. ................. 97 4.5.14 Uso de tecnologías de información para el diseño de conducciones............................. 97 4.6 OTRAS CONSIDERACIONES DE DISEÑO................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 97 4.6.1 Macromedición en conducciones ............... ............................... ................................. ..................................................... .................................... 97 4.6.2 Dimensionamiento estructural de las tuberías.............. ............................... ................................. ................................... ................... 98 4.6.3 Colocación y nivelación de las tuberías de conducciones............... ................................ ............................... .............. 100 4.6.4 Análisis de interferencias............... ................................ ................................. ................................. ................................. ............................... ............... 100 4.6.5 Instalación de las tuberías............... ............................... ................................. ................................. ................................. .............................. ............. 101 4.6.6 Distancias mínimas a otras redes de servicios públicos.............. ............................... ................................... .................. 101 4.7 REFERENCIACIÓN DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONDUCCIONES............ .............. ..101 101 4.7.1 Catastro de la red................. ................................. ................................ ................................. ................................. ......................................... ......................... 102 4.7.2 Referenciación ............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 102 4.7.3 Sistemas de información geográfica................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 102 4.7.4 Uso de la referenciación en conjunto con las herramientas de tecnología de información ................................ ................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. .............................................. .............................. 103 4.8 ASPECTOS DE LA PUESTA EN MARCHA DE LA CONDUCCIÓN.............................. ...... 103 4.8.1 Pruebas hidrostáticas................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 103 4.8.2 Medición de caudales............... ................................ ................................. ................................ ................................. ..................................... .................... 103 4.8.3 Línea piezométrica de la conducción.............. ............................... ................................. ........................................ .............................. ...... 103 4.8.4 Desinfección de la conducción................ ................................ ................................. ................................. ...................................... ...................... 103 4.8.5 Golpe de Ariete............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 104 4.8.6 Accesorios y Válvulas ................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................................... .................. 105 4.8.7 Válvulas Válvula s de d e lavado y purga.............. ............................... ................................. ................................ .................................. ............................. ........... 105 4.8.8 Ventosas....................................... ....................................................... ................................. ................................. .......................................... ................................ ...... 105 4.9 ASPECTOS DE LA OPERACIÓN DE LA CONDUCCIÓN ............... ................................ ..................................... .................... 105
TABLA DE CONTENIDO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 4.9.1 Mediciones de caudal............... caudal ................................ ................................. ................................ ................................. ..................................... .................... 105 4.9.2 Golpe de Ariete............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 105 4.9.3 Línea Piezométrica........................ ........................................ ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 106 4.9.4 Instrumentación y telemetría en las conducciones............... ............................... .......................................... .......................... 106 4.9.5 Reglas de operación para evitar desprendimientos de biopelículas y resuspensión de depósitos inorgánicos.............. ............................... ................................. ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 106 4.9.6 Lavado de las tuberías de conducción................ ................................. ................................. .......................................... .......................... 107 4.9.7 Calidad Cal idad de agua en las conducciones................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 107 4.9.8 Uso de tecnologías de información para la operación de conducciones........................ 107 4.10 ASPECTOS DEL MANTENIMIENTO DE LAS CONDUCCIONES.............................. ...... 108 4.10.1 Mantenimiento correctivo y preventivo............... ............................... ................................. .......................................... ......................... 108 4.10.2 Suspensión del servicio por mantenimiento ................................................................ ................................................................ 108 4.10.3 Registro de mantenimientos................ ................................. ................................. ................................ ........................................ ........................ 108 4.10.4 Disponibilidad de repuestos................. ................................. ................................. ........................................................ ....................................... 109 4.10.5 Válvulas de purga................ ................................ ................................ ................................. ................................. ................................. ........................ ....... 109 4.10.6 Verificación de asentamientos en los anclajes .............. ............................... ............................................... .............................. 109 4.10.7 Limpieza de tuberías y desprendimiento de biopelículas y/o depósitos inorgánicos... .....109 4.10.8 Limpieza de canales canale s de descarga y estructuras de disipación de energía................... 109 4.10.9 Mantenimiento de accesorios.............. ............................... ................................. ................................ ........................................ ........................ 110 4.10.10 Uso de tecnologías de información para labores de mantenimiento.......................... 110 Anexo 4.1 GOLPE DE ARIETE EN CONDUCCIONES................. ................................. ................................. ................................ ............... 111 Capítulo 5 REDES DE DISTRIBUCIÓN................ ................................ ................................. ................................. .................................. ........................ ...... 116 5.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 116 5.2 ESTUDIOS PREVIOS.......................... .......................................... ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 116 5.2.1 Concepción del proyecto............... ................................ ................................. ................................ ................................. ................................ ............... 116 5.2.2 Infraestructura existente...................... ...................................... ................................ ................................. ........................................... .......................... 117 5.2.3 Estudio de la demanda................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................. ................. 117 5.2.4 Distribución espacial de la demanda............... ............................... ................................. ................................. .............................. .............. 117 5.2.5 Aspectos generales de la zona de la red de distribución................ ................................ ................................ ................ 118 5.2.6 Estudios topográficos............... ............................... ................................. ................................. ................................ .................................. ..................... ... 119 5.2.7 Condiciones geológicas ............... ................................ ................................. ................................. ................................. ............................... ............... 119 5.2.8 Calidad de agua............... ............................... ................................. ................................. ................................ .......................................... ............................. ... 119 5.2.9 Estudio de suelos ................ ................................. ................................. ................................. ................................. ........................................ ........................ 120 5.2.10 Interferencia con otras redes y corrientes eléctricas................. .................................................... ................................... 120 5.3 CONDICIONES GENERALES PARA LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN ................ .............................. ..............120 120 5.3.1 Recomendaciones sobre el trazado de la red de distribución............... ..................................... ......................... ... 121 5.3.2 Capacidad de la red............... ............................... ................................. ................................. ....................................................... ....................................... 122 5.3.3 Delimitación de zonas de presión................ ................................ ................................ ................................. ................................... .................. 123 5.3.4 Sectorización del servicio................. ................................. ................................. ................................. ............................................. ............................. 124 5.3.5 Topología de la red de distribución............... ............................... ................................ ................................. ................................. .................. 124 5.3.6 Facilidad de acceso............... ................................ ................................. ................................. ................................. ....................................... ....................... 125 5.3.7 Protección contra la contaminación............... ................................ ................................. ................................ ................................ ................ 125 5.3.8 Vulnerabilidad Vulnerabilid ad de la red de distribución............... ................................ ................................. ................................. .......................... ......... 125 5.3.9 Control de crecimiento y desprendimiento de biopelículas biopel ículas................ ................................. ............................. ............ 125 5.3.10 Lavado para remoción de biopelículas................ ................................ ................................. ......................................... ........................ 126 5.4 PARÁMETROS DE DISEÑO................. ................................. ................................. ................................. .............................................. .............................. 126 5.4.1 Período de diseño............... ................................ ................................. ................................ ................................. .................................. ......................... ........ 126 5.4.2 Caudal de diseño ................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ......................... ......... 126 5.4.3 Pérdidas de agua en la red de distribución .............. ............................... ...................................................... ..................................... 126 5.4.4 Calidad de agua en la red de distribución................ ................................. ...................................................... ..................................... 126 5.4.5 Deflexión de las tuberías de la red de distribución................. ................................. ........................................ ........................ 127 5.4.6 Materiales para las tuberías de d e la red de distribución................ .................................................... .................................... 127 5.4.7 Presiones en la red de distribución............... ............................... ................................ ................................. ................................. .................. 129 5.4.8 Diámetros de las tuberías en la red de distribución ............... ............................... ................................. ........................ ....... 130 5.4.9 Velocidades en las tuberías de la red de distribución ............... ............................... ................................. ...................... ..... 130 5.4.10 Velocidades para remoción de biopelículas................ ................................ ................................................. ................................. 131
TABLA DE CONTENIDO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 5.4.11 Pendientes en las tuberías de la red de distribución............... ............................... .................................. ..................... ... 131 5.4.12 Profundidad de instalación de las tuberías a cota clave ................ ................................. ............................... .............. 131 5.4.13 Generación de alternativas ................ ................................ ................................ ................................. ................................. ......................... ......... 132 5.5 DISEÑO DISE ÑO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN................ ................................. ................................. .................................... .................... 133 5.5.1 Diseño hidráulico de las redes de distribución ............... ................................ ........................................ ............................... ........ 133 5.5.2 Modelo hidráulico de la red y estructuración................. ................................. ................................................. ................................. 133 5.5.3 Cálculo de caudales por nodo................. ................................. ................................. ................................. ...................................... ...................... 134 5.5.4 Cálculo Cál culo hidráulico de tuberías simples ................ ................................. ................................. .......................................... .......................... 135 5.5.5 Calidad Cal idad de agua ............................................... ............................................................... ................................ .......................................... ............................. ... 136 5.5.6 Recubrimiento y protección de tuberías............... ............................... ................................. .......................................... ......................... 137 5.5.7 Golpe de ariete en las redes de distribución ................ ................................ ............................................ .................................. ...... 137 5.5.8 Análisis de puntos muertos en la red de distribución ................ ................................ ................................. ...................... ..... 139 5.5.9 Comprobación de diseño bajo diferentes d iferentes condiciones de operación .............. .............................. ................ 139 5.5.10 Protocolo de pruebas dada por p or el diseñador ....................................... ............................................................... ........................ 140 5.5.11 Uso de tecnologías de información para el diseño de redes de distribución................ 140 5.6 OTRAS CONSIDERACIONES DE DISEÑO................. ................................. ................................. ........................................ ....................... 141 5.6.1 Dimensionamiento estructural de las tuberías ................ ................................ ................................. ............................... .............. 141 5.6.2 Localización y nivelación de las tuberías de la red de distribución................. ................................. ................ 141 5.6.3 Análisis de interferencias............... ................................ ................................. ................................. ................................. ............................... ............... 141 5.6.4 Instalación de las tuberías............... ............................... ................................. ................................. ................................. .............................. ............. 142 5.6.5 Distancias mínimas a otras redes de servicios públicos.............. ............................... ................................... .................. 142 5.6.6 Contraflujos........................................ ......................................................... ................................. ................................ ........................................ ........................... ... 142 5.7 ACCESORIOS ACCESORIOS Y ESTRUCT ESTRUCTURAS URAS PARA LAS TUBERÍ TUBERÍAS AS DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN ................................. ................ ................................. ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................. ................. 143 5.7.1 Aspectos generales........................ ......................................... ................................. ................................. ................................. .............................. .............. 143 5.7.2 Válvulas............... ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ................................ ......................... ......... 143 5.7.3 Accesorios para el lavado de las la s tuberías................ ................................. ................................. ..................................... ..................... 151 5.7.4 Uniones............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 151 5.7.5 Apoyos de las tuberías............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 152 5.7.6 Acometidas domiciliarias ..................... ..................................... ................................ ................................. ........................................... .......................... 153 5.7.7 Medidores domiciliarios ...................... ...................................... ................................. ................................. ........................................... ........................... 155 5.7.8 Macromedidores ................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. .......................... .......... 156 5.7.9 Salidas para mediciones............... ............................... ................................. ................................. .......................................... ................................ ...... 157 5.7.10 Dispositivos para autorregulación............... ............................... ................................ ................................. ................................. .................. 157 5.7.11 Hidrantes................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. .................................... .................... 157 5.7.12 Estructuras complementarias para las redes de distribución....................................... 159 5.8 REFERENCIACIÓN DE COMPONENTES............... ................................ ................................. ........................................... ........................... 161 5.8.1 Catastro de la red................. ................................. ................................ ................................. ................................. ......................................... ......................... 161 5.8.2 Convenciones que deben utilizarse............... ................................ ................................. ................................ ................................ ................ 161 5.8.3 Referenciación de las redes de acueducto................ ................................ ................................. ................................. .................... .... 162 5.8.4 Referenciación de tuberías y accesorios.............. ............................... ................................. ................................ ......................... ......... 162 5.8.5 Referenciación de las válvulas................ ................................ ................................. ................................. ...................................... ...................... 163 5.8.6 Referenciación de hidrantes............... ............................... ................................. ................................. ................................ ........................... ........... 163 5.8.7 Sistemas de información geográfica................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 164 5.8.8 Uso de la referenciación en conjunto con herramientas de tecnologías de información 164 5.9 URBANIZACIONES ................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 164 5.9.1 Alcance............... ................................ ................................. ................................ ................................. ................................. ................................ .......................... .......... 164 5.9.2 Consideraciones generales............... ............................... ................................ ................................. ............................................. ............................ 164 5.9.3 Parámetros de diseño............... ................................ ................................. ................................. .................................................... ................................... 165 5.9.4 Edificios................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................. ........................................ ....................... 166 5.9.5 Protocolo de pruebas................ ................................. ................................. ................................. .................................................... ................................... 166 5.10 ASPECTOS DE LA PUESTA EN MARCHA DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN............ ............166 166 5.10.1 Presiones en la red de distribución................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 166 5.10.2 Desinfección de la red de distribución.............. ............................... ................................. ........................................... ........................... 168 5.10.3 Golpe de ariete............... ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ............................ ............ 168 5.10.4 Válvulas................ ................................. ................................. ................................. ................................. ................................ ...................................... ...................... 168
TABLA DE CONTENIDO
6
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 5.10.5 Hidrantes................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. .................................... .................... 170 5.10.6 Acometidas domiciliarias ..................... ...................................... ................................. ................................. ........................................ ....................... 170 5.10.7 Macromedidores............... ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. .......................... .......... 170 5.10.8 Micromedidores............................................... ............................................................... ................................. ................................. ............................ ............ 170 5.11 ASPECTOS DE LA OPERACIÓN DE REDES DE DISTRIBUCIÓN .................................. .................................. 170 5.11.1 Presiones en la red de distribución................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 170 5.11.2 Fugas y pérdidas de agua en la red de distribución de agua potable................ ........................... ........... 171 5.11.3 Macromedición en la red de distribución............... ............................... ................................ .................................... ....................... ... 171 5.11.4 Micromedición...................................... ...................................................... ................................ ................................. ................................ ....................... ........ 171 5.11.5 Hidrantes................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................................. .................................... .................... 172 5.11.6 Válvulas................ ................................. ................................. ................................. ................................. ................................ ...................................... ...................... 172 5.11.7 Circuitos y subcircuitos de la red de distribución................ ................................ .......................................... .......................... 172 5.11.8 Calibración de la red de distribución................. ................................. ................................. ................................. ........................... ........... 173 5.11.9 Control de presiones en la red de distribución................. ................................. .............................. ............................ .............. 174 5.11.10 Reglas de operación para evitar desprendimientos de biopelículas y/o resuspensión de depósitos inorgánicos.............. ............................... ................................. ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 175 5.11.11 Lavado de tuberías de la red de distribución................. ................................. ................................ ............................. ............. 175 5.11.12 Calidad de agua en la red de distribución................ ................................ ............................................ .................................. ...... 175 5.11.13 Uso de programas de simulación de redes para la operación .............. .................................... ...................... 175 5.11.14 Uso de tecnologías de información para la operación de las redes..................... ........................... ...... 176 5.12 ASPECTOS DEL MANTENIMIENTO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN ............... .............................. ............... 176 5.12.1 Suspensión del servicio por mantenimiento programado................ ............................................. ............................. 176 5.12.2 Reparación de Tuberías y Accesorios................ ................................. ................................. ................................ ......................... ......... 176 5.12.3 Reparación de micromedidores................ ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 176 5.12.4 Mantenimiento de macromedidores.............. ............................... ................................. ........................................ .............................. ...... 177 5.12.5 Disponibilidad de repuestos................. ................................. ................................. ........................................................ ....................................... 177 5.12.6 Lavado de las redes de d e distribución............... ................................ ................................. ............................................. ............................. 177 5.12.7 5.1 2.7 Reg Reglas las de ope operac ración ión dur durant ante e man manten tenimi imient entos os par para a evi evitar tar des despre prendi ndimie miento ntoss de biopelículas................ ................................ ................................. ................................. ................................ ................................. .................................... ........................... ........ 178 5.12.8 Uso de los programas de simulación hidráulica de la red de distribución.............. .................... ...... 178 5.12.9 Uso de tecnologías de información i nformación para labores de mantenimiento............................ 178 Capítulo 6 ESTACIONES DE BOMBEO................ ................................. ................................. .................................................... .................................... ... 179 6.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 179 6.2 ESTUDIOS PREVIOS.......................... .......................................... ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 179 6.1.1 Concepción del proyecto............... ................................ ................................. ................................ ................................. ................................ ............... 179 6.1.2 Infraestructura existente...................... ...................................... ................................ ................................. ........................................... .......................... 180 6.1.3 Estudio de la demanda de agua................ ................................ ................................ ................................. ..................................... .................... 180 6.1.4 Aspectos generales de la zona .............................................. .................................................................................. .................................... ... 180 6.1.5 Estudios topográficos............... ............................... ................................. ................................. ................................ .................................. ..................... ... 180 6.1.6 Condiciones geológicas ................ ................................ ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 181 6.1.7 Disponibilidad de energía................. ................................. ................................. ................................. ............................................. ............................. 181 6.1.8 Calidad del agua a ser bombeada............... ............................... ................................ ................................. ................................... .................. 181 6.1.9 Estudio de suelos............... ............................... ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 182 6.2 CONDICIONES GENERALES....................... ........................................ ................................. ................................ ...................................... ...................... 182 6.2.1 Recomendaciones de seguridad y protección ..................................... ............................................................... .......................... 182 6.2.2 Presiones de distribución................. ................................. ................................ ................................. ...................................... ............................. ........ 183 6.2.3 Vulnerabilidad y amenaza sísmica................ ................................ ................................. ................................................. ................................ 183 6.2.4 Facilidad de acceso y retiros............... ............................... ................................. ................................. ......................................... ......................... 183 6.3 PARÁMETROS DE DISEÑO................. ................................. ................................. ................................. .............................................. .............................. 183 6.3.1 Período de diseño............... ................................ ................................. ................................ ................................. .................................. ......................... ........ 183 6.3.2 Caudal de diseño ................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ......................... ......... 183 6.3.3 Tiempo de bombeo .......... ................... ................... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ........... 184 6.3.4 Calidad Cal idad de agua ............................................... ............................................................... ................................ .......................................... ............................. ... 184 6.3.5 Materiales .............. ............................... ................................. ................................. ................................. ................................ ...................................... ...................... 184 6.3.6 Número de Bombas ......... .................. ................... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ........... 185 6.3.7 Tipo de Bombas............... ............................... ................................. ................................. ................................ .......................................... ............................. ... 185
TABLA DE CONTENIDO
7
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 6.3.8 Pozo de succión ................ ................................ ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 185 6.3.9 Diámetros de tuberías de impulsión y succión ............... ............................... ................................................ ................................ 186 6.3.10 Velocidades en tuberías de impulsión y succión ............... ............................... ........................................... ........................... 186 6.3.11 Instalación de tuberías................ ................................ ................................. ................................. .......................................... ................................ ...... 187 6.3.12 Distancias a otras redes................. ................................. ................................. ................................. ............................................. ............................. 187 6.3.13 Sala de bombas .......... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ............. .... 187 6.3.14 Generación y control de ruido.............. ............................... ................................. .................................................... .................................... ... 187 6.3.15 Generación de alternativas................. ................................. ................................ ................................. ................................. ......................... ......... 188 6.4 DISEÑO DISE ÑO DE LAS ESTACIONES DE BOMBEO................ ................................. ................................. ................................... ................... 188 6.4.1 Bombas............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 188 6.4.2 Ecuación del sistema .............. ............................... ................................. ................................ ................................. ................................. ..................... ..... 189 6.4.3 Diámetros de las l as tuberías de impulsión i mpulsión y succión............... ................................ ................................. .......................... .......... 190 6.4.4 Corrosión en tuberías................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 190 6.4.5 Recubrimientos y protección de tuberías.............. ............................... ......................................................... ........................................ 191 6.4.6 Golpe de Ariete en estaciones de bombeo................ ................................ ................................. ................................. .................... .... 191 6.4.7 Eficiencia del bombeo............... ................................ ................................. ................................. .................................................... ................................... 191 6.4.8 Válvulas y accesorios en las estaciones de bombeo ............... ............................... ................................. ...................... ..... 191 6.4.9 Instalaciones eléctricas en las estaciones de bombeo .................................. .................................................. ................ 192 6.4.10 Dispositivos de medición y control ............... ................................ ................................. ................................ .............................. .............. 195 6.4.11 Instalaciones complementarias para las estaciones de bombeo............... .................................. ................... 196 6.4.12 Comprobación de diseño bajo diferentes condiciones de operación............... ............................ ............. 197 6.4.13 Protocolos de prueba del diseño.............. ............................... ................................. ................................ ................................ ................... ... 198 6.4.14 Uso de tecnologías de información para el diseño de estaciones de bombeo............ .............. 198 6.4.15 Referenciación de las la s estaciones de bombeo............... ................................ ............................................... .............................. 198 6.5 ASP SPE ECTOS DE LA PU PUE EST STA A EN MARCHA DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO RELACIONADOS CON EL DISEÑO................ ................................ ................................. .......................................................... ......................................... 199 6.5.1 Inspecciones preliminares ................... ................................... ................................ ................................. ........................................... .......................... 199 6.5.2 Pruebas preliminares............................ ............................................. ................................. ................................ ................................. ......................... ........ 199 6.5.3 Pruebas hidrostáticas para tuberías de impulsión................ ................................ .......................................... .......................... 200 6.5.4 Medición de caudales............... ................................ ................................. ................................ ................................. ..................................... .................... 200 6.5.5 Línea piezométrica de la tubería de impulsión ............... ............................... ................................................ ................................ 200 6.5.6 Golpe de Ariete .............................................. ............................................................... ................................. ................................ .............................. .............. 200 6.5.7 Accesorios y Válvulas ................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................................... .................. 201 6.5.8 Ventosas....................................... ....................................................... ................................. ................................. .......................................... ................................ ...... 201 6.5.9 Válvulas de cheque o de retención............... ............................... ................................ ................................. ................................. .................. 201 6.6 ASPECTOS DE LA OPERACIÓN RELACIONADOS CON EL DISEÑO ........................... .............................. ... 201 6.6.1 Mediciones de caudal............... caudal ................................ ................................. ................................ ................................. ..................................... .................... 202 6.6.2 Golpe de Ariete............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................ .............................. .............. 202 6.6.3 Línea Piezométrica........................ ........................................ ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 202 6.6.4 Instrumentación y telemetría en las tuberías de impulsión .............. ............................... ............................... .............. 202 6.6.5 Punto de operación de la bomba................ ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 202 6.6.6 Uso de tecnologías de información para la operación .......................................... ................................................... ......... 203 6.7 ASPECTOS DEL MANTENIMIENTO RELACIONADOS CON EL DISEÑO ................ .................... ....203 203 6.7.1 Aspectos Generales................. ................................. ................................. ................................. ................................ .................................. ..................... ... 203 6.7.2 Mantenimiento correctivo y preventivo................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 203 6.7.3 Suspensión del servicio por mantenimiento programado ............... ............................... ................................ ................ 204 6.7.4 Registro de mantenimientos............... ............................... ................................. ................................. ................................ ........................... ........... 204 6.7.5 Disponibilidad de repuestos................ ................................ ................................. ........................................................... .......................................... 204 6.7.6 Mantenimiento de accesorios................ ................................. ................................. ................................ ........................................ ........................ 204 6.7.7 Uso de tecnologías de información para labores de mantenimiento.............................. 204 6.8 ESTACIONES DE BOMBEO EN URBANIZACIONES.............. ............................... ................................. ........................... ........... 205 Capítulo 7 TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y COMPENSACIÓN............... ............................... ............................ ............ 206 7.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 206 7.1 ESTUDIOS PREVIOS.......................... .......................................... ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 206 7.1.1 Concepción del proyecto............... ................................ ................................. ................................ ................................. ................................ ............... 206 7.1.2 Infraestructura existente...................... ...................................... ................................ ................................. ........................................... .......................... 207
TABLA DE CONTENIDO
8
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 7.1.3 Estudio de la demanda de agua................ ................................ ................................ ................................. ..................................... .................... 207 7.1.4 Curvas de demanda horaria................ ................................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 208 7.1.5 Aspectos generales de la l a zona.............. ............................... ................................. .................................................... .................................... ... 208 7.1.6 Estudios topográficos............... ............................... ................................. ................................. ................................ .................................. ..................... ... 208 7.1.7 Condiciones geológicas ................ ................................ ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 208 7.1.8 Estudio de suelos............... ............................... ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 209 7.1.9 Generación de alternativas............... ................................ ................................. ................................ ................................. ............................. ............ 209 7.1.10 Otros estudios previos................ ................................ ................................ ................................. ................................. ................................. ................. 209 7.2 CONDICIONES GENERALES....................... ........................................ ................................. ................................ ...................................... ...................... 210 7.2.1 Localización de los tanques................ ................................ ................................. ........................................................... .......................................... 210 7.2.2 Delimitación de las zonas de presión de la red de distribución ...................................... 210 7.2.3 Vulnerabilidad y amenaza sísmica................ ................................ ................................. ................................................. ................................ 210 7.2.4 Restricción de acceso............... ................................ ................................. ................................. .................................................... ................................... 211 7.2.5 Anchos de servidumbres............... ................................ ................................. ................................ ................................. ................................ ............... 211 7.2.6 Tamaño del lote y paisajismo.............. ............................... ................................. ................................. .......................................... ......................... 211 7.3 PARÁMETROS DE DISEÑO................. ................................. ................................. ................................. .............................................. .............................. 211 7.3.1 Período de diseño............... ................................ ................................. ................................ ................................. .................................. ......................... ........ 211 7.3.2 Caudal de diseño ................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ......................... ......... 211 7.3.3 Número de tanques................ ................................. ................................. ................................ ................................. ....................................... ...................... 212 7.3.4 Capacidad de regulación................ ................................. ................................. ................................ ................................. ............................... .............. 212 7.3.5 Calidad del agua a la salida de los tanques de almacenamiento y/o compensación .. .... ....212 7.3.6 Capacidad de demanda contra incendio ........................................ ....................................................................... ............................... 212 7.3.7 Volumen del tanque................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................. ...................... ..... 213 7.3.8 Materiales............... ................................ ................................. ................................. ................................. ................................ ...................................... ...................... 213 7.3.9 Recubrimiento interno............... ................................ ................................. ................................. .................................................... ................................... 214 7.3.10 Distancia a otras redes ................ ................................. ................................. ................................ ................................. ............................... .............. 214 7.3.11 Presión en la l a tubería de alimentación al tanque ............... ................................ ................................. ........................... ........... 214 7.3.12 Tiempo de llenado del tanque................ ................................. ................................. ..................................................... ..................................... 214 7.3.13 Niveles................. ................................. ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ....................... ....... 215 7.3.14 Tiempo de vaciado y caudal de vaciado............... ............................... ................................. ................................. ....................... ....... 215 7.3.15 Profundidad del fondo del tanque................ ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 215 7.3.16 Sismorresistencia...................................... ...................................................... ................................. ................................................... .................................. 216 7.3.17 Comprobación de diseño bajo diferentes condiciones de operación............... ............................ ............. 216 7.3.18 Protocolo de pruebas dado por el diseñador d iseñador................ ................................ ................................. ................................ ............... 217 7.4 DISPOSITIVOS ANEXOS........................ ........................................ ................................. ................................. ................................. ............................ ........... 217 7.4.1 Forma del tanque................ ................................. ................................. ................................ ................................. .................................. ......................... ........ 217 7.4.2 Entrada de agua al tanque................ ................................. ................................. ................................. ............................................ ........................... 217 7.4.3 Salida de agua del tanque............... ............................... ................................. ................................. ................................. .............................. ............. 218 7.4.4 Rebose............... ............................... ................................. ................................. ................................ ................................. ........................................... .......................... 218 7.4.5 Control de nivel en los tanques................ ................................. ................................. ..................................................... ..................................... 219 7.4.6 Desagüe................ ................................ ................................ ................................. ................................. ................................. ........................................ ....................... 219 7.4.7 Válvulas............... ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ................................ ......................... ......... 219 7.4.8 Medición de caudal............... caudal ............................... ................................. ................................. ................................ ................................. ......................... ........ 219 7.4.9 Sistema de drenaje .......... ................... ................... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ........... 220 7.5 OBRAS COMPLEMENTARIAS.............. ............................... ................................. ................................ .................................. ............................. ........... 220 7.5.1 Impermeabilización de los tanques................. ................................. ................................ ............................................ ............................... ... 220 7.5.2 Ventilación de los tanques................ ................................. ................................. ................................ ................................. ............................. ............ 220 7.5.3 Cubierta de los tanques................. ................................. ................................. ................................. ................................ ................................ ................ 220 7.5.4 Acceso al interior del tanque.............. ............................... ................................. ................................ ........................................ ........................... ... 221 7.5.5 Iluminación........................................... ............................................................ ................................. ................................ ...................................... ......................... ... 221 7.5.6 Señalización de tanques............... ............................... ................................. ................................. .......................................... ................................ ...... 221 7.5.7 Sistemas telemétricos............... ................................ ................................. ................................. .................................................... ................................... 221 7.5.8 Escaleras............... ............................... ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ....................... ....... 222 7.5.9 Cajas de Válvulas Vá lvulas de entrada y de salida sal ida............... ............................... ................................. ................................. ....................... ....... 222 7.5.10 Cerramiento............... ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ................. 222 7.5.11 Vías de acceso y parqueaderos en los terrenos alrededor de los tanques............... .................. ... 222
TABLA DE CONTENIDO
9
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 7.6 ASPECTOS DE LA PUESTA EN MARCHA DE LOS TANQUES ................ ......................................... ......................... 222 7.6.1 Inspecciones preliminares a los tanques.............. ............................... ................................. ................................ ......................... ......... 223 7.6.2 Pruebas de estanqueidad.............. ............................... ................................. ................................. ................................. ............................... ............... 223 7.6.3 Pruebas hidráulicas del tanque................ ................................. ................................. ..................................................... ..................................... 223 7.6.4 Pruebas de calidad del agua............... ................................ ................................. ................................. .......................................... ......................... 223 7.6.5 Pruebas hidráulicas en la red.............. ............................... ................................. ................................. .......................................... ......................... 223 7.7 ASPECTOS DE LA OPERACIÓN DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO RELACIONADOS CON EL DISEÑO........................... ............................................ ................................. ................................. ................................. ................................ ........................... ........... 224 7.7.1 Verificación de presiones................. ................................. ................................ ................................. ...................................... ............................. ........ 224 7.7.2 Control de filtraciones............... ................................ ................................. ................................ ................................. ..................................... .................... 224 7.7.3 Entrada de agua al tanque................ ................................. ................................. ................................. ............................................ ........................... 224 7.7.4 Calidad de agua en el tanque............... ............................... ................................ ................................. ................................. ......................... ......... 224 7.7.5 Uso de tecnologías de información................. ................................. ................................ ............................................ ............................... ... 224 7.8 ASPECTOS ASPECT OS DEL MANTENIMIENTO MANTEN IMIENTO DE TANQUES TAN QUES RELACIONADO RELAC IONADOS S CON EL DISEÑO. 225 7.8.1 Mantenimiento correctivo y preventivo................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 225 7.8.2 Limpieza de tanques............... ............................... ................................ ................................. ....................................................... ...................................... 225 7.8.3 Impermeabilización de los tanques................. ................................. ................................ ............................................ ............................... ... 225 7.8.4 Mantenimiento de accesorios................ ................................. ................................. ................................ ........................................ ........................ 226 7.8.5 Uso de tecnologías de información para las labores de mantenimiento................. ......................... ........ 226 Capítulo 8 ASPECTOS AMBIENTALES .............. ............................... ................................. ................................. ................................. ........................ ........ 227 8.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 227 8.2 ASPECTOS LEGALES................ ................................ ................................. ................................. ................................. ........................................ ....................... 227 8.2.1 Tipos de suelo para obras de sistemas de acueducto ................................. ................................................... .................. 227 8.2.2 Tipo de obras de acueducto................ ................................. ................................. ................................. .......................................... ......................... 228 8.2.3 Entidades nacionales y locales ................ ................................. ................................. .............................................. .............................. ...... 228 8.2.4 Instrumentos legales de control territorial y ambiental................ ambiental ................................. ................................. ................... ... 228 8.3 ASPECTOS AMBIENTALES ESPECÍFICOS PARA LOS L OS SISTEMAS DE ACUEDUCTO... .....229 8.3.1 Conducciones............... ............................... ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................ 229 8.3.2 Redes de distribución................. ................................. ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 230 8.3.3 Estaciones de bombeo............... ............................... ................................ ................................. ................................. ................................... ................... 231 8.3.4 Tanques de almacenamiento y/o compensación .................................................. .......................................................... ........ 231 8.4 ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD .............................................. .............................................................. ......................................... ......................... 232 Capítulo 9 INTERVENTORÍA ................... ................................... ................................. ................................. ................................ .................................. ..................... ... 233 9.1 ALCANCE................ ................................. ................................. ................................ ................................. ................................. ........................................... ........................... 233 9.2 PERSONAL DE LA INTERVENTORÍA................. ................................. ................................ ................................................ ................................ 233 9.3 INTERVENTORÍA DE DISEÑO................ ................................. ................................. ................................ ........................................ ........................... ... 233 9.3.1 Funciones principales de la Interventoría de Diseño............... ................................ ....................................... ...................... 233 9.3.2 Interventoría o revisión de diseños de entes externos................ ................................................... ................................... 234 9.3.3 Verificación de protocolos de pruebas................. ................................. ................................ ................................. ........................... .......... 234 9.4 INTERVENTORÍA DE CONSTRUCCIÓN................ ................................ ................................ ................................. ............................. ............ 234 9.4.1 Verificación de métodos constructivos y calidad de materiales.............. ...................................... ........................ 234 9.4.2 Manejo ambiental, urbano y seguridad en la obra.............. ............................... ................................. ........................... ........... 235 9.4.3 Verificación de planos “as built” y bitácora de obra ................ ................................ ........................................ ........................ 235 9.4.4 Verificación de pruebas según protocolo............... ................................ ................................. ................................ ........................ ........ 235 9.5 INTERVENTORÍA DE MANTENIMIENTOS ESPECIALES ............... ............................................... ................................ ... 236
TABLA DE CONTENIDO
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PREFACIO El propósito de la presente norma de diseño de redes de distribución de agua potable de las Empresas Públicas de Medellín es fijar los criterios básicos, los requisitos mínimos, los valores específicos y límites, las metodologías y las tecnologías que deben tenerse en cuenta en los diferentes procesos involucrados en la conceptualización y el diseño de sistemas de acueducto. Estos sistemas incluyen las conducciones de agua tratada desde las plantas de tratamiento hasta los tanques de almacenamiento y compensación, las redes de distribución de agua potable con todos sus componentes y accesorios, las estaciones de bombeo y sus bombas, los tanques de almacenamiento y compensación, y las redes de distribución de agua potable en urbanizaciones privadas. Esto se hace con el fin de garantizar la seguridad, durabilidad, funcionalidad, calidad técnica, eficiencia de operación, sostenibilidad de los sistemas de acueducto y redundancia de éstos. éstos. El contenido contenido especí específic fico o de esta norma norma está está basado basado en sus aspecto aspectoss genera generales les en el reglamento técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS, en su versión de año 2000, del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, específicamente en sus títulos A “Aspectos Generales de los Sistemas de Agua Potable y Saneamiento Básico”, y B “Sistemas de Acueducto”. El reglamento es una referencia complementaria a las normas de EEPPM planteadas en este documento. La norma está dirigida primordialme primordialmente nte a los planificadores planificadores y los diseñadores diseñadores de los sistemas sistemas de acueducto, ya sean contratistas o empleados de las Empresas públicas de Medellín, así como a los inte interv rven ento tore ress de dise diseño ño de dich dichos os sist sistem emas as.. Adici Adicion onal alme ment nte e pued puede e ser ser utili utiliza zada da por por los constructores, los operadores y los ingenieros de mantenimiento encargados del abastecimiento de agua potable en los municipios operados por EEPPM. En general, esta norma es de obligatorio cumplimiento en todo su contenido; aquellos aspectos que sean recomendados como prácticas de buena Ingeniería, se dejan explícitos en sus respectivos numerales. La norma también incluye aquellos aspectos que desde el diseño de la red afectan los procesos relaci relaciona onados dos con la constr construcc ucción ión,, la puesta puesta en marcha, marcha, la interv intervent entorí oría a de constr construcc ucción ión,, la operación y el mantenimiento de los sistemas de distribución de agua potable que sean operados por las Empresas Públicas de Medellín, igualmente incluye los aspectos ambientales pertinentes al diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable. Sin embargo, en estos casos se deben tener tener en cuenta cuenta todos todos los decret decretos, os, reglam reglament entos os y manual manuales es especí específic ficos, os, en sus version versiones es vigentes, que existan en dichas empresas. En cada uno de los capítulos de esta norma se hace referencia a aquellos documentos que la complementan, sin ser una lista exhaustiva.
Capí Capítu tulo lo 1 REFE REFERE RENC NCIIACIÓ ACIÓN N GENE GENER RAL 1.1
SISTEMA EMA DE DE UN UNIDADES
Aceleración m/s2 metros por segundo cuadrado Ángulo Plano º grados Área cm2 Ha Km2 m2
centímetro cuadrado Hectárea Kilómetro cuadrado metro cuadrado
Caudal L/h Litro por hora L/s Litro por segundo m3/s metros cúbicos por segundo Concentración mg/L miligramo por Litro ppm partes por millón Densidad Kg/m3 Kilogramo por m3 Esfuerzo KPa Kilopascal GPa Gigapascal MPa Megapascal Pa Pascal Fuerza N Newton KN Kilonewton T Tonelada Longitud m metro Km Kilómetro mm milímetro Masa g mg Kg t
gramo miligramo Kilogramo tonelada
Población
REFERENCIACIÓN GENERAL
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hab habitante cliente cliente
Potencia KW Kilowattio W Wattio Potencial eléctrico KV Kilovoltio Presión KPa Kilopascal MPa Megapascal Pa Pascal m.c.a Metros de cabeza de agua Temperatura ºC grados Centígrados ºK grados Kelvin Tiempo año año dia día h hora min minuto s segundo Velocidad m/s metros por segundo Viscosidad Pa·s Pascales por segundo Volumen cm3 centímetro cúbico L litro m3 metro cúbico Otras L/(hab·día) Litro por habitante por día m2/m metro cuadrado por metro dB decibel 1.2
VARIABLES
%p a a a a A Ai A B B
= porcentaje de pérdidas (entre 0 y 1) = área del desagüe = celeridad de la onda de presión = constante que depende del tipo de superficie = constante que depende del tipo de sistema = área superficial del tanque = área de influencia o área abastecida por el nodo i = Coeficient ente de la ecuación de una una bomba = Ancho de canal = Coeficiente de la ecuación de la bomba
REFERENCIACIÓN GENERAL
m2 m/s m2 ha m -
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b = Factor de economía de escala c = concentración de cloro mg/L Cij = concentración de cloro que entra del nodo i al nodo j mg/L c j = concentración en un caudal de salida mg/L ck = concentración en un caudal de entrada mg/L Cs = concentración final de cloro en el agua que sale del nodo j mg/L cw = concentración de cloro en la pared de la tubería C = coeficiente de la ecuación de la bomba C = coeficiente de Hazen Williams d = longitud saliente de la tubería en una junta m D = densidad de población hab/ha D = diámetro interno real de la tubería m dbruta = dotación bruta L/hab·día dc/dt = tasa de cambio de la concentración de cloro en el tiempo mg/L -s De = diámetro interior m dneta = dotación neta L/hab.dia ep = espesor de la tubería m E = módulo de elasticidad de un material Pa E = escape permitido L/h Ep = módulo de compresibilidad del líquido GPa f = coeficiente de fricción de Darcy Fr = número de Froude g = aceleración de la gravedad 9.81 m2/s g = tasa exponencial anual de crecimiento de la demanda H = altura dinámica total m H1 = máxima altura o cabeza disponible m ΔH = perdida total de altura o cabeza m Hm = cabeza de pérdidas menores m h = cabeza sobre el desagüe m Hc = energía específica para la condición de flujo crítico m He = incremento de altura debido a las pérdidas de energía m Hes = altura estática de succión m HT = diferencia topográfica máxima m hf = pérdida de altura debida a la fricción m K = capacidad del sistema K = coeficiente que varía entre 1.2 y 1.6 k1 = coeficiente de consumo máximo diario k2 = coeficiente de consumo máximo horario Kb = constante de reacción de primer orden en el agua Kf = coeficiente de transferencia entre el agua y la pared de la tubería Km = coeficiente de pérdida menor ks = rugosidad absoluta de la tubería m L = longitud total de la tubería m lj = distancia entre juntas m m = co coeficiente de de co contracción de del des desa agüe N = número de uniones en el sector probado, sin incluir uniones soldadas NPSH = altura neta de succión positiva m p = númer úmero o de clie client ntes es proy proyec ecta tado doss clie client ntes es p = núme número ro de habi habita tant ntes es proy proyec ecta tado doss hab hab P = presión de ensayo hidráulico Pa P = potencia requerida por la bomba W pdiseño = Presión de diseño m.c.a pestática = Presión estática m.c.a pmax = Presión máxima entre la presión estática y la presión transiente m.c.a ptransiente = Presión causada por fenómenos transientes m.c.a Patm = presión atmosférica Pa
REFERENCIACIÓN GENERAL
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Pv = presión de vapor del agua Pprogramada = presión programada en el dispositivo PsalidaVRP = presión normal de salida de la válvula reguladora de presión Pactualp.crítico = presión actual en el punto crítico de la red aguas abajo de la VRP a una hora determinada Pdeseadap.crítico = presión mínima en el punto crítico de la red, aguas abajo de la VRP Q = caudal qe = caudal de entrada Qe = caudal específico por unidad de superficie Qi = caudal de consumo en el nodo i Qij = caudal que fluye del nodo i al nodo j Qin = caudal de incendio QMD = caudal máximo diario Qmd = caudal medio diario QMH = caudal máximo horario qs = caudales de salida R = radio hidráulico r = tasa anual social de descuento. Re = número de Reynolds SF = pendiente de la línea de energía total So = pendiente del fondo del canal t = período optimo de expansión del sistema. t = tiempo T = tiempo de vaciado en segundos t = Es el núme úmero de hora oras de bom bombeo beo por día t0 = período de retraso inicial con déficit de capacidad ti = período óptimo de expansión en el tiempo i v = velocidad media del flujo V = volumen de agua en el tanque (tanques) V = Volum olumen en de agua agua par para pro protecc tecció ión n contr ontra a inc incendi endio o x = abscisa o distancia horizontal y = profundidad del flujo yc = profundidad critica y1 = profundidad en el impacto de la lámina vertiente. ΔZ = altura de la caída en estructuras de disipación de energía γ = peso específico del agua η = eficiencia ncia de la bom bomba y el motor µ = visc iscosid osida ad absolu oluta del agua agua µ p = relación de Poisson de un material ρ = densidad del agua τ = período del golpe de ariete
1.3 ANSI ASTM AWWA SCS EEPP MAVD MAVDT T MSP D NP C RA SSPD DANE ANE
Pa m.c.a. m.c.a. m.c.a. m.c.a. m³/s L/s L/s m3/seg m3/s m3/s L/s L/s L/s m3/s m años s s h/dia años años m/s m3 m³ m m m m m Pa·s kg
3
s
ABREVIATURAS American National Standards Institute American Society for Testing Material American Water Works Association Standard Soil Conservation Service Empresas Públicas de Medellín E.S.P. Minis inistterio erio de Ambi Ambie ente, nte, Vivi Vivien enda da y Des Desar arro rollllo o Ter Terrritor itoria iall Ministerio de Salud Pública Departamento Nacional de Planeación Comisión de Regulación de Agua Po Potable y Saneamiento Bá Básico Superinte ntendencia de Servicios Públ úblicos Domiciliari arios Departame amento Adm Administrativo Naciona onal de Estadística ica
REFERENCIACIÓN GENERAL
kN/m
2
15
ICON ICONTE TEC C DAMA IDEA IDEAM M IGAC
1.4
Insti nstittuto uto Col Colom ombi bian ano o de Nor Norm mas Téc Técni nica cass Departamento Ad Administrativo de del Me Medio Am Ambiente Insti nstittuto uto de de Hid Hidrrolog ologíía, Meteor teorol olog ogíía y Estu Estudi dios os Ambi Ambien enttales ales Instituto Geográfico Agustín Codazzi
NORM ORMAS TÉC TÉCNIC NICAS REF REFERENCI NCIADAS
1.4.1 1.4.1 NORMAS NORMAS TÉCNIC TÉCNICAS AS COLOMB COLOMBIAN IANAS AS NTC 10 NTC NTC 105 105 NTC NTC 1063 1063 NTC NTC 11 11 NTC 1125 1125 NTC NTC 1260 1260 NTC NTC 132 1328 8 NTC NTC 1339 1339 NTC 14 1461 NTC NTC 1483 1483 NTC NTC 1500 1500 NTC NTC 1602 1602 NTC 1747 1747 NTC NTC 1762 1762 NTC 1775 NTC NTC 186 1867 7 NTC NTC 193 1931 1 NTC NTC 199 1991 1 NTC NTC 201 2011 1 NTC 20 2050 NTC NTC 2193 2193 NTC NTC 2295 2295 NTC NTC 2346 2346 NTC 2536 NTC 2587 2587 NTC NTC 2629 2629 NTC 277 NTC NTC 293 2935 5 NTC 3257 3257 NTC NTC 3358 3358 NTC NTC 3409 3409 NTC NTC 3410 3410 NTC NTC 3470 3470 NTC NTC 3578 3578
Clasificación de Tubos de Acero Tubos Tubos de Acero Acero Tipo Tipo "EMT" "EMT",, Rec Recub ubier ierto toss de de Zinc Zinc para para la Cond Conduc ucci ción ón y Prot Protec ecci ción ón de Conductores Eléctricos -Tubería Conduit-. Medi Medici ción ón de Agu Agua a en Cond Conduc ucto toss Cerr Cerrad ados os.. Parte Parte 1 : Espe Especif cific icac acio iones nes - Par Parte te 2: 2: Requisitos para su Instalación. - Parte 3 : Equipos y Métodos de Ensayo. E nsayo. Tubo Tuboss de de Ace Acerro al al Car Carbo bono no Alea Aleado do Ferr Ferrít ític ico o y Aust Austen enít ític ico o con con y sin sin Cost Costur ura. a. Determ Determinac inación ión de la la Resis Resisten tencia cia al Impa Impacto cto en Tubos Tubos y Acceso Accesorio rioss Term Termoplá oplásti sticos cos.. Plás Plástitico cos. s. Tub Tubos os de de Polic Policlo loru ruro ro de de Vinil Vinilo o - PVC - Ríg Rígid ido o para para Vent Ventila ilaci ción ón y Agua Aguass Lluvias. Junt Juntas as Flexi Flexibl bles es para para la la Uni Unión ón de Tubos Tubos Circ Circula ulare ress de de Conc Concre reto to.. Plás Plástitico cos. s. Acces Accesor orios ios de Poli Poli-C -Clor lorur uro o De Vinil Viniloo- -PV -PVCC- SCH SCHCE CEDU DULE LE 40. 40. Colores y Señ Seña ales les de de Seg Segur uriidad. ad. Dete Detect ctor ores es de Ince Incend ndio io.. Clas Clasif ific icac ació ión. n. Códi Código go Colo Colomb mbia iano no de Font ontaner anería ía.. Plás Plástitico cos. s. Tub Tubos os de de Polie Polietitile leno no de Baj Baja a Densi Densida dad d para para Condu Conducc cció ión n de Agua Agua.. Clase Clase 40. Plásti Plásticos cos.. Tubo Tuboss de de Polie Polietil tileno eno (PE) (PE) Espe Especif cifica icados dos por su Diám Diámetr etro o Inte Interio riorr (RDIE (RDIE PM). Válv Válvul ulas as de Rete Retenc nció ión n (Ch (Cheq eque ue)) de de Alea Aleaci ción ón de Cob Cobre re.. Bombas Centrífugas, Bombas de Flujo Axial y Mixto. Ensayos Clase Siste Sistema ma de Seña Señale less Cont Contra ra Ince Incendi ndio. o. Inst Instal alac ación ión y Usos Usos.. Segu Segurridad idad Cont Contrra Inc Incen endi dios os.. Señ Señal ales es.. Flot Flotad ador ores es para para Acci Accion onam amie ient nto o de de Válv Válvul ulas as.. Válv Válvul ulas as de Acon Acondi dici cion onam amie ient nto o por por Flot Flotad ador or.. Código El Eléctrico Co Colombia biano. Válv Válvul ulas as de Mari Maripo posa sa con con Asie Asient nto o Elás Elásti tico co Unio Uniones nes con con Sello Selloss Elast Elastom omér éric icos os Flexi Flexibl bles es para para Tubo Tuboss Plást Plástic icos os Emple Emplead ados os Para Para el Transporte de Agua a Presión. Acce Acceso sori rios os en Hierr Hierro o Dúct Dúctilil y/o y/o Hierr Hierro o Gris Gris para para Agua Agua y Otro Otross Líqui Líquido dos. s. Seri Serie e Inglesa. Sellos Elastoméricos (Empaques) para Unión de Tubos Plásticos. Tuberí Tuberías as de de Hier Hierro ro dúctil dúctil.. Acople Acopless y Accesor Accesorios ios para para Línea Líneass de de Tuber Tubería ía a Presi Presión. ón. Tuber uberíía de Hier Hierrro dúc dúctil. til. Rev Revest estimie imient nto o de Morte orterro-Ce o-Cem mento ento Cent Centri riffugad ugado. o. Controles de Composición del Mortero Recientemente Aplicado. Motore ores y Generadores Eléct éctricos icos.. Mate Materi riale aless de de Pol Polie ietitile leno no (PE) (PE) para para Tube Tuberí ría a y Acces Accesor orios ios.. Determ Determinac inación ión de la Base Base del Diseño Diseño Básico Básico Hidros Hidrostát tático ico para para Tuber Tuberías ías de Materi Material al Plástico. Dete Determ rmina inaci ción ón de de las las Dime Dimensi nsion ones es de de Tubo Tuboss y Acces Accesor orio ioss Term Termop oplás lástitico cos. s. Plás Plástticos icos.. Acce Acceso sorrios ios de Poli Poliet etilile eno (PE) PE) par para Unió Unión n por por Fusi Fusión ón a Tope Tope con con Tubería de Polietileno (PE). Plás Plástitico cos. s. Acce Accesor sorio ioss de Poliet Polietile ileno no Tipo Tipo Camp Campan ana a para para Tubos Tubos de Poli Poliet etililen eno, o, Tipo Tipo IPS y CTS, con Diámetro Exterior Controlado. Con trolado. Tubos ubos de Acer Acero o Sol Soldado dadoss y sin sin Cost Costur ura, a, Negr Negros os y Recub ecubie ierrtos tos de Cinc Cinc por por Inmersión en Caliente. Dete Determ rmin inac ació ión n del Tiem Tiempo po hast hasta a la Fall Falla a de Tube Tuberí ría a Plást Plástic ica a Somet Sometid ida a a Presi Presión ón Interna Constante.
REFERENCIACIÓN GENERAL
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NTC NTC 3579 3579
Dete Determ rmin inac ació ión n de la Pres Presió ión n Hidr Hidráu áulilicca de Rot Rotura ura a Cort Corto o Plaz Plazo o en Tubo Tuboss y Accesorios de Plástico. NTC NTC 365 3654 4 Tran Transf sfor orm mador adores es de Pot Poten enci cia a Tip Tipo o Sec Seco o. NTC NTC 3664 3664 Tubos Tubos Plá Plást stic icos os de Pol Poliet ietile ileno no (PE) (PE) con con Base Base en el Diám Diámet etro ro Exte Exteri rior or,, Contr Controla olados dos y Clasificados Según la Presión. NTC NTC 369 369 Plás Plástitico cos. s. Comp Compue uest stos os Rígi Rígido doss de Poli Poli - Cloru Cloruro ro de Vin Vinililo o - Ríg Rígido idoss y Com Compu pues esto toss Clorados de Poli - Cloruro de Vinilo - CPVC -. NTC NTC 369 3694 4 Plás Plásti tico cos. s. Tubo Tuboss Tip Tipo o CTS CTS de Poli Poliet etililen eno o (PE (PE). ). NTC NTC 3818 3818 Tuber Tubería ía Metá Metálic lica. a. Recub Recubri rimi mient ento o Epóxic Epóxico o con Adher Adherenc encia ia Medi Median ante te Fusió Fusión n para Aplicación Externa Sobre Tubería de Acero. NTC NTC 3819 3819 Tube Tuberí ría a Metál Metálic ica. a. Recu Recubr brim imien iento to de de Polie Polietitile leno no para para Tub Tuber ería ía Met Metál álic ica. a. NTC NTC 382 382 Plás Plásti tico cos. s. Tubo Tuboss de PoliPoli-Cl Clor orur uro o de Vinil Viniloo- -PVC -PVC-- Clasi Clasifi fica cado doss Según Según la Pres Presió ión n -Serie RDE-. NTC NTC 387 3871 1 Tubo Tuboss de de Fibr Fibra a de de Vid Vidri rio o par para a Uso Usoss en en Sis Siste tema mass a Pres Presió ión. n. NTC NTC 387 3877 7 Espec Especifific icac acion iones es para para Junt Juntas as de Tubos Tubos de de Fibra Fibra (Res (Resin ina a Termo Termoes esta tabl ble e Refor Reforza zada da con Fibra de Vidrio) Usando Sellos Elastoméricos. NTC NTC 391 3919 9 Tubo Tuboss de de Fib Fibra ra de Vidr Vidrio io de Fila Filame ment nto o Enr Enrol olla lado do.. NTC 4001 4001 Tuberí Tubería a Metá Metálica lica.. Tube Tuberí ría a Estr Estruct uctura urall de Alta Alta Resis Resisten tencia cia y Baja Baja Aleaci Aleación, ón, Formad Formada a en Caliente con o sin Costura. NTC 4246 Desinfección de Líneas Principales para la Conducción de Agua. NTC NTC 432 4326 6 Tubos Tubos de de Acero Acero.. Recub Recubri rimi mient ento o Exter Externo no con con Tripl Triple e Capa Capa A Base Base de Poli Polipr propi opile leno no.. Aplicación por Extrusión. NTC NTC 4777 4777 Recu Recubr brim imie ient ntos os Prot Protec ecto tore ress Epóxi Epóxico coss Inte Interi rior ores es para para Válv Válvula ulass e Hidra Hidrant ntes es.. NTC 4937 – 1 Tubería Tubería de Hierro Dúctil. Dúctil. Revestimien Revestimiento to Exterior Exterior de Zinc. Parte Parte 1: Zinc Metálico Metálico con Capa de Acabado. NTC 4937 – 2 Tubería Tubería de Hierro Dúctil. Dúctil. Recubrimient Recubrimiento o Exterior de Zinc. Zinc. Parte 2. Pintura Pintura Rica en Zinc con Capa de Acabado. NTC NTC 539 539 Apti Aptitu tud d de de Tub Tubos os y Acc Acces esor orio ioss Plás Plástitico coss par para a Uso Uso en Conta Contact cto o con con Agua Agua Dest Destin inad ada a al Consumo Humano. Requisitos de Atoxicidad. NTC NTC 664 664 Det Determ erminac inació ión n del del Cont Conten enid ido o de de Neg Negrro de de Hum Humo. o. NTC NTC 718 718 Acon Acondi dici cion onam amie ient nto o de Plás Plásti tico coss par para Ensay nsayo o NTC NTC 747 747 Tubos Tubos de Pre Presi sión ón Tip Tipo o Cili Cilindr ndro o de Acer Acero o con con Recu Recubr brim imien iento to de de Horm Hormig igón ón,, Mor Morte tero ro o Ambos NTC NTC 872 872 Mate Materi rial ales es para para Mold Moldeo eo y Extr Extrus usió ión n de de Plás Plásti tico coss de de Pol Polie ieti tile leno no..
1.4.2 1.4.2 NORMAS NORMAS TÉCN TÉCNICA ICAS S INTERN INTERNACI ACIONA ONALES LES 1.4. 1.4.2. 2.11 NORM NORMAS AS TÉC TÉCNI NICA CAS S AWWA AWWA AWWA C 104 104 Cement Cement Mortar Mortar Lining Lining for Ductile Ductile Iron Iron Pipe and and Fittings Fittings for Water AWWA C 105 Polyethylene Polyethylene Encasement Encasement for Ductile Ductile Iron Pipe Pipe Systems Systems AWWA AWWA C 110 Ductil Ductile e Iron Iron and Grey Grey Iron Iron Fittin Fittings gs AWWA C 111 111 Rubber Gasket Gasket Joints Joints for Ductile Ductile Iron Iron Pressure Pressure Pipe & Fittings. Fittings. AWWA C 115 Flanged Flanged Ductile Ductile Iron Pipe with with Ductile Ductile Iron or Gray Gray Iron Iron Threaded Threaded Flanges. Flanges. AWWA C 116 Protective Protective Fusion-Bon Fusion-Bonded ded Epoxy Coatings Coatings for the Interior Interior and Exterior Surfaces Surfaces of Ductile-Iron and Gray-Iron Fittings for Water Supply Service AWWA C 153 153 Ductile Ductile Iron Compac Compactt Fitting Fitting 3in thru thru 24in 24in for Water Water Service. Service. AWWA AWWA C 200 200 Steel Steel Wate Waterr Pipe Pipe 6in 6in and Larger Larger.. AWWA AWWA C 206 Field Field Weldin Welding g of Steel Steel Wate Waterr Pipe. Pipe. AWWA C 207 Steel Pipe Flanges for Waterworks Waterworks Service. Service. AWWA C 208 Dimensions Dimensions for for Fabricated Fabricated Steel Water Water Pipe Fittings Fittings.. AWWA C 219 Bolted, Bolted, Sleeve Sleeve Type Type Couplings Couplings for Plain End Pipe. Pipe. AWWA AWWA C 220 220 Stain Stainle less ss Steel Steel Pip Pipe. e. AWWA AWWA C 300 Reinfo Reinforce rced d Concre Concrete te Pressu Pressure re Pipe, Pipe, Steel Steel Cylinde Cylinderr Type Type for Water and Other Other Liquids.
REFERENCIACIÓN GENERAL
17
AWWA AWWA C 301 Prestr Prestress essed ed Concre Concrete te Pressu Pressure re Pipe Pipe Steel Steel Cylind Cylinder er Type Type for Water and Other Other Liquids. AWWA C 302 Reinforced Reinforced Concre Concrete te Pressure Pressure Pipe, Noncyli Noncylinder nder Type. Type. AWWA C 303 Concrete Concrete Pressur Pressure e Pipe, Bar Wrapped Wrapped Steel Cylinde Cylinderr Type. AWWA C 304 Design Prestresse Prestressed d Concrete Concrete Cylinder Pipe. AWWA C 500 Gate Seated Seated Gate Valves Fro Water Supply Supply Service. AWWA AWWA C 502 502 Dry Barrel Barrel Fire Fire Hydra Hydrants nts.. AWWA AWWA C 504 Rubber Rubber Seat Seated ed Butt Butterf erfly ly Valve Valves. s. AWWA C 507 507 Ball Valves, Valves, 6 In. In. Through Through 48 In. In. (150 mm mm Through Through 1,200 1,200 mm) AWWA C 508 Swing Check Valves for Water Works Works Service. Service. AWWA C 510 Double Check Valve Backflow Backflow Prevent Prevention ion Assembl Assembly. y. AWWA C 512 Air Release, Release, Air Vacuum Vacuum & Combinati Combination on Air Valves Valves for Waterwor Waterworks ks Service. Service. AWWA C 550 550 Protective Protective Epoxy Epoxy Interi Interior or Coatings Coatings for for Valves & Hydrants. Hydrants. AWWA C 600 Installation of Ductile Iron Water Mains & Their Appurtenances. AWWA AWWA C 606 Groove Grooved d and Shou Shoulde ldered red Joint Joints. s. AWWA AWWA C 651 651 Disinf Disinfect ecting ing Water Water Main Mains. s. AWWA C 700 Cold Water Water Meters Meters-displ -displaceme acement nt Type Type Bronze Bronze Main Main Case. AWWA C 701 Cold Water Water Meters Meters-- Turbine Turbine Type, Type, for for Customer Customer Service Service.. AWWA AWWA C 702 Cold Cold Water Water Mete Meters rs Compo Compound und Type Type.. AWWA AWWA C 703 Cold Cold Water Water Meter Meterss Fire Fire Servic Service e Type. Type. AWWA C 704 Propeller Propeller Type Type Meters Meters for for Waterwo Waterworks rks Applicat Applications. ions. AWWA C 707 707 Encoder Encoder Type Remote Remote Regist Registratio ration n Systems Systems for Cold Water Water Meters. Meters. AWWA AWWA C 708 Cold Cold Water Water Mete Meters rs Mult Multii Jet Type. Type. AWWA C 710 Cold Water Water Meters Meters Displacement Displacement Type, Plastic Plastic Main Case. AWWA C 900 PVC Pressur Pressure e Pipe 4in 4in thru thru 12 in for Water Water Distri Distribution bution.. AWWA C 901 Polyethylene Polyethylene (Pe) (Pe) Pressure Pressure Pipe & Tubing Tubing 1/2in 1/2in thru 3in 3in for Water Water Service. Service. AWWA AWWA C 905 Polyvi Polyvinyl nyl Chlorid Chloride e (PVC) (PVC) Water Water Transm Transmiss ission ion Pipe, Pipe, Nominal Nominal Diamet Diameters ers 14 In. Through 36 In. AWWA C 906 Polyethylene Polyethylene Pressur Pressure e Pipe and Fittings Fittings 4in thru thru 63in for for Water Water Distributio Distribution. n. AWWA C 907 907 Polyvinyl Polyvinyl Chloride Chloride Pressure Pressure Fittin Fittings gs for Water Water Pvc Pvc Self Tapping Tapping Saddle. Saddle. AWWA AWWA C 950 Fiberg Fiberglas lasss Press Pressure ure Pipe. Pipe. AWWA AWWA D 100 Welded Welded Stee Steell Tanks Tanks for for Water Water Stora Storage. ge. AWWA AWWA D 102 102 Coatin Coating g Steel Steel Water Water Tank Tanks. s. AWWA D 103 Factory-Co Factory-Coated ated Bolted Bolted Steel Steel Tanks Tanks for for Water Water Storage Storage AWWA D 104 Automatically Controlled, Impressed-Current Impressed-Current Cathodic Protection for for the Interior of Steel Water Tanks AWWA D 110 Wire & Strand Strand Wound, Circular, Prestressed Concrete Water Tanks. AWWA D 120 Thermosett Thermosetting ing Fiberglas Fiberglass-re s-reinfor inforced ced Plastic Plastic Tanks. Tanks. AWWA D 130 Flexible Flexible Membrane Membrane Lining Lining and Floating Floating Cover Materi Materials als for Potable Potable Water Water Storage Storage AWWA E 101 Vertical Vertical Turbine Turbine PumpsPumps-line line Shaft Shaft and Submersible Submersible Types. Types. AWWA M27 External corrosion-introduction to chemistry and control AWWA AWWA M41 M41 Duct Ductililee-Ir Iron on Pipe Pipe Fitt Fittin ings gs AWWA AWWA M45 M45 Fiber Fiber Glas Glasss Press Pressure ure Pipe Pipe – A Guide Guide for for Desig Design n and and instal instalati ation. on.
1.4. 1.4.2. 2.22 NORM NORMAS AS TÉC TÉCNI NICA CAS S AST ASTM M ASTM A 126 Standard Standard Specific Specification ation for Gray Gray Iron Iron Castings Castings for for Valves, Valves, Flanges, Flanges, and Pipe Pipe Fittings Fittings ASTM ASTM A 370 370 Mech Mechan anic ical al Test Testin ing g of Steel Steel Pro Produ duct cts. s. ASTM ASTM A 589 589 Seamle Seamless ss and and Welde Welded d Carbon Carbon Steel Steel Wate Water-W r-Well ell Pipe Pipe.. ASTM ASTM A 751 751 Chem Chemic ical al Analy Analysi siss of Ste Steel el Prod Produc ucts ts.. ASTM ASTM A 865 865 Thre Thread aded ed Coup Coupliling ngs, s, Stee Steel, l, Blac Blackk or Zinc Zinc-C -Coa oate ted d (Gal (Galva vani nize zed) d) Weld Welded ed or Seamless, for Use in Steel Pipe Joints. ASTM ASTM A 961 961 Stan Standar dard d Spec Specifific icat atio ion n for for Commo Common n Requ Requir irem emen ents ts for for Steel Steel Flan Flange ges, s, Forg Forged ed Fittings, Valves, and Parts for Piping Applications ASTM B 62 Standard Specification for Composition Bronze or Ounce Metal Castings ASTM ASTM C 822 822 Conc Concre rete te Pipe Pipe and and Rela Relate ted d Produ Product cts. s. REFERENCIACIÓN GENERAL
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ASTM D 1238 1238 Flow Rates Rates of Thermopl Thermoplastic asticss by Extrusion Extrusion Plastometer Plastometer.. ASTM D 1505 Standard Standard Test Method Method for Density Density of Plastics Plastics by the Density-G Density-Gradien radientt Technique Technique ASTM D 1598 1598 Standard Standard Test Method for Time-to-F Time-to-Failure ailure of Plastic Pipe Under Constant Constant Internal Internal Pressure ASTM D 1599 1599 Standard Standard Test Method Method for Resistance Resistance to Short-Time Short-Time Hydraulic Failure Failure Pressure Pressure of Plastic Pipe, Tubing, and Fittings ASTM D 1603 1603 Standard Standard Test Test Method Method for Carbon Carbon Black Black In Olefin Olefin Plastics Plastics ASTM D 1784 Rigid Poly(Vinyl Poly(Vinyl Chloride) Chloride) (PVC) Compounds Compounds and Chlorinat Chlorinated ed Poly (Vinyl Chloride) Chloride) (CPVC) Compounds. ASTM D 2000 Standard Standard Classificat Classification ion System System for Rubber Rubber Products Products in Automotive Automotive Application Applicationss ASTM D 2122 2122 Determining Determining Dimensi Dimensions ons of Thermop Thermoplastic lastic Pipe and Fittings. Fittings. ASTM ASTM D 2152 2152 Standar Standard d Test Test Method Method for Adequac Adequacyy of Fusion Fusion of Extrud Extruded ed Poly(V Poly(Vinyl inyl Chloride) Chloride) (PVC) Pipe and Molded Fittings by Acetone Immersion ASTM D 2239 Polyethylene Polyethylene (PE) (PE) Plastic Pipe Pipe (SIDR-PR) (SIDR-PR) Based on Controlled Controlled Inside Inside Diameter. Diameter. ASTM D 2241 Specificati Specification on for Poly (vinil (vinil chloride) chloride) (PVC) pressure pressure - Rated Rated Pipe. (SDR Series) Series) ASTM D 2290 Standard Standard Test Method Method for Apparent Apparent Hoop Tensile Strength Strength of Plastic Plastic or Reinforced Reinforced Plastic Pipe by Split Disk Method ASTM D 2310 Machine-Ma Machine-Made de "Fiberglass" "Fiberglass" (Glass-Fiber(Glass-Fiber-Reinfo Reinforced rced Thermosett Thermosetting-Re ing-Resin) sin) Pipe ASTM ASTM D 2412 2412 Standar Standard d Test Test Method Method for Determ Determina inatio tion n of Extern External al Loadin Loading g Charac Character terist istics ics of Plastic Pipe by Parallel-Plate Loading ASTM ASTM D 2444 2444 Determ Determinat ination ion of the Impac Impactt Resist Resistanc ance e of Therm Thermopla oplasti sticc Pipe Pipe and Fittin Fittings gs by Means of a Tup (Falling Weight). ASTM D 2466 2466 Poly(Vinyl Poly(Vinyl Chloride) Chloride) (PVC) (PVC) Plastic Plastic Pipe Pipe Fittings, Fittings, Schedule Schedule 40. 40. ASTM D 2584 Standard Standard Test Method Method for for Ignition Ignition Loss of of Cured Reinforc Reinforced ed Resins ASTM D 2609 Standard Standard Specificati Specification on for Plastic Insert Insert Fittings Fittings for Polyethylene Polyethylene (PE) (PE) Plastic Pipe. ASTM D 2683 2683 Standard Standard Specification Specification for Socket-Typ Socket-Type e Polyethylene Polyethylene Fittings for Outside Outside DiameterDiameterControlled Polyethylene Pipe and Tubing ASTM D 2737 Standar Standar Specificati Specification on for Polyethyl Polyethylene ene (PE) Plastic Plastic Tubing. Tubing. ASTM ASTM D 2837 2837 Standar Standard d Test Test Method Method for Obtain Obtaining ing Hydros Hydrostat tatic ic Design Design Basis Basis for Thermopl Thermoplast astic ic Pipe Materials or Pressure Design Basis for Thermoplastic Pipe Products ASTM ASTM D 2839 2839 Stan Standar dard d Prac Practitice ce for for Use Use of a Melt Melt Inde Indexx Stra Strand nd for for Deter Determi minin ning g Dens Densitityy of Polyethylene ASTM D 2855 Standard Standard Practice Practice for Making Solvent-Ceme Solvent-Cemented nted Joints with Poly(Vinyl Poly(Vinyl Chloride) (PVC) Pipe and Fittings ASTM ASTM D 2992 2992 Obtaini Obtaining ng Hydros Hydrostat tatic ic or Pressu Pressure re Design Design Basis Basis for "Fiber "Fibergla glass" ss" (Glass (Glass-Fi -Fiber ber-Reinforced Thermosetting-Resin) Pipe and Fittings. ASTM D 2996 Filament-Wo Filament-Wound und "Fiberglass" "Fiberglass" (Glass-Fiber(Glass-Fiber-Reinfo Reinforced rced Thermosett Thermosetting-Res ing-Resin) in) Pipe. ASTM D 2997 Centrifugal Centrifugally ly Cast "Fiberglass" "Fiberglass" (Glass-Fib (Glass-Fiber-Rei er-Reinforc nforced ed ThermosettingThermosetting-Resin) Resin) Pipe. ASTM ASTM D 3035 3035 Stan Standar dar Spec Specifific icat atio ion n for for Poly Polyet ethy hyle lene ne (PE) (PE) Plast Plastic ic Pipe Pipe (DR(DR-PR PR)) Base Based d on Controlled Outside Diameter. ASTM D 3139 Joints for for Plastic Plastic Pressure Pressure Pipes Pipes Using Flexible Flexible Elastomer Elastomeric ic Seals. ASTM D 3261 Standard Standard Specification Specification for Butt Heat Fusion Fusion Polyethylene Polyethylene (PE) Plastic Fittings Fittings for Polyethylene (PE) Plastic Pipe and Tubing ASTM D 3350 Polyethylene Polyethylene Plastics Plastics Pipe and Fittings Fittings Materia Materials. ls. ASTM D 3517 Fiberglass Fiberglass (Glass-Fib (Glass-Fiber-Re er-Reinfor inforced ced Thermosetti Thermosetting-Res ng-Resin) in) Pressure Pressure Pipe ASTM D 3567 3567 Determining Determining Dimensions Dimensions of "Fiberglass"Gla "Fiberglass"Glass ss - Fiber - Reinforced Reinforced Thermo-setting Thermo-setting Resin) Pipe and Fittings. ASTM ASTM D 4161 4161 "Fiber "Fibergla glass" ss" (Glass (Glass-Fi -Fiber ber-Rei -Reinfo nforce rced d Thermos Thermosett etting ing-Res -Resin) in) Pipe Pipe Joints Joints Using Using Flexible Elastomeric Seals. ASTM D 4218 4218 Standard Standard Test Method Method for Determination Determination of Carbon Black Content Content in Polyethylene Polyethylene Compounds By the Muffle-Furnace Technique ASTM ASTM D 618 Standar Standard d Practic Practice e for Condi Conditio tionin ning g Plastic Plasticss for Test Testing ing ASTM ASTM D 638 Standar Standard d Test Meth Method od for Tens Tensile ile Prope Properti rties es of Plas Plastic ticss ASTM D 695 Standard Standard Test Method Method for for Compres Compressive sive Properties Properties of Rigid Plastics Plastics ASTM F 147 Standard Standard Test Method Method for for Flexibili Flexibility ty of of Non-Met Non-Metallic allic Gasket Gasket Materi Materials als ASTM F 477 Standard Specification for Elastomeric Seals (Gaskets) for Joining Plastic Pipe
REFERENCIACIÓN GENERAL
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ASTM F 682
Standard Standard Specificatio Specification n for for Wrought Wrought Carbon Carbon Steel Steel SleeveSleeve-Type Type Pipe Couplings Couplings
1.4. 1.4.2. 2.33 NORM NORMAS AS TÉCN TÉCNIC ICAS AS ISO ISO ISO ISO 117 1172 2 Text Textilile-G e-Gla lass ss-R -Rei einf nfor orce ced d Plasti Plastics cs.. Prepr Prepreg egs, s, Mould Mouldin ing g Compo Compound undss and Lami Lamina nate tes. s. Determ Determinat ination ion of the Textil Textile-G e-Glas lasss and Minera Mineral-Fi l-Filler ller Conten Contentt -- Calcinat Calcination ion Methods ISO ISO 2230 2230 Elas Elasto tome mero ross Vulc Vulcan aniz izad ados os - Con Condi dici cion ones es de de Alm Almacen acenam amie ient nto. o. ISO ISO 253 2531 1 Tubo Tuboss y Acces Accesor orios ios de Fundi Fundici ción ón Dúct Dúctilil para para Canal Canaliz izac acio ione ness a Pres Presió ión. n. ISO 2548 548 Cent Centrrifu ifugal, gal, Mixed ixed Flow Flow and and Axi Axial al Pum Pumps ISO ISO 4064 4064 Meas Measur urem emen entt of Wate Waterr Flow Flow in Fully Fully Char Charge ged d Close Closed d Condu Conduit itss - Mete Meters rs for for Cold Cold Potable Water and Hot Water. ISO ISO 4179 4179 Duct Ductilile e Iron Iron Pipes Pipes for for Pres Pressu sure re and and NonNon-Pr Pres essu sure re Pip Pipeli eline ness -- Cent Centri rifu fuga gall Cement Cement Mortar Lining -- General Requirements ISO ISO 463 4633 3 Junt Juntas as de de Esta Estanq nque ueida idad d de Cau Cauch cho o - Gua Guarn rnic icion iones es de de Junt Juntas as de de Cana Canaliliza zaci cion ones es de de Alimentación y Evacuación de Aguas (Alcantarilados Incluidos - Especificación de Materiales) ISO ISO 8179 8179 Duct Ductilile e iron iron Pipes Pipes -- Exte Extern rnal al Zinc Zinc Coat Coatin ing g -- Part Part 1: Metal Metallilicc Zinc Zinc with with Finis Finishi hing ng Layer. Part 2 : Zinc Rich Paint With Finishing Layer ISO DIS 16422 Tubos y Uniones Fabricados Fabricados de Policloruro Policloruro de Vinilo Orientado Orientado Molecularm Molecularmente ente (PVC-O) para Transporte de Agua. 1.4. 1.4.2. 2.44 NORM NORMAS AS TÉCN TÉCNIC ICAS AS DIN DIN DIN DIN 169 16961 61 Ther Thermo mopla plast stic icss Pipes Pipes and Fitti Fitting ngss with Prof Profililed ed Oute Outerr and Smoot Smooth h Inner Inner Surfa Surface ces. s. Part 1 : Dimensions. Part 2 : Technical delivery conditions. DIN DIN 1994 1994 4 Phos Phosph phor ores esce cent nt Pigm Pigment entss and and Prod Produc ucts ts:: Phot Photol olum umin ines esce cent nt Prod Produc ucts ts for for Safe Safety ty Applications DIN 3067530675-2 2 Extern External al Corrosion Corrosion Protec Protection tion of Buried Buried Pipes; Pipes; Corrosi Corrosion on Protecti Protection on Systems Systems for Ductile Iron Pipes. 1.4. 1.4.2. 2.55 NORM NORMAS AS TÉC TÉCNI NICA CAS S ANS ANSII ANSI B 16.10 Face to Face Face / End to to End Dimensions Dimensions for for Flanged Flanged Valves ANSI ANSI B 16.5 16.5 Bridas Bridas para para tuber tuberías ías y acces accesori orios os de acero acero y hierro hierro dúctil dúctil Válvulas de compuerta ANSI ANSI B 16.34 16.34 Válvula Válvulass flujo flujo anular, anular, válvu válvulas las marip mariposa osa
1.4.3 1.4.3 OTRAS OTRAS NORM NORMAS AS Y/O Y/O GUÍ GUÍAS AS TÉCN TÉCNICA ICAS S EN 1347 13476 6 MMS MMS SP SP 44 44 NFS 14
Sist Sistem emas as de Canal analiz izac ació ión n en Mater teriale ialess Ter Termoplá oplást stic icos os par para Sane Saneam amie ient nto o Enterrado sin Presión. Stee Steell Pip Pipel elin ine e Fla Flang nges es Plastic Piping System Components and Related Material
La Guía RAS 001 “Definición del Nivel de Complejidad y Evaluación de la Población, la Dotación y la Demanda de Agua”.
1.4. 1.4.44 NORM NORMAS AS Y MAN MANUA UALE LES S DE EEP EEPPM PM 1- Alcance Alcance del trabajo trabajo y especificaciones especificaciones para para los levantamient levantamientos os o localizaciones localizaciones de trabajos trabajos de topogr topografí afía a en la invest investigac igación ión para para diseño diseño de redes redes de acueduc acueducto to y/o alcant alcantari arilla llado, do, conducciones, impulsiones y obras civiles (plantas de tratamiento, tanques, estaciones de bombeo, edificaciones, etc.).
REFERENCIACIÓN GENERAL
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2- Estánd Estándar ar para la digitaliz digitalizaci ación ón del dibujo dibujo de las redes redes de acueducto acueducto y alcantari alcantarillad llado o en Autocad. 3- Estánd Estándar ar para la digitaliz digitalizaci ación ón del dibujo dibujo de las redes redes de acueducto acueducto y alcantari alcantarillad llado o en Microstation. 4- Manual Manual para la referenci referenciación ación de redes redes de acueducto acueducto y alcanta alcantarillad rillado, o, versión versión vigente vigente1. 5- Normas Normas y Especificaci Especificaciones ones Generales Generales de de Construcción Construcción en en redes de servici servicios. os.
1.5 1.5
LEYE LEYES, S, DECR DECRET ETOS OS Y LEG LEGIS ISLA LACI CIÓN ÓN PERT PERTIN INEN ENTE TE
1.5. 1.5.11 Le Leye yess y Decret Decretos os Naci Nacion onal ales es Artículo 144 de la Ley 142 de 1994. Artículo 145 de la Ley 142 de 1994. Artículo 17 del Decreto 302 de 2000, Resolución No. 138-00 de la Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico CRA. Ley 09 de 1979, por la cual se expide el Código Sanitario Artículo 43 de la Ley 99 de 1993. Decreto 302 de 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico y su Decreto Modificatorio 229 de 2000. Decreto 475 de 1998, del Ministerio de Salud Pública y de Desarrollo Económico, por el cual se expiden las normas sobre calidad del agua potable. Ley 99 de 1993, por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente. Ley 142 de 1994, por la cual se establece la regulación de los Servicios Públicos Domiciliarios. Ley 373 de 1997, sobre ahorro y uso eficiente del agua. Ley 388 de 1997, sobre Planes P lanes de Ordenamiento Territorial. Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998. Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismorresistente NSR-98. Ley 689 de 2001. Resolución 151 de 2001 de la Comisión de Regulación de Agua Potable. Resolución 8321 del 4 de Agosto de 1983, del Ministerio de Salud Pública. Resolución 1096 de Noviembre 17 de 2000, por el cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS.
1.5. 1.5.22 Decr Decret etos os int inter erno noss de EEPP EEPPM M Decreto 1348 de noviembre 5 de 2003 Decreto 1360 de diciembre 10 de 2003
1.6
DEFINICIONES
Abatimiento Diferencia entre el nivel estático y el nivel dinámico o de bombeo en el pozo de explotación de un acuífero. Accesorios Elementos constitutivos de un sistema de tuberías, diferentes de las tuberías en sí, tales como uniones, codos, tees etc. Acometida Derivación de la red de distribución que llega hasta el registro de corte de un usuario. En edificios de propiedad horizontal o condominios, la acometida llega hasta el registro de corte general. (Ley 142 de 1994) Acueducto Véase sistema de abastecimiento de agua. Acuífero Formación geológica o grupo de formaciones que contiene agua y que permite su movimiento a través de sus poros bajo la acción de la aceleración de la gravedad o de diferencias de presión. 1
http://www.eeppm.com/epmc http://www. eeppm.com/epmcom/contenido/prov om/contenido/proveedores/manuales/m eedores/manuales/manual_aguas/index.htm anual_aguas/index.htm
REFERENCIACIÓN GENERAL
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Agua cruda Agua superficial o subterránea en estado natural; es decir, q ue no ha sido sometida a ningún proceso de tratamiento. Agua lavada Agua proveniente de las labores de lavado de la red de conducciones o distribución de agua potable. Agua Agua potabl potablee Agua Agua que que por reun reunir ir los requi requisi sito toss orga organol nolépt éptic icos os,, físi físico cos, s, quím químico icoss y microbiológicos es apta y aceptable para el consumo humano y cumple con las normas de calidad de agua. Agua residual Desecho líquido proveniente de residencias, edificios, instituciones, fábricas o industrias. Agua tratada Ver Agua potable Aguas arriba En hidráulica, hace referencia a la zona anterior a un volumen de control, en la dirección del flujo Sistema a compue compuesto sto por todas todas las instal instalacio aciones nes destin destinada adass a la Alcantarillado combinado Sistem recolección y transporte, tanto de las aguas residuales como de las aguas lluvias.
Alcantarillado de aguas residuales Sistema compuesto por todas las instalaciones destinadas a la recolección y transporte de las aguas residuales domésticas y/o industriales. Sistema compuesto compuesto por todas las instalacione instalacioness destinadas destinadas a la Alcantarillado de aguas lluvias Sistema recolección y transporte de aguas lluvias
Algoritmo genético Algoritmos de evolución que someten a los individuos a acciones aleatorias y de selección tal y como ocurren en la evolución biológica. Se aplica para buscar soluciones a problemas complejos, especialmente de optimización combinatoria. Almacenamiento Acción destinada a almacenar un determinado volumen de agua para cubrir los picos horarios de consumo y la demanda contra incendios. Altimetría Es la parte de la topografía que estudia y determina las diferencias de nivel y las formas (morfología) del terreno. Altura de presión Presión manométrica en un punto, expresada en metros de columna de agua. Es obtenida como la razón entre la magnitud de la presión y el peso específico del agua. Altura de velocidad Altura teórica a la que una partícula líquida puede elevarse debido a su energía cinética. Altura dinámica total Energía suministrada por una bomba a un flujo en tuberías, expresada en términos términos de cabeza. cabeza. Se obtiene a partir partir de la suma de la altura estática estática en la succión, de las pérdidas de energía por fricción, pérdidas menores en la succión y en la impulsión, y de la presión requerida al final de la línea de impulsión. Altura estática Diferencia en altura entre dos puntos que están conectados y que hacen parte de un sistema de acueducto. Altura piezométrica Altura a la que se elevaría el agua en un tubo piezométrico colocado en un punto de una conducción. Anclaje Apoyo que soporta los empujes ocasionados por el cambio de dirección en una tubería sometida a presión interna. Apique Excavación simple y poco profunda con el fin de identificar las características del subsuelo. Asentamiento hundimiento o descenso del nivel de una estructura debido a la consolidación y deformación del suelo o roca de cimentación. Atoxicidad Requisito de medida de la máxima concentración admisible de metales y compuestos químicos de reconocido efecto adverso a la salud humana que pueden migrar de las paredes de la tubería al agua que transportan y que no debe exceder los valores máximos indicados en el Decreto 475/98 del Ministerio de Salud y Desarrollo Económico, hoy Ministerio de la Protección REFERENCIACIÓN GENERAL
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Social y Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, o el que lo sustituya, modifique o derogue.
Base de datos Conjunto de información que se almacena bajo esquemas particulares para su posterior consulta y análisis. Bifurcación Punto de una red de tuberías en serie a partir del cual se divide en dos ramas más o menos similares. Biopelículas Estructuras heterogéneas compuestas principalmente por microorganismos y crecen en ambientes acuosos. Boca de acceso o inspección Abertura que se localiza sobre una tubería con el objeto de permitir el acceso a su interior. Bomba de émbolo Es una bomba de desplazamiento positivo y se utiliza para bombear pequeñas cantidades de líquido a altas presiones Borde libre Espacio comprendido entre el nivel máximo esperado del agua fijado por el sistema de rebose y la altura al tura total de la estructura de almacenamiento. Brida Es un accesorio de tubería para juntar dos tubos por medio de pernos. Cabeza dinámica total Véase Altura dinámica total. Caída libre Se presenta cuando el flujo de agua sufre una discontinuidad en el fondo en un canal plano. Calibración Consiste Consiste en la modificación modificación de parámetros parámetros del modelo modelo matemático matemático de la red. Esta modificación se realiza con el fin de mejorar la semejanza entre el modelo hidráulico y la red existente en campo. La calibración proporciona las variables óptimas de tal forma que mejoren el modelo tanto como sea posible. Calidad de agua Nivel de potabilidad del agua determinado por una serie de parámetros físicos, químicos y microbiológicos. Cámara de succión Depósito Depósito de almacenamie almacenamiento nto de agua en el cual se encuentra la tubería de succión. Campana y espigo Sistema de unión entre tuberías en el cual no se requiere de accesorios porque una tubería entra dentro de la otra. Canal Conducto descubierto que transporta agua a flujo libre. Capacidad hidráulica Caudal máximo que puede manejar un componente o una estructura hidráulica conservando sus condiciones normales de operación. Casco Urbano Se refiere a la zona urbana o metropolitana de un municipio o ciudad. Carcasa Cámara o caja protectora de la estructura e structura interna de una bomba Carga viva Las cargas vivas son cargas no permanentes producidas por materiales o artículos, e inclusive gente en permanente movimiento. Catastro de red Sistema de registro y archivo de información técnica estandarizada y relacionada con todos los detalles técnicos de ubicación de tuberías, diámetros, válvulas, hidrantes y todo accesorio de la red Caudal Cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo Caudal de diseño Caudal estimado con el cual se diseñan los equipos, dispositivos y estructuras de un sistema determinado. Caudal de incendio incendios.
Parte del caudal en una red de distribución destinado a combatir los
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Caudal específico de distribución Caudal de distribución medio que se presenta o se estima en un área específica. Se define en términos de caudal por unidad de área o caudal por unidad de longitud de tubería de distribución instalada o proyectada en el área de diseño. Caudal específico de distribución Se refiere al caudal por unidad de área que se consume en una zona específica de la red de distribución. Caudal instantáneo Caudal en tiempo real suministrado por una bomba. Caudal máximo diario Consumo máximo durante veinticuatro horas, observado en un período de un año, sin tener en cuenta las demandas contra incendio que se hayan presentado. Caudal máximo horario horario Consumo máximo durante una hora, observado en un período de un año, sin tener en cuenta las demandas contra incendio que se hayan presentado. Caudal medio diario Consumo medio durante veinticuatro horas, obtenido como el promedio de los consumos diarios en un período de un año. Cavitación Proceso dinámico de formación de burbujas dentro del líquido, su crecimiento y subsecuente colapsamiento a medida que el líquido fluye a través de la bomba. Celeridad Velocidad relativa de la onda respecto al fluido Circuito Subsector de la red de distribución de agua potable en el cual se puede identificar con facilidad un solo punto de entrada o alimentación de caudal. Cliente Corresponde al usuario que se encuentra actualmente registrado en la base de datos de cada uno de los municipios en los que presta servicio EEPPM E.S.P. Cloro residual Concentración de cloro existente en cualquier punto del sistema de abastecimiento de agua, después de un tiempo de contacto determinado. Coeficient Coeficientee de almacenami almacenamiento ento Medida del volumen de agua drenado por unidad de área cuando la presión estática desciende un metro en un acuífero. Coeficiente de consumo máximo diario Relación entre el consumo máximo diario y el consumo medio diario. Coeficiente de consumo máximo horario con relación al máximo diario Relación entre el consumo máximo horario y el consumo máximo diario. Relación n entre entre el consum consumo o máximo máximo horario horario y el Coeficient Coeficientee de consumo consumo máximo máximo horario horario Relació consumo medio diario.
Coeficiente de decaimiento Es una magnitud que caracteriza la pérdida de un contaminante cuando éste desaparece por medio de algún tipo de proceso químico. Coeficiente de fricción Coeficiente que representa el efecto de la fricción entre el flujo y la pared del canal, que depende la rugosidad relativa de la tubería o canal y el número de Reynolds Coeficiente de pérdida menor Medida de las pérdidas de energía que se producen por el paso del flujo en un accesorio o estructura, y que es factor de la altura de velocidad. Coeficiente de rugosidad Medida de la rugosidad de una superficie, que depende del material y del estado de la superficie interna de una tubería. Conducción Componente a través del cual se transporta agua potable, ya sea a flujo libre o a presión. Conducto Estructura hidráulica destinada al transporte de agua. Conexión clandestina Conexión ilegal al sistema de acueducto Conexión domiciliaria Tubería que transporta el agua potable desde la red de distribución hasta la red interna.
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Contaminación Pérdida de calidad del agua debido a la adición de cualquier sustancia en cantidad suficiente para que cause efectos dañinos mensurables sobre el medio ambiente. Contracción Reducción en el ancho de sección transversal de un ducto o accesorio. Contraflujo Fenómeno que se presenta cuando el flujo de agua viaja en la dirección contrario a su dirección normal de flujo debido a caídas de presión. Control Control en tiempo tiempo real Práctica Práctica que busca conocer el comportam comportamiento iento hidráulico hidráulico de una red de distribución, en cada instante del tiempo, por medio de una serie de instrumentación y control remoto de sus componentes. Corrosión Deterioro de un material metálico a consecuencia de un ataque químico por su entorno. Corrosión electrolítica Es producida por el flujo de corriente alterna o continua a través del mismo metal con que está construida la tubería. Cota clave o corona Nivel del punto más alto de la sección transversal externa de una tubería o colector Cresta Punto más elevado de una estructura de rebose. Cuenca hidrográfica Superficie geográfica que drena hacia un punto determinado. Cuerpo Parte principal de un accesorio, como por ejemplo, una válvula o una unión. Cuerpo receptor Cualquier masa de agua natural o de suelo que recibe la descarga del afluente final Curvas características Curvas que definen el comportamiento de una bomba mostrando el rango de caudales de operación contra la altura dinámica total, la potencia consumida, la eficiencia y la altura neta de succión positiva. Data logger Sistema de adquisición de datos que almacena la información de uno o más sensores externos. Decaimiento Disminución en el tiempo de la concentración de una sustancia presente en el agua. Demanda unitaria Caudal demandado por habitante Densidad Masa por unidad de volumen de un fluido Número o de pers person onas as que que habi habita tan n dent dentro ro de un área área brut bruta a o neta neta Densidad Densidad poblaciona poblacionall Númer determinada
Depósito Inorgánico Sedimento que se deposita en el fondo de un ducto. Desarenador Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos que están en suspensión en el agua, mediante un proceso de sedimentación mecánica. Desinfección Proceso físico o químico que permite la eliminación o destrucción de los organismos patógenos presentes en el agua. Diámetro nominal Es el número con el cual se conoce comúnmente el diámetro de una tubería, a pesar de que algunas veces su valor no coincida con el diámetro real interno. Diámetro interno real Diámetro interno de una tubería determinado con elementos apropiados. Dilatación Expansión de material debido al aumento de la temperatura Dotación Cantidad de agua asignada a una población o a un habitante para su consumo en una unidad de tiempo, expresada en términos de litro por habitante por día o dimensiones di mensiones equivalentes. Drenaje Estructura destinada a la evacuación de aguas subterráneas o superficiales para evitar daños a las estructuras, los terrenos o l as excavaciones. Ducto Canal de cualquier sección transversal que puede transportar agua a superficie libre o a presión.
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Ecuación de la bomba Ecuación que representa el comportamiento hidráulico de una bomba y que relaciona el caudal bombeado con la altura de presión. Ecuación del sistema Ecuación que relaciona las pérdidas por fricción, las pérdidas menores, la altura topográfica y la altura dinámica total entre dos puntos conectados por un sistema de bomba y tubería. Edad media del agua Tiempo promedio que dura una partícula de agua en una red de distribución de agua potables antes de ser consumida. Elasticidad económica Relación entre la variación en el consumo y la variación en el precio de un bien, bien, obteni obtenida da como como la razón razón entre entre el increme incremento nto proporci proporciona onall en el consum consumo o sobre sobre el incremento proporcional en el precio. Esfuerzo de fluencia Es el menor valor del esfuerzo para el cual se produce una deformación permanente o deformación plástica en un material. Esfuerzo límite Es el límite elástico a partir del cual se inicia la deformación permanente del material. Espaciamiento Separación en metros entre dos puntos . Estación Estación de bombeo bombeo Componente destinado a aumentar la presión del agua con el objeto de transportarla a estructuras más elevadas. Estanqueidad Capacidad de ser estanco, cerrado, o impermeable. Estructura de disipación Estructur Estructura a cuyo objetivo es disminuir disminuir la energía energía específica específica del flujo en un canal abierto. Expansión térmica Ver Dilatación Extrusión Es un proceso de fabricación continuo, en que la resina, fundida por la acción de temperatura y fricción, es forzada a pasar por un dado que le proporciona una forma definida, y enfriada finalmente para evitar deformaciones permanentes. Evaluación socioeconómica Estudio que busca la solución más eficiente para un problema, considerando aspectos económicos y el beneficio de la comunidad. Factor de Mayoración Factor de seguridad con el cual se afecta la demanda de agua potable en un proyecto de acueducto. Flujo a presión Aquel transporte en el cual el agua ocupa todo el interior del conducto, quedando sometida a una presión superior a la atmosférica. Flujo crítico Estado de flujo en el cual la energía específica es la mínima para un caudal determinado. Flujo gradualmente variado Flujo permanente cuya profundidad varía de manera gradual a lo largo de la longitud del canal. transporte en el cual el agua presenta presenta una superficie superficie libre donde la presión presión es Flujo libre Aquel transporte igual a la presión atmosférica.
Flujo no permanente El flujo en un canal abierto es no permanente si la profundidad del flujo cambia durante el intervalo de tiempo en consideración. Flujo permanente El flujo en un canal abierto es permanente si la profundidad del flujo no cambia o puede suponerse constante durante el i ntervalo de tiempo en consideración. Flujo subcrítico Flujo en el cual las fuerzas gravitacionales son más importantes que las fuerzas inerciales. Flujo supercrítico Flujo en el cual las fuerzas inerciales son más importantes que las fuerzas gravitacionales.
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Fuerza hidrodinámica Fuerza que actúa sobre un fluido considerado de tipo ideal. Fugas Cantidad de agua que se pierde en un sistema de acueducto por accidentes en la operación, tales como rotura o fisura de tubos, rebose de tanques, o fallas en las uniones entre las tuberías y los accesorios. Georreferenciar Acción de ubicar uno o varios puntos a partir de un grupo de puntos semejantes previamente localizados Golpe de ariete Fenómeno hidráulico de tipo dinámico oscilatorio, causado por la interrupción violenta del flujo en una tubería, bien sea por el cierre rápido de una válvula o por el apagado del sistema de bombeo, que da lugar a la transformación de la energía cinética en energía elástica, tanto en el flujo como en la tubería, produciendo sobre elevación de la presión, subpresiones y cambios en el sentido de la velocidad del flujo. Gran consumidor Es todo aquel cliente o suscriptor que durante seis meses continuos supere en consumo los 1000 m³ mensuales. Hidrante Elemento conectado a la red de distribución que permite la conexión de mangueras especiales utilizadas para la extinción de incendios. Hincado de tuberías Técnica de instalación de tuberías que se basa en clavar y/o apoyar las tuberías en el terreno donde van a ser instaladas, en una especie de perforación del suelo. Incrustación Introducción de partículas y elementos sobre la pared interna de una tubería. Índice de Agua No Contabilizada Indicador porcentual que relaciona el volumen total de agua que se suministra a las redes con con el volumen total de agua que se factura a los clientes clientes de éstas, en u período determinado. Inteligencia Artificial Es la inteligencia que exhiben implementos tecnológicos creados por el hombre y que busca emular el comportamiento y raciocinio de la especie humana. Interferencia Perturbación generada por el cruce de una red de acueducto con algún tipo de obstáculo. Interventoría Son todas aquellas actividades que buscan el cumplimiento en la ejecución de las obras, la mitigación de impactos negativos generados y el mejoramiento de la calidad de vida en lo referente a proyectos de saneamiento ambiental y de agua potable. Juntas Unidades que se emplean para unir tubos entre sí y con los accesorios. Lavado de tuberías Acción de lavar internamente las tuberías de un sistema de acueducto con el fin de remover partículas depositadas y biopelículas. Línea de energía Línea o elevación obtenida como la suma de la altura de presión, la altura de velocidad y la diferencia de altura topográfica respecto a un datum o nivel de referencia. Línea de gradiente de hidráulico Línea o elevación obtenida como la suma de la altura de presión y la diferencia d e altura topográfica respecto a un datum o n ivel de referencia. Línea de impulsión Ver tubería de impulsión Línea piezométrica Línea o elevación obtenida de la suma de la altura de presión y la diferencia de altura topográfica respecto respecto a un datum o nivel de referencia. Lógica Difusa Consiste en sistemas lógicos que admiten varios valores de verdad posibles, cuantificando la incertidumbre en más de dos valores como lo hace la lógica clásica Sistema de medición medición de grandes grandes caudales, destinados destinados a totalizar totalizar la cantidad cantidad de Macromedición Sistema agua que ha sido tratada en una planta de tratamiento y la que está siendo transportada por la red de conducción y distribución en diferentes sectores.
Macromedidor Aparato utilizado con el objetivo de tomar mediciones de grandes caudales en puntos específicos de un sistema de acueducto.
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Manómetro Aparato que se utiliza para medir la presión manométrica. Mantenimiento correctivo Mantenimiento que se hace en algún componente del sistema de acueducto como reacción a una falla o daño. Mantenimiento preventivo Mantenimiento que se hace en algún componente del sistema de acueducto a partir de un programa previo, p ara evitar que el sistema presente una falla o daño. Medición Sistema destinado a registrar o totalizar la cantidad de agua transportada por un conducto. Medidor domiciliario Aparato utilizado para medir los volúmenes de agua consumidos por un cliente del sistema de distribución de agua potable Micromedición Sistema de medición de volumen de agua, destinado a conocer la cantidad de agua consumida en un determinado período de tiempo por cada suscriptor de un sistema de acueducto. Microzonificación sísmica Zonas de suelos con comportamiento similar durante un sismo Modelo Hidráulico Formulación idealizada que representa la respuesta de un sistema hidráulico a estímulos externos. ela sticidad volumétrica, se refiere Módulo de compresibilidad También conocido como módulo de elasticidad a la razón entre el aumento de presión sobre un volumen volumen unitario de fluido y el decrecimiento decrecimiento de éste volumen.
Módulo de elasticidad Es la razón o relación entre el incremento de esfuerzo aplicado a un material y el cambio correspondiente a la deformación unitaria que experimenta, en la dirección de aplicación del esfuerzo. Momentum lineal El momentum lineal de una partícula se define como el producto de su masa por su velocidad. Es un concepto físico de mucha importancia porque combina los dos elementos que caracterizan el estado dinámico de una partícula: su masa y su velocidad. Muestra Pequeños volúmenes de agua recolectados de uno o varios puntos de un sistema de acueducto con el fin de hacer ensayos de cantidad y calidad para evaluar el funcionamiento del sistema. Nivel de Complejidad del Sistema Rango en el cual se clasifica un proyecto el cual depende del número de habitantes en la zona urbana del municipio, su capacidad económica o el grado de exigencia técnica que se requiera. Nivel freático Nivel del agua subterránea en un acuífero. Nodos de consumo Punto en el cual se unen dos o más tuberías y se presenta una conexión de un grupo de clientes. ). Presión necesaria para mover un fluido desde la NPSH (Del inglés Net Positive Suction Head ). cámara de succión hasta el impulsor de la bomba.
Número de Froude Relación entre las fuerza fuerzass inerci inerciales ales y las fuerza fuerzass gravit gravitacio acional nales, es, que representa el efecto de la gravedad sobre el estado de flujo. Onda de presión Onda generada en el flujo de agua que viaja en una tubería a presión, debido al fenómeno de golpe de ariete. Proceso de diseño y/o construcció construcción n para lograr la mejor armonía armonía y compatibilid compatibilidad ad Optimización Proceso entre los componentes de un sistema o incrementar su capacidad o la de sus componentes, aprovechando al máximo todos los recursos disponibles.
Paramento Es la línea que determina el límite de construcción permitida en una obra. Pared interna de la tubería Zona de contacto entre la tubería y el flujo que pasa a través de ella y que genera las pérdidas de energía debido a la fricción.
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Paso lateral Conocido comúnmente como “bypass” es una derivación paralela de una red de tuberías que conecta un punto aguas arriba con un punto aguas abajo de la red, con el fin de tener redundancia en el sistema, en caso que se realicen operaciones de mantenimiento o emergencia. Patrón Patrón de consum consumo o Compor Comportam tamient iento o típico típico del consum consumo o de agua agua potabl potable e en una red de distribución que depende del lugar, día y hora específica de consumo. Pendiente Inclinación longitudinal de un canal o ducto. Pérdidas Diferencia entre el volumen de agua que entra a un sistema de acueducto y aquel que sale o es facturado, dependiendo del sistema. Aquellas debidas debidas a volúmenes volúmenes consumidos no facturado facturados, s, volúmenes volúmenes no Pérdidas comerciales Aquellas cont contab abili iliza zado doss por por defe defect ctos os en los micr microm omedi edido dore res, s, cons consum umos os a trav través és de cone conexi xion ones es clandestinas, etc.
Pérdidas técnicas en la red de distribución Corresponden a las fugas de agua tanto detectables como no detectables. Pérdidas en tanques de almacenamiento Son las pérdidas de agua potable por reboses en los tanques de almacenamiento. Pérdidas menores Pérdida de energía causada por accesorios o válvulas en una conducción de agua. Pérdidas por fricción Pérdida de energía causada por los esfuerzos cortantes generados por la interacción entre el flujo de agua y las paredes de un un conducto. Pérdidas técnicas Es la suma de las pérdidas técnicas en la red de distribución más las pérdidas en la conducción, más las pérdidas en los tanques de almacenamiento y compensación. técnica ca de instala instalació ción n de tuberías tuberías sin sin apertur apertura a de zanja zanja y sin Perforación dirigida Es una técni perturbación de la actividad de superficie.
Período de diseño Tiempo para el cual se diseña un sistema o los componentes de éste, en el cual su(s) capacidad(es) permite(n) atender la demanda proyectada para este tiempo. Período extendido En simulación hidráulica se refiere al cálculo hidráulico y de calidad de agua en una red de distribución de agua potable que se hace para diferentes instantes de tiempo. Pitometría Conjunto de elementos y actividades destinados a la obtención, procesamiento, análisis y divulgación de datos operacionales, relativos a caudales, volúmenes, presiones y nivele s de agua con el fin de obtener obtener diagnósticos diagnósticos específicos específicos respecto respecto a las condiciones, condiciones, reales o simuladas, simuladas, de funcionamiento de los componentes de un sistema de acueducto. Planimetría Estudia los elementos planimétricos del terreno, entendiéndose por ellos todos los elementos naturales y artificiales del mismo que forman su revestimiento, como por ejemplo: ríos, casas, caminos, etc., y los expresa por medio de figuras convencionales (cartográficos). Población de diseño Población que se espera atender por el proyecto, considerando el índice de cubrimiento, crecimiento y proyección de la demanda para el período de diseño. Población de saturación Población, definida por el POT, como la máxima permitida y posible en el tiempo, en una zona determinada de un municipio. Población flotante Población de alguna localidad que no reside permanentemente en ella y que la habita por un espacio de tiempo corto por razones de trabajo, turismo o alguna otra actividad temporal. POT Plan de Ordenamiento Territorial Precisión Es el grado de exactitud con respecto a una medida. Presión admisible Máxima presión, dada por el fabricante, que puede soportar una tubería. Presión atmosférica Presión del aire sobre la superficie terrestre.
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Presión de trabajo Es la presión nominal a la cual la tubería debería trabajar normalmente durante su vida útil Presión de vapor Presión a la que a cada temperatura las fases líquida y gaseosa se encuentran en equilibrio Presión dinámica Presión que se presenta en un conducto con el paso de agua a través de él. Presión estática Presión en un conducto cuando no hay flujo a través de él. Presión freática Presión ejercida por el agua acumulada en el suelo Presión hidrostática Presión ejercida sobre un cuerpo debida al peso del agua Presión manométrica Presión que ejerce un sistema en comparación con la presión atmosférica Presión negativa Presión en un conducto cuando la presión interna es menor a la presión atmosférica. Presión ón inte intern rna a máxi máxima ma a la cual cual pued puede e esta estarr some sometitida da una una tube tuberí ría, a, Presión Presión nominal nominal Presi considerando un factor de seguridad, y que es dada por el fabricante según las normas técnicas correspondientes.
Profundidad crítica Profundidad de agua que corresponde al estado crítico para un caudal determinado. Profundidad de instalación Distancia vertical entre la superficie del terreno y la cota clave de una tubería o canal. Protocolo de pruebas Serie de pruebas y mediciones de campo con el fin de comparar el comportamiento hidráulico de lo establecido en el diseño con lo construido en campo. Prueba escalonada Prueba de bombeo realizada con diferentes caudales en un período de tiempo determinado. Punto muerto Ver Zona muerta Radio hidráulico Relación entre el área mojada y el perímetro mojado de una sección transversal de un ducto. Rebosadero Estructura hidráulica destinada a evitar que el nivel del agua sobrepase una cota determinada; permite la evacuación del agua de exceso en un embalse, tanque o cualquier estructura que almacene agua hacia un lugar conveniente. Rebose Estructura cuyo fin es captar y desviar el exceso de caudal de agua que transporta o almacena un sistema de acueducto Recubrimiento externo Ver Revestimiento Recubrimiento interno Ver Revestimiento Red cerrada Sistema de tuberías que se caracteriza por tener algún circuito cerrado (loop), con el objetivo de tener un sistema redundante, aumentando así la confiabilidad del sistema. tuberías que transport transportan an el agua desde las plantas plantas de tratamiento tratamiento Red de conducción conducción Serie de tuberías hacia los tanques de al macenamiento y/o compensación, o entre tanques.
Red de distribución Conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desde el tanque de almacenamiento o planta de tratamiento hasta los puntos puntos de consumo. distribución n que conforma conforma la malla principal principal de Red primaria de distribución Parte de la red de distribució servicio de una población y que distribuye el agua procedente de la conducción, planta de tratamiento o tanques de compensación a las redes secundarias. La red primaria mantiene las presiones básicas de servicio para el funcionamiento correcto de todo el sistema, y generalmente no reparte agua en ruta.
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Red secundaria de distribución Parte de la red de distribución que se deriva de la red primaria y que distribuye el agua a los barrios y urbanizaciones de la ciudad y que puede repartir agua en ruta. Registro de corte Dispositivo de suspensión del servicio de acueducto de un inmueble, situado en la cajilla de andén del medidor. Rejilla Dispositivo instalado en una captación para impedir el paso de elementos flotantes o sólidos grandes. Relación de Poisson Es una medida de la contracción lateral de un material. Resalto hidráulico Fenómeno hidráulico en el cual el flujo presenta un cambio de profundidad , desde muy bajo hasta muy alto. Retiro Es el ancho mínimo mínimo a cada lado de una tubería, tubería, que se debe dejar para permitir permitir en forma forma cómoda realizar las tareas de inspección in spección y mantenimiento. Revestimiento Aplicación sobre la superficie interna o externa de un material con el fin de protegerlo contra la corrosión, erosión, etc. Riesgo potenciales consecuencias económicas, sociales o ambientales que se pueden generar como resultado de los daños o la pérdida de función de un sistema durante un tiempo de exposición definido. Se expresa matemáticamente, como la probabilidad de exceder una pérdida en un sitio y durante un lapso determinado, resultado de relacionar la vulnerabilidad del sistema y la amenaza a la cual se encuentra sometido. Rugosidad Absoluta Ver Coeficiente de Rugosidad Salidas para medición Salida practicada en una conducción, obturable con registro y válvula de incorporación, con el objeto de permitir la instalación de un aparato de medición o muestreo como pitómetro, medidores de la velocidad de flujo, etc. Sectorización Corresponde a la división del área total de una red de distribución, en zonas de estudio que permiten determinar diferencias en los factores de pérdidas de manera más detallada, y tomar acciones operación. Sedimentación Proceso mediante el cual los sólidos suspendidos en el agua se decantan por gravedad. Separación de columna Fenómeno producido por la acción de un golpe de ariete, en el cual se crea un vacío por la e ntrada de aire que perturba la columna de líquido que transporta una tubería. SIGMA Sistema de Información Geográfico de Medellín y el Valle de Aburrá Sistemas de Acueducto Conjunto de elementos y estructuras cuya función es el transporte, almacenamiento y entrega al usuario final, de agua potable con unos requerimientos mínimos de calidad, cantidad y presión. Sistemas de Alcantarillado Conjunto de elementos y estructuras cuya función es la captación, transporte y evacuación hacia las plantas de tratamiento y/o cuerpos receptores de agua, las aguas residuales y/o lluvias producidas en una ciudad o municipio. SIG Sistema de información geográfico que permite relacionar una base de datos que esté georrefere georreferenciada nciada,, y así poder generar mapas mapas de acuerdo acuerdo a la información información disponible disponible dentro del proyecto. Determina de una manera rápida y eficaz, los planos de tuberías de acuerdo a la rugosidad, pérdidas menores, edad, diámetro, o caudal según se requiera. Así mismo permite generar planos de estratificación de usuarios de una manera ágil. Sistemas de Posicionamiento Global Sistema que a través de satélites, permite determinar en todo el mundo la posición de una persona o un elemento una nave, con una gran precisión. Sistema experto Son programas que se especializan en una rama determinada del conocimiento, utilizan inteligencia artificial para poder decidir sobre el problema que se les plantea y a la vez tienen la capacidad de aprender. REFERENCIACIÓN GENERAL
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Sistema hidroneumático Sistema compuesto por una bomba, un tanque presurizado, válvulas, acceso accesorio rioss eléctr eléctrico icoss y un compar compartim timient iento o para para almace almacenam namien iento to agua, agua, el cual cual permit permite e a los usua usuari rios os cont contar ar con con un serv servic icio io de agua agua con con sufi sufici cien ente te pres presió ión n en todo todoss los los apar aparat atos os hidrosanitarios. Sistema interconectado Sistema único de acueducto operado por las Empresas Públicas de Medellín en el Área Metropolitana y el Valle de Aburrá. Sobrepresión Efecto del golpe de ariete, causado por el aumento repentino y en gran magnitud de presión debido a la apertura de una válvula. Socavación Perturbación y afectación de una zona (canal, río, estructura) por efecto del paso de agua a grandes velocidades. Subpresión Efecto del golpe de ariete, causado por la disminución repentina y en gran magnitud de la presión debido al cierre de una válvula, dejando la tubería vacía. Sumergencia Acción de estar inmerso en agua relacionada con sistemas de tubería-bomba. Suspensión del servicio Interrupción en la operación del sistema de distribución de agua potable debido a operaciones de emergencia y/o mantenimiento. Tanque de almacenamiento. Depósito de agua en un sistema de acueducto, cuya función es suplir las necesidades de demanda en los momentos picos, permitiendo una recuperación del volumen en las horas de bajo consumo, para poder suministrar sin problemas en las máximas demandas. Tanque de compensación Depósito de agua en un sistema de acueducto con capacidad de almacenamiento muy baja, cuya función es actuar como un regulador de presión o quiebre de presión en sistemas de bombeo Tanque de almacenamiento almacenamiento desde el cual una bomba succiona succiona el agua que Tanque de succión succión Tanque impulsa hacia otro punto de una red .
Tecnologías de información Es un término que agrupa todo lo relacionado con la computación, progra programas mas,, comuni comunicac cacion iones es y equipo equiposs que sirven sirven para para adminis administra trarr y analiza analizarr las grande grandess cantidades de información que el mundo moderno usa a diario. Tecnologías sin zanja Técnica de instalación de tuberías sin apertura de zanjas que afecten la superficie del terreno. Telemetría Conjunto de datos, normalmente mediciones, transmitidos desde un sensor remoto a un receptor Tiempo Tiempo de vaciado vaciado Es el tiempo requerido para desocupar un tanque de almacenamiento o de compensación Tiempo de vaciado Es el tiempo requerido para llenar un tanque de almacenamiento o de compensación Diferentes clases de usuarios usuarios que pueden pueden existir. existir. A saber: saber: residencial residenciales, es, Tipo de usuario Diferentes industriales, comerciales, institucionales y otros.
Topología Es toda aquella información que define el recorrido y la distribución de una red de tuberías. Toxicidad Sustancia o material que tiene el potencial de causar la muerte, lesiones graves, efectos perjudiciales para la salud del ser humano si se ingiere, inhala o entra en contacto con la piel. Transductor de presión Aparato que recibe una señal y la transforma en términos de presión. Tuberculización Deterioro de la pared interna de una tubería debido a fenómenos de incrustación y corrosión. Tubería Ducto de sección circular para el transporte de agua.
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Tubería a presión Ver Flujo a Presión Tubería de impulsión Tubería de salida de un equipo de bombeo. Tubería de succión Tubería de entrada a un equipo de bombeo. Tubería flexible los materiales de tuberías que clasifican como flexibles son aquellos que derivan su capacidad de carga carga ante las cargas del terreno a partir de la interacción de la tubería flexible y del suelo circundante el cual trabaja por la deflexión de la tubería hasta el punto de equilibrio bajo carga. Tubería rígida los materiales de tuberías que clasifican como rígidos son aquellos que derivan una parte substancial de su capacidad de carga ante las cargas cargas del terreno terreno a partir de de la resistencia estructural del elemento asociada a la rigidez misma de la pared de la tubería. Turbiedad Es una medida de la nubosidad en el agua y es un indicador de la efectividad de los sistemas de filtración del agua Unión Accesorio cuya función es conectar tuberías y accesorios entre si, como parte de una red de agua potable. Usuario Persona natural o jurídica que se beneficia con la prestación de un servicio público, bien como propietario del inmueble en donde éste se presta, o como receptor directo del servicio. A este último usuario se le conoce también como consumidor. (Ley 142 de 1994) Válvula Accesorio cuyo objetivo es regular y control el caudal y la presión de agua en una red de conducción y/o distribución de agua potable Válvulas de compuerta Válvulas utilizadas para el cierre o apertura de tramos de tuberías en las redes de distribución secundaria. No se utilizan el las redes de distribución primaria, salida o entrada de tanques, descargues en tuberías o tanques. Válvulas de descarga o purga Válvulas utilizadas para la limpieza y descarga de la red, tanto en la distribución secundaria como primaria. Válvulas de flujo o paso anular Válvulas utilizadas para reducir presión a la entrada de tanques o en puntos intermedios de las conducciones. Válvulas Mariposa Válvulas utilizadas en la red de distribución primaria o secundaria para el cierre o apertura de tramos (on/off-control de flujo); utilizadas principalmente a la salida de tanques, en sitios para aislar macromedidores de gran tamaño. Válvulas reguladoras de presión Válvulas utilizadas para regular o reducir presión en la red de distribución primaria o secundaria. Válvulas de sobrevelocidad Válvulas utilizadas cuando se requiera cerrar o aislar una tubería ante un cambio repentino de caudal (fijado). Válvulas sostenedoras de presión Válvula utilizada para mantener una presión aguas arriba, independiente de las variaciones de caudal. Válvulas ventosas Válvulas utilizadas para admisión y expulsión de aire en los procesos vaciado y llenado de tuberías. Vida media del agua Ver Edad media del agua Vida útil Tiempo estimado para la duración de un equipo o componente de un sistema sin que sea necesaria la sustitución del mismo; en este tiempo solo se requieren labores de mantenimiento para su adecuado funcionamiento. Viscosidad absoluta La viscosidad absoluta es una propiedad de los fluidos que indica la mayor o menor resistencia resistencia que estos ofrecen ofrecen al movimiento movimiento de sus partículas partículas cuando cuando son sometidos sometidos a un esfuerzo cortante.
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Vulnerabilidad predisposición intrínseca de un sistema de ser afectado o de ser susceptible a sufrir daños o pérdida de su función, como resultado de la ocurrencia de un evento que caracteriza una amenaza. Zona de presión de la red de distribución Es una de las partes en que se divide la red de acueducto para evitar que las presiones mínimas, dinámica y máxima estática sobrepasen los límites. Zona muerta muerta Punto de una red de distribución en el cual se presenta velocidades muy bajas o nulas.
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Capítulo 2 ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO 2.1
ALCANCE
El propósito de la presente norma de diseño de sistemas de acueducto de las Empresas Públicas de Medellín es fijar los criterios básicos, los requisitos mínimos y los valores específicos y límites que deben tenerse en cuenta en los diferentes procesos involucrados en la conceptualización y el diseño diseño de sistem sistemas as de acuedu acueduct cto, o, incluye incluyendo ndo adicio adicional nalmen mente te aspect aspectos os relaci relaciona onados dos con la construcción, la puesta en marcha, la interventoría, la operación y el mantenimiento de dichos sistemas. sistemas. Esto se hace con el fin de garantizar garantizar la seguridad, durabilida durabilidad, d, funcionalidad, funcionalidad, calidad calidad técnica técnica,, eficien eficiencia cia de operac operación ión,, sosten sostenibi ibilida lidad d de los sistemas sistemas y redun redundanc dancia ia de estos. estos. El contenido específico de esta norma está basado, en sus aspectos generales, en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, específicamente en sus Títulos A “Aspectos Generales de los Sistemas de Agua Potable y Saneamiento Básico” y B “Sistemas de Acueducto”. La presente presente norma incluye el cálculo de la población, población, la dotación dotación y la demanda para el diseño de sistemas de acueducto; el diseño de las conducciones de agua tratada desde las plantas de tratamiento hasta los tanques de almacenamiento y/o compensación; el diseño de las redes de distribución de agua potable; el diseño de las estaciones de bombeo y el diseño de los tanques de almacenamiento y/o compensación. compensación. También se incluyen aquellos aquellos aspectos que desde desde el diseño teng tengan an infl influe uenc ncia ia sobr sobre e los proc proces esos os de cons constr truc ucci ción ón,, pues puesta ta en marc marcha, ha, oper operac ación ión y mantenimiento de sistemas de acueducto, así como aspectos relacionados con la interventoría de diseños diseños y aspectos aspectos ambientales ambientales relacionado relacionadoss con dichos sistemas sistemas para los municipios municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín que correspondan al Nivel de Complejidad del Sistema Alto según lo estable establecido cido por el el RAS 2000. 2000. La Tabla 2-1 muestra muestra un esquema esquema del contenido de esta norma.
Tabla 2-1 Contenido de la norma de diseño de redes de acueducto de EEPPM Componente Referenciación general Asp Aspectos ge generales de lo los sis sisttema emas de de ac acueduct ucto Población, dotación y demanda Conducciones Redes de distribución Estaciones de bombeo Tanques de almacenamiento y/o compensación Aspectos ambientales Interventoría 2.2
Capítulo 1 2 3 4 5 6 7 8 9
PROCED PROCEDIMI IMIENT ENTO O GENERA GENERAL L DE DISEÑO DISEÑO DE LOS LOS SISTEM SISTEMAS AS DE DE ACUEDU ACUEDUCTO CTO
Toda acción relacionada con el diseño de sistemas de acueducto para las Empresas Públicas de Medellí Medellín, n, debe debe seguir seguir el procedi procedimie miento nto genera generall descri descrito to en los Numera Numerales les 2.2.1 2.2.1 a 2.2.12 2.2.12,, mostrados a continuación. En general los Pasos 1 a 7 deben ser adelantados por las dependencias enca encarg rgad adas as de la plan planea eaci ción ón y come comerc rcia ializ lizaci ación ón de proye proyect ctos os de EEPPM EEPPM y pued pueden en ser independientes del proceso de diseño de un proyecto particular. Estos pasos pueden desarrollarse en forma conjunta para varios proyectos, objetos de diseños particulares posteriores, que formen parte o estén agrupados dentro de un sistema de acueducto . Por consiguiente, si el proyecto objeto del diseño ha sido parte de esos desarrollos, el diseñador únicamente debe seguir
los Pasos 8, 9 y 10 descritos a continuación. En caso contrario, EEPPM puede incluir uno o varios de los Pasos 1 a 7 como parte de las labores a cargo del diseñador. Los Pasos 11 y 12 deben ser desarrollados por EEPPM en forma independiente y posterior al proceso de diseño.
2.2.1 2.2.1 PASO PASO 1 - Defini Definició ción n del tam tamaño año del del siste sistema ma El primer paso para el diseño de un proyecto relacionado con sistemas de acueducto, es la definición del tamaño de éste, para lo cual se debe tener en cuenta que el sistema de acueducto acueducto de la ciudad de Medellín y el Valle de Aburrá es un solo sistema interconecta interconectado, do, lo cual afecta afecta el nivel de complejidad del sistema definido en el RAS 2000, o aquel que lo reemplace, para diferentes municipios. En particular, para definir el tamaño del proyecto se deben tener en cuenta los siguientes puntos: 1.
2.
3.
El Nivel Nivel de Comple Complejid jidad ad del Sistem Sistema a para la ciuda ciudad d de Medellí Medellín, n, de acuerd acuerdo o con el RAS 2000, o aquel que lo reemplace, y teniendo en cuenta el número de habitantes y el grado de exigencia técnica que deben tener los proyectos de agua potable y saneamiento básico en este municipio, es Alto. Por consiguiente, de acuerdo con el el RAS 2000, o aquel que lo reemplace, cualquier municipio que se anexe al sistema de distribución de acueducto de la ciudad de Medellín, debe adoptar el Nivel de Complejidad del Sistema Alto. En el caso caso de munici municipio pioss cuyo siste sistema ma de acuedu acueduct cto o sea sea aten atendi dido do por las Empre Empresa sass Públicas de Medellín, pero que no formen parte del sistema interconectado, se debe seguir lo establecido en el Capítulo A.3 “Determinación del Nivel de Complejidad del Sistema” del Título A del RAS 2000, o aquel que lo reemplace, para proyectos nuevos. Para establecer este Nivel de Complejidad del Sistema se debe hacer una proyección de la población en la zona urbana del municipio, un estudio para establecer la capacidad socioeconómica de sus habitantes y establecer de antemano la dificultad técnica del proyecto de acueducto. La clasificac clasificación ión del proyecto proyecto de de acueducto acueducto dependerá dependerá del del número número de habitantes habitantes en la zona urbana de municipio, de su capacidad socioeconómica o del nivel de dificultad técnica que se requiera para llevar a cabo el proyecto, de acuerdo con lo establecido en la Tabla 2-2. 2-2.
Tabla 2-2 Asignación del Nivel de Complejidad (Tomado del RAS 2000) Nivel ivel de complejida idad Bajo Medio Medio Alto Alto
Pobl Pobla ación en la zona urbana (1) (habitantes) < 2500 2501 a 12500 12501 a 60000 > 60000
Capacidad económica de los clientes(2) Baja Baja Media Alta
Notas : (1) Proyectado al período de diseño, incluida la población flotante. (2) Incluye la capacidad económica de población flotante. Debe ser evaluada según metodología del DNP o cualquier otro método justificado.
4.
La asigna asignació ción n del Nivel de Compl Complejid ejidad ad de cualquie cualquierr proyect proyecto o de acueduc acueducto, to, objet objeto o de la presente norma de las Empresas Públicas de Medellín, debe hacerse siguiendo los puntos establecidos en el Literal A.3.2 “Asignación del Nivel de Complejidad del Sistema” del RAS 2000, o aquel que lo reemplace. Este procedimiento se resume en los siguientes puntos: a.
b.
Para Para clasifica clasificarr el municipi municipio o dentro dentro de los Niveles Niveles de Compleji Complejidad dad del Sistem Sistema a se debe utilizar la proyección del casco urbano del municipio al período de diseño del sistem sistema a de acuedu acueducto cto.. En caso de que exista, exista, debe teners tenerse e en cuenta cuenta la población flotante que llega al municipio. El Nivel de Complejid Complejidad ad del sistem sistema a que debe debe ser adoptado adoptado para los diseños, diseños, es el mayor que resulte del proceso de proyección de la población y aquel obtenido de acuerdo con el estudio sobre la capacidad económica de los habitantes.
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c.
En caso caso de que el munici municipio pio objeto objeto del proye proyecto cto de diseñ diseño, o, dentro dentro del del períod período o de proyección de la población, tenga una tendencia evidente a formar parte de otro muni munici cipi pio, o, el Nive Nivell de Comp Comple lejijida dad d del del Sist Sistem ema a que que debe debe ser ser adop adopta tado do corresponde al municipio de mayor población o de mayor nivel socioeconómico de sus habitantes. d. Para Para los municip municipios ios atendi atendidos dos por las las Empresa Empresass Públicas Públicas de Medel Medellín, lín, en en ningún ningún caso se permitirá la adopción de un Nivel de Complejidad del Sistema inferior que el establecido en los literales anteriores. e. Con el fin de estab establec lecer er la capacid capacidad ad económ económica ica de los habit habitant antes es del munic municipio ipio objeto del diseño se deben seguir las metodologías establecidas en el RAS 2000, o aque aquell que que lo reem reempl plac ace, e, entr entre e las las que que se encu encuen entr tran an las las sigu siguie ient ntes es:: estratificación de los municipios hechas por el DNP, teniendo en cuenta las variables de ingreso y riqueza, los salarios promedio del municipio o el ingreso personal promedio del municipio. 5. Las Empresas Empresas Públicas Públicas de Medellí Medellín n podrán podrán exigir exigir al diseñad diseñador or la adopció adopción n de un Nivel de de Complejidad de un sistema, mayor al determinado en los literales anteriores siempre y cuando el municipio cumpla con los siguientes requisitos: a. Que Que técn técnic icam amen ente te se justif justifiq ique ue que que con con el Nive Nivell de Comp Comple lejijida dad d esta estable bleci cido do inicialmente no se logra la solución necesaria para el problema de abastecimiento de agua potable y por consiguiente es conveniente la adopción de un Nivel de Complejidad superior. b. Que Que se demues demuestr tre e capac capacid idad ad de inver inversi sión ón y capac capacid idad ad técnic técnica a de operac operació ión n y mantenimiento para desarrollar el sistema en un Nivel de Complejidad superior, teniendo teniendo en cuenta cuenta que el sistema va a tener el apoyo de las Empresas Públicas Públicas de Medellín. En caso de que el Nivel de Complejidad del Sistema adoptado sea el Alto, el diseñador debe aplicar todo todo lo establecido establecido en la presente norma. norma. En caso contrario, contrario, EEPPM debe decidir sobre la aplicación de esta norma o en su defecto el RAS, en su versión vigente.
2.2.2 2.2.2 PASO PASO 2 - Conocimi Conocimient ento o del marco marco insti instituc tucion ional al Con el fin de llevar a cabo el diseño del sistema de acueducto, se deben conocer las diferentes entidades y actores relacionados con la prestación del servicio público del suministro de agua potable, con el fin de establecer las responsabilidades y las funciones de cada uno de ellos. Las entidades y actores que deben identificarse, entre o tros, son: 1. Gerenci Gerencia a de Aguas Aguas de las Empres Empresas as Públi Públicas cas de Mede Medellí llín. n. 2. El diseñador. 3. El co constructor. 4. Las secret secretarí arías as de gobier gobierno no de de los los munici municipios pios.. 5. Las Las entid entidad ades es terr territitor orial iales es comp compet eten ente tes. s. 6. Las entida entidades des de Plane Planeaci ación ón (DNP, (DNP, MAVDT, MAVDT, MSP, MSP, DMSP, DMSP, etc.) etc.) 7. La entida entidad d regulad reguladora ora (Comi (Comisió sión n de Regulació Regulación n de Agua Potabl Potable e y Saneamien Saneamiento to Básico Básico CRA). 8. Las ent entida idades des de vigi vigila lanc ncia ia y cont contrrol (Sup Superin erinte tend nden enci cia a de Servi ervici cios os Públi úbliccos Domiciliarios SSPD, MSP). 9. El in interventor. 10. La autoridad autoridad ambiental ambiental competent competente e (MAVDT, las corporac corporaciones iones autónomas autónomas regional regionales, es, etc). 11. Las fuentes fuentes de de financiació financiación n para el proyecto proyecto (FINDETER, (FINDETER, FNR, etc.). etc.).
2.2. 2.2.33 PASO PASO 3 - Acci Accion ones es lega legale less Para llevar a cabo el proceso de diseño de un sistema de acueducto, se deben conocer todas las leyes leyes,, decr decret etos os,, regla reglame ment ntos os técn técnic icos os y norma normass técn técnic icas as que que esté estén n rela relaci cion onad adas as con con la conceptualización, el diseño, la operación, la construcción, el mantenimiento, la supervisión técnica y la operación de este tipo de sistemas.
ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
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Además se debe tener en cuenta lo establecido en el Capítulo 8 “Aspectos Ambientales”, sobre los aspectos legales necesarios con el fin de garantizar la sostenibilidad y el desarrollo adecuado del sistema de acueducto o de cualquiera cualquie ra de sus componentes.
2.2. 2.2.44 PASO PASO 4 - Aspe Aspect ctos os amb ambient iental ales es rela relaci cion onad ados os co con n el sist sistem emaa de acueducto Todo proyecto de diseño de un sistema de acueducto debe seguir lo establecido en el Capítulo 8 de esta norma, referente a los aspectos ambientales. En general, para la ejecución de las obras relacionadas con el sistema de acueducto y sus actividades complementarias, en municipios municipios diferentes a Medellín y a los del Valle de Aburrá, se debe obtener el permiso correspondiente ante la autoridad ambiental competente. Así mismo, se debe tener en cuenta lo previsto en el parágrafo del Artículo 43 de la Ley 99 de 1993, con respecto a la Tasa por Utilización de Aguas.
2.2.5 PASO 5 - Ubicac Ubicación ión dentro dentro de de los planes planes de ordena ordenamien miento to territori territorial al y desarrollo urbano previstos para los municipios atendidos por EEPPM. Para llevar a cabo un proyecto de acueducto se deben conocer los planes de desarrollo y de ordenamiento territorial planteados dentro del marco de la Ley 388 de 1997, o aquella que la reemplace, y establecer las implicaciones que el sistema de acueducto tendrá dentro de la dinámica del desarrollo urbano de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. En particular, el diseño de un sistema de acueducto debe contemplar la dinámica del desarrollo urbano municipal previstas para el corto, mediano y largo plazo de las áreas habitadas hoy en día y las proyectadas en los próximos años, teniendo en cuenta la estratificación socioeconómica, la util utiliz izac ación ión del del suelo suelo,, la pobl poblac ació ión n de satu satura raci ción, ón, el plan plan vial vial del muni munici cipio pio y las las zonas zonas de conservación y protección de recursos naturales y a mbientales, entre otros. Cuando por motivos ambientales, técnicos o económicos no sea posible localizar parte de la infrae infraestr struct uctura ura en jurisdi jurisdicci cción ón de las Empre Empresas sas Pública Públicass de Medell Medellín, ín, se debe debe gestio gestionar nar la autorización ante el gobierno municipal competente y conseguir las garantías necesarias para asegurar la prestación del servicio, previo cumplimiento de las normas legales vigentes.
2.2.6 2.2.6 PASO PASO 6 – Evalu Evaluaci ación ón soci socioec oeconó onómic micaa Todo Todo proyec proyecto to de un sistem sistema a de acuedu acueducto cto debe estar estar justif justifica icado do desde desde el punto punto de vista vista socioeconómico con la identificación de un problema de bienestar social, de salud pública, o de impacto al medio ambiente, el cual debe tener solución con la ejecución del diseño propuesto, ya sea mediante la ampliación de la cobertura de servicio de acueducto o a través de una mejora en su eficiencia y/o calidad. La evaluación socioeconómica del proyecto de acueducto debe realizarse con el objetivo de establecer establecer su aporte neto neto al bienestar de la comunidad. comunidad. Es decir, debe tener la capacidad capacidad de establecer la bondad del proyecto para la economía municipal en su conjunto. Para establecer la evaluación socioeconómica del proyecto de acueducto se deben ejecutar, como mínimo los siguientes estudios socioeconómicos: 1. Anál Anális isis is de de cost costo o efic eficien ienci cia a 2. Anális Análisis is de costo costo mínim mínimo o de expansi expansión ón de capaci capacidad dad En el Anexo 2.1 de este Capítulo se definen las diferentes variables que deben utilizarse para los estudios socioeconómicos y se hace una descripción de éstos.
ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
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2.2.7 2.2.7 PASO PASO 7 - Definic Definición ión del del alcan alcance ce del del Proyec Proyecto to Una vez justificado justificado el proyecto se debe hacer una definición definición de los alcances específicos. específicos. Estos pueden incluir el diseño de un sistema completamente nuevo en un área anexa a alguno de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, la extensión de un sistema de acueducto existente, la ampliación de un sistema existente por aumento en la densidad poblacional en el período de diseño, una mejora en la distribución de presiones en la red de distribución, una sectorización hidráulica de la red de distribución, un aumento en la redundancia de la red de conducciones o de las redes de distribución con el fin de aumentar la confiabilidad del sistema, un cambio en la forma de operación hidráulica con el fin de facilitar las labores de operación y mantenimiento del sistema, etc.
2.2. 2.2.88 PASO PASO 8 - Estu Estudi dios os pre previ vios os Para llevar a cabo el diseño de un sistema de acueducto o parte de éste, ya sea un sistema nuevo o una ampliación, se deben conocer las condiciones físicas, físicas, económicas y sociales de la localidad o municipio en la cual se va a llevar cabo el proyecto. Los estudios previos que como como mínimo se deben llevar a cabo durante la etapa de diseño se indican en los Numerales 4.2, 5.2, 6.2 y 7.2 de esta norma, para las conducciones, las redes de distribución, las estaciones de bombeo y los tanques de almacenamiento y/o compensación respectivamente.
2.2.9 PASO 9 – Generación Generación de altern alternativa ativass y optimizaci optimización ón Teniendo en cuenta los resultados de los estudios previos y la información relevante dada por EEPPM, EEPPM, el diseña diseñador dor debe debe genera generarr difere diferente ntess altern alternati ativas vas de diseño diseño para para los proyec proyectos tos de sistem sistemas as de acuedu acueducto cto,, de tal forma que puedan puedan ser evaluada evaluadass dentro dentro de un proces proceso o de optimización financiera que permita escoger aquella de menor costo, la cual debe ser objeto del diseño definitivo. La generación de alternativas debe estar regida por lo establecido en el Numeral “Generación de Alternativas” de los Capítulos 4, 5, 6 y 7 de esta norma.
2.2.10 PASO 10 – Diseño y requerimientos requerimientos técnicos El diseño de la alternativa seleccionada de cualquier componente de un sistema de acueducto debe cumplir con los requisitos establecidos en la presente norma en sus Capítulos 3, 4, 5, 6 y 7. Todo diseño debe incluir lo siguiente: -
-
Anális Análisis is de calida calidad d de agua agua y su evolució evolución, n, de tal tal forma forma que el dise diseño ño en todo todo moment momento o cumpla con lo establecido en el Decreto 475 de 1998 de los Ministerios de Salud Pública y de Desarrollo Económico, por el cual se expiden las Normas Técnicas de Calidad de Agua Potable, o del decreto que lo reemplace. Protoc Protocolos olos de de prueba prueba que que se deben deben segu seguir ir una una vez se se finalic finalice e la constr construcc ucción ión..
2.2.11 2.2.11 PASO 11 - Construcción Construcción e intervento interventoría ría El proceso de construcción de los sistemas de acueducto debe cumplir los requisitos mínimos establ establecid ecidos os en el manual manual “Norma “Normass y Especi Especific ficaci acione oness Genera Generales les de Constr Construcc ucción” ión” de las Empresas Públicas de Medellín y en los pliegos de licitación de cada proyecto en particular. Los Los proc proces esos os de cons constr truc ucci ción ón e inte interv rven ento torí ría a se debe deben n ajus ajusta tarr a los los requ requis isititos os mínim mínimos os establecidos en el Capítulo 9 “Interventoría” de la presente norma. Así mismo, se debe tener en cuenta los establecido en el Capítulo G.6 “Vulnerabilidad y Reducción de Riesgos” del Título G y el Literal A.1.5 “Sobre Otros Reglamentos Técnicos” del Título A del RAS, en su versión vigente.
2.2.12 2.2.12 PASO 12 - Puesta en marcha, marcha, operación operación y mantenimiento mantenimiento del sistema sistema de acueducto Los Los proce procedim dimie ient ntos os y las las medid medidas as pert pertin inen ente tess a la pues puesta ta en marc marcha, ha, la oper operac ació ión n y el mantenimient mantenimiento o de los diferentes diferentes componentes componentes del sistema sistema de acueducto acueducto diseñado, deben seguir los requerimientos establecidos para cada componente en particular, según lo establecido en los Capítulos 4 a 7. ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
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2.3 2.3
PLAN PLANOS OS Y MEM MEMOR ORIA IAS S DE CÁLC CÁLCUL ULO O
Los requisitos requisitos para la presentación presentación de los planos y las memorias de cálculo relacionados relacionados con los procesos de diseño de conducciones, redes de distribución de agua potable, estaciones de bombeo y tanques de almacenamiento y/o compensación para las Empresas Públicas de Medellín, se deben establecer de acuerdo con los numerales establecidos a continuación.
2.3.1 Planos Con respecto al tipo de planos y su presentación, a la información mínima que debe estar contenida en los planos y a las convenciones y escalas de estos, para los proyectos de diseño de sistemas de acueducto se deben tener en cuenta los siguientes manuales de EEPPM: 1.
“Están “Estándar dares es para para la la digita digitaliza lizació ción n del dibu dibujo jo de las las redes redes de acued acueduct ucto o y alcant alcantari arillad llado o en Autocad” Autocad” de las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Medellín. En particular particular se debe tener en cuenta la versión 6.0 de noviembre de 2001 de estos estándares, o de cualquier versión que la reemplace. reemplace. Con respecto respecto al tamaño de los planos y las especificacion especificaciones es de dibujo se deben tener en cuenta los Numerales 2.1 “Tamaño de los planos” y 2.4 “Espec “Especifi ificac cacion iones es de dibujo”, dibujo”, de dichos dichos estándar estándares. es. Con respecto respecto a difere diferente ntess condiciones adicionales que deben cumplir los planos, se debe tener en cuenta el Numeral 2.7 “Consideraciones varias para la presentación de planos”, de las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Medellín. Con respecto respecto a la rotulación rotulación de los planos, se se debe seguir el Numeral 2.2 “Rótulo” de dicho estándar. Con respecto al manejo manejo de las escalas en los planos se debe seguir lo establecido en el Numeral 2.3 “Manejo de escalas” de dicho estándar. estándar. Con respecto respecto a las convenciones convenciones que deben ser utilizadas utilizadas en los planos, planos, se debe seguir el Numeral 2.5 “Convenciones”.
2.
“Están “Estándar dar para para la la digita digitaliza lizació ción n del dibu dibujo jo de las las rede redess de acue acueduc ducto to y alca alcanta ntaril rillado lado en Microstation”. Con respecto a la digitalización de las redes de distribución de agua potable y de conducciones en Microstation, se debe tener en cuenta la versión 6.0 de noviembre noviembre de 2001 del estándar estándar establecido establecido por las Empresas Públicas Públicas de Medellín, o cualquier cualquier otro que lo sustituya. sustituya. En particular particular con respecto respecto a la convención convención de colores que debe ser utilizada en los planos, planos, se debe seguir el Numeral 2.1 de dicho estándar. estándar. Con respecto al tamaño de los planos y a las especificaciones de dibujo en Microstation, se deben seguir los Numerales 2.2 “Tamaño de los planos” y 2.5 “Especificaciones de dibujo” de dicho estándar. estándar. Con respecto respecto a las diferentes diferentes condiciones condiciones que tienen que seguirse para la presentación de los planos de diseño de conducciones y redes de distribución en las Empresas Públicas de Medellín, se debe seguir el Numeral 2.8 “Consideraciones varias para la presentación del plano” del estándar antes mencionado. Con respecto a la rotulación de los planos de diseño, se debe seguir el Numeral 2.3 “Rótulo” “Rótulo” de dicho estándar. estándar. Con respecto respecto al manejo de las escalas en los planos se debe seguir el Numeral Numeral 2.4 “Manejo de escala” de dicho estándar. estándar. Con respecto respecto a las convenciones que pueden ser utilizadas en los planos de diseño de las conducciones y las las rede redess de dist distri ribu buci ción ón,, se debe debe segu seguir ir lo esta establ blec ecid ido o en el Nume Numera rall 2.6 2.6 “Convenciones”.
La actualización de estos manuales es responsabilidad de las Empresas Públicas de Medellín.
2.3. 2.3.22 Memo Memori rias as de cálc cálcul ulo o Para las memorias de cálculo de los diseños de las redes de conducción y distribución de agua potable, estaciones de bombeo y tanques de almacenamiento y/o compensación, se debe seguir lo establecido en el Literal A.6.2 “Memorias” del Título A del RAS 2000, o aquella versión que lo reemplace. Éste establece que los planos arquitectónicos, hidráulicos, estructurales y mecánicos que sean necesarios para la ejecución de la obra de acueducto deben ir acompañados por ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
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memorias de cálculo detalladas que describan los procedimientos por los cuales se realizaron dichos diseños. Entre otras cosas, las memorias de cálculo deben incluir lo siguiente: a. Las supo suposic sicione ioness utiliz utilizada adass en los los diseño diseños. s. b. Las metodología metodologíass y ecuaciones ecuaciones de diseño utilizadas. utilizadas. c. La verifica verificació ción n del cumplim cumplimien iento to de los requisit requisitos os mínimos mínimos estableci establecidos dos por la presen presente te norma de diseño de acueductos. d. La referenci referencia a a todas las normas normas técnica técnicass municipales, municipales, nacional nacionales es o internaciona internacionales les para los materiales, equipos y procedimientos específicos utilizados para el diseño del sistema de acueducto. e. Los esquemas esquemas con base base en los cuales cuales se realiza realizaron ron los planos planos de de construcci construcción. ón. f. La refer referenc encia ia a las leye leyes, s, decre decretos tos y códig códigos os nacion nacionales ales.. g. En el caso en que para para el proceso proceso de diseño diseño se utilice utilice un procesa procesamie miento nto automá automátic tico o de informació información, n, debe entregarse entregarse una descripción detallada detallada de los principios en que se basa dicho procedimiento así como una descripción de los datos de entrada y salida del proceso computacional. h. El protocol protocolo o y los procedimien procedimientos tos de prueba dados por por el diseñad diseñador. or. i. El presup presupue uest sto o deta detallllad ado, o, soport soportad ado o por por un anális análisis is de precio precioss unita unitari rios os con con la fech fecha a precisa de su elaboración. j. Las memo memoria riass de cálculo cálculo deben deben indica indicarr clarame claramente nte el Tamañ Tamaño o del Sistem Sistema a y el Nivel de Complejidad de éste utilizado en los diseños, en los procedimientos detallados y demás actividades del proyecto. Las memorias de cálculo cálculo deben ser aprobadas por el interventor de los diseños, y éste podrá invalidar aquellas que contengan errores aritméticos, cotas, abcisados, de trascripción, copia u otras fallas imputables al descuido o a la falta de revisión por parte del diseñador.
2.4 2.4
CALI CALIDA DADES DES Y REQU REQUIS ISIT ITOS OS DE DE LOS LOS PROF PROFES ESIO IONAL NALES ES
2.4. 2.4.11 Aspe Aspect ctos os Gene Genera rale less Todos los profesionales que participen en la ejecución del diseño de un sistema de acueducto para las Empresas Públicas de Medellín, deben acreditar los requisitos de experiencia e idoneidad establecidos establecidos en el Literal A.1.3 A.1.3 del RAS 2000, o aquella versión versión que lo reemplace, reemplace, “Idoneida “Idoneidad dy Experiencia”. En partic particula ular, r, la experi experienci encia a de los profes profesiona ionales les debe debe acredi acreditar tarse se según según las activi actividad dades es específicas realizadas en cada proyecto, las cuales deben estar directamente relacionadas con actividades de diseño de sistemas de acueducto en municipios con Nivel de Complejidad del Sistema Sistema Alto, de acuerdo con el RAS 2000. La experiencia experiencia del interventor interventor debe ser acreditada acreditada como director de interventoría.
2.4. 2.4.22 Cali Calida dad d de los dise diseña ñado dore ress y de los inter interve vent ntor ores es o revi reviso sore ress de diseño El título profesional de los diseñadores y/o interventores de diseño debe obedecer al trabajo específico desarrollado, de acuerdo con los siguientes numerales: 1. Par Para el cas caso de dise diseño ñoss y/o y/o inter nterve vent ntor oríías hidr hidráu áulilica cass y sani sanittaria arias, s, deb debe ser ser ingeniero civil o ingeniero sanitario. 2. Para Para el caso caso de dise diseño ñoss y/o inte interv rven ento torí rías as estr estruc uctu tura rale less o geot geotéc écni nica cas, s, debe debe ser ser ingeniero civil. 3. Para Para el el caso caso de de dise diseño ñoss y/o y/o inte interv rven ento torí rías as de de elem element entos os no no estr estruc uctu tura rales les,, debe debe ser ser ingeniero civil o arquitecto.
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4. Para Para el caso caso de dise diseño ñoss y/o int inter erve vent ntor oría íass de insta instala laci cion ones es mecá mecáni nica cas, s, debe debe ser ser ingeniero mecánico. 5. Para Para el caso caso de dise diseño ñoss y/o inte interv rven ento torí rías as de inst instal alac acio ione ness eléct eléctri rica cas, s, deb debe e ser ingeniero eléctrico. 6. Para Para el el caso caso de de dise diseño ñoss y/o y/o inte interv rven ento torí rías as equ equip ipos os ele elect ctró róni nico cos, s, deb debe e ser ser inge ingeni nier ero o electrónico. Todos los profesionales deben tener matrícula profesional vigente y su experiencia acreditada se debe contar a partir de la expedición de ésta. La experiencia mínima de diseñadores, interventores interventores o revisores de diseño debe ser la establecida en la Tabla 2-3 mostrada a continuación.
Tabla 2-3 Experiencia de los diseñadores y de los interventores o revisores de diseño Nivel de complejidad
Diseños hidráulicos y sanitarios
Diseños estructurales
Diseños geotécnicos
1 años 1 años 2 años 4 años
1 años 1 años 3 años 6 años
1 años 2 años 4 años 6 años
Bajo Medio Medio Alto Alto
Diseños eléctricos, electrónicos y mecánicos 1 año s 1 año s 3 años 4 años
2.4.3 Personal Personal auxiliar auxiliar profesion profesional al y no no p profes rofesional ional El personal auxiliar profesional y no profesional que participe en labores relacionadas con sistemas de acueduc acueducto to para para las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín, n, debe debe acredi acreditar tar las calific calificacio aciones nes y experiencia que establezca EEPPM. En particular, la experiencia del personal auxiliar profesional profesional y no profesional debe acreditarse según las actividades específicas realizadas en cada proyecto. El personal auxiliar profesional y no profesional, incluye entre otros, los auxiliares de ingeniería, los topógrafos, los programadores, los dibujantes, entre otros.
2.5 2.5
COMI COMITÉ TÉ ASES ASESOR OR DE LAS LAS NOR NORMA MAS S
2.5.1 Propósito Con el fin de mantener actualizada esta norma de diseño de sistemas de acueducto, se establece el Comité Asesor de las Normas cuyo objetivo es el de modificar, complementar, y/o aprobar el contenido de ésta.
2.5 2.5.2 Inte Integ graci ració ón El Comi Comité té Ases Asesor or para para las norma normass de diseñ diseño o de sist sistem emas as de acue acueduc ducto to de EEPP EEPPM, M, está está conformado por un (1) profesional representante de cada una de las siguientes áreas de la empresa: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Conducciones Equi Equipo poss elec electr trom omec ecán ánic icos os Dist Distri ribu buci ción ón secu secund ndar aria ia Tanq Tanque uess de alma almace cena nami mien ento to Estac stacio ione ness de de bom bombe beo o Sist Sistem emas as inde indepe pend ndie ient ntes es
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Adicionalmente, también pueden formar parte del Comité un (1) representante de la academia vinculado al área de hidráulica o sanitaria de un departamento de Ingeniería Civil y Ambiental o de un departamento de Ingeniería Sanitaria; y un (1) ingeniero consultor independiente con amplia experi experienc encia ia en diseño diseño de sistem sistemas as de acuedu acueduct cto. o. Estos Estos dos miembr miembros os del Comité Comité serían serían nombrados por el Gerente de Aguas de las Empresas Públicas de Medellín.
2.5.3 Funciones Las siguientes, serán funciones generales del Comité Asesor de las Normas de diseño de sistemas de acueducto de EEPPM: 1. 2.
3. 4. 5. 6.
7. 8.
Revisa Revisar, r, modifi modificar car y actuali actualizar zar en forma forma perma permanent nente e la norma de diseño diseño de sistem sistemas as de acueducto de EEPPM. Aten Atende derr y anal analiz izar ar las las inqui inquiet etud udes es y suge sugere renc ncias ias de orde orden n técn técnic ico o form formul ulad adas as por por diseña diseñador dores, es, interv intervent entore ores, s, person personal al de operac operación ión y manten mantenimi imient ento o de EEPPM EEPPM e ingeni ingeniero eross en genera general,l, y canaliz canalizada adass por la Gerenc Gerencia ia de Aguas, Aguas, en relació relación n con la aplicabilidad de la nueva norma y cambios sugeridos para la actualización de ésta. Incorporar Incorporar a la normas normas nuevas nuevas metodolo metodologías gías de diseño de de redes redes de conducci conducciones ones o redes redes de distribución de agua potable, estaciones de bombeo y tanques de almacenamiento y/o compensación. Inco Incorp rpor orar ar a la norma norma nuev nuevos os materi material ales es que pued puedan an ser utili utiliza zados dos para para tube tuberí rías, as, accesorios y en general en cualquier cualqu ier estructura que forme parte del sistema de acueducto. Inco Incorp rpor orar ar a la norm norma a nueva nuevass tecn tecnol ologí ogías as de cons constr truc ucci ción ón,, espe especi cialm almen ente te aque aquellllas as relacionadas con la instalación de tuberías. Incorp Incorpora orarr a la norma norma nuevos nuevos progr programa amass de soporte soporte lógico lógico (softw (software are)) que puedan puedan ser utilizados para el diseño de sistemas de acueducto. Esto incluye entre otros, programas para el diseño hidráulico de redes, bases de datos, sistemas de información geográfica, sistemas de procesamiento de señales remotas, etc. Incorporar Incorporar a la norma norma nuevas nuevas tecnolo tecnologías gías para para la adquisición adquisición remota remota de datos datos incluyendo incluyendo los instrumentos de medición, los instrumentos de comunicación y transmisión electrónico de datos, y el registro lógico (software) necesario para su análisis. Cualqu Cualquier ier otra otra que le sea deleg delegada ada por la Geren Gerencia cia de Aguas Aguas de las Empres Empresas as Pública Públicass de Medellín.
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ANEXO 2.1 EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA Todo proyecto de sistemas de acueducto que sea desarrollado por EEPPM, debe ser objeto de un procedimiento de evaluación socioeconómica que garantice que el aporte neto del proyecto al bienestar de la comunidad sea máximo. Un análisis socioeconómico debe hacer uso de las metodologías de Análisis de Costo Eficiencia y Análisis de Costo Mínimo de Expansión de Capacidad. Sin embargo, si el proyecto objeto del diseño es parte de un proyecto mayor que ya ha sido evaluado desde el punto de vista socioeconómico, se debe hacer únicamente un Análisis de Costo Eficiencia de las diferentes alternativas de diseño. Se deben tener en cuenta las siguientes definiciones: a. Tasa Tasa soc social ial de des descu cuen ento to.. El diseño debe evaluar la tasa social de descuento representativa del proyecto de sistemas de acueducto que se va a diseñar, justificando el valor obtenido con base en los beneficios propios propios del proyec proyecto to y las oportuni oportunidad dades es del capita capitall en otros proyecto proyectos. s. Las Empresa Empresass Públicas de Medellín deben recomendar el valor de la tasa social de descuento. b. Costo Costo de oport oportuni unidad dad de capita capitall Para efecto del estudio socioeconómico se debe considerar el costo de oportunidad de capital como aquel costo de los beneficios alternativos a los cuales se renuncia por la utilización de recursos en el desarrollo del proyecto. p royecto. c. Beneficios Por beneficios del proyecto de sistemas de acueducto debe entenderse el costo medido en términos de los objetivos propuestos y de la eficiencia del sistema propuesto. d. Econ Econom omía íass de de esc escal ala a Se cons consid ider era a que que un proy proyec ecto to o comp compon onent ente e de un proy proyect ecto o de acue acueduc ducto to pres presen enta ta economías de escala cuando los costos de expansión disminuyen en la medida que aumenta la capacidad capacidad de distribución distribución instalada. instalada. Debe entenderse entenderse que en esta situación, situación, el costo por unidad de capacidad adicional disminuye cuando el tamaño del componente del sistema de distribución aumenta, es decir que un sistema con economías de escala prefiere componentes de mayor capacidad. e. Func Funcio ione ness de de cos costo to La forma de las funciones de costo en términos de la capacidad del sistema de acueducto que debe utilizarse en caso de existencia de economías de escala debe ser de la siguiente forma: C(K)
=
a ⋅ K b
Ecuación A.2.1.1
donde a Es una una const constant ante, e, que que depen depende de del del tipo tipo de sistem sistema a K Capa Capaci cida dad d del del sist sistem ema a b Fact Factor or de econ econom omía ía de esca escala la El factor de economía de escala que se adopte para el proyecto debe estar justificado mediante los análisis que demuestren la conveniencia del valor utilizado, o por comparación con funciones de costo de sistemas de acueducto que ya hayan sido diseñados por las Empresas Públicas de Medellín. Se puede utilizar, como guía, los valores mostrados en la Tabla A.2.1.4.
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Tabla A.2.1.4. Factor de economía de escala para diferentes componentes de los sistemas (Adaptada del Título A del RAS 1998) Componente Tanques superficiales Tanques elevados Conducciones Canales en concreto Almacenamiento Redes de distribución
Factor de Escala 0,80 0,85 0,60 0,49 0,60 0,50
Los estudios de evaluación evaluación socioeconómica socioeconómica que deben ejecutarse ejecutarse para los municipios municipios atendidos por EEPPM, son los siguientes:
A.2.1.1 Análisis Co Costo Ef Eficiencia El objetivo principal de un estudio de costo eficiencia es el de establecer la comparación de los costos costos de las difere diferente ntess altern alternati ativas vas factib factibles les de los proyec proyectos tos de acuedu acueducto cto,, con el fin de establecer aquella que tenga el menor valor presente de los costos de inversión, operación y mantenimiento a lo largo de la vida útil del proyecto. El Análisis de Costo Eficiencia se debe realizar para todo tipo de proyecto a partir de los siguientes aspectos: 1. Se debe utiliz utilizar ar la tasa social social de descuen descuento to estable establecid cida a por las Empresas Empresas Públi Públicas cas de Medellín. 2. Los benefic beneficios ios derivados derivados de las alternativa alternativass estudiadas estudiadas deben ser los los mismos. mismos. 3. Se deben deben recopilar recopilar costos costos de componente componentess similares similares a los considerados considerados en las las diferent diferentes es alte altern rnat ativ ivas as,, los los cuale cualess debe deben n cons consid ider erar ar costo costoss de cons constr truc ucci ción ón,, oper operac ación ión y mantenimiento. 4. Los Los bene benefi fici cios os debe deben n ser ser mayo mayore ress que que los los cost costos os de cada cada una una de las las alte altern rnat ativ ivas as consideradas. El Análisis de Costo Eficiencia debe seleccionar el proyecto que genera el valor presente neto mínimo entre las diferentes alternativas de sistemas de acueducto co nsiderados.
A.2. A.2.11.2 Anál Anális isiis de de Cos Costo to Míni Mínim mo de de Exp Expan ansi sión ón de Capa Capaci cida dad d El objetivo de un análisis de costo mínimo de expansión de capacidad del sistema de acueducto debe ser el de fijar los años que resulten óptimos para la ejecución de la expansión de la capacidad de distribución del sistema, teniendo en cuenta el efecto opuesto que se presenta entre las economías de escala y el costo de oportunidad de capital. El período de expansión de la capacidad del sistema de acueducto que va a ser diseñado debe definirse teniendo en cuenta los siguientes criterios: 1.
2.
Debe Debe buscars buscarse e el equilibri equilibrio o entre entre el período período de expansió expansión n fijado fijado por las econom economías ías de escala que prefieren un período largo y por consiguiente buscando componentes de distribución grandes, y el período de tiempo determinado por el costo de oportunidad de capital que tiende a ser un período corto con componentes de poca capacidad de distri distribuc bución ión buscan buscando do la invers inversión ión inmedi inmediata ata de los recurs recursos os en otros otros proyec proyectos tos de acueducto en las Empresas Públicas de Medellín. El período período de expansi expansión ón debe escoge escogerse rse para para todo el sistema sistema de acuedu acueducto cto consid considera erado do como global y no para cada componente particular del sistema, de tal forma que se pueda minimizar el impacto causado por las ampliaciones puntuales de cada componente.
ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
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3.
El períod período o de diseño diseño seleccio seleccionad nado o puede ajust ajustars arse e en cada etapa etapa de expansi expansión ón cuando cuando existan los estudios de demanda de agua potable realizados durante dos expansiones sucesivas que demuestren cambios en las funciones de demanda y en general en las condiciones bajo las cuales se formuló formuló el período de expansión expansión inicial. El nuevo período de expansión utilizado por la Empresas Públicas de Medellín debe ser obtenido con base en la metodología descrita en este numeral.
Para el diseño de sistemas de acueducto en las Empresas Públicas de Medellín, el período de expansión podrá ser aquel período en el cual se alcance la población de saturación definida por el plan de ordenamiento territorial de Medellín y los municipios atendidos por EEPPM para las diferentes zonas del proyecto. En caso de que el horizonte del proyecto sea menor al horizonte de alcance de la población de saturación, se debe establecer el período de expansión óptimo de acuerdo con los siguientes criterios de crecimiento de la demanda de agua potable. 1. Período Período de expansi expansión ón óptimo óptimo con con crecimien crecimiento to lineal lineal de la demanda. demanda. Cuando se realice este tipo de análisis análisis para establecer establecer el período período de expansión expansión óptimo debe partirse del supuesto que cuando se presenta un crecimiento lineal de la demanda, la longitud del período de expansión no cambia. En este caso, el período óptimo de expansión t del sistema de acueducto está dado por la siguiente ecuación: b =
donde b r t
rt e rt
Ecuación A.2.1.2
−1
= factor de economías de escala = tas tasa a anu anual al soci social al de de des descu cuen ento to = período período óptimo óptimo de expansión expansión en años
Alternativamente, el período óptimo puede aproximarse de forma explícita utilizando cualquiera de las dos siguientes ecuaciones:
=
t t=
6 ⋅ (1 − b1/3 )
Ecuación A.2.1.3
r
2.6 ⋅ (1 − b
)
1/12
Ecuación A.2.1.4
r
2. Período Período óptimo óptimo de expansión expansión con con crecimien crecimiento to exponenci exponencial al de la demanda demanda Cuando el crecimiento de la demanda de agua potable en la zona objeto del proyecto de diseño, es exponencial, el período óptimo de expansión t del componente del sistema está dado por la siguiente ecuación: b ⋅ g
−
b ⋅ g
r
1 − e b g t ⋅
=
r t
⋅ + ⋅
1 −eg t ⋅
Ecuación A.2.1.5
donde g = tasa tasa exponen exponencia ciall anual anual de crec crecimi imient ento o de la dema demanda nda 3. Défici Déficitt inicial inicial de capa capacid cidad ad de distr distribuc ibución ión
ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
46
Cuan Cuando do la capa capaci cida dad d inst instal alad ada a del del sist sistem ema a de acue acuedu duct cto o no sati satisf sfac ace e la dema demand nda a correspondiente, el período óptimo de expansión de la ampliación inicial debe ser mayor que el definido en las ecuaciones A.2.1.2 a A.2.1.4, debido a la necesidad de suplir tanto la demanda no satisfecha como la demanda proyectada. El período óptimo de la expansión inicial de la capacidad de distribución cuando existe déficit inicial, con crecimiento lineal de la demanda, debe calcularse mediante la siguiente ecuación:
ti
b ⋅ (t o + t i ) b −1 ln rt b 1 e r t ( − ) ⋅ ⋅ =
Ecuación A.2.1.6
r
donde t0 = período de retraso inicial con déficit de capacidad ti = período óptimo de la expansión inicial de capacidad con déficit inicial Para llevar a cabo el estudio de costo mínimo de expansión de la capacidad del sistema de acueducto para las Empresas Públicas de Medellín se debe seguir con la metodología descrita en los siguientes pasos: a. Estable Establecer cer la demanda demanda actual actual y futura futura de agua agua potable potable teniend teniendo o en cuenta cuenta factor factores es de mayoración. b. Determinar Determinar las las capacidades capacidades disponible disponibless del sistema sistema de acueduct acueducto o actual actual y en particular particular de cada uno de sus componentes. c. Esta Establ blec ecer er el défi défici citt o exce exceso so de capa capaci cida dad d de cada cada comp compon onen ente te del del sist sistem ema a de acueducto. d. Calc Calcul ular ar el retr retras aso o en años años de aque aquellllos os comp compon onen ente tess del del sist sistem ema a de acue acuedu duct cto o deficitarios, los cuales son los responsables de las limitaciones en la capacidad total actual del sistema de acueducto. e. Determ Determinar inar los valores valores apropiad apropiados os de los coefici coeficient entes es y variab variables les estable establecid cidos os en las ecuaciones A.2.1.2 a A.2.1.6. f. Esta Estable blece cerr los perío período doss ópti óptimo moss de expans expansió ión n de cada compo compone nent nte e del del sist sistem ema a de acueductos. g. Calc Calcula ularr el perío período do ópti óptimo mo de expa expans nsió ión n inic inicial ial para para cada cada uno de los comp compon onen ente tess deficitarios. h. Realiza Realizarr los anális análisis is de sensib sensibilid ilidad ad pertinen pertinentes tes a los período períodoss óptimos óptimos de expans expansión ión en función de las variables de las ecuaciones A.2.1.2 a A.2.1.6. i. Esta Estable blece cerr el plan de expa expans nsio ione ness de costo costo mínim mínimo o para para todos todos los compon component entes es del sistema de acueducto, ajustando los períodos óptimos y desplazando algunas inversiones para concentrar estas en el tiempo evitando expansiones demasiado continuas y sus correspondientes sobrecostos administrativos. j. Valora Valorarr los costo costoss del plan plan del sist sistema ema de de acueduct acueducto o objeto objeto del del diseño diseño..
ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Capí Capítu tulo lo 3 POBL POBLAC ACIÓ IÓN, N, DOT DOTAC ACIÓ IÓN N Y DEM DEMAN ANDA DA 3.1
ALCANCE
En este Capítulo se establecen los procedimientos que deben seguirse para evaluar la población, la dotación bruta y la demanda de agua en un sistema de acueducto, con el fin de determinar la capacidad real que debe tener cada componente particular a lo largo del período de diseño determinado. Para el municipio de Medellín y los demás municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, Medellín, la demanda de agua de un sistema sistema de acueducto acueducto se calcula con base en la proyección proyección de clientes que realiza EEPPM, así como con la dotación bruta por cliente calculada para cada circuito de los sistemas de acueducto.
3.2 3.2
ESTI ESTIMA MACI CIÓN ÓN DE LA POBL POBLAC ACIÓ IÓN N
En caso de que el diseño del proyecto proyecto de acueducto acueducto incluya una zona de un municipio municipio en la cual no se teng tenga a la proy proyec ecci ción ón de clie client ntes es,, las las depe depend nden enci cias as enca encarg rgad adas as de la plan planeac eació ión n y comercialización de proyectos de EEPPM deben hacer la estimación y ajustes de la población de acuerdo con los siguientes numerales. Para llevar a cabo el diseño de una nueva red de acueducto, el diseñador debe calcular los caudales caudales demandados. demandados. Para esto debe conocer ya sea los clientes clientes o la población tanto actuales como futuros, proyectados al período de diseño. En caso de que exista la proyección futura de clientes hecha por EEPPM o exista la información necesaria para llevar a cabo la proyección futura de clientes, el cálculo de los caudales se debe hacer utilizando la dotación por clientes descrita en el Numeral 3.4. El cálculo de la proyección futura de clientes se debe hacer de acuerdo con el Numeral 3.2.1. En caso de que el diseño de una red particular de acueducto incluya una zona de un municipio en la cual no se tenga la proyección de clientes, las dependencias encargadas de la planeación y comercialización de proyectos de EEPPM deben hacer la estimación y ajustes de población de acuerdo con los numerales 3.2.2 a 3.2.6.
3.2.1 Proyecció Proyección n de clientes clientes al período período de diseño diseño del del proyec proyecto to Para llevar a cabo el cálculo del número de clientes por abastecer, en el período de diseño del sistema de acueducto, el diseñador debe tener en cuenta: -
Comp Compor orta tami mien ento to Histór Históric ico o de los Suscri Suscript ptor ores es de la zona en estudi estudio o o ento entorn rno o según según Sistema Aguas EPM o de otros Sistemas Privados o Comunales cercanos. Plan Plan de Desarr Desarrollo ollo Munic Municipa ipal,l, meta meta de VIS VIS (Vivi (Viviend enda a de Inter Interés és Social Social). ). Proyectos Proyectos de Oferta Oferta y Demanda Demanda actividad actividad edifica edificadora dora - Camacol Camacol (Viviendas, (Viviendas, Comercio). Comercio). Crecim Crecimien iento to Suscr Suscript iptore oress de Energ Energía, ía, EPM EPM (u otro otro Ente Ente prest prestado ador). r). Meta Meta de crec crecim imien iento to de Susc Suscri ript ptor ores es del Siste Sistema ma Aguas Aguas,, EPM vs Presupu Presupues esto to (corto (corto y mediano plazo).
Para llevar a cabo el cálculo futuro, el diseñador puede utilizar algunos de los siguientes métodos, con la previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín: -
Métod Métodos os Mate Matemát máticos icos:: aritm aritméti éticos cos,, geomé geométri tricos cos,, etc. etc. Méto Método doss Heu Heurí ríst stic icos os de Ensa Ensayo yo y Err Error or.. Méto Método do de apro aproxi xima maci cion ones es suce sucesi siva vas. s.
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
3.2.2 Censos Censos de Medell Medellín ín y municipi municipios os atendid atendidos os p por or EEPPM EEPPM En caso de que en la zona objeto del diseño del sistema de acueducto no se cuente con los datos de densidad de saturación de acuerdo con el Plan de Ordenamiento Territorial para Medellín y los municipios atendidos por EEPPM, se deben recolectar los datos demográficos de la zona, en especial aquellos contenidos en los censos de población del DANE y los censos disponibles de suscriptores de acueducto y otros servicios públicos públicos de las Empresas Públicas de Medellín. Con base en los datos anteriores deben obtenerse los parámetros que determinen el crecimiento de la población.
3.2. 3.2.33 Cens Censos os de vivi vivien enda da Con respecto a los censos de vivienda, se deben utilizar los datos del DANE, acompañados de todos los datos registrados para las poblaciones o áreas correspondientes a la zona objeto del diseño del sistema sistema de acueducto, indicando indicando la fuente o el autor. Con base en estos datos debe obtenerse la tasa de crecimiento de vivienda. Con el fin de verificar los datos de vivienda vivienda del último censo, censo, deben hacerse hacerse muestreos muestreos de las unidades habitacionales habitacionales en cada zona de los municipios atendidos por EEPPM, al igual que los establecimientos comerciales, industriales y oficiales.
3.2.4 3.2.4 Densid Densidade adess actu actuale aless y futura futurass Con el fin de obtener las densidades futuras de población, se debe tener en cuenta la población de saturación saturación establecida establecida por el Plan de Ordenamient Ordenamiento o Territoria Territoriall para los municipios municipios atendidos por EEPPM. En caso de que en el período período de diseño no se llegue a la población población de saturación, saturación, la demanda de agua potable se debe proyectar a 30 años. Por otra parte, en caso de que la población población de saturación saturación sea mayor a la proyectada proyectada,, para el período de diseño, diseño, se debe utilizar la población de saturación para el diseño. Si la población de saturación se alcanza en un período menor al período de diseño, el período de diseño debe ser el correspondiente al momento en que se llegue a dicha población de saturación. Tenien Teniendo do en cuenta cuenta la identi identific ficació ación n de las zonas actuales actuales de la poblaci población ón y las zonas de expansión futuras, la densidad actual y la densidad proyectada deben hallarse con base en la población actual y futura de las zonas en las cuales se va a diseñar el proyecto de acueducto con el objetivo de verificar la expansión real del sistema. Siempr Siempre e se debe debe tener tener en cuenta cuenta la distri distribuci bución ón espaci espacial al de la poblaci población, ón, identi identific ficand ando o los diferentes usos de la tierra, los tipos de consumidores y la distribución espacial de la demanda. Las densidades de población y su distribución espacial deben estar acorde con las normas urbanísticas de los municipios atendidos por EEPPM, con los planes de desarrollo, con los planes de ordenamiento ordenamiento territorial territorial y con los demás programas programas formulados formulados por el gobierno municipal que determinen la distribución espacial de la población; y los usos de la tierra atendiendo los programas desarrollados según la Ley 388 de 1997.
3.2. 3.2.55 Méto Método doss de cál cálcu culo lo En caso de que no exista información sobre la población proyectada, el método de cálculo para la proyección de la población debe ser el geométrico, el logístico o el de Wappaus, detallado por zonas y detallando las densidades. Estos métodos de cálculo se encuentran explicados en la Guía RAS 001 “Definición del Nivel de Complejidad y Evaluación de la Población, la Dotación y la Demanda de Agua”. Los datos de población deben ajustarse con la población flotante, la población migratoria y otros casos especiales que se encuentren encuentren en las diferentes diferentes zonas del municipio. En caso de falta de datos, se recomienda la revisión de la proyección de la población teniendo en cuenta los datos disponibles en municipios cercanos que tengan un comportamiento similar al de la población objeto del diseño del sistema de acueducto.
3.2.6 Ajuste Ajuste por por poblaci población ón flotan flotante te y población población migratori migratoriaa El cálculo cálculo de la poblaci población ón para para ser abasteci abastecida da de agua potable potable debe debe consid considera erarr todas todas las actividades turísticas, laborales, industriales y/o comerciales que representen poblaciones flotantes
POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA
49
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P o poblaciones migratorias. Debe ajustarse la proyección de la población para para tener en cuenta esta esta población flotante de acuerdo con los estudios socioeconómicos disponibles para los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. En caso de que para la zona objeto del diseño del sistema sistema de acueducto acueducto existan posibilidades posibilidades de migración, migración, éstas deben deben tenerse en cuenta en los estudios de proyección proyección de la población. Para estos cálculos deben utilizarse las metodologías establecidas por el Departamento Nacional de Planeación o por la Oficina de Planeación del municipio.
3.3
USOS DEL AGUA
Para el diseño del sistema de acueducto, las dependencias encargadas de la planeación y comercialización de proyectos de EEPPM deben hacer un estudio de la dotación desagregada por usos y por zonas del municipio, el cual debe considerar los siguientes usos:
3.3. 3.3.11 Uso Uso res resid iden enci cial al Éste se define como el uso de agua potable destinado para el cubrimiento de las necesidades relacionadas con la vivienda de los clientes del municipio.
3.3 3.3.2 Uso co comerci ercial al Este uso de agua potable es el destinado a predios o inmuebles en donde se desarrollan actividades comerciales de almacenamiento o expendio de bienes, la gestión de negocios o venta de servicios y actividades similares tales como almacenes, oficinas, consultorios y demás lugares de negocio. Para establecer el uso comercial, se debe utilizar un censo comercial y realizar un estimativo de los consumos futuros. Se debe cuantificar y analizar detenidamente detenidamente la dotación comercial de acuerdo con las característ características icas de dichos establecimient establecimientos. os. Se deben estudiar los consumos consumos puntuales puntuales o concentrad concentrados os de demanda. Para estos estudios estudios podrán podrán utilizarse utilizarse dotaciones dotaciones y demandas demandas de zonas del municipio de Medellín en las que se cuente con datos de uso comercial.
3.3. 3.3.33 Uso Uso indu indust stri rial al Este es el uso de agua potable destinado a inmuebles en los que se desarrollan actividades industriales que corresponden a procesos de transformación de materias primas o de otro orden. Para establecer establecer el uso industrial, industrial, se deben hacer censos industriales industriales y estimativos estimativos de consumos consumos futuros. Se debe cuantificar y analizar la dotación industrial teniendo en cuenta cuenta las características de dicho dichoss esta establ blec ecim imie ient ntos. os. Debe Deben n estu estudia diars rse e los los cons consum umos os punt puntual uales es o conc concen entr trad ados os demandados con el fin de establecer los posibles grandes consumidores.
3.3 3.3.4 Uso Ofic Oficia iall Este es el uso de agua potable destinado a entidades de carácter oficial, establecimientos públicos que no desarrollen actividades de tipo comercial o industrial. Incluye planteles educativos a todo nivel, hospitales, clínicas, centros de salud, ancianatos y orfanatos de carácter oficial.
3.3 3.3.5 Uso Esp spec ecia iall Este es el uso de agua potable destinado a entidades sin ánimo de lucro que reciban donación de entidades oficiales de cualquier orden o que estas últimas hayan participado en su constitución, las instituciones de beneficencia culturales y de servicios sociales. Las Empresas Públicas de Medellín expedirán una resolución interna en las que clasificará los clientes pertenecientes a esta categoría de servicios.
POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA
50
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
3.4
DOTACIÓN NETA
La dotación neta se define como la cantidad mínima de agua para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de conducciones, en el sistema de distribución distribución de agua potable, potable, en los bombeos y en los tanques tanques de almacenami almacenamiento ento y/o compensación. La demanda de agua para el diseño de un proyecto específico, se debe calcular multiplicando el número número de clientes proyectado proyectado por la dotación neta por cliente cliente definida definida por EEPPM. En caso de que se tenga que hacer proyecciones de población, la demanda de agua se debe calcular multiplicando el número de habitantes p royectados por la dotación neta.
3.4. 3.4.11 Dota Dotaci ción ón ne neta ta mí míni nima ma Siempre que existan datos históricos confiables para la zona objeto del diseño del sistema de acueducto, la dotación neta para el diseño de un sistema nuevo o de una ampliación debe basarse en un análisis de los datos de medición. medición. La dotación por cliente cliente se debe estimar con base base en el sector y el estrato socioeconómico. En el caso de diseños de sistemas de acueducto nuevos o ampliación a sistemas existentes, se deben utilizar datos históricos de la zona del proyecto o de zonas del municipio de Medellín o demás municipios atendidos por EEPPM con las mismas características socioeconómicas de población, con el fin de definir la dotación neta mínima por cliente para dichas zonas. En caso de que no se cuente cuente con datos datos histór históricos icos,, se debe debe utilizar utilizar una dotación dotación neta mínima mínima de 19.6 19.6 3 m /cliente/mes. En aquellos casos en que no se cuente con proyección de clientes, el diseño debe utilizar una dotación neta mínima de 150 L/hab/dia.
3.4.2 Estimación Estimación de de la dotación dotación neta neta por compar comparación ación con con barrios, barrios, circuit circuitos os o municipios similares En caso de que no existan datos históricos históricos para la zona de los municipios municipios atendidos atendidos por EEPPM para el diseño de un nuevo sistema o la ampliación del sistema de acueducto existente, los cálculos necesarios para estimar la dotación neta deben hacerse teniendo en cuenta los datos históricos en zonas similares de la ciudad. Se debe tener en cuenta los siguientes aspectos para seleccionar seleccionar las poblaciones poblaciones similares: similares: estrato estrato socioeconóm socioeconómico, ico, actividad actividad comercial, comercial, actividad actividad industrial, tamaño de la población servida y condiciones de operación hidráulica. Las dotaciones históricas para el diseño, en todo caso, deben estar dadas por las Empresas Públicas de Medellín.
3.5
PÉRDIDAS
3.5.1 Pérdidas técnicas en la conducción y en los tanques de almacenamiento y/o compensación Para propósitos de diseño de un sistema de conducción de agua tratada, desde las plantas de tratamiento hasta los tanques de almacenamiento y/o compensación, debe establecerse el nivel de pérdidas en las conducciones después de la planta de tratamiento y antes del comienzo de la red de distribución, incluyendo los reboses y posibles infiltraciones en los tanques de almacenamiento y/o compensación. Esta cantidad debe ser un porcentaje del caudal medio diario, el cual debe ser inferior al 2%.
3.5.2 3.5.2 Pérdid Pérdidas as técnic técnicas as en la red red de dist distrib ribuci ución ón Las pérdidas técnicas en la red de distribución de agua potable aguas abajo de los tanques de almacenamiento y/o compensación, corresponden a las fugas de agua tanto detectables como no detect detectabl ables. es. Las fugas fugas detect detectable abless son aquellas aquellas que pueden pueden ser detectad detectadas as ya sea por los clie client ntes es,, como como serí sería a el caso caso del del esta estallllid ido o de una una tube tuberí ría, a, o por por EEPPM EEPPM haci hacien endo do uso uso de tecnologías tales como geofonía, radar de penetración de suelo, análisis de golpe de ariete y otras. Las fugas no detectables corresponden a goteos e n las uniones de tuberías, en los accesorios o en POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA
51
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P las acometidas domiciliarias; y a infiltraciones, donde la fuga no aflora a la superficie y su detección no es económicamente viable utilizando tecnologías avanzadas. Para propósitos del cálculo de los caudales de diseño el porcentaje de pérdidas técnicas en la red de distribución debe ser como máximo el 15%.
3.5. 3.5.33 Pérd Pérdid idas as técn técnic icas as Por pérdidas técnicas técnicas se entiende la suma de las pérdidas pérdidas técnicas en la red de distribución distribución más las pérdidas técnicas en la conducción y en los tanques de almacenamiento y/o compensación, aplicando únicamente aquellas pertinentes a un diseño particular.
3.5.4 Pérdidas Pérdidas comerciales comerciales en la red red de distribuc distribución ión Son aquellas pérdidas relacionadas con el funcionamiento comercial y técnico de la empresa prestadora prestadora de servicio. servicio. Se incluyen dentro dentro de estas pérdidas pérdidas las conexiones fraudulent fraudulentas, as, los clientes que se encuentren por fuera de las bases de datos de facturación de la empresa y los caudales dejados de medir por imprecisión o mala operación de los micromedidores. Para propósitos de diseño el porcentaje de pérdidas comerciales en la red de distribución debe ser como máximo máximo el 10%. En el caso de que la demanda de agua se haya calculado calculado con base en la proyección de clientes de EEPPM, este porcentaje debe incluirse en el cálculo del caudal de diseño. En el caso de que dicha demanda demanda se haya calculado con proyecciones proyecciones de habitantes, las pérdidas comerciales no deben tenerse en cuenta para el cálculo de los caudales de diseño de los sistemas de acueducto.
3.6
DOTACIÓN BRUTA
La dotación bruta para el diseño de los elementos que conforman el sistema de acueducto de las Empresas Públicas de Medellín debe calcularse de acuerdo con la siguiente ecuación: d bruta
=
d neta 1 − % p
Ecuación 3-7
El porcentaje de pérdidas de la Ecuación 3-7 corresponde al porcentaje de pérdidas técnicas descrito en el Numeral 3.5.1 de esta norma cuando se trate de proyectos de conducciones y/o tanques tanques de almacenamie almacenamiento nto y/o compensa compensación ción únicament únicamente. e. En el caso de diseño de redes redes de distribución se debe utilizar el porcentaje de pérdidas definido en el Numeral 3.5.2 de esta norma. El porcentaje de pérdidas de la Ecuación 3-7, debe incluir el porcentaje de pérdidas comerciales descrito en el Numeral 3.5.4, cuando el cálculo de la demanda se haga con base en proyección de clientes únicamente. El diseño de sistemas de acueducto para EEPPM debe desagregar la dotación por diferentes usos y por zonas de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín de acuerdo con el Numeral 3.3 de esta norma.
3.7
DEMANDA DE AGUA
3.7. 3.7.11 Caud Caudal al Medi Medio o Diar Diario io El Caudal Medio Diario, Qmd, es el caudal medio calculado para la población proyectada con sus ajustes teniendo en cuenta la dotación bruta calculada. Este caudal corresponde al promedio de
POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA
52
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P los consumos diarios en un período de un año, proyectado al horizonte de diseño, y debe calcularse mediante la siguiente ecuación: Q md
=
p ⋅ d bruta 30
Ecuación 3-8
En ésta última ecuación p representa en número de clientes proyectados, la dotación bruta está dada en m3/cliente/mes y 30 representa el número de días en el mes. En caso de que la demanda se haya calculado haciendo uso de proyecciones de habitantes, el Q md se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación: Q md
=
p ⋅ d bruta 86400
Ecuación 3-9
En este caso, p representa el número de habitantes proyectado y la demanda bruta debe estar dada en L/hab/d.
3.7. 3.7.22 Caud Caudal al Máxi Máximo mo Diar Diario io El Caudal Máximo Diario, QMD, corresponde al máximo caudal consumido, registrado en un período período de 24 horas a lo largo de un año. Este debe calcularse calcularse multiplica multiplicando ndo el caudal medio diario por el coeficiente coeficiente de consumo máximo diario, k1. El caudal máximo máximo diario diario debe debe calcularse calcularse mediante la siguiente ecuación: QMD
=
Qmd
k
× 1
Ecuación 3-10
3.7. 3.7.33 Caud Caudal al Máx Máxim imo o Hor Horar ario io El Caudal Máximo Horario, QMH, corresponde corresponde al caudal de consumo consumo máximo máximo registrado registrado durante durante una hora en un período de un un año sin tener en cuenta el caudal caudal de incendio. Se calcula haciendo uso de la curva de variación horaria dada por EEPPM; si no se cuenta con esta curva, el QMH se calcula calcula como el Caudal Máximo Diario multiplicado multiplicado por el Coeficiente de Caudal Máximo Máximo Horario, Horario, k2, como se muestra en la siguiente ecuación: QMH QMH
QMD × k 2 = QMD
Ecuación 3-11
3.7.4 3.7.4 Coefic Coeficien iente te de Caud Caudal al Máxim Máximo o Diari Diario o k 1 El Coeficiente de Caudal Máximo Diario, k 1, se debe obtener obtener de la relación entre el mayor caudal de consumo diario y el caudal de consumo medio diario, utilizando los datos registrados por Empres Empresas as Públicas Públicas de Medellín Medellín en un períod período o de mínimo mínimo un año. Este Este coefic coeficien iente te será suministrado al diseñador por parte de EEPPM. En caso de que no existan datos suficientes para el cálculo del coeficiente, éste debe tener un valor de 1.2.
3.7.5 Coeficient Coeficientee de Caudal Caudal Máximo Máximo Horario Horario con con relación relación al al Caudal Caudal Máximo Máximo Diario k 2 2 El Coeficie Coeficiente nte de Caudal Caudal Máximo Máximo Horari Horario o con relaci relación ón al Caudal Caudal Máximo Máximo Diario Diario,, k2 , debe calcularse, para el caso de ampliaciones del sistema de acueducto, como la relación entre el Caudal Máximo Horario QMH, y el Caudal Máximo Diario, QMD, registrados durante un período mínimo de un año, sin incluir los días en que ocurrieran fallas relevantes en el servicio o POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA
53
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P situaciones situaciones de emergencia. emergencia. Este coeficiente coeficiente será suministrad suministrado o por las Empresas Empresas Públicas de Medellín al diseñador. En caso de que no existan datos suficientes o se trate de un proyecto nuevo, el coeficiente de Caudal Máximo Horario debe ser de 1.7.
3.7. 3.7.66 Gran Gran Con Consu sumi mido dor r De acuerdo con el Artículo 17 del Decreto 302 de 2000, Resolución No. 138-00 de la Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico CRA, se define como Gran Consumidor no residencial del servicio de acueducto, todo aquel cliente o suscriptor que durante seis meses continuos supere en consumo los 1000 m3 mensuales.
3.7.7 Curva Curva de demand demandaa para los munici municipios pios atendi atendidos dos por por EEPPM EEPPM El equipo de Proyectos de Distribución el cual pertenece al Área de Distribución o el equipo de Despacho de Acueducto, el cual pertenece al Área Operación Sistema Interconectado de EEPPM, suministrará la curva de demanda para los circuitos de acueducto dentro del cubrimiento del servicio de las Empresas Públicas de Medellín. Se deben utilizar estas curvas de demanda para proyectos que involucren el sistema de acueducto.
3.8
CAUDAL DE DE IN INCEND ENDIOS
La dema demand nda a míni mínima ma cont contra ra ince incendi ndios os debe debe esti estima mars rse e tenie teniend ndo o en cuent cuenta a las sigu siguie ient ntes es especificaciones: para zonas residenciales densamente pobladas (150 habitantes por hectárea o mayor) o multifamiliares, comerciales e industriales de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, un incendio debe ser servido por 4 hidrantes de uso simultáneo. Las zonas residenciales unifamiliares deben ser servidas por 2 hidrantes en uso simultáneo. En ambos casos la capacidad mínima debe ser de 32 L/s por hidrante.
POBLACIÓN, DOTACIÓN Y DEMANDA
54
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Capítulo 4 CONDUCCIONES Las líneas de conducción son aquellas destinadas al transporte del agua tratada desde las plantas de tratamiento de las Empresas Públicas de Medellín hasta los tanques de almacenamiento y/o compensación, generalmente sin entrega de agua en ruta.
4.1
ALCANCE
En este Capítulo se establecen los criterios básicos, los aspectos específicos y los requisitos mínimos que debe cumplir el diseño de conducciones y líneas de impulsión dentro del sistema de acueducto de EEPPM, con el fin de garantizar la seguridad, la confiabilidad, la durabilidad, la funcionalidad, la calidad del agua, la eficiencia, la sostenibilidad y la redundancia del sistema. También se incluyen aquellos aspectos que desde el diseño tengan influencia sobre los procesos de construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento de las conducciones. La Tabla 4-5 muestra un esquema del contenido de este Capítulo:
Tabla 4-5 Esquema del contenido del Capítulo 4 "Conducciones" Componente Estudios Previos Condiciones Generales Parámetros de Diseño Diseño de las Conducciones Otras Consideraciones de Diseño Refe Refere renc ncia iaci ción ón de Com Compo pone nent ntes es del del Sis Siste tema ma de Cond Conduc ucci cion ones es Aspectos de la Puesta en Marcha de la Conducción Aspectos de la Operación de la Conducción Aspectos del Mantenimiento de las Conducciones 4.2
Capítulo 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.7 4.8 4.9 4.10
ESTU STUDIOS PREVI EVIOS
4.2. 4.2.11 Conc Concep epci ción ón de dell proy proyec ecto to Durante la concepción del proyecto de diseño de las conducciones y sus variantes deben definirse los criterios técnicos y económicos que permitan comparar todas las alternativas posibles para la conducción a partir de los datos de campo, de los datos geológicos y de los datos de consumo de la población que será abastecida por el proyecto objeto del diseño. Depe Depend ndie iendo ndo de la topo topogr graf afía ía,, la dist distan anci cia a y la dife difere renc ncia ia de nivel nivel entr entre e los tanq tanques ues de almacenamiento a la salida de las plantas de tratamiento y los tanques de almacenamiento y/o compensación, la conducción debe diseñarse como una tubería a presión, cumpliendo con todos los requisitos de resistencia para las presiones que se manejarán. Las conducc conduccion iones es nuevas nuevas deben deben diseña diseñarse rse,, además además,, con todas todas las estruc estructur turas as y facilid facilidade adess necesarias para garantizar un lavado lavado de la tubería durante su su operación normal. Estas estructuras deben incluir entre otros aspectos, las válvulas necesarias, las estructuras de disipación de energía y las estructuras de entrega a los cuerpos receptores.
4.2. 4.2.22 Infr Infrae aest stru ruct ctur uraa exis existe tent ntee Para el proceso de diseño deben identificarse las principales obras de infraestructura construidas y proyectadas dentro de la zona de influencia de la conducción que se va a desarrollar, tales como calles, calles, avenidas, avenidas, puentes, vías de metro metro y ferrocarr ferrocarril, il, líneas líneas de transmisió transmisión n de energía energía eléctrica, eléctrica, sistemas sistemas de alcantarillado alcantarillado y cualquier otra obra de importancia. importancia. El análisis de la infraestruc infraestructura tura
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P existente debe incluir un estudio sobre el sistema de conducciones, en el cual se establezca tanto el catastro de tuberías y accesorios, como el estado estructural de las tuberías y la operación hidráulica del sistema.
4.2. 4.2.33 Estu Estudi dio o de de la la dem deman anda da El diseñador debe conocer el estudio de la demanda de agua para las zonas de los municipios atendidos por EEPPM que van a abastecerse, o en su defecto debe realizar este estudio siguiendo lo establecido en el Capítulo 3 “Población, Dotación y Demanda” de esta norma.
4.2.4 4.2.4 Aspect Aspectos os gener generale aless de la zona zona de la conduc conducció ción n El diseñad diseñador or debe debe conoce conocerr todos todos los aspect aspectos os genera generales les de la zona zona por donde cruzará cruzará la conducción. En general deben conocerse los regímenes regímenes de propiedad y los usos usos generales de la zona objeto del diseño. Adicionalmente, el diseñador debe conocer los futuros proyectos de infraestructura, en particular en lo referente a la malla vial de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. Dentro de los proyectos de infraestructura se deben incluir, entre otros, los sistemas de transporte masivo, las redes de servicios públicos domiciliarios, las redes de acueducto y/o alcantarillado y las redes de servicios de otros operadores. operadores . Se deben conocer los cursos de agua con sus obras de canalización, tanto las existentes como las proyectadas, así como el sistema de drenaje urbano de la zona del municipio objeto del diseño. También deben quedar plenamente establecidos en el diseño cuáles son los terrenos de propiedad del estado, el departamento o el municipio atendido u operado por EEPPM o qué predios o servidumbr servidumbres es deben adquirirse adquirirse para nuevos nuevos trazados de conducciones. conducciones. Con el fin de establecer establecer concretamente los aspectos generales de la zona objeto del diseño de la conducción, o su ampliación, debe conocerse el levantamiento topográfico planimétrico de la zona del municipio, o de sus áreas de expansión.
4.2. 4.2.55 Estu Estudi dios os top topog ográ ráfi fico coss Para Para propós propósito itoss de diseño diseño,, el diseña diseñador dor debe debe recopil recopilar, ar, entre entre otra, otra, la siguie siguiente nte inform informació ación n topográfica, cuando esté disponible: 1.
Planos Planos aero aerofot fotogr ogramé amétri tricos cos de de la zona zona del del munici municipio pio dond donde e va a dise diseñar ñarse, se, cons constru truirs irse eo ampliarse la conducción.
2.
Plan Planos os de catas catastr tro o de toda todass las las obra obrass de infra infraes estr truc uctu tura ra exis existe tent nte e de la zona zona del del municipio objeto del diseño.
3.
Fotogr Fotografí afías as aére aéreas as exist existent entes es para para la la zona zona del del munic municipio ipio objeto objeto del del diseñ diseño, o, que que inclu incluyan yan claramente la zona donde va a diseñarse, construirse o ampliarse la conducción.
4.
Los Los plano planoss de catas catastr tro o o inve invent ntar ario io de las las redes redes de las las conduc conducci cion ones es exis existe tent ntes es que que tengan tengan relación con la conducción conducción objeto del diseño. En particular particular debe tenerse tenerse en cuenta la localización de las redes de distribución y/o los tanques de almacenamiento y/o compensación desde los cuales serán alimentados por la conducción.
5.
El levant levantam amien iento to topo topogr gráf áfic ico o planim planimét étri rico co de la zona zona del munic municip ipio io objet objeto o del diseñ diseño, o, o de sus áreas de expansión, en el sistema de información geográfica del SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín.
Para el diseño de las conducciones debe seguirse lo establecido en el manual de topografía de las Empresas Públicas de Medellín, “Alcances del trabajo y especificaciones para los levantamientos o localizaciones de trabajo de topografía en la investigación para diseño de redes de acueducto y/o alcant alcantari arillad llado, o, conduc conduccio ciones nes,, impuls impulsion iones es y obras obras civiles civiles (plant (plantas as de tratam tratamient iento, o, tanque tanques, s, estaciones estaciones de bombeo, bombeo, edificaciones, edificaciones, etc.)”. etc.)”. Se debe utilizar la versión versión del manual de junio de CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 2002, o aquella que la reemplace. En todos los casos se recomienda hacer amarres geodésicos en campo, con propósitos de verificación.
4.2. 4.2.66 Cond Condic icio ione ness geoló geológi gica cass El diseñador debe conocer todas las condiciones geológicas y las características del subsuelo en las zonas de trazado de la conducción. Mediante el uso de planos geológicos, deben identificarse las zonas de falla, de deslizamiento, de inundación y en general todas las zonas que presenten algún problema causado por aspectos geológicos, a partir de los planos de microzonificación sísmic sís mica a existe existente ntes. s. Se deben deben evitar evitar altern alternati ativas vas de trazad trazado o que crucen crucen zonas zonas clarame claramente nte identificadas como zonas de deslizamiento para las conducciones. El diseñador debe conocer específicamente el nivel de amenaza sísmica de la zona por donde cruzar cruzará á la conducci conducción. ón. En particul particular ar debe tenerse tenerse en cuenta cuenta lo establ estableci ecido do en la norma sismorresistente NSR-98, o aquella que la reemplace, con respecto a los niveles de amenaza sísmica de las diferentes zonas del territorio de los municipios atendidos por EEPPM.
4.2. 4.2.77 Cali Calida dad d de de agu aguaa Antes de proceder al desarrollo del diseño de una conducción nueva o una ampliación a una conducción conducción existente, existente, el diseñador debe conocer conocer las característi características cas de calidad del agua y su evol evoluc ució ión n a part partir ir de las las plan planta tass de trat tratam amie ient nto o y hast hasta a su lleg llegad ada a a los los tanq tanque uess de almacenamiento y/o compensación. Debe hacer uso de la información existente en EEPPM, y en caso de que se considere necesario o no exista información sobre calidad de agua, hacer uso de un programa de modelación de calidad de agua en la red.
4.2.8 4.2.8 Cuerpo Cuerposs recepto receptores res de de aguas aguas de lavad lavado o de la red red El diseño de la conducción conducción debe contemplar contemplar la necesidad necesidad del lavado de las tuberías tuberías con el fin de controlar las biopelículas y los depósitos inorgánicos de diferente origen que se depositan al interior de ésta. El diseña diseñador dor debe conocer conocer los cuerpo cuerposs de drenaje drenaje urbano urbano,, tanto tanto naturales naturales como artificiales de la zona que va a ser cruzada por la conducción, con el fin de establecer su capacidad hidráulica y su factibilidad para ser utilizados como cuerpos receptores de las aguas de lavado.
4.2. 4.2.99 Estu Estudi dio o de de suel suelos os Para el diseño de las conducciones se debe seguir lo establecido en el Capítulo G2, “Aspectos Geotéc Geotécnic nicos” os” del Título Título G del RAS 2000, o aquel que lo reempl reemplace ace.. En todo caso se debe considerar considerar la ayuda de un especialista especialista en Geotecnia que indique aquellos aquellos estudios estudios adicionales a los mínimos establecidos establecidos por el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Saneamiento Básico. El estudio geotécnico debe considerar los siguientes aspectos adicionales: 1. Estudios Estudios para determ determinar inar las propieda propiedades des corrosivas corrosivas de los los suelos alreded alrededor or del trazado trazado de la línea de conducción. Las características agresivas de los suelos se pueden determinar con base en el contenido de aniones del mismo, cloruros, sulfatos y sulfuros, pH, potencial rédox y resistividad. Este tipo de información información resulta resulta de interés interés para predecir predecir la agresividad agresividad de un suelo frente frente a, por ejemplo, una tubería enterrada y con base en esto, evaluar la corrosión y la protección correspondiente. co rrespondiente. Resistividad del suelo: El valor de la resistividad eléctrica del suelo sirve como índice de su agresividad; por ejemplo un terreno muy agresivo, caracterizado por presencia de iones iones tales tales como como clor clorur uros os,, tend tendrá rá resi resist stiv ivid idad ades es baja bajass por la alta alta facil facilid idad ad de transportación iónica. La resistividad del suelo puede ser medida por el método de Wenner o de los cuatro electrodos a la profundidad a la cual va a estar enterrada la tubería. El a.
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P método de los cuatro electrodos debe emplearse con un espaciado entre varillas de aproximadamente una vez y media (1.5) la profundidad de la tubería. La resistividad de un terreno depende, en particular, de su estructura, de las dimensiones de sus partículas constituyentes, de su porosidad y permeabilidad, del contenido de agua (humedad) y de su contenido de iones. En la Tabla 4-6 se puede ver el grado de agresividad del suelo según la resistividad de éste mismo.
Tabla 4-6 Clasificación de la agresividad del suelo según su s u resistividad Resistividad ( < 10 10 – 100 100 – 1000 > 1000
-m)
Grado de agresividad Severo Discreto Escaso Nulo
Tabla 4-7 Índice de corrosión según la resistividad del suelo Resistividad ( -m) >500 >200 to 500 >50 to 200 >20 to 50 10 to 20 <10
Índice de corrosión +4 +2 0 -2 -4 -6
Acidez de los suelos: Los suelos muy ácidos (pH <5.5) pueden motivar una rápida corrosión del metal desnudo, y la agresividad del suelo aumenta con el incremento de la acidez (disminución del pH), pero estos valores de pH no son normales. La mayor parte de los suelos tienen pH comprendidos entre 5.5 y 9.0, en cuyo caso la corrosión depende de otros otros factor factores. es. En suelos suelos alcalin alcalinos os parece parece existi existirr una cierta cierta correl correlaci ación ón entre entre conductividad y agresividad.
b.
Tabla 4-8 Índice de corrosión según la acidez a cidez del suelo pH >9 > 5.5 a 9 4.0 a 5.5 < 4.0
Índice de corrosión 2 0 -1 -3
Contenido de sulfuros, sulfatos y sales: La medida del Potencial Rédox efectuada con un electr electrodo odo de platin platino, o, permit permite e establ establece ecerr si un terren terreno o está está predis predispue puesto sto al crecimiento de bacterias sulfatoreductoras y por lo tanto determina el índice de corrosión del suelo. c.
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Tabla 4-9 Índice de corrosión según el contenido de sulfuro del suelo Contenido de sulfuro (mg/Kg) <5 5 a 10 > 10
Índice de corrosión 0 -3 -6
Tabla 4-10 Índice de corrosión según el contenido de sulfato del suelo Contenido de sulfato (mmol/Kg) <2 2a5 > 5 a 10 > 10
Índice de corrosión 0 -1 -2 -3
Tabla 4-11 Índice de corrosión según el contenido de sales del suelo Contenido de sales (mmol/Kg) <3 3 a 10 > 10 a 30 > 30 a 100 > 100
Índice de corrosión 0 -1 -2 -3 -4
De acuerdo con las diferentes variables y valores límites para determinar la corrosión en el suelo se tiene el siguiente resultado:
Tabla 4-12 Índice de corrosión según el contenido de sales del suelo Resultado to total >=0 -1 a -4 -5 a -10 < -10
Corrosión de del suelo No corrosivo Poco corrosivo Corrosivo Altamente corrosivo
2. Estudi Estudios os de compres compresión ión latera laterall para el caso de los anclajes anclajes y los empalm empalmes es que formen formen parte de la tubería de conducción. 3. Para Para una tuber tubería ía de mate materi rial al y tipo tipo de unió unión n dete determ rmin inad ados os,, para para ser util utiliz izad ados os en la conduc conducció ción, n, se debe debe estable establecer cer la máxima máxima deform deformaci ación ón en las juntas juntas,, causad causada a por movimiento de suelo, que puede resistir la tubería. 4. Se debe cumpl cumplir ir lo esta estable bleci cido do en la Resolu Resoluci ción ón 1096 de novi noviem embr bre e 17 de 2000 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico, en su artículo 192, “Consideraciones sísmicas de los diseños geotécnicos”. Cuando existan estudios particulares de zonificación sísmica deben emplearse los espectros de diseño recomendados según los mapas de microzonificación resp respec ectitivo vos, s, adem además ás de los requ requer erim imien iento toss espec especial iales es de diseñ diseño o sísm sísmic ico o que que se esta estable blece cen n para para cada cada zona zona en parti particu cular lar.. De lo cont contra rari rio, o, se debe deben n adop adopta tarr las las consideraciones sísmicas estipuladas en el Literal H.4.3.2.1 de la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismorresistente NSR-98, o los decretos que lo reemplacen o complementen, específicamente en lo relacionado con las excavaciones temporales que se presentan durante la instalación de tuberías. 5. El diseño diseño debe debe recopi recopilar lar la inform informaci ación ón sobre sondeos sondeos eventua eventualme lmente nte existen existente te en las Empresas Públicas de Medellín, que hayan sido hechos para el desarrollo o construcción CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P de otras obras en el perímetro urbano de la ciudad de Medellín o de los municipios atendidos por EEPPM.
4.2.10 Interferencia con con otras redes y corrientes eléctricas eléctricas Cuando el trazado de la línea de conducción cruce o esté cerca redes el éctricas, líneas del metro y líneas de alta transmisión, el diseñador debe estudiar la magnitud de las corrientes parásitas con el fin de seleccionar el material apropiado para la tubería de la conducción o su protección necesaria contra los problemas de corrosión inducido por corrientes eléctricas. En todo caso se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.4.6 y en el Numeral 4.5.6 sobre los materiales y protección adecuada adecuada para las tuberías, tuberías, en aquellos aquellos casos donde se presenten presenten interferencias interferencias con corrientes corrientes eléctricas y/o el trazado de la conducción cruce redes de gas o redes de alcantarillado.
4.3 4.3
COND CONDIC ICIO IONE NES S GEN GENERAL ERALES ES
Para Para la conc concepc epció ión, n, el dise diseño ño,, la cons constr truc ucci ción ón,, la puest puesta a en marc marcha ha,, la oper operac ació ión n y el mantenimiento de las conducciones deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones generales:
4.3. 4.3.11 Reco Recome mend ndac acio ione ness de traza trazado do 4.3. 4.3.1. 1.11 Recom Recomen enda daci cion ones es gene genera rale less Hasta donde sea posible el diseño de la conducción debe tener como objetivo el que ésta se instale en terrenos de propiedad públi ca, evitando interferencias con complejos industriales, vías de tráfico intenso, redes eléctricas, tuberías principales de redes de gas, colectores del sistema de alcantarillad alcantarillado, o, instalaciones instalaciones aeroportuarias aeroportuarias,, etc. En particular, particular, deben cumplirse los siguientes requisitos: 1. 2.
3. 4.
5. 6. 7.
El traza trazado do se debe debe hacer hacer,, en lo posib posible, le, paral paralelo elo a las las vías vías pública públicas. s. En caso caso contrar contrario, io, o si se considera inconveniente desde el punto de vista económico o que implique el uso de predios privados, será necesario establecer la correspondiente servidumbre. En caso caso de que se conside considere re necesa necesario rio,, deben deben estudia estudiarse rse alter alternat nativa ivass que no sigan sigan las vías públicas, para que el trazado no cruce hondonadas o puntos muy altos pronunciados, o porque se deban rodear quebradas y cauces profundos o para evitar cruces directos con obras de infraestructura importantes. Con el fin fin de acorta acortarr la longit longitud ud de la conduc conducció ción, n, o compar comparar ar con con trazad trazados os posibl posibles es en túnel, túnel, deben estudiarse estudiarse alternativas alternativas al trazado. Esto también también debe hacerse en caso de que sea necesario cruzar terrenos que tengan nivel es freáticos muy altos. El trazad trazado o de la línea de condu conducci cción ón debe debe permiti permitirr un acceso acceso direct directo o permane permanente nte a ésta, ésta, para los vehículos encargados de las labores de mantenimiento. mantenimiento. Además debe asegurar que que los los paso pasoss no se encu encuen entr tren en rest restri ring ngid idos os o cerr cerrad ados os para para las las labo labore ress de mantenimiento. En caso caso de que que el traza trazado do de la condu conducci cción ón quede quede locali localizad zado o por debaj debajo o de una vía vía de tráfico intenso, el acceso a las estructuras especiales o accesorios de la conducción debe hacerse desde uno de los lados de la vía. Los cruce crucess de las redes de acueduc acueducto to con canaliz canalizaci acione ones, s, quebrad quebradas, as, estruc estructur turas, as, vías vías férreas, vías del metro y otras redes se deben diseñar para cada caso particular con las protecciones requeridas y presentarse al equipo encargado del diseño. En el caso de de redes redes nuevas nuevas en vías con una una sola sola red, red, la tuberí tubería a de la conducció conducción n se debe debe localizar por el costado opuesto al alcantarillado de aguas residuales.
4.3. 4.3.1. 1.22 Recom Recomen enda daci cion ones es espec específ ífic icas as 1. El trazado trazado de de la línea línea debe debe ser lo más directo directo posible posible entre entre las las plantas plantas de tratamient tratamiento o y los tanques de almacenamiento y/o compensación.
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 2.
3.
4. 5. 6. 7.
El traza trazado do defin definititiv ivo o debe debe garan garantitiza zarr que que la línea línea piezom piezomét étri rica ca en todo todo punto punto de la conducción sea positiva y que en ninguna zona cruce con la tubería con el fin de evitar presiones manométricas negativas que representen un riesgo de colapso de la tubería por aplastamiento o zonas con posibilidades altas de cavitación. Debe Deben n evit evitar arse se los traz trazad ados os que impli impliqu quen en presi presion ones es excesi excesiva vass que que pued puedan an llegar llegar a afectar afectar la seguridad de la conducción. conducción. En caso contrario, contrario, el diseño debe prever que el tipo de tubería utilizado pueda soportar dichas presiones con los factores de seguridad correspondientes. El trazad trazado o debe evitar evitar tramo tramoss con pendien pendientes tes y contra contra pendie pendiente ntess que puedan puedan causar causar bloqueos por aire en la línea de conducción. En caso contrario debe incluir el diseño de las ventosas correspondientes. El traza trazado do definit definitiv ivo o debe debe evitar evitar,, hast hasta a dond donde e sea sea posi posibl ble, e, zonas zonas con alto riesg riesgo o de inundación o de deslizamiento. En caso caso de que que el nivel nivel freát freático ico qued quede e por encim encima a de la línea línea de de conducc conducción ión,, el diseño diseño debe contemplar todas las protecciones necesarias para que el material de la tubería no se vea afectado por éste. En el caso caso de redes redes nueva nuevas, s, la tuber tubería ía de la condu conducci cción ón se debe debe localiz localizar, ar, en lo lo posible posible,, en los costados norte y oriente, de las calles y carreras, respectivamente.
4.3. 4.3.22 Tipo Tiposs de co cond nduc ucci ción ón Todas las conduc conducciones ciones deben deben diseñarse diseñarse como como flujo flujo cerrado cerrado y a presión. presión. Las conduccio conducciones nes podrán ser por gravedad o por bombeo, conformando, en este último caso, una línea de impulsión hasta los tanques de almacenamiento y/o compensación.
4.3.3 Facilidad Facilidad de acceso acceso a cajas de vválvu álvulas las y accesorios accesorios En todos los casos, los conductos conductos que conformen conformen la conducción conducción deben tener facilidad de acceso acceso para los equipos de mantenimiento de las Empresas Públicas de Medellín, a lo largo de todo su trazado. En caso de que alguna de las estructuras estructuras de la línea de conducción, tales tales como válvulas de control, válvulas de quiebre o reducción de presión, etc., quede localizada por debajo de una vía de alto tráfico, el acceso para la operación y mantenimiento de estas estructuras debe hacerse desde el lado de la vía.
4.3.4 4.3.4 Protec Protecció ción n contr contraa la cont contami aminac nación ión El diseño debe tener especial cuidado con la posible contaminación de las aguas tratadas que se mueven a lo largo de la conducción. En general, los conductos a presión son poco vulnerables a la contaminación que se encuentra en los suelos que rodean la tubería desde la planta de tratamiento hasta los tanques tanques de almacenamiento almacenamiento y/o compensación. compensación. En caso de que la línea de conducción cruce terrenos que pudiesen causar contaminación del agua tratada, la tubería debe protegerse en su exterior según lo indicado en el Numeral 4.5.6 de esta norma, para evitar posibles problemas de infiltración hacia la tubería, ya sea por corrosión o por permeabilidad de la pared a ciertos contaminantes.
4.3.5 Vulnerabi Vulnerabilidad lidad y confiabi confiabilidad lidad de la línea línea de conducc conducción ión La conducción es vulnerable a la deformación del suelo causada por problemas geotécnicos, geológicos y/o topográficos. El diseño debe establecer el nivel de vulnerabilidad, con el fin de establecer establecer la necesidad necesidad o no de hacer redundante redundante la conducción conducción objeto del diseño. diseño. En caso de que se considere que la conducción es altamente vulnerable, el abastecimiento de agua debe ser redundante a través de las otras tuberías existentes en la red de conducciones, las cuales deben tener capacidad de mover los caudales requeridos bajo las condiciones de emergencia resultantes de la posible falla. falla. En caso de que no sea posible contar contar con la redundancia redundancia en la conducción conducción (cua (cuand ndo o no form forme e part parte e de una una red red inte interc rcon onec ecta tada da), ), el tanq tanque ue de alma almace cenam namie ient nto o y/o y/o compensación aguas abajo de ésta, debe tener un volumen de agua que garantice el consumo de la población en un tiempo igual al requerido para la reparación de la conducción o máximo 6 horas.
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Con el fin de establecer la vulnerabilidad de las tuberías de la conducción se debe seguir lo establecido en la Tabla 4-13. 4-13.
Tabla 4-13 Materiales de tuberías para la conducción c onducción de agua, normas aplicables y su vulnerabilidad frente a la deformación del suelo 2 TIPO DE MATERIAL Y DIÁMETRO Vulnerabilidad baja Hierro dúctil
NORMA AWWA
TIPO DE UNIÓN
Vulnerabilidad baja Series C1xx*
Vulnerabilidad baja Campana y espiga con empaque de caucho, fija Polietileno C906 Fundida Acero Series C2xx Soldada con arco voltaico Acero Sin designación Remachada Acero Series C2xx Campana y espiga con empaque de caucho, fija Vulner Vulnerabi abilid lidad ad baja baja a media media Vulner Vulnerabi abilid lidad ad baja baja a media media Vulner Vulnerabi abilid lidad ad baja baja a media media Cilindro de concreto C300, C303 Campana y espiga, fija Hierro dúctil Series C1xx* Campana y espiga con empaque de caucho, suelta Vulnerabilidad media Vulnerabilidad media Vulnerabilidad media Acero Series C2xx Campana y espiga con empaque de caucho, suelta Vuln Vulner erab abil ilid idad ad m medi ediaa a alt altaa Vulne Vulnera rabi bili lida dad d med media ia a alt altaa Vuln Vulner erab abil ilid idad ad m med edia ia a alta alta Cilindro de concreto C300, C303 Campana y espiga, suelta Acero Sin designación Soldada con gas Vulnerabilidad alta Vulnerabilidad alta Vulnerabilidad alta Hierro fundido Sin designación Campana y espiga, galvanizada o de mortero ∗ Se refiere a las series de las normas AWWA indicadas por la letra y el primer dígito de su número de tres dígitos. C1xx se refiere a las series C100s (tubería de hierro dúctil y accesorios), C2xx se refiere a las series C200s (tubería de acero) La conducción conducción también también es vulnerable a la conexión fraudulent fraudulenta a de clientes. En ningún caso se pueden pueden permiti permitirr estas estas conexiones conexiones a la red de conducci conduccione oness del sistema sistema de acuedu acueducto cto.. El diseña diseñador dor debe debe identi identific ficar ar aquella aquellass zonas zonas en las cuales cuales se consid considere ere que existe existe una alta alta vulnerabilidad a este tipo de conexiones y plantear posibles soluciones entre las que se encuentran la profundización de las tuberías, el uso de materiales especiales, etc. Adic Adicion ionalm alment ente, e, el dise diseño ño de las las líne líneas as de cond conduc ucci ción ón debe debe cont contem empla plarr el anál anális isis is de la vulnerabilidad de las tuberías frente a fenómenos de corrosión.
4.3.6 Control Control de de crecimien crecimiento to y desprendi desprendimient miento o de biope biopelícul lículas as Con el fin de evitar eventos de deterioro de la calidad de agua en el sistema de acueducto, el diseño debe contemplar un control del crecimiento y desprendimiento de películas biológicas estableciend estableciendo o una velocidad mínima de operación operación para las líneas de conducción. Esta velocidad debe corresponder a las condiciones de operación hidráulica de caudal de diseño en el momento de entrada en operación de la conducción.
4.3.7 4.3.7 Lavado Lavado para para remo remoció ción n de biope biopelíc lícula ulass El diseño debe garantizar la realización de un lavado unidireccional de las tuberías, el cual se caracteriza por: 2
http://www.crid.or.cr/crid/C w.crid.or.cr/crid/CD_Agua/pdf/spa/doc14589/doc14589 D_Agua/pdf/spa/doc14589/doc14589-3d.pdf -3d.pdf ) Adaptado de la página de Internet: http://ww
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. Remover Remover las biopelículas biopelículas debido a las velocida velocidades des de flujo que maneja maneja 2. Genera Generarr un alto alto esfue esfuerzo rzo cortan cortante te 3. Poner en movimie movimiento nto los depósitos depósitos de de material material inorgánico inorgánico al interior interior de la tuberí tubería. a. Este lavado unidireccional debe permitir la remoción de las arenas en los sifones invertidos y desprender desprender las biopelículas biopelículas y los depósitos inorgánicos inorgánicos depositados depositados al interior de la tubería. En caso de que se opte por esta solución, el diseño debe contemplar la instalación de una estación de vaciado de la tubería compuesta por una válvula especial o una válvula acompañada con su estructur estructura a de disipación de energía y su canal para conducir conducir el agua descargada descargada hacia el cuerpo cuerpo receptor, como se establece en el Nu meral 4.5.11.
4.3.8 4.3.8 Retir Retiros os (anch (anchos os de de servi servidum dumbre bres) s) El ancho de las servidumbres debe ser el mínimo que permita en forma cómoda realizar las tareas de inspección inspección y mantenimiento mantenimiento de la línea de conducción. El ancho de servidumbre servidumbre debe estar entre 4 y 6 m, dependiendo del diámetro de la tubería, de las condiciones de instalación, de la facilidad de acceso, de la pendiente, de la circulación del tráfico en la vía y del espacio para maniobras maniobras de los equipos. El diseño también también debe incluir las labores de mantenimient mantenimiento o que se deben hacer a estas servidumbres de acuerdo con sus condiciones y al tipo de intervenciones que se pueden hacer en ellas.
4.4
PARÁMETR ETROS DE DE DI DISEÑO EÑO
4.4. 4.4.11 Perí Períod odo o de dis diseñ eño o El período período de diseño de las conduccione conduccioness es de 30 años. En aquellos casos casos en los cuales cuales el análisis de costo mínimo sugiera un desarrollo por etapas, éstas deben diseñarse teniendo en cuenta dicho período de diseño.
4.4. 4.4.22 Caud Caudal al de dise diseño ño El caudal de diseño para las conducciones, o ampliaciones de ésta, corresponde al Caudal Máximo Diario QMD definido definido en el Numeral 3.7.2 de esta norma, más las pérdidas en la conducción conducción y las pérdidas en los tanques de almacenamiento y/o compensación.
4.4.3 4.4.3 Pérdid Pérdidas as de de agua agua en en condu conducci ccione oness Para propósitos de diseño, el caudal de diseño en las tuberías de conducción, se debe aumentar en un 2% con el fin de tener en cuenta las posibles pérdidas de agua a lo largo de las líneas de conducción y las infiltraciones en los tanques de almacenamiento y/o compensación. Este 2% es un porcentaje adicional a las pérdidas que se presentan en la red de distribución.
4.4.4 4.4.4 Calida Calidad d de agua agua en la la red de condu conducci cción ón En la etapa de diseño de conducciones conducciones para los municipios atendidos atendidos por las Empresas Empresas Públicas Públicas de Medellín, es necesario conocer la calidad de agua en cada uno de los nodos de la red, para asegurar asegurar que el agua distribuida distribuida cumple, en toda la red de conducciones, conducciones, con la calidad calidad de agua estipulada en el Decreto 475 de 1998 o aquel que lo remplace. Con el fin de realizar los cálculos de calidad de agua a lo largo de todo el sistema de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín, se deben utilizar los siguientes coeficientes de decaimiento:
Tabla 4-14 Coeficientes de decaimiento Ubicación Planta Ayurá Planta Villa Hermosa CONDUCCIONES
Kb 0.0398 0.0420 63
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Planta Manantiales Material Tubería de acero Tuberías asbesto cemento Tubería CCP Tubería PVC Tubería hierro dúctil Tubería fibra de vidrio
0.0108 Kw -0.05 -0.05 -0.0515 -0.05 -0.01 -0.05
La actualización de los valores establecidos en la Tabla 4-14 será responsabilidad de las Empresas Públicas de Medellín, que debe publicar los nuevos valores en forma tal que estén disponibles para los diseñadores.
4.4. 4.4.55 Requ Requis isit itos os de de tube tuberí rías as Las tuberías de conducción deben cumplir los siguientes requisitos: 1. 2.
El tipo tipo de tubería tuberías, s, de juntas juntas,, de materi materiales ales y de apoyo apoyoss debe ser ser adecuad adecuado o a la forma de instalación, instalación, garantiza garantizando ndo la completa completa estanqueidad estanqueidad del conducto conducto.. Así mismo, mismo, la tubería debe estar protegida contra impactos. Las tuberí tuberías as formada formadass por segment segmentos os rectos rectos pueden pueden colocars colocarse e en curva, curva, si es necesari necesario, o, median mediante te la deflex deflexión ión de las tuberí tuberías as en sus juntas, juntas, si éstas son del tipo flexible. flexible. Sin embargo, si el trazado trazado de la línea de de conducción implica una vulnerabilidad vulnerabilidad alta de acuerdo con lo definido en el Numeral 4.3.5 de esta norma, o cruza suelos con problemas de estabilidad, no se recomienda deflectar las tuberías en las uniones mecánicas con el fin de mantener mantener su flexibilidad flexibilidad y dar seguridad a la conducción. conducción. En el caso de juntas flexibles, flexibles, la deflex deflexión ión máxima máxima posibl posible e en cada cada junta, junta, con excepci excepción ón de juntas juntas con caract caracterí erísti sticas cas especiales, será la indicada por el fabricante de la tubería pero nunca podrá ser superior a los valores dados en la Tabla 4-15. Igualmente, se recomienda que el fabricante especifique el coeficiente de pérdidas menores correspondiente a las juntas flectadas, como función del ángulo de deflexión.
Tabla 4-15 Deflexiones máximas en tuberías (Tomada del Título B del RAS 2000) Diámetro tu tubo (m (mm) 100 o menores 150 200 250 300 400 450 500 600 750 900 1000 y mayores
Deflexiones 3° 0 ´ 3° 0 ´ 3° 0 ´ 3° 0 ´ 3° 0 ´ 2° 40 ´ 2° 25´ 2° 10´ 1° 45´ 1° 25´ 1° 10´ 1° 5´
En el caso de tuberías flexibles, éstas podrán ser deflectadas para formar curvas siguiendo lo establecido en las Normas Técnicas Colombianas o en normas técnicas internacionales, en caso de que las primeras no existan. En las tuberías de conducción que operen por bombeo bombeo se deben tener en cuenta adicionalmente los siguientes requisitos:
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. No pueden pueden interse intersect ctar ar en ningún ningún momento, momento, ni para ningún ningún caudal, caudal, la línea línea piezomét piezométric rica a en sus condiciones normales de operación. 2. Cuando Cuando las condici condicione oness topográf topográfica icass del trazado trazado de la línea línea de conducció conducción n impliquen impliquen una inflexión en la línea piezométrica, el flujo debe hacerse por gravedad a partir de este punto de inflexión. 3. En el punto punto en que un ducto ducto a presión presión por bombeo bombeo se transform transforme e en un ducto ducto a presión presión por grav graved edad ad,, en el caso caso de ause ausenc ncia ia de otro otross medi medios os,, para para gara garant ntiz izar ar el perf perfec ecto to funcionamien funcionamiento to debe instalarse instalarse un tanque tanque para el quiebre quiebre de la presión; presión; este tanque tanque debe tener un vertedero y un conducto para el agua vertida, dimensionados para el QMD de la conducción. 4. Cuando las las condicione condicioness topográfica topográficass del trazado trazado de de la tubería tubería present presenten en una aproxim aproximación ación entre la tubería y la línea piezométrica, el flujo debe hacerse por gravedad a partir del punto de mínima presión.
4.4.6 4.4.6 Materi Materiale aless para las las tuberí tuberías as de cond conducc ucción ión En relación con las características de los diferentes materiales que pueden conformar las tuberías de conducción, se debe cumplir con las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción de Redes de Servicio” de las Empresas Públicas de Medellín en su Capítulo 7, “Redes de Distribución, Acometidas Acometidas y Conducciones Conducciones de Acueductos”. Acueductos”. Adicionalmen Adicionalmente te se debe cumplir con todas las especificaciones técnicas establecidas en las Normas Técnicas Colombianas correspondientes, o en caso de que éstas no existan, de las normas internacionales AWWA, ISO, ASTM o BEN, con previa autorización de las Empresas Públicas de Medellín. Para la selección de los materiales de las tuberías deben tenerse en cuenta, durante el proceso de diseño de las conducciones, los siguientes factores: 1. La resisten resistencia cia contra contra la corros corrosión ión,, la agresiv agresivida idad d del suelo suelo y la corrosió corrosión n electro electrolít lítica ica ocasio ocasionad nada a por posible posibless corrie corriente ntess parásit parásitas. as. En partic particular ular,, las tuberí tuberías as deben deben tener tener protección contra la corrosión, siguiendo lo establecido en los numerales 4.5.5 y 4.5.6 de la presente norma. 2. La resistenci resistencia a contra contra la tuberculizac tuberculización ión e incrustaci incrustación ón en la pared interna interna de las las tuberías. tuberías. 3. La resisten resistencia cia a los esfuerz esfuerzos os mecánico mecánicoss produc producido idoss por las cargas cargas tanto tanto internas internas como externas. 4. La facilidad facilidad de desprendimi desprendimiento ento de biopelí biopelículas culas y depósit depósitos os inorgánicos inorgánicos.. 5. El tipo tipo de uniones uniones y la la necesidad necesidad de anclaje anclaje de de las tuberías. tuberías. 6. Las Las carac caracte terí ríst stic icas as de comp compor orta tami mien ento to hidrá hidráuli ulico co del del proy proyec ecto to obje objeto to del del dise diseño, ño, incl incluye uyend ndo o las las pres presio ione ness de trab trabajo ajo máxi máxima mass y míni mínima mas, s, y las sobr sobrepr epres esio iones nes y subpresiones causadas por golpe de ariete. 7. Las cond condici iciones ones económ económicas icas del proy proyect ecto. o. 8. La vid vida a útil útil de de las las tub tuber ería ías. s. 9. Para las tuberí tuberías as metálicas metálicas de diámetros diámetros nominale nominaless mayores mayores o iguales a 150 150 mm y hasta hasta 250 mm, se debe utilizar un recubrimiento interno de mortero de cemento. 10. El material de las tuberías tuberías debe elegirse teniendo en cuenta que las características de de éste satisfaga las necesidades del proyecto, considerando no solamente uno o dos de los puntos anteriormente indicados, sino examinándolos en conjunto y con los costos de inversión inicial y los costos de operación y mantenimiento a lo largo de la vida útil del proyecto, así como la seguridad y la vulnerabilidad de la tubería. 11. Para las tuberías tuberías de diámetros diámetros nominales nominales menores menores a 250 mm y hasta hasta 150 mm se debe usar tubería de hierro dúctil con mortero interior de cemento. El diseñador debe conocer las características que presentan los distintos materiales disponibles para conductos a presión típicos del sistema de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín. En este aspecto, se podrán utilizar tuberías tuberías de materiales comerciales siempre y cuando se conozcan las caracterís características ticas técnicas técnicas de cada material material y se cumplan con las normas técnicas nacionales nacionales o internaciona internacionales les mencionadas mencionadas en la Tabla 4-17, 4-17, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. CONDUCCIONES
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La Tabla 4-16 puede utilizarse como guía guía en el estudio estudio de los diferentes materiales materiales posibles. Sin embargo, embargo, pueden utilizarse utilizarse materiales no incluidos en la tabla siempre siempre y cuando cuando se cumplan con las especificaciones de las Normas Técnicas Colombianas correspondientes, o en caso de que éstas no existan, de las normas internacionales AWWA, ISO, ASTM, o DIN, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. En la Tabla Tabla 4-17 4-17 se mues muestr tran an algu alguna nass de las las norm normas as técn técnic icas as tant tanto o naci nacion onale aless como como internacionales sobre tuberías. Éstas deben cumplirse pero pero siempre dando prioridad a la Norma Técnica Colombiana correspondiente, en caso de que ésta exista.
Tabla 4-16 Características de las tuberías para conductos a presión (Adaptación del Título B del RAS 2000) Material Acero
Diámetros comerciales Desde 50 mm (2 pulgadas), a pedido
• • • • • • • • • • • • •
Concreto 250 a 1500 mm reforz reforzado ado con (10 a 60 pulgadas) o sin sin cili cilind ndro ro de acero (CCP)
CONDUCCIONES
•
• • • •
Características Relativamente liviana Alta resistencia a la tracción Adaptable a zonas donde puede haber asentamientos Resiste presiones altas Baja resistencia a la corrosión Dúctil y maleable Está sujeto a electrólisis Baja resistencia a la corrosión externa en suelos ácidos o alcalinos En diámetros grandes su resistencia a carga exterior es baja Está sujeta a la tuberculización cuando no tiene revestimiento interno. El revestimiento con pintura exterior e interiormente sólo se garantiza para 10 años Poca estabilidad estructural bajo presión negativa Diseño estructural acorde con la presión requerida En suelos ácidos (pH inferior a 4) necesita revestimiento epóxico externo. Muy resistente a cargas externas, a presión interna y a golpe de ariete. Pesada Buena estabilidad estructural Diseño Diseño estr estruc uctu tura rall acor acorde de con con la pres presió ión n requerida
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Material Hierro dúctil HD
Diámetros comerciales 100 a 600 mm (4 a 24 pulgadas) o más a pedido
• • • • • • • • •
Poli Polivi vini nilo lo de 12.5 mm a 900 mm (0.5 a cloruro (PVC) 36 pulgadas)
• • • • •
• • • •
Poliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP)
300 a 2400 mm
• • • •
Polietileno de alta densidad (PE)
20 mm a 1200 mm
• • •
Características Muy buena resistencia a la corrosión cuando está revestida con mortero. Buena resistencia a carga exterior Medianamente liviana Medianamente dúctil Facilidad de montaje Poca elasticidad (pero mayor que el Hierro Fundido) Sujeta a corrosión electrolítica cuando no está revestida externamente. No hay forma de dar continuidad eléctrica para protección catódica. Está sujeta a la tuberculización cuando no está revestida internamente. Los accesorios son revestidos con pintura Inerte a la corrosión Liviana y de fácil manejo Buena resistencia a cargas externas Temperatura máxima de trabajo 50 °C Baja resistencia a la flexión Fácil de perforar para incorporar acometidas Se degrada cuando está expuesta a los rayos solares Los accesorios superiores a 12 pulgadas, es necesario construirlos construirlos en HD. Hay mezcla de materiales. Inerte a la corrosión Liviana y de fácil manejo. No sujeta a electrólisis Para el montaje de accesorios como válvulas se utiliza el acero con pintura. Es necesaria la mezcla de materiales. Inerte a la corrosión Liviana y de fácil manejo Buena resistencia a cargas externas
Tabla 4-17 Especificaciones y normas técnicas sobre tuberías (Tomada del de l Título B del RAS 2000) Material de la Tubería ACERO
CONDUCCIONES
Norma Técnica Colombiana NTC 10 NTC 11 NTC 2587 NTC 3470 NTC 4001
Otras Normas (Selección a criterio del fabricante) AWWA C 200 AWWA C 208 ASTM A 589
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Material de la Tubería CONCRETO REFORZADO CON O SIN CILINDRO DE ACERO - CCP
Norma Técnica Colombiana NTC 747
POLIÉSTER NTC 3871 REFORZADO NTC 3919 CON FIBRA DE VIDRIO - GRP HIERRO DÚCTIL - HD
NTC 2587 NTC 2629
POLIETILENO DE ALT A LTA A DENSIDAD – PEAD
NTC 872 NTC 1602 NTC 1747 NTC 2935 NTC 3664 NTC 3694 POLIVINILO DE NTC 382 CLORURO NTC 369 PVC NTC 539 NTC 1339 NTC 2295
Otras Normas (Selección a criterio del fabricante) AWWA C 300 AWWA C 301 AWWA C 302 AWWA C 303 AWWA C 304 ASTM C 822 ASTM D 2310 ASTM D 2992 ASTM D 2996 ASTM D 2997 ASTM D 3517 AWWA C 950 AWWA C 153 ISO 2531 ISO 4179 ISO 8179 AWWA C 901-96 AWWA C 906-90 ASTM D 2239 ASTM D 2737 ASTM D 3035 ASTM D 3350 ASTM D 1784 ASTM D 2241 ASTM D 2855 AWWA C 900 AWWA C 905 AWWA C 907 DIN 16961
† Sólo para tuberías de polietileno clase 40 NOTA: NOTA: Las Normas Técnicas Colombianas NTC deben tener prioridad. El diseño debe tener en cuenta las siguientes consideraciones adicionales con respecto a los materiales de las tuberías de conducción: 1. Se recomiend recomienda a que las variantes variantes que se construy construyan an a partir partir de una tuberí tubería a de conducción conducción sean del mismo material de ésta, evitando la mezcla de materiales. 2. Todo diseño diseño de una conduc conducción ción nueva nueva debe incluir incluir un solo tipo de tubería, tubería, evitan evitando do la mezcla de materiales. En el caso de cruces de quebradas, se podrán utilizar otros materiales, con al aprobación previa de E EPPM. 3. Las tuberí tuberías as de repuesto repuesto para la conducci conducción ón que se solici soliciten ten como como parte del proyect proyecto o objeto del diseño, deben corresponder a las tuberías de máxima presión de dicho proyecto nuevo.
4.4.7 Especificac Especificaciones iones y control control de calida calidad d de tuberías tuberías para para conducci conducciones ones En relación con las especificaciones técnicas de las tuberías que conforman el diseño de la línea de conducción y de sus accesorios, debe cumplirse con los requisitos establecidos en las Normas Técnicas Colombianas correspondientes y, en caso de que estas no existan, con las normas AWWA, ASTM, DIN, ISO u otras normas técnicas equivalentes, previamente aprobadas por las Empresas Públicas de Medellín, las cuales se encuentran en la Tabla 4-18.
CONDUCCIONES
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Tabla 4-18 Ensayos de control de calidad y normas técnicas sobre tuberías (Adaptada del Título B del RAS 2000) Ensayos por material
Normas Técnicas NTC TUBERÍAS DE ACERO
Prueba hidrostática de tubo recto Propiedades físicas Propiedades químicas
Otras Normas AWWA C200 ASTM A370 ASTM A751
TUBERÍAS DE CCP Propiedades
Dimensiones Aplastamiento Acondicionamiento de plásticos Atoxicidad Olor y sabor Tiempo de falla a presión constante Presión de rotura a corto plazo Clasificación del compuesto para extrusión de PVC y CPVC. Resistencia al impacto Calidad de extrusión Prueba hidrostática
AWWA C 300 AWWA C 301 AWWA C 302 AWWA C 303 AWWA C 304 TUBERÍAS DE PVC NTC 3358 NTC 382 NTC 718 NTC 539 NTC 3578 NTC 3579 NTC 369 NTC 1125
NTC 3257 TUBERÍAS DE GRP Dimensionamiento NTC 3871 Resistencia. a tensión hidrostática a NTC 3871 largo plazo Resistencia a tensión diagonal NTC 3871 Resistencia a tensión longitudinal NTC 3871 Resistencia a compresión longitudinal NTC 3871 Tensión transversal NTC 3871 Ensayo de solidez NTC 3871 Ensayo de rigidez Contenido de vidrio Estanqueidad de juntas TUBERÍAS DE POLIETILENO Dimensiones y tolerancias NTC 3358 Contenido negro de humo NTC 664 Presión de rotura
NTC 3257
Prueba de presión sostenida a elevada temperatura Tiempo de falla a presión constante Esfuerzo de anillos a tensión Densidad
NTC 1747
CONDUCCIONES
NTC 3578
ASTM D 2122 ASTM D 2241 ASTM D 618 NFS Standard 14 NFS Standard 14 ASTM D 1598 ASTM D 1599 ASTM D 1784 ASTM D 2444 ASTM D 2152 ASTM D 2837 ASTM D 3567 ASTM D 2992 ASTM D 638 ASTM D 695 ASTM D 2290 ASTM D 2412 ASTM D 2584, ISO 1172 ASTM D 4161 ASTM D 2122 ASTM D 4218 ANSI/ASTM D1603 ASTM D 1598 ASTM D 1599 AWWA C 901 ASTM D 1598 ASTM D 2290 ASTM D 2839 - ASTM D 1505
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Normas Técnicas NTC
Ensayos por material Índice de fluencia Prueba de flexión Agrietamiento ambiental
Otras Normas ASTM D 1238 AWWA C 906-90
NTC 1602† TUBERÍAS DE HIERRO DÚCTIL NTC 2587
Acoples y accesorios †Sólo para Polietileno clase 40
Los proveedores de tuberías deben presentar la certificación de control de calidad otorgado por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC), así como la certificación de su utilización en trabajos exitosos de importancia realizados en el pasado ya sea en Colombia o en el exterior.
4.4.8 4.4.8 Presio Presiones nes en llaa red red de conduc conduccio ciones nes La presión interna de diseño de las tuberías que conforman las conducciones debe calcularse como el mayor valor que resulte entre la presión estática y la máxima sobrepresión ocurrida por causas de un fenómeno de golpe de ariete, calculada según el Numeral 4.5.9 de estas normas, multiplicado por un factor de seguridad, de acuerdo con la Ecuación 4-12 y Ecuación 4-13: p max
=
max( p estatica , p transiente )
p diseño
= k ⋅ pmax
Ecuación 4-12 Ecuación 4-13
donde pmax pestática ptransiente pdiseño k
= Presión máxima entre la presión estática y la presión transiente (m.c.a) = Presión estática (m.c.a) = Presión causada por fenómenos transientes (m.c.a) = Presión de diseño (m.c.a) = Factor de seguridad (igual a 1.1 para conducciones por gravedad; igual a 1.3 para conducciones por bombeo)
La presión nominal de trabajo de las tuberías y de todos sus accesorios debe ser mayor que la presión de diseño calculada de acuerdo con la Ecuación 4-13. 4-13. El diseño estructural de las tuberías siempre debe realizarse teniendo en cuenta el Numeral G.3 “Aspectos Estructurales” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace. En todo caso, la presión nominal de trabajo de las tuberías, válvulas y demás accesorios debe ser indicada por el fabricante considerando los factores de seguridad que considere convenientes, cumpliendo siempre con las pruebas, ensayos y normas técnicas correspondientes al material, al tipo de accesorio y/o al tipo de válvula. En el caso de que en alguno de los trazados de las conducciones se obtengan grandes presiones, debe efectuarse un análisis técnico-económico comparativo entre la posibilidad de adoptar las tuberías con altas presiones o la alternativa de disponer válvulas reguladoras de presión y tuberías de menor presión. Siempre debe verificarse que la presión resultante sea lo suficientemente alta alta para alcanzar bajo cualquier condición de operación las zonas más altas del trazado. La presión mínima en las tuberías de conducción, calculadas para la situación del caudal máximo, debe ser de por lo menos 14.0 m sobre la clave de la tubería para la condición más crítica de operación hidráulica.
CONDUCCIONES
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4.4.9 4.4.9 Diámet Diámetros ros de de tubería tuberíass en la red de de conduc conduccio ciones nes Para la selección del diámetro de las tuberías de la conducción deben tenerse en cuenta las presiones de trabajo máximas y mínimas, las velocidades del flujo máximas y mínimas, y las longitudes de cada tramo de la conducción. conducción. La elección de cada diámetro debe estar basada en una optimización de costos, tal como se explica en el Numeral 4.4.15. 4.4.15. Para el cálculo de los diámetros se deben emplear las ecuaciones de Darcy-Weisbach en conjunto con la ecuaci ecuación ón de Colebro Colebrookok-Whi White, te, establ estableci ecidas das en el Numera Numerall 4.5.3.1 de esta esta norm norma. a. Alternativamente se puede utilizar la fórmula de Hazen-Williams. Si la conducción está conformada por una línea de impulsión de bombeo, se debe utilizar la Ecuación 4-14 para predefinir el diámetro más económico. De X
K ( XQ ) 1 / 2
= =
(t / 24 ) 1 / 2
Ecuación 4-14
donde t Q De K
Es el número de horas de bombeo por día (horas) Es el caudal de bombeo (m³/s) Es el diámetro interior (m) Es un coeficiente que varía entre 1.2 y 1.6.
Este último coeficiente es función del costo de la tubería y el costo del kilovatio hora de energía eléctrica. Las Empresas Públicas de Medellín deben establecer para para cada caso particular cuál es el valor de este coeficiente que debe ser utilizado para un prediseño particular. El diámetro definitivo de las tuberías de impulsión en una estación de bombeo debe obedecer al análisis económico hecho utilizando un programa de computador en el cual se analice el costo de la energía de bombeo versus el costo de la tubería y el sistema aguas abajo de la bomba
4.4.10 4.4.10 Velocidade Velocidadess en las tuberías tuberías de conducción conducción Teniendo en cuenta que el agua que fluye a través de las tuberías de conducción puede contener materiales sólidos en suspensión o materiales disueltos que pueden precipitarse, ambos productos de los procesos procesos de la planta de tratamient tratamiento o de agua potable o de procesos procesos físicos y químicos químicos en las paredes internas de la tubería, debe adoptarse una velocidad mínima de operación para estas. Se reco recomi mien enda da una una veloc velocid idad ad mínim mínima a de 1.0 1.0 m/s m/s aunq aunque ue este este valo valorr depe depend nder erá á de las las caract caracterí erísti sticas cas de autolim autolimpiez pieza, a, de la calida calidad d de agua agua y de la magnit magnitud ud de los fenóme fenómenos nos hidráulicos que ocurran en la tubería. Con respecto a la velocidad máxima, en general ésta no debe limitarse en las tuberías de conducción. El límite de la velocidad estará dado por las fuerzas de arrastre ocasionadas por los esfuerzos cortantes internos internos de la tubería y por consiguiente de los anclajes que ésta requiera. requiera. Se recomienda una velocidad máxima de 6 m/s.
4.4.11 4.4.11 Velocidade Velocidadess para control de biopelículas biopelículas Teniendo en cuenta el posible crecimiento de películas biológicas en las paredes internas de las tuberí tuberías as que confor conforman man la conduc conducción ción y su consec consecuen uente te despre desprendim ndimient iento, o, el diseño diseño debe debe contemplar unas velocidades mínimas y máximas bajo condiciones normales de operación. Con el fin de retardar retardar el crecimiento crecimiento y/o regeneració regeneración n de películas películas biológicas, la velocidad velocidad mínima debe ser 1.0 m/s. Por otra parte, para evitar el desprendimi desprendimiento ento de éstas, éstas, el diseño debe especificar especificar la forma de asegurar, bajo cualquier condición especial de operación, el que en alguna tubería la velocidad máxima de flujo no supere 1.5 veces la velocidad máxima de flujo bajo condiciones normales. normales. También También se debe evitar el que se reverse la dirección dirección del flujo, en cualquiera cualquiera de las tuberías, bajo dichas condiciones especiales de operación.
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4.4.12 4.4.12 Velocidade Velocidadess para remoción de biopelículas biopelículas Col el fin de desprender desprender películas películas biológicas y depósitos depósitos inorgánicos al interior de las tuberías de conducción, conducción, se debe garantizar garantizar una velocidad velocidad de lavado de las tuberías que no sea inferior inferior a 3.6 m/s. En todo caso las operaciones operaciones de lavado implican implican que las tuberías tuberías estén provista provistass de sus respectivas válvulas de control, estructuras de disipación de energía y canales de conducción del agua lavada hacia los cuerpos receptores. El diseño debe incluir estos elementos y todos los cálcul cálculos os necesa necesario rioss que permit permitan an evaluar evaluar el compor comportam tamient iento o de la tuberí tubería a operan operando do a esta esta velocidad.
4.4.13 4.4.13 Pendientes Pendientes de las tuberías tuberías de conducción conducción Con el objetivo de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de las tuberías y su correspondiente eliminación a través de válvulas de ventosa colocadas para este efecto y con el fin de facilitar el arrastre de posibles depósitos hacia los puntos bajos y acelerar el desagüe de las tuberías, estas no deben colocarse en forma horizontal. Las pendientes mínimas recomendadas son las siguientes: 1. 2.
Cuan Cuando do el aire aire acumu acumulad lado o tien tiende de a circ circul ular ar en el sent sentid ido o del del fluj flujo o de agua, agua, la pendie pendient nte e mínima debe ser 0.04%. Cuando Cuando el aire aire fluye fluye en el senti sentido do contra contrario rio al flujo flujo de agua agua la pendie pendiente nte mínim mínima a debe esta estar r entre 0.1 y 0.15%.
En este último caso, la pendiente no podrá ser menor que la pendiente de la línea piezométrica en ese tramo de la conducción. conducción. Cuando sea necesario hacer más uniforme la pendiente de todos los tramos de la conducción, a costa de una mayor excavación y con el fin de evitar un gran número de ventosas y de cámaras de limpieza, debe realizarse una comparación económica entre dos opciones: una mayor excavación versus un mayor número de accesorios.
4.4.14 Profundidad de instalación de las tuberías a cota clave Con respecto a la profundidad de instalación de las tuberías objeto del diseño de la línea de conducción, debe tenerse en cuenta los siguientes aspectos: 1. En todos los casos casos la profundidad profundidad mínima mínima para para el tendido tendido de la línea línea de conducc conducción ión debe debe ser por lo menos 0.8 m medidos desde la superficie del terreno hasta la corona de la tubería. 2. En cruces cruces con vías de alto tráfico tráfico,, líneas líneas de ferroc ferrocarr arril, il, líneas líneas del metro, metro, la profun profundid didad ad mínima debe ser de 1.2 m, con excepción de aquellos casos en que sean diseñados sistemas de protección debidamente justificados y aprobados por las Empresas Públicas de Medellín, con el fin de disminuir dicho valor de profundidad. 3. En caso de que que la línea línea de conduc conducci ción ón cruce cruce por terre terrenos nos rocos rocosos os e ines inesta tabl bles, es, deben deben tomarse las medidas de protección necesarias establecidas en el Numeral 4.5.6, tales como revestimientos en concreto, anclajes en concreto reforzado, etc. 4. En caso de que que sea sea nece necesa sari rio o tend tender er la tube tuberí ría a en zonas zonas con con altas altas pendie pendient ntes es,, podr podrán án utilizarse tendidos superficiales siempre y cuando se tengan en cuenta todos los apoyos y anclajes anclajes antideslizante antideslizantes. s. Similarmente Similarmente,, desde el período de diseño diseño se deben tener en cuenta todas las medidas para garantizar la seguridad de la línea de conducción. 5. En caso caso de que por caus causa a de la natura naturalez leza a del terren terreno o o por otra otrass razones razones sea sea necesar necesario io colocar colocar la tubería tubería de conducción conducción a una profundidad profundidad inferior a 0.8 m., el diseño debe prever los los elem elemen enttos de prot protec ecci ción ón que que aseg asegur uren en que que la mism misma a no esta estará rá some someti tida da a deformaciones que puedan causar roturas o afectar el funcionamiento hidráulico normal de la línea de conducción. 6. En caso caso de que la líne línea a de condu conducc cció ión n se vea somet sometida ida a algú algún n tipo tipo de sume sumerg rgen enci cia a temporal, el diseñador debe tener en cuenta que podrán ocurrir levantamientos locales debidos a la subpresión cuando la tubería se encuentre vacía, durante operaciones de mantenimien mantenimiento. to. En este caso el diseño debe prever prever la colocación colocación de las correspondi correspondientes entes protecciones.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 7. En todos todos los casos casos debe verif verific icar arse se que la línea línea piez piezom omét étri rica ca quede quede ubic ubicad ada a en las condiciones más desfavorables de los caudales previstos, por lo menos 14 m por encima de la cota clave de la tubería. 8. En caso de que se utilicen utilicen tuberí tuberías as plástic plásticas as sensibl sensibles es a la luz ultravi ultraviole oleta, ta, estas estas deben deben necesariamente estar enterradas, o en su defecto protegidas de los rayos ultravioleta con pintura color aluminio o blanco. 9. Todos los pasos pasos sobre sobre quebradas, quebradas, ríos, ríos, canales, canales, depresi depresiones ones u otras otras estructur estructuras as deben, deben, en lo posible, estar enterrados con el fin de minimizar los pasos aéreos a los estrictamente necesarios, teniendo en cuenta aspectos de seguridad, vulnerabilidad, estética y menor costo de instalación, manteniendo el mismo material de la conducción. En estos casos se deben proveer bocas de inspección antes y después del cruce.
4.4.15 4.4.15 Generación Generación de alternat alternativas ivas Siempre que se diseña una red de tuberías, existe una gran cantidad de combinaciones de diámet diámetro ro para para cada cada uno de los tubos tubos que la confor conforman man,, que cumplen cumplen con las condici condiciones ones hidr hidráu áulic licas as de caud caudal al trans transpo port rtad ado o y de pres presió ión n mínim mínima a en cada cada uno uno de los los nodo nodos. s. Por consiguiente, el diseño de la red de conducciones debe buscar la alternativa óptima económica de combinación de los diferentes diámetros que cumplan con todas las restricciones hidráulicas. El diseño debe hacerse para todos los materiales establecidos en el Numeral 4.4.6 de la presente norma que cumplan con las especificaciones técnicas del proyecto y el cálculo del diámetro de cada alternativa debe seguir lo establecido en el Numeral 4.5.3. 4.5.3. Las alternativas deben basarse en criterios hidráulicos y deben ser evaluadas dentro de un proceso de optimización financiera que permita escoger aquella de menor costo, la cual debe ser objeto del diseño definitivo. Para el cálculo del diseño óptimo económico que cumpla con las restricciones hidráulicas, se podrá utiliz utilizar ar cualqu cualquier ier progra programa ma comerc comercial ial de análisi análisiss de redes redes que incluy incluya a el diseño diseño optimi optimizad zado o mediante técnicas de inteligencia artificial, tales como algoritmos genéticos, lógica difusa, sistemas expertos, etc. incluyendo los costos de materiales, los costos de instalación y los costos de operación y mantenimiento a lo largo de la vida útil del proyecto.
4.5 4.5
DISE DISEÑO ÑO DE LAS LAS COND CONDUC UCCI CION ONES ES
4.5.1 4.5.1 Diseño Diseño hidr hidrául áulico ico de de conducc conduccion iones es en redes redes El diseño hidráulico hidráulico de una conducción conducción nueva o la ampliación ampliación a una conducción conducción existente incluye no solamente el cálculo del diámetro de la tubería, sino también un análisis hidráulico de su interacción con la red de conducciones existente; por consiguiente, el diseño hidráulico de la conducción debe estar basado en los siguientes puntos: 1. Las ecuacione ecuacioness que tienen tienen que ser ser resueltas resueltas para para el diseño diseño deben deben ser las ecuacio ecuaciones nes de balance de masa en los nodos y las ecuaciones de conservación de energía en los circuitos. 2. Un método método de cálculo cálculo de redes redes de tuberías tuberías que que incluya incluya el caso de redes redes abiertas abiertas y que que a su vez esté basado en el método del gradiente para el cálculo de redes hidráulicas. 3. Los cálculos cálculos hidráulicos hidráulicos deben deben hacerse hacerse con con el diámetro diámetro interno interno real tanto tanto para para las tuberías tuberías existentes como para la tubería objeto del d iseño. 4. El dise diseño ño hidr hidrául áulic ico o debe debe tene tenerr en cuen cuenta ta todos todos los acce accesor sorio ioss que que caus causen en pérd pérdida idass menores relevantes tanto en las tuberías existentes como en la tubería objeto del diseño. Cada accesorio debe tener su coeficiente de pérdidas menores. Para el análisis hidráulico de las conducciones deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:
CONDUCCIONES
73
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1.
Debe Debe desarr desarroll ollar arse se un anál anális isis is hidráu hidráulic lico o de la líne línea a de condu conducc cció ión n que que simu simule le todas todas condiciones operacionales normales y de emergencia, definiendo el régimen de presiones y caudales caudales a todo lo largo de la línea. Este análisis análisis debe incluir las operaciones operaciones de lavado para control de biopelículas y de depósitos inorgánicos al interior de la línea. El anális análisis is hidráuli hidráulico co debe debe incluir incluir un anális análisis is de golpe golpe de ariet ariete e que tenga tenga en consi consider deraci ación ón todos los efectos hidráulicos de flujo no permanente causados por la operación normal de la conducción, operaciones bajo condiciones de mantenimiento y emergencias, incluyendo el posible estallido de la tubería.
2.
4.5.2 4.5.2 Modelo Modelo hidr hidrául áulico ico de de la red y estruc estructur turaci ación ón El diseño de la línea de conducción debe incluir su modelación matemática de tal forma que permita entender la hidráulica para cualquier condición de operación o cualquier condición de emergencia. emergencia. En particular particular el modelo modelo hidráulico debe permitir permitir establecer reglas reglas de operación operación del sistema de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín, bajo condiciones normales de operación o bajo condiciones especiales de mantenimiento y/o y/o emergencia. El modelo matemático debe montarse montarse en cualquier programa programa de análisis análisis hidráulico hidráulico de redes de acueducto acueducto que utilice utilice el método del gradiente en sus cálculos y permita el uso de las ecuaciones de Darcy-Weisbach y Colebrook-White. El modelo hidráulico debe tener en cuenta cuenta los siguientes puntos: 1.
El dis diseñ eño o debe debe hac hacer er uso uso de de prog progra rama mass para para el el cálc cálcul ulo o hidr hidráu áulic lico o de la red red que que uti utililice ce el método del gradiente para el análisis de la hidráulica de ésta. El programa también también debe tener capacidad de análisis para período extendido, al igual que rutinas para la optimi optimizac zación ión de diseño diseñoss hidráu hidráulic licos os median mediante te el uso de técnic técnicas as de inteli inteligenc gencia ia artifi artificia cial,l, tales tales como como algori algoritmo tmoss genétic genéticos, os, lógica difusa difusa y sistem sistemas as expert expertos. os. El programa también debe tener capacidad de hacer análisis de calidad de agua en la red, tanto para flujo permanente permanente como para flujo de período período extendido, haciendo haciendo uso de coeficientes de decaimiento de sustancias químicas tanto por reacción con las paredes de las tuberías como por reacciones en el cuerpo de agua.
2.
De todas formas, as, el método de cál cálculo y el prog progrrama utilizado ado para el análi álisis hidráulico de la red de conducciones debe permitir el análisis de líneas abiertas, en conjunto con el análisis de redes cerradas.
3.
El pro progr gram ama a utili utiliza zado do en en el diseñ diseño o de la la red red de cond conduc ucci cion ones es deb debe e perm permititir ir el el cálc cálcul ulo o optimizado de ésta. Esto quiere decir que los diámetros resultantes para cada una de las tuberías que conforman la red de conducciones deben estar optimizados desde el punto de vista de los costos globales de la red, incluyendo los costos de materiales, los costos de instalación y los costos de operación y mantenimiento a lo largo de la vida útil del proyecto. También deben tenerse en cuenta aspectos de calidad de agua en la red, con el fin de garantizar garantizar que en todo momento momento se cumpla con lo establecido establecido en el Decreto 475 de los Ministerios de Salud Pública y de Desarrollo Económico, o aquel que lo reemplace.
4.
Para Para el el cálc cálcul ulo o de la red red,, el prog progra rama ma uti utililiza zado do deb debe e hace hacerr uso uso de las las ecua ecuaci cion ones es de de pérdidas de energía en una tubería simple y de pérdidas de energía causada por los accesorios, tal como se establece en los Numerales 4.5.3.1, 4.5.3.1, 4.5.3.2 y 4.5.3.3 de esta norma.
5.
El pro progr gram ama a utili utiliza zado do par para a el cálc cálculo ulo de la la hidr hidrául áulic ica a de la red red de de cond conduc ucci cion ones es deb debe e poder comunicarse con otros programas utilizados por las Empresas Públicas de Medellín. Medellín. En particular, particular, el program programa a de cálculo hidráulico hidráulico debe poder poder comunicars comunicarse e con el sistema de información geográfica establecido por el SIGMA de EEPPM. Adicionalmente, debe tener la posibilidad de comunicarse con las bases de datos utilizadas por la empresa así como con otros programas comerciales para el cálculo de la hidráulica de redes de conducción.
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 6.
En el el caso caso de de ampli ampliac acio iones nes o exte extens nsion iones es a rede redess de condu conducc ccio ione ness exis existe tent ntes es,, o par para a plantear reglas para su operación, o en el caso de redes existentes, el programa para el cálculo de la hidráulica de la red de conducción debe contar con rutinas de calibración de redes existentes, con el fin de obtener los diámetros reales internos, los coeficientes de pérdidas menores y las rugosidades rugosidades absolutas de las tuberías. Desde el proceso de diseño, debe quedar establecida la forma de calibración del modelo hidráulico, la cual debe hacer uso de técnicas de inteligencia artificial tales como algoritmos genéticos, lógica difusa, difusa, sistemas expertos y otros. Para la calibración se debe hacer uso de la base de datos de medidas telemétricas de caudales, velocidades, presiones y altura de la línea piezométrica en los diferentes puntos de medición localizados a todo lo largo de las líneas de conducción. El modelo hidráulico adoptado para para simular simular la red de conduc conduccio ciones nes debe debe contar contar con una rutina rutina automáti automática ca de calibración.
Los datos que alimentan el modelo hidráulico de la red de conducciones deben incluir entre otros los siguientes: 1. Datos de de catastro catastro de la red de conducc conducciones iones de de las Empresas Empresas Públicas Públicas de Medellín. Medellín. 2. Datos Datos sobre sobre los diámetr diámetros os interno internoss reales reales de las tuberí tuberías as y los coefic coeficien ientes tes de fricció fricción no rugosidad absoluta de cada una de ellas. 3. Coefic Coeficien ientes tes de pérdidas pérdidas menore menoress de todos todos los accesori accesorios os que conform conforman an las líneas líneas de conducción. 4. Ecuac Ecuacio iones nes y coef coefic icie ient ntes es de cada cada una de las válv válvul ulas as que que conf confor orma man n el sistem sistema a de conduc conduccio ciones nes,, en partic particula ularr las válvul válvulas as locali localizad zadas as a la llegada llegada a los tanque tanquess de almacenamiento y/o compensación. 5. Asignación Asignación de caudales, caudales, contro controles les (horas (horas de cierre cierre en elementos) elementos) y factores factores de de consumo consumo (curvas de consumo).
4.5.3 4.5.3 Cálcul Cálculo o hidráu hidráulic lico o de tuber tuberías ías simp simples les Para el diseño de las líneas de conducción debe efectuarse el estudio hidráulico del flujo a través de la tubería de conducción con con el fin de determinar las presiones presiones en cada punto de la tubería. tubería. En ningún caso se permitirán presiones manométricas negativas. Además, deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: 1.
2. 3.
4.
Para Para el cálculo cálculo hidráu hidráulico lico y la determ determinac inación ión de las pérdi pérdidas das por fric fricció ción n en las tuberí tuberías as a presión debe utilizarse la ecuación de Darcy-Weisbach en conjunto con la ecuación de Colebrook-White. También puede utilizarse la ecuación de Hazen-Williams, con la debida consideración de los rangos de validez y la exactitud, especialmente en lo referente a los límites de diámetros y de número de Reynolds según se describe en el Numeral 4.5.3.3. En todos los casos, el diseño debe dejar claramente establecidas las suposiciones hechas para el cálculo del factor de fricción. La ecuaci ecuación ón de Darc Darcyy-We Weis isbac bach, h, utili utiliza zada da en conj conjun unto to con la ecua ecuaci ción ón de Coleb Colebro rook ok – White, es adecuada para todos los tipos de flujo turbulento, desde hidráulicamente liso hasta hidráulicamente rugoso. En el cálculo del flujo flujo en las tuberí tuberías as debe debe consider considerarse arse el el efecto efecto producido producido por cada cada uno uno de los accesorios colocados en la línea de la conducción y que produzcan pérdidas de energía adicionales, tales como las válvulas, los codos, las reducciones, las ampliaciones, etc. En ningún caso se permite el cálculo de pérdidas producidas por los accesorios utilizando la metodología de longitud equivalente. Para Para el cálculo cálculo de las pérdida pérdidass menores menores debe debe utiliza utilizarse rse el coefic coeficien iente te de pérdida pérdidass menores menores multiplicado por la altura de velocidad en el sitio donde se localiza el accesorio.
CONDUCCIONES
75
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
4.5.3. 4.5.3.11 Cálcul Cálculo o de de las las pérdid pérdidas as por fricci fricción ón En cálculo de las pérdidas de energía debidas a la fricción en una tubería o conducto cilíndrico largo, con un interior de diámetro continuo, debe hacerse mediante el uso de la ecuación de Darcy – Weisbach, mostrada a continuación: L v 2 h f = f ⋅ ⋅ D 2 ⋅ g
Ecuación 4-15
donde Factor de fricción Longitud de la tubería (m) Diámetro de la tubería (m) Velocidad media del fluido (m/s) Aceleración de la gravedad (m/s 2)
f L D v g
Esta ecuación conforma la ecuación universal de resistencia fluida para conductos a presión para la cual deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: 1.
El coeficient coeficiente e de fricción fricción de de Darcy, Darcy, f, para para tubería tuberíass de sección sección circular circular se se obtiene obtiene utilizando utilizando las siguientes ecuaciones: Flujo Laminar (Re menor que 2000) 64
f =
Re
Ecuación 4-16
donde Número de Reynolds
Re
Flujo Turbulento (Re mayor a 4000), desde flujo hidráulicamente liso a flujo hidráulicamente rugoso 1
f
donde
k = −2 log 10 s + 2.51 3.7 D Re f
Ecuación 4-17
Rugosidad absoluta de la tubería (m)
k s
Para calcular el factor de fricción de acuerdo con esta última ecuación se debe utilizar un proceso iterativo tal como el Método de Iteración de un Punto o el Método de Newton-Raphson. 2.
El númer número o de Reyno Reynolds lds (Re) (Re) est está á defini definido do por por la ecua ecuació ción: n: Re
=
⋅V ⋅ D
ρ
µ
Ecuación 4-18
donde ρ µ
Densidad del fluido (kg/m3) Viscosidad del fluido (Pa*s)
En todo caso el diseño debe evitar, para todas las condiciones normales de operación, la operación de la línea de conducción para flujos en la zona de transición (2000 < Re < 4000).
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 3.
En la Tabla 4-19 se dan los valores de la densidad y la viscosidad absoluta del agua como función de la temperatura media de ésta, los cuales deben utilizarse durante el diseño de las líneas de conducción.
Tabla 4-19 Densidad y viscosidad del agua según la temperatura (Tomada del Título B del RAS 2000)
4.
Temperatura ( C)
Densidad, ρ (Kg/m³)
Viscosidad, µ (x10-3 Pa*s)
0 5 10 15 20 30 40 50
999.9 1000.0 999.7 999.1 998.2 995.7 992.2 988.1
1.792 1.519 1.308 1.140 1.005 0.801 0.656 0.549
La rugo rugosi sida dad d abs absol olut uta a (k (ks) de las tuberías se debe evaluar tomando como guía la Tabla 420, la cual corresponde a tuberías nuevas, teniendo en cuenta su relación y dependencia con los siguientes factores: el material del cual están hechos los tubos, el proceso de fabricación de los tubos y el tiempo de servicio de ésta.
Tabla 4-20 Valores de rugosidad absoluta (Tomada del Título B del RAS 2000) Material Acero comercial C CP Hierro dúctil GRP Polietileno PVC 5. 6. 7.
Rugosidad absoluta k s (mm) 0.45 0.12 0.25 0.030 0.007 0.0015
La rugosid rugosidad ad absolut absoluta a indicada indicada en la tabla anteri anterior or debe ser multi multiplic plicada ada por un factor factor de 2.0, para tuberías con longitudes mayores a 1000 m. El envejecimi envejecimiento ento de tuberías tuberías de concreto concreto reforzad reforzado o aislado aislado interiorm interiormente ente y de de tuberías tuberías de materiales plásticos extruídas puede ser considerado despreciable para el proyecto de diseño de las conducciones a presión. Para Para tube tuberí rías as metá metálic licas as,, cuan cuando do no sea sea posi posibl ble e una una limp limpiez ieza a peri periód ódica ica,, el diseñ diseño o debe debe incluir un factor de seguridad sobre la rugosidad absoluta de la tubería, que refleje los efectos efectos hidráulicos hidráulicos del deterioro deterioro de la pared pared interna al final del período de diseño. diseño. Este factor debe ser aprobado por EEPPM y no puede ser inferior a 3.0.
4.5. 4.5.3. 3.22 Cálc Cálcul ulo o de las las pér pérdi dida dass menor menores es Para el cálculo de las pérdidas menores producidas por los accesorios colocados en la línea de conducción, tales como las válvulas, los codos, las tees, las reducciones, las ampliaciones y otros accesorios debe utilizarse la siguiente ecuación: H m
= K m ⋅
v2 2 ⋅ g
Ecuación 4-19
donde CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P K m
Coeficiente de pérdidas menores
El diseño debe justificar el valor de cada coeficiente de pérdidas menores para cada uno de los accesorios accesorios de la conducción, conducción, con base en la bibliografí bibliografía a adoptada por el diseñador. diseñador. A modo de ejemplo se presenta la Tabla 4-21 con algunos coeficientes de pérdidas menores para accesorios típicos de conducciones a presión.
Tabla 4-21 Coeficientes de pérdidas menores para accesorios comunes (Tomada del Título B del RAS 2000) Accesorio Válvula de globo, completamente abierta Válvula de mariposa, completamente abierta Válvula de cheque, completamente abierta Válvula de de co compuerta, co completamente ab abierta Codo de radio corto Codo de radio medio Codo de gran radio Codo de 45°0 Te, en sentido recto Te, a través de la salida lateral Unión Ye de 45°, en sentido recto Ye de 45°, salida lateral Entrada recta a tope Entrada con boca acampanada Entrada con tubo entrante Salida
Km 10.0 5.0 2.5 0.2 0.9 0.8 0.6 0.4 0.3 1.8 0.3 0.3 0.8 0.5 0.1 0.9 1.0
Para accesorios diferentes a los mostrados en la tabla anterior, el diseñador debe sustentar el coeficiente de pérdidas menores, el cual debe ser aprobado por EEPPM. Para el caso específico de las pérdidas menores causadas por las uniones entre los tubos que conforman la conducción, deben tenerse en cuenta l os siguientes requisitos: 1.
La pérdida pérdida de energ energía ía en tuberí tuberías as a presión, presión, que que present presenten en salient salientes es en las juntas juntas de los tubos a lo largo del perímetro interior de la sección, es la suma de la pérdida de energía debida a la fricción, calculada calculada como si no existieran existieran las juntas indicadas, indicadas, más las pérdidas menores debidas a la presencia de las juntas, las cuales se deben calcular por medio de la siguiente ecuación: H m
= K m ×
v
2
2 g
Ecuación 4-20
Para l j j/D menor que 30: K m
=
K 0 × K 1
Ecuación 4-21
K 1
Ecuación 4-22
Para l j j/D mayor que 30: K m
=
La variable l j j corresponde a la distancia entre juntas, en metros, y D corresponde al diámetro interno real de la tubería, en metros.
CONDUCCIONES
78
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Los coeficientes K0 y K1 deben tomarse de la Tabla 4-22 y Tabla 4-23 mostradas a continuación:
Tabla 4-22 Valores de K 0 (Tomada del Título B del RAS 2000) l j j / D K0
4 0.30
8 0.45
12 0.58
16 0.68
20 0.78
24 0.87
30 1.00
Tabla 4-23 Valores de K 1 (Tomada del Título B del RAS 2000) d/D K1
0.01 0.02 0.015 0.035
0.03 0.06
0.04 0.09
0.05 0.13
0.06 0.17
0.07 0.21
0.08 0.26
0.09 0.32
1.00 0.38
donde, d = long longit itud ud salie alient nte e de la tuber uberíía en una una junt junta a (m) (m) 2.
Las pérdi pérdidas das de energ energía ía debida debidass a las unione unioness de tipo tipo campana campana y espigo espigo y a unione unioness con anillo anillo de caucho caucho simila similarr pueden pueden consid considera erarse rse como como despre desprecia ciable bles, s, debido debido a que no presentan salientes hacia el interior de la tubería, siempre y cuando la longitud de la conducción sea de por lo menos 500 m. Para tuberías con longitudes inferiores inferiores a este valor, el diseño debe considerar el coeficiente de pérdidas menores por unión dado por el fabricante en sus catálogos.
4.5.3. 4.5.3.33 Cálcul Cálculo o hidráu hidráulic lico o con la Ecuac Ecuación ión de de Hazen-Wi Hazen-Will lliam iamss Alternativamente, para el cálculo del diámetro de las tuberías de las conducciones, se podrá utilizar la ecuación de Hazen-Williams mostrada a continuación: H
10 .69
=
L ×Q 1.852
×
1.852
−
C
×
×
D
4.867
−
Ecuación 4-23
donde L Q C D
Longitud de la tubería (m) Caudal (m3/s) Coeficiente de Hazen-Williams Diámetro de la tubería (m)
En este caso es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones limitantes para el uso de esta ecuación, las cuales son: a. El diámetro nominal no puede ser menor a 100 milímetros. milímetros. b. La velocidad no puede ser mayor a 3 m/s. c. El flujo no puede ser laminar. Debido a las restricciones de velocidad en e l uso de esta ecuación, para establecer las condiciones de lavado de las tuberías de la conducción, es necesario verificar la sensibilidad de los resultados hidráulicos. En caso de que las velocidades de lavado sean mayores, mayores, para los cálculos hidráulicos correspondientes, se debe hacer uso de la ecuación de Darcy-Weisbach en conjunto con la ecuación de Colebrook-White. Para obtener el coeficiente de Hazen-Williams a ser utilizado en la Ecuación 4-23 se deben utilizar los valores establecidos en la Tabla 4-24.
Tabla 4-24 Valores del Coeficiente CHW de Hazen-Williams (Tomado del del libro “Hidráulica de Tuberías” – Juan G. Saldarriaga)
CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Material
Condición
Acero soldado
Constante
Acero bridado
Constante
Concreto PVC Hierro dúctil
Diámetro (in) d≥12 8≤d≤10 4≤d≤6 d≥24 12≤d≤20 4≤d≤10 Todos Todos Todos Todos
Formaleta de acero Formaleta de madera Centrifugado Constante Con revestimiento interior de cemento
CHW 120 119 118 113 111 111 107 140 120 135 150 140 - 150
Polietileno3 GRP4
150 150
4.5. 4.5.44 Cali Calida dad d del del ag agua ua Como parte del diseño es necesario hacer los cálculos de la evolución de la calidad de agua en la red de conducciones. Para esto se debe utilizar cualquier programa programa comercial de análisis de redes de acueducto que utilice el método del gradiente y que cuente con rutinas de cálculo de calidad de agua en tiempo extendido. Las ecuaciones para el análisis de la calidad de agua deben ser tales que simulen los procesos de decaimiento del cloro residual en la red, los cuales deben permitir calcular la concentración de cloro y el tiempo de vida media del agua en cada nodo y la edad media del agua. Para el uso de estas ecuaciones se deben utilizar las constantes de decaimiento mostradas en el Numeral 4.4.4 de esta norma o aquellos por los cuales sean reemplazados. Con propósitos de cálculo cálculo puede aplicarse la siguiente ecuación unidimensional de conservación de la masa para una concentración de cloro diluida en agua con flujo a través de una tubería: dc dt
= −v *
dc dx
− K b * c −
K w R
* (c − c w )
Ecuación 4-24
donde c c w w v R t x K w w K b
Concentración de cloro (mg/L) Concentración de cloro en la pared de la tubería Velocidad media del agua (m/s) Radio hidráulico de la tubería (m) Tiempo (s) Abscisa o distancia horizontal (m) Coeficiente de transferencia entre el agua y la pared de la tubería Constante de reacción de primer orden en el agua
El proceso de mezcla de agua en los nodos debe calcularse aplicando la siguiente ecuación de continuidad: C ij * Qij C s = Ecuación 4-25 Qij
∑ ∑
3
http://www.coval.com.co/ http://www. coval.com.co/pdfs/man_pavco_pea pdfs/man_pavco_pead.pdf d.pdf “Manual Técnico: Sistemas de Tuberías y Accesorios PEAD para conducción de agua potable Acuaflex, PAVCO” 4 http://www.subor.com.tr/ http://www.subor.com.tr/english/html/Ctp_P english/html/Ctp_Pipe.html ipe.html - 19k
CONDUCCIONES
80
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P El proces proceso o en los tanque tanquess de almace almacenam namient iento o y/o compen compensac sación ión puede puede calcul calculars arse e con las siguientes ecuaciones: dV
= ∑qe − ∑q s
dt d (V * c) dt
= ∑qe * ck − ∑q s * c j − K b * c
Ecuación 4-26
donde c j c k k Qij qe qs V C ij ij C s
Concentración en un caudal de salida (mg/L) Concentración en un caudal de entrada (mg/L) Caudal que fluye del nodo i al nodo j (m 3/s) Caudal de entrada (m 3/s) Caudales de salida (m3/s) Volumen de agua en e l (los) tanque (tanques) (m 3) Concentración de cloro que entra del nodo i al nodo j (mg/L) Concentración final de cloro en el agua que sale del nodo j (mg/L)
4.5. 4.5.55 Corr Corros osió ión n en en tub tuber ería íass En general en el caso de tuberías metálicas, ninguna parte metálica del sistema debe estar en contacto directo con el agua. En el caso de tuberías de acero acero se debe utilizar recubrimiento interno interno y externo en mortero como se indica en el Numeral 4.5.6. 4.5.6. En el caso de de tuberías tuberías con diámet diámetros ros nominales inferiores a 200 mm se deben utilizar pinturas epóxicas al interior de la tubería. En caso de que sea posible utilizar la alternativa de aceros inoxidables, ésta es la mejor opción y por consiguiente consiguiente se debe utilizar. utilizar. Las tuberías tuberías que llegan o salen de los tanques tanques de almacenamie almacenamiento nto y/o compensación, compensación, que lleguen lleguen hasta hasta las válvulas válvulas y tengan tengan diámetros diámetros nominales inferiores inferiores a 200 mm, deben ser en acero inoxidable y soldadas con el proceso TIG, al igual que todas las estructuras metálicas interiores. Todas las protecciones contra la corrosión tanto interna como externa en las tuberías de la conducción deben cumplir con lo estipulado en las normas AWWA, NACE, DIN e ISO.
4.5.6 4.5.6 Recubr Recubrimi imient entos os y protec protecció ción n de Tuberí Tuberías as 4.5. 4.5.6. 6.11
Recub Recubri rimi mient entos os exte extern rnos os
El diseño de las tuberías de la red de conducciones debe incluir un análisis sobre el recubrimiento externo y la protección de las la s tuberías. Los revestimientos de las tuberías pueden ser: polietileno o polipropileno, resina epóxica, mortero de cemento, etc. En el caso de tuberías de acero se recomienda hacer uso de recubrimientos con mortero. Las tuberías metálicas, exceptuando las de hierro dúctil, deben tener continuidad eléctrica y estaciones de medición, según lo establecido en el manual AWWA M27 “External CorrosionIntroduction to Chemistry And Control”. Las tuberías de hierro dúctil deben encapsularse en manga de polietileno para aislarlas de las corrientes eléctricas parásitas, siguiendo lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 3819 y el manual AWWA M27 “External Corrosion - Introduction to Chemistry And Control”. En todo caso, las Empresas Públicas de Medellín deben aprobar los recubrimientos externos contenidos en el diseño de la red de conducción. Las siguientes normas describen algunos recubrimientos externos para diferentes materiales de tuberías: NORMA AWWA Manual M41
CONDUCCIONES
NOMBRE Ductile-Iron Pipe and Fittings
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P NORMA AWWA Manual M27 AWWA C105/A 21.5 DIN 30675-2 NTC 747 NTC 3818 NTC 3819 NTC 4326 NTC 4937 – 1 NTC 4937 – 2
NOMBRE Extern External al Corros Corrosion ion - Introd Introduct uction ion to Chemis Chemistry try And Control Polyethylene Encasement for Ductile-Iron Pipe Systems External corrosion protection of buried pipes; corrosion protection systems for ductile iron pipes Tubos ubos de pres presió ión n tipo tipo cil cilindr indro o de acer acero o con con recubrimiento de hormigón, mortero o ambos Tube Tuberí ría a metá metálilica ca.. Recu Recubr brim imie ient nto o epóx epóxic ico o con con adherencia adherencia mediante mediante fusión fusión para aplicación aplicación externa sobre tubería de acero Tubería Tubería metálica. metálica. Recubrimien Recubrimiento to de polietile polietileno no para tubería metálica Tubos de acero. Recubrimiento externo con triple capa a base de polipropileno. Aplicación por extrusión. Tubería de hierro dúctil. Revestimiento exterior de zinc. Parte 1: zinc metálico con capa de acabado. Tubería de hierro dúctil. Recubrimiento exterior de zinc. Parte 2: Pintura rica en zinc con capa de acabado.
4.5. 4.5.6. 6.22 Recub Recubri rimi mient entos os inte intern rnos os El diseño de las tuberías de la red de conducciones debe incluir un análisis sobre el recubrimiento interno interno y la protección protección de las tuberías, tuberías, el cual debe ser previamente previamente aprobado por las Empresas Empresas Públicas de Medellín. En tuberías de acero acero se recomienda el uso uso de recubrimientos internos con mortero. En el caso de tuberías con diámetros inferiores a 200 mm, se debe tener en cuenta el uso de pintura epóxica. En general se podrán usar los materiales que se describen en las siguientes normas, con el fin de proteger internamente las tuberías: NORMA AWWA C104/A21.4 AWWA C116/A 21.16 AWWA D104 AWWA C550 NTC 2629 NTC 4777 NTC 747
NOMBRE Cement-Mo Cement -Morta rtarr Lin Lining ing for Duc Ductil tile-I e-Iron ron Pip Pipe e and Fittings for Water Protective Protective Fusion-Bonded Fusion-Bonded Epoxy Coatings Coatings Int. & Ext. Surf. Ductile-Iron/Gray-Iron Fittings Auto Automa matitica callllyy Cont Contro rolllled ed,, Impr Impres esse sedd-Cu Curr rren entt Cathodic Protection for the Interior of Steel Water Tanks Protective Epoxy Interior Coatings for Valves and Hydrants Tubería de Hierro dúctil. Revestimiento de MorteroCemento Centrifugado. Controles de Composición del Mortero Recientemente Aplicado. Recubr Recubrimi imient entos os protec protector tores es epóxic epóxicos os interi interiore oress para válvulas e hidrantes. Tubo Tuboss de pres presió ión n tipo tipo cili cilind ndro ro de acer acero o con con recubrimiento de hormigón, mortero o ambos
Adicionalmente, el tipo de recubrimiento y protección debe cumplir con lo establecido en las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción en Redes de Servicios” en su Capítulo 7, en la Especificación 704 para tuberías de acero.
4.5.7 Accesorios Accesorios y estructu estructuras ras para para las las tubería tuberíass de conducció conducción n 4.5. 4.5.7. 7.11 Aspe Aspect ctos os g gen ener eral ales es En todos los casos de diseño de conducciones, nuevas redes o ampliaciones, el diseñador debe analizar la necesidad de uso de dispositivos de protección para la línea. Estos dispositivos tendrán CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P el objetivo de controlar la sobrepresión y subpresión en los diferentes puntos de la red de conducciones. Con el fin de garantizar el correcto funcionamiento de las tuberías, el diseño debe contemplar diversos elementos, según las necesidades de cada caso. Las válvulas que deben utilizarse en la conducción, ya sea en conducción por gravedad o por bombeo, deben responder a las diferentes necesidades necesidades del proyecto proyecto específico. específico. En todos los casos, el diseñador diseñador debe verificar que los accesorios y las estructuras complementarias colocados en la línea de conducción tengan un comportami comportamiento ento adecuado adecuado con respecto a posibles problemas problemas de cavitación. cavitación. En particular particular debe cumplirse con la norma técnica AWWA C550. Por la configuración del sistema, sin excepción, todas las bridas para accesorios y las válvulas deben ser perforadas bajo norma AWWA /ANSI C-2 07, para la presión requerida.
4.5. 4.5.7. 7.22 Válv Válvul ulas as de cort cortee o cier cierre re Estas válvulas válvulas deben localizarse localizarse al comienzo comienzo y al final de la línea. En todos los casos el diseño debe hacer un estudio de los transientes hidráulicos ocasionados por la operación de las válvulas en el sistema y debe incluir incluir unas recomendaci recomendaciones ones de operación. operación. En caso de que la tubería presente grandes desniveles, se debe verificar que para la condición de cierre de la válvula de corte, la presión en el punto más bajo no supere la presión de diseño establecida en el Numeral 4.4.8 de esta norma. Las válvulas deben cumplir con las correspondientes Normas Técnicas Colombianas, y si estas no existen con las normas técnicas AWWA, A WWA, ASTM, DIN, ISO, API o cualquier o tra norma internacional equivalente, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín.
Tabla 4-25 Normas Técnicas para las válvulas de corte Tipo de válvula Válvulas de mariposa Válvulas esféricas
Norma Técnica NTC NTC 2193
Válvulas de flujo anular
Otras normas AWWA C504 ANSI B.16.10 AWWA C 507 AWWA C207 AWWA C550 ANSI B.16.34
Adicionalmente, el diseño debe evaluar la necesidad de instalar válvulas de corte intermedias a lo largo de la línea de conducción en sistemas por gravedad, en cuyo caso debe justificarse su instalación, analizando los aspectos técnicos que dependen de su operación, además de cumplir con las exigencias de esta esta normatividad y de otras normas nacionales. El diámetro de la válvula debe seleccionarse seleccionarse igual al diámetro diámetro de la tubería de la conducción y debe verificars verificarse e para evitar problemas de cavitación para flujos con altas velocidades.
4.5. 4.5.7. 7.33 Válv Válvul ulas as de vent ventos osaa En los puntos altos de la línea de conducción deben colocarse ventosas con el fin de facilitar la salida del aire que eventualmente se acumula en la conducción durante su funcionamiento o cuando se procede a su llenado o vaciado. De igual forma, cuando la tubería tubería tenga una pendiente constante se debe colocar una válvula ventosa cada 300 m. Dichos dispositivos deben permitir también la entrada automática de aire durante las operaciones de descarga de la tubería o cuando el caudal de agua se disminuya por causa de una rotura, de maniobras o de paradas en el flujo de la tubería. El diseño debe tener en cuenta los siguientes aspectos:
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. Podrá Podrá utiliza utilizarse rse una ventos ventosa a única para para atender atender la entrada entrada y la salida salida de aire, aire, siempre siempre y cuando dicho dispositivo sea capaz de atender ambas funciones. 2. Las válvul válvulas as de ventosa ventosa deben deben ser bridadas bridadas según según especifi especificac cacion iones es de norma AWWA, AWWA, y con cuerpo fundido en hierro dúctil. Solamente en casos especiales se podrán utilizar válvulas roscadas, previa aprobación de EEPPM. 3. Cuando Cuando en la conducci conducción ón se encuentr encuentre e una válvula válvula de línea, línea, debe existir existir una ventos ventosa a aguas arriba o aguas abajo, dependiendo de la pendiente para la aireación durante el llenado y descarga de ésta. 4. Las vento ventosas sas tendr tendrán án los siguie siguiente ntess diámetr diámetros os mínimo mínimos: s: i. Para ara tub tubería eríass con con diám diámet etrro nom nominal inal men menor or o ig igual ual a 100 100 mm, mm, el diá diám metro etro mínimo será de 50 mm. ii. ii. Para Para tub tuber ería íass con con diám diámet etro ro nom nomin inal al may mayor or a 100 100 mm, mm, el el diám diámet etro ro mín mínim imo o de las ventosas será de 100 mm. 5. Toda Toda válvula válvula de ventosa ventosa debe debe poder aisla aislarse rse de la tuberí tubería a principal principal por por medio medio de una válvula de corte. 6. Cada Cada vent ventos osa a debe debe estar estar prot proteg egid ida a por por una una cámar cámara a de inspec inspecci ción ón accesi accesibl ble, e, con su respectivo drenaje de aguas y los respiraderos necesarios para garantizar el flujo de aire y completamente asegurada. 7. Los disposi dispositiv tivos os de entrada entrada de aire aire deben deben localiza localizarse rse de tal modo modo que no se introdu introduzca zca agua extraña extraña al sistema. sistema. Los dispositivos dispositivos previstos previstos deben instalarse instalarse de tal manera que sus aperturas se sitúen por lo menos un metro (1.0 m) por encima del nivel máximo de agua que pudiera acumularse en el sitio de la ventosa. 8. Deben dispone disponerse rse puntos puntos interm intermedios edios para para la entrada entrada de aire aire en la tubería tubería cuando cuando la línea línea piezométrica correspondiente a la carga de un tramo del conducto durante operaciones de mantenimiento y/o reparación, se sitúe por debajo de éste, de forma tal que cause problemas problemas de discontinuidad discontinuidad en la columna líquida o problemas problemas de posible posible colapso colapso de la tubería por aplastamiento. 9. Como Como disp dispos osit itiv ivos os auto automá máti tico coss par para la entr entrad ada a o sali salida da de aire aire de las las líne líneas as de conducción pueden utilizarse los siguientes: i. Vento entosa sass de dobl doble e efec efectto par para la desc descar arga ga del del air aire e acum acumul ulad ado o dur durant ante el llenado y durante la operación normal de la conducción y para la entrada en las operaciones de descarga de agua. ii. ii. Tubo Tuboss vert vertic ical ales es o chim chimen enea eass cuan cuando do su ext extre remi mida dad d supe superi rior or pue pueda da situ situar arse se por encima de línea piezométrica máxima para la entrada de aire. 10. En el caso de que exista exista una válvula intermedi intermedia a en la conducción, conducción, ésta debe estar estar dotada de un paso lateral (bypass) de tal manera que permita el flujo de aire hacia la ventosa. Este paso lateral debe estar dotado de su propia válvula de corte y se debe utilizar cuando: i. La vál válvu vula la int inter erme medi dia a se loc local alic ice e en tr tramos amos des desce cend ndie ient ntes es de de la tub tuber ería ía y su su apertura no pueda realizarse sin causar perjuicios a la estructura. ii. ii. La vál válvu vula la int inter erme medi dia a sea sea del del tipo tipo com compu puer erta ta y la la pres presió ión n en el el punt punto o en que que estuviese instalada cause un empuje superior a 20 KN. 11. Las válvulas de ventosa deben cumplir con la Norma Norma Técnica Colombiana correspondiente o en su defecto con la norma AWWA C512.
4.5. 4.5.7. 7.44 Válv Válvul ulas as de purg purgaa o desag desagüe üe En los puntos bajos de la tubería de conducción o cada 350 m, deben colocarse válvulas de desagüe o de limpieza. En estos casos deben tenerse en cuenta cuenta los siguientes aspectos: 1. 2.
La descar descarga ga debe debe permi permititirr la elimina eliminaci ción ón total total del agua conte conteni nida da en la tuber tubería ía de conducción. Se recomien recomienda da que el diámetro diámetro de de la tuberí tubería a de desagüe desagüe esté entre entre 1/3 1/3 y 1/4 1/4 del diámetro diámetro de la tubería principal, con un mínimo de 100 mm para tuberías mayores a 100 mm. mm. Para diámetros menores debe adoptarse el mismo diámetro de la tubería principal.
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6.
Cada Cada válvula válvula debe debe esta estarr prot proteg egid ida a con con una una cáma cámara ra de insp inspec ecci ción ón accesi accesibl ble e con con su respectivo drenaje. Se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.5.8.1 de esta norma. Si la veloci velocidad dad de salid salida a de la válvul válvula a de purga purga es mayor mayor a 3 m/s, m/s, debe debe coloca colocarse rse una una estructura de disipación de energía. El dime dimens nsio iona nami mien ento to de la desc descar arga ga debe debe hacers hacerse e teni tenien endo do en cuenta cuenta los sigu siguie ient ntes es puntos: i. La obte obtenc nció ión n de de una una vel veloc ocid idad ad mín mínim ima a que que sea sea com compa pati tibl ble e con con la la rem remoc oció ión n del del material sedimentado y las biopelículas en el interior de la tubería, durante por lo menos el primer minuto de descarga. ii. ii. Que el tie tiem mpo máx máxim imo o para para des desccarga arga sea sea im impues puesto to por por las las con condi dici cion ones es de de operación. iii. iii. El cau cauda dall máxi máximo mo per permi mititido do por por el el sist sistem ema a de rec recepc epció ión n del del agua agua des desca carg rgad ada. a. Las Las válvul válvulas as de desagü desagüe e o purg purga a debe deben n ser de tipo esfér esféric icas as y debe deben n cump cumplilirr con las Normas Técnicas Colombianas correspondientes, o sus normas equivalentes AWWA, ASTM, DIN, ISO o cualquier cualquier otra norma internacional internacional equivalente, equivalente, previa aprobación aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. En casos especiales, bajo la aprobación de EEPPM, se pueden utilizar válvulas de compuerta bajo norma API.
4.5. 4.5.7. 7.55 Válv Válvul ulas as de cheq cheque ue En el caso de que la línea de conducción corresponda a la línea de impulsión de un bombeo, el diseño debe contemplar el colocar válvulas de cheque o de retención con el fin de evitar el retroceso del agua, con el consiguiente vaciado del conducto y posibles daños en las bombas o posibles aplastamientos de la tubería. Las válvulas de cheque sencillas o de doble acción deben cumplir con las Normas Técnicas Colombianas correspondientes o en su defecto con las normas AWWA C508, AWWA C510, o cualquier otra norma internacional equivalente, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. En el caso de utilizar aleaciones de cobre como material de fabricación de estas válvulas, debe cumplirse con la Norma Técnica Colombiana NTC 1762.
4.5.7. 4.5.7.66 Válvul Válvulas as de prot protecc ección ión ccont ontra ra golpe golpe d dee ariete ariete Este tipo de válvulas deben instalarse en tuberías de conducción por bombeo, sometidos a riesgos de sobrepresiones por golpe de ariete, sobre la línea de impulsión, con el fin de proteger las bombas y las tuberías correspondientes. 4.5. 4.5.7. 7.77 Válv Válvul ulas as de de fluj flujo o o paso paso anu anula lar r Las válvulas de flujo o paso anular se utilizan para la regulación de caudales y pueden tener o no regulación regulación de presión. Las válvulas válvulas con regulación de presión presión cuentan con dispositivos dispositivos para para reducir la presión a la entrada de los tanques de almacenamiento y/o compensación. Las válvulas sin regulación de presión no tienen ese tipo de dispositivos y son utilizadas en puntos intermedios de las conducciones conducciones o en entradas entradas a tanques tanques con presiones presiones bajas, siempre siempre y cuando el flujo sea unidireccional. Estas válvulas deben tener un obturador interior en forma de émbolo que se mueva axial y perpendicularmente al asiento, para dejar un paso anular al agua en cualquier posición. El diseño del sistema obturador debe ser tal que pueda desplazarse el émbolo sin problemas ante una posible incrustación de sólidos en el órgano disipador. Esta Estass válv válvula ulass debe deben n cump cumplir lir con con la espe especi cififica caci ción ón 702. 702.3, 3, Capí Capítu tulo lo 7, de las las “Nor “Norma mass y Especificaciones Generales de Construcción” de EEPPM
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4.5. 4.5.7. 7.88 Válv Válvul ulas as de de cono cono o chor chorro ro hue hueco co Para el caso de las estructuras de descarga de las líneas de conducción, con el objeto de vaciar la tuberí tubería a o produc producir ir las veloci velocidad dades es necesar necesarias ias para para el despre desprendim ndimient iento o de biopel biopelícu ículas las o de depósitos inorgánicos al interior de la tubería en operaciones de lavado, el diseño debe contemplar la instal instalació ación n de válvul válvulas as de cono cono o chorro chorro hueco hueco acompa acompañad ñadas as de sus corres correspon pondie diente ntess estructuras de disipación de energía y canales de descarga a los cuerpos receptores. Este tipo de válvulas válvulas son generalment generalmente e usadas para descargar el agua de forma superficial superficial a los canales y/o cuerpos receptores. Sin embargo, pueden ser instaladas bajo tierra cuando el nivel de agua, en la zona aguas abajo, se encuentre por encima del nivel de instalación de la válvula. En este caso se debe tener una estructura de disipación para airear el flujo y evitar inestabilidades hidráulicas. hidráulicas. Para determinar determinar el tamaño tamaño de las válvulas válvulas se deben tener en cuenta cuenta dos factores; factores; el caudal máximo de descarga y la mínima altura disponible en la entrada de la válvula.
4.5. 4.5.7. 7.99 Cáma Cámara rass de de qui quieb ebre re Estas cámaras tienen por objeto reducir la presión aguas abajo de las mismas hasta el valor de la presión atmosférica, con el fin de limitar las presiones en las instalaciones localizadas aguas abajo de la línea de conducción. conducción. El diseño debe contemplar contemplar la instalación instalación de este tipo de cámaras cuando cuando se haya haya selecc seleccion ionado ado como como la altern alternati ativa va óptima óptima en una tuberí tubería a de baja baja presió presión, n, acompañada por este tipo de elementos. Como opción se permite la eliminación de las cámaras de quiebre, manteniendo siempre la tubería adecuada adecuada para soportar las presiones presiones máximas más los factores de seguridad seguridad mencionados mencionados anteriormente, a lo largo de toda la tubería.
4.5.7.10 4.5.7.10 Materiales Materiales para las válvulas válvulas El diseño debe asegurar que los materiales con los cuales se construyan las válvulas, tanto en su cuerpo cuerpo como como en su mecani mecanismo smo de cierr cierre, e, cumpla cumplan n con todas todas las especif especificac icacion iones es técnic técnicas as reconocidas tanto a nivel nacional como internacional, en función de las características del agua, tales como el grado de agresividad y otros, así como de las presiones de servicio más los factores de seguridad requeridos. Estas especificaciones para los materiales deben seguir lo establecido en las Normas Técnicas Colombianas NTC, las normas ASTM o las normas DIN correspondientes para cada tipo de válvula. Los revestimientos internos para las válvulas y sus mecanismos deben ajustarse a las Normas Técnicas Colombianas correspondientes o a la norma AWWA C550.
4.5. 4.5.7. 7.11 11 Boca Bocass de acces acceso o En caso de que la tubería de la conducción tenga un diámetro nominal igual o superior a 900 mm, el diseño debe contemplar contemplar bocas bocas de acceso con un diámetro diámetro mínimo mínimo de 0.6 m. Las bocas de acceso deben localizarse preferiblemente junto a válvulas de control, a válvulas de purga o a cruces bajo interferencias en las cuales no sea aconsejable instalar válvulas de purga. El espaciamiento máximo de las bocas de acceso, contemplado desde la etapa de diseño, debe ser el siguiente: 1. 2. 3.
500 500 m para para tube tuberí rías as de conc concre reto to sin impor importa tarr cual cual sea el diám diámet etro ro de la línea línea de conducción. 500 m para para tuberí tuberías as de acer acero o con diámetr diámetro o igual igual o mayor mayor a 1.5 m. m. 1000 1000 m para para tuber tuberías ías de de acero acero con con diámet diámetros ros entr entre e 900 mm mm y 1.5 m. m. En las tuberí tuberías as de acero deben instalarse bocas de acceso junto a todas las válvulas de maniobra.
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Para cualqui cualquier er otro otro tipo de materiales materiales que conform conforman an la tuberí tubería a de la red red de conducc conducciones iones deben colocarse bocas de acceso cada 500 m, independientemente del diámetro de la conducción. Las bocas bocas de acces acceso o deben deben tener tener las especif especificac icacion iones es dadas dadas en las Norma Normass Técnica Técnicass Colombianas correspondientes, o en su defecto en normas AWWA, ASTM, DIN, ISO o cualqu cualquier ier otra otra norma norma intern internaci acional onal,, previa previa aproba aprobació ción n de las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellín.
4.5.7. 4.5.7.12 12 Bocas Bocas de de inspec inspecció ción n Para tuberías con diámetros nominales mayores o iguales a 400 mm y menores que 900 mm, se deben dejar bocas de inspección para la introducción de cámaras de circuito cerrado de televisión, CCTV, con propósitos de inspeccionar el estado interno de las tuberías. El diámetro de la boca de entrada debe ser igual al diámetro de la tubería, con un máximo de 500 mm. 4.5.7. 4.5.7.13 13 Salida Salidass para medici medicione oness Desde el diseño se deben contemplar los sitios de salidas para mediciones pitométricas y de caudal caudal,, los cuales cuales pueden ser para para uso permanent permanente, e, mediant mediante e el uso de data data logger loggerss y/o telemetría, o para uso esporádico. Deben existir salidas por lo menos al comienzo y al final de la línea de conducción y en intervalos de máximo 1500 m cuando la longitud de la tubería sea mayor a 2000 m, y antes y después después de las válvulas. Así mismo, deben colocarse este este tipo de salidas para medición después de cada derivación desde la conducción. El diámetro interno de la salida debe ser de 50 mm y debe colocarse con una válvula esférica o de globo y su correspondiente tapón roscado. roscado. En el caso de accesorios, accesorios, las salidas para medición medición deben colocarse colocarse al menos a 2 diámetros de distancia del respectivo accesorio. 4.5.7. 4.5.7.14 14 Unione Unioness de montaj montajee El dise diseño ño debe debe preve preverr junt juntas as de mont montaj aje e en todo todoss los los siti sitios os dond donde e haya haya nece necesid sidad ad de mantenimiento o reemplazo de algún equipo, como en el caso de válvulas de corte o válvulas especiales. Para tuberías de acero deben preverse uniones escualizables de tres cuerpos de acuerdo con la Norma Técnica Colombiana NTC 2587, o la norma AWWA C606, o brida rígida cuando se puedan presentar desplazamientos axiales en ambos sentidos de los accesorios o el espacio sea muy pequeño. Para tuberías con superficie externa irregular o porosa, tales como las tuberías de concreto, deben colocarse extremidades en tubos de acero inoxidable para la instalación de uniones de montaje que, por lo general, también deben ser de tres cuerpos.
4.5.7. 4.5.7.15 15 Juntas Juntas de expa expansi nsión ón El diseño debe prever juntas de expansión en los pasos aéreos ejecutados con tuberías de acero con uniones soldadas en las cuales el dimensionamiento indique su necesidad, con el fin de absorber las dilataciones o contracciones debidas a las variaciones térmicas y a las posibles deflexiones de las estructuras. Estas juntas deben ser similares a las establecidas en la norma AWWA C220 y deben cumplir con los requisitos allí establecidos. En todo caso, el el diseño de las juntas de expansión debe seguir lo establecido en el literal G.3.3 “Diseño de tuberías a presión” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace.
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4.5.7. 4.5.7.16 16 Juntas Juntas anti antisís sísmic micas as Teniendo en cuenta el nivel de riesgo sísmico y los estudios de microzonificación sísmica para los municipios atendidos por EEPPM, el diseño debe contemplar juntas cuyo objetivo sea el absorber las deform deformacio aciones nes que pueden producir producirse se en la ocurre ocurrencia ncia del mayor mayor sismo, sismo, el cual cual debe debe obtenerse de la norma sismorresistente colombiana NSR-98, o aquella que la reemplace. 4.5.7.17 4.5.7.17 Codos, tees, tees, reduccion reducciones es y otros accesorio accesorioss en conducciones conducciones Para las tuberías con juntas elásticas, los accesorios deben fabricarse por el productor de la tubería, o en su defecto, deben existir en el mercado otros materiales que permitan su instalación con adaptadores, teniendo en cuenta todas las normas nacionales e internacionales vigentes, las cuales se muestran referenciadas en la Tabla 4-26. 4-26. En el caso de deflexiones pequeñas o curvas con radio de curvatura grande pueden utilizarse las deflexiones admisibles en las juntas tipo espigo-campana, hasta conformar la curva deseada.
Tabla 4-26 Normas Técnicas de los accesorios según el material (Adaptada del Título B del RAS 2000) Material Acero • Bridas • Uniones • Acoplamientos con manga • Uniones campana/espigo • Uniones soldadas en campo Hierro dúctil • Revestimiento mortero centrifugado • Uniones • Uniones campana-espigo • Bridas CC P
PVC • Uniones mecánicas • Empaques de caucho • Accesorios soldados o roscados Polietileno Poliéster reforzado con fibra de vidrio
Normas Técnicas Colombianas
Otras normas AWWA C 207 - ASTM A 961 AWWA C 606 AWWA C 219 - ASTM F 682 AWWA C 111 AWWA C 206 - ASTM A 865
NTC 2629 NTC 2587 NTC 2587
NTC 1328
NTC 2295 NTC 2536 NTC 1339 NTC 2935 NTC 3410 NTC 3409 NTC 3877
AWWA C 104 AWWA C 110 - C153 AWWA C 111 AWWA C 115 ISO 2531 ISO 2230 ISO 4633 AWWA C 300 C 301 C 302 -C 303 y C 304 ASTM C 822 ASTM D 3139 ASTM F 477 ASTM D 2466 ASTM D 2609 ASTM D 2683 ASTM D 3261 ASTM D 3567 ASTM D 4161
Para las tuberías de acero soldado, las piezas especiales y los accesorios deben diseñarse y fabricarse de acuerdo con las normas y recomendaciones de la AWWA C 208. Para las tuberías de hierro dúctil, las bridas también pueden regirse por las normas AWWA. En el caso particular de
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P curvas de deflexión inferiores a 8°, estas pueden generarse en campo a través del corto oblicuo de los tubos.
4.5.8 Estructura Estructurass complemen complementaria tariass para conduccio conducciones nes 4.5. 4.5.8. 8.11
Caja Cajass par paraa vál válvu vula lass
En un proyecto de diseño o ampliación de una conducción que incluya válvulas, el diseñador debe especificar para cada válvula las dimensiones de las respectivas cajas, de tal manera que se permita el acceso para labores de operación y mantenimiento por parte del personal autorizado de las Empresas Públicas de Medellín.
4.5.8. 4.5.8.22 Estaci Estaciones ones regula regulador doras as de presió presión n Con el fin de reducir la presión hasta un valor menor y establecer un nuevo nivel estático, el diseño debe contemplar contemplar la instalación instalación de estaciones reguladoras reguladoras de presión. presión. Estas estaciones estaciones son usadas a la llegada de las conducciones a los tanques de almacenamiento y/o compensación. Las estaciones reguladoras de presión deben estar basadas en el uso de válvulas de flujo o paso anular con regulación o el uso de cámaras de quiebre de presión que alcancen a igualar la presión de la conducción conducción a la presión presión atmosféric atmosférica a correspondi correspondiente, ente, válvulas ventosas, ventosas, válvulas válvulas de corte, corte, filtros, unión de desmontaje y by pass. Las válvulas de flujo o paso anular con regulación permiten producir una pérdida de energía predeterminada con el fin de controlar la presión, manteniéndola constante independientemente del caudal que pase pase a través través de ellas. Las válvulas válvulas reguladoras reguladoras de presión deben deben cumplir con los siguientes requisitos: i.
ii. ii.
iii. iv. iv.
Las Las est estacio acione ness regu regula lad doras oras de pres presiión deb deben tene tenerr bif bifurca urcaci cio ones nes en la lín línea de conducción que permitan tener dos trenes paralelos de regulación de presión, con las correspondientes válvulas de corte, filtros, manómetros, etc, con el fin de permitir el funcionamiento de la instalación en caso de daño y/o mantenimiento de uno de ellos. En aquel aquello loss caso casoss en que que EEPP EEPPM M lo cons consid ider ere e conv conven enien iente te,, la cáma cámara ra podr podrá á construirse sin la bifurcación; en estos casos, cuando sea necesario desmontar la válv válvul ula a por por razo razone ness de mant manteni enimi mien ento to debe debe exis existitirr un niple niple que que la reem reempl plac ace e temporalmente. Las Las estac estacio ione ness regul regulad ador oras as de pres presió ión n deben deben loca localiliza zars rse e en cámar cámaras as que que tenga tengan n un acceso adecuado adecuado para labores labores de montaje, montaje, operación operación y mantenimien mantenimiento. to. En caso de válvulas muy grandes, el techo de la cámara puede estar conformado de forma tal que para labores de reemplazo de las válvulas, éste pueda ser removido. Se reco ecomiend enda que las cámaras para ara las válv válvu ulas que que están en la lín línea de la conducción, tengan techos desmontables en concreto. La disp dispos osic ición ión de de elem elemen ento toss en una una est estac ació ión n regu regulad lador ora a de presi presión ón deb debe e segu seguir ir,, como como mínimo, lo mostrado en la Figura 4-1.
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Figura 4-1 Esquema general de estación reguladora
4.5.8.3 Anclajes En las líneas de conducción el diseño debe prever los anclajes de seguridad necesarios, ya sea en concreto (simple, reforzado o ciclópeo, o metálicos) de tal forma que se garantice la inmovilidad de la tubería en los siguientes casos: 1. 2. 3. 4.
5.
En tubería tuberíass expuestas expuestas a la intemp intemperie, erie, que requier requieran an estar estar apoyadas apoyadas en soporte soporte,, o unidas unidas a formaciones naturales de la roca (mediante anclajes metálicos). En los cambios cambios de direcci dirección, ón, tanto tanto horizon horizontal tales es como vertic verticale ales, s, de tramos tramos enterra enterrados dos o expuestos, siempre que el cálculo estructural e structural de la tubería lo justifique. En punto puntoss de camb cambio io de diámet diámetro ro de la tuberí tubería a o en dispo disposit sitiv ivos os para para el cier cierre re o la reducción de flujo en tuberías discontinuas. Debido Debido a que las conduc conduccio ciones nes deben deben ir por por zonas zonas pública públicas, s, el cálcul cálculo o del tamaño tamaño de los anclajes por empujes laterales o verticales debe tener en cuenta que parte de los empujes será absorbido absorbido por la fricción fricción de la tubería tubería contra el suelo. suelo. Para ello se deben tener tener en cuenta los siguientes puntos: En tuberías metálicas, los codos deben ser bridados o acerrojados con las a. piezas anteriores y posteriores que tengan una longitud de mínimo 4.0 m. En tuberías de CCP y otras, los codos deben tener una extensión al b. principio y al final, de mínimo de 4.0 m como pieza completa, o tener uniones por cinturones de cierre soldados con piezas rectas anteriores y posteriores. Los Los espigo espigoss y camp campan anas as de tuber tubería íass no pued pueden en queda quedarr dentro dentro del anclaj anclaje e y se debe debe respetar respetar una distancia distancia mínima de 20 cm de la campana-espigo. campana-espigo. Este criterio criterio no aplica para las tuberías de GRP.
1. Válvula cierre
Para el cálculo de las fuerzas hidrodinámicas que deben soportar los anclajes, el diseñador debe utilizar utilizar la ecuación ecuación de conservación conservación de momentum momentum lineal bajo condiciones condiciones de flujo permanente permanente y con el caudal máximo bajo condiciones condiciones normales o especiales especiales de operación operación correspondiente correspondientess al final del período de diseño. Una vez obtenida esta fuerza, el diseño de los anclajes se debe hacer teniendo en cuenta lo establecido en el Título G del RAS, en su versión vigente.
4.5.8. 4.5.8.44 Estruc Estructur turas as especi especiale aless para prote protecci cción ón de tuberí tuberías as Cuando la línea de conducción cruce vías de alto tráfico, vías férreas, vías del metro, ríos, quebradas u otros obstáculos naturales deben proyectarse estructuras especiales que garanticen la seguridad de la misma, siendo concebidas desde el diseño para absorber las cargas y otros esfuerzos que puedan ser el resultado de la colocación de las tuberías. Estas estructuras deben ser metálicas, de concreto o de otros materiales con la aprobación previa de las Empresas Públicas de Medellín y conformar puentes, pasos colgantes y túneles. Las estructuras especiales en las líneas de conducción deben cumplir con los siguientes requisitos:
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3. Ma
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. En el paso paso de la tuberí tubería a de conducció conducción n por zonas zonas en las las cuales cuales pueda pueda ocurrir ocurrir el tránsit tránsito o de una creciente, estando el conducto elevado, debe dejarse una sección libre suficiente para permitir el paso del caudal máximo correspondiente a un período de retorno de 30 años como mínimo y deben preverse los apoyos protegidos contra posibles erosiones locales. Estos aspectos deben quedar incluidos en el diseño. 2. Las obras obras de arte, arte, tales tales como sifone sifones, s, cruces cruces de vías vías de alto tráfic tráfico, o, de vías férre férreas, as, de vías del metro o para salvar pasos de ríos, quebradas o depresiones del terreno deben proyec proyectar tarse se de tal forma que se garant garantice ice la durabil durabilida idad, d, la perma permanen nencia cia y el buen buen funcionamiento de las obras. Los accesorios deben ser del mismo mismo material de las tuberías de conducción. En algu alguno noss caso casoss espe especi ciale ales, s, las las tuber tubería íass de cond conduc ucció ción n o tram tramos os de ésta ésta requ requier ieren en de protec proteccio ciones nes especi especiales ales indica indicadas das en el Numera Numerall 4.5.6. 4.5.6. La prot protec ecci ción ón de las tuber tubería íass de conducción no enterradas debe ser obligatoria cuando estas atraviesan zonas locales donde pueden estar sujetas a daños de cualquier naturaleza, provocada por agentes reales o potenciales.
4.5.9 4.5.9 Golpe Golpe de ariete ariete en conduc conduccio ciones nes En el diseño de las conducciones conducciones debe hacerse siempre siempre un análisis del golpe de ariete, causado por la operación de válvulas o por accidentes en la línea, para el cual deben seguirse los criterios y aspectos sugeridos en el Anexo 4.1 de este capítulo.
4.5.10 Análisis de puntos muertos muertos en las las conducciones conducciones En general, los diseños nuevos y los diseños de ampliaciones en la red de conducciones, no deben permitir la existencia de puntos muertos. En el caso de que existan puntos muertos, el diseño debe contemplar la existencia de elementos y accesorios accesorios de control que permitan permitan hacer un lavado periódico periódico de la red de conducciones conducciones en este sector sector.. En este caso, el diseño diseño debe establec establecer er clarament claramente e las rutinas rutinas de operac operación ión que garanticen la calidad del agua en la red de conducciones. En el caso de existencia de zonas muertas en la red de conducciones, el diseño debe incluir el análisis del efecto que dichas zonas tienen sobre la calidad del agua general que llega a los tanques de almacenamiento y/o compensación. Para esto se debe utilizar un programa de cálculo hidráulico de la red de distribución, basado en el método del gradiente. El diseño también debe establecer, para el caso de los puntos muertos, la forma de lavado especificando qué válvulas se deben operar simultáneamente a la apertura de la válvula al final de la zona muerta, con el fin de conseguir las condiciones hidráulicas de velocidad y de esfuerzo cortante que permitan el desprendimiento de las películas biológicas y la resuspensión de posibles depósitos inorgánicos al interior de la tubería. El diseño también debe establecer la frecuencia de lavado y la duración de lavado en cada uno de los puntos muertos de la red.
4.5.11 Estructuras para para el lavado de de las conducciones El diseño de las conducciones o ampliaciones de ésta debe incluir las operaciones de lavado con el fin de ayudar al desprendimiento de biopelículas y depósitos inorgánicos localizados al interior de las tuberías. El diseño debe incluir todos los accesorios de control control como válvulas de cono hueco, hueco, válvulas de purga o desagüe, estructuras de disipación de energía y canales de entrega de las aguas lavadas al sistema de acueducto de los municipios atendidos por EEPPM.
4.5.11.1 4.5.11.1 Estructura Estructurass de disipa disipación ción de de energía energía Debido a las altas velocidades esperadas en las descargas de las válvulas utilizadas para las operaciones de lavado, es necesario que a la salida de éstas se diseñe una estructura de disipación de energía que permita entregar los caudales de agua lavada a los canales de drenaje
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P natural de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín con niveles de energía que no impliquen riesgos de socavación local o erosión generalizada en estos cuerpos de agua, que puedan poner en peligro la infraestructura existente, incluyendo la válvula de lavado en si. Las estructuras de disipación de energía buscan reducir la velocidad, pasando de flujo supercrítico a subcrítico. El aumento de la velocidad puede presentarse en estructuras de caída, descargas de fondo, etc. Las estructuras más comunes de disipación de energía son las estructuras de caída libre y los canales escalonados. Las estructuras de caída libre, son las estructuras más viables económicamente para estructuras de baja cabeza. La disipación de energía es producida por el impacto de la lámina de agua y por el resalto hidráulico. Su funcionamiento está basado en el cambio súbito de la aceleración de flujo y normalmente son utilizados cuando se tiene un flujo subcrítico aguas arriba de la estructura. En este caso, debido a la distribución de presiones en el borde de la caída, la profundidad crítica se encuentra a una distancia horizontal igual a 3 ó 4 veces la profundidad crítica, aguas arriba del borde de caída. La profundidad en el borde es igual a 0.175 veces la profundidad crítica para un canal ancho en un canal de pendiente pendiente cercana a la horizontal. La profundidad crítica para para un canal rectangular y para canales trapezoidales anchos, está dada por la siguiente ecuación: y c
Q2
=
gB 2
Ecuación 4-27
Donde y c c = Profundidad crítica (m) Q = Caudal (m3/s) g = Gravedad (m/s2) B = Ancho del canal (m)
En los criterios de diseño se deben tener en cuenta aspectos como la elevación de la cresta, el caudal de descarga, el ancho de la cresta, el nivel del canal de drenaje o cuerpo receptor, la longitud de caída y la posible socavación en el sitio de impacto del agua. Este tipo de estructuras se pueden utilizar para caídas hasta de 7 u 8 m, para caudales de hasta 10 m3/s y para un extenso rango de profundidades de agua. El diseñador debe tener en cuenta la protección de los materiales en los puntos donde ocurre la disipación de energía. Cuando se tiene una estructura de caída libre, con un flujo supercrítico en la zona aguas arriba de la caída, se debe utilizar la siguiente ecuación, de acuerdo con la Figura 4-2: y1 y c
2 Fr −2 / 3
= 1+
2 2
Fr
+
1+
2 2
Fr
∆ Z 2 / 3 1 + Fr y c
Ecuación 4-28
Donde y 1 ΔZ
Fr
= Profundidad de agua en el punto de impacto aguas abajo de la caída (m) = Altura de la caída (m) = Número de Froude para el flujo supercrítico aguas arriba de la caída
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Figura 4-2 Esquema de estructura de caída 5 Otro tipo de estructura de disipación de energía son las rápidas escalonadas, las cuales se utilizan cuando la caída vertical es superior a 8 m, o cuando por dificultad topográfica no se puede construir una caída libre. Estas estructuras se pueden calcular como una sucesión de caídas conocida como régimen de flujo saltante. El flujo crítico se obtiene al final de cada escalón, produciéndos produciéndose e un impacto impacto del flujo después después de cada caída. Posteriormente Posteriormente,, se forma forma un resalto hidráulico obteniendo flujo subcrítico que se prolonga hasta la siguiente caída. La disipación de energía se ocasiona por el rompimiento y mezcla del chorro, y por el resalto hidráulico en el escalón. La pérdida total de altura es igual a la diferencia entre la máxima altura disponible y la altura residual aguas abajo (diferencia de altura en el último escalón).
y c 0.275 3.43 y c −0.55 0.54 + ∆ H = 1 − 2 ∆ Z ∆ Z 3 ∆ Z H 1 + 2 y c
Ecuación 4-29
Donde H H 1 ΔZ Δ
Pérdida total de altura debido a la estructura escalonada (m) Máxima altura disponible agua arriba de la estructura (m) Altura total de caída (m)
Figura 4-3 Esquema de caída escalonada 6
5 6
Tomado de “Hidráulica del Flujo en Canales Abiertos”; Hubert Chanson; 1999. Tomado de “Hidráulica del Flujo en Canales Abiertos”; Hubert Chanson; 1999.
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4.5.11.2 4.5.11.2 Canales Canales de entreg entregaa de las las aguas aguas lavadas lavadas En caso de que la estructura de lavado, con sus válvulas y estructuras de disipación de energía, se encuentren encuentren alejadas de uno de los canales canales de drenaje drenaje natural del municipio objeto del diseño, es necesario construir un canal de evacuación de las aguas lavadas, cuyo objetivo es transportar las aguas desde la estructura de disipación de energía hasta el drenaje natural. En estos casos deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos de diseño: 1. Méto Método doss de cálc cálculo ulo de de canal canales es.. El diseño de la conducción y sus estructuras de lavado debe justificar el método de cálculo para la sección transvers transversal al del canal de entrega. Se debe utilizar utilizar la ecuación de GaucklerGaucklerManning, Manning, o alternativam alternativamente ente las ecuaciones ecuaciones de Bazin, Bazin, y de Chézy. En el caso de que los canales tengan rugosidad compuesta, se recomienda el uso de la fórmula de S trickler. En todos los casos debe justificars justificarse e el factor de fricción fricción o coeficiente coeficiente de pérdidas pérdidas por fricción utilizados. Como ejemplo, en la Tabla 4-27 se establecen los coeficientes n de Manning para diferentes materiales.
Tabla 4-27 Coeficientes de rugosidad de Manning Ma nning (Tomada del Título B del RAS 2000) Material del canal Asbesto cemento Cemento mortero Cemento pulido Concreto áspero Concreto liso Mampostería Piedra Piedra sobre mortero
n de Manning 0.010 0.013 0.011 0.016 0.012 0.015 0.025 0.035
En todos los casos, el perfil longitudinal del flujo correspondiente al caudal máximo de lavado debe calcularse considerando una condición de flujo gradualmente variado, considerando el control en el canal natural natural de entrega. Se debe utilizar la ecuación general para las curvas de remanso establecida mediante la siguiente ecuación: dy dx
=
− S f 1 − Fr 2
S 0
Ecuación 4-30
donde S o S f f F r r
Pendiente de energía Pendiente del fondo Número de Froude
El diseñ diseño o debe debe just justifific icar ar el méto método do de cálc cálculo ulo de fluj flujo o grad gradua ualm lmen ente te vari variad ado, o, pero pero se recomienda el uso de programas de análisis de flujo gradualmente variado por diferencias finitas o por elementos finitos. 2. Veloci Velocidad dades es en los cana canales les de de entre entrega. ga. En gene genera rall la veloc velocid idad ad mínim mínima a perm permis isib ible le está está dete determ rmin inad ada a por el valor valor que que evit evite e la sedimentación de los materiales producto producto del lavado de las tuberías tuberías de conducción. Debido a la naturaleza de estos materiales, se recomienda un valor de velocidad mínima de 0.6 m/s.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P La velocidad máxima en el canal de descarga depende del caudal de diseño, del radio hidráulico hidráulico y del material de las paredes. paredes. Además Además deben tenerse tenerse en cuenta los siguientes siguientes requisitos: a. b.
La velocidad máxima en los canales de descarga depende del riesgo de erosión que estos puedan sufrir, el cual es función del material en que estén construidos. En la siguiente tabla se dan algunos valores de referencia de velocidades máximas en canales revestido revestidos. s. En general, los canales canales de entrega de caudales caudales de lavado lavado deben estar revestidos en un material no erosionable.
Tabla 4-28 Velocidades máximas en canales revestidos (m/s) (Tomada del Título B del RAS 2000) Tipo de revestimiento Revestimiento de hormigón (agua libre de arenas y piedras) Mampostería convencional o en piedra. Gaviones (0.5 m y mayor) Piedras grandes Capas de piedra o arcilla (100 mm a 150 mm) Suelo apisonado con piedra Capa doble de piedra Capa doble de piedra Capa doble de piedra
Características del material
Piedra de 150 - 200 mm Piedra de 200 - 300 mm Piedra de 150 - 200 mm Piedra de 200 - 300 mm
Velocidad máxima 12.5 3.7 4.7 3.0 2.4 2.6 3.0 3.0 3.1
Para cumplir con los requisitos de velocidad máxima en el canal de entrega y cuando las condiciones topográficas locales del sitio de descarga lo exijan, el canal de entrega debe diseñarse en forma escalonada. Pendiente mínima del canal de entrega La pendiente mínima de diseño debe ser tal que se evite la sedimentación de las partículas producto del lavado de las conducciones.
c.
Pendiente máxima La pendiente máxima de diseño en los canales de entrega será aquella para la cual la velocidad del agua no sea superior a los valores establecidos en la Tabla 4-28. Además deben cumplirse los siguientes requisitos: d.
i.
En el caso caso de que que las las condi condici cion ones es topogr topográf áfic icas as impliqu impliquen en pend pendie ient ntes es superi superior ores es a la pendiente máxima que no produzca erosión, el canal debe diseñarse en forma escalonada. El escalonamiento debe ser obtenido por estructuras que proporcionen caídas verticales o caídas inclinadas. ii. En una caída vertical, vertical, el el cambio cambio de cota cota de agua debe debe hacerse hacerse en en caída caída libre. libre. iii. Al final de una una caída caída libre debe debe haber una estructur estructura a de disipación disipación de energí energía a de forma forma tal que el flujo se entregue con una energía cinética igual a la que tenía antes de la caída. iv. iv. En una rápid rápida a (caí (caída da incl inclina inada da con con una una pend pendie ient nte e alta alta), ), el agua agua pasará pasará de un fluj flujo o subcrítico a un flujo supercrítico a lo largo de un canal inclinado construido en un material no erosionable capaz de resistir en forma adecuada las velocidades que se presentan para permitir la concordancia entre los tramos tramos superior e inferior. Aguas abajo de la rápida debe existir una estructura de disipación de entrega al cauce natural u otro tramo de baja pendiente. CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P v. Al final de de la rápida rápida debe existir existir una estruct estructura ura de disipación disipación de energía energía capaz capaz de absorber absorber la energía energía cinética extra extra del agua al llegar a la parte inferior de la rápida. rápida. El caudal se debe entregar con una energía cinética igual a la que tenía antes del inicio de la rápida. vi. vi. En el punt punto o de entre entrega ga del canal canal al cauce cauce de drena drenaje je natura natural,l, se debe debe diseñ diseñar ar una estructur estructura a de entrega que evite problemas problemas de socavación socavación local en ese sitio o socavación socavación generalizada a lo largo del cuerpo receptor. 3. Impac Impacto to ambie ambienta ntall de los los canal canales es de lava lavado do En caso de que los caudales de lavado de tuberías sean superiores al caudal máximo del cuerpo receptor con un período de retorno de 10 años, el diseño de la conducción debe estudiar los posibles efectos ambientales, haciendo énfasis en la sedimentología.
4.5. 4.5.12 12 Comp Compro roba baci ción ón de dell dise diseño ño de las las co cond nduc ucci cion ones es ba bajo jo dife difere rent ntes es condiciones de operación. Una vez realizado el diseño, se deberá comprobar su funcionalidad bajo diferentes condiciones de operación operación hidráulica. hidráulica. Para esto se deberá deberá utilizar cualquier cualquier programa programa de análisis de redes de tuberías que utilice el método del gradiente como método de cálculo, utilizando la ecuación de Darcy-Weisbach y teniendo en cuenta que todas las tuberías deben simularse con su diámetro interno real y con el coeficiente de rugosidad absoluta correspondiente a cada material de tuberías. Alternativamente el programa puede permitir el uso d e la ecuación de Hazen-Williams. El diseño debe comprobarse para los siguientes casos de operaciones hidráulicas: 1. Fluj Flujo o perma permane nent nte e bajo bajo las con condic dicio iones nes de de Qmd en el momento de la puesta en marcha del proyecto. 2. Fluj Flujo o perma permane nent nte e bajo bajo las condi condici cion ones es de Qmd para períodos de operación de 10, 20 y 30 años. 3. Caudal Caudal míni mínimo mo en el momen momento to de inici inicio o de operació operación n del diseño diseño.. 4. Escenarios Escenarios de operacio operaciones nes especial especiales es de mantenimie mantenimiento. nto. En particul particular ar se deben tener en cuenta aquellos casos en los cuales estas operaciones impliquen la salida de operación de una o varias de las líneas de conducción de la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín. 5. Escenarios Escenarios de operaciones operaciones de emergencia emergencia,, que impliquen impliquen la la salida salida de operación operación de de una o varias de las líneas de conducción de la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín. 6. Esce Escena nari rio o de camb cambio io en los los caud caudal ales es prod produc ucid idos os por por cada cada una una de las las plan planta tass de tratamiento de las Empresas Públicas de Medellín, en particular en el caso en que alguna de ellas salga completamente de operación. 7. Esce Escena nari rios os de lava lavado do de cier cierta tass líne líneas as de cond conduc ucci ción ón de la red de cond conducc uccion iones es de EEPPM. En todos los casos anteriores es necesario verificar que los efectos sobre las velocidades no impliquen impliquen que en algún punto de las tuberías tuberías de la red de conducciones conducciones se duplique la velocidad velocidad de diseño o que en alguna de ellas ocurra ocurra un cambio de dirección del flujo. Esto tiene el objetivo de evitar el desprendimiento de biopelículas y/o la resuspensión de material inorgánico depositado al interior de las tuberías, con las consecuencias de deterioro de la calidad de agua en la red de conduc conduccio ciones nes y en la red de distri distribuci bución ón de agua agua potable. potable. En caso de que en alguno alguno de los escenarios se detecten tramos de la tubería de conducción en donde es imposible evitar uno d e los dos efectos efectos anteri anteriore ores, s, se debe debe tener tener en cuenta cuenta una operació operación n de lavado lavado previa previa de estas estas conducciones. El diseño debe propender por establecer reglas de operación de la red de conducciones que eviten los proble problemas mas de despre desprendi ndimie miento nto de biopelí biopelícul culas as y/o resusp resuspens ensión ión del materi material al inorgá inorgánico nico depositado al interior de las tuberías.
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4.5.13 Protocolo de de pruebas dado por el diseñador diseñador El diseño de una nueva conducción o una ampliación de una conducción existente debe incluir un protocolo de pruebas que especifique el tipo de pruebas hidráulicas que se deben hacer al sistema antes de que éste entre entre en operación. El diseño debe incluir el tipo de operación hidráulica bajo la cual se deben hacer las pruebas así como el tipo de mediciones de caudal, de presiones y de calidad de agua en puntos específic específicos os del sistema. El diseño también también debe incluir los puntos de medición, con su localización y los equipos de medición especiales, estableciendo su rango de medición y su nivel de precisión. La diferencia diferencia máxima admisible entre los valores del diseño y los de las pruebas de campo debe ser del 5%. Las pruebas establecidas en el protocolo de pruebas deben ser realizadas por el constructor del proyecto, bajo la supervisión de las Empresas Públicas de Medellín.
4.5.14 Uso de tecnologías tecnologías de información información para el el diseño de conducciones El diseño de las conducciones debe realizarse sobre un programa de modelación hidráulica que use el método del gradiente para sus cálculos, que permita la modelación en período extendido y realice el diseño mediante rutinas de optimización. El diseño dentro del programa de modelación hidráulica debe partir de la información planimétrica y altimétrica de la zona de interés. Esta información información debe provenir del SIGMA SIGMA de EEPPM. En caso de que ésta no exista, que se realicen nuevos levantamientos, o si se actualiza la existente, la información debe presentarse en formatos compatibles con el Sistema de Información Geográfico y las bases de datos establecidos por el SIGMA. El diseño debe tener en cuenta la información de caudales de consumo, proyecciones, curvas de consumo, etc., proveniente de las bases de datos de EEPPM. Si esta información no se encuentra disponible o está desactualizada y se realizan nuevos estudios, ésta se d ebe presentar en formatos compatibles con las bases de datos de EEPPM.
4.6 4.6
OTRA OTRAS S CONS CONSID IDER ERAC ACIO IONE NES S DE DISE DISEÑO ÑO
4.6.1 4.6.1 Macrom Macromedi edició ción n een n ccond onducc uccion iones es Los macrome macromedid didore oress deben deben ser de tipo tipo electr electroma omagné gnétic tico. o. Además Además,, deben deben cumplir cumplir con las siguientes normas: NTC 1063-1, y SO 4064, AWWA C701, AWWA C702, AWWA C700, AWWA C708, AWWA C710, AWWA C704 u otras normas internacionales equivalentes, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. Para la instalación de los macromedidores en la red de distribución, el diseño debe tener en cuenta los siguientes requisitos: 1. 2. 3. 4.
Los puntos puntos de medi medición ción de caud caudal al deben deben estar estar agua aguass abajo abajo de de la salid salida a de los los tanq tanques. ues. En estos casos se requiere la transmisión de datos medidos vía telemétrica. Los punt puntos os de medició medición n de aper apertur tura a de válv válvulas ulas deben deben estar estar aguas aguas arrib arriba a de la entrad entrada a de los tanques. tanques. En estos casos casos se requiere requiere la transmisión transmisión de datos medidos medidos en los macromedidores vía telemétrica. Los Los punto puntoss de medi medici ción ón de las líne líneas as de impu impuls lsió ión n deben deben esta estarr en la desca descarg rga a del del bombeo. Los Los macro macrome medi dido dore ress deben deben tener tener estr estruc uctu tura rass adecu adecuad adas as para para su inst instal alac ació ión. n. Esta Estass estructuras son: a. Conos de reducción y expansión para obtener velocidades adecuadas en el punto de medición, las cuales deben ser mayores a 0.5 m/s con el caudal
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b.
c. d.
mínimo nocturno en condiciones iniciales, lo cual repercute para tener una mayor exactitud exactitud en el punto de medida. Estos conos deben deben tener ángulos de inclinación menores a 8°, con el fin de no afectar el perfil de velocidades y mantener las presiones menores bajas. Secci Sección ón de veri verififica caci ción, ón, para para la comp compro roba baci ción ón del del esta estado do del del medid medidor or electromagné electromagnético, tico, utilizando medidores medidores de flujo ultrasónico ultrasónicoss portátiles portátiles (con configuración de mínimo dos planos de medida) o con varilla electromagnética, durante el tiempo que se considere necesario. Instalación de válvulas de cierre aguas abajo del medidor para que sea posible verificar el cero del equipo. Instalación de tomas para el análisis de agua en un sitio definido, que no altere la medición del caudal.
4.6.2 Dimension Dimensionamien amiento to estructura estructurall de de las tuberías tuberías El dime dimens nsion ionam amie ient nto o estr estruc uctu tura rall de las tube tuberí rías as que que conf confor orma man n el dise diseño ño de la red red de conducciones o una ampliación a ésta, depende del material y d ebe realizarse según lo establecido en el Capítulo G.3 G.3 “Aspectos Estructurales” Estructurales” del Título G del del RAS 2000, o aquel aquel que lo reemplace. reemplace. En particular se deben estudiar los efectos de las cargas externas sobre las tuberías de la conducción. Para esto se deben estudiar los siguientes puntos: 1. Cargas Cargas exte externa rnass y presi presione oness intern internas as El diseño debe dejar perfectamente establecido cuáles son las cargas de diseño ocasionadas por los rellenos alrededor alrededor de las tuberías. Adicionalmen Adicionalmente, te, el diseño debe dejar claramente claramente establecido cuáles son las presiones internas máximas y mínimas que van a soportar las tuberías en cada punto a lo largo de la línea de conducción. 2. Cálcul Cálculo o de los los efect efectos os de las las carga cargass extern externas as Para el cálculo de los efectos de las cargas externas sobre las tuberías de las líneas de conducción, se deben estudiar las cargas del peso del suelo sobre las tuberías flexibles, el cálculo de las deflexiones de la sección transversal en las tuberías flexibles, el cálculo de pandeo pandeo de tuberí tuberías as flexibl flexibles, es, las cargas cargas del peso peso del suelo suelo sobre sobre tuberí tuberías as rígida rígidas, s, las condiciones de instalación en zanja para tuberías rígidas y las condiciones de instalación en terraplenes con proyección positiva o negativa para tuberías rígidas. 3. Condiciones Condiciones de de instalación instalación bajo rellenos rellenos con superf superficies icies inclinad inclinadas as 4. Cargas Cargas de las tuberí tuberías as gateadas gateadas y en condiciones condiciones de túnel túnel Este tipo de instalación se permite cuando la profundidad de la tubería es superior de 9 a 12 m o cuando se dificulta la construcción por zanjas debido a obstrucciones superficiales 5. Cargas Cargas resultantes resultantes de procesos procesos de de instalación instalación de tuberías tuberías utilizand utilizando o tecnologías tecnologías sin zanja, zanja, tales como perforaciones dirigidas, rompimiento de tuberías (Pipe bursting), etc. 6. Método Método alterno alterno de análisis análisis y tubería tuberíass semirrí semirrígidas gidas Cuando se tienen tuberías de gran diámetro (en general, mayores a 1.2 m), deben utilizarse en el análisis los principios de la interacción suelo-estructura. 7. Cargas Cargas sobre-i sobre-impues mpuestas tas en en tubería tuberíass rígidas rígidas y flexibles flexibles En general el diseño debe considerar las cargas sobre-impuestas ya sean concentradas o distribuidas a lo largo de la línea, tanto para las tuberías rígidas como para las tuberías flexibles. 8. Capa Capa de cimenta cimentació ción n y relle relleno no late lateral ral El diseño debe considerar los aspectos constructivos para las condiciones de instalación en zanja tanto para tuberías rígidas como para tuberías flexibles. CONDUCCIONES
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9. Expans Expansión ión y cont contrac racció ción n térm térmica ica Para cada uno de los tipos de tuberías a ser utilizadas en las líneas de conducción o en ampliaciones a ésta, el diseño debe contemplar los coeficientes de expansión térmica para cada material, los aspectos especiales de las uniones de las tuberías y los esfuerzos causados por cambios en temperatura. 10. Cargas Cargas y diseño diseño sísmico sísmico Debido a la importanc ancia que tiene ene el suminis nistro de agua potable sobre la salud y seguridad de la población, se deben prevenir y/o mitigar los daños producidos por un movimiento sísmico sobre las tuberías de la red de conducciones, y en general, sobre tuberías enterradas. Para realizar el análisis de riesgo sísmico sobre la red de tuberías se deben tener en cuenta cuatro (4) tipos de riesgo: a. Riesgo debido a las deformaciones del suelo inducidas por un movimiento sísmico (Efecto de propagación de onda). b. Riesgo debido al movimiento y/o ruptura del suelo a lo largo de una zona de falla. c. Riesgo debido a la licuefacción del suelo por asentamientos asentamientos o movimientos laterales. d. Riesgo debido a derrumbes derrumbes por el movimiento movimiento del suelo. Se deben analizar estos efectos con el fin de utilizar materiales adecuados que resistan en gran parte las cargas sísmicas que se pueden generar, manteniendo en las tuberías un nivel de esfu esfuer erzo zoss acep acepta tabl ble e bajo bajo las las cond condic icio ione ness norm normal ales es de oper operac ació ión n de ésta éstas. s. Este análisis se puede realizar bajo dos aproximaciones: Una aproximación empírica y una aproximación analítica. La aproximación empírica está basada en la recolección de información y estadísticas respecto del comportamiento de tuberías enterradas durante diferentes eventos sísm sísmic icos os.. A part partir ir de esta esta info inform rmac ació ión n se han han desa desarr rrol olla lado do regl reglas as empí empíri rica cass que que permiten conocer los efectos sobre tuberías de diferentes materiales debido a un movimiento telúrico. La aproximación analítica busca determinar los esfuerzos, deformaciones y movimientos de los accesorios que hacen parte de la red de tuberías, para un evento sísmico en particular y así poder determinar si estos valores se encuentran dentro de los rangos permisibles para cada tipo de material. El diseño debe propender por utilizar materiales en la red de conducción de agua potable, que mejor se comporten ante los diferentes tipos de cargas sísmicas que se pueden presentar. Teniendo en cuenta todos los puntos anteriores, el diseño de tuberías para sistemas de conducción o ampliaciones a estos, debe tener en cuenta todas las cargas externas y las presiones internas. Particularmente, se deben considerar todas las combinaciones posibles de carga y presiones internas bajo diferentes condiciones de operación, los efectos causados por estas combinaciones de carga y los efectos sísmicos o aquellos causados por cambios de temperatura en las líneas de conducción. Con respecto a las normas técnicas nacionales NTC o las normas técnicas internacionales AWWA, ASTM, ISO, DIN u otras normas internaciones aceptadas por las Empresas Públicas de Medellín, estas deben deben quedar establecidas establecidas desde el diseño de acuerdo con el material material de las tuberías. tuberías. En particular se deben tener en cuenta los siguientes casos: a. Tube Tuberí rías as de acer acero. o.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P En el caso de que las líneas de conducción contemplen el uso de tuberías de acero, el diseño debe verificar su resistencia a los esfuerzos actuantes resultantes de las presiones y las cargas externas. b. Tuber uberíías de CCP CCP El diseño de estas tuberías debe estar basado en el apéndice A de la norma AWWA C-303. c. Tuberí Tuberías as de poliés poliéster ter refor reforzad zado o con fibra fibra de vidri vidrio o El diseño de líneas de conducción que utilicen tuberías de GRP debe estar basado en el manu manual al de diseñ diseño o AWWA AWWA M45 M45 “Fibe “Fiberr Glass Glass Pres Pressu sure re Pipe Pipe – A Guid Guide e for for Desi Design gn and and Instalation”. d. Tuber Tubería íass de hier hierro ro dúc dúctitill En el caso de que el diseño de la red de conducciones incluya el uso de tuberías de hierro dúctil, estas deben guiarse por las normas de tuberías de HD Serie Métrica, HD serie pulgadas y HD recubrimientos. e. Tuber uberíías de PVC PVC El diseño de líneas de conducción donde se requiera utilizar tuberías de PVC debe estar basado en la norma AWWA C905, que incluye las especificaciones para tuberías de PVC con diámetros entre 350 mm y 1200 mm. f. Tube Tuberí rías as de de Pol Polie ieti tile leno no PE El diseño de líneas de conducción donde se requiera utilizar tuberías de Polietileno (PE) debe estar basado en la norma AWWA C906, que incluye las especificaciones para tuberías de PE con diámetros entre 100 mm y 1575 mm.
4.6.3 Colocació Colocación n y nivelac nivelación ión de de las tubería tuberíass de conduc conduccione cioness En el caso de líneas de conducción conducción nuevas o ampliaciones ampliaciones a líneas de conducción conducción existentes, existentes, el eje de las tuberías debe localizarse localizarse con tránsito tránsito y estacarse al menos cada 10 m. Las tuberías tuberías deben referenciarse con respecto a los ejes y los paramentos de las vías, previamente verificados por las Empresas Públicas Públicas de Medellín Medellín o por la Oficina de Planeación de la ciudad de Medellín Medellín o los municipios municipios atendidos atendidos por EEPPM. En todo caso, debe seguirse seguirse lo establecido establecido en el “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, versión vigente 7. Los levantamientos altimétricos y planimétricos deben referenciarse a los B.M. o a las placas oficiales oficiales de las Empresas Empresas Públicas de Medellín Medellín o de las oficinas de Planeación Planeación Municipal Municipal de los municip municipios ios atendido atendidoss por EEPPM. EEPPM. En aquello aquelloss munici municipios pios donde las Empres Empresas as Pública Públicass de Medellín sean los operadores, y no existan B.M. o placas oficiales de la Oficina de Planeación Municipal, los levantamientos altimétricos y planimétricos deben referenciarse a las placas del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).
4.6. 4.6.44 Anál Anális isis is de inter interfe fere renc ncia iass En las secciones de las vías que deben aparecer en los planos de la red de conducciones, el diseño debe indicar la localización de las redes de acueducto, de alcantarillado, de otros servicios públicos y de otras obras de infraestructura de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. Antes de iniciar la excavación de la zanja, deben localizarse los alcantarillados principales y las posibles conexiones domiciliarias que se intersecten con el eje de la tubería, al igual que las redes de otros servicios públicos, y se deben tomar las medidas necesarias para evitar la descarga en la zanja zanja que se va a constr construir uir.. Si en las zanjas zanjas se encuen encuentra tran n aguas residua residuales les,, estas estas deben eliminarse y se debe proceder a desinfectar la zanja por cualquier sistema de descontaminación. 7
http://www.eeppm.com/epmc http://www. eeppm.com/epmcom/contenido/prov om/contenido/proveedores/manuales/ma eedores/manuales/manual_aguas/index.htm nual_aguas/index.htm
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4.6. 4.6.55 Inst Instal alac ació ión n de las las tuber tubería íass Desde la etapa de diseño deben analizarse todas las condiciones de instalación de las tuberías de las conduccio conducciones nes,, especif especifica icando ndo su prote protecci cción ón cuando cuando sea necesar necesario. io. En especia especiall deben deben analizarse los siguientes aspectos correspondientes a la red de conducciones de agua potable: 1. 2. 3. 4.
5.
La instala instalaci ción ón en tube tuberí rías as en tramo tramoss con con pend pendien iente tess acen acentu tuad adas as,, alre alrede dedo dorr de 20° o mayores. La inst instal alac ació ión n de la tube tuberí ría a en paso pasoss sobr sobre e ríos ríos,, queb quebra rada dass o caña cañada dass suje sujeto toss a inundaciones o caudales que puedan causar la erosión del recubrimiento de la tubería. La insta instala laci ción ón de la tube tuberí ría a de condu conducc cció ión n con con cobe cobert rtur ura a de terr terren eno o meno menorr a la especificada anteriormente para su protección, en caso de circulación de vehículos con carga que puedan causar daños a la tubería. En la instala instalació ción n de la tubería tubería en áreas áreas sujetas sujetas a inundac inundacion iones, es, el diseño diseño debe debe evitar evitar la posibilidad de que la tubería flote, principalmente cuando por razones de mantenimiento o razones razones de emerg emergenci encia a no esté esté llena llena de agua, agua, recome recomenda ndando ndo anclaje anclaje para para evitar evitar problemas de flotación donde sea necesario. En genera general,l, la inst instal alac ación ión de tube tuberí rías as debe debe reali realiza zars rse e siguie siguient nte e lo establ establec ecid ido o en el Capítulo G.4 “Aspectos de construcción” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace. En particular se deben seguir los procedimientos de instalación y conexión de tuberías de acero, de PVC, de concreto u otras tuberías al igual que la instalación especial de accesorios como válvulas, estructuras de disipación de energía, cámaras de quiebre de presión, estaciones reguladoras de presión, etc.
4.6.6 Distancias Distancias mínimas mínimas a otras redes de servici servicios os p públi úblicos cos El diseño debe contemplar las distancias mínimas que deben existir entre los tubos que conforman la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín y los ductos de otras redes de servicios, tal como se establece a continuación: 1. Las distanc distancias ias mínimas mínimas a la red de alcantar alcantarilla illado do de aguas aguas residual residuales es deben ser 1.5 m horizontal y 0.3 m vertical. 2. Las distancias mínimas a la red de alcantarillado de aguas lluvias deben ser 1.0 horizontal y 0.3 0.3 m vertical. 3. Las distancias distancias mínimas mínimas a las redes de alcantarillado alcantarillado combinado combinado deben ser 1.5 m horizontal horizontal y 0.3 m vertical. 4. Las distancias mínimas a las redes de teléfono y de energía energía eléctrica deben ser 1.5 m horizontal horizontal y 0.5 m vertical. 5. Las distancias distancias mínimas mínimas a las redes domiciliarias domiciliarias de gas deben ser 1.2 m horizontal horizontal y 0.5 m vertical. Si no es posible cumplir con estas distancias mínimas, las tuberías de las redes de conducción de agua potable deben ser revestidas exteriormente con una protección a todo lo largo de la zona de interferencia como se indica en el Numeral 4.5.6. 4.5.6.
4.7
REFEREN REFERENCIA CIACIÓ CIÓN N DE COMPONEN COMPONENTES TES DEL SISTEMA SISTEMA DE CONDU CONDUCCI CCIONES ONES
El diseñador debe dejar claramente establecido, en todos los planos de diseño, la referenciación de los componentes que conforman la línea de conducción, tanto para el caso de conducciones
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P nuevas como como para el caso de ampliación ampliación a conducciones conducciones existente existentes. s. El diseño debe contemplar contemplar los siguientes aspectos:
4.7. 4.7.11 Cata Catast stro ro de la red red El diseño debe dejar claramente especificado, en los planos y las memorias de cálculo, todo el catastro de la red de conducciones que forme parte del proyecto de una conducción nueva o de una una ampli ampliac ació ión. n. Con Con resp respec ecto to al cata catast stro ro de la red, red, el dise diseño ño debe debe segu seguir ir el sist sistem ema a de inform informació ación n SIGMA SIGMA de las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín n y todos todos los aspect aspectos os de diseño diseño aprobados por éstas con un máximo de dos años de vigencia. En todos los casos, las líneas de conducción nuevas o ampliaciones a líneas existentes deben quedar referenciadas a los B.M. de la Oficina de Planeación de las Empresas Públicas de Medellín o las oficinas de Planeación de los municipios atendidos por EEPPM. En caso de que las Empresas Públicas de Medellín operen otros municipios y que en ellos no existan B.M. en las oficinas de Planeación Municipal, el catastro de la red de conducciones deberá quedar referenciado a los B.M. o a las placas del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).
4.7. 4.7.22 Refe Refere renc ncia iaci ción ón Para la referenciación de las redes de conducciones o parte de estas, incluyendo todos los accesorios y elementos de control, el diseño debe seguir el “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, versión vigente8. Se debe seguir el Capítulo 19 “Referenciación de las redes de acueducto” de este manual. En particular, se debe seguir el Numeral 19.1 “Tuberías de Acueducto” para la referenciación de tuberías, el Numeral 19.2 “Válvulas” para la referenciación de las válvulas y los Numerales 19.3 “Accesorios” y 19.4 “Sistemas controladores de presión” para los accesorios. En el caso particular de las tuberías, el diseño debe referenciar la localización de todas las uniones, o al menos aquellas que permitan permitan determinar la posición de las otras. Esta información es valiosa para las actividades de mantenimiento normal o bajo situaciones de emergencia.
4.7.3 4.7.3 Sistem Sistemas as de info informa rmació ción n geogr geográfi áfica ca El diseñador debe propender porque durante la construcción, la operación y las labores de mantenimiento de las líneas de conducción, ya sean nuevas o ampliaciones a las existentes, se haga un uso intensivo d e los sistemas de información geográfica, los cuales deben permitir: 1. Un manejo manejo de toda toda la informac información ión de la red de condu conducci ccione oness en un modelo modelo digital, digital, el cual cual debe cumplir con las características de conectividad con otros programas, en particular los programas de diseño de redes de acueducto. a cueducto. 2. Faci Facilid lidad ad de gene genera rarr entr entrad adas as a los los dife difere rent ntes es mode modelos los de maner manera a simp simple le y rápid rápida, a, reduciendo las posibilidades de error. 3. Permitir Permitir fácilmen fácilmente te la actualiza actualización ción y el el seguimiento seguimiento contin continuo uo de la red red de conduccio conducciones. nes. 4. Alimentarse Alimentarse en forma forma rápida rápida y simple simple con cualquier cualquier informac información ión nueva nueva que sea sea generada generada para la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín. El diseño debe hacer uso de las bases de datos existentes en las Empresas Públicas de Medellín, del sistema de información geográfico establecido por el SIGMA y debe hacer uso de todos los sistem sistemas as y transm transmisi isión ón de datos datos tipo tipo SCADA, SCADA, adopta adoptados dos para la operac operación ión del sistem sistema a de acueducto de EEPPM. 8
http://www.eeppm.com/epmc http://www. eeppm.com/epmcom/contenido/prov om/contenido/proveedores/manuales/ma eedores/manuales/manual_aguas/index.htm nual_aguas/index.htm
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4.7. 4.7.44 Uso Uso de la refe refere renc ncia iaci ción ón en co conj njun unto to co con n las las he herr rram amie ient ntas as de tecnología de información La tecnología de información debe permitir la actualización permanente de la información de las bases de datos y de los sistemas de información geográfica de EEPPM. Para ello, se debe contar con una refere referencia nciació ción n adecua adecuada da de los compon component entes es que genere genere inform informaci ación ón útil útil para para la actualización. La inform informaci ación ón proven provenien iente te de la refere referenci nciaci ación ón se debe debe consol consolidar idar en format formatos os digita digitales les compatibles con las bases de datos y con los sistemas de información geográfica de EEPPM.
4.8 4.8
ASPEC ASPECTOS TOS DE LA LA PUEST PUESTA A EN MARC MARCHA HA DE DE LA CONDU CONDUCC CCIÓ IÓN N
El diseñador debe establecer en el protocolo de pruebas aquellas condiciones que se deben medir y se deben cumplir, especificando el grado de precisión de las mediciones, para la puesta en marcha de la conducción, cuando se trate de una línea nueva o ampliaciones a las líneas de conducción existentes.
4.8. 4.8.11 Prue Prueba bass hidr hidros ostá táti tica cass Una vez que finalice la instalación de la tubería de la conducción, y siguiendo el protocolo de pruebas establecido por el diseño, ésta debe presurizarse hasta el nivel máximo de la presión estática que va a soportar durante su vida vida útil, con el fin de verificar su estanqueidad y si existen problemas en las uniones, las juntas, los accesorios, etc. Igualmente debe verificarse el correcto correcto funcionamiento de los anclajes, de acuerdo acuerdo con el protocolo de pruebas. pruebas. Estas pruebas pueden hacerse por tramos de la conducción, aisla dos mediante válvulas.
4.8. 4.8.22 Medi Medici ción ón de caud caudal ales es Una vez finaliza finalizadas das las pruebas pruebas hidros hidrostát tática icas, s, y despué despuéss de llenar llenar la zanja zanja en los tramos tramos enterrados de la tuberías, deben verificarse los caudales de operación incluyendo el caudal máximo. Para verificar dichos caudales deben aforarse tanto tanto el caudal de entrada como el caudal de salida de la conducción. El diseñador, dentro del protocolo de pruebas, debe establecer el tipo de aparatos de medición, su precisión y el nivel de duración de la prueba.
4.8.3 4.8.3 Lín Línea ea piez piezom ométr étrica ica de de la condu conducci cción ón Con el fin de verificar lo establecido por el diseño, y siguiendo el protocolo de pruebas dado por el diseñador, debe medirse la altura piezométrica en diferentes puntos de la tubería para diferentes condiciones de caudal, incluyendo tanto el caudal máximo como el caudal mínimo. mínimo. Para verificar la altu altura ra piezo piezomé métr tric ica a debe deben n utili utiliza zars rse e los punt puntos os de medi medici ción ón esta establ blec ecid idos os en la tube tuberí ría, a, especialmente los puntos de medición de presiones cerca de los accesorios de control y puntos de pitometría. Debe ponerse especial cuidado en aquellos puntos de la tubería tubería donde haya cambios de dirección, tanto verticales como horizontales, en los puntos de presión máxima y sobre todo en los puntos en los cuales la línea física de la tubería se acerca más a la línea piezométrica de diseño. Los datos tomados de esta forma deben ser almacenados en un sistema de información, con el fin de ser comparados con aquellos obtenidos a lo largo de la vida útil del proyecto durante su operación normal.
4.8.4 4.8.4 Desinf Desinfecc ección ión de la conduc conducció ción n Siempre Siempre que se hagan trabajos en una línea de conducción, conducción, ya sea una instalación instalación nueva, o una ampliación ampliación de una conducción existente, existente, ésta debe ser desinfectad desinfectada. a. La desinfección desinfección debe ser hecha por el instalador de la tubería y debe realizarse de acuerdo con el procedimiento descrito en
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P la norma técnica AWWA C-651. Una vez desinfectada la tubería, tubería, se deben verificar los datos datos de calidad de agua con respecto a cloro residual, de acuerdo con el protocolo de pruebas establecido en el diseño. Para la desinfección de la conducción deben tenerse en cuenta los siguientes requerimientos: 1.
Antes Antes de la aplicaci aplicación ón del desinf desinfect ectant ante, e, la tubería tubería debe debe lavarse lavarse hacie haciendo ndo circu circular lar agua a través de ella y descargándolas por las válvulas de descarga o purga con el obje objeto to de remo remove verr todas todas las las mate materi rias as extr extrañ añas as,, resi residu duos os de los proc proces esos os de construcción. El desinfec desinfectan tante te debe aplicars aplicarse e donde donde inicia inicia la tubería. tubería. Para Para seccio secciones nes de la conducción localizada entre válvulas, el desinfectante debe aplicarse por medio de una llave de incorporación.
2.
Prefer Preferible iblemen mente te debe debe utiliz utilizars arse e cloro cloro o hipoclor hipoclorito ito de sodi sodio o como como desinfe desinfecta ctante nte.. La tasa de entrada de la mezcla de agua con gas de cloro a la tubería debe ser proporciona proporcionall al caudal que entra al tubo. En particular particular debe seguirse lo establecido establecido por la norma AWWA C-651.
3.
La canti cantidad dad de clor cloro o debe ser ser tal tal que produ produzca zca una una concen concentra tració ción n mínima mínima de 50 ppm. ppm. El diseño debe establecer claramente la calidad y la cantidad del cloro que debe ser inyectado en cada llave de incorporación. El procedimiento de desinfección debe ser aprobado por las Empresas Públicas de Medellín.
4.
El períod período o de retenci retención ón del agua agua desinf desinfect ectada ada dentr dentro o de la red de cond conducc uccion iones es de agua agua potable potable no debe debe ser menor menor que que 24 horas. horas. Despué Despuéss de este este período período de retención, el contenido de cloro residual en los extremos del tubo, en las llegadas a los tanques de almacenamiento y/o compensación; y en los puntos representativos establecidos por el diseño, deben ser de por lo menos 5 ppm.
5.
Una Una vez que se haya haya hecho hecho la clor clorac ació ión n y haya haya transc transcur urri rido do el períod período o mínimo mínimo de retención, la tubería debe ser desocupada completamente. completamente. Cuando se hagan cortes en alguna de las tuberías tuberías que conforman conforman la red de conducciones conducciones con el fin de hacer reparaciones, o ampliaciones, la tubería cortada debe someterse a cloración a lado y lado del punto de corte.
6.
Se debe debe hacer hacer un un muest muestreo reo fina finall para para llevar llevar a cabo cabo un un anális análisis is bact bacteri eriológ ológico. ico. En caso de que la muestra no tenga resultados de calidad de agua adecuados, teniendo en cuen cuenta ta lo esta establ blec ecid ido o por por el Decr Decret eto o 475, 475, debe debe repe repeti tirs rse e el proc proces eso o de desinfección.
4.8. 4.8.55 Golp Golpee de de Arie Ariete te Teniendo en cuenta lo establecido por el diseñador con respecto al golpe de ariete en la tubería de conducción, debe medirse la condición normal de operación que produzca las mayores sobrepresiones y la condición normal de operación que produzca las menores subpresiones, con el fin de realizar realizar una prueba prueba de golpe de ariete ariete.. Esta Esta prueba prueba debe simular simular la condic condición ión normal normal de operación establecida en los protocolos de prueba y la presión debe medirse en aquellos puntos, que, de acuerdo con el diseño, presentan las máximas sobre-elevaciones de presión y las mínimas subpresiones. Estos datos deben conservarse en el sistema sistema de información de EEPPM, con el fin de comparar con los datos que se obtengan durante todo el período de operación normal de la red.
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4.8. 4.8.66 Acce Acceso sori rios os y Vál Válvu vula lass Una vez finalizada la construcción de la nueva conducción o la ampliación de una conducción existente, se debe verificar verificar la estanqueidad de cada uno de los accesorios contenidos en la línea. Con respec respecto to a las válvul válvulas as y otros otros equipo equiposs electr electrome omecán cánicos icos,, debe debe verifi verificar carse se su correc correcto to funcionamiento antes de proceder a cerrar la zanja en la cual se encuentra la tubería enterrada.
4.8. 4.8.77 Válv Válvul ulas as de de lava lavado do y pur purga ga Las estructuras utilizadas para el lavado de las conducciones, con el fin de remover biopelículas o depósitos de partículas inorgánicas, o prevenir el crecimiento de biopelículas, deben someterse al proc proced edim imie ient nto o esta establ blec ecido ido en el prot protoc ocolo olo de prue pruebas bas con con el fin fin de veri verififica carr su corr correc ecto to funcionamiento, midiendo el caudal de lavado en función de la presión en el sitio de descarga. En todas las válvulas de lavado o purga que existan a lo largo de la línea de conducciones debe verificarse su correcto funcionamiento y debe medirse el caudal y la velocidad de salida del agua, bajo condiciones normales de operación de lavado. El diseño debe establecer establecer el tipo de aparatos aparatos de medición, su precisión y la frecuencia de mediciones. En el caso de descargas que cuenten con estructuras de disipación de energía y canales de descarga a la red de drenaje natural de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, debe verificarse el correcto funcionamiento de las estructuras y de los canales, midiendo las velocidades de salida, el nivel de agua en en los canales y las velocidades en estos. estos. El diseñador, en su protocolo protocolo de pruebas, pruebas, debe establecer los sitios de medición, medición, los aparatos aparatos de medición, medición, su precisión y el número de medidas que deben ser hechas.
4.8.8 Ventos tosas En todas las ventosas que existan a lo largo de la línea de conducción deben hacerse las pruebas corr corres espo pondi ndien ente tes, s, esta establ blec ecid idas as en el prot protoc ocol olo o de prue prueba bas, s, que que aseg asegur uren en su corr correc ecto to funcionamiento para las diferentes condiciones normales de operación establecidas por el diseño. En particular debe cumplirse con la norma técnica AWWA C-512.
4.9 4.9
ASPEC ASPECTOS TOS DE LA OPER OPERAC ACIÓ IÓN N DE LA COND CONDUC UCCI CIÓN ÓN
Desde la etapa de diseño, se deben establecer los siguientes aspectos de operación de la conducción, con el fin de asegurar el correcto funcionamiento de ésta:
4.9. 4.9.11 Medi Medici cion ones es de caud caudal al Con el fin de verificar la cantidad de agua que llega al final de cada una de las líneas de conducción y a los tanques de almacenamiento y/o compensación, durante todo el período del diseño del proyecto debe medirse el caudal a la entrada al sistema de conducciones (salida de las plantas de potabilización) y en cada punto de salida de éste, en forma continua y se deben guardar los registros de caudal, con el fin de mantener una base de datos que permita establecer el balance de agua en la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín. En el caso de las medidas de caudal es obligatorio tener mediciones telemétricas, para lo cual el diseño debe establecer establecer claramente claramente los puntos puntos de medición, los instrument instrumentos os a ser utilizados, utilizados, la frecuencia frecuencia de toma de datos de caudales y el nivel de precisión de las medidas.
4.9. 4.9.22 Golp Golpee de de Arie Ariete te En todas las líneas del sistema de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín, y en particular aquellas que conforman líneas de impulsión de bombeos, deben medirse las sobrepresiones y las subpresiones generadas bajo condiciones normales de operación de flujo no permanente permanente,, anotando en forma específica específica la forma de operación operación de las válvulas y bombas. En
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P este caso es obligatorio el uso de telemetría. telemetría. El diseño debe establecer en forma clara los puntos de medición, los aparatos de medición, la frecuencia de toma de datos y el nivel de precisión. Estos registros deben guardarse en las bases de datos de las Empresas Públicas de Medellín, para alimentar los modelos hidráulicos del sistema de acueducto.
4.9. 4.9.33 Líne Líneaa Piez Piezom omét étri rica ca A lo largo de toda la vida útil del proyecto debe hacerse una revisión de la línea piezométrica o línea de gradiente gradiente hidráulico hidráulico a lo largo de todas las tuberías tuberías de conducción. conducción. La medición medición de la línea piezométrica debe ser permanente, y el diseño debe establecer en forma clara los puntos de medición, los instrumentos a ser utilizados, la frecuencia de medición medición y la precisión de éstas. Para la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín es obligatorio tener instrumentación telemétrica a lo largo de toda la línea de conducción, con el fin de que el operador conozca en tiempo tiempo real las presiones a lo largo de la tubería tubería para diferentes diferentes condiciones condiciones de operación. operación. Los registros deben ser guardados en las bases de datos de las Empresas Públicas de Medellín con el fin de alimentar los modelos hidráulicos de la red de distribución y la red de conducciones de agua potable.
4.9.4 Instrumen Instrumentación tación y telemetr telemetría ía en en las las conducci conducciones ones En todos los puntos del sistema de conducciones en los cuales exista instrumentación telemétrica, establecida establecida en el diseño, diseño, debe verificarse verificarse que la precisión precisión de los instrumentos instrumentos en el momento momento de entrar entrar en operación operación esté dentro dentro del rango ±1%. Adicionalmen Adicionalmente, te, debe verificarse verificarse su correcta correcta instalación en los diferentes puntos de las tuberías, en forma permanente a lo largo de la vida útil del proyecto. En el caso caso especí específic fico o de los sensores sensores o transd transduct uctore oress de presió presión, n, debe debe verifi verificar carse se que la capacidad de estos cubra todo el rango de presiones que pueda presentarse en la tubería de cond conduc ucci cion ones es,, tant tanto o bajo bajo condi condici cion ones es norm normal ales es de oper operaci ación ón como como bajo bajo cond condic icion iones es de emergencia, en particular las sobrepresiones y subpresiones ocasionadas por los casos de flujo no permanente, bajo la conducción de operación extrema. Con respecto a los medidores de velocidad y de caudal, debe verificarse que la capacidad de estos cubra todo el rango de velocidades que puedan presentarse en la tubería, tanto bajo condiciones normales de operación como como bajo condiciones de emergencia. En particular debe verificarse verificarse que la instrumentación para la medida de caudales y de velocidades cubra también las operaciones extremas de lavado de las conducciones.
4.9.5 4.9.5 Reglas Reglas de operac operación ión para para evitar evitar despren desprendim dimien ientos tos de bio biopel pelícu ículas las y resuspensión de depósitos inorgánicos Dentro del diseño de las líneas de conducción o ampliaciones de éstas, debe quedar establecida la forma de obtener reglas de operación para la red de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín. El objetivo es el establecer reglas para operaciones rutinarias, operaciones especiales tales como la puesta en marcha de una conducción nueva, el reemplazo de una conducción, el mantenimiento de una de las plantas de tratamiento de agua potable de las Empresas Públicas de Medellín u operaciones de emergencia, de tal forma que no se induzca el desprendimiento de biopelículas y/o la resuspensión de partículas inorgánicas depositadas que deterioren la calidad del agua potable entregada por la empresa. Las restricciones sobre las cuales se deben establecer las reglas de operación deben estar dadas por las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Medellín. En principio, principio, bajo ninguna operación operación se debe permitir cambios drásticos de velocidad en las líneas de conducción, no se deben permitir incrementos de velocidad, por encima de la velocidad normal de operación, superiores al ciento por ciento de ésta, y se deben evitar reversas reversas de flujo en las líneas de conducción. En caso contrario, antes de iniciar la operación especial, se debe proceder al lavado de las líneas de conducción. CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Para establecer las reglas de operación, el diseño debe establecer el tipo de modelo hidráulico que debe ser utilizado para este propósito, tal como se describe en el Numeral 4.5.2. 4.5.2. El modelo modelo hidráu hidráulico lico de la red de conducc conduccione ioness debe debe estar estar calibr calibrado ado de tal forma que permit permita a probar probar diferentes alternativas de operación, especialmente para operaciones no normales, con el objetivo de escoger aquella que se acerque más a los criterios antes establecidos.
4.9.6 4.9.6 Lavado Lavado de de las tube tubería ríass de condu conducci cción ón El diseño de la línea de conducción, ya sea nueva o una ampliación de una conducción existente, debe establecer el período de tiempo tiempo de su lavado. Este período debe ser de al menos una vez al año. El lavado de las líneas de conducción debe realizarse, adicionalmente, cuando se detecte un deterioro en las condiciones de calidad de agua, en la red de conducciones, o antes de condiciones de operaciones especiales que impliquen cambios drásticos en la hidráulica de las tuberías, tales como incrementos de velocidad, sobre la velocidad media, superiores al ciento por ciento o reversa en la dirección del flujo. El diseñador debe establecer las condiciones de de operación durante los lavados. En particular debe establecer el porcentaje de apertura y tiempo de apertura de las válvulas, indicando claramente cuáles de éstas deben abrirse para para una operación de lavado en particular. Las reglas de operación establecidas establecidas desde el diseño deben ser tales que se produzcan velocidades velocidades superiores superiores a 3.6 m/s en las tuberías de conducción conducción objeto del lavado. lavado. Durante Durante las operaciones operaciones de lavado se deben tomar las siguientes mediciones, preferiblemente mediante el uso de telemetría: 1. Velocidad del flujo en las tuberías objeto del proceso de lavado. 2. Los caudales descargados a través de las válvulas de descarga. descarga. 3. Los niveles de flujo en los canales de descarga. 4. Calidad del agua antes y después de la operación de lavado. 5. Seguimiento de la evolución de la calidad del agua hasta un período de por lo menos una semana después del lavado. El diseño también debe establecer cuáles datos, incluyendo su precisión y frecuencia de medición, deben ser almacenados en las bases de datos de las Empresas Públicas de Medellín, con el fin de alimentar los modelos hidráulicos y permitir la calibración de e stos bajo operaciones de emergencia y/o lavado.
4.9.7 4.9.7 Calida Calidad d de agua agua en llas as condu conducci ccione oness La calidad de agua en el sistema de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín debe ser tal que a la entrega de agua al cliente final se de cumplimiento a lo establecido en el Decreto 475, o aquel aquel que lo reemplac reemplace, e, sobre calidad calidad de agua agua en sistemas sistemas de acuedu acueducto cto.. El diseño debe establecer las metodologías para hacer un análisis permanente de la evolución de la calidad de agua en toda la red de conducciones, a lo largo de todo el día, para las condiciones de abastecimiento actuales y futuras. futuras. Para el cálculo de la calidad de agua se debe hacer uso de los valores de coeficientes de decaimiento establecidos en el Numeral 4.4.4 de esta norma, o aquellos que establezcan las Empresas Públicas de Medellín. Para conocer las condiciones condiciones de calidad de agua, se debe utilizar un modelo hidráulico calibrado calibrado desde desde el punto punto de vista vista hidráu hidráulico lico y se debe hacer hacer una calibra calibració ción n de los coeficie coeficiente ntess de decaimiento decaimiento desde desde el punto de vista de calidad del agua. El modelo hidráulico hidráulico de simulación de redes de conducciones de agua potable debe tener capacidad de análisis de evolución de la calidad de agua para períodos extendidos, y en particular debe hacer uso del método del gradiente para el cálculo de las condiciones hidráulicas.
4.9.8 Uso de tecnol tecnología ogíass de informa información ción para para la operac operación ión de condu conduccion cciones es La operación de las conducciones se debe modelar en un programa de modelación hidráulica que use el método del gradiente para sus cálculos, que permita la modelación en período extendido y CONDUCCIONES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P que tenga rutinas de calidad de agua. El uso del modelo tiene el objetivo de establecer reglas de operación para el sistema de conducciones con base en restricciones tales como no permitir velocidades que impliquen riesgo de desprendimiento de biopelículas, o como no permitir la inversión de direcciones de flujo, etc. El modelo hidráulico hidráulico digital utilizado utilizado debe tener en cuenta cuenta la altimetría altimetría,, planimetría planimetría,, demandas demandas y patrones de consumo de la zona de interés. La topología del modelo debe representar de manera precisa la condición actual de la red. La operación de las conducciones se debe modelar sobre un modelo hidráulico calibrado para representar el comportamiento comportamiento real de la red. Por consiguiente, el modelo hidráulico utilizado debe contar con rutinas de calibración.
4.100 4.1
ASPECTO ASPECTOS S DEL MANTE MANTENIM NIMIEN IENTO TO DE LAS LAS CONDUCC CONDUCCION IONES ES
En general se debe seguir, para el mantenimiento de la red de conducciones, todo lo establecido en el Sistema de Gestión de Calidad de las Empresas Públicas de Medellín, para lo cual el diseño debe garantizar la total aplicación de este documento. Para aquellos municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín que no sean parte del Sistema Sistema de Gestión Gestión de Calidad, el diseño debe tener en cuenta los aspectos aspectos mostrados mostrados en los nume numera rales les 4.10. 4.10.1 1 a 4.10 4.10.1 .10. 0. Igua Igualm lmen ente te,, cuan cuando do dich dichos os aspe aspect ctos os no se encu encuen entr tren en específicamente detallados para aquellos municipios que sí formen parte de dicho sistema, se recomienda la aplicación de dichos numerales.
4.10.1 Mantenimiento correctivo y preventivo Todas Todas las estructu estructuras ras y tuberí tuberías as que formen formen parte de la obra obra de conduc conducció ción n deben deben tener tener programas de mantenimiento correctivo y preventivo de acuerdo con los siguientes requisitos: 1. 2.
Las labores labores de mantenimient mantenimiento o deben deben ser ser siempr siempre e de tipo preventivo. preventivo. Para esto, esto, el diseño debe considerar las rutinas de mantenimiento desde la época de concepción del proyecto. Las labor labores es de manten mantenimi imient ento o de todo todo equipo equipo electro electromec mecáni ánico co que form forme e parte parte de la red de conducciones, debe ser de tipo preventivo.
En el caso caso de que que las las labor labores es de mant manten enim imien iento to impl impliqu iquen en la susp suspen ensi sión ón del serv servic icio io de abaste abastecim cimien iento to de agua agua potabl potable, e, las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín n deben deben inform informar ar a la comunidad sobre los horarios y cortes programados en el suministro de agua. agua. Para esto, el diseño debe establecer, establecer, haciendo uso de modelos hidráulicos hidráulicos de la red de distribución distribución,, aquellos aquellos clientes clientes que van a ser afectados por la suspensión del servicio o por bajas temporales en la presión del suministro de agua potable.
4.10.2 Suspensión del servicio servicio por mantenimiento Los mantenimientos programados en EEPPM no afectan el servicio. En caso de que por un mantenimiento no programado sea necesario suspender el servicio de la conducción, ésta debe limitarse a un período máximo de 18 horas en las zonas afectadas del municipio.
4.10.3 4.10.3 Registro Registro de mantenimi mantenimientos entos Siempr Siempre e que las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín n hagan hagan labore laboress de manten mantenimi imient ento o en las conducciones, deben cumplirse los siguientes requisitos: Es obligatorio obligatorio anotar la fecha del daño, el tipo de daño ocurrido, ocurrido, la causa del daño, los repuestos repuestos utilizados y los procedimientos de reparación, cuando se trate de enfrentar una situación de emergencia. En el caso de mantenimientos preventivos, preventivos, tanto de las líneas de tuberías tuberías como del equipo electromecánico, es obligatorio anotar la fecha del mantenimiento, el tipo de mantenimiento, los repuestos utilizados y los procedimientos desarrollados durante las labores de mantenimiento.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P EEPPM debe llevar una base de datos con los registros históricos de los daños ocurridos en la conducción así como de los mantenimientos preventivos que se hagan en ésta.
4.10.4 4.10.4 Disponibi Disponibilidad lidad de repuestos repuestos En el caso de que se requieran repuestos para labores de mantenimiento de las estructuras y/o acceso accesorio rioss que confor conforman man las conduc conduccio ciones nes,, debe debe teners tenerse e en cuenta cuenta que la consec consecuci ución ón y localización in situ de los repuestos debe ser inmediata para aquellos casos que impliquen la suspensión del servicio, ya sea por mantenimiento preventivo o por situaciones de emergencia. Para los repuestos que no impliquen suspensión del servicio, la consecución y localización in situ de estos debe hacerse como máximo en un día.
4.10.5 4.10.5 Válvulas Válvulas de de purga purga Con el fin de mantener un control efectivo y un perfecto estado de funcionamiento de las válvulas de purga en las tuberías de conducción, deben tenerse en cuenta, desde la etapa de diseño, los siguientes requisitos: la apertura de válvulas de purga debe hacerse en forma periódica, de acuerdo acuerdo con lo establecido en el diseño. En caso de que se tenga instrumen instrumentació tación n que permita detectar reducciones en los caudales y las válvulas de purga sean telecomandadas, éstas deben abrirse en el momento en que se detecte una reducción de caudal del 20% para una altura dada a la entr entrad ada a en la tube tuberí ría a de cond conduc ucci ción ón.. Esto Esto perm permitite e la corr correc ecta ta operac operació ión n de la red red de conducciones en caso de situaciones de emergencia, tales como la rotura de una tubería.
4.10.6 4.10.6 Verificació Verificación n de asentamientos asentamientos en los anclajes En el caso de que el diseño del sistema de conducción o una ampliación de éste incluya tuberías presurizadas en las cuales existan tramos por encima del nivel del terreno, deben verificarse los asentamientos de los anclajes en uniones, codos, válvulas y otros tipos de accesorios una vez cada 3 meses como mínimo. mínimo. Sin embargo, embargo, si la línea de conducción conducción cruza terrenos terrenos inestables, inestables, terrenos con una alta actividad tectónica o que el municipio se encuentre localizado en una zona de amen amenaz aza a sísm sísmic ica a medi media a o alta alta,, dura durant nte e los los prim primer eros os tres tres años años de oper operac ació ión n de la nuev nueva a conducción deben verificarse los asentamientos de los anclajes al menos una vez al mes.
4.10.7 Limpieza de tuberías y desprendimiento desprendimiento de biopelículas y/o depósitos inorgánicos El diseño de las líneas de conducción o ampliaciones a líneas de conducción debe establecer el período de limpieza de tuberías, especificando su velocidad mínima y su duración, con el fin de contro controlar lar el crecim crecimien iento to de biopelí biopelícul culas, as, de provoc provocar ar el despre desprendim ndimien iento to de biopel biopelícu ículas las y/o provocar el desprendimiento de depósitos inorgánicos al interior de de la tubería. La labor de lavado de las tuberías se debe hacer en los períodos de demanda mínima, a lo largo del día, de tal manera que ésta pueda ser abastecida directamente desde los tanques de almacenamiento y/o compensación. El diseño también debe establecer las medidas medidas de calidad de agua que permitan el corregir los períodos de lavado, cuando esto sea necesario. Una vez lavada la tubería se debe proceder a desinfección química de ésta con cloro, cloramina, ozono, dióxido de cloro, yodo o peróxido de hidrógeno.
4.10 4.10.8 .8 Limp Limpie ieza za de cana canale less de de desc scar arga ga y estr estruc uctu tura rass de disi disipa paci ción ón de energía En el caso de los canales de descarga y las estructuras de disipación de energía localizadas aguas abajo de las válvulas de descarga, el diseño debe establecer el período óptimo de mantenimiento con el fin de asegurar la limpieza total de estas estructuras y su correcta operación para las operaciones de lavado de la red de conducciones.
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4.10.9 4.10.9 Mantenimi Mantenimiento ento de accesorios accesorios Para el caso de los accesorios que formen parte de la estructura de la línea de conducción, se requieren las siguientes labores de mantenimiento: en el caso de las válvulas, debe verificarse el estado, la apertura y el cierre de válvulas, purgas, ventosas, compuertas, etc. al menos una vez cada mes. En todo caso deben seguirse las recomendaciones recomendaciones establecidas en las normas técnicas técnicas correspondientes para cada válvula y accesorio. El mante mantenim nimien iento to de acceso accesorio rioss debe debe realiz realizars arse e tenien teniendo do en cuenta cuenta las normas normas técnic técnicas as respectivas respectivas para para cada uno. En el caso de bombas y estaciones estaciones de bombeo bombeo debe seguirse seguirse lo establecido en el Capítulo 6 de la presente norma.
4.10.10 Uso mantenimiento
de
tecnologías
de
información
para
labores
de
Las operaciones de mantenimiento se deben apoyar en un modelo hidráulico calibrado con el fin de dimensionar el impacto de las acciones de intervención sobre la red de conducciones. De esta manera, si se planea realizar cierres en la red, éstos deben ser modelados para entender el comportamiento y el impacto de la acción a realizar. Las intervenciones en campo deben estar apoyadas por sistemas de posicionamiento global, GPS, de manera manera que se permita permita una rápida rápida actualizac actualización ión de cualqu cualquier ier cambio cambio de la red sobre la cartografía digital de la zona. En caso de que existan cambios en esta información, información, ésta debe ser enviada al Sistema de Información Geográfico del SIGMA de EEPPM.
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Anexo 4.1 GOLPE CONDUCCIONES
DE
ARIETE
EN
A.4.1.1 Análisis del golpe de ariete Para el análisis del golpe de ariete en el diseño deben considerarse los siguientes casos: 1. Se debe hacer el análisis análisis para tuberí tuberías as nuevas nuevas que van van a operar operar por bombeo bombeo.. 2. El análisis análisis debe debe hacerse hacerse para tuberías tuberías nuevas nuevas que van van a operar operar por gravedad gravedad.. 3. En las instala instalacio ciones nes de conducc conduccion iones es existen existentes tes en las que el objeto objeto de diseño diseño sea una ampliación debido a un aumento en la demanda o a una mejora en la confiabilidad del sistema, en las que se coloquen bombas nuevas, en las que se proyecten tanques nuevos o en las que existan variación de presión en cualquier sección de la línea de conducción. 4. El análisis análisis del golpe golpe de ariete ariete debe hacers hacerse e para las instala instalaciones ciones existentes existentes cuando cuando haya haya cambios en las condiciones normales de operación y/o en las condiciones excepcionales de operación. 5. El análisis análisis de golpe de de ariete se se debe hacer hacer en las instalaci instalaciones ones existent existentes es que van a ser ser incorporadas a un nuevo sistema, aún cuando no sufran modificaciones de ninguna naturaleza. Para el estudio del golpe de ariete el diseño debe probar los diferentes tipos de dispositivos de control, con el fin de seleccionar aquel que ofrezca la mayor protección posible para un nivel de inversión dado. Los dispositivos que pueden ser considerados desde la etapa de diseño de las conducciones para el control del golpe de ariete son: válvulas de retención, válvulas con una o dos velocidades de cierre, válvulas de alivio, cámara presurizada de aire, ventosas de doble efecto, tanques de compensació compensación n unidireccion unidireccionales, ales, almenaras, almenaras, volantes, volantes, tanques tanques hidroneumát hidroneumáticos icos y rotación rotación en sentido inverso de las bombas centrífugas con cierre lento de válvulas.
A.4. A.4.11.2 Cond Condic icio ione ness par paraa el el cál cálcu cullo del del golp golpee de de ar ariete ete El diseñador debe hacer el análisis del golpe de ariete en las tuberías de conducción para las condic condicion iones es norma normales les de operac operación ión,, para para las condici condicione oness excepc excepcion ionales ales ocasio ocasionad nadas as por mantenimientos o emergencias o para cambios importantes en l as condiciones de operación. Las condiciones para el cálculo del golpe de ariete son las siguientes: 1. Condic Condicion iones es normal normales es de opera operación ción por por bombeo bombeo.. En las conducciones que conformen líneas de impulsión de bombeos se consideran como condiciones normales de operación las siguientes: i. ii. iii. iii. iv. iv. v.
El fun funci cion onam amie ient nto o adec adecua uado do de de los los disp dispos osit itiv ivos os de de prot protec ecci ción ón y con contr trol ol de de golp golpe e de ariete previsto en la etapa de diseño. La in interrupción sú súbita de del bo bombeo. Inici Inicio o del del bom bombe beo o haci hacia a el tanqu tanque e de alma almace cena nami mient ento o y/o y/o comp compen ensa saci ción ón.. Las Las manio maniobr bras as de de cier cierre re o aper apertu tura ra de de válv válvul ulas as de de cont contro roll o de cie cierr rre e que que exis exista tan n en la la conducción. La ocu ocurr rrenc encia ia de de las las cond conduc ucci cion ones es esp especi eciale aless esta establ blec ecida idass en tod todas as las las est estaci acion ones es de de bombeo de un sistema complejo.
2. Condi Condici cion ones es exce excepc pcio iona nale less en cond conduc ucci cion ones es que que conf confor orme men n líne líneas as de impu impuls lsión ión de bombeos.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P En los sistemas por bombeo se consideran como condiciones excepcionales las siguientes: i. ii. ii. iii. iii. iv. iv.
La fal falla la de de cua cualq lquie uiera ra de los disp dispos osititivo ivoss de de prot protecc ecció ión n y con contr trol ol del del golp golpe e de arie ariete te.. Las Las mani maniob obra rass inad inadec ecua uada dass en las las válv válvul ulas as,, que que estén estén en des desac acue uerd rdo o con con las reg regla lass de operación especificadas por el diseño. La rup ruptura tura de la tub tubería ería en la secc secció ión n de máxim áxima a pres presió ión n bajo ajo régim régime en de fluj flujo o permanente. El cie cierr rre e reta retard rdad ado o de una una de de las las válv válvul ulas as de de rete retenc nción ión de la la desc descar arga ga de de las las bomb bombas as antes o simultáneamente con la máxima velocidad de reversa, ocurrida posteriormente a la interrupción del bombeo.
3. Condiciones Condiciones normal normales es de operación operación en conducciones conducciones traba trabajando jando por por gravedad. gravedad. Se consideran como condiciones normales de operación de una conducción por gravedad las siguientes: i. ii. ii.
El func funcio iona nami mient ento o adec adecua uado do de los disp dispos osititiv ivos os de de pro prote tecc cció ión n y cont contro roll cont contra ra el golp golpe e de ariete previstos desde la etapa de diseño. Las Las mani maniob obra rass de cier cierre re y aper apertu tura ra de de las las válvu válvula lass de cont contro roll y de de cier cierre re exi exist sten ente tess en la tubería de la conducción.
4. Condiciones Condiciones excepci excepcionales onales en las conducciones conducciones trabajando trabajando por graveda gravedad. d. Las condiciones excepcionales en una conducción trabajando por gravedad son las siguientes: i. ii. iii. iii.
La fal falla la en en cual cualqu quie iera ra de de los los disp dispos osit itiv ivos os de de prot protec ecci ción ón y con contr trol ol con contr tra a el gol golpe pe de de ariete. Las maniobr obras inadecuad uadas de las las válvula ulas, en desacu acuerdo con las las reglas de operación establecidas en el diseño del proyecto. La rupt ruptur ura a de la líne línea a de cond conduc ucci ción ón en la secc secció ión n de máxi máxim ma pres presió ión n bajo bajo una una condición de flujo permanente.
A.4. A.4.11.3 Pres Presio ione ness má máxima ximass y esf esfue uerrzos zos a se ser ab absorb sorbiidos dos En las tuberías de la conducción que incluyan los dispositivos de control enumerados en el Numeral 4.5.7, las presiones internas máximas en la tubería no pueden exceder los siguientes valores: 1.
2. 3.
Para Para las condici condicione oness normale normaless de operaci operación ón de la conduc conducció ción, n, las presi presiones ones inte interna rnass no podrán exceder el valor de la presión admisible para cada material y para cada clase de tuberías y de conexiones, juntas, bombas, válvulas y todos los demás accesorios que se encuentren presentes presentes en el diseño de la conducción. En las cond condici icione oness de operac operación ión excepc excepcion ional, al, el valo valorr de 1.5 vece vecess la presió presión n admisib admisible le obtenida para cada material y para cada uno de los accesorios colocados en la tubería de conducción. En las condi condicio ciones nes norma normales les y excepci excepcional onales, es, las las presio presiones nes utiliz utilizadas adas para para el cálc cálculo ulo de los empuje empujess hidros hidrostát tático icoss aplica aplicados dos a las estruc estructur turas as de anclaje anclaje de las tuberí tuberías, as, conexiones y equipos.
La presión admisible a que se hace referencia en el presente numeral es, para el caso de las tuberías de conducción metálicas, la presión que produce la máxima tensión de tracción de 0.5 veces el esfuerzo de fluencia o el esfuerzo límite de resistencia de los materiales de los que están hechas las tuberías tuberías,, las conexiones, conexiones, las válvulas y los accesorios accesorios.. En los demás casos, casos, es la presión de ensayo hidráulico de las tuberías, dividida por un coeficiente de seguridad no inferior a 2.5. Si las tuberías, las conexiones y demás accesorios ya tienen definidos por norma su presión presión y esfuer esfuerzos zos máximo máximoss admisi admisibles bles,, estos estos valore valoress serán serán los utiliza utilizados dos,, previa previa aproba aprobació ción n de las Empresas Públicas de Medellín.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P En ningún caso la presión de ensayo hidráulico podrá ser inferior a la presión dada por la Ecuación 4-13. 4-13. En aquell aquellas as conduc conduccion ciones es que sean sean proyec proyectad tadas as sin dispos dispositi itivos vos de contro control,l, los esfuer esfuerzos zos originados por el fenómeno de golpe de ariete no podrán ser absorbidos por el material del que están hechas las tuberías y las conexiones, ni por las juntas, los anclajes, los accesorios y los equipos de instalación, a menos que se verifiquen las siguientes condiciones: 1. 2. 3.
Las Las presi presion ones es inter internas nas máxi máxima mass debi debida dass al flujo flujo no perm perman anent ente e sean sean inferi inferior ores es a las presiones de servicio especificadas para cada tipo de material y clase de tuberías, accesorios, equipos y todo tipo de juntas. No exist existan an condi condicio ciones nes de de opera operación ción excepc excepcion ionale aless o de emerg emergenc encia. ia. La presi presión ón inter interna na máxim máxima a no exced exceda a 1.25 1.25 veces veces la pres presión ión de servic servicio io en fenó fenómen menos os de transiente que ocurran máximo dos veces por año.
En todos los casos arriba citados debe estar justificado el costo mínimo y la seguridad con relación a los costos que se obtendrían dotando la instalación de la conducción de un dispositivo de control de golpe de ariete y de seguridad.
A.4.1.4 Presiones mínimas Las presiones mínimas mínimas calculadas desde el diseño, debidas al fenómeno fenómeno de golpe de ariete, que ocurran en cualquier sección de la conducción, deben ser mayores que la presión subatmosférica admisible. Esta presión corresponde a la presión absoluta del vapor de agua a la temperatura ambiente restado restado de la temperatura temperatura ambiente local; para el caso de las Empresas Públicas Públicas de Medellín Medellín se debe utilizar un valor de presión de vapor igual a 1.7 KPa. En caso de que el diseño de la conducción conducción contemple contemple tuberías tuberías de pared delgada delgada compuestas compuestas de materiales materiales flexibles, tales como metales o plásticos, plásticos, la presión presión subatmosfér subatmosférica ica mínima mínima admisible admisible está definida por la presión de colapso estructural del tubo, siempre y cuando su valor sea superior a 1.7 KPa para cualquier condición de operación.
A.4.1.5 Celeridad de la onda de presión Para calcular la celeridad de la onda de presión causada por el fenómeno de golpe de ariete, el diseño debe utilizar la siguiente ecuación: a
E / ρ
= 1+
E ⋅ D ⋅ (1 − µ p2 ) E p ⋅ e p
Ecuación A.4.1.31
donde A E ρ
D µ p
E p e p
Celeridad de la onda de presión (m/s) Módulo de elasticidad de un material (Pa) Densidad del agua (Kg/m3) Diámetro de interno real de la l a tubería (m) Relación de Poisson de un material Módulo de compresibilidad del líquido (GPa) Espesor de pared de la tubería (m)
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Para el cálculo del módulo de elasticidad del material del que está fabricada la tubería debe utilizarse la Tabla A.4.1.29 mostrada mostrada a continuación. continuación. Los valores de otros otros materiales materiales deben ser especificados por el fabricante, y deben ser aprobados por las Empresas Públicas de Medellín.
Tabla A.4.1.29. Módulo de elasticidad para materiales de tuberías (Adaptada del Título B del RAS 2000) Material Acero Hierro dúctil PVC Fibra de vidrio reforzada (radial) Fibra de vidrio reforzada (axial) CCP Polietileno corto plazo Polietileno largo plazo
Módulo de elasticidad E p (GPa) 206.8 165.5 2.75 10 - 33 8.96 3.9 (f´c)1/2 0.9 0.2
A.4.1.6 Período de del go golpe de de ar ariete El período del golpe de ariete es el tiempo que una onda de presión necesita para recorrer toda la longitud de la tubería desde el sitio del inicio de la perturbación hasta el final de la tubería y retornar al sitio inicial. El período del golpe de ariete se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación: τ
=
2 ⋅ L
a
Ecuación A.4.1.32
donde L a
Longitud de la tubería (m) celeridad de la onda de presión (m/s)
A.4. A.4.1. 1.77 Méto Método doss de de cál cálcu culo lo de golp golpee de de ari ariet etee en en sis siste tema mass por por bomb bombeo eo En caso de que la conducción esté conformada por la línea de impulsión de un bombeo, el diseño debe contemplar contemplar el cálculo cálculo del golpe de ariete ariete utilizando utilizando el método método de las característic características as o algún método de elementos finitos, considerando la colu mna de agua como elástica, siempre que ocurran las siguientes condiciones, ya sea parcial o totalmente: 1. Separa Separació ción n de la columna columna en las seccio secciones nes del perfi perfill de las tubería tuberíass en sus cotas cotas más elevadas. 2. Longit Longitud ud de la tubería tubería inferio inferiorr a 20 veces veces la altura altura piezomét piezométric rica a total media media en la sección sección de salida de las bombas. 3. Velocidad Velocidad media media máxima máxima en en las seccion secciones es de la conducción conducción superior superior a 1.0 1.0 m/s. m/s. 4. Posible Posible falla falla de de cierre cierre de las las válvul válvulas as a la salida salida de de las bomb bombas as 5. Presio Presiones nes actuan actuantes tes que exceda excedan n los 2/3 de la presión presión admisib admisible le especif especifica icada da para cada cada clase de tuberías, conexiones y accesorios que conformen la línea de conducción. 6. Que el tiempo tiempo para alcanz alcanzar ar el inicio inicio de la la reversión reversión de la bomba bomba sea menor menor que que el tiempo tiempo del período del golpe de ariete. 7. Que el tiemp tiempo o del cierre cierre de la válvula válvula de contro controll sea menor menor que el períod período o del golpe golpe de ariete. 8. Que el el tiempo tiempo del cierre cierre automátic automático o de las las válvulas válvulas sea sea menor menor a 20 segundos. segundos. En las instalaciones instalaciones de conducciones conducciones por bombeo bombeo en las que la tubería tubería de succión succión sea corta o la pérdida de altura a lo largo de la tubería de impulsión puede ser despreciada para efecto del golpe de ariete, o las bombas son centrífugas y están equipadas con válvulas de retención en las
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P secciones de salida y/o la paralelización de las bombas ocurre por una interrupción en el suministro de energía eléctrica, el cálculo del golpe de ariete puede ser por el método de las características, el método método de los elementos elementos finitos, utilizando utilizando ambos la teoría teoría de la columna columna elástica, o mediante mediante el análisis de golpe de ariete por columna rígida, exceptuando lo establecido en los siguientes dos casos: 1. El método método del cálculo cálculo del del golpe de ariete ariete no es válido si si las líneas líneas piezomét piezométricas ricas trazad trazadas as con las cargas piezométricas mínimas obtenidas antes y después de a nularse el caudal de las bombas, determina presiones inferiores a las presiones atmosféricas en las secciones de tubería de impulsión donde hubieran ventosas, o inferiores a la presión de vapor del líquido a temperatura ambiente (1.7 KPa) en secciones sin ventosas; en este caso ocurrirá la separación de la columna de agua y por consiguiente no prosiguen los cálculos del golpe de ariete. 2. El método método de cálculo cálculo debe ser utiliz utilizado ado para para determin determinar ar si hay ocurren ocurrencia cia de separac separación ión de la columna de agua, lo mismo cuando en la salida de las bombas estén previstos accesorios antigolpe de ariete distinto de las válvulas de retención desde que sea trazada una línea piezométrica con una carga mínima obtenida antes de anular el caudal de las bombas.
A.4. A.4.1. 1.88 Méto Método doss de cálc cálcul ulo od del el golp golpee d dee aari riet etee en cond conduc ucci cion ones es por por gra grave veda dad d En las tuberías de conducción que operen por gravedad, el diseño debe incluir el cálculo del golpe de ariete por el método de las características o por el método de los elementos finitos, utilizando la teoría de columna elástica, siempre que alguna de las siguientes condiciones ocurra parcial o totalmente: 1. 2. 3. 4.
Sepa Separa raci ción ón de la column columna a en las seccio seccione ness del del perfi perfill de la cond conduc ucci ción ón de cota cotass más más elevadas, en caso de posibles rupturas o durante maniobra de válvulas para operaciones de emergencia. Necesid Necesidad ad de un menor menor tiempo tiempo mínimo mínimo del del cierre cierre de válvulas válvulas para para interrup interrupció ción n del flujo flujo para las condiciones normales y las operaciones de emergencia. Maniobra Maniobra de una válvula válvula de de control control de caudal caudal con con grandes grandes variaci variaciones ones de velocidad velocidad como como función del tiempo. Presio Presiones nes intern internas as actuan actuantes tes que exceda excedan n los 2/3 de la presió presión n admisible admisible espec especifi ificad cada a para cada clase de tubería, con sus conexiones y accesorios.
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Capí Capítu tulo lo 5 REDE REDES S DE DE DIS DISTRIB TRIBU UCIÓ CIÓN La red de distribución es el conjunto de tuberías destinadas al suministro en ruta de agua potable a las viviendas y demás establecimientos municipales, públicos y privados. Estas redes parten parten de los tanques de almacenamiento y/o compensación e incluyen además de los tubos, nodos, válvulas de control, válvulas reguladoras de presión, ventosas, hidrantes, acometidas domiciliarias y otros accesorios necesarios para la correcta operación del sistema.
5.1
ALCANCE
En este capítulo se establecen los criterios básicos, los aspectos específicos y los requisitos mínimos que debe cumplir el diseño de las redes de distribución de EEPPM, con el fin de garantizar la seguridad, la confiabilidad, la durabilidad, la funcionalidad, la calidad del agua, la eficiencia, la sostenibilidad y la redundancia del sistema. En este capítulo se incluyen los estudios previos, las condiciones generales, los parámetros de diseñ diseño, o, el diseñ diseño o hidrá hidrául ulic ico o de las rede redes, s, acces accesor orios ios y los los aspe aspect ctos os para para el diseñ diseño o de urbanizacion urbanizaciones. es. También También se incluyen aquellos aspectos aspectos que desde el diseño tengan influencia influencia sobre los procesos de construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento de todas las estructuras y accesorios que conforman la red de distribución. La Tabla 5-30 muestra un esquema del contenido de este capítulo:
Tabla 5-30 Esquema del contenido del Capítulo 5 "Redes de distribución" Componente
Numeral Estudios previos 5.2 Condiciones generales para las redes de distribución 5.3 Parámetros de diseño 5.4 Diseño de las redes de distribución 5.5 Otras consideraciones de diseño 5.6 Acce Acceso sori rios os y est estru ruct ctur uras as par para a las las tube tuberí rías as de de la red red de de dist distri ribuc bució ión n 5.7 5.7 Referenciación de componentes 5.8 Urbanizaciones 5.9 Aspectos de la puesta en marcha de redes de distribución 5.10 Aspectos de la operación de redes de distribución 5.11 Aspectos del mantenimiento de redes de distribución 5.12
5.2
ESTU STUDIOS PREVI EVIOS
5.2. 5.2.11 Conc Concep epci ción ón del del pro proye yecto cto Durante Durante la concepción del proyecto de diseño de las redes de distribución distribución y sus variantes variantes deben definirse los criterios técnicos y económicos que permitan comparar todas las alternativas posibles para la red de distribución a partir de los datos de campo, de los datos geológicos y de los datos de consumo de la población que será abastecida por el proyecto objeto del diseño. Las redes de distribución deben diseñarse con todas las estructuras y facilidades necesarias para garantizar que la calidad de agua que llega a los clientes cumpla con el Decreto 475 del Ministerio de Salud Pública o aquel que lo reemplace. reemplace. Además Además debe proveer suficiente suficiente agua para cubrir cubrir todos los tipos de uso incluyendo el caudal contra incendios en cualquier punto de la red.
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La concepción del diseño del proyecto de la red de distribución debe incluir, entre otras, las siguientes actividades: a. b. c.
d.
e. f.
g.
h.
i.
j. k.
Definición de los caudales actuales y futuros para el correcto dimensionamiento de la red de distribución. Verificación de que la red a diseñar se encuentre dentro del perímetro de servicio definido por las Empresas Públicas de Medellín. Delimitación clara de los circuitos hidráulicos en que se va a dividir la red de distribución, estableciendo las diferentes zonas de presión y definiendo la presión de entrada óptima a cada subcircuito. Loca Localiz lizac ació ión n y dimen dimensi sion onam amie ient nto o de los los equi equipos pos y acces accesor orios ios dest destin inado adoss al funcio funcionam namient iento o y la operac operación ión del sistem sistema a de distrib distribució ución n de agua agua potable potable,, en particular, aquellos necesarios para el aislamiento de los circuitos hidráulicos. Fija Fijaci ción ón de las las capa capaci cida dade dess de los los tanq tanque uess de comp compen ensa saci ción ón loca localiliza zado doss inmediatamente aguas arriba de las redes de distribución. En caso de ampliaciones, análisis hidráulico del sistema de distribución de agua potable existente, con el objetivo de aprovechar eficientemente las tuberías y otras estructuras existentes. El trazado de los conductos principales y secundarios de la red, incluyendo la forma de aislamiento de los diferentes circuitos de la red con el fin de llevar a cabo operaciones de reparación y/o mantenimiento. Dimensionamiento de cada una de las tuberías de la red, estableciendo su diámetro inte intern rno o real real y su rugosi rugosida dad d abso absolu luta ta.. En caso de que que el dise diseño ño involuc involucre re la ampliación de una red de distribución debe establecerse claramente cuáles de los tubos existentes deben ser redimensionados y cambiados. Optimización del diseño de la red de distribución, incluyendo el análisis de costo mínimo y la optimización económica de los diámetros que conforman la red de distribució distribución n respetando respetando las restriccio restricciones nes hidráulicas hidráulicas de caudal caudal demandado demandado en cada uno de los nodos y de presión mínima en la red de distribución. Estimación de los costos de construcción, de operación a lo largo de la vida útil del proyecto y de mantenimiento del sistema de distribución. Definición de las etapas de ejecución del diseño de la red de distribución de agua potable durante su etapa de construcción.
5.2. 5.2.22 Infr Infrae aest stru ruct ctur uraa exis existe tent ntee Para el proceso de diseño deben identificarse las principales obras de infraestructura construidas y proyectadas dentro de la zona de influencia de la red de distribución que se va a desarrollar, tales como calles, avenidas, puentes, vías de metro y ferrocarril, líneas de transmisión de energía eléctr eléctrica, ica, sistema sistemass de alcantari alcantarillad llado o y cualqu cualquier ier otra obra de importan importancia. cia. El análisi análisiss de la infraestructura existente debe incluir un estudio sobre el sistema de redes de distribución, en el cual se establezca tanto el catastro de tuberías y accesorios, como el estado estructural de las tuberías y la operación hidráulica del sistema.
5.2. 5.2.33 Estu Estudi dio o de de la la dem deman anda da El diseñador debe conocer los estudios de demanda de agua para la zonas del municipio objeto del diseño de la red de distribución que hayan sido realizados por EEPPM, tanto de la situación actual como futura, o en su defecto debe realizar estos estudios siguiendo lo establecido en el Capítulo 3 “Población, Dotación y Demanda” de e sta norma.
5.2.4 5.2.4 Distri Distribuc bución ión espaci espacial al de la la demand demandaa El diseñador debe conocer la variación espacial de la demanda en la zona del municipio objeto del diseño de la red de distribución, atendiendo los diferentes usos del agua, las densidades de población, la población de saturación, la estratificación de los servicios públicos, los usos del suelo
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P y establecer para cada zona la demanda teniendo en cuenta el análisis de las variables antes mencionadas. En el caso de ampliaciones ampliaciones a redes de distribución distribución existentes existentes y con el fin de establecer establecer el caudal caudal demandado en cada uno de los nodos de la red objeto de la ampliación, se debe establecer lo siguiente: 1. La loca localiz lizació ación n espac espacial ial en en coord coordena enadas das x, y y z de cada uno de los clientes dentro de la zona objeto del diseño, obtenida del SIGMA o mediante el uso de un georreferenciador definido por las Empresas Públicas de Medellín. 2. El caudal caudal de consu consumo mo de cada cada uno de los client clientes, es, obten obtenido ido de la base base de datos datos comercial de las Empresas Públicas de Medellín, con el fin de amarrar estos cons consum umos os al nodo nodo de cons consum umo o corr corres espo pond ndie ient nte e para para proc proced eder er al dise diseño ño optimizado de la red de distribución según se establece en el Numeral 5.4.13. 5.4.13.
5.2.5 Aspectos Aspectos genera generales les de la zona zona de la red red de distribu distribución ción El diseñador debe conocer todos los aspectos generales de la zona del municipio que va a ser abastecida por la red de distribución objeto del del diseño. En general, debe conocer los regímenes regímenes de propiedad y los usos generales de la zona, así como los requisitos básicos sobre tipos de clientes y los usos del agua que va a ser suministrada. Con el fin de establecer concretamente concretamente los aspectos generales de la zona objeto del diseño, el diseñador debe conocer toda la información planimétrica existente en las Empresas Públicas de Medellín, en particular en el sistema de información geográfica del SIGMA, así como la información planimétrica existente en otras oficinas municipales o departamentales. Como Como mínim mínimo o el diseña diseñador dor debe debe conoce conocerr la siguien siguiente te inform informació ación n refere referente nte a los aspect aspectos os generales de la zona: a. b. c. d. e.
f. g.
h.
i. j.
k. l.
El perímetro urbano del municipio La distribución espacial de la población y de la demanda en cada uno de los nodos de la red de distribución. Las calles y carreras existentes y las aprobadas en el Plan de Desarrollo Vial del municipio. Las vías de ferrocarril, las vías de metro, las vías de alto tráfico, las autopistas existentes y proyectadas. Las áreas de expansión futuras, previstas en el Plan de Ordenamiento Territorial del municipio, teniendo en cuenta las densidades de saturación, cuando éstas existan, así como futuros proyectos de infraestructura de gran magnitud. Las Las área áreass en dond donde e el desar desarro rollo llo urba urbano no se encue encuent ntre re prohi prohibi bido do en el Plan Plan de Ordenamiento Territorial. Los terrenos de propiedad del Estado, el Departamento o el Municipio así como los predios predios o servid servidumb umbres res que deben deben adquir adquirirs irse e para para los traza trazados dos de las redes de distribución. Los cursos de agua con sus obras de canalización, tanto las existentes como las proyectadas proyectadas.. En particular particular se debe tener un perfecto perfecto conocimiento conocimiento del sistema sistema de drenaje urbano de la zona del municipio objeto del diseño. Los puentes, viaductos, pasos sobre cursos de agua, vías públicas y otras obras de infraestructura. La indicación del número de edificios en cada manzana de la zona del municipio objeto del diseño de la red de distribución. En el caso de un proyecto proyecto de ampliación de la red red de distribución, las manzanas y los edificios particulares deben ser extraídos de los planos de catastro municipal. La información topográfica del sistema de distribución de agua potable existente, en caso de que se trate de una ampliación de la red de distribución. La localización de otras redes de diferentes servicios públicos, tales como las redes de alcan alcanta tari rillllad ado o de agua aguass lluvi lluvias as y agua aguass resi residua duale less o comb combin inado ados, s, las las redes redes de
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m.
distribución de gas domiciliario, las redes de teléfonos, las redes de energía, las redes de datos y las redes de televisión por cable. Usos del suelo de acuerdo con lo establecido en el POT.
5.2. 5.2.66 Estu Estudi dios os top topog ográ ráfi fico coss Para Para propós propósito itoss de diseño, diseño, el diseñad diseñador or debe debe recopi recopilar lar entre entre otra, otra, la siguie siguiente nte inform informaci ación ón topográfica: 1.
Planos Planos aerofo aerofotog togram ramétr étricos icos de la zona del municipio municipio donde donde va a diseña diseñarse rse,, construi construirse rse o ampliarse la red de distribución.
2.
Planos Planos de catastr catastro o de todas todas las obras obras de infraest infraestruc ructur tura a existent existente e de la zona zona del municipio municipio objeto del diseño.
3.
Foto Fotogr graf afía íass aéreas aéreas existe existent ntes es para para la zona zona del del muni munici cipio pio objeto objeto del del diseñ diseño, o, que que inclu incluya yan n claramente la zona donde va a diseñarse, construirse o ampliarse la red de distribución.
4.
Los planos planos de catastr catastro o o inventario inventario de de las redes redes existente existentess de distribuci distribución ón de agua agua potable potable que tengan tengan relació relación n con la red objeto objeto del diseño. diseño. En particul particular ar debe tenerse tenerse en cuenta cuenta la local localiz izac ació ión n de las redes redes de cond conducc uccio iones nes y/o y/o los los tanq tanque uess de almac almacen enam amien iento to y/o y/o compensación desde los cuales se alimentará la red de distribución.
5.
El levantamie levantamiento nto topográf topográfico ico planimétr planimétrico ico de la zona zona del municipio municipio objeto objeto del diseño, diseño, o de sus áreas de expansión, en el sistema de información geográfica del SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín
En caso de que no exista exista el levantamiento topográfico, topográfico, el diseñador debe seguir lo establecido en el manu manual al de topo topogr graf afía ía de las las Empr Empres esas as Públ Públic icas as de Mede Medellí llín, n, “Alc “Alcanc ances es del del trab trabajo ajo y especi especific ficacio aciones nes para para los levant levantami amient entos os o localiz localizacio aciones nes de trabaj trabajo o de topogr topografí afía a en la investigació investigación n para diseño de redes de acueducto acueducto y/o alcantarilla alcantarillado, do, conduccione conducciones, s, impulsiones impulsiones y obras civiles (plantas de tratamiento, tanques, estaciones de bombeo, edificaciones, etc.)”, con el fin de hacer los levantamiento levantamiento necesarios para el diseño de la red de distribución. Se debe utilizar la versión del manual de junio de 2002, o aquella que la reemplace. En aquellos casos en que existan planos, se recomienda hacer levantamient levantamientos os reales en campo, campo, con propósitos de verificación.
5.2. 5.2.77 Cond Condic icio ione ness geoló geológi gica cass El diseñador debe conocer todas las condiciones geológicas y las características del subsuelo en las zonas de trazado trazado de la red de distribución. distribución. Mediante Mediante el uso de planos geológicos, geológicos, deben identificarse las zonas de falla, de deslizamiento, de inundación y en general todas las zonas que pres presen ente ten n algú algún n prob proble lema ma caus causad ado o por por aspec aspecto toss geol geológi ógico cos, s, a part partir ir de los plan planos os de microzonifi microzonificación cación sísmica sísmica existentes. existentes. Se deben evitar alternativas alternativas de trazado trazado que crucen crucen zonas claramente identificadas como zonas de deslizamiento para las redes de distribución. El diseñador debe conocer específicamente el nivel de amenaza sísmica de la zona por donde cruzará cruzará la red de distribución. distribución. En particular particular debe tenerse en cuenta cuenta lo establecido establecido en la norma sismorresistente NSR-98, o la normatividad vigente, con respecto a los niveles de amenaza sísmica de las diferentes zonas del territorio de los municipios atendidos por EEPPM.
5.2. 5.2.88 Cali Calida dad d de de agu aguaa Antes de realizar el diseño de una red de distribución nueva o una ampliación a una red existente, el diseñador debe conocer las características de calidad del agua que se va a transportar y su evolución desde la salida de los tanques de almacenamiento y/o compensación hasta su llegada al punto de entrega. Se debe recopilar la información existente en EEPPM sobre las características REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P de calidad del agua. En caso de que se considere necesario o no exista ningún tipo de información sobre calidad de agua, se debe hacer uso de un programa de modelación de calidad de agua en la red.
5.2. 5.2.99 Estu Estudi dio o de de suel suelos os Para el diseño de las redes de distribución se debe seguir lo establecido en el Capítulo G2, “Aspectos “Aspectos Geotécnicos Geotécnicos”” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace. En todo caso se debe debe consid considera erarr la ayuda ayuda de un especi especialis alista ta en Geotec Geotecnia nia que indiqu indique e aquello aquelloss estudio estudioss adicionales a los mínimos establecidos por la versión vigente del RAS. El estudio geotécnico debe considerar los siguientes aspectos adicionales: 1. Estudios Estudios para determ determinar inar las propiedad propiedades es corrosivas corrosivas de los suelos suelos alrededor alrededor del del trazado trazado de la red de distribución. 2. Para una tuberí tubería a de material material y tipo de unión unión determinad determinados, os, para ser ser utilizados utilizados en la red red de distribución, se debe establecer la máxima deformación en las juntas, causada por movimiento del suelo, que puede resistir la tubería. 3. Se debe cumpl cumplir ir lo esta establ blec ecid ido o en la reso resolu luci ción ón 1096 de novi noviem embr bre e 17 de 2000 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico, en su artículo 192, “Consideraciones sísmicas de los diseños diseños geotécnicos”. geotécnicos”. Cuando existan existan estudios particulares particulares de zonificación zonificación sísmica sísmica debe deben n emple emplear arse se los los espec espectr tros os de diseñ diseño o reco recome mend ndad ados os segú según n los mapa mapass de microz microzoni onific ficació ación n respec respectiv tivos, os, ademá ademáss de los requer requerimi imiento entoss especi especiales ales de diseño diseño sísmic sís mico o que se estable establecen cen para cada zona en partic particular ular.. De lo contra contrario rio se deben deben adoptar las consideraciones sísmicas estipuladas en el literal H.4.3.2.1 de la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismorresistente NSR-98 – Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998, o los decretos que lo reemplacen o complementen, específicamente lo referente a excavaciones no permanentes, propias de las labores de instalación de tuberías. 4. El diseño diseño debe recopilar recopilar la informac información ión sobre sobre sondeos sondeos que exista existan n en las Empresa Empresass Públicas de Medellín y que hayan sido hechos para el desarrollo o construcción de otras obras en la zona del municipio objeto del diseño de la red de distribución. 5. El diseñador diseñador puede puede realiza realizarr apique apiquess para para conocer conocer las condicion condiciones es y caract caracterí erísti sticas cas del suelo cuando no se tenga una previa información sobre éste, o para conocer el estado real de la tubería en caso de una reposición de redes.
5.2.10 Interferencia con con otras redes y corrientes eléctricas eléctricas Cuan Cuando do el traz trazad ado o de la red red de dist distri ribuc bució ión n cruc cruce e o esté esté cerc cerca a rede redess de gas, gas, ener energí gía, a, telecomunicaciones, redes de alcantarillado y/o cualquier tipo de red o acometida, el diseño debe prever las protecciones necesarias para evitar daños en las tuberías, según se indica en el Numeral 5.5.6 Cuando el trazado de la red de distribución cruce o esté cerca redes eléctricas, líneas del metro y líneas de alta transmisión, el diseñador debe estudiar la magnitud de las corrientes parásitas con el fin de seleccionar el material apropiado para la tubería de la red o su protección necesaria contra los problemas de corrosión inducido por corrientes eléctricas. En todo caso se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.5.6 sobre los materiales y protección adecuada para las tuberías, en aquellos casos donde se presenten interferencias con corrientes eléctricas y/o el trazado de la red cruce redes de gas o redes de alcantarillado.
5.3
CONDIC CONDICION IONES ES GENERA GENERALES LES PARA PARA LAS LAS REDES REDES DE DISTRI DISTRIBUC BUCIÓN IÓN
Para el diseño, la construcción, la operación y el mantenimiento de las redes de distribución de las Empresas Públicas de Medellín, el diseñador debe identificar las alternativas de distribución de agua, por gravedad, por bombeo y mixtas, teniendo en cuenta un análisis de costo mínimo. Además, el diseño debe tener en cuenta las siguientes condiciones generales: REDES DE DISTRIBUCIÓN
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5.3.1 Recomendac Recomendacione ioness sobre sobre el trazado trazado de la red red de de distribuc distribución ión 5.3. 5.3.1. 1.11 Recom Recomen enda daci cion ones es gene genera rale less Hasta donde sea posible el diseño de las redes de distribución debe tener como objetivo el que ésta se instale en terrenos de propiedad pública, evitando interferencias con complejos industriales, vías de tráfico intenso, redes eléctricas, tuberías principales de red de gas, colectores del sistema de alcantarillado, instalaciones aeroportuarias, etc. En particular, deben cumplirse los siguientes siguientes requisitos: 1.
El traza trazado do se debe debe hacer hacer,, en lo posi posibl ble, e, en área áreass públi pública cass evit evitan ando do adquis adquisic icio ione ness o exprop expropiac iacion iones es de terren terrenos os particul particulare aress y zonas verdes. verdes. En caso de que la red de distribución deba instalarse por zonas privadas se debe constituir una servidumbre a favor de las Empresas Públicas de Medellín. 2. En todo todoss los los caso casoss se debe debe llev llevar ar la red red de distr distrib ibuc ució ión n hast hasta a el frent frente e del del lote lote,, asegurando que se abarque la totalidad del frente de dicho lote. 3. El trazado trazado de la red debe debe evitar evitar interferenc interferencias ias con con aquellos aquellos servicios servicios públicos públicos domiciliario domiciliarioss cuya red sea de difícil relocalización reloca lización o presente dificultades técnicas importantes. 4. Las tuber tuberías ías princ principal ipales es de la red de distr distribu ibució ción n deben deben ubicars ubicarse e cerca cerca de los grande grandess consumidores y de las áreas de mayor consumo específico. 5. El trazad trazado o debe evitar evitar aline alineami amient entos os junto junto a quebrad quebradas as o cañadas cañadas del del sistema sistema de drena drenaje je urbano de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, debido a que allí particularmente existen concentraciones de redes de alcantarillado de aguas lluvias y aguas residuales, así como la presencia de suelos aluviales y con niveles freáticos elevad elevados. os. Adicion Adicionalm alment ente, e, las zonas cercanas cercanas a las quebrada quebradass en ladera laderass pueden pueden presentar problemas importantes de suelos inestables. 6. Siem Siempr pre e debe deben n busc buscar arse se rutas rutas con con topo topogr graf afía ía suave, suave, evitan evitando do pieza piezass y acce acceso sori rios os especiales. 7. Durante Durante la ejecuci ejecución ón de la la obra, obra, el trazado trazado debe minimiz minimizar ar los desvíos desvíos e interr interrupcione upcioness del tráfico. 8. El traza trazado do tambié también n debe prop propend ender er por minim minimiza izarr la cantid cantidad ad de rotur rotura a y reconst reconstruc rucció ción n de pavimentos. 9. El trazad trazado o debe reduci reducirr al mínimo mínimo las interf interfere erenci ncias as con las redes redes de servic servicios ios públic públicos os existentes durante el período de construcción. 10. 10. En lo posi posibl ble, e, debe debe evit evitar arse se ubic ubicar ar tube tuberí rías as nuev nuevas as en las las call calles es que que ya teng tengan an implantadas tuberías de acueducto de diámetros mayores a 200 mm. Se debe exceptuar el caso en que las tuberías existentes sean parte de la red de conducciones.
5.3. 5.3.1. 1.22
Recom Recomen enda daci cion ones es espec específ ífic icas as
Además de las recomendaciones generales, para el trazado de una red de distribución para un circuito o un subcircuito, el diseñador debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones específicas: 1. Para Para la instalac instalación ión de tuber tuberías ías nueva nuevass con diámetr diámetros os mayore mayoress a 300 mm, deben deben evitar evitarse se vías públicas con tráfico intenso y con una dificultad de manejo de tráfico durante la ejecución de las obras. 2. Los proye proyecto ctoss de redes redes de distribu distribució ción n deben evita evitarr aquellas aquellas zonas zonas que que tengan tengan riesgo riesgo de inundaciones periódicas, salvo cuando sea imprescindible ubicar algún conducto principal por zonas de tales caracterí características sticas.. En este caso, el diseño debe establecer establecer el tipo de tubería y su protección según se establece en el Numeral 5.5.6, para evitar problemas de contaminación del agua potable y posibles problemas de flotación de la tubería por presión freática. 3. En el caso caso de redes redes nueva nuevas, s, la tuber tubería ía de la red red de distrib distribuci ución ón de agua agua potabl potable e se debe debe localiz localizar ar prefer preferibl ibleme emente nte en los costad costados os norte norte y orient oriente e de las calles calles y carrer carreras, as, exceptuando aquellas vías que lleven doble tubería.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 4.
5.3.1. 5.3.1.33
La red red de distr distribución ibución debe ser ser doble, doble, con con la ubicación ubicación de tuberías tuberías en en los dos andenes andenes de la vía, o junto a ellos cuando ocurra cualquiera de los siguientes casos: a. La red esté ubicada en una avenida con tráfico intenso. b. El ancho de la calle o carrera sea mayor a 15 metros. c. Que de acuerdo con un análisis económico, involucrando el costo de las acom acomet etid idas as y de las las tube tuberí rías as,, se conc conclu luya ya que que es más más econ económ ómic ica a la implantación de una red doble. d. Cuando exista separador central. e. Cuando las condiciones condiciones particulares particulares del proyecto proyecto lo exijan, previa aprobación aprobación de EEPPM.
Recome Recomenda ndacio ciones nes para para evit evitar ar punto puntoss muertos muertos en en la red
El trazado definitivo de la red de distribución debe evitar, hasta donde sea posible, la presencia de puntos muertos en la red debido a los problemas de calidad de agua que dichos puntos causan. Para esto, desde la etapa de diseño se deben seguir las siguientes recomendaciones particulares: 1. La existencia existencia de puntos puntos en la red red con velocidade velocidadess nulas o con velocid velocidades ades muy bajas bajas para para la condición de caudal máximo horario, no implica cambios en los diámetros mínimos de tuberías establecidos en esta norma. 2. El diseño diseño debe procurar procurar que las las redes que que conforman conforman los subcircu subcircuitos itos estén estén conformad conformadas as por circuitos cerrados de tuberías. De todas formas, el diseñador debe verificar que en este tipo de redes con circuitos, circuitos, no existan existan puntos en las tuberías con velocidades velocidades menores a 0.5 m/s o con velocidades nulas. Esta comprobación se debe hacer haciendo uso del modelo hidráulico de la red de distribución. 3. En caso caso de que en algun alguna a zona zona del circu circuitito o o subcir subcircu cuitito o no se pueda pueda hace hacerr una una red red cerrada, terminando con tuberías en punta, el trazado debe tratar que los puntos más extremos de estas tuberías terminen en un hidrante. En caso de que no se pueda terminar en un hidrante, se debe terminar en una válvula para el lavado de la tubería, con sus correspondientes caja y estructura de descarga al sistema de alcantarillado de aguas lluvias o combinadas. En ningún caso se permite que la red de distribución termine en un cliente. En el diseño se debe verificar la calidad de agua que llega a los últimos clientes, asegurando que en todo momento se cumpla lo establecido por los decretos relacionados con la calidad de agua mínima en redes de distribución de agua potable. 4. En caso caso de que exista exista la posibil posibilida idad d de ampliaci ampliación ón o extensió extensión n de la red, red, el hidrante hidrante o la válvula mencionados en el ítem anterior deben ir acompañados de una tee con su correspondiente tapón.
5.3. 5.3.22 Capa Capaci cida dad d de de la la red red La red de distribución de agua potable debe proyectarse de tal forma que se asegure en todo momento el suministro directo y adecuado de agua potable al ciento por ciento de la población dentro del área de cobertura, con una presión suficiente y continua en todo el sistema. Adicionalmente, para el cálculo de la red de distribución deben tenerse en cuenta, desde la etapa de diseño, los siguientes puntos: 1.
La red red de distri distribu buci ción ón debe debe consid consider erar ar las dist distin inta tass etapa etapass del proy proyec ecto to,, así como como los los caudales correspondientes estimados para cada una de ellas.
2.
Para Para el cálcu cálculo lo de la red red de dist distri ribu bució ción n debe debe consid consider erar arse se la zon zona a urbana urbana act actual ual,, de acuerd acuerdo o con sus densidade densidadess actual actuales es y futuro futuross y con los caudale caudaless result resultant antes es correspondi correspondientes entes.. Adicionalmen Adicionalmente, te, se deben hacer los cálculos cálculos para la población proyectada en el período de diseño y se debe verificar si durante este período se
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P alcanza la población de saturación dada por el Plan de Ordenamiento Territorial de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. En caso de que ésta última última población población sea superior superior a la proyectada, proyectada, la población población de saturación saturación debe ser la utilizada para el diseño. 3.
Para Para el diseñ diseño o deben deben cons consid ider erar arse se los los sigui siguien ente tess tipos tipos de ocu ocupac pació ión n del sue suelo lo en la definición de las áreas e specíficas por abastecer: a. Áreas residenciales b. Áreas comerciales c. Áreas industriales d. Áreas oficiales e. Áreas verdes o parques f. Áreas mixtas g. Áreas especiales
4.
Para Para la defini definici ción ón de los los caud caudale aless de la red red de distr distrib ibuc ución ión de de agua agua potabl potable, e, el dise diseño ño debe tener en cuenta aquellos consumidores individuales considerados como grandes consum consumido idores res y aquell aquellos os puntos puntos que sean sean import important antes es para para la protec protecció ción n contra contra incendios.
5.
La estim estimació ación n de los los cauda caudales les de de consum consumo o para para los difere diferente ntess tipos tipos de de client clientes, es, se debe debe hacer en la siguiente forma: a. Para los clientes que ya tengan información de consumo, el diseño se hará con el consumo medio mediante mediante el análisis de los datos datos de medición. Estos datos se deben obtener de la base de datos comercial comercial de las Empresas Empresas Públicas de Medellín. b. En aquellos municipios que vayan a ser atendidos por las Empresas Públicas de Medellín que no tengan datos de consumo, se deben utilizar los datos de poblaciones semejantes próximas, considerando el grado de semejanza de las condiciones socioeconómicas. c. Los grandes consumidores ubicados dentro de la red de distribución deben ser definidos mediante encuesta en la que deben constar los consumos iniciales y los consumos futuros de éstos.
6.
Par Para la defi defini nici ción ón de los los cauda audale less de incen incendi dio o el diseñ diseño o debe debe tene tenerr en cuen cuenta ta la distribución predial de la zona a ser abastecida, estableciendo las zonas residenciales, las zonas zonas reside residenci nciale aless de alta alta densid densidad, ad, las zonas zonas comerc comerciale ialess y/o las zonas zonas industriales. Para cada una de ella se debe definir el número de de hidrantes y su caudal unitario de acuerdo con el Numeral 3.8 de esta norma.
5.3.3 5.3.3 Delimi Delimitaci tación ón de zona zonass de presió presión n Todo diseño de una red de distribució distribución n de agua potable potable para las Empresas Públicas Públicas de Medellín Medellín debe subdividirse en cuantas zonas de presión sean necesarias para cumplir con las condiciones de presión máxima y presión mínima en todos los puntos de la red, según se establece en el Numeral 5.4.7. El establecimiento de las zonas de presión se hace con el fin de obtener la máxima uniformidad uniformidad en la superficie superficie de gradiente gradiente hidráulico o superficie superficie piezométrica piezométrica entre los tanques o estaciones de bombeo y los puntos de mínima presión de la red. La división en zonas de presión se debe hacer mediante válvulas reguladoras de presión. Adicionalmente, el diseño debe tener en cuenta los siguientes aspectos: 1.
En aquellas aquellas áreas áreas que que estén estén ubicadas ubicadas en terrenos terrenos altos altos de una una zona de de presión, presión, dentro dentro del área de cubrimiento de EEPPM, y cuyo abastecimiento normal implicaría tener presiones muy altas en las partes bajas de dicha zona, se debe tener en lo posible, una red paralela exclusiva para esta área que se derive de la red principal desde un punto aguas arriba de la estación reguladora de presión.
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2.
Dentro Dentro de una misma misma zona zona de presión presión se se podrán podrán presentar presentar presiones presiones estáticas estáticas mayore mayoress a la máxima definida y presiones dinámicas menores que la mínima fijada, siempre y cuando se cumplan con las condiciones establecidas en el Numeral 5.4.7.
3.
Las presione presioness de cada cada zona zona de presión presión de la red de de distribuci distribución ón deben deben quedar quedar definida definidass utilizando la ubicación de los tanques de almacenamiento y/o compensación, buscando que la superficie de gradiente hidráulico tenga su presión mas elevada cerca al tanque y su presión mínima en el punto más alejado de éste.
4.
La distr distrib ibuc ució ión n debe debe hacer hacerse se a part partir ir de un tanqu tanque e elev elevad ado, o, cuand cuando o en la zona zona de presión exista un lote sin la cota suficiente para garantizar las condiciones de presión necesarias para el correcto funcionamiento de la red.
5.3.4 5.3.4 Sector Sectoriza izació ción n del servic servicio io El diseño de la red de distribución debe considerar la división de ésta en circuitos y subcircuitos de presión, mediante el uso de válvulas reguladoras de presión, cuando se requiera un quiebre de presión, presión, o mediante válvulas válvulas de corte o cierre. La sectorización sectorización del servicio servicio debe buscar buscar los siguientes objetivos: 1.
Contr Control olar ar fugas fugas en las zonas zonas de presi presión ón,, dismi disminu nuye yend ndo o el riesg riesgo o de rotur rotura a de las tuberías y disminuyendo el caudal de fuga por goteos no localizables.
2.
Controlar Controlar la la presión presión en en las diferentes diferentes zonas de la red de de distribuc distribución. ión.
3.
Facilitar Facilitar las labores labores de de mantenimie mantenimiento nto preventi preventivo vo programa programado do en la red red de distribuc distribución, ión, facilitando el aislamiento de los diferentes circuitos y subcircuitos.
4.
Contro Controlar lar el índice índice de agua no contabi contabiliza lizada, da, permit permitien iendo do la realizaci realización ón de balances balances de agua en los diferentes circuitos y subcircuitos.
5.
Optimi Optimizar zar la operación operación del servic servicio, io, uniform uniformizan izando do la presió presión n para todos los cliente clientess dentro de la red de distribución.
5.3.5 5.3.5 Top Topolo ología gía de la la red de dist distrib ribuci ución ón Con respecto a la topología de las redes de distribución, el diseño debe tener en cuentas las siguientes condiciones generales: 1.
2.
3. 4.
Las redes redes de distrib distribuci ución ón deben deben conform conformar ar circuit circuitos os cerrado cerradoss con intercon interconexio exiones nes de tuberías en los puntos de cruce o nodos, o sin esta interconexión siempre y cuando se prevea la alimentación de las tuberías por los dos extremos y se garantice que se cumplan con los requisitos de la presión mínima y máxima y de caudal demandado en cada nodo. El diseñ diseño o pued puede e inclu incluir ir tramo tramoss de la red de distri distribu buci ción ón abier abierto tos, s, siemp siempre re y cuan cuando do terminen en conexiones domiciliarias, en hidrantes o en tapones provistos de una válvula de purga, que sirvan para limpieza de la tubería y/o para expansiones futuras del sistema, evitando puntos muertos en el sistema debido a los problemas de calidad de agua que estos conllevan. conllevan. En estos casos, casos, el diseño debe establecer establecer la frecuencia frecuencia y forma de lavado de estas tuberías abiertas. La topolog topología ía de la red debe debe conserv conservar ar mallas mallas indepe independi ndient entes es del diámet diámetro, ro, a menos menos que exista una dificultad técnica. Prefer Preferible iblemen mente te la aliment alimentaci ación ón de cada circu circuito ito o subcirc subcircuito uito se debe debe hacer hacer en un solo punto con el fin de facilitar el cálculo de balances de aguas necesario para controlar el índice de agua no contabilizada.
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5.3. 5.3.66 Fa Faci cili lida dad d de acce acceso so En todos los casos, las tuberías que conformen la red de distribución deben tener facilidad de acceso para los equipos de mantenimiento de las Empresas Públicas de Medellín, a lo largo de todo su trazado. En caso de que alguna de las válvulas reguladoras reguladoras de presión quede localizada por debajo de una vía de alto tráfico, el acceso para la operación y mantenimiento de éstas estructuras debe hacerse desde el lado de la vía. Para el diseño de las cajas de las válvulas reguladoras de presión, el diseñador debe tener en cuenta lo establecido en el Numeral 5.7.2.12 de esta norma y el plano DAC-100-66A de las Empresas Públicas de Medellín, referente a Estaciones Reguladoras de Presión para válvulas con diámetros entre 50 mm y 250 mm.
5.3.7 5.3.7 Protec Protecció ción n contr contraa la cont contami aminac nación ión El diseño debe tener especial cuidado con la posible contaminación de las aguas tratadas que se mueven mueven a lo largo de la red de distribución. distribución. En general, las tuberías tuberías de las redes de distribución distribución son poco vulnerables a la contaminación que se encuentra en los suelos que rodean la tubería, desde los tanques de de almacenamiento y/o compensación hasta los puntos de entrega. En caso de que la red de distribución cruce terrenos que pudiesen causar contaminación del agua tratada, el material de la tubería debe ser invulnerable al tipo de contaminante contaminante específico. En caso contrario, la tubería debe protegerse en su exterior según lo indicado en el Numeral 5.5.6 de esta norma, para para evitar evitar posibles posibles problem problemas as de infilt infiltrac ración ión hacia hacia la tuberí tubería, a, ya sea por corrosió corrosión n o por permeabilida permeabilidad d de la pared a ciertos contaminant contaminantes. es. El diseño debe tener especial especial cuidado en aquellas tuberías cercanas a estaciones distribuidoras de gasolina.
5.3.8 5.3.8 Vulner Vulnerabi abilid lidad ad de la la red de de distrib distribuci ución ón La red red de distr distrib ibuc ución ión es vuln vulner erab able le a la defo deform rmac ación ión del del suelo suelo caus causad ada a por prob proble lema mass geotécnicos, geológicos y/o topográficos. El diseño diseño debe establecer el nivel de vulnerabilidad. En caso de que por razones geológicas, topográficas, sísmicas o cualquier otro tipo de factor se considere considere que la red de distribución distribución tiene una alta vulnerabilidad vulnerabilidad,, el diseño diseño debe tener en cuenta cuenta que la red sea fácil y rápida de reparar reparar en caso de daños. El diseño también debe poner especial cuidado en la división de la red en circuitos y en la facilidad del aislamiento de éstos de acuerdo con lo establecido establecido en el Numeral Numeral 5.7 “Accesorios “Accesorios y estructuras estructuras para para las tuberías de la red de distribución” de esta norma. norma. Con el fin de establecer la vulnerabilidad de las tuberías de la la red de distribución frente a la deformación del suelo se puede seguir lo establecido en la Tabla 4.9. La red de distribución también es vulnerable al crecimiento y desprendimiento de biopelículas, así como a la formación de depósitos depósitos de materia inorgánica al interior interior de tuberías. Esta vulnerabilidad es función del régimen de velocidades en las tuberías de la red, así como de la calidad del agua producida en las plantas de potabilización y a la interacción de aguas proveniente de fuentes difere diferente ntes. s. Por consiguie consiguiente nte,, el diseño diseño debe establece establecerr el nivel nivel de riesgo riesgo de crecim crecimient iento o y despre desprendim ndimien iento to de biopel biopelícu ículas las y los proces procesos os de contr control ol necesa necesario rios, s, incluy incluyend endo o puntos puntos y velocidades de lavados tal como se establece en el Numeral 5.4.10. 5.4.10. Con el fin de disminuir la vulnerabilidad frente a fenómenos sísmicos, los materiales de tuberías y de sus accesorios, especialmente las uniones, deben estar diseñados para soportar los esfuerzos de tensión y corte generados por el sismo de diseño, aplicables a los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín.
5.3.9 Control Control de de crecimien crecimiento to y desprendi desprendimient miento o de biope biopelícul lículas as Con el fin de evitar eventos de deterioro de la calidad de agua en el sistema de acueducto, el diseño debe contemplar un control del crecimiento y desprendimiento de películas biológicas, estableciendo una velocidad mínima mínima de operación para las redes de distribución. Esta velocidad debe corresponder a las condiciones de operación hidráulica de caudal máximo horario en el momento de entrada en operación de la red.
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5.3.10 5.3.10 Lavado Lavado para remoción remoción de biopelículas biopelículas El diseño debe garantizar la realización de un lavado unidireccional de las tuberías, el cual se caracteriza por: 1. Remover Remover las biopelículas biopelículas debido a las velocida velocidades des de flujo que maneja maneja 2. Genera Generarr un alto alto esfue esfuerzo rzo cortan cortante te 3. Poner en movimie movimiento nto los depósitos depósitos de de material material inorgánico inorgánico al interior interior de la tuberí tubería. a. Este Este lavado lavado unidi unidire recc ccio ional nal debe debe desp despre rende nderr las biopel biopelíc ícul ulas as y los depó depósi sito toss inor inorgá gánic nicos os depositados depositados al interior interior de la tubería. tubería. En caso de que se opte por esta solución, solución, el diseño debe establecer la forma de lavado de la red utilizando ya sea el sistema de hidrantes contra incendio o las válvulas o tapones en los puntos muertos de la red.
5.4
PARÁMETR ETROS DE DE DI DISEÑ SEÑO
5.4. 5.4.11 Perí Períod odo o de dis diseñ eño o El período de diseño de la red de distribución de agua potable es de 30 años para aquellos municipios operados por EEPPM que formen o vayan a formar parte del sistema interconectado. Para otros municipios se debe seguir lo establecido en la versión vigente del RAS para los diferentes diferentes Niveles Niveles de Complejidad Complejidad del Sistema. En aquellos casos casos en los cuales el análisis de costo mínimo sugiera un desarrollo desarrollo por etapas, etapas, estas deben diseñarse diseñarse teniendo en cuenta cuenta dicho período de diseño. En caso de que antes que se cumpla el período de diseño (30 años), se alcance la población de saturación establecida por el POT, el período de diseño debe ser el correspondiente al momento en que se llegue a dicha población de saturación, tal como se estableció en el Numeral 3.2.4 de esta norma.
5.4. 5.4.22 Caud Caudal al de dise diseño ño El caudal de diseño de la red de distribución, o ampliaciones a ésta, corresponde al Caudal Máximo Horario (QMH) definido en el Numeral 3.7.3 de esta norma, más las pérdidas técnicas y, en caso de que la demanda demanda de agua se haya calculado con la proyección proyección de clientes de EEPPM, las pérdidas comerciales en la red red de distribución. Se debe verificar en todo todo caso que este caudal sea mayor al Caudal Medio Diario Q md definido en el Numeral Numeral 3.7.1 de esta esta norma, más más el caudal de incendio definido en el Numeral 3.8.
5.4.3 5.4.3 Pérdid Pérdidas as de agua agua en la la red de de distri distribuc bución ión Para propósitos del cálculo de los caudales de diseño, el porcentaje de las pérdidas técnicas en la red de distribución debe ser como máximo el 15%, el cual debe tenerse en cuenta siempre que se proceda a un diseño. El porcentaje de las pérdidas comerciales en la red de distribución debe ser como máximo un 10%. El caudal de diseño diseño debe afectarse afectarse por este factor únicamente únicamente en el caso de que la demanda de agua se haya calculado con la proyección de clientes de EEPPM y no con la proyección de población.
5.4.4 5.4.4 Calida Calidad d de agua agua en la la red de dist distrib ribuci ución ón En la etapa de diseño de una red de distribución de agua potable para los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, es necesario calcular la calidad de agua en cada uno de los nodos de la red, dando los niveles de cloro residual y de otros químicos, teniendo en cuenta la calidad en las plantas y los tanques de almacenamiento y/o compensación en los cuales pueda existir la adición de químicos, para asegurar desde la etapa de diseño que el agua distribuida
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P cumple, en toda la red de distribución con lo estipulado en el Decreto 475 de 1998 de los Ministerios de Salud Pública y de Desarrollo Económico, o aquel que lo reemplace. Los cálculos de calidad de agua deben incluir además del cloro residual, la edad del agua en cada nodo y la vida media del agua en la red. Con el fin de realizar dichos cálculos de calidad a lo largo de toda la red de distribución, se deben utilizar los coeficientes de decaimiento establecidos en la Tabla Tabla 4.10, o aquello aquelloss dados dados por EEPPM para un caso particul particular. ar. En caso de que no exista exista información sobre estos coeficientes, el diseñador debe justificar la adopción de unos, con la previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín.
5.4.5 Deflexión Deflexión de las las tuberías tuberías de la red de d distri istribució bución n Las tuberías formadas por segmentos rectos pueden colocarse en curva, si es necesario, mediante la deflexión de las tuberías en sus uniones, si éstas son son del tipo flexible. Sin embargo, si el trazado de la red de distribución implica una vulnerabilidad alta, de acuerdo a lo definido en el Numeral 5.3.8, o cruza suelos con problemas de estabilidad, no se recomienda deflectar las tuberías en las uniones mecánicas, con el fin de mantener su flexibilidad y dar seguridad a la red de distribución. En el caso de las uniones flexibles, la deflexión máxima posible en cada junta, con excepción de las uniones con características especiales, será la indicada por el fabricante de la tubería pero nunca nunca podrán podrán ser superio superiores res a los valores valores mostr mostrados ados en la Tabla Tabla 5-31 5-31 . Igualm Igualment ente, e, se recomienda que el fabricante especifique el coeficiente de pérdidas menores correspondiente a las juntas flectadas, como función del ángulo de deflexión.
Tabla 5-31 Deflexiones máximas posibles en tuberías (Tomado del RAS 2000) Diámetro tubo (mm) 76.2 100 150 200 250 300 400 450 500 600 750 900 1 000 y mayores
Deflexiones (grados-minutos) 3º 0´ 3º 0´ 3º 0´ 3º 0´ 3º 0´ 3º 0´ 2º 40´ 2º 25´ 2º 10´ 1º 45´ 1º 25´ 1º 10´ 1º 5´
En el caso de tuberías flexibles, éstas podrán ser flectadas para formar curvas siguiendo lo establecido en las Normas Técnicas Colombianas NTC o en normas técnicas internacionales aprobadas por las Empresas Públicas de Medellín, en caso de que las primeras no existan.
5.4.6 Materiales Materiales para las tubería tuberíass de la red de di distrib stribución ución Para la construcción de una red de distribución de agua potable o una ampliación de éstas, el diseño debe proponer el uso de alguno de los siguientes materiales: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Concreto eto con cilindro dro de acero (CCP) Hierro dúctil (HD) Policloruro de vinilo (PVC) Polipropileno Poli Poliés éstter refor eforza zado do con fibr ibra de de vid vidrrio (GRP) RP) Poliet ietileno de alta densidad (PEAD EAD)
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Acer Acero o (AC) (AC),, para para los los cru cruce ces, s, pas pasos os ele eleva vado doss y empa empalm lmes, es, prev previa iame ment nte e apro aproba bado doss por por las Empresas Públicas de Medellín.
Podrán utilizarse otros materiales, siempre y cuando cuenten con la aprobación de las Empresas Públicas Públicas de Medellín. EEPPM podrá podrá incorporar incorporar nuevos materiales materiales a estas normas, normas, siempre y cuando cumplan con las Normas Técnicas Colombianas NTC correspondientes, o en su defecto con con norm normas as técn técnica icass ASTM ASTM,, AWWA AWWA,, ISO, ISO, DIN DIN o cualq cualqui uier er otra otra enti entida dad d inte intern rnac acio iona nall de normatización. En general, todos los materiales que se utilicen para un proyecto de acueducto deben cumplir con las características características técnicas técnicas mínimas mínimas establecidas establecidas en los decretos decretos internos de EEPPM. Además, Además, para la selección de los materiales materiales que conforman conforman las tuberías tuberías de la red de distribución distribución deben cumplirse los siguientes requisitos: 1.
Toda Todass las las tube tuberí rías as deb deben en cum cumpli plirr con con las las espe especif cific icac acio iones nes que que se han han elab elabor orad ado o para para cada tipo de material material en el Instituto Instituto Nacional Nacional de Normas Normas Técnicas (ICONTEC) (ICONTEC) o bien con las normas normas AWWA, ISO, ISO, ASTM, ASTM, DIN o cualqu cualquier ier otra otra agenci agencia a intern internaci aciona onall reconocida. Para esto se debe seguir seguir lo establecido en las Tablas 4.13 4.13 y 4.14 de esta norma.
2.
Los Los acces ccesor orio ioss debe deben n ser ser los los recom ecomen end dados ados por por los fabr fabric ican anttes de las las tube tuberrías ías empleadas y deben cumplir con las normas técnicas del ICONTEC, de la AWWA, AWWA, de la ISO, de la ASTM, de la DIN o cualquier otra agencia internacional reconocida en la normatización de manejo de agua potable.
3.
La elec elecci ción ón del del mate materi rial al para para la red red de dis distr trib ibuc ució ión n debe debe efec efectu tuar arse se con con base base en las las características topográficas, de agresividad del suelo con respecto al material de la tubería, presiones máximas y mínimas que deben lograrse en el diseño, de análisis económico, de costos de operación, de costos d e mantenimiento, etc.
4.
El dise diseño ño de la red red de dis distr trib ibuc ució ión n puede puede incl inclui uirr tram tramos os de dife difere rent ntes es mate materi rial ales es,, elegidos en conformidad con su tipo de funcionamiento, operación y mantenimiento, condiciones condiciones de instalación instalación en el terreno terreno y esfuerzos esfuerzos actuantes. actuantes. Similarment Similarmente, e, en el caso de ampliaciones de redes de distribución existentes pueden utilizarse materiales diferentes para las tuberías nuevas. En lo posible debe evitarse la combinación de materiales metálicos. En el caso de que esto no sea posible, el diseño debe incluir los métodos de protección para asegurar que no existan problemas de corrosión galvánica u otro tipo de corrosión causados por diferencias de potencial eléctrico.
5.
En los los pun punto toss de tra trans nsic ición ión de de los tram tramos os de de dife difere rent ntes es mat mater eria iales les debe deben n disp dispon oner erse se elementos elementos especiales tales como uniones uniones de transición, transición, juntas de montaje, montaje, juntas de expansión, uniones de reparación, etc., destinados a facilitar la unión de los tramos, impidiendo pérdidas de agua o generación de esfuerzo o cualquier otro fenómeno capaz de perjudicar la hidráulica hidráulica del sistema. Igualmente, estos elementos especiales deben producir las menores pérdidas de energía posible.
6.
EEPP EEPPM M debe debe con conta tarr con con un inve invent ntar ario io de de repu repues esto toss y acc acces esor orios ios para para la coloc colocac ació ión ny empalme con tuberías de materiales diferentes.
Adicionalmente, para la selección de los materiales de las tuberías de la red de distribución objeto del diseño deben tenerse en cuenta los siguientes factores: 1. 2. 3.
Toxicidad. Resi Resist sten enci cia a con contr tra a la la cor corro rosi sión ón y agr agres esiv ivid idad ad del del sue suelo lo.. Resist Resistenc encia ia a los los efe efect ctos os mec mecán ánic icos os pro produ duci cido doss por por las las carg cargas as,, tant tanto o inte intern rnas as com como o externas.
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Cara Caract cter erís ísti tica cass de compo comport rtam amie ient nto o hidr hidráu áulilico co del proy proyec ecto to (pres (presio ione ness norm normal ales es de trabajos, presiones de estática, presiones causadas por golpe de ariete). Cond Condic icio iones nes de inst instal alac ació ión n ade adecu cuad adas as al terr terren eno o de de la la zon zona a del del proy proyec ecto to.. Cond Condic icio ione ness econ económ ómic icas as,, teni tenien endo do en cue cuent nta a todo todo lo estab estable leci cido do en el est estud udio io de generación de alternativas descrito en el Numeral 5.4.13 de esta norma. Resi Resist sten enci cia a cont contra ra la tuber tubercu culiliza zaci ción ón e incr incrus usta taci ción ón de mater materia iale less inor inorgá gáni nico coss en el interior de la tubería. Vida Vida útil útil de acue acuerrdo con el dise diseñ ño del del proy proyec ecto to.. Resist Resistenc encia ia a la la for forma maci ción ón de biop biopelí elícu cula lass al al int inter erior ior de la tuber tubería ía..
El material de las tuberías debe elegirse de acuerdo con las características que satisfagan las necesidades del proyecto, teniendo en cuenta no solamente uno o dos de los puntos antes indicados, si no examinándolos globalmente, considerando principalmente el costo inicial y de mantenimiento así como la la seguridad de la red de distribución. distribución. Será responsabilidad del diseñador escoger el material que mejor se adapte a las condiciones particulares de un proyecto.
5.4.7 5.4.7 Presio Presiones nes en llaa red red de distri distribu bució ción n Además de lo establecido en el Numeral 5.3.4 de esta norma “Sectorización del servicio”, para el diseño de la red de distribución deben tenerse en cuenta los siguientes requerimientos para las presiones: 1.
La presió presión n dinámi dinámica ca míni mínima ma debe debe ser de 20 m.c.a. m.c.a.
2.
La presió presión n estát estática ica máxima máxima debe debe ser ser de de 60 m.c. m.c.a. a.
3.
La red de distr distribu ibuci ción ón debe debe esta estarr subd subdiv ividi idida da en tant tantas as zonas zonas de presió presión n como como se requieran para cumplir con las anteriores condiciones de presión.
4.
Las Empres Empresas as Públicas Públicas de Medellín Medellín garant garantiza izan n la presta prestació ción n del servic servicio io únicamen únicamente te hasta edificaci edificaciones ones con 3 pisos de altura. altura. Los edificios edificios con 4 o más pisos de altura deben contar con su propio sistema hidroneumático o de aumento de la presión interna, acompañados acompañados por su propio propio tanque tanque de succión. succión. En ningún momento momento se permite permite el bombeo directo desde la red de distribución.
5.
En una misma misma zona zona de presión presión se pueden pueden present presentar ar presion presiones es estáti estáticas cas mayor mayores es a la máxima definida y presiones dinámicas menores a la mínima fijada, siempre y cuando el diseño cumpla con lo siguiente: a.
El área a abastecer con una presión estática superior a 60 m.c.a. puede corre corresp spon onde derr al 10% 10% del del área área de la zona zona de pres presió ión, n, desd desde e que que no se sobrepase una presión de 65 m.c.a. y hasta el 5% del área de la zona de presión desde que no se sobrepase una presión de 70 m.c.a.
b.
El área a abastecer con una presión dinámica inferior a 20 m.c.a. puede corres correspon ponder der hasta el 10% del área área siempr siempre e que la presió presión n mínima mínima sea superior a 15 m.c.a. y hasta el 5% del área de la zona de presión, siempre que la presión mínima sea superior a 12 m.c.a.
c.
La referenciación de las presiones estáticas y dinámicas serán con respecto al nivel de agua máximo en los tanques para la primera y al nivel de agua mínimo en los tanques para la segunda.
En los casos anteriores la presión dinámica mínima debe corresponder al análisis de la red de distribución bajo el Caudal Máximo Horario (QMH) para la población de diseño futura, la población de saturación o la proyección de clientes en la zona objeto del del diseño de la red de distribución. La REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P presión dinámica máxima corresponde a las presiones obtenidas bajo condiciones de flujo mínimo en el momento de entrar en funcionamiento la red de distribución.
5.4.8 Diámetros Diámetros de las las tubería tuberíass en la la red de di distrib stribución ución Para el cálculo hidráulico y el diseño de la red de distribución, se deben utilizar los diámetros reales internos de las tuberías y los coeficientes de rugosidad para cada uno de los materiales que podría podrían n formar formar la red de distri distribuc bución ión.. Por consigui consiguient ente, e, el cálculo cálculo hidráuli hidráulico co de la red de distribución se debe hacer tantas veces como materiales, que cumplan con las condiciones particulares del proyecto, haya disponibles para las tuberías de la red. Con respecto a los diámetros de las tuberías de la red de distribución se deben tener en cuenta, desde la etapa de diseño, los siguientes aspectos: 1.
El diám diámet etro ro nomin nominal al mín mínim imo o de las las tube tuberí rías as ser será á de 75 mm mm en zona zonass resi reside denc ncial iales es y de 150 mm en zonas industriales y comerciales.
2.
Para Para el el cas caso de manz manzan anas as con con tub tuber eríías may mayor ores es o igua iguale less a 300 mm mm en la red red de de distribución, donde se requiera la instalación de acometidas, se debe tener una red paralela con un diámetro mínimo de 75 mm.
3.
En todo todoss los los casos asos los los diám diámet etrros debe deben n asegu segura rarr una capa capaci cida dad d sufic uficie ient nte e para ara atender el caudal máximo horario QMH y la previsión de caudales en caso de incendio, garantizando las presiones máximas y mínimas durante todo el período de diseño del proyecto.
4.
Para Para el el caso caso del del uso uso del del pol polie ietitilen leno o de alta alta dens densid idad ad (PE (PEAD) AD),, debe debe hac hacer erse se la la sigui siguien ente te equivalencia de diámetros debido a la consideración de la normatividad de este material respecto a los diámetros nominales internos así:
Tabla 5-32 Diámetros nominales internos NOMINAL EXIGIDO PARA LAS TUBERIAS DE HD, PVC Y BIAXIAL 75 mm 100 mm 150 mm 200 mm 250 mm
DIÁMETRO NOMINAL EXTERNO EQUIVALENTE EN POLIETILENO 90 mm 160 mm 200 mm 250 mm 315 mm
5.4.9 Velocidade Velocidadess en las tuber tuberías ías de de la red de de distrib distribución ución La velocidad máxima en las tuberías de la red de distribución, bajo condiciones de Caudal Máximo Horario QMH al final del período de diseño, o bajo condiciones excepcionales de mantenimiento o de protección contra incendios, debe ser función del material material de las tuberías. En la Tabla 5-33 se plantean las velocidades máximas recomendadas para las tuberías en la red de distribución.
Tabla 5-33 Velocidades máximas según material de tuberías Material Acero sin revestimiento Acero con revestimiento Hierro dúctil
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Velocidad (m/s) 5.0 4.0 4.0
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Material C CP PVC PEAD GRP Polipropileno
Velocidad (m/s) 3.0 6.0 5.0 6.0 6.0
En caso de que el diseño utilice un material diferente para las tuberías, el diseñador debe justificar ante EEPPM el valor máximo supuesto para la velocidad. El diseño debe limitar la velocidad mínima a 0.5 m/s, correspondiente al Caudal Máximo Horario QMH en el momento de entrada de operación de la red. Además, el diseño debe especificar la instalación de hidrantes o dispositivos de vaciado para realizar maniobras de limpieza de la tubería en forma periódica, estableciendo la periodicidad de estas operaciones especiales.
5.4.10 5.4.10 Velocidade Velocidadess para remoción de biopelículas biopelículas Con el fin de desprender películas biológicas y depósitos inorgánicos al interior de las tuberías de la red de distribución, se debe garantizar una velocidad de lavado de las tuberías que no sea inferior a 3.6 m/s. m/s. Estas velocidades se deben deben alcanzar ya sea utilizando los hidrantes o válvulas especiales y/o tapones removibles en puntos muertos de la red. Adicionalmente, el diseño debe optimizar el tipo y frecuencia de lavado a través de los hidrantes que conforman la red de distribución, con el fin de controlar el desprendimiento de películas biológicas biológicas o resuspensió resuspensión n de materiales materiales inorgánicos inorgánicos depositados depositados al interior de las tuberías. tuberías. El diseño de las operaciones de lavado debe llevarse a cabo utilizando un modelo matemático de la red de distribución de agua potable, en conjunto con rutinas que hagan uso de ecuaciones de restricción que permitan obtener la máxima velocidad en las tuberías objeto de la limpieza, según se establece en el Numeral 5.5.2.
5.4.11 Pendientes en las tuberías de la red red de distribución distribución Con el objetivo de permitir la acumulación de aire en los puntos altos de las tuberías y su correspondiente eliminación a través de válvulas de ventosa colocadas para este efecto y con el fin de facilitar el arrastre de posibles depósitos hacia los puntos bajos y acelerar los procesos de lavado de las tuberías, éstas no deben colocarse horizontalmente. Las pendientes mínimas recomendadas son las siguientes: 1. 2.
Cuan Cuando do el el aire aire acu acumu mula lado do tie tiend nde e a cir circu cular lar en el el sent sentid ido o del del fluj flujo o de agua agua,, la pend pendie ient nte e mínima debe ser 0.04%. Cuan Cuando do el el aire aire flu fluye ye en en el sen sentitido do con contr trar ario io al al flujo flujo de agu agua a la pen pendie dient nte e míni mínima ma deb debe e estar entre 0.1 y 0.15%.
En este último caso, la pendiente no podrá ser menor que la pendiente de la línea piezométrica en ese tramo de la red de distribución. distribución. Cuando sea necesario hacer más uniformes uniformes las pendientes de todos los tramos de la red de distribución, a costa de una mayor excavación, con el fin de evitar un gran número de ventosas y válvulas de purga, debe realizarse una comparación económica entre dos opciones: una mayor excavación versus un mayor número de accesorios.
5.4.12 Profundidad de instalación de las tuberías a cota clave Con respecto a la profundidad de instalación de las tuberías objeto del diseño de la red de distribución, debe tenerse en cuenta los siguientes criterios de diseño:
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. En todos todos los casos casos donde exista exista la posibilidad posibilidad de flujo flujo vehicular vehicular,, la profundid profundidad ad mínima mínima a la cual deben colocarse las tuberías de la red de distribución no debe ser inferior a 1.0 m medidos desde la cota clave de la tubería hasta la superficie del terreno. 2. Para Para los casos crític críticos os de construc construcció ción n donde sea necesa necesario rio coloca colocarr la clave clave de la tuberí tubería a entre 0.6 y 1.0 m de profundidad, debe hacerse un análisis estructural teniendo en cuenta las cargas exteriores debidas al peso de la tierra, cargas vivas, impacto y otras que puedan presentars presentarse e durante el proceso proceso de construcción. construcción. Se exceptúan exceptúan las zonas en donde se garantice que no habrá flujo vehicular, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. 3. La profund profundida idad d máxima máxima de las tuberí tuberías as que conforma conforman n la red de distribu distribució ción, n, en términos términos generales, no debe exceder los 1.50 m de profundidad medidos desde la cota clave de la tubería hasta la superficie del terreno; los casos especiales deben ser aprobados por las Empresas Públicas de Medellín. 4. En todos todos los casos casos donde se se tengan tengan senderos senderos o accesos accesos peaton peatonales ales sin posibil posibilidad idad de flujo flujo vehicular, la profundidad mínima a la cual deben colocarse las tuberías de la red de distribución no debe ser inferior a 0.6 m medidos desde la clave de la tubería hasta la superficie del terreno. 5. En caso de de que la red red de distribuc distribución ión se vea vea sometida sometida a algún algún tipo tipo de sumergenc sumergencia ia temporal, temporal, el diseñador debe tener en cuenta que podrán ocurrir levantamientos locales debidos a la subpresión, cuando la tubería se encuentre vacía, durante operaciones de mantenimiento. En este caso el diseño debe prever la colocación de las correspondientes protecciones. 6. Todos Todos los pasos pasos sobre quebrad quebradas, as, ríos, ríos, canales, canales, depresi depresione oness u otras estruct estructura urass deben estar enterrados hasta donde sea posible, con el fin de minimizar los pasos aéreos a los estrictamente necesarios, teniendo en cuenta aspectos de seguridad, vulnerabilidad, estética y menor costo de instalación, instalación, manteniendo manteniendo el mismo material de la red de distribución distribución.. Se recomienda que estos cruces estén acompañados por estructuras especiales tales como las descritas en el Numeral 5.7.13.
5.4.13 5.4.13 Generación Generación de alternat alternativas ivas Siempre que se diseña una red de distribución de agua potable, existe una gran cantidad de combinacione combinacioness de tuberías tuberías (diámetros y materiales materiales diferentes) diferentes) que cumplen cumplen con las condiciones condiciones particulares de cada proyecto, y las condiciones hidráulicas de caudal demandado y de presión mínima en cada punto punto de la red. Por consiguiente, el diseño de la red de distribución debe buscar buscar la alternativa óptima económica de combinación de los diferentes diámetros que cumplan con todas las restriccione restriccioness hidráulicas hidráulicas y técnicas. técnicas. El diseño debe hacerse para los materiales materiales que cumplan lo establecido en el Numeral 5.4.6 de la presente norma y el cálculo del diámetro de cada alternativa debe seguir lo establecido en el Numeral 5.5.4. Las alternativas así generadas, con base en criterios hidráulicos deben ser evaluadas dentro de un proceso de optimización financiera que permita escoger aquella de menor costo, la cual debe ser objeto del diseño definitivo. Para el cálculo del diseño óptimo económico que cumpla con las restricciones hidráulicas, se podrá utiliz utilizar ar cualqu cualquier ier progra programa ma comerc comercial ial de análisi análisiss de redes redes que incluy incluya a el diseño diseño optimi optimizad zado o mediante técnicas de inteligencia artificial, tales como algoritmos genéticos, lógica difusa, sistemas expertos, etc. La optimización optimización del diseño de la red de distribución distribución se debe hacer minimizando minimizando el valor presente presente neto incluyendo los costos de los materiales y tuberías, los costos de instalación, los costos de operación y mantenimiento a lo largo de la vida útil del proyecto y los costos del agua perdida por motivos motivos técnicos a lo largo de la vida útil del proyecto. proyecto. Igualmente, Igualmente, se debe verificar verificar la restricció restricción n de calidad del agua, la cual debe cumplir en todo momento lo establecido por el Decreto Decreto 475 del Ministerio de Salud Pública y de Desarrollo Económico, o aquel que lo reemplace. Una vez escogido el diseño óptimo de la red de distribución se debe seguir, durante la etapa de diseño definitivo, el análisis de costo mínimo que permita establecer los períodos de expansión REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P óptimos de esta nueva red red de distribución. En este caso, el diseño debe debe seguir lo establecido en el Anexo 2.1, del Capítulo 2 de esta norma.
5.5 5.5
DISE DISEÑO ÑO DE LAS LAS REDES REDES DE DIST DISTRI RIBU BUCI CIÓN ÓN
5.5.1 Diseño Diseño h hidráu idráulico lico de las redes de distrib distribución ución El cálculo hidráulico de la red de distribución de agua potable debe hacerse tanto para las cond condic icio iones nes inic inicia iales les o actu actual ales es de consu consumo mo,, como como para para las las cond condici icion ones es de cons consum umo o correspondi correspondientes entes al período período de diseño de la red. Igualmente Igualmente,, el diseño debe hacer el cálculo hidráulico tanto para flujo permanente como para condiciones de período extendido que cubran los diferentes diferentes días de la semana con sus curvas de consumo consumo particulares. particulares. El diseño de una red de distribución nueva o la ampliación a una red de distribución existente incluye no solamente el cálculo del diámetro de la tubería, sino también un análisis hidráulico de su interacción con la red de distribución existente; por consiguiente, el diseño hidráulico de la red debe estar basado en los siguientes puntos: 1. Las ecuacione ecuacioness que tienen tienen que ser ser resueltas resueltas para para el diseño diseño deben deben ser las ecuacio ecuaciones nes de balance de masa en los nodos y las ecuaciones de conservación de energía en los circuitos. 2. El método método de cálculo cálculo de redes de tuberías tuberías debe incluir incluir el caso caso de las redes redes abiertas abiertas y debe debe estar basado en el método del gradiente para el cálculo de redes hidráulicas. 3. Los cálculos cálculos hidráulicos hidráulicos deben deben hacerse hacerse con con el diámetro diámetro interno interno real tanto tanto para para las tuberías tuberías existentes como para las tuberías objeto del diseño. 4. El dise diseño ño hidr hidrául áulic ico o debe debe tene tenerr en cuen cuenta ta todos todos los acce accesor sorio ioss que que caus causen en pérd pérdida idass menores relevantes tanto en las tuberías existentes como en la tubería objeto del diseño. Cada accesorio debe tener su coeficiente de pérdidas menores. Para el análisis hidráulico de las redes de distribución deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: 1.
2.
Debe Debe desa desarr rrol olla lars rse e un anál anális isis is hidr hidráu áulilico co de la red red de dist distri ribu buci ción ón que que simu simule le todas odas condiciones operacionales normales y de emergencia, definiendo el régimen de presiones y caudales a todo lo largo de la red. Este análisis debe incluir las operaciones de lavado para control de biopelículas y de depósitos inorgánicos al interior de la red. El anális análisis is hidráuli hidráulico co debe debe incluir incluir un anális análisis is de golpe golpe de ariet ariete e que tenga tenga en consi consider deraci ación ón todos los efectos hidráulicos de flujo no permanente causados por la operación normal de la red, operaciones operaciones bajo condiciones condiciones de mantenimien mantenimiento to y emergencia, emergencia, incluyendo incluyendo el posible posible estallido de la tubería.
5.5.2 5.5.2 Modelo Modelo hidr hidrául áulico ico de de la red y estruc estructur turaci ación ón El diseño de la red de distribución debe incluir su modelación matemática de tal forma que permita entender la hidráulica para cualquier condición de operación o cualquier condición de emergencia. En particular el modelo hidráulico debe permitir establecer reglas de operación de las redes de distr distrib ibuci ución ón,, bajo bajo condi condici cion ones es norm normal ales es de oper operac ación ión o bajo bajo cond condic icio ione ness espec especial iales es de mantenimiento y/o emergencia, incluyendo la interacción de las redes que conforman diferentes circuitos circuitos y subcircuitos. subcircuitos. El modelo matemático matemático debe implementar implementarse se en cualquier cualquier programa programa de análisis hidráulico de redes de acueducto que utilice el método del gradiente en sus cálculos y permita permita el uso de las ecuaciones de Darcy-Weisba Darcy-Weisbach ch y Colebrook-White. Colebrook-White. El modelo hidráulico hidráulico debe tener en cuenta los puntos establecidos en el Numeral Numeral 4.5.2 de esta norma. Adicionalmente debe seguir lo establecido en los Numerales 5.5.4 y 5.5.5. Los datos que alimentan el modelo hidráulico de la red de distribución deben incluir entre otros los siguientes:
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. Datos de de catastro catastro de la red de distrib distribución ución de las Empresas Empresas Pública Públicass de Medellín. Medellín. 2. Datos Datos sobre sobre los diámetr diámetros os interno internoss reales reales de las tuberí tuberías as y los coefic coeficien ientes tes de fricció fricción no rugosidad absoluta de cada una de ellas. 3. Coefic Coeficien ientes tes de pérdidas pérdidas menore menoress de todos todos los accesor accesorios ios que conform conforman an las redes de distribución. 4. Ecuac Ecuacio iones nes y coef coefic icie ient ntes es de cada cada una de las las válv válvul ulas as que form forman an parte parte de la red red de distribución, en particular las válvulas a la salida de los tanques de almacenamiento y/o compensación y válvulas reguladoras de presión en caso de que existan. 5. Asignación Asignación de caudales, caudales, contro controles les (horas (horas de cierre cierre en elementos) elementos) y factores factores de de consumo consumo (curvas de consumo). Para el diseño de redes de distribución nuevas, ampliaciones de redes existentes o para plantear reglas para su operación, el programa para el cálculo de la hidráulica de la red debe contar con rutinas de calibración de redes existentes, con el fin de obtener los diámetros reales internos, los coeficientes de pérdidas menores y las rugosidades absolutas de las tuberías. tuberías. Desde el proceso de diseño, debe quedar establecida la forma de calibración del modelo hidráulico, la cual debe hacer uso de técnicas de inteligencia artificial tales como algoritmos genéticos, lógica difusa, sistemas sistemas expertos expertos y otros. otros. Para la calibración calibración se debe hacer hacer uso de medidas de caudal caudal a la entrada a la red de distribución, medidas de presión en nodos de la red seleccionados desde la etapa de diseño y la información comercial de cada uno de los clientes atendidos por dichas redes de distribución. El modelo hidráulico adoptado para simular la red de distribución distribución debe contar con una rutina automática de calibración. En caso de que existan fugas importantes en la red, la rutina de calibración debe ser capaz de localizarlas simulándolas como emisores en cada uno de los nodos, dando el coeficiente y el exponente de la ecuación de cada emisor.
5.5.3 5.5.3 Cálcul Cálculo o de de caud caudale aless por por no nodo do Para propósitos propósitos de diseño de nuevas nuevas redes de distribució distribución n de agua potable, potable, la determinaci determinación ón de los caudales de consumo para cada uno de los nodos de la red debe efectuarse utilizando alguno de los siguientes tres métodos: 1. Método de las áreas En este método se determinan las áreas de influencia correspondientes a cada uno de los nodos de la red, para luego aplicar el caudal específico unitario (en litros por segundo por hectárea L/s/ha) determinado para cada tipo de uso de abastecimiento y correspondiente al período de diseño del proyecto. Se debe utilizar la siguiente ecuación: Qi
= Ai × Qe
Ecuación 5.33
donde Qi Qe Ai
Caudal de consumo en el nodo i (L/s) Caudal específico por unidad de superficie (L/s/ha) Área de influencia o área abastecida por el nodo i (ha)
El área de influencia es aquella delimitada por cada una de las mediatrices de los tramos que llegan al nodo o punto singular, generando los polígonos de Thiessen. Sin embargo, el área de influencia puede no obedecer a una distribución por mediatrices debido a características topográfic topográficas, as, hidrográficas hidrográficas u otras, otras, particulares particulares de la zona de la red de distribución distribución;; en estos casos, el diseñador debe justificar un método particular de selección de áreas de influencia. 2. Método de la carga unitaria
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Este método incluye el conteo de clientes (o hectáreas con un uso de tierra dado, o un número de unidades de consumo) que contribuyen a la demanda de agua en un nodo dado y luego multiplicarlo por una demanda unitaria aplicable a la clasificación de consumo; por ejemplo, se puede utilizar el concepto de dotación en L/Hab/día. 3. Método de la repartición media Mediante este método se definen en principio los caudales de consumo en cada uno de los tramos de toda la red de distribución (tuberías principales, tuberías secundarias y ramales abiertos) y se asignan los caudales de las tuberías y ramales abiertos de acuerdo con una distribución lógica de flujo. Dichos caudales se reparten por mitades a cada cada uno de los nodos extremos de los tramos respectivos. Los tres métodos anteriores también deben aplicarse para el caso de extensiones de redes de distri distribuci bución ón de agua agua potabl potable e existe existente ntes. s. Para Para las zonas actuales actuales de la red, los caudale caudaless de consumo en cada nodo se calculan teniendo en cuenta la distribución espacial de predios tomada de los planos de catastro de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, asignando cada predio a un nodo particular de consumo, mediante el uso de un programa de asignación de nodos basados en sistemas sistemas de información geográfica. geográfica. Los caudales en cada nodo se calculan teniendo en cuenta la información comercial de consumo de agua existente en las Empresas Públicas de Medellín para cada uno de los clientes asignados a dicho nodo, teniendo en cuenta el consumo mensual y la curva de demanda de agua dada por EEPPM para la red existente. Finalmente el caudal en cada nodo debe afectarse afectarse por un factor calculado de acuerdo con la proyección de clientes de EEPPM o la proyección de población al final del período de diseño. Para propósitos de diseño de ampliaciones de redes de distribución de agua potable existentes, los caudales de consumo se calculan de acuerdo con lo descrito en el párrafo anterior.
5.5.4 5.5.4 Cálcul Cálculo o hidráu hidráulic lico o de tuber tuberías ías simp simples les 5.5.4. 5.5.4.11 Cálcul Cálculo o de de las las pérdid pérdidas as por fricci fricción ón Para el cálculo hidráulico y la determinación de las pérdidas por fricción en las tuberías a presión, el diseño debe utilizar la ecuación de Darcy-Weisbach, en conjunto con la ecuación de ColebrookWhite. Estas ecuaciones son: son: h f
= f L
v2
D 2 g
k 2.51 = −2 log 10 s + 3 . 7 D R e f f
1
Ecuación 5.34 Ecuación 5.35
donde D f hf k s L Re v g
Diámetro interno real de la tubería (m) Coeficiente de fricción de Darcy Pérdida de altura debida a la fricción (m) Rugosidad absoluta de la tubería (m) Longitud total de la tubería (m) Número de Reynolds Velocidad media del flujo (m/s) Aceleración de la gravedad (m/s 2)
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P La ecuación de Darcy-Weisbach, en conjunto con la ecuación de Colebrook-White, es adecuada para todos los tipos de flujo turbulento, desde flujo turbulento hidráulicamente liso hasta flujo turbulento hidráulicamente rugoso. Para el uso de esta ecuación ecuación universal en conductos a presión, presión, el diseño debe tener en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.5.3 “Cálculo hidráulico de tuberías tuberías simples” simples” de ésta norma. Adicionalmen Adicionalmente te se deben tener en cuenta las rugosidades rugosidades absolutas de los diferentes materiales de tuberías establecidos en la Tabla 4.16 de esta norma.
5.5. 5.5.4. 4.22 Cálc Cálcul ulo o de las las pér pérdi dida dass menor menores es Para el cálculo del flujo en las tuberías de la red de distribución debe considerarse el efecto producido por cada uno de los accesorios colocados en cada tubería y que produzcan pérdidas de energía adicionales, tales como válvulas, codos, reducciones, ampliaciones, etc. etc. Si las uniones no implican cambios localizados en el diámetro, no deben tenerse en cuenta para el cálculo de las pérdidas menores. Para el cálculo de dichas pérdidas, debe utilizarse un coeficiente de pérdidas menores menores multiplicado multiplicado por la altura de velocidad, en el sitio donde se localice el accesorio. accesorio. Para esto debe utilizarse la Ecuación 5.36. 5.36. hm
= K m ×
v2 2 g
Ecuación 5.36
donde g hm K m
Aceleración de la gravedad (m/s 2) Altura de pérdidas menores (m) Coeficiente de pérdida menor
Para el cálculo de las pérdidas menores debe tenerse en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.5.3.2 de esta norma, en particular lo referente a los coeficientes de pérdidas menores de cada uno de los accesorios. accesorios. En caso de tener accesorios accesorios diferentes diferentes a los establecido establecidoss en el Numeral 4.5.3.2, el diseñador debe proponer los coeficientes de pérdidas menores correspondientes, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín.
5.5.4. 5.5.4.33 Cálcul Cálculo o hidráu hidráulic lico o con la Ecuac Ecuación ión de de Hazen-Wi Hazen-Will lliam iamss También puede utilizarse cualquier otro tipo de ecuación para flujo a presión, tal como la ecuación de Hazen-Williams, con la debida consideración de los rangos de validez y la exactitud de cada una de ellas. En particular se debe poner especial especial atención en el Número de Reynolds del flujo flujo en las tuberías, especialmente en los cálculos hidráulicos para períodos extendidos, asegurando que siempre siempre se esté en el rango de validez. validez. En todo caso, para el uso de estas ecuaciones ecuaciones se debe contar con la aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. Se debe hacer referencia al Numeral 4.5.3.3 de esta norma.
5.5. 5.5.55 Cali Calida dad d de de agu aguaa Como parte del diseño es necesario hacer los cálculos de la evolución de la calidad de agua en la red de distribución, para lo cual se debe conocer la condición de calidad de agua con su variación temporal, temporal, en el tanque de almacenamiento almacenamiento y/o compensación compensación que alimenta alimenta la red. Para esto se debe utilizar cualquier programa comercial de análisis de redes de acueducto que utilice el método del gradiente y que cuente con rutinas de cálculo de calidad de agua en tiempo extendido. Las ecuaciones para el análisis de la calidad de agua deben ser tales que simulen los procesos de decaimiento del cloro residual en la red, los cuales deben permitir calcular la concentración de cloro y el tiempo de vida media del agua en cada nodo y la edad media del agua. Para el uso de estas ecuaciones se deben utilizar las constantes de decaimiento mostradas en el Numeral 4.4.4 de esta norma o aquellos por los cuales sean reemplazados. Con propósitos de cálculo cálculo puede aplicarse la
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P siguiente ecuación unidimensional de conservación de la masa para una concentración de cloro diluida en agua con flujo a través de una tubería: dc dt
= −v *
dc dx
− K b * c −
K w R
* (c − c w )
Ecuación 5.37
donde c c w w v R t x K w w K b
Concentración de cloro (mg/L) Concentración de cloro en la pared de la tubería Velocidad media del agua (m/s) Radio hidráulico de la tubería (m) Tiempo (s) Abscisa o distancia horizontal (m) Coeficiente de transferencia entre el agua y la pared de la tubería Constante de reacción de primer orden en el agua
El proceso de mezcla de agua en los nodos debe calcularse aplicando la siguiente ecuación de continuidad: C ij * Qij Ecuación C s = 5.38 Qij
∑ ∑
El proces proceso o en los tanque tanquess de almace almacenam namient iento o y/o compen compensac sación ión puede puede calcul calculars arse e con las siguientes ecuaciones: dV
= ∑qe − ∑q s
dt d (V * c) dt
= ∑qe * ck − ∑q s * c j − K b * c
Ecuación 5.39
donde c j c k k Qij qe qs V C ij ij C s
Concentración en un caudal de salida (mg/L) Concentración en un caudal de entrada (mg/L) Caudal que fluye del nodo i al nodo j (m 3/s) Caudal de entrada (m 3/s) Caudales de salida (m3/s) Volumen de agua en e l (los) tanque (tanques) (m 3) Concentración de cloro que entra del nodo i al nodo j (mg/L) Concentración final de cloro en el agua que sale del nodo j (mg/L)
5.5.6 5.5.6 Recubr Recubrimi imient ento o y protec protecció ción n de tuberí tuberías as En caso de que por razones geotécnicas, geológicas y de cruce por zonas con alta contaminación, así como en los puntos de cruces de quebradas y otros cuerpos de agua en los cuales las tuberías de las redes de distribución distribución queden queden expuestas, expuestas, éstas deben estar protegidas protegidas con revestimie revestimientos ntos externos para lo cual se se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.5.6. Igual cosa se debe hacer hacer en caso de que exista e xista riesgo de corrosión en tuberías metálicas.
5.5.7 5.5.7 Golpe Golpe de arie ariete te en las las redes redes de dist distrib ribuci ución ón Una vez que se haya finalizado el proceso de diseño de la red de distribución, debe hacerse un análisis análisis de golpe de ariete ariete con el fin de verificar verificar que en ninguna ninguna tubería tubería se produzcan produzcan presiones por encima de aquellas admitidas por los materiales de las tuberías que conforman la red, evitando posibles posibles estallidos estallidos de ésta. También También se debe verificar que en ninguna ninguna tubería se produzcan produzcan presiones negativas con el fin de evitar el posible ingreso de agua contaminada a la red de
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P distribución. Este análisis se debe hacer p ara aquellos subcircuitos y circuitos que tengan al menos una tubería con una velocidad, para la condición de caudal máximo horario, superior a 2.5 m/s. Además de lo establecido establecido en el Numeral Numeral 4.5.9 de esta norma, el diseño debe tener en cuenta las consideraciones dadas en los siguientes numerales.
5.5. 5.5.7. 7.11 Anál Anális isis is de golp golpee de de arie ariete te El análisis de golpe de ariete se debe hacer en aquellos casos en que se construyan o diseñen redes redes nuevas nuevas o en el caso en que se diseñe diseñen n amplia ampliacio ciones nes a redes redes existent existentes. es. El principal principal propósito del análisis de golpe de ariete en las redes de distribución es especificar los tiempos de maniobra de los dispositivos de control, con el fin de seleccionar la alternativa que ofrezca el menor riesgo contra contra los efectos efectos de golpe de ariete, al costo costo mínimo. El diseño debe establece establecerr qué dispositivos de control de golpe de ariete y protección contra sobrepresiones y subpresiones se deben colocar en la red. 5.5.7. 5.5.7.22 Condic Condicion iones es para para el el cálcu cálculo lo de de golpe golpe de de ariet arietee El análisis del golpe de ariete en las redes redes de distribución objeto del diseño debe hacerse para sus condiciones normales de operación, al igual que para condiciones excepcionales causadas por posibles posibles emergencias emergencias u operaciones operaciones especiales especiales de mantenimiento. mantenimiento. Dentro Dentro de las condiciones condiciones normales de operación se encuentran las siguientes: a. b. c.
Operación de válvulas en la red de distribución. Encendido de bombas en redes de distribución alimentadas por bombeo. Apagado de bombas en redes de distribución alimentadas por bombeo.
Entre Entre las condici condicione oness excepc excepcion ionale aless causad causadas as por posible posibless emerge emergencia nciass u operac operacion iones es de mantenimiento especiales se encuentran las siguientes: a. b. c.
d.
Maniobras de cierre o apertura de válvulas de control con el fin de aislar circuitos. Interrupción súbita de algún bombeo dentro de la red de distribución, cuando ésta es alimentada por bombas. Rotura Rotura de algunas algunas de las tuberías tuberías principales principales de la red de distribución distribución,, en especial especial en aquellas donde se tengan las máximas presiones bajo régimen de flujo permanente, durante las horas de menor consumo de caudal de agua. Cierre retardado de alguna de las válvulas de cheque de la descarga de las bombas antes o simultáneamente con la máxima velocidad de reversa, ocurrida posteriormente a la interrupción del bombeo.
5.5.7.3 5.5.7.3 Presiones Presiones y esfuerzo esfuerzoss que deben ser absorbidos absorbidos por las tuberí tuberías as Con respecto a las presiones producidas por fenómenos de golpe de ariete y a los esfuerzos consecuentes consecuentes que deben ser absorbidos absorbidos por los apoyos de las tuberías, tuberías, el diseño diseño debe tener en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.5.9 de estas normas. 5.5. 5.5.7. 7.44 Cele Celeri rida dad d de la la onda onda de de presi presión ón Para el cálculo de la celeridad de la onda de presión a través de la red de distribución debe tenerse en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.5.9 de estas normas, en particular la Tabla 4.17. 5.5. 5.5.7. 7.55 Perí Períod odo o del del golp golpee de arie ariete te Para el cálculo del período del golpe de ariete en cada una de las tuberías que conforman la red de distribución, debe tenerse en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.5.9 de estas normas.
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5.5.7. 5.5.7.66 Método Métodoss de cálculo cálculo de de golpe golpe de ariete ariete en rede redess de distrib distribuci ución ón El diseño de la red de distribución debe incluir un análisis de golpe de ariete, el cual debe ser realizado realizado utilizando ya sea el método método de las caracterís características ticas o algún método de elementos elementos finitos, consid considera erando ndo la column columna a de agua como elástic elástica. a. En caso de que la red de distribuc distribución ión sea alimentada por bombeo, se se debe seguir lo establecido en el Numeral A.4.1.7. Por otro lado, si si la red de distribución funciona por gravedad, los métodos de cálculo de golpe de ariete deben seguir lo establecido en el Numeral A.4.1.8.
5.5.8 Análisis Análisis de de puntos puntos muertos muertos en la red red de distribuc distribución ión En general, el diseño de nuevas redes de distribución distribución o ampliaciones ampliaciones a éstas no debe permitir la existencia de puntos muertos exceptuando aquellos casos en los cuales se prevean posibles ampliaciones futuras. En el caso de que existan puntos muertos, muertos, el diseño debe incluir elementos y accesorios de control que permitan hacer un lavado periódico de la red de distribución en este circuito. En el caso de existencia de zonas muertas en la red de distribución, el diseño debe incluir el análisis análisis del efecto que dichas zonas tienen sobre la calidad del agua que llega a cada uno de los nodos de la red. El diseño también debe establecer, para el caso de los puntos muertos, la forma de lavado especificando qué válvulas se deben operar simultáneamente a la apertura del hidrante o la válvula al final de la zona muerta, con el fin de conseguir las condiciones hidráulicas de velocidad y de esfuerzo cortante que permitan el restablecimiento de la calidad del agua y el desprendimiento de las películas biológicas y la resuspensión de posibles depósitos inorgánicos al interior de la tubería. El diseño también debe establecer la frecuencia de lavado y la duración de lavado en cada uno de los puntos muertos de la red.
5.5.9 Comprobac Comprobación ión de de diseño diseño bajo difere diferentes ntes condic condiciones iones de de operación operación Una vez realizado el diseño, se deberá comprobar su funcionalidad bajo diferentes condiciones de operac operación ión hidráulic hidráulica. a. Para Para esto esto se debe debe utiliz utilizar ar cualqu cualquier ier programa programa de análisi análisiss de redes redes de tuberías que utilice el método del gradiente como método de cálculo, utilizando la ecuación de Darcy-Weisbach y teniendo en cuenta que todas las tuberías deben simularse con su diámetro interno real y con el coeficiente de rugosidad absoluta correspondiente a cada material de tubería. Alternativamente el programa puede permitir el uso d e la ecuación de Hazen-Williams. El diseño debe comprobarse para los siguientes casos de operaciones hidráulicas: 1. Fluj Flujo o perma permane nent nte e bajo bajo las con condic dicio iones nes de de Qmd en el momento de la puesta en marcha del proyecto. 2. Fluj Flujo o perma permane nent nte e bajo bajo las condi condici cion ones es de Qmd para períodos de operación de 10, 20 y 30 años. 3. Caudal Caudal Máximo Máximo Horario Horario QMH actual actual y en el período período de diseño diseño de de la red 4. Caudal Caudal mínimo mínimo en el momento momento de inicio inicio de de operación operación del del diseño diseño y en el período período de de diseño diseño de la red. 5. Escenarios Escenarios de operacio operaciones nes especial especiales es de mantenimie mantenimiento. nto. En particul particular ar se deben tener en cuenta cuenta aquello aquelloss casos casos en los cuales cuales estas estas operac operacion iones es impliqu impliquen en cambios cambios en las condiciones de apertura y cierre de válvulas en la red. 6. Escenarios Escenarios de operaciones operaciones de emergencia emergencia,, causadas causadas por estallidos estallidos en tuberí tuberías as de máxima máxima pres presió ión n y otra otrass cond condic icio iones nes de oper operaci ación ón espe especi cial ales es que que impl impliqu iquen en el camb cambio io de sectorización temporal de la red. 7. En los casos casos de cauda caudale less mínim mínimos os,, la comp compro roba baci ción ón de diseñ diseño o se debe debe hace hacerr bajo bajo la condición condición de nivel máximo en los tanques tanques que abastecen abastecen la red de distribució distribución, n, mientras
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P que para los caudales máximos, la simulación se debe hacer bajo la condición de nivel mínimo en los tanques de abastecimiento. 8. La compro comprobac bación ión de diseño diseño tambié también n debe incluir incluir análisi análisiss de la calida calidad d de agua en la red de distribución. En todos los casos anteriores es necesario verificar que los efectos sobre las velocidades no impliquen que en ningún punto de las tuberías de la red de distribución se duplique la velocidad de diseño o que en alguna de ellas ocurra ocurra un cambio de dirección del flujo. Esto tiene el objetivo de evitar el desprendimiento de biopelículas y/o la resuspensión de material inorgánico depositado al interior de las tuberías, con las consecuencias de deterioro de la calidad de agua en la red de distribución de agua potable. En caso de que en alguno de los escenarios se detecten tramos de la red en donde es imposible evitar uno de los dos efectos anteriores, se debe tener en cuenta una operación de lavado previa. El diseño debe propender propender por establecer establecer reglas de operación operación de la red de distribució distribución n que eviten los proble problemas mas de despre desprendi ndimie miento nto de biopelí biopelícul culas as y/o resusp resuspens ensión ión del materi material al inorgá inorgánico nico depositado al interior de las tuberías.
5.5.10 Protocolo de de pruebas dada por el diseñador diseñador El diseño de una nueva red de distribució distribución n o una ampliación ampliación de una red existente existente debe incluir un protocolo de pruebas que especifique el tipo de pruebas hidráulicas que se deben hacer al sistema antes de que éste entre entre en operación. El diseño debe incluir el tipo de operación hidráulica bajo la cual se deben hacer las pruebas así como el tipo de mediciones de caudal, de presiones y de calidad de agua en puntos específic específicos os del sistema. El diseño también también debe incluir los puntos de medición, con su localización y los equipos de medición especiales, estableciendo su rango de medición y su nivel de precisión. El diseño también debe establecer la forma forma de simulación de las condiciones de campo encontradas durante la prueba, en el modelo matemático de la red de distribución, con el fin de comparar sus resultados con las medidas de campo. La diferencia máxima admisible entre los valores del diseño y los de las pruebas de campo debe ser del 5%. El protocolo de pruebas debe establecer claramente el rango de exactitud que deben arrojar las medidas de campo con respecto a los cálculos hechos en el diseño, con el fin de proceder a la recepción del proyecto. Adicionalmente se debe establecer la frecuencia frecuencia y el período de toma toma de datos de campo. Las pruebas establecidas en el protocolo protocolo de pruebas deben ser realizadas realizadas por el constructor del proyecto, bajo la supervisión de las Empresas Públicas de Medellín.
5.5. 5.5.11 11 Uso Uso de tecn tecnol olog ogía íass de info inform rmac ació ión n pa para ra el dise diseño ño de rede redess de distribución Con respecto a las tecnologías de información, el diseño de la red de distribución de agua potable debe seguir todo lo establecido en el Numeral 4.5.14 del Capítulo 4 de estas normas. En el caso de redes de distribución de agua potable se deben tener en cuenta adicionalmente los siguientes aspectos: 1. En el caso caso de los caudales caudales de de consumo consumo de cada cada nodo, se debe hacer hacer uso uso de las bases bases de datos, que hacen parte de la información comercial de EEPPM, con el fin de utilizar la información comercial de volúmenes consumidos por cada cliente para generar dichos caudales. 2. Se debe debe utilizar utilizar un prog program rama a que utilice utilice las las coorden coordenada adass x, y y z de cada cliente, tomadas directamente del SIGMA de EEPPM, para fijarlo a alguno de los nodos de consumo de la red de distribución. El programa utilizado debe poder comunicarse tanto con el Sistema de Información Geográfico definido por el SIGMA como con el programa de simulación hidráulica de la red. 3. El diseño diseño de las redes de distribu distribució ción n debe realizar realizarse se sobre sobre un program programa a de modela modelació ción n hidráulica que use el método del gradiente para sus cálculos, que p ermita la modelación en período extendido y realice el diseño mediante rutinas de optimización.
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5.6 5.6
OTRA OTRAS S CONS CONSID IDER ERAC ACIO IONE NES S DE DISE DISEÑO ÑO
5.6.1 Dimension Dimensionamien amiento to estructura estructurall de de las tuberías tuberías Para el dimensionamiento estructural de las tuberías que conforman la red de distribución, el diseño debe tener en cuenta que éste depende del tipo de material seleccionado y debe realizarse según lo establecido en el Capítulo G.3 “Aspectos estructurales” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace.
5.6.2 Localizaci Localización ón y nivela nivelación ción de de las tuberías tuberías de de la red de de distribuci distribución ón En el caso de diseño de redes de distribución nuevas y ampliaciones de redes existentes con tuberías con diámetros nominales superiores a 250 mm, el eje de estas tuberías debe localizarse con tránsito y estacarse estacarse al menos cada 30 metros. Las tuberías deben referenciarse referenciarse con respecto a los ejes y los paramentos de las vías, previamente verificados por las Empresas Públicas de Medellín Medellín o por la Oficina Oficina de Planeación Planeación de los municipios atendidos atendidos por EEPPM. EEPPM. En todo caso, para todas las tuberías de la red debe seguirse lo establecido en el “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, en su versión vigente 9, de EEPPM. Los levantamientos altimétricos y planimétricos deben referenciarse a los B.M. o a las placas oficiales oficiales de las Empresas Empresas Públicas de Medellín Medellín o de las oficinas de Planeación Planeación Municipal Municipal de los municip municipios ios atendido atendidoss por EEPPM. EEPPM. En aquello aquelloss munici municipios pios donde las Empres Empresas as Pública Públicass de Medellín sean los operadores, y no existan B.M. o placas oficiales de la Oficina de Planeación Municipal, los levantamientos altimétricos y planimétricos deben referenciarse a las placas del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). En todo caso deben utilizarse planos en el sistema de información geográfica establecido por el SIGMA de EEPPM. Todas las tuberías de la red de distribución deben colocarse preferiblemente por las vías, siempre que se cumplan con las disposiciones sobre la separación entre las tuberías de la red de distribución de agua potable y las tuberías o ductos de otras redes de servicios públicos, tal como se establece en el Numeral 5.6.5.
5.6. 5.6.33 Anál Anális isis is de inter interfe fere renc ncia iass En las secciones de las vías que aparecen aparecen en los planos de la red de distribución, distribución, el diseño debe indicar la localización de las redes de acueducto, las redes de alcantarillado y otros servicios públicos existentes. Antes de iniciar la excavación de la zanja deben localizarse los alcantarillados principales y las conexiones domiciliarias que se intersectan con el eje de la tubería, al igual que las redes de otros servicios públicos, y tomar las medidas necesarias para evitar la descarga de agua en la zanja que se va a construir. Si en la zanja se encuentran aguas residuales, residuales, éstas deben eliminarse y la zona contaminada se debe desinfectar por medio de cualquier sistema aprobado por las Empresas Públicas de Medellín. Para el análisis de interferencias, interferencias, el diseño debe hacer uso de los planos de catastro municipal, de los planos de catastro de redes de servicios públicos domiciliarios existentes en las Empresas Públicas de Medellín y en otras oficinas del municipio. Estos planos deben estar en el formato del sistema de información geográfica establecido por el SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín. En caso de que las interferencias involucren tuberías de agua potable con diámetros nominales superiores 200 mm o tuberías de alcantarillado con diámetros nominales superiores a 600 mm, los datos del d el catastro de redes deben verificarse con ap iques en campo.
9
http://www.eeppm.com/epmc http://www. eeppm.com/epmcom/contenido/prov om/contenido/proveedores/manuales/ma eedores/manuales/manual_aguas/index.htm nual_aguas/index.htm
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5.6. 5.6.44 Inst Instal alac ació ión n de las las tuber tubería íass El dise diseño ño debe debe anal analiz izar ar toda todass las las cond condic icio iones nes de inst instala alaci ción ón de las las tube tuberí rías as de la red red de distribución, especificando su protección protección cuando sea necesario. En particular deben analizarse los siguientes aspectos correspondientes a la red de distribución de agua potable: 1.
2. 3.
4. 5.
En el cas caso o de ampl amplia iaci cion ones es a rede redess de dist distri ribu buci ción ón de agu agua a pota potabl ble e exis existe tent ntes es,, el diseño debe considerar el uso de tecnologías sin zanja para la instalación de tuberías. En particular se deben considerar las tecnologías de rompimiento de tuberías (pipe bursting), de recubrimiento interno de tuberías con mangueras o tuberías plásticas de pared delgada, de perforación dirigida, etc. La ins insta talac lació ión n de tub tuber ería íass en tra tramo moss con con pendi pendien ente tess acen acentu tuad adas as,, alre alrede dedo dorr de 20° 20° o mayores, con el fin de especificar las estructuras de apoyo y soporte que sean necesarias para impedir el movimiento de las tuberías. La inst instal alac ació ión n de tube tuberrías en paso pasoss de caña cañada das, s, queb quebra rada dass u otros tros cuer cuerp pos que que conformen el sistema de drenaje urbano de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín, sujetos a inundaciones o caudales de avenidas que puedan causar erosión en el recubrimiento de la tubería. La ins insta tala laci ción ón de de las las tuber tubería íass con con cobe cobert rtur uras as de de terr terren eno o meno menorr a las las espec especifific icad adas as en en el Numeral 5.4.12 “Profundidad de instalación de las tuberías a cota clave” en los casos de circulación de vehículos con carga que puedan causar daño a la tubería. En la ins instala alación de las tub tuberías de la red de dist istribu ibución, en áreas sujet jetas a inundaciones, se debe evitar la posibilidad de que la tubería flote, principalmente cuando por condiciones especiales de operación ésta no se encuentre transportando agua, recomendando los anclajes para su protección donde sea necesario.
La instalación de las tuberías debe realizarse siguiendo lo establecido en el Capítulo G.3 “Aspectos Constructivos” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace.
5.6.5 Distancias Distancias mínimas mínimas a otras redes de servici servicios os p públi úblicos cos El diseño debe contemplar las distancias mínimas que deben existir entre los tubos que conforman la red de distribución de agua potable de las Empresas Públicas de Medellín y los ductos de otras redes de servicio tal como se establece a continuación: 1. 2. 3. 4. 5.
Las Las dist distan anci cias as mín mínim imas as a la la red red de alc alcan anta tari rilla llado do san sanititar ario io deb deben en ser ser 1.5 1.5 m horiz horizon onta tall y 0.5 m vertical. Las Las dis distanc tancia iass mínim ínimas as a la red red de alc alcant antaril arilla lado do de agua aguass lluv lluvia iass debe deben n ser ser 1.0 horizontal y 0.5 m vertical. Las Las dist distan anci cias as míni mínim mas a las las redes edes de alca alcant ntar arililla lad do comb combin inad ado o debe deben n ser 1.5 1.5 m horizontal y 0.5 m vertical. Las Las dist distan anci cias as mín mínim imas as a las las red redes es de de teléf teléfon ono o y de ener energí gía a eléct eléctri rica ca deb deben en ser ser 1.5 1.5 m horizontal y 0.5 m vertical. Las Las dist distan anci cias as mín mínim imas as a las rede redess domi domici cililiar aria iass de gas gas debe deben n ser ser 1.2 1.2 m hori horizo zont ntal al y 0.5 m vertical.
Si no es posible cumplir con estas distancias mínimas, las tuberías de las redes de distribución de agua potable deben ser revestidas exteriormente con una protección a todo lo largo de la zona de interferencia como se indica en el Numeral 4.5.6.
5.6. 5.6.66 Cont Contra rafl fluj ujos os El diseño diseño debe debe especi especific ficar ar el tipo tipo de riesgo riesgo de ocurre ocurrenci ncia a de contra contraflu flujos jos hacia la red de distribución de agua potable. En caso de que exista un riesgo alto de de contaminación de la red por contraflujos, el diseño debe incluir el tipo de dispositivos o accesorios necesarios para eliminar esta posibilidad, estableciendo igualmente los puntos en los cuales es necesaria la ubicación de este tipo de dispositivos. Dentro de los dispositivos se debe contemplar la instalación de válvulas de
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P cheque y otro tipo de válvulas de prevención de contraflujo, así como las válvulas necesarias para su montaje y mantenimiento.
5.7
ACCESOR ACCESORIOS IOS Y ESTRUCT ESTRUCTURA URAS S PARA PARA LAS TUBERÍ TUBERÍAS AS DE DE LA RED RED DE DISTRI DISTRIBUC BUCIÓN IÓN
5.7. 5.7.11 Aspe Aspect ctos os ge gene nera rale less Los accesorios de la red de distribución de agua potable son elementos complementarios para la instal instalaci ación ón de las tuberí tuberías as y la operac operación ión hidrá hidráulic ulica a de la red, red, e incluy incluyen en unione uniones, s, codos, codos, reducciones, ampliaciones, válvulas y otros dispositivos de control, anclajes, etc. Las tuberías de la red de distribución y sus accesorios deben ser compatibles entre sí, con respecto a las presiones de trabajo, las dimensiones (diámetros, espesores, sistemas de unión) y a la estabilidad electroquímica, si se trata de materiales diferentes. Con relación a las especificaciones técnicas de los accesorios que van a utilizarse en la red de distribución de agua potable objeto del diseño, estos deben cumplir con los requerimientos de las Normas Normas Técnicas Técnicas Colombianas Colombianas vigentes o de normas normas técnicas técnicas internacion internacionales ales con la aprobación aprobación previa de las Empresas Públicas de Medellín. En general deben cumplirse los requisitos establecidos en el manual “Normas y Especificaciones Generales de Construcción en Redes de Servicio” de las EEPPM, en su Capítulo 7 “Redes de distribución, Acometidas y Construcciones de Acueducto”, las Normas Técnicas Colombianas vigentes, o las normas técnicas internacionales AWWA, ASTM, DIN, ISO, o cualquier otra norma internacional equivalente, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. En todo caso los proveedores de los accesorios para redes de distribución deben presentar al diseñador diseñador del proyecto proyecto o a EEPPM, la certificación certificación de control control de calidad calidad otorgado otorgado por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC), así como la certificación de su utilización en trabajos exitosos y de importancia importancia relacionados con redes de distribución de agua potable. En caso de que no exista un certificado de calidad otorgado por el ICONTEC, las Empresas Públicas de Medellín podrán aceptar otro certificado de control de calidad otorgado por institutos de normatización internacionales de reconocido prestigio.
5.7.2 Válvulas 5.7.2. 5.7.2.11 Consid Considera eracio ciones nes gene general rales es para para las las válvu válvulas las El diseño de la red de distribución debe contemplar el uso de válvulas de compuerta o mariposa ubicadas de modo que se cumplan cumplan entre otros los siguientes requisitos: 1. 2. 3.
4. 5.
En las las tub tuber ería íass prin princi cipa pales les debe deben n disp dispon oner erse se de de las las válv válvula ulass nece necesa sari rias as que que per permi mita tan n aislar un circuito circuito o subcircuito. subcircuito. Si se aísla parte del sistema de distribución distribución de agua potable, debe asegurarse el mantener el servicio de agua en el resto del circuito. El emp empal alme me de de todo todo ram ramal al de de deri deriva vaci ción ón con con la la red red de dist distri ribu buci ción ón deb debe e tene tenerr una una válvula de corte o cierre. Cuan Cuando do la la red red de distr distribu ibuci ción ón de de un sec secto torr esté esté con confo form rmad ada a por por tub tuber ería íass prin princi cipa pales les y tuberí tuberías as secund secundari arias, as, todas todas las conexio conexiones nes de las tuberí tuberías as secund secundari arias as con las tuberí tuberías as princi principal pales es deben deben tener tener una válvul válvula a de cierr cierre e o corte. corte. Como Como tuberí tuberías as principales de una red de distribución secundaria se consideran aquellas tuberías con un diámetro nominal superior o igual a 200 mm. Debe Debe anal analiz izar arse se y suste sustent ntar arse se la disp dispos osic ició ión n de las válv válvul ulas as del del diseñ diseño o tenie teniend ndo o en cuenta la flexibilidad de operación del sistema y la economía del diseño para reducir las válvulas a un mínimo, al aislar un circuito o subcircuito. En el el caso caso de de que que la red red de de dist distri ribu buci ción ón de de agua agua pot potab able le de de uno uno de los los mun munic icip ipio ioss atendidos atendidos por EEPPM se encuentre encuentre dividida en zonas de servicio, servicio, siguiendo criterios criterios
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6.
7.
8.
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hidráulicos hidráulicos de presión, presión, los diferentes diferentes circuitos o subcircuitos subcircuitos deben estar conectados conectados entre sí y aislados a través de válvulas de mariposa o compuertas con un cierre permanente permanente,, si el diseñador diseñador lo considera considera pertinente. pertinente. Se recomienda que esta válvula tenga cabezote cuadrado con el fin de facilitar su identificación, el cual debe tener una protección en mortero, que se pueda remover fácilmente, para evitar su manipulación por parte de personal no autorizado. El propósito de estas válvulas es tener formas alternas de distribución de agua potable en el caso de operaciones especiales de mantenimiento o bajo situaciones de e mergencia. En cas caso o de que que agu aguas as arr arrib iba a del del punt punto o de ent entra rada da a un un circ circuit uito o o subc subcir ircu cuitito, o, la la pres presió ión n disponible sea mayor que la presión requerida para la correcta operación hidráulica, se debe colocar una válvula reguladora de presión con todos sus accesorios, en dicha entrada. Las Las válv válvul ulas as loc localiz alizad adas as al inte interi rior or de la red red de dist distrribuc ibuciión debe deben n ser ser de tipo tipo compuerta o mariposa con vástago no deslizante. La construcción e instalación de estas válvulas debe seguir lo establecido en el manual “Normas y Especificaciones Generales de Construcción en Redes de Servicio” de las EEPPM, en su Capítulo 7 “Redes de distribución, Acometidas y Construcciones de Acueducto”. Para Para tub tuber ería íass de 150, 150, 200 200 y 250 250 mm mm de de diám diámet etro ro nom nomin inal, al, el dis diseñ eño o debe debe inc inclu luir ir com como o mínimo mínimo una válvula cada 200 m. Para tuberías tuberías con diámetros diámetros nominales nominales mayores, el diseño debe incluir válvulas, a lo largo de su longitud, que permitan una correcta operación hidráulica del sistema. Sin embargo, la máxima separación entre válvulas no puede ser superior a 300 m. En cas caso o de que que exis exista tan n rama ramales les abier abierto tos, s, ésto éstoss debe deben n tene tenerr com como o mín mínim imo o 8 vál válvul vulas as por por kilóm kilómet etro ro de red. red. Esta Estass válv válvul ulas as sólo sólo incl incluy uyen en aque aquella llass con con capac capacid idad ad de interrupción del flujo dentro de la tubería. En los los punt puntos os bajo bajoss de la red red y en los los pun punto toss bajos bajos de de sifo sifone ness inve invert rtid idos os,, en cas caso o de que estos existan, deben instalarse válvulas de purga o desagüe y/o hidrantes, y diseñarse las obras necesarias para su adecuado drenaje. En caso caso de que que existan existan puntos puntos muerto muertoss en en la la red, red, estos estos pueden pueden termin terminar ar en válvul válvulas as o hidrantes que permitan operaciones de lavado de dichos puntos, los cuales deben estar provistos con su respectivo sistema de drenaje. En los los punto puntoss altos altos de la red red de de distri distribuc bución ión debe deben n instal instalars arse e dispos dispositi itivos vos de entra entrada da y salida de aire (válvulas ventosas de doble efecto). Toda Todass las válv válvul ulas as debe deben n compl complem emen enta tars rse e y proteg proteger erse se con con cajas cajas de mamp mampos oste terí ría au hormigón con tapa a nivel de la rasante. Aguas abajo de toda derivación, dond onde se desprenda ndan ramales les de la red de distribución, debe colocarse una válvula de cierre.
Las válvulas en las redes de distribución distribución de agua potable potable se clasifican clasifican de acuerdo con la función función hidráulica hidráulica deseada, en válvulas válvulas de cierre, válvulas de cierre cierre permanente permanente,, válvulas válvulas de admisión admisión o expulsión de aire (ventosas), válvulas reguladoras de presión, válvula controladora de caudal, válvulas de prevención de contraflujos (válvulas de cheque), válvulas de descarga o purga, válvul válvulas as de paso paso direct directo, o, válvulas válvulas de alivio alivio y válvula válvulass de sobre-ve sobre-veloc locida idad. d. En los siguient siguientes es numerales se especifican lo requisitos para cada uno de estos tipos de válvula.
5.7.2.2 5.7.2.2 Válvulas Válvulas de de corte corte o cierre cierre (válvul (válvulas as de compuerta compuerta o válvulas válvulas mariposa) mariposa) Estas son las válvulas utilizadas para el cierre o apertura de tramos de tuberías en las redes de distri distribuci bución ón secund secundari aria. a. Se utiliz utilizan an princip principalm alment ente e para para aislar aislar circuitos circuitos en proces procesos os de sector sectoriza izació ción, n, situac situacion iones es de manten mantenimi imient ento o y situac situacion iones es de emerg emergenci encia. a. Las válvula válvulass de compuerta no se deben utilizar en las tuberías con diámetros nominales superiores o iguales a 350 mm; en estos casos se deben utilizar válvulas de mariposa. En todos los casos se deben tener en cuenta las especificaciones del Capítulo 7 de las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín, en sus Numerales 702.1 y 702.4
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Cuando tres o más tramos de tuberías principales se interconecten en un punto, el diseño debe prever una válvula de cierre en cada tramo. En las tuberías secundarias el diseño debe prever una válvula en las interconexiones con las tuberías principales. El diseño debe especificar las válvulas necesarias para que al ejecutar un cierre no se aíslen zonas mayores a cuatro cuadras. En todos los puntos de empalme empalme de una tubería de diámetro mayor con una tubería de diámetro menor, debe instalarse una válvula sobre la tubería de diámetro diámetro menor. El diseño debe analizar la localización de las válvulas teniendo en cuenta la flexibilidad operacional y los costos globales de la red de distribución. Como propósito de guía, a continuación se presentan dos esquemas de disposición de válvulas, los cuales pueden ser adoptados por el diseñador:
Figura 5-4 Disposición de válvulas para redes de distribución de 75 y 100 mm de DN
5.7. 5.7.2. 2.33 Válv Válvul ulas as vent ventos osas as Estas válvulas son utilizadas para la admisión y expulsión de aire en los procesos de vaciado y llenado de las tuberías de la red de distribución. En todos los puntos puntos altos de la red de distribución distribución donde no sea posible la remoción remoción hidráulica hidráulica o donde no sea posible utilizar las conexiones domiciliarias para la expulsión del aire, debe instalarse una válvula ventosa de doble acción (ventosa automática) con el fin de evitar que el aire separe la columna del agua en la red cuando ésta esté en operación y permitir la entrada de aire cuando ésta se desocupe desocupe en operac operacion iones es de mante mantenim nimient iento o o durant durante e emerge emergenci ncias. as. En todo caso debe debe cumplirse con la norma técnica AWWA C512. Adicionalmente, el diseño debe tener en cuenta las siguientes consideraciones: 1. 2.
En las las rede redess de distr distrib ibuc ució ión n de acue acuedu duct cto o puede pueden n insta instala lars rse e vento ventosa sass simpl simples es o de orificio pequeño, cuando las condiciones especiales de operación las requieran o sean exigidas por las Empresas Públicas de Medellín. El tam tamañ año o de las las vent ventos osas as deb debe e ser ser de 1/8 1/8 del del diám diámet etro ro de la la tube tuberí ría a para para las rede redess de distribución de agua potable. En todo caso el tamaño tamaño de las ventosas en las tuberías de la red de distribución debe ser superior a 25 mm e inferior a 50 mm.
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5.7. 5.7.2. 2.44 Válv Válvul ulas as regu regula lado dora rass de presi presión ón Estas válvulas son utilizadas para regular o reducir la presión en la red de distribución de agua potable potable.. Para Para el caso de las redes redes de distribuc distribución ión se deben deben utilizar utilizar válvulas válvulas de globo con diafragma. diafragma. En todo caso, el diseño debe contemplar contemplar lo especificado especificado en el Numeral 702.2 del Capítulo 7 de las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín. En las uniones de la red de distribución de agua potable con las líneas que bajan de los tanques de almacenamie almacenamiento nto y/o compensación compensación,, cuando la presión presión estática estática de la red supere el valor máximo especificado en el Numeral 5.4.7 de estas normas, debe contemplarse desde la etapa de diseño la instalación instalación de una válvula reguladora reguladora de presión. presión. El diámetro de esta válvula debe determinarse determinarse de acuerdo con el caudal máximo horario (QMH) para el horizonte de diseño de la red de distribución distribución en esa zona. Las válvulas reguladora reguladorass de presión presión deben cumplir con los siguientes siguientes requisitos: 1. 2. 3.
4. 5.
6. 7. 8. 9.
Las válvulas reguladoras de presión deben producir una pérdida de altura pred predet eter ermi mina nada da con con el fin fin de cont contro rolar lar la pres presió ión, n, mant manteni enién éndo dola la cons consta tant nte, e, independientemente del caudal que pase a través de ellas. Toda Todass las las válv válvul ulas as reg regula ulador doras as de de presi presión ón deb deben en irir acom acompa paña ñada dass de válv válvul ulas as de de cier cierre re que permitan el rápido monte y desmonte con fines de mantenimiento y/o cambio de las válvulas. Toda Todass las vál válvu vula lass regu regula lado dora rass de pres presió ión n deben deben ir aco acomp mpañ añad adas as de un un paso paso later lateral al (bypass) con el fin de permitir la distribución de agua potable durante las operaciones de mantenimiento o cambio de las válvulas reguladoras de presión. En este sentido se debe tener en cuenta lo establecido en el Numeral 5.7.2.12 de esta norma. Se rec recom omie iend nda a el uso uso de de válv válvul ulas as reg regul ulad ador oras as de de pres presió ión n inst instala aladas das en bif bifur urca caci cione oness de la línea, con el fin de permitir el funcionamiento de la distribución en caso de avería y/o mantenimiento de una de ellas. Las Las válv válvul ulas as reg regula ulador doras as de de pres presió ión n debe deben n esta estarr loca localiz lizad adas as en en caja cajass que que perm permititan an un un acceso adecuado para las operaciones de montaje, mantenimiento y operación normal de la red de distribución. Las cajas deben contar con un sistema de drenaje drenaje conectado a la red de drenaje urbano del municipio o al sistema de alcantarillado. Las Las válv válvul ulas as regu regula lado dora rass de pres presió ión n debe deben n estar star com complem plemen enttadas adas con con todo todoss los los accesorios necesarios para su correcto funcionamiento y deben estar provistas de un indicador del grado de apertura. Las Las válv válvul ulas as reg regul ulad ador oras as de de pres presió ión n debe deben n sopo soport rtar ar la la pres presión ión a ambo amboss lado ladoss (agu (aguas as arriba arriba y aguas abajo) abajo) simultáneamen simultáneamente te o sólo por uno de ellos. Exteriorme Exteriormente, nte, en el cuerpo de la válvula debe tenerse grabada un flecha que indique la dirección del flujo. En todos los casos, las válvulas reguladoras de presión deben cerrarse automáticamente al ocurrir un daño en los diafragmas. Se rec recom omie iend nda a que que en las las esta estaci cion ones es reg regula ulador doras as de de pres presió ión, n, loca localiliza zada dass a la entr entrad ada a de circuitos o subcircuitos subcircuitos hidráulicos, hidráulicos, el diseño cuente con un aparato aparato totalizador totalizador de caudales.
5.7.2. 5.7.2.55 Válvul Válvulas as contro controlad ladora orass de caudal caudal Usualmente estas válvulas se instalan aguas abajo de las válvulas reguladoras de presión y tienen por objeto dejar pasar un caudal determinado para una presión determinada, el cual es función de la apertura de la válvula. En este caso se utilizan válvulas de mariposa excéntricas para las las cuales la posición de la lenteja se encuentra calibrada. No se deben utilizar válvulas de compuerta como como válvulas controladoras de caudal.
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5.7. 5.7.2. 2.66 Válv Válvul ulas as de cheq cheque ue En las tuberías de las redes de distribución de agua potable que estén localizadas aguas abajo de una bomba (línea de impulsión de la bomba), deben colocarse válvulas de cheque o de retención de contraflujos con el fin de evitar el retroceso del agua, con el consigu iente vaciado de la tubería y los posibles posibles daños en las bombas o posibles aplastam aplastamientos ientos de las tuberías. tuberías. Las válvulas válvulas de cheque también se utilizan a la salida de instalaciones con doble tanque en los cuales, por problemas problemas de diferencia diferencia de nivel, pueda entrar entrar agua de un tanque a otro. En estos casos deben deben cumplirse con las normas técnicas correspondientes especificadas en el Capítulo 7 de las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín. 5.7. 5.7.2. 2.77 Válv Válvul ulas as d dee purg purgaa o d des esca carg rgaa Estas son las válvulas utilizadas para la limpieza y descarga de la red, tanto en las redes de distribución secundaria como en la red de conducciones, para lo cual podrán utilizarse válvulas esféricas dependiendo del tamaño de la tubería y la presión en el sitio. El uso de estas válvulas esféricas se debe contemplar en aquellos sitios en los que la presión supere 40 m.c.a. En todos los puntos bajos de la red de distribución deben colocarse válvulas de descarga o purga, o en su defecto un hidrante. El caudal de descarga debe conducirse al sistema de alcantarillado o al sistema de drenaje urbano del municipio. Salvo que exista una justificación debidamente aprobada por las Empresas Públicas de Medellín, deben existir válvulas de descarga o purga o hidrantes en todos los puntos bajos de la red. Para el diseño de las válvulas de descarga, el diseñador debe tener en cuenta las siguientes consideraciones: 1. 2.
3.
La des desca carg rga a debe debe per permi mititirr la elim elimin inac ación ión tota totall del del agua agua con conte teni nida da en en la tuber tubería ía.. El diá diáme metr tro o de la la tube tuberí ría a de desc descar arga ga deb debe e esta estarr entr entre e 1/3 1/3 y 1/4 del del diá diáme metr tro o de la tubería a drenar, drenar, con un mínimo de 75 mm para tuberías de 100 mm o mayores. Para las tuberías con diámetros menores la válvula de purga debe tener el mismo diámetro de la tubería. Cada Cada válv válvula ula de des desca carg rga a o pur purga ga deb debe e esta estarr prot proteg egid ida a con con una una válv válvula ula de che chequ que e con con el fin de evitar el retroceso del agua.
5.7. 5.7.2. 2.88 Válv Válvul ulas as sost sosten ened edor oras as de pres presió ión n Estas son válvulas utilizadas para mantener una presión aguas arriba de ellas, independientemente de las variaciones variaciones de caudal. La válvula debe permanecer permanecer cerrada cerrada mientras mientras la presión aguas aguas arriba esté por debajo de la presión fijada en la válvula y abierta si la presión aguas arriba está por encima de la presión fijada. 5.7. 5.7.2. 2.99 Válv Válvul ulas as de aliv alivio io Estas válvulas tienen el objetivo de proteger la tubería contra excesos de presión ya sean causados por fenómenos de golpe de ariete o por operaciones anómalas en la red de distribución. distribución. Cuando la presión en la tubería supera un límite preestablecido, la válvula se abre generando una caída en la presión piezométr piezométrica. ica. El caudal descargado descargado por la válvula de alivio debe dirigirse dirigirse directamente a una tubería de alcantarillado o a un canal de drenaje con la capacidad adecuada o a las corrientes naturales de agua, con la debida protección de orillas. 5.7.2.10 5.7.2.10 Válvulas Válvulas de sobre-velo sobre-velocidad cidad Estas son las válvulas utilizadas cuando se requiera cerrar o aislar una tubería ante un cambio repentino de caudal. En caso de que el caudal que pasa pasa a través de la tubería tubería esté por encima del caudal preestablecido, la válvula de sobrevelocidad se cerrará. REDES DE DISTRIBUCIÓN
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5.7.2.11 5.7.2.11 Materiales Materiales para las válvulas válvulas Los materiales en que deben construirse las válvulas, tanto en su cuerpo como en sus mecanismos de cierr cierre, e, debe deben n cump cumplir lir lo esta establ blec ecido ido en las las “Nor “Norma mass y Espe Especif cific icac acion iones es Gene Genera rale less de Construcción en Redes de Servicio” de las Empresas Públicas de Medellín, en su Capítulo 7 “Redes “Redes de distri distribuci bución, ón, Acometid Acometidas as y Conduc Conduccio ciones nes de Acuedu Acueduct ctos” os”.. Adicion Adicionalm alment ente e los materiales para las válvulas deben cumplir con todas las Normas Técnicas Colombianas, o las normas técnicas internacionales de la AWWA, de la DIN, de la ASTM, de la ISO o cualquier otra norma internacional equivalente, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. Las características de los materiales de las válvulas deben ser función de las características quím químic icas as del del agua agua,, así así como como de las presi presion ones es de serv servic icio io más más los fact factor ores es de segur segurid idad ad establecidos en esta norma.
5.7.2. 5.7.2.12 12 Cajas Cajas de las las válvu válvulas las Todas Todas las válvul válvulas as que conformen conformen el sistem sistema a de distrib distribuci ución ón de agua agua potabl potable e deben deben estar estar colocadas dentro de cajas que deben construirse tan pronto el tramo correspondiente sea colocado y aceptado aceptado por las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Las cajas deben cumplir cumplir con los siguientes siguientes requisitos: 1.
Las Las caja cajass de válv válvul ulas as deb deben en ser ser de de mam mampo post ster ería ía de de ladr ladrilillo lo,, o de de conc concre reto to ref refor orza zado do u otro otro mate materi rial al apro aproba bado do por por las las Empr Empres esas as Públi Pública cass de Medel Medellílín n y debe deben n ser ser rectangulares, cuadradas o cilíndricas. 2. El fond fondo o de de la la caja caja debe debe ser ser de de con concr cret eto o con con un un esp espes esor or mínim mínimo o de de 0.1 0.15 5 m. m. 3. Las Las cajas cajas de válv válvul ulas as deb deben tene tenerr un sist sistema ema de dren drenaj aje e dirig dirigid ido o al siste sistem ma de alcantarillado o a uno de los cuerpos de agua del sistema de drenaje natural de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. 4. La dis dista tanci ncia a entr entre e el pis piso o de la caj caja a y la part parte e infe inferi rior or del del cuer cuerpo po de de la válv válvula ula no deb debe e ser inferi inferior or a 0.2 m. Esta Esta condición condición no debe tener tenerse se en cuenta cuenta para el caso de ventosas. 5. Las Las tapa tapass de las caja cajass para para las válvu válvulas las debe deben n ser ser de conc concre reto to ref refor orza zado do y su esp espes esor or debe calcularse considerando las cargas vivas que van a actuar sobre ellas; en todo caso no debe ser menor menor a 70 mm. Alternativamente, pueden utilizarse utilizarse tapas metálicas en hierro gris. En el caso de que las cajas contengan equipos de medición medición especiales, tanto para medición de caudales como para medición de presiones, o equipos de comunicación y transmisión de datos, la tapa de la caja debe ser de seguridad. 6. En cas caso o de que que la la caja caja que quede de loc local aliz izad ada a en una una vía vía de de alto alto trá tráfi fico co,, su acc acces eso o debe debe hacerse hacerse lateralmente lateralmente desde el andén. andén. Deben hacerse hacerse consideraciones consideraciones especiales, especiales, desde la etapa de diseño para aquellas aquellas cajas que estén en zonas verdes o al interior de instalaciones. En general deben cumplirse los requisitos establecidos en el manual “Normas y Especificaciones Generales de Construcción en Redes de Servicio” de las EEPPM, en su Capítulo 7 “Redes de distribución, Acometidas y Construcciones de Acueducto”. También se debe tener en cuenta la información del plano DAC-100-66A, referente a Estaciones Reguladoras de Presión para válvulas con diámetros entre 50 mm y 250 mm, las cuales se esquematizan a continuación.
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Figura 5-5 Esquema Estación Reguladora de Presión Tipo I
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Figura 5-6 Esquema Estación Reguladora de Presión Tipo II
5.7.2.13 5.7.2.13 Número Número de válvulas para para aislar un circuito circuito hidráulico hidráulico de la red de distribució distribución n El diseño de la red de distribución de agua potable debe fijar una distribución de válvulas superiores a 100 mm o mayores con el fin de operar y controlar la red de distribución de tal forma
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P que para aislar un circuito circuito hidráulico hidráulico de la red no sea necesario necesario cerrar más de 4 válvulas. válvulas. En ningún caso, el circuito aislado debe tener una zona superior a 4 cuadras.
5.7.3 5.7.3 Acceso Accesorio rioss para para el lavado lavado de de las tuber tuberías ías El diseño de la red de distribución debe incluir los siguientes accesorios para el lavado de las tuberías que conforman la red: 1.
En el el caso caso de de que que exis exista tan n punt puntos os muer muerto toss en en la red red de dist distri ribuc bució ión n esto estoss deb deben en ten tener er los siguientes dispositivos: a. b.
c.
d. e. f.
Codo de 45° con respecto a la horizontal que una la tubería con el punto de lavado. Cámara Cámara de lavado lavado con un sistem sistema a de drenaj drenaje e con capacid capacidad ad sufici suficient ente, e, conectada con el sistema de alcantarillado o con un canal, quebrada, río o cualquier otro cuerpo de agua que conforme el drenaje natural de la ciudad o del municipio. Válvula de control tipo compuerta cuando el diámetro de la tubería es inferior a 200 mm o válvula de cono hueco para tuberías con diámetro superior a 200 mm. Estructura de disipación de energía cuando se utilice una válvula tipo cono hueco. Caja seca separada para la operación de las válvulas, cuando se trate de tuberías con diámetros superiores a 150 mm. De todas formas, el diseño debe establecer la forma de operación de las válvulas y la duración y frecuencia del lavado de esos puntos muertos.
2.
En el caso aso de tuber berías metálic licas o tuberías de concr ncreto, se deben ben dej dejar los los dispositivos necesarios para permitir el ingreso de herramientas cilíndricas o en forma de bala a las tuberías secas, las cuales son forzadas a través de la tubería utilizando agua a presión. Estas herramientas están están cubiertas por cepillos plásticos o de alambre con el fin de mover las incrustaciones duras que puedan crecer al interior de las tuberías.
3.
El dise diseño ño deb debe e estab estable lece cerr el tipo tipo de de acce acceso sori rios os nec neces esar ario ioss para para el el ingr ingreso eso de las las herramientas, al igual que la frecuencia frecuencia y duración de estas operaciones de lavado. En casos especiales se puede permitir el uso de ácidos inhibidores para ser adicionados al sistema. sistema. En estos casos se debe tener tener en cuenta la remoción remoción total del ácido y la desinfección de la tubería una vez finalicen las operaciones de lavado.
4.
En el el caso caso de de lava lavados dos conv conven enci cion onale aless utili utiliza zand ndo o hidr hidran ante tes, s, el el dise diseño ño deb debe e aseg asegur urar ar la la cercanía al sistema de drenaje de alcantarillado o a un canal, quebrada o río que forme parte del sistema de drenaje natural de los municipios atendidos por las Empresas Pública Públicass de Medellí Medellín. n. En estos estos casos, el diseño diseño debe debe establ establece ecerr la duraci duración ón y frecuencia de los lavados.
5.7.4 Uniones 5.7. 5.7.4. 4.11 Unio Unione ness de de mon monta taje je El dise diseño ño debe debe prev prever er union uniones es de mont montaje aje en todos todos los siti sitios os dond donde e haya haya nece necesi sidad dad de mantenimientos especiales o reemplazo de algún equipo electromecánico, tal como es el caso de las válvulas y de las estaciones reguladoras de presión. En general, debe cumplirse con lo establecido en el Capítulo 7 “Redes de distribución, acometidas y conduccione conduccioness de acueducto” de las “Normas y Especificaci Especificaciones ones Generales Generales de Construcción Construcción en Redes de Servicio” de las Empresas Públicas de Medellín, en su Especificación 705 y con lo
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P establecido en las Normas Técnicas Colombianas NTC 2346, y las normas técnicas internacionales AWWA C111/A21.10, en caso de que se utilicen accesorios accesorios de hierro fundido.
5.7. 5.7.4. 4.22 Unio Unione ness de expa expans nsió ión n El diseño debe prever, en aquellos casos en que existan pasos aéreos en la red de distribución, con el fin de salvar obstáculos naturales tales como ríos, quebradas, depresiones u obstáculos artificiales como vías de metro, viaductos, etc., la existencia de uniones de expansión con el fin de absorber absorber las dilataciones dilataciones o contraccio contracciones nes debidas debidas a variaciones variaciones térmicas de la temperatu temperatura. ra. Adicionalmente, el diseño debe prever uniones mecánicas de transición en los sitios de empalme de tuberías con diferentes diámetros externos. En todo todo caso caso se debe debe cumpli cumplirr con lo establ estableci ecido do en el Capít Capítulo ulo 7 “Redes “Redes de distri distribuc bución ión,, acomet acometida idass y conducc conduccion iones es de acuedu acueducto cto”” de las “Norma “Normass y Especi Especific ficacio aciones nes Genera Generales les de Construcción Construcción en Redes de Servicio” de las Empresas Públicas de Medellín, en su especificación especificación 705 y todas las Normas Técnicas Colombianas Colombianas y las normas técnicas técnicas internacionales internacionales AWWA, AWWA, ASTM, ISO, DIN o cualquier otra con la previa aprobación de EEPPM.
5.7. 5.7.55 Apoy Apoyos os de las las tub tuber ería íass En aquellos casos en que el diseño considere la utilización utiliza ción de tuberías por fuera del terreno, deben colocarse apoyos para garantizar la estabilidad de las tuberías y que la deflexión de ésta no supere lo establecido en las Normas Técnicas Colombianas, o en normas técnicas internacionales de la AWWA, la ASTM, la DIN, la ISO u otra norma técnica internacional equivalente, con previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. Los fabricantes de las tuberías deben especificar la longitud máxima para la colocación de apoyos, y éstas deben ser aprobadas aprobadas por EEPPM. EEPPM. De todas formas, formas, los apoyos de las tuberías tuberías deben localizarse a una distancia menor a 0.5 m desde la unión de la tubería que queda por fuera del terreno terreno con otras tuberías tuberías o con alguno de los accesorios. accesorios. Para el caso de tuberías tuberías de acero, acero, se recomienda utilizar los valores establecidos en la Tabla 5-34, 5-34, mostrada a continuación.
Tabla 5-34 Distancia entre apoyos de tuberías vistas, de acero Diámetro de tubería (mm)
Espesor (mm)
75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 600 700 75 100 150 200 250 300
6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5
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Carga viva (Kg/m) 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 0 0 0 0 0 0
Peso del líquido (Kg/m) 4.56 8.11 18.24 32.43 50.67 72.96 99.31 129.72 164.17 202.68 291.86 397.26 4.56 8.11 18.24 32.43 50.67 72.96
Peso del tubo (Kg/m) 12.93 16.91 24.86 32.82 40.77 48.73 56.68 64.64 72.59 80.55 96.46 112.37 12.93 16.91 24.86 32.82 40.77 48.73
Longitud Carga Total máxima entre (Kg/m) apoyos (m) 97.49 4.00 105.01 5.10 125.10 7.10 145.24 8.80 171.44 10.40 201.69 11.80 236.00 13.00 274.35 14.10 316.77 15.10 363.23 16.00 468.32 17.60 589.63 18.95 17.49 7.10 25.01 8.20 43.10 10.00 65.24 11.50 91.44 12.80 121.69 13.90
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Diámetro de tubería (mm)
Espesor (mm)
350 400 450 500 600 700
6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5
Carga viva (Kg/m) 0 0 0 0 0 0
Peso del líquido (Kg/m) 99.31 129.72 164.17 202.68 291.86 397.26
Peso del tubo (Kg/m) 56.68 64.64 72.59 80.55 96.46 112.37
Longitud Carga Total máxima entre (Kg/m) apoyos (m) 156.00 14.90 194.35 15.80 236.77 16.60 283.23 17.30 388.32 18.70 509.63 19.90
En el caso en que las tuberías que queden por fuera del terreno sean de materiales plásticos que puedan ser afectados por la acción de la luz ultravioleta, éstos deben estar protegidos con pinturas que eviten su degradación. Este recubrimiento debe ser aprobado aprobado por las Empresas Públicas de Medellín.
5.7. 5.7.66 Acom Acomet etid idas as do domi mici cili liar aria iass La acometida domiciliaria es la derivación de la red de distribución local de acueducto que llega hasta el registro registro de corte del inmueble. En edificios edificios de propiedad horizontal horizontal o condominios condominios la acometida acometida llega hasta el registro registro de corte corte general. general. A continuació continuación n se presentan presentan los esquemas esquemas de acometidas acometidas que se deben utilizar utilizar en los proyectos proyectos de redes de distribución distribución de agua potable para las Empresas Públicas de Medellín.
Figura 5-7 Esquema de Acometida Diámetro 13 mm.
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Figura 5-8 Esquema de Acometida utilizando derivación en TEE Existen dos tipos de acometidas aprobadas por las Empresas Públicas de Medellín, Individuales y Conjuntas. En la Figura 5-8 se debe tener en cuenta que la acometida conjunta tenga un diámetro nominal mínimo de 25 mm.
5.7. 5.7.6. 6.11 Acom Acomet etid idas as indi indivi vidu dual ales es Toda acometida domiciliaria individual debe estar compuesta por los siguientes accesorios: Unión de empalme entre la acometida y la red principal, uniones universales, tuberías en el diámetro recomendado, codos, niples, llave de registro, llave de corte, medidor para el registro del consumo de la instalación y caja de andén. En casos especiales, el diseño debe prever el uso de válvulas de cheque, cuando exista una posibilidad de reflujo hacia la red red de distribución. Para las acometidas individuales, individuales, el diseño de la red de distribución debe tener en cuenta los siguientes requerimientos: 1. 2. 3. 4. 5.
6.
Las acometidas domicil iciliiarias deben construirs irse conjunt untamente con la red de distri distribuc bución ión y deben deben llevars llevarse e hasta hasta el hilo hilo interi interior or del andén, donde se dejará dejarán n taponadas. Cuan Cuando do se se cons constr truy uyan an las las aco acome metitidas das domi domici cililiar aria iass debe debe dej dejar arse se una una mar marca ca gra graba bada da en el andén. La con conex exió ión n de la la acom acomet etid ida a con con la tub tuber ería ía de de la red red de dist distri ribuc bució ión n debe debe ser ser en en ángu ángulo lo de 45° con respecto a la vertical. El diá diáme metr tro o mín mínim imo o de de la acom acomet etid ida a domi domici cililiar aria ia deb debe e ser ser de 13 mm. mm. Las Las acom acomet etid idas as en en tube tuberí rías as plá plást stic icas as o de cob cobre re men menor ores es a 25 mm mm de de diám diámet etro ro debe deben n hacerse mediante el uso de collares de derivación y no directamente en la tubería, salvo en el caso de las tuberías que permitan termofusión o las tuberías de hierro dúctil con diámetros superiores o iguales a 250 mm. El mate materi rial al de la tube tuberí ría a de las acom acomet etid idas as domi domici cililiar aria iass debe debe ser poli poliet etililen eno o de alta alta densidad para tuberías entre 16 mm y 75 mm, cobre tipo K para diámetros hasta 25
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P mm o cobre tipo K o L para diámetros entre 38 mm y 75 mm. También puede utilizarse tubería PVC RDE 21 para diámetros mayores a 50 mm, siempre que se cumpla con la Norma Técnica Colombiana 382 y se tengan en cuenta las profundidades mínimas para su instalación previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín.
5.7. 5.7.6. 6.22 Acom Acomet etid idas as conju conjunt ntas as Para el caso de viviendas unifamiliares cuyo frente sea máximo 6.0 m, el diseño puede considerar el uso de acometidas conjuntas, es decir, una sola tubería alimentando simultáneamente dos o más medidores, con un máximo de cuatro. La acometida conjunta debe cumplir con los demás requisitos establecidos en el numeral anterior para las acometidas individuales. Sin embargo debe tener un diámetro mínimo de 25 mm, en tanto que el medidor y la tubería de cada vivienda deben tener un diámetro de 13 mm.
5.7. 5.7.77 Medi Medido dore ress do domi mici cili liar ario ioss Sin perjuicio perjuicio de lo establecido establecido en la Ley 373 de 1997 y la Ley 142 de 1994, es obligatorio obligatorio colocar medidores domiciliarios para cada uno de los suscriptores individuales del servicio de acueducto. Las excepciones a esta regla están establecidas en dichas leyes. Con respecto a los tipos de medidores, en general estos deben ser de velocidad Tipo C si el diámetro está entre 12.7 mm y 38.1 mm. Si los diámetros del medidor son superiores o iguales a 50 mm, entonces éstos preferiblem preferiblemente ente deben ser del tipo velocidad hélice Woltman. Woltman. En casos especiales, las Empresas Públicas de Medellín pueden permitir el uso de otros medidores de veloci velocidad dad o volumé volumétri tricos cos con tecnolo tecnología gíass superi superiore ores. s. Todos Todos los medidore medidoress con diámetro diámetro superiores o iguales a 38.1 mm deben tener un filtro antes del medidor. En el caso caso de edif edific icios ios o conj conjun unto toss mult multififam amililiar iares es,, debe debe exis existitirr un medid medidor or tota totaliliza zador dor inmediatame inmediatamente nte aguas abajo de la acometida. acometida. También También deben existir medidores medidores individuales individuales en cada uno de los apartamentos o interiores que conformen el edificio o conjunto multifamiliar. En el caso caso de grande grandess consum consumidor idores, es, la acomet acometida ida debe debe prever prever el uso de dos medidore medidoress simultáneos. El primero de ellos preferiblemente preferiblemente debe ser de tipo mecánico de hélice Woltman y el segundo debe ser de tipo electrónico. En caso de variaciones bruscas del caudal de consumo a lo largo del día, el diseño debe incluir un sistema compuesto, con medidores más precisos y de menor diámetro para los caudales menores. En casos especiales los dos medidores pueden reemplazarse por un solo medidor con telemetría que cuente con un sistema de almacenamiento electrónico de datos para guardar datos históricos de consumo. En la instalación del medidor, el diseño debe tener en cuenta que el diámetro de los niples debe ser igual al del medidor, la longitud del niple aguas arriba debe ser por lo menos 12 veces el diámetro del medidor y la del niple aguas abajo debe ser por lo menos 3 veces el diámetro del medidor. El material de los niples y de los accesorios accesorios debe ser cobre tipo K o PCV RDE-21. Los medidores domiciliarios, de acuerdo con el tipo, deben cumplir con las normas técnicas especificadas en la Tabla 5-35 mostrada a continuación:
Tabla 5-35 Normas técnicas referentes a micromedidores (Tomado del RAS 2000) Medidor Tipo Turbina Tipo Compuesto
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Norma NTC
Norma Técnica ISO
Norma Técnica AWWA AWWA C701 AWWA C702
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Medidor
Norma NTC
Tipo Desplazamiento (Bronce) Tipo Hidrante Tipo Multichorro Tipo Desplazamiento (Plástico) Tipo Registro Remoto Tipo Hélice
NTC 1063
Norma Técnica ISO ISO 4064
Norma Técnica AWWA AWWA C700 AWWA C703 AWWA C708 AWWA C710 AWWA C707 AWWA C704
Los micromedidores deben instalarse de tal forma que se garantice su fácil montaje y desmontaje, al igual que debe ser colocado sin obstáculos para la lectura. Los medidores podrán instalarse con tapas y cajas convencionales en concreto, o por cajas tipo gabinete, empotradas en los muros de las fachadas de las viviendas.
5.7. 5.7.88 Macr Macrom omed edid idor ores es El diseño de la red de distribución debe prever la instalación de macromedidores para obtener datos de caudales de consumo que permitan hacer un balance de aguas en la red de distribución. Dicho balance es vital para la operación y el mantenimiento de la red así como para su planeación futura, lo mismo que para implementar un programa de control de fugas y reducción del índice de agua no contabilizada. Los macromedidor macromedidores es deben ser de tipo electromagné electromagnético. tico. En todo caso, los macromedidores macromedidores deben cumplir con las siguientes normas: NTC 1063-1, y SO 4064, AWWA C701, AWWA C702, AWWA AWWA C700, C700, AWWA AWWA C708 C708,, AWWA AWWA C710, C710, AWWA AWWA C704 C704 u otra otrass norma normass inte intern rnac acio iona nales les equivalentes previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. Para la instalación de los macromedidores en la red de distribución, el diseño debe tener en cuenta los siguientes requisitos: 1.
Los punt untos de medi edición de caudal dal deben est estar aguas aba abajo de la sali salid da de los tanques. En estos casos se requiere la transmisión de datos de caudal medido en los macromedido macromedidores res vía telemétrica telemétrica.. Los puntos de medición medición de caudal también también deben estar localizados a la entrada de cada circuito y subcircuito en los que se encuentre dividida la red de distribución de agua potable de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. Adicionalmente, se recomienda que que en cada estación reguladora de presión exista un macromedidor de caudal.
2.
Los Los mac macro rome medid didor ores es debe deben n ten tener er estr estruc uctu tura rass ade adecu cuad adas as para para su inst instal alaci ación. ón. Esta Estass estructuras son: a.
b.
c. d.
Cono Conoss de red reduc ucció ción n y expa expans nsió ión n para para obt obten ener er vel veloci ocida dade dess adec adecua uada das, s, en en el punt punto o de medición, las cuales deben d eben ser mayores a 0.5 m/s con el caudal mínimo nocturno para las condiciones actuales, lo cual repercute para tener una mayor exactitud en el punto de medida. Estos conos deben tener ángulos de inclinación menores a 8°, 8°, con el fin de no afectar el perfil de velocidades y mantener las presiones menores bajas. Sección de verificación, para la comprobación del estado del medidor electro electromag magnét nético ico,, utiliz utilizand ando o medido medidores res de flujo flujo ultras ultrasóni ónicos cos portát portátiles iles (con (con configuración de mínimo dos planos de medida) o con varilla electromagnética, durante el tiempo que se considere necesario. Inst Instal alac ació ión n de válvu válvula lass de cierr cierre e aguas aguas abaj abajo o del medi medido dorr para para que sea sea posib posible le verificar el cero del equipo. Inst Instal alac ació ión n de tom tomas as par para a el aná anális lisis is de de agua agua en en un sit sitio io def defini inido do,, que que no alt alter ere e la medición del caudal.
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5.7. 5.7.99 Sali Salida dass para para med medic icio ione ness Para tuberías con diámetros nominales mayores a 300 mm, el diseño debe incluir el uso de salidas para la medición, o salidas pitométricas, de algunos parámetros, tales como caudal, presión y muestras de calidad de agua, cumpliendo con los siguientes requisitos: 1.
Las Las salid salidas as pit pitom omét étri rica cass debe deben n tener tener un diám diámet etro ro mín mínim imo o de 25 25 mm y debe deben n coloc colocar arse se en forma perpendicular a las claves de la tubería. Las Las sali salida dass pito pitomé métr tric icas as deb deben en ubic ubicar arse se cad cada a 500 500 m y 10 10 diám diámet etro ross ante antess y des despu pués és de un acceso accesori rio o de contro control.l. En este este últi último mo caso se enti entien ende de que que el diámet diámetro ro corresponde al diámetro de la tubería donde se instale la salida pitométrica. Las Las salid salidas as de de pito pitome metr tría ía deb deben en que queda darr perf perfec ecta tame ment nte e refe refere renc ncia iada dass en los los pla plano noss de la red de distribución, de acuerdo con el sistema de información geográfica establecido por el SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín.
2. 3.
5.7.10 5.7.10 Dispositiv Dispositivos os para autorregu autorregulació lación n Los dispos dispositi itivos vos para para autorr autorregu egulaci lación ón se deben deben utiliza utilizarr cuando cuando se necesit necesite e variar variar de forma forma permanente la presión de suministro en una válvula reguladora, debido a un cambio en la demanda, teniendo así un control activo de presión. Estos dispositivos permiten disminuir el índice de roturas, la cantidad de agua pérdida debido a las fugas y los consumos no medidos por fallas en los medidores cuando la demanda es baja. Además, Además, permiten permiten aumentar aumentar la presión presión en las horas de mayor demanda y mejorar mejorar el desempeño desempeño de las válvulas con problemas de regulación. Los dispositivos dispositivos constan de una unidad de registro, registro, unidad de control control y actuador actuador hidráulico. hidráulico. Para poder poder ajusta ajustarr de forma forma contin continua ua la presió presión n de salida, salida, el equipo equipo dispon dispone e de un contro controlad lador or electrónico adaptado al piloto de una válvula reguladora de presión. El control de la presión está regido según el patrón diario y horario de demanda. Para determinar la presión de salida de la VRP, de acuerdo con la hora del día, se debe usar la siguiente ecuación: P programada
P salidaVRP
=
−
( P actualp
.crítico
−
P deseadap
.crítico
)
Ecuación 5.40
Donde P programada = Presión programada en el dispositivo (m.c.a.) P salidaVRP salidaVRP = Presión normal de salida de la válvula reguladora de presión (m.c.a.) P actualp.crítico = Presión actual en el punto crítico de la red aguas abajo de la VRP a una hora actualp.crítico P deseadap.crítico deseadap.crítico
determinada (m.c.a.) = Presión mínima en el punto crítico de la red, aguas abajo de la VRP, definida por esta norma en 20 m.c.a.
En todo caso, las reglas de operación de este tipo de dispositivos deben ser evaluadas y analizadas haciendo uso del modelo hidráulico de la red de las Empresas Públicas de Medellín.
5.7.11 5.7.11 Hidran Hidrantes tes 5.7.11.1 5.7.11.1 Aspectos Aspectos generale generaless de los los hidrant hidrantes es Los hidrantes proyectados desde la etapa de diseño de la red de distribución de agua potable deben ser de columna o pedestal de 75, 100 o 150 mm de diámetro, y deben controlarse por válvulas del mismo diámetro. En todo caso, los hidrantes deben soportar una presión nominal de trabajo 108 m.c.a (1.06 MPa) y una presión de prueba de 216 m.c.a (2.12 (2.12 MPa), y se debe tener en cuenta lo establecido en las normas ASTM A 126 CL B, ASTM D 2000, ASTM 147 8A, ASTM B 62 y AWWA C 502. REDES DE DISTRIBUCIÓN
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5.7.11.2 5.7.11.2 Capacidad Capacidad h hidráu idráulica lica de los los hidrante hidrantess La capacidad hidráulica mínima de los hidrantes debe ser 32 L/s. 5.7.11.3 5.7.11.3 Diámetros Diámetros nomina nominales les mínimos mínimos de de hidrantes hidrantes Los diámetros nominales mínimos de los hidrantes contra incendios, colocados en la red de distribución distribución de agua potable son 75 mm y 100 mm, para tuberías de hasta 150 mm de diámetro. diámetro. Los hidrantes hidrantes de 150 mm de diámetro se deben instalar instalar en tuberías tuberías de 150 mm de diámetro diámetro y mayores. 5.7.11.4 5.7.11.4 Distancia Distancia máxima máxima entre entre hidran hidrantes tes En el caso de zonas residenciales, residenciales, debe colocarse colocarse un hidrante hidrante por lo menos cada 200 m. En las zonas con bloques multifamiliares debe colocarse un hidrante por lo menos cada 150 m. En zonas industriales y comerciales debe ponerse un hidrante en cada bocacalle y a una distancia no mayor de 100 m. 5.7.11.5 5.7.11.5 Localizaci Localización ón de los hidrantes hidrantes El diseño de la red de distribución de agua potable, debe garantizar que la localización de hidrantes cumpla con los siguientes requisitos: 1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
Los Los punt puntos os de de local localiz izac ació ión n de hid hidra rant ntes es deb deben en ser ser def defin inido idoss media mediant nte e la loc local aliza izaci ción ón en en planos de las áreas comerciales, las áreas industriales, los edificios de uso público y los edificios cuya preservación interese a la comunidad (edificios históricos, edificios d e conservación arquitectónica, patrimonios culturales, etc.). Esta localización se debe hacer mediante planos de catastro municipal y en el sistema de información geográfica defini definido do por el SIGMA SIGMA de las Empres Empresas as Pública Públicass de Medellí Medellín. n. Estos Estos puntos puntos de protección de incendios deben ser comunicados al cuerpo de bomberos del municipio. Los Los hidra hidrant ntes es debe deben n insta instala lars rse e entre entre dos dos lotes lotes,, aprox aproxim imad adam amen ente te a 10 metr metros os de la intersección de los paramentos y sobre el andén o en una zona verde anexa a éste. Cuan Cuando do los los hidr hidrante antess se colo coloqu quen en en el andé andén, n, esto estoss no deben deben ins instala talars rse e a una distancia mayor a 0.3 m del borde exterior hacia adentro, hasta el eje del hidrante. Cuan Cuando do los los hid hidra rant ntes es se se inst instal alen en sob sobre re una una zon zona a verd verde, e, no no debe deben n colo coloca cars rse e a una distancia menor a 0.5 m del borde exterior hacia adentro, hasta el eje del hidrante. Los Los hidr hidran ante tess debe deben n inst instal alar arse se ale aleja jado doss de obs obstá tácu culos los que que impid impidan an su su corr correc ecto to uso uso.. Las Las boc bocas as de sali salida da de los hidr hidran ante tess deb deben en qued quedar ar apun apunta tand ndo o hac hacia ia la call calle. e. Para Para la corr correc ecta ta colo coloca caci ción ón del del hidra hidrant nte, e, el dise diseño ño debe debe prev prever er tant tantas as exte extens nsio ione ness como sean necesarias para que el hidrante quede saliente en su totalidad por encima del nivel de la rasante del terreno.
5.7.11 5.7.11.6 .6 Presió Presión n en los hidra hidrante ntess El diseño de la red de distribución debe garantizar, que para las condiciones del Caudal Máximo Horario QMH, proyectado al período de diseño de la red de distribución, la presión mínima en los hidrantes debe ser 20 m.c.a. (196 KPa). Con respecto a las presiones de trabajo, la presión mínima de trabajo de los hidrantes debe ser de 108 m.c.a. (1060 KPa) y deben soportar una presión de prueba prueba de 216 m.c.a. (2120 KPa).
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5.7.11.7 5.7.11.7 Instalaci Instalación ón y anclaje anclaje de los los hidrantes hidrantes En la base del hidrante, el diseño de la red de distribución debe prever la construcción de un anclaje especial, especial, de acuerdo acuerdo con el tipo de suelo. El hidrante hidrante debe asegurarse asegurarse en el pie con un anclaje de concreto reforzado, el cual debe diseñarse de acuerdo con los principios establecidos en el Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace. Los hidrantes deben ser protegidos interna y externamente de acuerdo con la norma AWWA C 550. 5.7.11 5.7.11.8 .8 Color Color de los los hidra hidrante ntess El diseño debe prever el color de los hidrantes, de acuerdo con su caudal de operación y siguiendo normas internacionales, tal como se establece a continuación: Rojo Amarillo Verde
Caudales hasta 32 L/s Caudales entre 32 y 63 L/s Caudales superiores a 63 L/s
5.7.12 Estructuras complementarias complementarias para las redes de distribución distribución Las redes redes de distri distribuc bución ión de agua agua potable potable de las Empres Empresas as Pública Públicass de Medell Medellín ín podrán podrán contemplar estructuras complementarias con el objetivo de garantizar una correcta prestación del servicio, en cuanto a las presiones mínimas y máximas y en cuanto a los caudales entregados en cada uno de los nodos de la red. Estas estruct estructuras uras complement complementarias arias deben quedar quedar incluidas incluidas dentro del diseño de la red.
5.7.12.1 5.7.12.1 Estaciones Estaciones reguladoras reguladoras de p presió resión n El uso de este tipo de estación debe preverse siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos: 1. 2. 3.
Las Las esta estaci cion ones es reg regula ulado dora rass de pre presi sión ón deb deben en col coloc ocar arse se con con el el fin fin de red reduc ucir ir la la altu altura ra de presión hasta un valor menor y establecer un nuevo nivel del plano de presiones en el circuito o subcircuito hidráulico inmediatamente aguas abajo de ellas. El emp emple leo o de las las est estaci acione oness regu regula lado dora rass de pre presi sión ón es es nece necesa sari rio o cuan cuando do las las pre presi sion ones es máxi máxima mass de serv servic icio io de la red red de distr distrib ibuci ución ón qued queden en por por fuer fuera a de los lími límite tess admisibles de presión mencionados en los numerales anteriores. El uso uso de las las esta estaci cion ones es reg regulad ulador oras as de pres presió ión n debe debe est estable ableccerse erse cua cuando ndo se implemente un programa para el control de pérdidas y reducción del índice de agua no contabilizada en el circuito o subcircuito hidráulico. En estos casos la estructura debe ir acompañada de sus correspondientes instrumentos para la medición de caudales y de presiones tanto aguas arriba como aguas abajo de la válvula.
5.7.12.2 5.7.12.2 Cajas de estacione estacioness reguladora reguladorass de presión presión En el caso específico específico de las cajas para las estaciones estaciones reguladoras reguladoras de presión, presión, se debe incluir un dimensionamiento especial de éstas, debido al cálculo especial que tienen los diámetros de las válvulas reguladoras y al tipo de equipo de control hidráulico y el tipo de equipo electrónico que contengan. El diseño de las válvulas (diámetros) y de las dimensiones de la caja que conforman la estación reguladora de presión debe seguir todo lo establecido en el Numeral 4.5.8.2 de esta norma.
5.7. 5.7.12 12.3 .3 Ancl Anclaj ajes es Los anclajes son necesarios para garantizar la estabilidad de las tuberías y los accesorios que conforman la red de distribución, en los sitios donde ocurran cambios de dirección de flujo,
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P disminución de diámetros de tubería, aumento de diámetros de tubería, división de caudales, en aquellos sitios en los cuales la tubería no cuente con los mecanismos necesarios para soportar los esfuerzos hidrodinámicos causados por estos cambios en el flujo, o en sitios en los cuales la tubería no se encuentre lo suficientemente profunda para que su interacción con el suelo le pe rmita trabaj trabajar ar a fricci fricción. ón. El diseño diseño debe hacer hacer refere referenci ncia a al manual manual “Normas “Normas y Especif Especifica icacio ciones nes Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín. Adicionalmente, para los anclajes deben tenerse en cuenta los siguientes requerimientos: 1. 2. 3. 4.
5. 6. 7.
Los Los ancl anclaje ajess debe deben n ser ser maci macizo zoss de conc concre reto to,, el cual cual deb debe e sobr sobres esal alir ir por por lo lo meno menoss 0.1 0.1 m sobre la clave del accesorio o la tubería. En los los anc ancla lajes jes,, las las unio unione ness de los los acc acces esor orios ios con la tub tuber ería ía deb deben en per perma mane nece cerr libr libres es para casos de reparación y/o mantenimiento. Los Los anc ancla laje jess deb deben en fund fundir irse se sob sobre re terr terren eno o fir firme me y no no rem remov ovid ido. o. Con Con base base en en los los estu estudi dios os de de suel suelos os se se debe debe con conoc ocer er el el coef coefic icie ient nte e de fri fricc cció ión n en los los sitios específicos de cambios hidrodinámicos, de tal manera que se puede establecer si el trabajo a fricción entre la tubería y sus accesorios con el suelo es suficiente para soportar los esfuerzos dinámicos. El área área de apo apoyo yo del del ancla anclaje je debe debe esta estarr espe especi cifi fica cada da por por el fabr fabric ican ante te del del acces accesor orio io específico. El áre área a de apoy apoyo o del del ancl anclaje aje se calcu calcula la de de acue acuerd rdo o con con el pro proce cedi dimi mien ento to con const stru ruct ctiv ivo o que se escoja, ya sea que el anclaje trabaje por gravedad o por fricción. Los Los espi espigo goss y camp campan anas as de de tube tuberí rías as no no pued pueden en que queda darr dent dentro ro del del anc ancla laje je y se deb debe e respetar una distancia mínima mínima de 20 cm de la campana-espigo. Este criterio no aplica para las tuberías de GRP.
5.7.12.4 5.7.12.4 Estructura Estructurass especiales especiales para para protección protección de tuberí tuberías as Cuando las tuberías de la red de distribución de agua potable crucen vías de alto tráfico, vías férreas, vías de metro, quebradas, ríos o canales de drenaje, calles o carreras u otros obstáculos naturales o artificiales, y no sea posible la solución de tubería enterrada con su debida protección, incluyendo el uso de tecnologías sin zanja para la instalación de la tubería, deben proyectarse estructuras especiales con el objetivo de garantizar la seguridad de las tuberías, estando estas estructuras especialmente concebidas para resistir las cargas y los esfuerzos resultantes de la colocación de la tubería. Entre otras cosas, el diseño de la red de distribución debe garantizar garantizar que las estructuras especiales cumplan con los siguientes requisitos: 1. 2. 3. 4. 5.
Esta Estarr cons constr truid uidas as en en meta metal,l, mam mampo post ster ería ía,, conc concre reto to,, o cual cualqui quier er otr otro o tipo tipo de de mate materi rial al aprobado por las Empresa Públicas de Medellín, y conformar puentes, pasos colgantes y túneles. Toda Toda est estruc ructur tura espec specia iall debe debe cont contar ar,, en el dise diseño ño,, con con el res respec pectiv tivo cálcu álculo lo de estructuras y su generación de alternativas, siguiendo la metodología establecida en el Numeral 5.4.13. El dis diseñ eño o debe debe det deter ermi mina narr las las carg cargas as ext exter erna nass util utiliz izan ando do las las esp espec ecifific icac acion iones es de los fabricantes de la tubería. En los los sit sitios ios dond donde e el dis diseñ eño o espe especi cififiqu que e la con const stru rucc cción ión de una una est estru ruct ctur ura a espec especial ial,, no se deben tener cambios de dirección, dirección, contracciones, contracciones, expansiones expansiones o aparatos aparatos para el cierre de las tuberías. Los Los esfu esfuer erzos zos que que debe deben n ser ser cons consid ider erad ados os par para a el dim dimens ensio ionam namien iento to est estru ruct ctur ural al de los los conductos y de las obras para su sustentación, combinados o separados, son los siguientes: a. Presiones internas en las tuberías. b. Cargas externas a la tubería. c. Peso Peso prop propio io de la tuber tubería ía y peso peso del del agua agua tran transp spor orta tada da cuan cuando do ésta ésta se encuentre completamente llena. d. Esfuer Esfuerzos zos produc producido idoss por cambio cambioss de direcc dirección ión,, de contra contracci ccione ones, s, y de accesorios, en caso de que éstos existan.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Esfuerzos resultantes por expansión o contracción térmica en el material de la tubería. Los esfuerzos que deben ben ser cons consid ide erados desde la etapa de dis diseño en las instalaciones de tuberías externas sobre apoyos discontinuos deben ser los resultantes del peso propio del conducto, del peso del agua contenido en la tubería cuando ésta se encuentre encuentre completamente completamente llena, de las cargas externas presentes presentes y de los esfuerzos esfuerzos causados por expansión y/o contracción térmica. Se rec recom omie iend nda a que que los los cond conduc ucto toss que que cruc crucen en vía víass de alto alto tráf tráfic ico, o, vía víass de met metro ro o vía víass férreas se coloquen dentro dentro de camisas de mayor diámetro. En particular debe hacer énfasis en las tecnologías de hincado de tuberías y de perforación dirigida. En tod todos os los los cru cruce cess de las las tub tuber ería íass que que conf confor orma man n la red red de dist distri ribu buci ción ón de de agua agua potable con tuberías del sistema de alcantarillado, ya sea de aguas residuales, aguas lluvias o combinado, los conductos de la red de distribución de acueducto deben colocarse por encima de las tuberías de aguas residuales. En cas caso o de que que una una o var varia iass de las las tub tuber ería íass que que conf confor orma man n la red red de de dist distri ribu buci ción ón de de agua potable crucen quebradas u otras estructuras que no puedan removerse, el diseño diseño debe debe incluir incluir los disposi dispositiv tivos os más conven convenien ientes tes y proyec proyectar tar las defens defensas as necesarias para garantizar la integridad de los conductos conductos de la red. En particular, los cruces de canales, quebradas y ríos que conformen la red de drenaje natural del municipio, deben hacerse en tuberías de acero con un espesor de 6.5 mm como mínimo. e.
6.
7. 8.
9.
En algunos casos especiales, las tuberías de la red de distribución o tramos de ésta requieren de protecciones especiales indicadas en el Numeral 5.5.6. La protección de las tuberías de la red de distribución, no enterradas, debe ser obligatoria cuando éstas atraviesan zonas locales donde pueden estar sujetas a daños de cualquier naturaleza, provocada por agentes reales o potenciales.
5.8 5.8
REFE REFERE RENC NCIA IACI CIÓN ÓN DE COMP COMPON ONEN ENTE TES S
5.8. 5.8.11 Cata Catast stro ro de la red red En el caso de redes de distribución de agua potable para las Empresas Públicas de Medellín, debe contarse con un catastro actualizado de la red que incluya un inventario de las tuberías existentes, su localización y las especificaciones anotadas en cada componente según lo dispuesto en los siguientes numerales. Este Este catast catastro ro debe debe incluir incluir todos todos los acceso accesorio rioss que confor conforman man la red, red, tales tales como como válvulas válvulas,, estaciones reguladoras de presión, hidrantes y otros accesorios importantes que formen parte de la red de distribución, distribución, con sus respectiva respectivass especificacione especificaciones. s. El catastro catastro de la red debe estar en planos del sistema de información geográfica especificado por el SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín.
5.8.2 5.8.2 Conven Convencio ciones nes que que debe deben n utili utilizar zarse se Las tuberí tuberías, as, válvul válvulas as e hidran hidrantes tes refere referenci nciado adoss se deben deben numera numerarr y encerr encerrar ar en figura figurass convencional convencionales, es, al incluirse incluirse en los planos de catastro y en los planos de la red de distribució distribución n de Empresas Públicas de Medellín en la siguiente forma:
Tabla 5-36 Convenciones
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1
2
3
En todo todo caso caso se debe debe segu seguir ir el “Man “Manual ual para para la refe refere renc ncia iaci ción ón de rede redess de acue acuedu duct cto o y 10 alcantarillado”, en su versión vigente .
5.8.3 5.8.3 Refere Referenci nciaci ación ón de las las redes redes de de acuedu acueducto cto Las redes de acueducto deben referenciarse con respecto a los B.M. de la Oficina de Planeación de los municipios municipios atendidos atendidos por las Empresas Empresas Públicas de Medellín, a los B.M. de las Empresas Públicas de Medellín. En caso de municipios operados operados por EEPPM, en los cuales cuales no existan B.M. de la Oficina de Planeación Municipal, las redes de acueducto deben referenciarse con respecto a los B.M. del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).
1
2
3
La referenciación de las tuberías y sus accesorios se debe hacer con respecto a los puntos fijos exteriores más cercanos y preferiblemente a los paramentos definitivos, entendiéndose éstos por el borde interior del andén. En ningún caso, el diseño de la red de distribución debe permitir referenciación a postes de energía o teléfonos, cámaras de inspección de alcantarillado ni a accesorios del sistema de acueducto. Cualquier dificultad que se presente con respecto a la referenciación de las redes de distribución de agua potable, debe consultarse con las Empresas Públicas de Medellín.
1
2
3
En todo caso, para la referenciación de las redes de acueducto debe utilizarse el “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, en su versión vigente, de las Empresas Públicas de Medellín y todo lo establecido en el Numeral 4.7.2 de esta norma.
5.8.4 5.8.4 Refere Referenci nciaci ación ón de tube tubería ríass y accesor accesorios ios Para referenciar las tuberías que conforman la red de distribución de agua potable, el diseño debe considerar los siguientes requisitos: 1.
2. 3.
4.
10
Si las las tube tuberí rías as y los los param paramen enttos son son recto rectos, s, se se deben deben tom tomar ar tre tress refe refere renc ncia iass de la siguiente forma: una en cada una de las dos esquinas de la cuadra a partir de la intersección de los paramentos paramentos y la tercera al centro. Todas las referencias se deben hacer en ambos paramentos paramentos de la vía considerada. considerada. Siempre se debe medir medir la longitud de la cuadra por el paramento mejor definido. Si la tub tuber ería ía y/o y/o los los par param amen ento toss son son curv curvos os,, se deb deben en ref refer eren enci ciar ar tod todos os los los qui quieb ebre ress de las tuberías, anotando la distancia de cada punto de referencia a una misma esquina. Si la tube tuberría no está está conf confor orm mada ada por por tram tramos os rec rectos, tos, des desde los los punt puntos os fijo fijoss de la esquina, a lo largo de los paramentos curvos deben medirse distancias de 10 m; si la tubería es recta, deben medirse distancias de 20 m hasta llegar a puntos fijos en las esquinas próximas. En tod todo o caso caso se se debe debe hac hacer er ref refer erenc encia ia al al “Manu “Manual al par para a la ref refer erenc enciac iació ión n de red redes es de de acuedu acueducto cto y alcant alcantari arilla llado” do”,, en su versió versión n vigent vigente, e, de las Empres Empresas as Pública Públicass de Medellín y al Numeral 4.7.2 de esta norma.
http://www.eeppm.com/epmcom http://www.ee ppm.com/epmcom/contenido/proveedor /contenido/proveedores/manuales/manu es/manuales/manual_aguas/index.htm al_aguas/index.htm
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En el cas caso o de la refe refere renc ncia iaci ción ón de tub tuber ería ías, s, se se debe deben n anota anotarr los sig sigui uien ente tess datos datos:: material, diámetro nominal, diámetro real interno, profundidad de la clave, tipo de unión, marca, revestimiento interno o externo en caso de que existan, clase, fecha de instalación, estado y fecha de revisión.
Con respecto a la referenciación de los accesorios, el diseño de la red de distribución de agua potable, en el caso de tapones y codos, debe anotar la distancia de estos a la esquina más próxima, la distancia al paramento paramento y la longitud total de la cuadra. Adicionalmente, se recomienda anotar el número número del inmueble inmueble situado al frente frente del tapón o codo. En el caso de ampliaciones ampliaciones o reducciones en las tuberías, estas deben referenciarse con respecto a la esquina más próxima, anotando la distancia al paramento y la longitud total de la cuadra. Las cruces o Tees que formen parte del sistema de distribución de agua potable se deben referenciar con respecto a las intersecciones de los paramentos. En todo caso, el diseñador debe hacer uso del “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, en su versión vigente, de las Empresas Públicas de Medellín. Con respecto respecto a la referencia referenciación ción de los accesorios, accesorios, se deben anotar los siguientes datos: datos: tipo de accesorios, diámetro o diámetros, material, presión de trabajo, tipo de unión y fecha de instalación.
5.8.5 5.8.5 Refere Referenci nciaci ación ón de las válvu válvulas las El diseño debe prever que las válvulas deben referenciarse con respecto a dos hilos de paramento de la esquina más cercana. cercana. En ningún caso, esta esta referenciació referenciación n se debe hacer con respecto respecto a otros puntos de la tubería u otros a ccesorios tales como codos, hidrantes u otras válvulas. El diseño debe hacer referencia al “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, en su versión vigente, de las Empresas Públicas de Medellín y a lo establecido en el Numeral 4.7.2 de esta norma. Los datos que deben anotarse para la referenciación de las válvulas deben ser los siguientes: material, diámetro, profundidad de la clave, tipo de unión, marca, posición de trabajo, fecha de instalación, modo de instalación, fecha de revisión y estado de la válvula.
5.8.6 5.8.6 Refere Referenci nciaci ación ón de hid hidran rantes tes Los hidrantes siempre se deben referenciar a la esquina más próxima, anotando la distancia a ésta y al paramento. De igual forma, se debe referenciar la tubería alimentadora del hidrante, el ramal ramal y la válvula auxiliar, siguiendo las normas para cada una de ellas. El dise diseño ño debe debe hacer hacer uso uso del del “Man “Manua uall para para la refe refere renc nciac iació ión n de rede redess de acue acueduc ducto to y alcantarillado”, en su versión vigente, de las Empresas Públicas de Medellín. En toda referenciación de hidrantes se deben anotar los siguientes datos: marca, diámetro de la boca o bocas de salida, diámetro de la tubería alimentadora, tipo de hidrante, fecha de colocación, clase, descarga, fecha de revisión y estado del hidrante. Con respecto a la referenciación de los accesorios, el diseño de la red de distribución de agua potable, en el caso de tapones y codos, debe anotar la distancia de estos a la esquina más próxima, la distancia al paramento paramento y la longitud total de la cuadra. Adicionalmente, se recomienda anotar el número número del inmueble inmueble situado al frente frente del tapón o codo. En el caso de ampliaciones ampliaciones o reducciones en las tuberías, estas deben referenciarse con respecto a la esquina más próxima, anotando la distancia al paramento y la longitud total de la cuadra.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Las cruces o Tees que formen parte del sistema de distribución de agua potable se deben referenciar con respecto a las intersecciones de los paramentos. En todo caso, el diseñador debe hacer uso del “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, en su versión vigente11, de las Empresas Públicas de Medellín. Con respecto respecto a la referencia referenciación ción de los accesorios, accesorios, se deben anotar los siguientes datos: datos: tipo de accesorios, diámetro o diámetros, material, presión de trabajo, tipo de unión y fecha de instalación.
5.8.7 5.8.7 Sistem Sistemas as de info informa rmació ción n geogr geográfi áfica ca La referenciación de todos los componentes de las redes de distribución de agua potable de las Empresas Públicas de Medellín debe hacer uso del sistema de información geográfica establecido por el SIGMA de EEPPM. El sistema de información información geográfica utilizado debe permitir permitir el manejo de toda la información de la red de acueducto en forma digital, dando facilidad para generar entradas a los modelos hidráulicos de cálculo de la red de distribución y a las bases de datos utilizados por la empresa. empresa. Adicionalmente, el sistema de información geográfica geográfica debe permitir la posibil posibilida idad d de realiz realizar ar actual actualizac izacion iones es y seguim seguimient iento o continu continuo o de la red, red, aliment alimentánd ándolo olo con cualquier información nueva, de manera simple y rápida, adquirida en trabajos de campo, tales como operaciones de reemplazo de tuberías y/o accesorios.
5.8.8 Uso de la la referencia referenciación ción en conjunto conjunto con con herrami herramientas entas de de tecnología tecnologíass de información El diseño debe definir la forma de referenciar cada uno de los componentes de la red de distribución de forma tal que sea fácil mantener actualizada la información del catastro de redes de EEPPM. Para esto, el diseñador debe establecer establecer la metodologí metodología a de transferencia transferencia de informació información n de referenciación a las bases de datos y al Sistema d e Información Geográfico de EEPPM.
5.9
URBANIZACIONES
En el caso de diseño de redes para urbanizaciones privadas, el urbanizador debe realizar un diseño que incluya los aspectos mencionados en los siguientes numerales:
5.9.1 Alcance Todo diseño de una red de distribución para proyecto de urbanizaciones debe cumplir con lo establecido en el Reglamento General de las Empresas Públicas de Medellín, basado en la Ley 142/94 título VIII y la Ley 689 de 2001, o las que la remplacen, para la prestación de los servicios de acueducto y alcantarillado en todo el territorio nacional. Adicionalment Adicionalmente, e, todos los proyectos proyectos de redes de distribución distribución en urbanizacion urbanizaciones es privadas, privadas, deben cumplir cumplir con el Decret Decreto o 302 de 2000 2000 del Minist Ministeri erio o de Desarr Desarrollo ollo Económic Económico o y su Decret Decreto o Modificator Modificatorio io 229 de 2000. Además, Además, el diseño también debe debe hacer referencia referencia a los decretos y normas normas internas de las Empresas Empresas Públicas de Medellín, Medellín, a lo estipulado estipulado por el RAS 2000, o aquel que lo reemplace, en lo referente a los aspectos técnicos de las redes de distribución y al código de fontanería NTC 1500.
5.9.2 5.9.2 Consid Considera eracio ciones nes genera generales les En el diseño de redes de distribución de agua potable para urbanizaciones privadas, se deben tener en cuenta además las siguientes consideraciones generales: 1.
11
Toda Todass las red redes es de dis distr tribu ibuci ción ón al int inter erio iorr de las las urba urbani nizac zacio iones nes,, debe deben n ser ser cons constr truid uidas as por el urbanizador desde el punto de empalme con la red pública existente de acuerdo con los cálculos de la red de distribución de agua potable hecha por el diseñador.
http://www.eeppm.com/epmcom http://www.ee ppm.com/epmcom/contenido/proveedor /contenido/proveedores/manuales/manu es/manuales/manual_aguas/index.htm al_aguas/index.htm
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2. 3. 4. 5.
Además debe tenerse en cuenta que si los requisitos de las Empresas Públicas de Medel Medellílín n exce excede den n las las nece necesi sida dades des del del urba urbaniz nizad ador or,, EEPPM EEPPM debe debe efec efectu tuar ar un reco recono noci cimi mien ento to econ económ ómic ico o basa basado do en el Decr Decret eto o 302 302 de 2000 2000 y su Decre Decreto to Modi Modififica cato tori rio o 229 229 de 2000. 2000. En cualqu cualquier ier otro otro caso caso no se deben deben apli aplica carr los los reconocimientos económicos para los planes parciales según el Plan de Ordenamiento Territorial. El urb urban aniz izad ador or deb debe e empa empalm lmar ar la la red red de su urb urban aniz izaci ación ón con con las las red redes es púb públic licas as,, con con el diámetro proyectado y utilizando los empalmes que sean necesarios. En los los emp empal alme mess de las tube tuberí rías as de de la red red públ públic ica a con con las las tube tuberí rías as de de los los proy proyec ecto toss de urbanizaciones, siempre se debe instalar una válvula. El dis diseño eño de la red red de dist distrribuc ibució ión n para ara urba urbani niza zaci cion ones es no podr podrá á con contem templar plar la operación de válvulas que ya estén en servicio. Los Los edif edificio icioss con con 4 o más pis pisos os de alt altura ura deben deben cont contar ar con con un sist sistem ema a inter interio iorr de bombeo bombeo y sus tanques tanques auxiliar auxiliares, es, específi específicam cament ente e el tanque tanque de succión. succión. No se permit permiten en diseño diseñoss que contem contemple plen n bombeo bombeoss direct directame amente nte de la red pública pública de distribución de agua potable.
5.9. 5.9.33 Pará Paráme metr tros os de dise diseño ño Para el caso de diseño de redes de distribución de agua potable pertenecientes a urbanizaciones privadas, el diseño debe tener en cuenta los siguientes parámetros: 1. 2. 3.
4.
5.
6.
7. 8.
9.
El diám diámet etro ro nomin nominal al mínim mínimo o de de las las rede redess de de dis distr trib ibuc ución ión debe debe ser ser 75 75 mm. mm. La vel veloc ocid idad ad máxi máxima ma,, para para las las con condic dicio ione ness de Cau Cauda dall Máxi Máximo mo Hor Horar ario io pro proye yect ctad ado o al período de diseño del proyecto debe limitarse las velocidades establecidas en la Tabla 5-33. 5-33. Las Las rede redess de acue acuedu duct cto o en las las urba urbani niza zaci cion ones es deb deben en con confo form rmar ar mal malla lass a menos menos de que exista algún algún impedimento impedimento técnico. técnico. En el caso de que existan existan ramales abiertos, abiertos, éstos deben finalizar en un hidrante o válvula que permita el lavado periódico de la red de distribución. El diseño debe especificar la frecuencia frecuencia y la duración de estos lavados y preferiblemente localizará esta estructura cerca de un punto que facilite su drenaje. Las redes de distribución de agua potable deben prolongarse para cubrir completamente el frente del lote de la vivienda o instalación a construir, con el fin de atender futuros abastecimientos, y no ser interrumpidas en el sitio de entrada de la vivienda o instalación. Las Las redes redes de distr distribu ibuci ción ón de de agua agua pot potab able le deb deben en ten tende ders rse e por por las las cal calza zada das, s, sal salvo vo en en casos excepcionales. En estos, el diseño debe especificar el el tipo de protección de las tuberías y el tipo de señalización y/o servidumbres que crucen por predios privados o zonas verdes. En tod todos os los los casos casos se se debe debe cum cumpli plirr con con lo esti estipul pulad ado o en el Num Numer eral al 5.6 5.6.5 .5 “Dis “Dista tanc ncia iass mínimas a otras redes de servicios públicos” de esta norma, en cuanto a la separación de las redes de distribución de agua potable con respecto a otras redes de servicios públicos. Los Los urba urbani niza zado dore ress debe deben n ser ser resp respons onsab ables les por por la afec afecta taci ción ón de de las las rede redess de servi servici cios os que pasen por los lotes del proyecto urbanístico y efectuar las reubicaciones en caso de que exista una aprobación previa por parte de las Empresas Públicas de Medellín. Para Para las las edi edifi fica caci cion ones es de de 4 o más más piso pisoss de altu altura ra,, los los dise diseño ñoss debe deben n cont contem empl plar ar el dimensionamiento de la acometida y del medidor. Teniendo en cuenta que el bombeo está asociado al diseño de la acometida y del medidor, las Empresas Públicas de Medellín deben exigir al urbanizador que el dimensionamiento del tanque aguas arriba de la succión de las bombas de la edificación se calcule para atender como mínimo 12 horas de consumo de cada unidad de vivienda. El diseño del tanque y los tiempos de llenado deben estar relacionados con el diseño del medidor y el diámetro de la acometida domiciliaria. El dis diseño eño debe debe con consi sider derar ar aco acome metitidas das y medi medido dore ress inde indepe pend ndie ient ntes es en en lo pro proye yect ctos os que que tengan tengan dotación contra contra incendios o hidrantes hidrantes privados. privados. En este caso se debe seguir
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P todo lo establecido en el Decreto 302 de 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico y su Decreto Modificatorio 229 de 2002.
5.9.4 Edificios Los edificios de 4 o más pisos de altura deben tener su propio sistema hidroneumático o de bombeo interno de agua para producir las presiones suficientes que permitan llevar el agua hasta los pisos más altos. altos. Se prohíbe instalar bombeos directos directos desde la red red pública, es decir, en estos casos los edificios deben tener un tanque de succión. Las instalaciones de equipos hidroneumáticos y demás redes internas deben cumplir con la norma NTC 1500, Código Colombiano de Fontanería. Adicionalmente, todo edificio debe contar con tanques de reserva de agua.
5.9. 5.9.55 Prot Protoc ocol olo o de de pru prueb ebas as El diseñad diseñador or de la red de distrib distribució ución n de agua agua potabl potable e para para urbaniz urbanizaci acione oness privad privadas, as, debe especificar un protocolo de pruebas que permita establecer que el comportamiento hidráulico de la red esté de acuerdo con lo establecido establecido en el diseño. Para esto, el plano de diseño debe incluir el número de puntos y localización donde se deben hacer medidas de presión, caudal y calidad de agua en la red de distribución, así como debe especificar el tipo de aparatos de medición, su precisión, precisión, y su rango de medida. Adicionalmen Adicionalmente, te, el diseño debe especificar especificar la duración duración de las mediciones, la frecuencia de las mediciones y las condiciones hidráulicas para las cuales se deben tomar las medidas. En todos los casos, para comprobar el estado de funcionamiento hidráulico de la red a través del prot protoc ocolo olo de prue prueba bas, s, el dise diseña ñador dor debe debe hace hacerr uso uso del del prog progra rama ma de cálc cálcul ulo o de redes redes de distribución de agua potable que sea aprobado por las Empresas Públicas de Medellín. En todos los casos, el programa utilizado debe ser compatible con el programa de cálculo hidráulico en EEPPM, así como con el sistema de información geográfica del SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín y las bases de datos de las diferentes gerencias de la empresa.
5.10 ASPECTOS ASPECTOS DE LA PUESTA PUESTA EN MARCHA DE LAS REDES DE DISTRIBUC DISTRIBUCIÓN IÓN Una vez que la red de distribución diseñada ha finalizado su período de construcción, se deben hacer las siguientes siguientes pruebas pruebas descritas descritas en los Numerales Numerales 5.10.1 a 5.10.7. Estas pruebas pruebas deben estar de acuerdo con el protocolo de pruebas establecido por el di señador de la red de distribución, tal como se mencionó en los numerales anteriores.
5.10.1 5.10.1 Presiones Presiones en la red de distrib distribución ución 5.10.1.1 5.10.1.1 Presiones Presiones hidros hidrostáti táticas cas y estanqu estanqueidad eidad Una vez finalizada la construcción de la red de distribución o la ampliación de una red existente, se deben llevar a cabo pruebas sobre todas las tuberías colocadas, con una presión igual a 1.5 veces la presión máxima a la que las tuberías vayan a estar sometidas, de acuerdo con su diseño, incluyendo presiones estáticas, presiones dinámicas o presiones causadas por fenómenos de flujo no permanente. La presión debe aplicarse con una bomba de émbolo provista de manómetros, instalada en la parte baja de la tubería que vaya vaya a probarse. En las pruebas de presión hidrostática hidrostática deben tenerse en cuenta las normas técnicas correspondientes correspondientes a cada material material de tuberías y accesorios. Además el diseño debe tener en cuenta los siguientes aspectos, para la realización de las pruebas: 1.
La pru prueb eba a de pres presió ión n hidr hidros ostá tátitica ca deb debe e hace hacers rse e bajo bajo la la vigil vigilanc ancia ia y apro aproba baci ción ón de de las las Empresas Públicas de Medellín.
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3. 4. 5.
6.
7.
La pru prueb eba a debe debe real realiz izar arse se en en tram tramos os com compr pren endi dido doss entr entre e válv válvul ulas as sie siemp mpre re y cuand cuando o esta esta distancia distancia no sea mayor a 500 m. Si existe existe un caso en que la distan distancia cia entre entre válvulas sea mayor a 500 m, las Empresas Públicas de Medellín pueden exigir, para la prueba, que los tramos se subdividan mediante la instalación de tapones exteriores o cualquier otro sistema adecuado. La tub tuber ería ía deb debe e llen llenar arse se len lenta tame ment nte e y a baj baja a pres presió ión n para para permi permititirr la salid salida a de air aire, e, el el cual debe ser completamente evacuado de la tubería, y por cualquier sistema, antes de aplicar la presión de prueba. La tub tuber ería ía deb debe e mant manten ener erse se som somet etid ida a a la presi presión ón de pru prueb eba a duran durante te un un perí períod odo o no inferior a dos horas. En todo todoss los cas casos, os, deben deben tene tenerrse en cue cuenta nta las las recom recomen end dacio acion nes de las las casas asas fabricantes de las tuberías, en lo relacionado con la forma, duración, etc., de la prueba a presión. Se recomienda que un representante técnico del fabricante fabricante esté presente durante la realización de las pruebas. En los los cas casos os en en que que las las Empr Empres esas as Públ Públic icas as de de Mede Medellí llín n lo cons consid ider eren en fac factitibl ble e desd desde e el punto de vista del impacto urbano y la interrupción del tráfico, las pruebas de presión hidrostática deben realizarse antes de cubrir las zanjas de las tuberías que conforman la red de distribución de agua potable. La pru prueb eba a de esta estanq nquei ueida dad d se debe debe con consi sider derar ar com como o exit exitos osa a si el esc escap ape e de agua agua,, en L/h es inferior al indicado en la Ecuación 5.41 mostrada a continuación. 1
E =
N * D * P 2 7.35
Ecuación 5.41
donde E N D P
Escape permitido (L/h) Número de uniones en el circuito probado, sin incluir uniones soldadas Diámetro interno real de la tubería (m) Presión de ensayo hidráulico (Pa)
Toda la longitud del tramo o circuito de la red de distribución que se someta a las pruebas de presión y estanqueidad debe recorrerse y revisarse cuidadosamente y deben repararse los tramos de tubería que fallen y las uniones defectuosas. Si resultan daños durante la prueba de presión hidráulica, el costo de la reparación de tuberías y accesorios deberá ser asumido por el constructor o el diseñador, teniendo en cuenta la causa de la falla.
5.10.1.2 5.10.1.2 Presiones Presiones dinámic dinámicas as y alturas alturas piezomét piezométricas ricas Con el fin de verificar lo establecido en el protocolo de pruebas del diseño de la red de distribución, debe medirse la altura piezométrica en diferentes puntos de la red para condiciones extremas de flujo, incluyendo el caudal máximo horario (QMH) extendido al período de diseño del proyecto, el caudal medio diario (Qmd) tanto para el período de diseño de la red como para las condiciones iniciales, el caudal mínimo nocturno para las condiciones actuales y en general cualquier otra condición de flujo, resultado de operaciones e speciales, recomendadas en el protocolo de pruebas. En todo caso, los puntos que se midan deben incluir aquellos nodos que, de acuerdo con el diseño, presenten las presiones máximas y las presiones mínimas para cada una de las condiciones de operación hidráulica de la red. Los datos sobre alturas piezométricas tomados en esta prueba, deben ser guardados en las bases de datos y en el sistema de información información geográfica geográfica de las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Los resultados de campo deben confrontarse con aquellos arrojados por el modelo hidráulico de la red de distribución de agua potable, operando bajo las mismas condiciones de prueba.
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5.10.2 5.10.2 Desinfecció Desinfección n de la red de distribución distribución Antes de poner en servicio cualquier red de distribución o ampliación a redes de distribución existentes, ésta debe ser desinfectada. desinfectada. La desinfección debe ser hecha por el constructor de la red de distribución. Para la desinfección de la red deben tenerse tenerse en cuenta los siguientes requisitos: 1. 2.
3. 4. 5.
6.
7.
8.
Ante Antess de la apli aplica caci ción ón del del desi desinf nfec ecta tant nte, e, la la tube tuberí ría a debe debe lavar lavarse se hac hacie iend ndo o circ circula ularr agua agua a través de ellas, descargándola por las válvulas de purga, por los hidrantes o por otros puntos de salida con el objeto de remover todas las materias extrañas. El des desin infe fect ctan ante te deb debe e apli aplicar carse se don donde de se se inic inicia ia la la ampl ampliac iació ión n de la la red red de dis distr tribu ibuci ción ón,, para el caso de ampliaciones, o en el inicio de la red de distribución, cuando ésta sea una red de distribución nueva. Para secciones de la red de distribución localizada entre válvulas, el desinfectante debe aplicarse por medio de una llave de incorporación. Debe Debe uti utililiza zars rse e clor cloro o o hipoc hipoclo lori rito to de de sodio sodio como como des desin infe fect ctan ante te.. La tas tasa a de ent entra rada da a la la tubería de la mezcla de agua con gas de cloro debe ser proporcional a la tasa de agua que entra al tubo. La can cantitidad dad de clor cloro o debe debe ser ser tal tal que que pro produ duzc zca a una una conc concen entr trac ació ión n mínim mínima a de 50 ppm ppm.. El per perío íodo do de de rete retenc nció ión n del del agua agua des desin infe fect ctad ada a dent dentro ro de de la red red de de dist distri ribuc bució ión n de agu agua a potable no debe ser menor que 24 horas. Después de este período de retención, el cont conten enid ido o de clor cloro o resi residu dual al en los extr extrem emos os del del tubo tubo y el los los demá demáss punt puntos os representativos debe ser de por lo menos 5 ppm. Una Una vez vez que que se hay haya a hech hecho o la clo clora raci ción ón y se se haya haya dej dejad ado o pasa pasarr el per perío íodo do mín mínim imo, o, debe descargarse completamente la tubería. Cuando se hagan cortes en alguna de las tuberías que conforman la red de distribución, con el fin de hacer reparaciones, la tubería cortada debe someterse a cloración a lado y lado del punto de corte. Se deb debe e hace hacerr un mue muest stre reo o fina finall para para lle lleva varr a cab cabo o un aná análilisis sis bact bacter eriol iológ ógic ico. o. En En caso caso de que la prueba bacteriológica demuestre una calidad de agua que no cumpla con el Decret Decreto o 475 de 1998, 1998, o aquel aquel que lo reempl reemplace ace,, la tuberí tubería a debe debe desinf desinfect ectars arse e nuevamente. El pro proce ceso so de desi desinf nfec ecci ción ón deb debe e hac hacer erse se segú según n la norma norma NTC NTC 4246 4246 o la AWWA AWWA C 651 651
5.10.3 5.10.3 Golpe Golpe de ariete ariete Una vez finalizada la instalación de la red de distribución de agua potable, debe hacerse una prueba para verificar lo establecido en el protocolo de pruebas del diseñador con respecto a fenómenos de golpe de ariete. Esta prueba debe llevarse a cabo en las condiciones condiciones extremas de operación normal de las válvulas que conforman los diferentes circuitos de la red de distribución de agua potable. Se debe verificar que las presiones estén dentro dentro de los rangos calculados y que las estructuras de atenuación de los fenómenos de golpe de ariete estén operando adecuadamente.
5.10.4 5.10.4 Válvu Válvulas las En el momento momento de finalización finalización de construcción construcción de la red de distribución distribución deben tenerse en cuenta cuenta los siguientes aspectos referentes a la puesta en marcha de las válvulas válvula s que conforman el sistema.
5.10.4 5.10.4.1 .1 Equipo Equipo electro electromec mecáni ánico co Para todas las válvulas mecánicas o electromecánicas, debe verificarse el correcto funcionamiento antes de poner en servicio la red. 5.10 5.10.4 .4.2 .2 Pres Presio iones nes Todas las válvulas que conforman la red de distribución, antes de ser instaladas, deben ser operadas para asegurar su correcto funcionamiento. funcionamiento. Todas las válvulas deben probarse al doble de la presión de trabajo en la casa fabricante, siempre y cuando la prueba se encuentre certificada por por el Inst Instititut uto o Colom Colombia biano no de Norm Normas as Técn Técnic icas as (ICO (ICONT NTEC) EC) o cual cualqui quier er otra otra enti entida dad d de normativida normatividad d internacional internacional previamente previamente aprobada aprobada por las Empresas Empresas Públicas de Medellín. Medellín. Se
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P recomienda que una vez instaladas en la red de distribución, las tuberías que tienen instaladas válvulas con diámetros superiores a 250 mm sean sometidas a pruebas estáticas que lleven la presión a 1.5 veces la presión de trabajo en la zona de la red, con el fin de verificar el correcto funcionamiento de la unión entre las válvulas y las tuberías.
5.10.4.3 5.10.4.3 Válvulas Válvulas reguladora reguladorass de presión presión En el caso específico de válvulas reguladoras de presión, además de las pruebas de presión mencionadas en los numerales anteriores, se debe verificar la caída de presión como función del diferente diferente grado de apertura apertura de las válvulas. Con estos datos, datos, se debe verificar la ecuación de reducción de presión suministrada por el fabricante de la tubería. 5.10.4.4 5.10.4.4 Estaciones Estaciones reguladoras reguladoras de p presió resión n En el caso de que en la red de distribución de agua potable existan estaciones reguladoras de presión, el protocolo de pruebas debe establecer el tipo de mediciones que deben hacerse a dichas estaciones. estaciones. En particular, particular, se debe verificar el correcto correcto funcionamient funcionamiento o de todas las válvulas válvulas de cierre, válvulas de flujo lateral (by pass), válvulas de cheque, equipos de medición de presión y equi equipo poss de medi medici ción ón de caud caudal al para para dife difere rent ntes es cond condic icio iones nes de oper operac ación ión del del sist sistem ema a de distribución. Particularmente, se debe verificar verificar la ecuación que relaciona el caudal con la caída de presión en función de la apertura de la válvula. Con respecto a los equipos de medición de caudales y presión, se debe verificar su correcta operación operación con equipos adicionales. adicionales. En el caso de los macromedidor macromedidores es de caudal, y utilizando el espacio dejado para este propósito, se debe verificar la precisión de medida utilizando aparatos no intrusivos en las tuberías, tales como medidores electromagnéticos o medidores de efecto Doppler acústico. acústico. En el caso de medidas de presión, presión, la lectura de los manómetros manómetros o transductore transductoress de presión debe ser verificada con otro juego de manómetros en las salidas dejadas para tal fin.
5.10.4 5.10.4.5 .5 Válvul Válvulas as de descar descarga ga En todas las válvulas de descarga o purga que existan existan en la red de distribución distribución de agua potable, debe verificarse su correcto funcionamiento y medir el caudal y la velocidad de salida de agua bajo diferentes condiciones de operación. También debe verificarse el correcto funcionamiento funcionamiento de las estructuras y conductos de desagüe del agua que sale de la red de distribución y su flujo hacia la red de alcantar alcantarill illado ado o hacia hacia la red de drenaje drenaje urbano urbano de la ciudad. ciudad. Si la válvul válvula a tiene una estructur estructura a de disipación disipación de energía energía debe verificars verificarse e su correcto correcto funcionamient funcionamiento. o. Este tipo de pruebas también deben realizarse a las válvulas o tapones colocados en los puntos muertos de la red, con el fin de verificar su funcionalidad ante futuras operaciones de lavado. 5.10 5.10.4 .4.6 .6 Vent Ventos osas as En todas las ventosas que existan en la red de distribución de agua potable, deben hacerse las prue pruebas bas corr corres espo pond ndie ient ntes es que que aseg asegur uren en su corr correc ecto to func funcio ionam namie ient nto o para para las las dife difere rent ntes es condic condicion iones es normal normales es y especi especiales ales de operac operación ión estable establecid cidas as en el protoc protocolo olo de prueba pruebas, s, verificando que todas ellas queden cubiertas. Las ventosas deben cumplir con las Normas Técnicas Colombianas correspondientes o con la norma AWWA C512.
5.10.4 5.10.4.7 .7 Aislam Aislamien iento to de circuito circuitoss En el caso de que la red de distribución diseñada se encuentre dividida en circuitos y subcircuitos, de acuerdo con la hidráulica, y especialmente especialmente en el caso de ampliaciones ampliaciones a redes de distribución distribución
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P existentes, debe verificarse el aislamiento de cada uno de los circuitos de la red, operando las diferentes diferentes válvulas válvulas provistas para tal función. Debe procederse procederse a cerrar cerrar las válvulas válvulas y a verificar que en la zona aislada la presión se mantenga a lo largo de un período de prueba no inferior a una hora. En el caso de válvulas de de cierre que conecten conecten dos circuitos hidráulicos, con el propósito de permit permitir ir operac operacion iones es especia especiales les,, su funcio funcionam namien iento to se debe debe verifi verificar car abrien abriendo do las válvul válvulas as y simulando simulando la operación operación de emergencia emergencia,, la cual debe estar establecida establecida en el protocolo protocolo de pruebas pruebas dado por el diseñador.
5.10.5 5.10.5 Hidran Hidrantes tes Una vez finalizada la construcción de la red de distribución de agua potable o una ampliación de ésta, debe verificarse la operación de los hidrantes. Para cada uno de los hidrantes que forman parte de la red de distribución deben verificarse los siguientes aspectos: caudal, presión en el hidrante para diferentes horas del día estando el hidrante cerrado, presión a la salida del hidrante cuando se encuentre operando a máximo caudal y el color del hidrante. Las pruebas deben poner especial especial atención a que haya una correspondencia correspondencia entre el color del hidrante y el caudal de salida de acuerdo con lo establecido en el Numeral 5.7.11 de este capítulo.
5.10.6 5.10.6 Acometida Acometidass domiciliaria domiciliariass Antes Antes de proced proceder er a la instal instalaci ación ón de todos todos los acceso accesorio rioss que confor conforman man las acome acometida tidass domiciliaria domiciliariass de acuerdo con el diseño de la red de distribución distribución,, deben someterse someterse los medidores, medidores, las piezas especiales y los accesorios a aprobación y homologación por parte de las Empresas Públicas de Medellín, por lo menos 60 días antes de la instalación en la red de distribución.
5.10.7 5.10.7 Macromedi Macromedidores dores Antes de proceder a la instalación de los macromedidores en la red de distribución de agua potable, tanto de caudal como de presión, ya sea a la salida de las plantas de tratamiento o a la entrada de cada uno de los circuitos y subcircuitos de la red de distribución, las Empresas Públicas de Medellín deben garantizar el correcto funcionamiento de de éstos. Los macromedidores deben ser probados en los talleres de la empresa o en laboratorios certificados en su país de origen según normas ISO, AWWA, DIN, o ASTM. En caso de macromedidores especiales, las Empresas Públicas de Medellín pueden aceptar la calibración presentada por el fabricante, siempre y cuando éstas se encuentren homologadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC) o cualquier instituto internacional de homologación de reconocido prestigio.
5.10.8 5.10.8 Micromedi Micromedidores dores Antes de proceder a la instalación de los micromedidores domiciliarios, debe llevarse a cabo una prueba para verificar la exactitud de éstos en e l taller de micromedidores de las Empresas Públi cas de Medellín Medellín.. Las pruebas pruebas de los microme micromedid didore oress deben deben llevarse llevarse a cabo cabo con los caudal caudales es establecidos en las normas técnicas técnicas NTC-1063/3. Con el caudal de sobrecarga no debe obtenerse una pérdida de altura piezométrica superior a 10 m.c.a. (98.1 KPa).
5.111 ASPECT 5.1 ASPECTOS OS DE LA OPERA OPERACIÓ CIÓN N DE REDES REDES DE DISTRI DISTRIBUC BUCIÓN IÓN
5.11.1 5.11.1 Presiones Presiones en la red de distrib distribución ución Los puntos de verificación verificación de presiones en la red, deben ser definidos desde la etapa etapa de diseño, cumpliendo cumpliendo con lo establecido establecido en el Literal B.7.9 B.7.9 del RAS 2000, o aquel que lo reemplace, reemplace, y en especial con lo establecido en la Resolución 1096 del 17 de diciembre de 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico en su Artículo 199 “Operación: Los procedimientos y medidas pertinentes a la operación continua y permanente de los diferentes componentes de un sistema de agua potable
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P y saneamiento básico deben seguir los requerimientos establecidos en los planos de construcción y los manuales de operación que deben tener disponibles en todo momento los operadores de las entidades prestadoras de los servicios municipales de acueducto, alcantarillado y aseo para cada uno de sus componentes, con el fin de brindar a los clientes el respectivo servicio con los patrones de calidad y continuidad exigidos por el presente reglamento técnico. Parágrafo 1: Presiones en la red: Una vez que la red de distribución, o su ampliación, entre en operación, y durante todo el período de vida útil del proyecto, deben verificarse las presiones en diferentes puntos de la red, teniendo e n cuenta los manuales de operación y mantenimiento”. Los planes de medición de presiones establecidos por el diseñador deben incluir los puntos de medición, los aparatos de medición, la precisión de estos, la frecuencia de tomas de datos y la forma forma como éstos son incluidos en las bases de datos y en el sistema de información información geográfica geográfica establecidos por el SIGMA de las Empresas Empresas Públicas de Medellín. Es recomendable que, desde la etapa de diseño, se incluya la instalación de medidas telemétricas de presión de agua en la red, con el fin de conocer en tiempo real la hidráulica en todo el sistema de distribución de agua potable de las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Los datos deben transmit transmitirse irse de tal forma que puedan analizarse en forma simultánea en el programa de simulación hidráulica.
5.11.2 Fugas y pérdidas de agua en la red de distribución de agua agua potable Una vez que la red de distribución de agua potable entre en operación y durante todo el período de vida útil del proyecto, es necesario verificar las posibles fugas y conexiones clandestinas en la red de distribuc distribución ión,, con el fin de tener un control control sobre el índice índice de agua agua no contab contabiliz ilizada. ada. Es nece necesa sari rio o que que exis exista tan n prog progra rama mass perm perman anen ente tess de dete detecc cción ión de fugas fugas y de conex conexion iones es clandestinas en puntos preestablecidos de la red. Estos puntos deben ser definidos desde la etapa de diseño, al igual que las rutinas y tipo de simulación simulación hidráulica hidráulica que deben hacerse con el fin de apoyar apoyar program programas as de control control de fugas. fugas. El diseño diseño debe establec establecer er igualment igualmente e la forma forma de calibración hidráulica de la red de distribución, con el fin de detectar, en el modelo matemático de la red y mediante rutinas que utilicen emisores en cada uno de los nodos de la red, zonas en las cuales haya concentración de fugas no detectables y/o conexiones clandestinas. El diseño también debe recomendar el uso de medidas telemétricas de presiones y caudales en diferentes puntos de la red de distribución que permitan detectar en tiempo real la posible ocurrencia de fugas en los diferentes puntos de la red red de distribución. El diseño debe establecer la forma de uso de los programas de simulación hidráulica con este fin.
5.11.3 5.11.3 Macromedi Macromedición ción en la red de distribuc distribución ión Una vez que la red de distribución o su ampliación se encuentre en operación, en conjunto con los macromedidores definidos en el Numeral 5.7.8 de este capítulo, y durante todo el período de vida útil del proyecto, proyecto, deben verificars verificarse e los caudales medidos por los macromedidores macromedidores y compararlo compararloss con los arrojados por los modelos modelos de simulación simulación hidráulica hidráulica de la red de distribución, distribución, con el fin de actual actualizar izar el modelo modelo y asegur asegurar ar el buen buen funcio funcionam namien iento to de los medidores medidores.. El diseño diseño debe debe establecer la frecuencia de medición de caudales, la precisión de medida y la forma como estos datos deben transmitirse a la base de datos y al SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín. También debe establecer la forma de introducción de estos datos dentro de los programas de simulación simulación hidráulica hidráulica de la red de distribución distribución con el fin de tener un perfecto perfecto conocimiento conocimiento de las presiones y caudales en puntos de interés. interés. El diseño también debe establecer aquellos puntos puntos en los cuales es obligatoria la lectura telemétrica de los caudales macromedidos, de forma tal que las Empresas Públicas de Medellín puedan conocer el estado hidráulico de la red y los caudales producidos en tiempo real.
5.11.4 5.11.4 Micromedi Micromedición ción Durante Durante todo el período de vida útil de la red de distribución distribución diseñada, diseñada, deben hacerse muestreos muestreos en las acometidas domiciliar domiciliarias ias con el fin de establecer establecer el estado estado de los micromedidor micromedidores. es. Este muestreo debe ser función de la distribución geográfica de los suscriptores en esa zona de la red REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P de distribución. Por consiguiente, el diseño de la red red de distribución debe establecer la forma forma de obtención de las muestras de micromedidores domiciliarios. Los medidores de la muestra deben retirarse y cambiarse por uno nuevo, con el fin de ser enviados al taller de micromedidores de las Empresas Públicas de Medellín o laboratorios certificados escogidos por ésta, para para verificar la exactitud de de la medida. Si los medidores están por por fuera del rango de precisión establecido en las normas definidas en el Numeral 5.7.7 de este capítulo, multiplicado por 2, debe cambiarse aquella parte del conjunto de medidores correspondiente a la muestra defectuosa por medidores nuevos. Los Los medi medidor dores es se debe deben n reem reempla plaza zarr por por lo meno menoss cada cada 3000 3000 m3 de marcac marcación ión según según lo establecido en la Resolución 151 de 2001 de la Comisión de Regulación de Agua Potable en su Artículo Artículo 2.1.1.4 “Reparación “Reparación y mantenimie mantenimiento nto de medidores” medidores”.. Adicionalmen Adicionalmente te se debe tener en cuenta lo establecido por la Ley 142 de 1994, la Ley 373 de 1997 y todas las demás disposiciones pertinentes de la Comisión Reguladora de Agua Potable (CRA) y de la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (SSPD).
5.11.5 5.11.5 Hidran Hidrantes tes Durante la operación de la red de distribución, es necesario hacer un mantenimiento de calidad de agua en los hidrantes, teniendo en cuenta lo establecido en el Artículo 77 de la Ley 9 de 1979, o la que la remplace, el cual establece: “Los hidrantes y extremos muertos de la red de distribución de agua deben abrirse con la frecuencia frecuencia necesaria para eliminar sedimentos. Periódicamente debe comprobarse que los hidrantes hidrantes funcionen adecuadamente”. El diseño debe establecer los puntos puntos muertos de la red y la localización de hidrantes, definiendo la forma de mantenimiento hidráulico de éstos, y teniendo en cuenta que éstos deben revisarse como mínimo una vez cada tres meses, procediendo a la apertura de hidrantes y válvulas con el fin de preservar preservar la calidad de agua en la red. Mediante el uso del modelo de simulación hidráulica de la red de distribución, el diseño debe establecer el momento del día en el cual la apertura de hidrantes y zonas muertas es óptima, y establecer simultáneamente el tiempo de duración de la operación de apertura y lavado de esta zona de la red de distribución.
5.11.6 5.11.6 Válvu Válvulas las Una vez que la red de distribución se encuentre en operación y durante todo el período de vida útil del proyecto, debe hacerse una inspección preventiva permanente de las válvulas, teniendo en cuenta los siguientes requisitos: 1. Cuando Cuando la función función de la válvula válvula sea la división división en en circuitos circuitos o subcircu subcircuitos itos de alguna alguna parte parte de la red, la válvula debe operarse con una frecuencia mínima de seis meses. 2. Cuando Cuando la funció función n de la válvul válvula a sea la de servir servir de tuberí tubería a de paso directo, directo, la frecue frecuenci ncia a mínima de operación debe ser una vez cada tres meses. 3. Cuan Cuando do la func funció ión n de la válvu válvula la sea la purg purga a o dren drenaj aje e de la red red de distr distrib ibuc ució ión, n, la frecuencia mínima de operación debe ser de una vez al año. El diseño debe establecer el programa de apertura y/o cierre de válvulas, el cual debe ser verificado con el modelo hidráulico de la red de distribución, con el fin de entender el efecto hidráu hidráulico lico sobre sobre la red , especialm especialment ente e sobre sobre las velocidad velocidades es y sus cambio cambioss durant durante e las operaciones de válvulas; el objetivo de la modelación es el de conocer y hasta donde sea posible prevenir el desprendimiento de películas biológicas y/o la resuspensión de depósitos de material inorgánico al interior de la tubería durante las operaciones.
5.11.7 Circuitos y subcircuitos de la red red de distribución Siempre que se construya una nueva red de distribución o una ampliación a una red existente, pueden existir efectos hidráulicos sobre la distribución de caudales y presiones en otras zonas de REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P la red de distribució distribución n de las Empresas Empresas Públicas de Medellín. Medellín. Por consiguiente, consiguiente, el diseño debe establecer establecer si es necesario necesario hacer cambios cambios en los circuitos o subcircuitos subcircuitos de la red de distribución, distribución, con con el fin fin de logr lograr ar una una mejo mejorr unifo uniform rmid idad ad de pres presio iones nes y una una sect sector oriz izac ació ión n con con crit criter erios ios hidráulicos. Para esto, el diseño debe establecer, cuando cuando sea necesario, una nueva distribución de válvulas y la apertura y/o cierre de válvulas existentes. En estos casos, el diseño de la nueva sectorización de la red de distribución debe estar basado en el uso del modelo hidráulico hidráulico de la red de distribución distribución de agua potable. Mediante Mediante éste, se debe establecer la distribución de válvulas y su estado de apertura o cierre, con el fin de optimizar la uniformidad de la presión en cada uno de los circuitos y subcircuitos.
5.11.8 5.11.8 Calibració Calibración n de la red de distribuci distribución ón Muchos aspectos de la operación de redes de distribución requieren el uso de un modelo hidráulico previamente calibrado. Esto es cierto tanto para redes nuevas como para las redes existentes. Por consiguiente, el diseñador de una red nueva o de una ampliación a una red existente debe establecer la forma de calibrar la red, una vez que ésta entre en operación. La calibración debe hacerse siempre que en la red existente o nueva, exista al menos una tubería con un diámetro nominal superior o igual a 250 mm.
5.11.8.1 5.11.8.1 Variables Variables hidrául hidráulicas icas en el proceso proceso de de calibración calibración Las variables hidráulicas dentro de un proceso de calibración de redes de distribución de agua potable se clasifican en variables hidráulicas que deben ser conocidas por el diseñador o medidas en campo y variables hidráulicas calculadas por el proceso de calibración. Las variables conocidas deben ser las siguientes: 1. Catastro Catastro de tubería tuberíass en el que se tenga tenga informac información ión sobre sobre materiales materiales de las las tuberías, tuberías, fecha aproximada de instalación, diámetro nominal, longitudes, etc. 2. Catastro Catastro de válvulas, válvulas, estacion estaciones es reguladoras reguladoras de presión presión,, tanques tanques de almacenami almacenamiento, ento, tanques de compensación y accesorios especiales q ue formen parte de la red 3. Coef Coefic icie ient ntes es de pérd pérdid idas as meno menore ress de cada cada una una de los los acce accesor sorio ioss espe especi ciale aless que que formen parte de la red de distribución. di stribución. 4. Topolo Topología gía y topograf topografía ía complet completa a de la red, de tal forma forma que se puedan puedan calcula calcularr las cota cotass de cada cada uno uno de sus sus nodo nodos, s, así así como como nive nivele less de agua agua en los los tanq tanque uess de almacenamiento y/o compensación. Las variables que deben ser medidas en campo son: 1. Caudales Caudales en diferentes diferentes tuberí tuberías as de la red y en diferent diferentes es instantes instantes del tiempo, tiempo, con con el fin de incluir los caudales representativos de la curva de consumo de agua a lo largo del día, y en diferentes días de la semana. En particular se debe medir el caudal total a la entrada al circuito o subcircuito objeto de la calibración. 2. Presiones Presiones en diferen diferentes tes nodos nodos de la red red y en diferente diferentess instantes instantes del tiempo tiempo,, con el fin fin de incluir los caudales representativos de la curva de consumo de agua a lo largo del día, y en diferentes días de la semana. En particular se debe medir la presión de entrada al circuito o subcircuito objeto de la calibración. 3. Parámetros Parámetros de calidad calidad de agua agua tales como como cloro residual, residual, turbied turbiedad ad y otros, en difere diferentes ntes puntos de la red y en diferentes instantes del tiempo, con el fin de incluir los caudales representativos de la curva de consumo de agua a lo largo del día, y en diferentes días de la semana. Las variables hidráulicas objeto del proceso de calibración de la red de alcantarillado son:
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 1. Diám Diámet etro ro real inter interno no de la cada una de las tube tuberí rías as,, el cual es dife difere rent nte e al diámet diámetro ro nominal original de éstas. 2. Rugosi Rugosidad dad abso absolut luta a de las las tube tubería ríass (ks) para cada una de las tuberías. 3. Coeficiente Coeficiente global de pérdidas pérdidas menores menores para cada cada una una de las las tuberías tuberías (Σ km).
5.11.8.2 5.11.8.2 Instrument Instrumentación ación de de la red para calibra calibración ción El proceso de calibración de una red de distribución debe estar precedido por el diseño de las mediciones mediciones de campo campo y el tipo de instrument instrumentos os que deben ser utilizados. utilizados. Este diseño diseño debe estar basado en una modelación hidráulica preliminar de la red, la cual se realiza utilizando valores teóricos de las rugosidades absolutas, los coeficientes de pérdidas menores y los diámetros nominales establecidos en el catastro de redes. El diseñador debe establecer los puntos de medición de caudales, de presiones y de calidad de agua, así como el tipo de aparatos de medición. En particular debe establecer el rango y precisión de medición de cada variable así como la frecuencia de medición, en el caso de análisis de flujo no permanente.
5.11.8.3 5.11.8.3 Procedimien Procedimiento to de calibració calibración n Una vez realizado el proceso de medición de campo, se debe montar toda la información en el modelo hidráulico matemático de la red, el cual debe permitir variar las variables de calibración, de tal forma que el modelo reproduzca lo medido en campo. Las variables de calibración son la rugosidad rugosidad absoluta, el coeficiente coeficiente de pérdidas pérdidas menores y el diámetro real interno actual de cada tubería. El programa utilizado deberá tener la posibilidad de creación de grupos de tuberías con características similares y deberá hacer uso de técnicas de optimización o de inteligencia artificial con el fin de obtener los valores calibrados. El criterio de convergencia convergencia del proceso es qué tan bien el modelo modelo reproduce las presiones presiones en los nodos medidas en campo, a lo largo de todo el período de medición, para los caudales de entrada y consumo medidos. Es decir, se debe hacer una comparación entre las curvas de presión medidas en campo con las curvas de presión producidas por el modelo. Es responsabilidad del diseñador establecer dicho criterio de convergencia. El período de mediciones debe ser de al menos 15 días, y la frecuencia de mediciones debe ser de al menos una vez cada 5 minutos.
5.11.8.4 5.11.8.4 Uso de tecnología tecnologíass de información información en el proceso proceso de calibración calibración Además de lo establecido en el Numeral 4.5.14 de estas normas, referente a las características numéricas del modelo hidráulico, sus ecuaciones, sus capacidades de simulación en período extendido y de calidad de agua y sus capacidades de comunicación del programa con otros sistemas de EEPPM, el programa debe tener unidades de calibración mediante el uso de técnicas de inteligencia artificial, tales como algoritmos genéticos, lógica difusa o sistemas expertos, o mediante otro tipo de metodología de optimización hidráulica tal como el método de Monte Carlo.
5.11.9 Control de presiones en la red de distribución distribución El diseño de la red de distribución o la ampliación a una red de distribución existente, debe contemplar contemplar que bajo las diferentes diferentes condiciones condiciones de operación operación posibles para ese circuito de la red, las presiones siempre se encuentren dentro de los rangos establecidos en los lo s numerales anteriores de esta norma. Para esto, cada una una de las condiciones extremas de operación debe simularse en el programa de cálculo hidráulico de la red de distribución de agua potable.
REDES DE DISTRIBUCIÓN
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5.11.10 Reglas de operación para evitar desprendimientos de biopelículas y/o resuspensión de depósitos inorgánicos Una vez establecido el diseño definitivo de la red de distribución y/o la ampliación a una red de distr distrib ibuci ución ón exis existe tent nte, e, el diseñ diseñad ador or debe debe esta estable blece cerr regl reglas as de oper operac ació ión n que que evit eviten en el desprendimiento de biopelículas y/o depósitos de material inorgánico al interior de las tuberías, causados por aumentos excesivos de velocidad en algunos tramos de la red, la inversión de la dirección dirección del flujo en tramos de la red, o combinaciones combinaciones de estos dos. Para esto, esto, se debe hacer uso del modelo matemático de la red de distribución de agua potable según se establece en el Numeral 5.5.2 En todo caso, se debe tener en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.9.5 de esta norma.
5.1 5.11.11 1.11
Lavad avado o de tub tubería eríass de la red de distr istrib ibuc ució ión n
Con respecto al lavado de tuberías de las redes de distribución se debe tener en cuenta todo lo establecido en el Numeral 4.9.6 de d e esta norma.
5.11.12
Calidad de ag agua en en la red de di distribución
Una vez que la red de distribución diseñada se encuentre en operación y durante todo el período de vida útil del proyecto, debe verificarse la calidad de agua en la red de distribución, haciendo un muestreo diario en puntos preestablecidos de la red. Estos puntos deben definirse como parte del diseño diseño,, en el cual cual tambié también n deben deben establ establece ecerse rse el tipo tipo de paráme parámetro tross físic físico-q o-quím uímico icoss y/o bioquímicos que deben ser medidos, los aparatos a ser utilizados, la precisión de éstos y la frecuencia frecuencia de toma de datos. datos. El diseño también también debe establecer establecer la forma de almacenar almacenar estos datos dentro de las bases de datos y el sistema de información geográfica definido por el SIGMA de las Empresas Empresas Públicas de Medellín. Medellín. Adicionalment Adicionalmente, e, el diseño debe establecer establecer el tipo de comprobación mediante modelos modelos hidráulicos que deben realizarse con estos datos. Las muestras de agua deben ser analizadas en un laboratorio de calidad de agua acreditado por la Supe Superi rint nten ende denc ncia ia de Indu Indust stri ria a y Comer Comerci cio o y por por el Minis Ministe teri rio o de Prot Protec ecci ción ón Soci Social. al. Es recomendable que, desde la etapa de diseño, se incluya la instalación de medidas medidas telemétricas de calidad de agua en la red, con el fin de conocer en tiempo real la calidad en todo el sistema de distribución de agua potable de las Empresa Públicas de Medellín. Los datos deben transmitirse transmitirse de tal forma que puedan analizarse en forma simultánea en el programa de simulación hidráulica que incluya rutinas de calidad de agua para períodos hidráulicos extendidos. En todos los casos debe tenerse en cuenta lo establecido en el Artículo 76 de la Ley 9 de 1979 o la que que la reem reempl plac ace, e, el cual cual esta estable blece ce:: “Las “Las enti entida dade dess admi admini nist stra rado dora rass de los acue acueduc ducto toss comprobarán periódicamente las buenas condiciones sanitarias de las redes de distribución, con muestras de análisis de agua, tomadas en los tanques, hidrantes, conexiones de servicio y en las tuberías”. El diseño de la red de distribución debe establecer establecer estos puntos. El control de calidad de agua también debe utilizarse para detectar fenómenos de conexiones errada erradass (cross (cross connect connection ions) s) y debe debe existi existirr un progra programa ma perman permanent ente e dirigi dirigido do a realiza realizarr las correcciones necesarias para eliminar dichas conexiones. El diseño debe establecer la forma de uso del programa de simulación hidráulico, complementado con rutinas de calidad de agua, para la realización de esta labor.
5.11 5.11.1 .133
Uso Uso de prog progra rama mass de de simu simula laci ción ón de rede redess pa para ra la op oper erac ació ión n
El modelo montado por el diseñador de la red de distribución en el programa de simulación matemática definida en el Numeral 5.5.2 de este capítulo, debe ser entregado a las Empresas Públicas de Medellín con el fin de que éste sea utilizado como herramienta operativa durante el período de vida útil del proyecto. proyecto. Es responsabilidad del diseñador asegurar asegurar que el modelo de la nueva red de distribución o la ampliación de una red existente quede funcionando correctamente
REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P en los programas de simulación hidráulica operados por el SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín. El uso como herramienta operativa operativa debe incluir los siguientes aspectos: 1. Oper Operac ació ión n norm normal al de la red red de distr distrib ibuc ución ión bajo difere diferent ntes es regí regíme mene ness de caud caudale aless y presiones. 2. Operac Operacion iones es de emerg emergenci encia a en la red de distr distribu ibució ción. n. 3. Mantenimie Mantenimientos ntos tanto tanto preventivos preventivos como correcti correctivos vos en la red de distrib distribución. ución. 4. Contr Control ol de calida calidad d de agua agua en la red red de distri distribuc bución. ión. 5. Contr Control ol del del índice índice de de agua agua no conta contabil biliza izada. da.
5.11.14 redes
Uso de tec tecnologías de inf información par para la ope operación de las las
Con respecto al uso de tecnologías de información información para la operación de redes de distribución se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.9.8 de esta norma.
5.122 ASPECT 5.1 ASPECTOS OS DEL MANTEN MANTENIMI IMIENT ENTO O DE REDES DE DISTRIB DISTRIBUCI UCIÓN ÓN En general se debe seguir, para el mantenimiento de la red de distribución, todo lo establecido en el Sistema de Gestión de Calidad de las Empresas Públicas de Medellín, para lo cual el diseño debe garantizar la total aplicación de este documento. Para aquellos municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín que no sean parte del Sistema Sistema de Gestión Gestión de Calidad, el diseño debe tener en cuenta los aspectos aspectos mostrados mostrados en los numerales 5.12.1 a 5.12.9. Igualmente, cuando dichos aspectos no se encuentren específicamente detallados para aquellos municipios que sí formen parte de dicho sistema, se recomienda la aplicación de dichos numerales.
5.12.1 Suspensión del servicio por por mantenimiento mantenimiento programado programado En el caso caso de que que las las labor labores es de mant manten enim imien iento to impl impliqu iquen en la susp suspen ensi sión ón del serv servic icio io de abaste abastecim cimien iento to de agua agua potabl potable, e, las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín n deben deben inform informar ar a la comunidad sobre los horarios y cortes programados en el suministro de agua. agua. Para esto, el diseño debe establecer, establecer, haciendo uso de modelos hidráulicos hidráulicos de la red de distribución distribución,, aquellos aquellos clientes clientes que van a ser afectados por la suspensión del servicio o por bajas temporales en la presión del suministro de agua potable.
5.12.2 5.12.2 Reparación Reparación de Tuberías Tuberías y Accesorios Accesorios En el caso de que haya que cambiar o reparar alguna de las tuberías o accesorios que forman parte de la red de distribución, debe tenerse en cuenta que el cambio debe realizarse en máximo 12 horas. En caso de que el tiempo mínimo mínimo de reparación reparación antes de restablecer restablecer el servicio servicio sea superior a 12 horas, debe establecerse un plan de emergencia. El diseño debe establecer la forma de utilizar el modelo matemático de la red de distribución de agua potable con el fin de que el Sistema de Daños determine aquellos clientes que serán afectados por la reparación y la consecuente interrupción del servicio, con el fin de que las Empresas Públicas de Medellín procedan a hacer los avisos necesarios.
5.12.3 5.12.3 Reparación Reparación de micromedid micromedidores ores En caso de que sea necesario cambiar y reparar algunos de los micromedidores que conforman la red de distribución, debe tenerse en cuenta que el cambio o reparación debe hacerse en un período máximo de una semana después de detectado el daño. Con respecto a los medidores individuales, debe tenerse en cuenta todo lo establecido en el Artícu Artículo lo 144 de la Ley 142 de 1994 o la que la reempl reemplace ace,, el cual cual establ establece ece:: “Los “Los contrato contratoss uniformes pueden exigir que los suscriptores o clientes adquieran, instalen, mantengan y reparen REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P los instrumento instrumentoss necesarios necesarios para medir su consumo. consumo. En tal caso, los suscriptore suscriptoress o clientes podrán adquirir los bienes y servicios respectivos que a bien tengan y las empresas deben aceptarlos siempre que reúnan las características técnicas a la s que se refiere la ley”. Las Empresas Públicas de Medellín pueden establecer en las condiciones uniformes del contrato, las características técnicas de los medidores y el mantenimiento que deba dárseles. “No será obligación del cliente o suscriptor cerciorarse de que los medidores funcionen bien; pero si será obligación suya hacerlo reparar o reemplazarlo a satisfacción de la empresa, cuando se establezca que el funcionamiento no permite determinar en forma adecuada los consumos o cuando el desarrollo tecnológico ponga a su disposición instrumentos de medida más precisos”. También debe tenerse en cuenta lo establecido por el Artículo 145 de la Ley 142 de 1994 o la que la reemplace, reemplace, con respecto al control control sobre el funcionamie funcionamiento nto de los medidores. medidores. Dicho artículo artículo establ establece ece:: “Las “Las condic condicion iones es unifor uniformes mes del contra contrato to permit permitirá irán, n, tanto tanto a la empres empresa a como como al suscriptor o cliente, verificar el estado de los instrumentos que se utilicen para medir el consumo; y obligarán a ambos a tomar precauciones eficaces para que no se alteren”. al teren”.
5.12.4 5.12.4 Mantenimi Mantenimiento ento de macromedi macromedidore doress Con respecto al mantenimiento de los macromedidores que forman parte de la red de distribución de agua potable, debe tenerse en cuenta que el cambio o reparación de estos, se debe realizar como máximo en un día, manteniendo hasta donde sea posible la continuidad del servicio. El diseño de la red de distribución de agua potable debe establecer la forma alternativa de operación de la red durante los eventos de cambio y/o mantenimiento de los macromedidores que conforman la red. Las estru estructu cturas ras para para las instal instalaci acione oness de medido medidores res de caudal caudal deben deben poder poder desmont desmontars arse e periódicamente para evaluar la reducción del diámetro interno en el punto de medición y sus estructur estructuras as aledañas. En el caso de seleccionar seleccionar estructuras estructuras metálicas, metálicas, se debe contar con un tratamiento interno para retardar los efectos de la corrosión.
5.12.5 5.12.5 Disponibi Disponibilidad lidad de repuestos repuestos En el caso de que se requieran repuestos para labores de mantenimiento de las estructuras y/o accesorios que conforman las redes de distribución, debe tenerse en cuenta que la consecución y localización in situ de los repuestos debe ser inmediata para aquellos casos que impliquen la suspensión del servicio, ya sea por mantenimiento preventivo o por situaciones de emergencia. Para los repuestos que no impliquen suspensión del servicio, la consecución y localización in situ de estos debe hacerse como máximo en un día.
5.12.6 5.12.6 Lavado Lavado de las redes de distrib distribució ución n Las operaciones de lavado de las tuberías que conforman la red de distribución deben quedar establecidas en el diseño y ser probadas mediante el uso de los modelos hidráulicos definidos en el Numera Numerall 5.5.2 5.5.2 de esta esta norma. norma. Los parámet parámetros ros básicos básicos relacio relacionad nados os con la frecu frecuenc encia ia de limpieza del sistema de distribución de las Empresas Públicas de Medellín, son los siguientes: 1. Dos Dos vece vecess al año año par para zona zonass de la tuber tubería ía de hier hierro ro fundi fundido do o acer acero o dond donde e esté estén n desalin desalinead eadas, as, cuando cuando hay tubérc tubérculos ulos en grandes grandes cantid cantidade ades, s, o cuando cuando hay quejas quejas frecuentes de olor, color y sabor por parte d e los clientes. 2. Dos veces veces por año en sistema sistemass de válvula válvulass de división, división, hidran hidrantes tes y tubería tuberíass con baja velocidad. 3. Es necesar necesario io realizar realizar un lavado lavado periódico periódico,, definido definido desde desde el diseño, diseño, en áreas áreas donde los problemas de calidad de agua son crónicos, particularmente en las tuberías donde las veloc velocida idades des de fluj flujo o son son baja bajas, s, de acuer acuerdo do con con el model modelo o hidr hidrául áulic ico o de la red red de distribución. REDES DE DISTRIBUCIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 4. La limpieza limpieza se debe realiza realizarr mediante mediante el uso de material materiales es absorbentes absorbentes y abrasiv abrasivos. os. 5. La limpieza limpieza se debe realizar realizar adicionalm adicionalmente ente con con desinfect desinfectantes antes.. 6. La frec frecuen uenci cia a de lavad lavado o debe debe ser ser aque aquelllla a nece necesa sari ria a para para manten mantener er resi residu duos os de los los desinfectantes, específicamente del cloro residual, en las zonas muertas de la red de distribución. El lavado debe realizarse durante las horas de la noche y en las madrugadas, preferiblemente entre las 11 p.m. y las 5 a.m., a.m., con el fin de minimizar minimizar los efectos en los clientes y aprovechar las altas presiones debido a la poca demanda de agua en estas horas, las cuales permiten obtener altas velocidades en las tuberías durante las operaciones de lavado con el fin de hacer más eficientes los procesos de desprendimiento de películas biológicas y depósitos inorgánicos al interior de las tuberías. Es importante tener en cuenta que el lavado con flujo a presión no es efectivo en tuberías de más de 300 mm de diámetro, puesto que alcanzar las velocidades necesarias para el lavado es difícil. En el caso de que existan incrustaciones en tuberías metálicas, se deben incluir en las operaciones de lavado el dragado mecánico para remoción de incrustaciones.
5.1 5.12.7 2.7 Reg egla lass de operac eració ión n du dura ran nte desprendimientos de biopelículas
man ante teni nim mien ientos tos
parra pa
evit evitar ar
Haciendo uso del modelo hidráulico calibrado de la red de distribución nueva o la ampliación de la red existente, según lo establecido en el Numeral 5.5.2, el diseño debe establecer reglas de operación operación durante mantenimient mantenimientos os con el fin de evitar deterioros deterioros en la calidad de agua causados por desprendimientos de biopelículas y/o depósitos inorgánicos que puedan encontrarse al interior de las tuberías. tuberías. En particular, particular, el diseño debe seguir seguir las siguientes recomend recomendaciones aciones para para los mantenimientos hasta donde sea posible: 1. No cambia cambiarr de maner manera a drást drástic ica a la veloci velocida dad d en ningu ninguna na de las las tube tuberí rías as de la red de distribución. 2. Evitar Evitar aquellas aquellas operaci operacione oness de manteni mantenimie miento nto que impliquen impliquen el duplica duplicarr la velocida velocidad d en algunas de las tuberías de la red. 3. Tratar Tratar de evitar evitar la inversión inversión en en la dirección dirección de flujo flujo en las tuberí tuberías, as, debido debido a que el riesgo riesgo de desprendimientos de biopelículas y/o depósitos inorgáni cos aumenta. 4. Las Las oper operac acio ione ness de mant manten enim imie ient nto o debe deben n evit evitar ar la pertu perturb rbac ación ión de biopel biopelíc ícul ulas as y/o y/o depósitos inorgánicos, a menos que se trate una operación de lavado interno de la red.
5.12 5.12.8 .8 Uso Uso de los los prog progra rama mass de simu simula laci ción ón hidrá idrául ulic icaa de la red red de distribución Todas las operaciones de mantenimiento de la red de distribución deben estar basadas en el modelo matemát matemático ico utilizado utilizado durante la etapa de diseño. Por consiguiente, consiguiente, el diseñador diseñador debe hacer entrega del montaje de la red nueva o la ampliación de la red existente con el fin de que éste sea utilizado por las Empresas Públicas de Medellín como herramienta para planificación de operaciones operaciones de mantenimient mantenimiento o preventivo preventivo y correctivo correctivo.. Es obligación del diseñador diseñador verificar el correcto correcto montaje del modelo dentro dentro de los programas programas de simulación simulación hidráulica hidráulica establecido establecido por el SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín.
5.12.9 Uso de tecnologías tecnologías de información información para labores labores de mantenimiento mantenimiento Con respecto al uso de tecnologías de información para el mantenimiento de redes de distribución se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.10.10 de esta norma.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Capí Capítu tulo lo 6 ESTAC STACIO IONE NES S DE DE BO BOMBEO BEO Una estación de bombeo se proyecta cuando las alternativas de ampliación existentes y el aprovechamiento de la gravedad no sean factibles. Mediante el bombeo se eleva el nivel de la línea piezométrica para vencer la diferencia de altura topográfica, las pérdidas por fricción y las pérdidas menores en las tuberías.
6.1
ALCANCE
En este Capítulo se establecen los criterios básicos, los aspectos específicos y los requisitos mínimos mínimos que deben cumplir cumplir el diseño de las estaciones estaciones de bombeo bombeo del sistema sistema de acueducto acueducto de las EEPPM, con el fin de garantizar la seguridad, la confiabilidad, la durabilidad, la funcionalidad, la calidad del agua, la eficiencia, la sostenibilidad y la redundancia del del sistema. También se incluyen los aspectos que desde el diseño tengan influencia sobre los procesos de construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento de las estaciones de bombeo. La Tabla 6-37 muestra un esquema del contenido de este Ca pítulo:
Tabla 6-37 Esquema del contenido del Capítulo 6 "Estaciones de Bombeo" Componente Estudios Previos Condiciones Generales Parámetros de Diseño Diseño de las Estaciones de Bombeo Aspec specttos de la Pue Puest sta a en en March archa a de de la Estac stació ión n de de Bom Bombe beo o Aspectos de la Operación de la Estación de Bombeo Aspectos del Mantenimiento de la Estación de Bombeo Estaciones de Bombeo en Urbanizaciones. 6.2
Capítulo 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.6 6.7 6.8 6.9
ESTU STUDIOS PREVI EVIOS
6.1. 6.1.11 Conc Concep epci ción ón del del pro proye yecto cto Durante la concepción del proyecto de diseño de las estaciones de bombeo deben definirse los criterios técnicos y económicos que permitan comparar todas las alternativas posibles para la estación de bombeo, teniendo en cuenta tanto las consideraciones hidráulicas como las de costo de energía a lo largo del período de diseño del proyecto. Las estaciones de bombeo deben diseñarse d iseñarse con todas las estructuras y facilidades n ecesarias para garantizar garantizar su correcto correcto funcionamiento. funcionamiento. Estas estructur estructuras as deben incluir entre otros, otros, pozos de succión, bombas, válvulas de corte o cierre, válvulas de cheque, etc. Para la concepción del diseño del proyecto de la estación de bombeo se debe tener conocimiento de los siguientes aspectos: 1. Las Las esta estaci cion ones es de bomb bombeo eo exis existe tent ntes es con con el fin fin de dete determ rmin inar ar si es fact factib ible le el aprovechamiento de instalaciones antiguas y su posibilidad de ampliación. 2. Los datos datos geológicos geológicos de de la zona del del municipio municipio objeto objeto de diseño. diseño. 3. El func funcio iona nami mien ento to y las reglas reglas de oper operac ación ión de otro otross comp compone onent ntes es del del sist sistem ema a de acueducto, especialmente de los tanques de almacenamiento y/o compensación, y las
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P redes de distribución aguas abajo de ellos, incluyendo principalmente las instalaciones de macromedición de caudales y de estaciones reguladoras de presión, con el fin de lograr la compatibilidad de la estación de bombeo con el resto del sistema, especialmente en lo referente a su capacidad y operación. 4. La altura altura estática estática total total requerida requerida para para abastecer abastecer los los caudales caudales aguas abajo abajo de la estación estación de bombeo. 5. La capac capacida idad d requer requerida ida de la la estació estación n de bombeo bombeo.. 6. La energía energía disponible disponible en en el sitio sitio de de la estación estación de bombeo. bombeo. Para el diseño se debe tener en cuenta que los bombeos se deben realizar entre dos tanques, uno localizado aguas arriba, el cual debe ser un tanque de succión, aunque no necesariamente de almacenamiento, y el otro aguas abajo de la la estación de bombeo. Sin embargo, el diseño puede considerar la posibilidad de que aguas abajo de la estación de bombeo únicamente se cuente con un tanq tanque ue de comp compen ensa saci ción ón,, deja dejand ndo o el volum volumen en de agua agua alma almace cenad nada a en un tanq tanque ue de almacenamie almacenamiento nto localizado localizado aguas arriba de la estación estación de bombeo. En este caso, el tanque de compensación se debe operar a filo de agua en lo que respecta a la alimentación de la red aguas aguas abajo de éste.
6.1. 6.1.22 Infr Infrae aest stru ruct ctur uraa exis existe tent ntee Para el proceso de diseño deben identificarse las principales obras de infraestructura construidas y proyectadas dentro de la zona de influencia de la estación de bombeo que se va a desarrollar, tales como urbanizaciones y edificaciones cercanas, vías, sistemas de acueducto y de alcantarillado, y redes de otros servicios públicos, tales como energía, gas, teléfonos, etc.
6.1.3 6.1.3 Estudi Estudio o de de la la dema demand ndaa de de agu aguaa Para el diseño de la estación de bombeo se debe conocer el estudio de la demanda de agua para la zona del municipio objeto del diseño de la estación de bombeo. En caso de que no se disponga de esta información, se debe realizar el estudio teniendo en cuenta lo establecido en el Capítulo 3 “Población, Dotación y Demanda” de esta norma, para determinar la capacidad actual y futura de la estación de acuerdo con la red de distribución aguas abajo.
6.1.4 6.1.4 Aspect Aspectos os genera generales les de la zona zona El diseñador debe conocer todos los aspectos generales de la zona del municipio en la que se desarrollará la estación de bombeo. Como Como mínim mínimo o el diseña diseñador dor debe debe conoce conocerr la siguien siguiente te inform informació ación n refere referente nte a los aspect aspectos os generales de la zona: 1. El uso del suelo suelo y la distribució distribución n urbanística urbanística de la zona zona cercana cercana a la estación estación de bombeo. bombeo. 2. Los proyecto proyectoss de infrae infraestr struct uctura ura existent existente e y por construi construirr como como edific edificaci acione oness cercan cercanas, as, vías, redes de acueducto y otras redes de servicios públicos. 3. Tener Tener en cuenta cuenta megapro megaproyec yectos tos con el munici municipio pio,, planea planeació ción n y difere diferente ntess empresas empresas de servicios públicos. 4. Regímenes Regímenes de propieda propiedad d de los terren terrenos os donde se se proyecta proyecta la estació estación n de bombeo; bombeo; si son son propiedad privada, del Estado, Departamento o el Municipio. Municipio. 5. Sistema Sistema de drenaj drenaje e natural natural en la zona, zona, cauces, cauces, quebradas, quebradas, etc. etc. 6. El levantamien levantamiento to topográfic topográfico o planimétric planimétrico o de la zona del municipio municipio objeto objeto del diseño. diseño.
6.1. 6.1.55 Estu Estudi dios os top topog ográ ráfi fico coss Para Para propós propósito itoss de diseño, diseño, el diseñad diseñador or debe debe recopi recopilar lar entre entre otra, otra, la siguie siguiente nte inform informaci ación ón topográfica: 1.
Planos Planos aerofo aerofotog togram ramétr étrico icoss de la zona zona del municip municipio io donde donde va a diseña diseñarse rse la estaci estación ón de bombeo.
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2.
Planos Planos de catastr catastro o de todas todas las obras obras de infraest infraestruc ructur tura a existent existente e de la zona zona del municipio municipio donde se va a proyectar la estación de bombeo.
3.
Foto Fotogr graf afía íass aéreas aéreas existe existent ntes es para para la zona zona del del muni munici cipio pio objeto objeto del del diseñ diseño, o, que que inclu incluya yan n claramente la zona donde va a diseñarse la estación de bombeo.
4.
Los Los plan planos os de cata catast stro ro o inve invent ntar ario io de las rede redess que que teng tengan an relaci relación ón con la esta estaci ción ón de bombeo objeto del diseño.
5.
El levantamie levantamiento nto topográf topográfico ico planimétr planimétrico ico de la zona zona del municipio municipio objeto objeto del diseño, diseño, o de sus áreas de expansión, en el sistema de información geográfica del SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín y de los demás municipios atendidos por EEPPM.
Para el diseño de las estaciones de bombeo debe seguirse lo establecido en el manual de topografía de las Empresas Públicas de Medellín, “Alcances del trabajo y especificaciones para los levantamientos o localizaciones de trabajo de topografía en la investigación para diseño de redes de acueducto y/o alcantarillado, conducciones, impulsiones y obras civiles (plantas de tratamiento, tanque tanques, s, estaci estacione oness de bombeo bombeo,, edific edificaci acione ones, s, etc.)” etc.)”,, con el fin de hacer hacer los levant levantami amient ento o necesarios para el diseño de las estaciones de de bombeo. Se debe utilizar la versión del manual de junio de 2002, o aquella que la reemplace. En todos los casos se recomienda hacer levantamientos reales en campo, con propósitos de verificación.
6.1. 6.1.66 Cond Condic icio ione ness geoló geológi gica cass El diseñador debe conocer todas las condiciones geológicas y las características del subsuelo en las zonas donde se proyectará proyectará la estación de bombeo. Mediante Mediante el uso de planos geológicos, geológicos, deben identificarse las zonas de falla, de deslizamiento, de inundación y en general todas las zonas que presenten algún problema problema causado causado por aspectos aspectos geológicos, geológicos, a partir partir de los planos de microzonificación sísmica existentes. existentes. Se deben evitar alternativas alternativas de diseño en zonas claramente identificadas como zonas de deslizamiento. El diseñador debe conocer específicamente el nivel de amenaza sísmica de la zona donde se proyec proyectar tará á la estación. estación. En particul particular ar debe tenerse tenerse en cuenta cuenta lo establ estableci ecido do en la norma norma sismorresistente NSR-98, o aquella que la reemplace, con respecto a los niveles de amenaza sísmica de las diferentes zonas del territorio de los municipios atendidos por EEPPM.
6.1.7 6.1.7 Dispon Disponibi ibilid lidad ad de energí energíaa El diseño debe estudiar las condiciones de suministro de energía eléctrica, incluyendo la capacidad de la red de energía eléctrica en la zona en donde se construirá la estación de bombeo, la demanda de energía de la estación de bombeo, la frecuencia de interrupciones en el servicio de energía, el sitio más cercano para tomar la energía, el voltaje, el ciclaje y el costo del kilovatio hora. El diseño debe incluir el estudio del posible uso de una generación propia de energía eléctrica de la estación de bombeo siempre y cuando ésta resulte como la alternativa más económica. En el caso en que se considere necesario, el diseño debe incluir una planta generadora alternativa con disposición permanente para el caso de emergencias.
6.1.8 6.1.8 Calida Calidad dd del el agua agua a ser bombea bombeada da El diseño debe incluir un estudio de la calidad del agua que va a ser bombeada, teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, con el fin de evaluar la vulnerabilidad de las bombas y de los accesorios que entren en contacto con el agua.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Antes de proceder al desarrollo del diseño de una estación de bombeo, el diseñador debe conocer las características de calidad del agua y su evolución a partir de las plantas de tratamiento y hasta su llegada a los tanques de succión, almacenamiento y/o compensación, localizados aguas arriba de las bombas. Debe hacer uso de la información sobre calidad de agua existente en EEPPM, y en caso de que se considere necesario o no exista esta información, el diseñador debe hacer uso de un programa de modelación de calidad de agua en la red, como se indica en el Numeral 4.5.4, partiendo de la calidad de agua entregada a la salida de las plantas.
6.1. 6.1.99 Estu Estudi dio o de de suel suelos os Para el diseño de las estaciones de bombeo se debe seguir lo establecido en el Capítulo G2, “Aspectos “Aspectos Geotécnicos Geotécnicos”” del Título G del RAS 2000, o aquel que lo reemplace. En todo caso se debe debe consid considera erarr la ayuda ayuda de un especi especialis alista ta en Geotec Geotecnia nia que indiqu indique e aquello aquelloss estudio estudioss adicionales a los mínimos establecidos por el RAS, en su versión vigente. Adicion Adicionalm alment ente, e, el diseño diseño debe debe recopil recopilar ar la inform informaci ación ón sobre sobre sondeo sondeoss que exista existan n en las Empresas Públicas de Medellín y que hayan sido hechos para el desarrollo o construcción de otras obras en la zona del municipio objeto del diseño de la estación de bombeo.
6.2 6.2
COND CONDIC ICIO IONE NES S GEN GENERAL ERALES ES
La estación de bombeo, desde su etapa de diseño, debe cumplir con ciertas características y condiciones básicas, las cuales se muestran a continuación:
6.2.1 6.2.1 Recome Recomenda ndacio ciones nes de seguri seguridad dad y protec protecció ción n El diseño de la estación de bombeo debe asegurar que ésta se ubique en un sitio estable con respecto a fenómenos erosivos, fenómenos de deslizamientos o fallas de taludes, y en general fenómenos de movimiento de suelos causados por fallas geológicas. También se debe asegurar que la estación de bombeo no se vea afectada por la calidad del agua que circula por ella. En especial, deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: 1. Dur Durant ante la oper operac ació ión n norm normal al de la estac stació ión n de bom bombeo beo no debe deben n pres prese entar ntarsse inundaciones inundaciones,, para lo cual la edificación edificación debe contar contar con los drenajes adecuados. adecuados. En el caso en que exista un pozo de succión, éste debe incluir un nivel de protección contra excesos de caudal provenientes de la red de conducciones, causados por fallas en los sistemas de control, y eventualmente por fallas en la evacuación del caudal. 2. En el caso de de que la estación estación de bombeo bombeo cuente cuente con con una subestació subestación n eléctrica, eléctrica, el diseño diseño debe incluir un pararrayos con las conexiones adecuadas a tierra con el fin de proteger los equipos contra la posibilidad de caídas de rayos. 3. El diseño diseño de la estación estación de bombeo bombeo debe incluir incluir los dispositiv dispositivos os necesarios necesarios para para extinguir extinguir incend incendios, ios, ubicad ubicados os en los lugare lugaress adecua adecuados, dos, los cuales cuales deben deben estar estar perfec perfectam tament ente e señalizados. 4. El diseño diseño debe tener tener en cuenta cuenta todas todas las medidas medidas de seguridad seguridad necesa necesarias rias para para evitar el acceso acceso de person personas as extrañ extrañas, as, difere diferente ntess a aquell aquellas as encarg encargada adass de la operac operación ión y mantenimiento, mediante los cerramientos apropiados. 5. Con el fin fin de prevenir prevenir eventos eventos de contam contaminación inación de de las aguas de de bombeo, bombeo, el diseño diseño debe tener en cuenta que la estación de bombeo debe quedar localizada en sitios alejados de cualquier posible fuente de contaminación, especialmente en zonas en las cuales la estación se encuentre por debajo del nivel freático. ESTACIONES DE BOMBEO
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6.2. 6.2.22 Pres Presio ione ness de distr distrib ibuc ució ión n En caso de que la estación de bombeo, de acuerdo con las condiciones establecidas por las Empres Empresa a Públic Públicas as de Medellí Medellín, n, incluy incluya a la distrib distribuci ución ón de agua agua potabl potable e a partir partir de tuberí tuberías as conectadas a la red de impulsión de las bombas, es decir, un bombeo a la red, el diseño debe tener en cuenta que las presiones producidas en los diferentes puntos de dicha red de distribución no pueden superar los máximos establecidos establecidos por esta norma. Esta condición de bombeo a la red debe verificarse haciendo uso del modelo matemático del sistema de acueducto como se indica en el Numeral 4.5.2.
6.2.3 6.2.3 Vulner Vulnerabi abilid lidad ad y amenaz amenazaa sísmi sísmica ca Con propósitos de diseño de estaciones de bombeo, es necesario conocer el nivel de amenaza sísm sísmic ica a de la zona zona en la cual se const constru ruir irá á la estaci estación ón.. Se debe tener tener en cuen cuenta ta todo lo establecido establecido en la Norma Sismorresiste Sismorresistente nte Colombiana NSR-98, o aquella aquella que la reemplace, reemplace, con respecto a los niveles de amenaza sísmica en las diferentes zonas de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. Las estaciones de bombeo son vulnerables a la deformación del suelo causada por problemas geotécnicos, geológicos y/o topográficos. El diseño diseño debe establecer el nivel de vulnerabilidad. En caso de que por razones geológicas, topográficas, sísmicas o cualquier otro tipo de factor se considere que la estación de bombeo tiene una alta vulnerabilidad, el diseño debe tener en cuenta que ésta sea fácil y rápida de reparar en caso de daños. Con el fin de disminuir la vulnerabilidad frente a fenómenos sísmicos, los materiales de tuberías y de sus acceso accesorio rios, s, deben deben estar estar diseñad diseñados os para para soport soportar ar los esfuer esfuerzos zos de tensió tensión n y corte corte generados por el sismo de diseño, aplicables a los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín.
6.2.4 6.2.4
Facili Facilidad dad de acceso acceso y reti retiros ros
En la estación de bombeo, el diseño debe dejar los accesos necesarios para efectuar las labores de mantenimiento, en particular el diseño debe tener en cuenta todos aquellos aspectos necesarios para la movilización de los equipos electromecánicos tales como puertas de acceso, rampas, puentegrúas puentegrúas,, etc. Por otro lado, el diseño diseño de la estación estación de bombeo debe propender propender porque porque las labores de mantenimiento de la estación de bombeo no afecten la prestación del servicio del sistema de acueducto. Con respecto a los retiros, el ancho debe ser el mínimo que permita en forma cómoda realizar las tareas de inspección y mantenimiento mantenimiento de las estaciones de bombeo y sus tanques tanques asociados. El ancho de los retiros debe fijarse con base en la geometría de la estación de bombeo y los tanques, el espacio ocupado por los componentes de la estación de bombeo, la facilidad de acceso y el espacio para maniobras de los equipos. En todo caso se recomienda que el ancho de los retiros no sea inferior a 10 m.
6.3
PARÁMETR ETROS DE DE DI DISEÑ SEÑO
6.3. 6.3.11 Perí Períod odo o de dis diseñ eño o El período de diseño para las estaciones de bombeo de las Empresas Públicas de Medellín debe ser de 30 años.
6.3. 6.3.22 Caud Caudal al de dise diseño ño La capacidad de la estación de bombeo depende de la forma en que se efectúe el bombeo, el cual se puede realizar hacia un tanque o, en casos excepcionales previamente aprobados por EEPPM, se puede realizar incluyendo abastecimiento a una red de distribución conectada directamente a la tubería de impulsión.
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Para el caso de bombeos hacia un tanque se debe cumplir lo siguiente: 1. Si es a un tanque tanque de almace almacenam namien iento, to, el caudal caudal de diseño diseño es el Caudal Medio Medio Diario Diario Qmd definido en el Numeral 3.7.1 de esta norma. En caso de que el bombeo no se realice en forma continua durante 24 horas, el caudal de diseño corresponderá al Q md multiplicado por el factor de horas de bombeo. 2. Si es a un tanque tanque de compensa compensació ción, n, el caudal caudal de diseño diseño es el Caudal Caudal Máximo Máximo Horari Horario o QMH, definido en el Numeral 3.7.3 de esta norma. Para Para casos casos excepc excepcion ionale aless de bombeo bombeoss que incluya incluyan n abaste abastecim cimien iento to direct directo o a una red de distribución de agua potable, el caudal de diseño debe ser el Caudal Máximo Instantáneo el cual es mayor que el Caudal Máximo Horario (QMH) ya que debe atender no solamente la demanda, sino los caudales para el control de incendios y las fugas no detectables en el sistema de acueducto.
6.3. 6.3.33 Tiem Tiempo po de bo bomb mbeo eo El tiempo de bombeo recomendado para el caudal de diseño es de 18 h/día; sin embargo este valor puede ajustarse a partir de una evaluación económica con base en el costo del bombeo por hora.
6.3. 6.3.44 Cali Calida dad d de de agu aguaa Para efectos de los cálculos de la evolución de la calidad del agua, el diseño debe tener en cuenta los coeficientes de decaimiento establecidos en el Numeral 4.4.4 de esta norma.
6.3 6.3.5 Mate Materi rial ales es 6.3. 6.3.5. 5.11 Mate Materi rial ales es de las las b bom omba bass Los materiales de las bombas incluyendo sus impulsores, sus carcasas y otros componentes, deben ser seleccionados de acuerdo con las características del agua que va a bombearse y teniendo en cuenta la temperatura, conductividad y capacidad de corrosión del agua. El material de las bombas y de los diferentes componentes deben resistir los efectos de corrosión que el agua agua pueda pueda causar causar en ellos. En genera general,l, los materia materiales les aceptad aceptados os por las Empresa Empresass Públicas de Medellín incluyen los siguientes: hierro fundido, acero inoxidable, acero al carbón, acero fundido y hierro dúctil. Para los accesorios de la bomba se permite usar latón y bronce. Todos Todos los materi materiales ales utiliz utilizado adoss deben deben estar estar certif certifica icados dos por normas normas técnic técnicas as nacion nacionales ales o internacionales aprobadas por EEPPM.
6.3. 6.3.5. 5.22 Mate Materi rial ales es d dee las las tub tuber ería íass Los materiales aceptados por las Empresas Públicas de Medellín para las tuberías de succión y de impulsión en sus estaciones de bombeo incluyen los siguientes: hierro dúctil (HD), polivinilo de cloruro (PVC) RDE 13.5, poliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP), concreto reforzado con o sin cilindro de acero (CCP). En la Tabla 4-12 del Numeral 4.4.6 se incluyen las características características de los materiales de las tuberías y en la Tabla 4-13, las no rmas técnicas respectivas. Con respecto respecto a los materiales materiales de las tuberías tuberías se debe cumplir cumplir con lo establecido establecido en el Capítulo 7 “Red “Redes es de Dist Distri ribuc bució ión, n, Acom Acomet etid idas as y Cond Conduc ucci cion ones es de Acue Acuedu duct ctos” os”,, de las “Nor “Norma mass y Especificaciones Generales de Construcción en Redes de Servicio” de las Empresas Públicas de Medellín.
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6.3. 6.3.66 Núme Número ro de Bomb Bombas as El número número de bombas bombas en la estació estación n de bombeo bombeo debe definirse definirse desde la etapa etapa de diseño diseño de acuerdo acuerdo con la capacidad capacidad requerida requerida y la energía energía disponible. disponible. El número de bombas debe estar estar sujeto al análisis de generación de alternativas descrito descrito en el Numeral 6.4.15. De todas formas el número mínimo de bombas es dos. En caso en que de acuerdo con la capacidad requerida se necesite una sola bomba, se deberá mantener una bomba para operación regular y la otra en reserva, reserva, y cada una con capacidad capacidad igual a la de diseño. En el caso de que se requieran requieran 3 o más bombas, bombas, el diseño siempre siempre debe incluir una unidad de bombeo adicional como reserva, por cada tres bombas empleadas.
6.3. 6.3.77 Tipo Tipo de Bomb Bombas as Desde la etapa de diseño, las bombas deben seleccionarse de forma tal que se obtenga la capacidad y la altura dinámica requeridas, establecidas por el punto de operación al considerar las curvas características del sistema de bombeo y del sistema de tuberías de impulsión. El dimensionamiento y la selección del tipo de bombas debe hacerse en conjunto con la tubería de impulsión y con el tanque de almacenamiento de aguas abajo, buscando siempre la condición de costo costo mínimo mínimo,, incluy incluyend endo o los costos costos inicial iniciales, es, los costos costos de constr construcc ucción ión,, de operac operación ión,, de expa expans nsió ión n y de mant manten enim imie ient nto, o, sigui siguiend endo o lo esta establ blec ecid ido o en el análi análisi siss de gener generaci ación ón de alternativas descrito en el Numeral 6.4.15 de esta esta norma. Adicionalmente deben tenerse en cuenta las normas técnicas NTC 1775 y las normas AWWA E 101. El diseño debe tener en cuenta los siguientes criterios para la selección del tipo de bombas: 1. 2. 3. 4.
El espacio espacio requerido requerido para para la instalación instalación de las las bombas dentro dentro de la la estación estación de bombeo. bombeo. La forma forma de operación operación prevista prevista de las bombas, bombas, en serie serie o en paralelo. paralelo. La variación variación en en los niveles niveles máximo máximo y mínimo mínimo en en el pozo de succión succión y en la la descarga, descarga, La variación variación de los caudales caudales bajo bajo las diferentes diferentes condicion condiciones es de operación operación hidráulica hidráulica de la estación de bombeo. 5. El tiem tiempo po de de opera operació ción n de las bombas bombas.. 6. La compati compatibili bilidad dad con otros otros equipos equipos de bombeo existe existente ntess en las Empresa Empresass Públicas Públicas de Medellín. 7. El nivel nivel del ruido generado generado por la operació operación n de las las bombas. bombas.
6.3. 6.3.88 Pozo Pozo de su succ cció ión n 6.3.8. 6.3.8.11
Dimensi Dimensiona onamie miento nto del pozo pozo de de succ succión ión
En caso de que se tenga un pozo de succión independiente de un tanque de almacenamiento, éste se debe diseñar con un caudal igual o superior a la suma de los caudales de diseño de las bombas. En cuanto a la forma del del pozo, deben seguirse las siguientes recomendaciones: recomendaciones: 1. La entrada entrada de agua al pozo no debe produc producir ir turbulen turbulencias cias,, para lo cual se recomien recomienda da hacerla por medio de compuertas o conductos sumergidos. 2. La forma forma y dimensi dimensiones ones del pozo pozo no puede puede interfe interferir rir con el buen funcion funcionami amient ento o de las bombas. Se deben seguir las recomendaciones de los fabricantes de éstas. 3. Deben Deben evita evitarse rse la la formac formación ión de de vórtic vórtices. es. 4. El pozo no debe debe tener tener cambios cambios geométricos geométricos pronunci pronunciados, ados, cambios cambios brusco bruscoss de dirección dirección del flujo, pendientes pronunciadas y formas rápidamente divergentes. 5. El diseño diseño debe prever prever un espacio espacio para la instala instalación ción y montaje montaje de los equipos equipos de bombeo y sus tuberías de succión, así como para las futuras labores de inspección y mantenimiento. 6. La entra entrada da de agua agua al pozo pozo debe debe esta estarr por por debajo debajo del nivel nivel de agua agua en la tube tuberí ría a de succión. 7. La distribuc distribución ión de velocidad velocidades es de flujo flujo de entrada entrada a cada cada bomba bomba debe ser lo más uniform uniforme e posible. ESTACIONES DE BOMBEO
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6.3. 6.3.8. 8.22 Sume Sumerg rgen enci ciaa de de las las bomb bombas as La sumergencia mínima de la tubería de succión debe ser mayor a dos veces su diámetro pero nunca inferior a 0.5 m. 6.3.8.3 6.3.8.3 Distancia Distancia entre el fondo fondo y/o y/o paredes paredes y la boca de la tubería tubería de succión succión La distancia entre el fondo y/o paredes del pozo de succión y la boca de la tubería de succión debe estar entre 0.5 y 1.5 veces el diámetro de la tubería de succión, pero no puede ser inferior a 0.25 m. 6.3. 6.3.8. 8.44 Velo Veloci cida dad d de de entr entrad adaa La velocidad velocidad de entrada al pozo de succión no debe ser mayor a 0.7 m/s. Se recomienda recomienda tener una velocidad de 0.5 m/s para las condiciones normales de operación. 6.3. 6.3.8. 8.55 Disp Dispos osit itiv ivos os comp comple leme ment ntar ario ioss El pozo de succión debe contar con las tuberías tuberías y válvulas necesarias para su drenaje. drenaje. El diseño debe contemplar siempre un vertedero de exceso de agua en el pozo de succión.
6.3.9 6.3.9 Diámet Diámetros ros de de tubería tuberíass de impuls impulsión ión y succ succión ión El diámetro de las tuberías tuberías de impulsión impulsión y succión succión en una estación estación de bombeo bombeo debe obedecer obedecer al análisis económico hecho utilizando un programa de computador en el cual se analice el costo de la energía energía de bombeo versus el costo costo de la tubería y el sistema aguas aguas abajo de la bomba. Sin embargo, los diámetros de las tuberías de succión y de impulsión no pueden ser menores que los admitidos por el equipo de bombeo. bombeo. El diseño debe recomendar que el diámetro de la tubería de de succión sea mayor que el de la tubería de impulsión en por lo menos 50 mm. En caso de que el diámetro de la tubería tubería de succión succión sea mayor que el de admisión admisión de la bomba, debe ponerse una reducción excéntrica con su parte superior horizontal.
6.3.10 Velocidades en tuberías de impulsión y succión succión 6.3.10 6.3.10.1 .1 Tub Tuberí erías as de de succi succión ón La velocidad máxima en tuberías de succión depende del diámetro, y debe establecerse teniendo en cuenta el cálculo de la altura neta neta de succión positiva positiva (NPSH). También También se debe seguir lo establecido en la Tabla 6-38 mostrada a continuación: Tabla 6-38 Velocidad máxima máxima aceptable en la tubería de de succión, según el diámetro (Tomado del RAS 2000) Diámetro de la tubería de succión (mm) 50 75 100 150 200 250 300 Mayor que 400
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Velocidad máxima (m/s) 0.75 1.00 1.30 1.45 1.60 1.60 1.70 1.80
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La velocidad mínima en las tuberías de succión debe ser de 0.5 m/s.
6.3.10 6.3.10.2 .2 Tub Tuberí erías as de impul impulsió sión n La velocidad máxima en las tuberías de impulsión debe ser menor a 6 m/s. Sin embargo, esta velocidad máxima debe estar justificada por un análisis de generación de alternativas, tal como lo establecido en el Numeral 6.4.15 de esta norma. La velocidad mínima en las tuberías de impulsión debe ser de 1.0 m/s.
6.3.11 6.3.11 Instalació Instalación n de tuberías tuberías Con respecto a la instalación de las tuberías de succión y en especial a las de impulsión se debe segu seguir ir lo esta estable bleci cido do en los nume numera rales les 4.6. 4.6.3 3 “Col “Coloc ocac ació ión n y nivel nivelac ación ión de las las tube tuberí rías as de conducciones” y 4.6.5 “Instalación “Instalación de las tuberías”, de esta esta norma. Adicionalmente, en todos los casos, las tuberías de impulsión y succión de las estaciones de bombeo deben cumplir con lo establecido en el Capítulo 7 de las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín, en su especificación 704.
6.3.12 6.3.12 Distancias Distancias a otras otras redes redes Con respecto a las distancias mínimas entre las tuberías de succión y las de impulsión a otras redes de servicios públicos se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.6.6 “Distancias mínimas a otras redes de servicios públicos”, públ icos”, de esta norma.
6.3.13 6.3.13 Sala Sala de bombas bombas En el diseño, las dimensiones de la sala de bombas deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones: 1. El tamaño tamaño de la sala sala debe ser sufici suficient ente e para alojar alojar el conjunto conjunto o los conjunto conjuntoss bombabombamotor y los equipos de montaje. montaje. Las dimensiones deben permitir la facilidad de circulación, circulación, montaje y desmontaje de los equipos, y dado el caso el movimiento de todas las unidades de bombeo. 2. Las dimension dimensiones es de la sala sala de bombas bombas deben deben ser ser compatible compatibless con las del pozo pozo de succión succión con el fin de asegurar una adecuada distribución de la obra civil, buscando al mismo tiempo minimizar los costos.
6.3.14 6.3.14 Generación Generación y control control de ruido ruido El diseño de la estación de bombeo debe cumplir con lo establecido en la Resolución 8321 del 4 de Agosto de 1983, o aquel que la reemplace, del Ministerio de Salud Pública, por el cual se dictan normas sobre protección y conservación de la audición, de la salud y el bienestar de las personas, por causa causa de la producc producción ión y emisión emisión de ruidos ruidos.. En particu particular lar se debe tener tener en cuenta cuenta lo establecido por el Artículo 17 del Capítulo 2, el cual dice: “Artículo 17: Para prevenir y controlar las molestias, las alteraciones y las pérdidas auditivas ocasionadas a la población por la emisión de ruidos, se establecen los niveles sonoros máximos permisibles incluidos en la siguiente tabla:
Tabla 6-39 Nivel de presión sonora en dB (A) ZONAS RECEPTORAS Zona I Residencial Zona II Comercial Zona III Industrial Zona IV de tranquilidad ESTACIONES DE BOMBEO
Período diurno 7:01 a.m. – 9:00 p.m 65 60 70 45
Período nocturno 9:01 p.m. – 7:00 a.m. 45 60 75 45 187
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Parágrafo 1: Para efectos del presente artículo, la zonificación contemplada en la tabla anterior corresponde a aquella definida o determinada por la autoridad competente en cada localidad y para cada caso. Parágrafo 2: Denomínese ZONA 4- DE TRANQUILIDAD, el área previamente designada donde haya necesidad de una tranquilidad excepcional y en la cual el nivel equivalente de ruido no exceda de 45 dB (A). Parágrafo Parágrafo 3: Cuando Cuando el predio originador o fuente emisora del sonido puede ser identificado identificado y el ruido medido afecta a más de una zona, se aplicará el nivel de sonido de la zona receptora más restrictiva.”
6.3.15 6.3.15 Generación Generación de alternat alternativas ivas Siempre que se diseña una estación de bombeo, existen varias alternativas de combinación potencia de bomba, diámetro de tubería de impulsión y material de tubería impulsión, las cuales cumplen con las condiciones hidráulicas de caudal de bombeo y altura estática entre los tanques de almacenamiento aguas arriba y aguas abajo. Por consiguiente, el diseño de la estación de bombeo debe buscar la alternativa óptima económica de combinación de los diferentes diámetros y materiales de tubería de impulsión, potencia de las bombas y consumo de energía de éstas a lo largo del período de diseño y que cumpla con todas las restricciones hidráulicas. El diseño se debe hacerse para todos los materiales, que cumplan con las especificaciones técnicas del proyecto, establecidos en el Numeral 6.4.5.2 para tuberías y en el Numeral 6.4.5.1 para bombas y el cálculo del diámetro de cada alternativa debe seguir lo establecido en el Numeral 6.5.3 de la presente norma. Las alternativas deben basarse en criterios hidráulicos y deben ser evaluadas dentro de un proceso de optimización financiera que permita escoger aquella de menor costo, la cual debe ser objeto del diseño diseño defini definitiv tivo. o. En partic particular ular,, el diseño diseño debe debe asegur asegurar ar que bajo bajo las difere diferente ntess formas formas de operación, las bombas y motores operen en puntos cercanos a su eficiencia máxima. Para el cálculo del diseño óptimo económico que cumpla con las restricciones hidráulicas, se podrá utiliz utilizar ar cualqu cualquier ier progra programa ma comerc comercial ial de análisi análisiss de redes redes que incluy incluya a el diseño diseño optimi optimizad zado o mediante técnicas de inteligencia artificial, tales como algoritmos genéticos, lógica difusa, sistemas expertos, etc. incluyendo los costos de materiales, los costos de instalación y los costos de operación y mantenimiento a lo largo del período de diseño del proyecto.
6.4 6.4
DISE DISEÑO ÑO DE DE LAS LAS EST ESTAC ACIO IONE NES S DE BOM BOMBE BEO O
6.4.1 Bombas 6.4.1.1 Potencia La potencia requerida por la bomba debe ser la suficiente para obtener la capacidad del sistema bajo la condición condición de caudal máximo de operación. operación. Esta potencia potencia se calcula de acuerdo acuerdo con la Ecuación 6.42. P =
Qγ H η
Ecuación 6.42
donde P Q γ
Potencia requerida por la bomba (W) Caudal de operación (m³/s) Peso específico del agua (N/m³)
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Altura total de bombeo incluyendo la altura topográfica, las pérdidas por fricción y las pérdidas menores existentes en las tuberías de impulsión (m) Eficiencia del bombeo.
H η
6.4.1. 6.4.1.22 Cabeza Cabeza neta neta de succió succión n posi positiv tivaa (NPSH (NPSH)) La altura neta de succión positiva disponible se debe calcular de acuerdo con la siguiente ecuación: NPSH
P atm P v disp = H − h − es f ρ⋅ g ρ⋅ g
Ecuación 6.43
donde Presión atmosférica (Pa) 12 Altura estática de succión (incluyendo su signo) (m) Pérdidas por fricción (m) Presión de vapor (Pa) Densidad del agua (kg/m3) Aceleración de la gravedad (m/s 2)
P atm atm H es es hf P v v ρ g
La altura neta de succión positiva requerida por el fabricante debe ser menor que el valor disponible en la instalación en por lo menos un 20%, para las condiciones más adversas de operación. operación. En ningún caso caso la diferenci diferencia a puede ser menor menor que 0.5 0.5 m. Para todos todos los caudales caudales previstos debe verificarse que no ocurra e l fenómeno de cavitación.
6.4. 6.4.1. 1.33 Ecua Ecuaci cion ones es de las las b bom omba bass La ecuación de la bomba debe ser suministrada suministrada por el fabricante fabricante de estos equipos. equipos. En caso de que esta ecuación no exista, el fabricante debe suministrar la curva de operación de la bomba y el diseñador diseñador debe hacer un análisis de regresión regresión numérica con el fin de obtener la ecuación. ecuación. Esta debe tener la forma establecida en la Ecuación 6.44 mostrada a continuación: H = AQ AQ 2
+ BQ BQ + C
Ecuación 6.44
donde Altura dinámica total de bombeo, incluyendo la altura topográfica, las pérdidas por fricción y las pérdidas menores en la tubería de impulsión. (m) Caudal de bombeo (m3/s) Q A, B, C Coeficientes de la ecuación. H
6.4. 6.4.22 Ecua Ecuaci ción ón de dell sis siste tema ma En el caso de que el bombeo únicamente incluya una tubería de impulsión hacia un tanque de almace almacenam namien iento to y/o y/o compen compensac sación ión aguas aguas abajo, abajo, la ecuaci ecuación ón del sistem sistema a se debe debe obtene obtener r utilizando la ecuación de Darcy-Weisbach en conjunto conjunto con la ecuación de Colebrook-White. Para el uso de estas ecuaciones se debe utilizar la metodología establecida en el Numeral 4.5.3 de esta norma al igual que los coeficientes de rugosidad absoluta definidos en el mismo numeral. Alternativamente se puede utilizar la ecuación de Hazen-Williams de acuerdo con lo establecido en el Numeral 4.5.3.3 de esta norma. Para calcular la curva del sistema se debe hacer uso de la siguiente ecuación que relaciona el caudal a través de la tubería de descarga con la altura dinámica total. Calculada como la diferencia de altura entre el plano de referencia de la NPSH, de acuerdo con las normas normas ISO2548 ISO2548 o DIN 1994 4, o cualquier otra norma internacional internacional equivalente, equivalente, y el nivel del agua mínimo en el pozo de succión. 12
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H = H T
+ ∑h f + ∑H m
Ecuación 6.45
donde H H T T
hf H m
Altura dinámica total. Corresponde a la diferencia de altura entre entre la entrada y la salida de la bomba (m) Dife Difere renc ncia ia topo topogr gráf áfic ica a máxim áxima a entr entre e el nive nivell del del agua agua míni mínimo mo en el tanq tanque ue de alma almace cena nami mien ento to de agua aguass arri arriba ba y el nive nivell de agua agua máxi máximo mo en el tanq tanque ue de almacenamiento de aguas abajo (m) Pérdidas por fricción en las tuberías de impulsión y succión (m) Pérdida Pérdidass menore menoress causad causadas as por todos todos los accesor accesorios ios en las tuberí tuberías as de succió succión n e impulsión (m)
Para el cálculo de las pérdidas menores menores se debe seguir lo establecido establecido en el Numeral 4.5.3.2. En el caso de que aguas abajo de la bomba exista una red de distribución de agua potable, el diseñador debe utilizar un programa de análisis hidráulico de sistemas de acueducto basado en el método del gradiente descrito en el Numeral 5.5.2 con el fin de obtener la ecuación del sistema para las diferentes diferentes condiciones condiciones de operación operación del bombeo y de demanda de agua en el sistema. Este análisis debe incluir los períodos de caudal máximo de consumo y el período de caudal mínimo de consumo durante horas de la noche.
6.4.3 Diámetros Diámetros de las las tuberí tuberías as de impulsión impulsión y succión succión Para predefinir el diámetro más económico de las tuberías de impulsión y descarga de una estación de bombeo, se debe hacer uso de la siguiente ecuación: De X
K ( XQ ) 1 / 2
= =
(t / 24 )
1/ 2
Ecuación 6.46
donde t Q De K
Es el número de horas d e bombeo por día (h/día) Es el caudal de bombeo (m3/s) Es el diámetro interior (m) Es un coeficiente que varía entre 1.2 y 1.6.
Este último coeficiente es función del costo de la tubería y el costo del kilovatio hora de energía eléctrica. Las Empresas Públicas de Medellín Medellín deben establecer para cada caso cuál es el valor de este coeficiente coeficiente que debe ser utilizado utilizado para un prediseño particular. particular. El diámetro diámetro definitivo de las tuberías de impulsión en una estación de bombeo debe obedecer al análisis económico de las alternativas generadas, utilizando un programa de computador en el cual se analice el costo de la energía de bombeo versus el costo de la tubería y el sistema aguas abajo de la bomba.
6.4. 6.4.44 Corr Corros osió ión n en en tub tuber ería íass Con respecto a las tuberías de impulsión y descarga conformadas por materiales metálicos, ninguna ninguna parte metálica metálica del sistema debe estar estar en contacto directo directo con el agua. En el caso de tuberías de acero se debe utilizar recubrimiento interno y externo en mortero como se indica en el Numeral 6.5.5. En el caso de tuberías con diámetros inferiores a 300 mm se debe utilizar pinturas epóxic epóxicas as al interi interior or de la tubería. tubería. En caso de que económi económicam cament ente e sea posible posible utilizar utilizar la altern alternati ativa va de aceros aceros inoxidab inoxidables les,, ésta ésta es la mejor mejor opción opción.. Todas Todas las protecci protecciones ones contra contra la corrosión tanto interna como externa en las tuberías de impulsión y/o succión deben cumplir con lo estipulado en las normas AWWA, DIN ó ISO. Adicionalmente, los materiales y recubrimientos que conformen los diferentes accesorios de las tuberías de succión y descarga y las bombas en sí deben ser resistentes a la posibilidad de corrosión. Si el acero es el material más adecuado adecuado o la única opción, se debe buscar que éste sea acero inoxidable.
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6.4.5 6.4.5 Recubr Recubrimi imient entos os y protec protecció ción n de tuberí tuberías as Con respecto al recubrimiento y protección de tuberías de impulsión y succión se debe seguir lo establecido en el Numeral 4.5.6 “Recubrimiento y protección de tuberías”, de esta norma.
6.4.6 6.4.6 Golpe Golpe de Ariete Ariete en en estaci estacione oness de bomb bombeo eo El diseño de la estación de bombeo debe tener en cuenta el efecto de golpe de ariete causado por interrupciones en el suministro de energía eléctrica y la consecuente interrupción del flujo de agua. El cálculo de golpe de ariete se debe hacer de acuerdo con lo establecido en el Numeral 4.5.9 de estas estas normas. normas. En todos los casos casos deben calcular calcularse se la sobresobre-ele elevac vación ión de presio presiones, nes, las subpresione subpresioness y la velocidad velocidad de la onda de compresión. compresión. El análisis debe hacerse hacerse para el caudal máximo máximo bajo las diferentes diferentes formas formas de operación de la estación estación de bombeo. Los métodos métodos de cálculo pueden incluir el método de las características o métodos de elementos finitos, en los cuales se considere el agua como un medio elástico. En todo caso, en las estaciones estaciones de bombeo bombeo se debe disponer disponer de mecanismos mecanismos para el control del fenómeno del golpe de ariete, tales como volantes de inercia, válvulas anti-golpe de ariete, tanques hidroneumáticos y/o almenaras; en el programa de cálculo de golpe de ariete se deben simular estos mecanismos de control de subpresiones y sobrepresiones. Se recomienda que las sobrepresiones máximas no superen más del 30% de la altura dinámica total, total, y en lo posible se deben evitar presiones presiones negativas negativas en las tuberías. tuberías. Adicionalmen Adicionalmente, te, no se permite utilizar válvulas anticipadoras o de cheque como mecanismos de control del golpe de ariete.
6.4. 6.4.77 Efic Eficie ienc ncia ia de dell bom bombe beo o El diseño debe asegurar que para todas las posibles condiciones de operación de las bombas, éstas trabajen en o cerca de su punto de máxima eficiencia, de acuerdo con la curva de eficiencia suminis suministra trada da por el fabrican fabricante te del equipo equipo.. El punto punto de operac operación ión del sistema sistema de bombeo bombeo corr corres espo ponde nde al cruc cruce e de las curv curvas as de las bombas bombas y del del sist sistem ema, a, para para cualq cualquie uiera ra de las las condiciones de operación de bombeo, ya sea en serie o en paralelo. Este punto de operación se debe obtener a partir de las alturas piezométricas, con base en las cuales se debe estimar la altura dinámica total y el caudal de bombeo. Esta condición de operación se debe comparar con el punto de operación inicial para establecer posibles problemas de la bomba o del sistema. Para el diseño de las estaciones de bombeo se deben evitar las curvas de doble pendiente teniendo en cuenta los siguientes puntos: 1. Si se está dentr dentro o de la zona de doble opera operativ tividad idad,, es necesari necesario o tener en cuent cuenta a que a cualquier altura (H) le corresponden dos val ores de caudal (Q). 2. Si se está por por debajo debajo o por fuera fuera de la zona de doble doble operati operativid vidad, ad, a cualqui cualquier er punto punto de altura (H) de la curva le corresponde un solo caudal (Q) y la bomba trabaja con su mayor eficiencia. 3. La zona zona de máxima máxima eficienci eficiencia a del bombeo bombeo siempre siempre se encuen encuentra tra por por fuera fuera de la zona zona donde se presenta la doble operatividad. 4. Cuando Cuando se tienen dos dos bombas trabaja trabajando ndo simultánea simultáneamente mente,, existe existe la tendencia tendencia a trabajar trabajar en la zona de doble operativida operatividad. d. El diseño debe controlar controlar esto disminuyendo disminuyendo la altura estática de bombeo.
6.4.8 Válvulas Válvulas y accesorios accesorios en las las estacio estaciones nes de de bombeo bombeo 6.4. 6.4.8. 8.11 Cond Condic icio ione ness bási básica cass La estación de bombeo debe tener ciertos accesorios que permitan una fácil operación, de acuerdo con las siguientes disposiciones:
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1. Las válvulas válvulas de corte corte o cierre cierre deben deben tener tener una señalizac señalización ión que indiquen indiquen si si se encuentra encuentran n abiertas o cerradas. 2. Las válvula válvulass mayore mayoress a 300 mm de diámetro diámetro deben deben tener tener actuador actuadores es electrom electromecá ecánic nicos, os, para facilidad de operación. 3. Para Para las válvulas válvulas de acciona accionamie miento nto manual, manual, deben colocar colocarse se disposit dispositivo ivoss que hagan hagan posible su operación con una fuerza tangencial menor que 200 N. 4. Las válvul válvulas as de corte corte y cierre cierre deben deben estar estar instala instaladas das en sitios sitios de fácil acceso acceso para para el operador de la estación de bombeo. bo mbeo. 5. Los Los acce acceso sori rios os debe deben n inst instal alar arse se en form forma a tal tal que que resu result lte e fácil ácil su insp inspec ecci ción ón y mantenimiento y que permitan un adecuado montaje y desmontaje. desmontaje.
6.4. 6.4.8. 8.22 Acce Acceso sori rios os nece necesa sari rios os El diseño de la estación de bombeo debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones: 1. Todas Todas las unidades unidades de bombeo bombeo deben deben tener una una válvula válvula de corte corte o cierre, cierre, o una válvul válvula a esférica con cheque en la tubería de impulsión. 2. En el caso de que el diseño diseño contemp contemple le la instalac instalación ión de bombas bombas en pozos pozos secos, secos, y que operen por debajo del nivel de succión, deben tener una válvula de corte o cierre en la línea de succión. 3. En una tubería tubería de de succión succión que no trabaje trabaje con carga carga positiva positiva debe debe instalarse instalarse una una válvula válvula de pie (retención) en la parte inferior pa ra evitar su vaciado. 4. En caso caso de que el tipo tipo de bomba bomba que vaya vaya a utili utiliza zars rse e requ requier iera a el uso uso de válvu válvulas las de ventosa, el diseño debe prever la instalación de éstas, indicando su forma de operación y mantenimiento. En todo caso, deben consultarse las normas técnicas NTC 1991, NTC 2011; en el caso de utilizar válvulas de retención, debe tenerse en cuenta la Norma Técnica Colombiana NTC 1762, o las normas AWWA C508, AWWA C510, previa aprobación de EEPPM.
6.4.9 Instalacio Instalaciones nes eléctricas eléctricas en las las estacio estaciones nes de bombe bombeo o El diseño de la estación de bombeo debe cumplir con las siguientes especificaciones, con respecto a las instalaciones eléctricas para la acometida de alta tensión, la subestación transformadora, la acometida de baja tensión y el sistema de potencia.
6.4. 6.4.9. 9.11 Acom Acomet etid idaa de de alt altaa ten tensi sión ón La acometida de alta tensión, desde la red de distribución, debe hacerse al mismo voltaje del sistema primario de distribución. 6.4. 6.4.9. 9.22 Sube Subest stac ació ión n trans transfo form rmado adora ra El diseño de la l a subestación transformadora debe tener en cuenta los siguientes requisitos: 1. En lo lo posible, posible, deben diseñarse diseñarse subest subestaciones aciones exteriores. exteriores.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 2. En las subestac subestaciones iones de menos menos de 75 kW, kW, el transforma transformador dor debe instala instalarse rse sobre sobre postes postes de concreto. 3. Si la subestació subestación n es de 75 kW o mayor, mayor, el transf transformad ormador or debe instalar instalarse se superficialm superficialmente ente sobr sobre e una una base base de conc concre reto to prov provis ista ta de riele rieless para para perm permititir ir su fáci fácill insta instala laci ción ón y mantenimiento. En este caso el diseño debe incluir la construcción construcción de una cerca de de malla protector protectora, a, provista de una puerta suficientem suficientemente ente amplia que permita permita la entrada del transformador. 4. La protección protección eléctri eléctrica ca del circuito circuito primario primario contra contra corto corto circuito circuito debe hacerse hacerse con fusibles fusibles en caja primaria, en el último poste o en el seccionador. 5. Debe Debe prot proteg eger erse se el circ circuit uito o prim primar ario io de la esta estació ción n cont contra ra sobr sobrev evol olta taje je,, medi median ante te pararrayos en las tres líneas con conexiones a tierra. 6. Debe proteger protegerse se el circuito circuito secundari secundario o contra cortos cortos circuit circuitos, os, por medio medio de un interrupt interruptor or automático. Para el diseño de la subestación transformadora debe seguirse todo lo establecido en la norma técnica colombina NTC 3654.
6.4. 6.4.9. 9.33 Acom Acomet etid idaa de de baj bajaa ten tensi sión ón El diseño de la acometida de baja tensión debe tener en cuenta los siguientes requisitos: 1. El conduc conducto to debe diseña diseñars rse e para para sopo soport rtar ar un 25% de sobrec sobrecar arga ga,, en cobr cobre, e, con el diámetro apropiado y teniendo en cuenta las posibles ampliaciones de la estación de bombeo en el futuro. 2. El tipo de aislami aislamiento ento debe debe ser TW o su equivale equivalente, nte, y no se deben realizar realizar empalmes empalmes en en su trayectoria. 3. Debe Debe proyecta proyectarse rse una acometi acometida da de varios varios cables cables por fase, fase, con el objeto objeto de facilit facilitar ar la construcción, cuando el diámetro por fase del conductor de la acometida común sea mayor que 2/0. 4. Las Las acom acomet etid idas as debe deben n prot proteg eger erse se apro apropi piad adam amen ente te con con tube tuberí ría a eléc eléctr tric ica a de PVC PVC (embebida o enterrada) o Conduit metálica galvanizada (expuesta) de acuerdo con los requer requerimi imiento entoss por número número de conduc conductor tores, es, calibr calibre, e, disipac disipación ión de calor, calor, etc., etc., en los diámetros existentes en el mercado. En el caso de las tuberías Conduit Conduit debe tenerse en cuenta la Norma Técnica Colombiana NTC 105. 5. Si el diámetro diámetro reque requerid rido o es mayor mayor a 100 mm, mm, el diseño debe debe consider considerar ar la utilizaci utilización ón de condulines en concreto o un canal en concreto (cárcamo) con tapas en lámina corrugada (alfajor) o similar. 6. En todo todo canal canal de concret concreto o debe proveerse proveerse un un desagüe desagüe apropiado apropiado.. 7. Deben proveers proveerse e cajas de empalm empalme e en la tubería, tubería, separa separadas das a una distanc distancia ia no mayor mayor de 20 m. 8. Las tuberías tuberías o canales canales protect protectores ores deben deben enterrarse enterrarse a una profundid profundidad ad mínima mínima de 0.6 m por debajo del nivel del piso. 9. Los empalme empalmess de tubería tubería Conduit Conduit metálic metálica a a PVC deben deben hacerse hacerse a través través de una una caja de de empalme por unión o condulete, utilizando atadores roscados en la tubería de PVC. ESTACIONES DE BOMBEO
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Todas las instalaciones eléctricas relacionadas con la acometida de baja tensión, debe cumplir con lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 105.
6.4. 6.4.9. 9.44 Sist Sistem emaa de pote potenc ncia ia En general, para el diseño de los circuitos de los motores, se debe seguir lo establecido en las normas del Código Eléctrico Colombiano Colombiano (NTC 277). El diseño debe tener en en cuenta los siguientes requisitos: 1. Accion Accionami amient ento o de las bombas: bombas: Siempre Siempre que sea posible, posible, las bombas deben deben accionar accionarse se con motores eléctricos directamente acoplados a ellas. 2. Motor Motores es de emergen emergencia cia:: Si en el sitio sitio de instalaci instalación ón de la estaci estación ón de bombeo bombeo no hay segur segurid idad ad en el serv servic icio io de ener energí gía a eléc eléctr tric ica, a, el dise diseño ño debe debe cont contem empla plarr fuen fuente tess suplementarias de energía, justificando la conveniencia de utilizar motores Diesel o un generador eléctrico. 3. Caract Caracterí erísti sticas cas de los motores motores:: Los motores motores eléctri eléctricos cos que accion accionan an las bombas bombas deben tener una velocidad sensiblemente constante, un par de arranque alto de acuerdo con el sistema de acople utilizado con la bomba (protección contra el golpe de ariete) y un buen factor de potencia. 4. Arranc Arrancado adores res:: Para motores motores con una potenci potencia a menor que 7.5 kW, el diseño diseño debe utiliza utilizar r arrancadores de pleno voltaje o arrancadores compensados. compensados. Para motores con potencia superior, el diseño debe seleccionar el arrancador que se ajuste al par solicitado por el montaje montaje realizado realizado (directo) (directo) y de acuerdo acuerdo con la secuencia de arranque. arranque. El diseño debe preferir la instalación de arrancadores electrónicos que permiten un ahorro de energía eléctrica. 5. Voltaje Voltaje de los circuitos circuitos:: Si la potencia potencia de los motores motores de la estación estación de bombeo bombeo está está entre 4 y 250 kW, se recomienda recomienda utilizar un voltaje entre 200 y 500 Vac trifásico. trifásico. Para motores con potencia mayor a 250 kW, se recomienda utilizar un voltaje de 1000 Vac trifásico. 6. Caída total total de tensión: tensión: La caída caída total de tensión tensión desde desde la acometida acometida hasta hasta cualquier cualquier motor, motor, no debe exceder el 5%. 7. Protec Protecció ción n de los circui circuitos tos eléctri eléctricos cos:: El diseño diseño debe contemp contemplar lar el uso de interrup interruptor tores es automáticos automáticos con protección protección termo-mag termo-magnética nética,, protección protección contra contra sobrecarga sobrecargass y contra contra cortos circuitos. Para un esquema básico básico de arrancador: interruptor-contador-térm interruptor-contador-térmico; ico; el primero no puede ser automático. 8. Conductores Conductores y aislamie aislamiento: nto: El diseño diseño debe especific especificar ar los conductor conductores es teniendo teniendo en cuenta cuenta los posibles cambios de potencia de los motores en el futuro, para ampliaciones de la estación estación de bombeo. Los conductores conductores deben deben ser de cobre con aislamient aislamiento o tipo TW para 600 V. 9. Canal Canaliz izac ació ión n de los los cond conduc ucto tore res: s: La cana canaliliza zaci ción ón debe debe hace hacers rse e en tube tuberí ría a Cond Conduit uit galvanizada, o PVC, si el diámetro nominal requerido no no es mayor que 100 mm. En caso contrario, deben utilizarse varias tuberías de 50 mm o un canal de cables del cual se hará la derivación, en coraza flexible, a cada uno de los motores. 10. Arranque Arranque y parada a control control remoto: Cuando Cuando se necesite necesite arrancar arrancar y parar los motores motores a control control remoto, remoto, deben proveerse proveerse equipos coordinador coordinadores es y supervisor supervisores es del proceso proceso para su contr control, ol, como como un PLC, PLC, el cual debe estar estar unido unido a los interrup interruptor tores es automá automátic ticos, os, accionamientos por flotador y otros elementos para el control instalados en la estación de ESTACIONES DE BOMBEO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P bombeo, con el objeto de actuar sobre los circuitos, de tal forma que permitan el pare y arranque a control remoto del arrancador. 11. Conexi Conexión ón de carcasa carcasa a tierra: tierra: Durant Durante e la constr construcc ucción ión de la obra obra civil el diseño diseño debe proveer un sistema a tierra, el cual debe cumplir con los requerimientos técnicos y lo exigido exigido por seguri seguridad dad indust industria riall para para garant garantiza izarr la prote protecci cción ón de los equipo equiposs y los operadores al que debe conectarse rígidamente la carcasa d e los motores.
6.4.9. 6.4.9.55 Sistem Sistemaa de alum alumbra brado do de la esta estació ción n de bomb bombeo eo Con respecto al sistema del alumbrado de la estación de bombeo, el diseño debe seguir las recome recomenda ndacio ciones nes estableci establecidas das por el CIDET, CIDET, el IES u otras otras instit instituci ucione oness equiva equivalen lentes tes.. En particular debe tener en cuenta los siguientes requerimientos: 1. Los circuit circuitos os del sistem sistema a de alumbrado alumbrado deben protege protegerse rse con interrupt interruptore oress automá automátic ticos os con protección térmica y magnética. 2. La potencia potencia inicial inicial para un circuito circuito de 15 A no debe exceder exceder 1kW. 3. La caída caída de tensión tensión de un un circuito circuito derivad derivado o no debe debe exceder exceder el 3%. 3%. 4. En ningún ningún caso caso debe debe utilizarse utilizarse un conductor conductor menor que el número número 12. 5. Si en el sistema sistema de fuerza fuerza se utiliz utiliza a un voltaje voltaje de línea línea de 200 V, la red de alumbrad alumbrado o puede derivarse del neutro y una de las fases, para obtener un voltaje de 127 V. 6. Si el sistema sistema utiliza utiliza un voltaje voltaje de 440 V, la red red de alumbrado alumbrado debe debe incluir incluir un transf transformado ormador r de 440/208/120 V.
6.4.10 6.4.10 Dispositiv Dispositivos os de medición y control control 6.4.10.1 6.4.10.1 Instrument Instrumentación ación de la estaci estación ón de bombeo bombeo El diseño de la estación de bombeo debe incluir dispositivos de control e instrumentación para medir en tiempo real las condiciones de operación de la estación y detectar las fallas rápidamente. En lo posible, estos dispositivos deben ser automáticos, reduciendo al máximo la intervención del operador en las labores de medición. Con respecto a la instrumentación instrumentación y control, el diseño debe incluir los siguientes dispositivos de control: 1. Manóm Manómetr etros os en las las tuber tuberías ías de de impuls impulsión. ión. 2. Indica Indicador dores es de presión presión en la línea de succión, succión, incluye incluyendo ndo para para aquella aquellass ocasiones ocasiones en las cuales trabaje con presiones manométricas negativas. 3. Inte Interr rrup upto torr eléc eléctr tric ico o acci accion onad ado o por flot flotad ador or o inter interru rupt ptor or elec electr trón ónic ico o en el tanq tanque ue de succión, cuando éste exista, conectado con el arrancador de la bomba. 4. Interr Interrupt uptor or electrón electrónico ico o eléctr eléctrico ico acciona accionado do por flotador flotador en el tanque tanque de la descar descarga, ga, conectado con el arrancador de la bomba. 5. Alarm Alarma a de bajo bajo nivel nivel del agua agua en en el pozo pozo de succió succión. n. 6. Totalizador Totalizador de caudales caudales a la salida de la estación estación de bombeo. bombeo. 7. En el caso de que que las bombas bombas tengan tengan una una altura altura positiva positiva de succió succión, n, se debe debe colocar colocar un presostato que regule, de forma general, todo el equipo de bombeo.
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8. Manómetro Manómetro o vacuómet vacuómetro ro con el fin de contr controlar olar las presione presioness de entrada entrada a la bomba. 9. Tacómetros Tacómetros durante durante la prueba prueba inicial en el motor motor de cada cada bomba. bomba. 10. Sistemas Sistemas de auto lubricación lubricación en las bombas y cebado cebado automático, automático, en caso de que éste se requiera. 11. Relés de mínima potencia potencia conectado conectado al motor, motor, de máxima potencia para proteger proteger contra altos voltajes, diferencial de fases contra variaciones de tensión de una fase individual y de contacto a tierra para proteger el motor.
6.4. 6.4.10 10.2 .2 Sala Sala de Cont Contro roll El diseño de la estación de bombeo debe contemplar una sala de control hacia la cual los sistemas de medición deben transmitir transmitir los datos y en la cual se deben ubicar los tableros tableros que indiquen las condiciones condiciones de operación operación de la estación. Como mínimo, mínimo, los tableros tableros deben incluir el caudal caudal instantáneo por unidad de bombeo, la presión en las líneas de succión y descarga, el nivel del agua en el pozo de succión cuando éste exista, la temperatura y presión de aceite en los motores, el voltaje y amperaje amperaje de las líneas de alimentación alimentación de la bomba y las revolucione revolucioness por minuto minuto de los motores. Así mismo, en la sala de control deben disponerse los interruptores y mecanismos que permitan poner fuera de servicio cualquier elemento elemento relacionado con el sistema de bombeo. Todos los datos transmitidos a la sala de control simultáneamente deben ser transmitidos a la sala de control general del sistema de acueducto de las Empresas Públicas de Medellín.
6.4.11 Instalaciones complementarias complementarias para para las estaciones estaciones de bombeo bombeo 6.4.11 6.4.11.1 .1 Acceso Accesoss y esca escaler leras as En caso de que la estación de bombeo cuente con varios pisos d eben colocarse escaleras seguras y apropiadas que permitan la movilización del personal y los equipos necesarios. En caso de falta de espacio, el diseño debe incluir escaleras metálicas con barandilla, peldaños amplios y piso antideslizante. 6.4. 6.4.11 11.2 .2 Ilum Ilumin inac ació ión n La estación debe estar debidamente iluminada en su interior, ya sea por luz natural o artificial, evitando la utilización de aparatos que puedan provocar ilusiones ópticas. 6.4. 6.4.11 11.3 .3 Seña Señali liza zaci ción ón El diseño de la estación de bombeo debe incluir una señalización visual clara en toda el área, indicando zonas de peligro de alta tensión, salidas de emergencia, localización de extintores, áreas de tránsito restringido y demás elementos y actividades que sea necesario resaltar por su peligro potencial o porque sean importantes en la la prevención de accidentes. La señalización debe cumplir con todo lo establecido por las Empresas Públicas de Medellín, y adicionalmente se debe tener en cuenta cuenta lo establecido en la Norma Técnica Técnica Colombiana Colombiana NTC 1461. Las señales contra contra incendio incendio deben seguir lo establecido en las Normas Técnicas Colombianas NTC 1931 y NTC 1867. 6.4. 6.4.11 11.4 .4 Vent Ventil ilac ació ión n Con respecto a la ventilación, el diseño de la estación de bombeo debe tener en cuenta los siguientes requerimientos:
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
1. Todas las salas, salas, comparti compartimento mentos, s, pozos y otros otros recintos recintos cerrados cerrados por debajo debajo del nivel nivel del terreno, que puedan presentar un aire perjudicial, deben contar con una ventilación artificial forzada, realizando un mínimo de 6 cambios completos de aire por hora, cuando la ventilación es continua y 30 cuando es intermitente. 2. Los controles controles de ventila ventilación ción forzada forzada podrán podrán ser accionado accionadoss manualmente manualmente desde desde afuera afuera del recinto o automáticamente, por medio de sensores, cuando se detecte concentración perjudicial de gases en el aire. El diseño en todo caso debe seguir lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 1260.
6.4.11.5 6.4.11.5 Protección Protección contra contra incendios incendios En la estación de bombeo deben colocarse extintores contra incendio en sitios de fácil acceso donde puedan puedan ocurrir inicios inicios de incendio. incendio. La protección protección contra contra incendios debe cumplir cumplir con lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 1483. 6.4.11.6 6.4.11.6 Equipos Equipos de movilizaci movilización ón y cargue cargue El diseño de la estación de bombeo debe incluir elementos que permitan el transporte y la movilización de maquinaria y equipo, tales como puentes, grúas, rieles, poleas diferenciales, etc., teniendo en cuenta las siguientes disposiciones: 1. La capacid capacidad ad del equipo equipo debe ser suficien suficiente te para mover mover el elemento elemento de mayor mayor peso que pueda ser transportado al interior de la estación. 2. La trayecto trayectoria ria del equipo equipo durante durante su moviliza movilización ción al interior interior de la la estación estación de bombeo bombeo debe analizarse para permitir que en todo momento el retiro, la movilización y la reposición de cualquier elemento de la estación sea fácil y expedita. 3. El diseño diseño debe prever prever todos todos los accesos accesos necesario necesarioss a la casa de bombas bombas,, de manera manera que permitan el manejo adecuado de los equipos en las labores de mantenimiento, retiro o reposición de elementos de la estación.
6.4.11 6.4.11.7 .7 Drenaj Drenajee de pisos pisos El diseño de la estación de bombeo debe incluir el análisis del drenaje de los pisos de la estación, teniendo en cuenta los siguientes requerimientos: 1. El diseño diseño debe incluir incluir uno uno o dos pozos pozos de drenaje drenaje hacia hacia los cuales cuales debe condu conducir cirse se el agua de fugas o lavado, por medio de una pendiente muy suave en el piso de la estación de bombas. 2. Cuando Cuando los pozos pozos de drenaje drenaje no puedan puedan ser evacua evacuados dos por graved gravedad, ad, deben deben dispone disponerse rse bombas para tal fin. Estas bombas deben accionarse accionarse automáticamente, mediante mediante el uso de sensores que detecten el nivel del agua en los pozos de drenaje.
6.4.12 Comprobación de diseño bajo bajo diferentes condiciones condiciones de operación operación Una vez finalizado el diseño de la estación de bombeo, éste debe comprobarse para todas las condiciones de operación que puedan ocurrir durante la vida útil del proyecto, incluyendo flujo permanente y condiciones de flujo no permanente o golpe de ariete. Las variab variables les que se deben deben tener tener en cuenta cuenta para compro comprobar bar las difere diferente ntess condic condicion iones es de operación operación incluyen incluyen entre otras: capacidad del bombeo, bombeo, altura altura total, total, altura altura topográfic topográfica, a, velocidad, velocidad, ESTACIONES DE BOMBEO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P potencia hidráulica, eficiencia de las bombas, altura neta de succión positiva (NPSH) de las bombas, aceleración de la gravedad y viscosidad cinemática del agua. La comprobación de diseño bajo diferentes condiciones hidráulicas de operación se debe llevar a cabo haciendo uso del programa para el cálculo hidráulico de redes de distribución de agua potable de acuerdo con lo descrito en el Numeral 5.5.2.
6.4.13 6.4.13 Protocolo Protocoloss de prueba del del diseño Como parte del diseño, el diseñador debe establecer cuáles son las pruebas que se deben llevar a cabo una vez finalice la construcción de la estación de bombeo y la colocación de los equipos eléctr eléctricos icos y mecánic mecánicos. os. El diseño debe estable establecer cer los puntos puntos de medición medición de caudal caudal,, de velocidades y de presiones, los equipos de toma de mediciones, su precisión y el nivel de frecuencia de toma de datos. La diferencia máxima admisible entre los valores del diseño y los de las pruebas de campo debe ser del 5%. El diseño también debe establecer la forma de recolección y/o transmisión directa de datos de las estaciones de bombeo a la estación de control central y a las bases de datos de las Empresas Públicas de Medellín. Los protocolos de prueba deben incluir condiciones hidráulicas con diferentes aperturas de válvula, operación de bombas en grupo, operación de bombas en forma individual y para diferentes condiciones de niveles de agua en los tanques de almacenamiento de aguas arriba y aguas abajo.
6.4.14 6.4.14 Uso de tecnologías tecnologías de información información para el diseño de estaciones estaciones de bombeo El diseño de las estaciones de bombeo y de sus tuberías de impulsión y succión debe realizarse sobre un programa de modelación hidráulica, que use el método del gradiente o un método equivalente para el cálculo de tuberías simples, en caso de que la tubería de impulsión sea única entre el tanque de succión y el tanque de descarga. El diseño se hace mediante rutinas de optimización. En caso de que se cuente con un programa exclusivo para el diseño de bombas y estacio estaciones nes de bombeo bombeo,, éste éste puede puede utiliz utilizars arse e tenien teniendo do en cuenta cuenta las ecuacio ecuaciones nes hidráu hidráulica licass definidas en el Numeral 4.5.3 de esta norma. El diseño dentro del programa de modelación hidráulica debe partir de la información planimétrica y altimétrica de la zona de interés. Esta información información debe provenir del SIGMA SIGMA de EEPPM. En caso de que ésta no exista, que se realicen nuevos levantamientos, o si se actualiza la existente, la información debe presentarse en formatos compatibles con el Sistema de Información Geográfico y las bases de datos establecidos por el SIGMA. El diseño debe tener en cuenta la información de potencia de la(s) bomba(s), eficiencia de la(s) bomba(s), curva(s) de la(s) bomba(s), altura estática entre los tanques de almacenamiento aguas arriba arriba y aguas aguas abajo, abajo, curva de demand demanda, a, capacid capacidad ad de energí energía a eléctr eléctrica ica de la zona, zona, etc., etc., proveniente de las bases de datos de EEPPM. Si esta información no se encuentra disponible o está desactualizada y se realizan nuevos estudios, ésta se debe presentar en formatos compatibles con las bases de datos de EEPPM.
6.4.15 6.4.15 Referencia Referenciación ción de las estaciones estaciones de bombeo Para la referenciación de las tuberías de impulsión y succión, incluyendo todos los accesorios y elementos de control, el diseño debe seguir el “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, en su versión vigente 13, de EEPPM. Se debe seguir el Capítulo 19 “Referencia “Referenciación ción de las redes de acueducto” acueducto” de este manual. manual. En particular, particular, se debe seguir seguir el Numera Numerall 19.1 19.1 “Tuber “Tuberías ías de Acuedu Acueducto cto”” para para la refere referenci nciaci ación ón de tuberí tuberías, as, el Numera Numerall 19.2 19.2 13
http://www.eeppm.com/epmcom http://www.ee ppm.com/epmcom/contenido/proveedor /contenido/proveedores/manuales/manu es/manuales/manual_aguas/index.htm al_aguas/index.htm
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P “Válvu “Válvulas las”” para para la refere referenci nciaci ación ón de las válvul válvulas as y los Numera Numerales les 19.3 19.3 “Acces “Accesori orios” os” y 19.4 19.4 “Sistemas controladores de presión” para los accesorios. En el caso particular de las tuberías, el diseño debe referenciar la localización de todas las uniones, o al menos aquellas que permitan permitan determinar la posición de las otras. Esta información es valiosa para las actividades de mantenimiento normal o bajo situaciones de emergencia. La referenciación de las bombas, tuberías y sus accesorios se debe hacer con respecto a los puntos fijos exteriores más cercanos y preferiblemente a los paramentos definitivos. En el caso de la referenciación de las bombas, se deben anotar los siguientes datos: material, tipo, marca, clase, diámetro de la tubería de succión, diámetro de la tubería de impulsión, potencia de la bomba, potencia de motores, fecha de instalación, estado y fecha de revisión.
6.5
ASPECT ASPECTOS OS DE DE LA PUESTA PUESTA EN MARC MARCHA HA DE DE LA ESTACIÓ ESTACIÓN N DE BOMBEO BOMBEO RELACIONADOS CON EL DISEÑO
6.5.1 6.5.1 Inspec Inspeccio ciones nes prelim prelimina inares res El diseño de la estación de bombeo debe indicar el tipo de inspecciones preliminares que deben hace hacers rse e a la esta estaci ción ón de bomb bombeo eo una una vez vez ésta ésta haya haya sido sido const constru ruid ida. a. Las Las insp inspec ecci cion ones es preliminares deben incluir entre otras, las siguientes: 1. Verificació Verificación n que el sentido sentido de de giro giro del motor sea correc correcto. to. 2. Verificació Verificación n de todas las las instalacione instalacioness eléctricas eléctricas con sus sus conexiones conexiones y aislamient aislamientos. os. 3. Verificació Verificación n del correcto correcto funcionam funcionamiento iento de válvulas válvulas y accesori accesorios os en su apertura apertura y cierre. cierre. Esta verificación debe hacerse antes del montaje final de dichos accesorios en la estación de bombeo. bombeo. En particula particularr debe debe medirs medirse e el tiempo tiempo de accionam accionamien iento to y correg corregirs irse e el mecanismo, en caso de requerir de grandes esfuerzos para la operación de las válvulas. 4. Correcto Correcto funcionam funcionamiento iento de interrupt interruptores, ores, arranca arrancadores, dores, sensores sensores y demás demás elementos elementos de control, en especial si éstos son de accionamiento automático. 5. Aseguramie Aseguramiento nto de la perfecta perfecta alineación alineación de los ejes ejes motor-bom motor-bomba. ba. 6. Verificació Verificación n de lo niveles niveles de ruido, ruido, según según lo descrit descrito o en el Numeral Numeral 6.4.14. 6.4.14.
6.5. 6.5.22 Prue Prueba bass pre preli limi mina nare ress Además de las pruebas realizadas y detalladas en el protocolo de pruebas preparado por el diseñador, una vez que la estación de bombeo haya finalizado su proceso de construcción, deben realiza realizarse rse unas unas prueba pruebass prelim preliminar inares es de bombeo bombeo en las condic condicion iones es normal normales es y crític críticas as de operación, con el fin de detectar posibles errores errores y tomar las medidas correctivas, antes de dar la estación de bombeo a disposición del sistema de acueducto de las Empresas Públicas de Medellín. Las pruebas preliminares deben llevarse a cabo de acuerdo con los siguientes requisitos:
6.5 6.5.2. .2.1 Pozo Pozo de succi ucció ón En caso de que en la estación de bombeo exista un pozo de succión, debe hacerse una prueba hidrostática con el nivel máximo posible, con el fin de detectar fugas y verificar el comportamiento estructural del pozo. Una vez en operación debe observarse la forma de las líneas de corriente de flujo a la entrada, asegurándose de que no ocurran zonas de alta turbulencia y que la entrada a las tuberías de succión sea uniforme en todas las unidades de bombeo, sin presentar vorticidad. ESTACIONES DE BOMBEO
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6.5 6.5.2. .2.2 Bom Bombas bas y moto motorres Para la primera inspección del comportamiento de las bombas, deben tenerse en cuenta las siguientes disposiciones: 1. Para cada cada bomba individu individual al debe observar observarse se las condicione condicioness de circulación circulación del agua agua y la posible posible vorticidad vorticidad en el pozo de succión. Debe prestarse prestarse especial especial atención atención a la posible entrada de aire a la tubería de succión. 2. Se deben deben medir el el número número de revolucion revoluciones es por minuto, minuto, la presión presión en las líneas líneas de succión succión y descarga, la presión y temperatura del aceite, y calcularse la altura neta de succión positiva (NPSH) con el fin de asegurar que no ocurra el fenómeno de cavitación. 3. Deben verifi verificarse carse los los niveles niveles de ruido ruido y vibración vibración de los los equipos equipos electrome electromecánico cánicos. s. 4. Debe obteners obtenerse e el punto de operac operación ión de la estación estación de bombeo, bombeo, midiendo midiendo el caudal caudal total total a la salida de una unidad de bombeo y la altura dinámica dinámica total suministrada suministrada,, con el fin de verificar que la bomba se encuentre operando en o cerca de su nivel de máxima eficiencia.
6.5. 6.5.2. 2.33 Disp Dispos osit itiv ivos os de cont contro roll Una vez concluida concluida la constr construcc ucción ión de la estaci estación ón de bombeo bombeo,, debe debe asegur asegurars arse e un normal normal funcionamien funcionamiento to de los equipos equipos de medición, de control control y de transmisión transmisión de datos. En especial debe observarse el comportamiento de manómetros, sensores, flotadores, indicadores de nivel y demás dispositivos de control.
6.5.3 Pruebas Pruebas hidro hidrostátic státicas as para para tuberías tuberías de impulsió impulsión n Una vez que finalice la instalación de la tubería de impulsión, y siguiendo el protocolo de pruebas establecido por el diseño, ésta debe presurizarse hasta el nivel máximo de la presión dinámica que va a soportar durante durante su vida útil, con el fin de verificar verificar su estanqueidad y si existen problemas en las uniones, las juntas, los accesorios, accesorios, etc. Igualmente debe verificarse verificarse el correcto funcionamiento de los anclajes, de acuerdo con el protocolo de pruebas.
6.5. 6.5.44 Medi Medici ción ón de caud caudal ales es Una vez finaliza finalizadas das las pruebas pruebas hidros hidrostát tática icas, s, y despué despuéss de llenar llenar la zanja zanja en los tramos tramos enterrados de la tuberías, deben verificarse los caudales de operación incluyendo el caudal máximo. Para verificar dichos caudales deben aforarse tanto tanto el caudal de entrada como el caudal de salida salida de la tuberí tubería a de impulsió impulsión. n. El diseñador diseñador,, dentro dentro del protocol protocolo o de pruebas, pruebas, debe establecer el tipo de aparatos de medición, su precisión y el nivel de duración de la prueba.
6.5.5 Línea piezomét piezométrica rica de la tubería tubería de impulsió impulsión n Con el fin de verificar lo establecido por el diseño, y siguiendo el protocolo de pruebas dado por el diseñador, debe medirse la altura piezométrica en diferentes puntos de la tubería para diferentes condiciones de caudal, incluyendo tanto el caudal máximo como el caudal mínimo. mínimo. Para verificar la altura piezométrica deben utilizarse los puntos de medición establecidos en la tubería, poniendo especi especial al cuidad cuidado o en aquell aquellos os puntos puntos de la tuberí tubería a donde donde haya haya cambio cambioss de direcc dirección ión,, tanto tanto verticales verticales como horizontales horizontales.. Los datos tomados tomados de esta forma forma deben ser almacenados en un sistema de información, con el fin de ser comparados con aquellos obtenidos a lo largo del período de diseño del proyecto durante su operación normal.
6.5. 6.5.66 Golp Golpee de de Arie Ariete te Teniendo en cuenta lo establecido por el diseñador con respecto al golpe de ariete según lo descrito en el Numeral 6.5.6, debe medirse la condición normal de operación que produzca las ESTACIONES DE BOMBEO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P mayo mayore ress sobr sobree-pr pres esion iones es y la cond condic ició ión n norm normal al de oper operac ació ión n que que prod produz uzca ca las las menor menores es subpresione subpresiones, s, con el fin de realizar una prueba prueba de golpe de ariete. ariete. Esta prueba prueba debe simular la condición normal de operación establecida en los protocolos de prueba y la presión debe medirse en aquellos puntos, que de acuerdo con el diseño, presentan las máximas máximas sobre-elevacione sobre-elevacioness de presión y las mínimas subpresiones. Estos datos deben conservarse en el sistema sistema de información de EEPPM, con el fin de comparar con los datos que se obtengan durante todo el período de operación normal de la red.
6.5. 6.5.77 Acce Acceso sori rios os y Vál Válvu vula lass Una vez finalizada la construcción e instalación de los componentes de la estación de bombeo, se debe verificar la estanqueidad de cada uno de los accesorios. Con respecto a las válvulas y otros otros equipos electromecánicos, debe verificarse su correcto funcionamiento antes de proceder a su operación, cumpliendo con las normas técnicas correspondientes especificadas en el Capítulo 7 de las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín.
6.5.8 Ventos tosas En todas las ventosas deben hacerse las pruebas correspondientes, establecidas en el protocolo de pruebas, que aseguren su correcto funcionamiento para las diferentes condiciones normales de operación operación establecidas establecidas por el diseño. En particular particular debe cumplirse cumplirse con la norma norma técnica AWWA C512.
6.5.9 6.5.9 Válvu Válvulas las de cheq cheque ue o de rete retenci nción ón Para este tipo de válvulas se debe verificar que no haya contraflujos que ocasionen daños en las bombas o posibles aplastamientos aplastamientos de las tuberías. Las válvulas de cheque deben deben cumplir con las Normas Técnicas Colombianas correspondientes o en su defecto con las normas AWWA C508, AWWA C510, o cualquier otra norma internacional equivalente, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín. En el caso de utilizar aleaciones de cobre como material de fabricación de estas válvulas, debe cumplirse con la Norma Técnica Colombiana NTC 1762.
6.6
ASPECT ASPECTOS OS DE DE LA LA OPER OPERACI ACIÓN ÓN RELA RELACIO CIONADO NADOS S CON CON EL DISEÑO DISEÑO
El diseño de la estación de bombeo debe asegurar que durante la operación se pueda cumplir con los requisitos mínimos mostrados a continuación: 1. El funcionamie funcionamiento nto de la estación estación de bombeo bombeo debe ser ser verificado verificado permane permanenteme ntemente nte por al menos un técnico preparado para supervisar la operación y realizar las acciones correctivas o de suspensión del servicio, en caso de que se presente cualquier situación anormal. 2. El accionamien accionamiento to de las bombas, bombas, debe debe ser automáti automático co utilizando utilizando sensores sensores de nivel nivel en los pozos de succión y en los tanques de descarga, de forma tal que se apaguen las bombas, en caso de que los niveles de agua impidan el normal funcionamiento del sistema de bombeo. 3. Todos los los dispositivo dispositivoss de medición medición y control control deben deben dar indicaciones indicaciones visuales visuales y sonoras sonoras de una situación potencial de peligro. Esto se debe hacer tanto tanto en la sala de control como en el centro de operaciones de las Empresas Públicas de Medellín. 4. Los paráme parámetro tross que deben deben ser permane permanente ntemen mente te medidos medidos en la estaci estación ón de bombeo bombeo,, y deben ser enviados tanto a la sala de control como al control central de las Empresas Públicas de Medellín, deben incluir por lo menos los siguientes: a. b.
Caudal total de la estación. Caudal por cada una de las bombas individuales.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P c. d. e. f. g.
Presión en las líneas de succión de cada unidad de bombeo. Presión en cada una de las líneas de impulsión. Nivel del agua en el pozo de succión. Nivel del agua en el tanque de descarga. Niveles de ruido y vibración.
6.6. 6.6.11 Medi Medici cion ones es de caud caudal al Durante todo el período del diseño del proyecto debe medirse el caudal de bombeo, en forma continua y se deben guardar los registros, con el fin de mantener una base de datos que permita establecer el balance de agua en la línea de impulsión y en la distribución aguas abajo de ésta. En el caso de las medidas de caudal es obligatorio tener mediciones telemétricas, para lo cual el diseño debe establecer claramente el punto de medición, los instrumentos a ser utilizados, la frecuencia de toma de datos de caudales y el nivel de precisión de las medidas.
6.6. 6.6.22 Golp Golpee de de Arie Ariete te En todas las líneas de impulsión de bombeos de las Empresas Públicas de Medellín, deben medirse las sobrepresiones y las subpresiones generadas bajo condiciones normales de operación de flujo no permanente, anotando en forma específica la forma de operación de las válvulas y bombas. bombas. En este caso caso es obligatorio obligatorio el uso de telemet telemetría. ría. El diseño debe debe establecer establecer en en forma clara los puntos de medición, los aparatos de medición, la frecuencia de toma de datos y el nivel de precisión. precisión. Estos registros registros deben guardarse guardarse en las bases de datos de EEPPM para alimentar alimentar los modelos hidráulicos del sistema de acueducto.
6.6. 6.6.33 Líne Líneaa Piez Piezom omét étri rica ca A lo largo de todo el período de diseño del proyecto debe hacerse una revisión de la línea piezométri piezométrica ca o línea de gradiente hidráulico hidráulico a lo largo de todas las tuberías tuberías de impulsión. impulsión. La medición de la línea piezométrica debe ser permanente, y el diseño debe establecer en forma clara los puntos de medición, los instrumentos a ser utilizados, la frecuencia de medición y la precisión de éstas. éstas. Para Para las tubería tuberíass de impulsión impulsión de EEPPM EEPPM es obligat obligatori orio o tener tener instrume instrumenta ntación ción telemétrica. Los registros deben ser guardados en las bases de datos de de las Empresas Públicas de Medellín con el fin de alimentar los modelos hidráulicos de la red de distribución y la red de conducciones de agua potable.
6.6.4 Instrumen Instrumentación tación y telemetr telemetría ía en las las tuberías tuberías de de impulsión impulsión En todos los puntos de la línea de impulsión en los cuales exista instrumentación telemétrica, establecida establecida en el diseño, diseño, debe verificarse verificarse que la precisión precisión de los instrumentos instrumentos en el momento momento de entrar entrar en operación operación esté dentro dentro del rango ±1%. Adicionalmen Adicionalmente, te, debe verificarse verificarse su correcta correcta instalación instalación en los diferentes diferentes puntos de la tubería, en forma permanente permanente a lo largo del período de diseño del proyecto. En el caso caso especí específic fico o de los sensores sensores o transd transduct uctore oress de presió presión, n, debe debe verifi verificar carse se que la capacidad de éstos cubra todo el rango de presiones que pueda presentarse en la línea de impulsión, tanto bajo condiciones normales de operación como bajo condiciones de emergencia, en particular las sobrepresiones y subpresiones ocasionadas por los casos de flujo no permanente. Con respecto a los medidores de velocidad y de caudal, debe verificarse que la capacidad de éstos cubra todo el rango de velocidades que puedan presentarse en la tubería, tanto bajo condiciones normales de operación como bajo condiciones de emergencia.
6.6.5 6.6.5 Punto Punto de operac operación ión de la bomba bomba Con los datos de caudal y de altura piezométricas medidos, se debe verificar en forma continua el punto de operación de las bombas, con el fin de asegurar que se esté operando en los puntos de eficiencia eficiencia máxima máxima dados por el diseño. El diseñador debe debe establecer establecer el rango de precisión de
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P estas medidas por fuera del cual se requiera una revisión del estado de bombas y de los demás equipos electromecánicos de la estación de bombeo.
6.6.6 Uso de de tecnolog tecnologías ías de de informa información ción para la o operac peración ión La operación de las tuberías de impulsión se debe modelar en un programa de modelación hidráulica de redes, preferiblemente basado en el método del gradiente. Dicho modelo debe tener en cuenta la altimetría, planimetría, altura estática entre los tanques aguas arriba y aguas abajo y las demandas. La topología del modelo debe representar de manera manera precisa la condición actual de la red. La operación del sistema se debe modelar sobre un modelo hidráulico calibrado para representar el comportamiento comportamiento real de la red. red. Por consiguiente, el modelo hidráulico utilizado debe contar con rutinas de calibración.
6.7
ASPECT ASPECTOS OS DEL DEL MANTEN MANTENIMI IMIENT ENTO O RELAC RELACION IONADOS ADOS CON EL DISEÑO DISEÑO
En gene genera rall se debe debe segu seguir ir,, para para el mant manten enim imie ient nto o de las esta estaci cion ones es de bomb bombeo eo,, todo todo lo establecido en el Sistema de Gestión de Calidad de las Empresas Públicas de Medellín, para lo cual el diseño debe garantizar la total aplicación de este documento. Para aquellos municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín que no sean parte del Sistema Sistema de Gestión Gestión de Calidad, el diseño debe tener en cuenta los aspectos aspectos mostrados mostrados en los numerales 6.8.1 a 6.8.7. Igualmente, cuando dichos aspectos no se encuentren específicamente detallados para aquellos municipios que sí formen parte de dicho sistema, se recomienda la aplicación de dichos numerales.
6.7. 6.7.11 Aspe Aspect ctos os Gene Genera rale less El diseño de la estación de bombeo debe incluir un programa rutinario de labores de inspección, mantenimiento y reparación, estableciendo una serie de actividades diarias, semanales, mensuales y anuales. anuales. El diseño debe incluir la posibilidad posibilidad de accesos accesos que permitan hacer mantenimient mantenimiento o mediante cepillos metálicos al interior de la tubería para mantener la eficiencia del bombeo. El diseño de la estación de bombeo también debe incluir aquellos aspectos de mantenimiento que deben llevarse llevarse a cabo en el momento en que se detecte detecte pérdida de eficiencia eficiencia en el bombeo. El diseñ diseño o debe debe esta establ blec ecer er el nivel nivel de efic eficie ienci ncia a para para el cual cual se debe debe inic iniciar iar el proc proces eso o de mantenimiento de la bomba o la estación de bombeo, con el fin de volver a colocar el equipo en su nivel de máxima eficiencia. Con respecto a los equipos eléctricos que forman parte de la estación, el mantenimiento debe realizarse de acuerdo con los manuales de mantenimiento elaborados por cada empresa, los cuales cuales deben deben basars basarse e en lo establ estableci ecido do en el código código eléctr eléctrico ico colomb colombian iano o (Norm (Norma a Técnica Técnica Colombiana NTC 2050) y los manuales de operación y mantenimiento de los fabricantes de los equipos eléctricos. Con respecto a las válvulas, incluyendo las válvulas de cheque, se debe verificar el funcionamiento de operación de ésta por lo menos cada seis meses. En el caso de la cámara de succión, si ésta existe, se debe hacer limpieza y verificación de filtraciones, por lo menos una vez cada seis meses. Se debe tener cuidado en el mantenimiento tanto de los tanques alimentadores, como en las bombas, para evitar que ingresen agentes contaminantes al sistema.
6.7.2 6.7.2 Manten Mantenimi imient ento o correct correctivo ivo y preve preventi ntivo vo Todos los elementos que formen parte de la estación de bombeo deben tener programas de mantenimiento. Las labores de mantenimiento deben ser siempre de tipo preventivo. preventivo. Para esto, el
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P diseño debe considerar las rutinas de mantenimiento desde la época de concepción del proyecto y debe permitir, en todo caso, el normal funcionamiento de la estación sin interrupciones en el servicio.
6.7.3 Suspensió Suspensión n del servicio servicio por mantenimi mantenimiento ento programad programado o En caso de que por un mantenimien mantenimiento to sea necesario necesario suspender suspender el servicio, servicio, ésta debe limitarse a un período máximo de 12 horas en las zonas afectadas del municipio. Las Empresas Públicas de Medellín deben informar a la comunidad sobre los horarios y cortes programados en el suministro de agua. El diseño debe establecer, haciendo uso de modelos hidráulicos del sistema, aquellos clientes que van a ser afectados por la suspensión del servicio o por bajas temporales en la presión del suministro de agua potable.
6.7.4 6.7.4 Regist Registro ro de manten mantenimi imient entos os Siempr Siempre e que las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín n hagan hagan labore laboress de manten mantenimi imient ento o en las estaciones de bombeo y en las tuberías de impulsión y succión, deben cumplirse los siguientes requisitos: 1. Es obligat obligatori orio o anotar anotar la fecha fecha del daño, daño, el tipo de daño ocurrid ocurrido, o, la causa del daño, daño, los repuestos utilizados y los procedimientos de reparación, cuando se trate de enfrentar una situación de emergencia. 2. En el caso de manteni mantenimient mientos os preventivo preventivos, s, tanto tanto de las líneas líneas de tuberías tuberías como como del equipo elec electr trom omec ecán ánic ico, o, es obli obliga gato tori rio o anot anotar ar la fech fecha a del del mant manten enim imie ient nto, o, el tipo tipo de mantenimiento, los repuestos utilizados y los procedimientos desarrollados durante las labores de mantenimiento. 3. EEPPM debe debe llevar llevar una base base de datos datos con los registr registro o históricos históricos de los los daños ocurridos ocurridos en la estación de bombeo y las tuberías, así como de los mantenimientos preventivos que se hagan en ésta.
6.7.5 6.7.5 Dispon Disponibi ibilid lidad ad de repues repuestos tos En el caso de que se requieran repuestos para labores de mantenimiento de las estructuras y/o accesorios que conforman las estaciones de bo mbeo, debe tenerse en cuenta lo siguiente: 1. 2.
La consec consecuci ución ón y localiza localizació ción n in situ de los repue repuesto stoss debe ser ser inmediat inmediata a para aquell aquellos os casos que impliquen la suspensión del servicio, ya sea por mantenimiento preventivo o por situaciones de emergencia. Para Para los los repu repues esto toss que que no impl impliq ique uen n susp suspen ensi sión ón del del serv servic icio io,, la cons consec ecuc ució ión n y localización in situ de éstos debe hacerse como máximo en un día.
6.7.6 6.7.6 Manten Mantenimi imient ento o de acceso accesorio rioss Para el caso de los accesorios que formen parte de la estación de bombeo, se requieren las siguientes labores de mantenimiento: en el caso de las válvulas, debe verificarse el estado, la apertura, el cierre de válvulas, etc. al menos una vez cada mes. En todo caso el mantenimiento de válvulas y accesorios debe realizarse teniendo en cuenta las normas técnicas respectivas.
6.7.7 Uso de tecnol tecnología ogíass de informa información ción para para labores labores de mantenimi mantenimiento ento Las operaciones de mantenimiento se deben apoyar en un modelo hidráulico calibrado con el fin de dimensionar el impacto de las acciones de intervención sobre la estación de bombeo y las tuberías de succión e impulsión. De esta manera, si se planea realizar cierres en la red, éstos deben ser modelados para entender el comportamiento y el impacto de la acción a realizar.
ESTACIONES DE BOMBEO
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P
Las intervenciones en campo deben estar apoyadas por sistemas de posicionamiento global, GPS, de manera manera que se permita permita una rápida rápida actualizac actualización ión de cualqu cualquier ier cambio cambio de la red sobre la cartografía digital de la zona. En caso de que existan cambios en esta información, información, ésta debe ser enviada al Sistema de Información Geográfico del SIGMA de EEPPM.
6.8 6.8
ESTA ESTACI CIONE ONES S DE DE BOM BOMBEO BEO EN URBA URBANI NIZA ZACI CION ONES ES
Con respecto a las urbanizaciones, las edificaciones de 4 o más pisos deben contar con un sistema interior de bombeo y tanques auxiliares. En general, EEPPM es responsable responsable de los diseños de la red externa externa así como de los bombeos y tanques en los casos que se requieran. Sin embargo, en edificaciones de 4 o más pisos, debido a que el bombeo está asociado al diseño de la acometida y el medidor, EEPPM debe exigir al urbanizador que el dimensionamiento del tanque de succión se calcule para atender, como mínimo, cada vivienda por un día completo. El diseño del tanque y los tiempos de llenado deben estar sujetos al diseño del medidor y acometida.
ESTACIONES DE BOMBEO
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Capítulo 7 TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y COMPENSACIÓN Los tanques de almacenamiento son depósitos de agua que tienen la función de almacenar agua y suministrar las variaciones entre el caudal de entrada y el consumo consumo a lo largo del día. El objetivo primordial de los tanques de almacenamiento que opera EEPPM es cubrir las necesidades de demanda demanda en los momentos pico, permitiendo permitiendo una recuperación recuperación del volumen volumen en las horas de bajo consumo para poder suministrar, sin problemas, en la s máximas demandas. Dentro de este tipo de tanques se incluyen aquellos que se encuentran a la salida de las plantas de tratamiento. Los tanques de compensación operados por EEPPM tienen una capacidad de almacenamiento muy baja y la función principal es actuar como un regulador de presión en sistemas de bombeo. Estos tanques funcionan a filo de agua, es decir que lo que entra al tanque inmediatamente se consume en la distribución por gravedad; prácticamente es un bombeo a la red con quiebre de presión mediante un tanque de compensación.
7.1
ALCANCE
Este Capítulo tiene como objetivo indicar los requisitos mínimos y las condiciones básicas que deben cumplir los tanques que se diseñen y construyan como parte de los sistemas de acueducto de las Empresas Públicas de Medellín, indicando los aspectos relativos a los estudios previos y el diseño, incluidas sus obras anexas y equipos complementarios. En este capítulo también se incluyen aquellos aspectos que desde el diseño tengan influencia sobre los procesos de construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento de los tanques de almacenamiento y compensación. La Tabla 7-1 muestra un esquema del contenido de este capítulo:
Tabla 7-40 Esquema del contenido del Capítulo Capítulo 7 "Tanques de almacenamiento y compensación" Componente Estudios Previos Condiciones Generales Parámetros de Diseño Dispositivos anexos Obras complementarias Aspectos de la Puesta en Marcha Aspectos de la Operación Aspectos del Mantenimiento 7.1
Capítulo 7. 2 7. 3 7.4 7.5 7. 6 7.7 7.8 7.9
ESTU STUDIOS PREVI EVIOS
7.1. 7.1.11 Conc Concep epci ción ón del del pro proye yecto cto El diseñador de un tanque de almacenamiento debe establecer las necesidades de demanda y las vari variac acio ione ness de cons consum umo o a lo larg largo o del del día, día, de la red red de dist distri ribu buci ción ón de agua agua pota potabl ble e inmediatamente aguas abajo del tanque, con el fin de definir la magnitud del volumen requerido. Así mismo, debe tener en cuenta las zonas de presión en dicha red de distribución d istribución con la magnitud de presiones máximas máximas y mínimas, mínimas, con el fin de fijar la cota del tanque para mantener los valores establecidos en ellas.
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Las funciones que debe cumplir un tanque de almacenamiento son las siguientes: 1. Sumini Suministr strar ar agua potable potable a los consumi consumidor dores es en la cantidad cantidad necesar necesaria, ia, incluye incluyendo ndo la variación de la demanda a lo largo del día. 2. Sumini Suministr strar ar suficien suficiente te agua en caso caso de ocurrir ocurrir situacion situaciones es de emerge emergenci ncia, a, tales como ince incend ndio, io, daño dañoss en la red red de cond conduc ucci cion ones es,, daño dañoss en las esta estaci cion ones es de bombe bombeo, o, operaciones operaciones de mantenimien mantenimiento to especiales, especiales, operaciones operaciones de emergencia emergencia causadas por estallidos de tuberías, etc. 3. Compensar Compensar las las variaciones variaciones de los consumos consumos que se produce producen n durante durante el día. día. En caso de que se trate del diseño de un tanque de compensación, el diseñador debe conocer las zonas de presión en la red de distribución a guas abajo del tanque, las características de presión en la conducción aguas arriba del tanque y el caudal máximo horario de consumo. Un tanque de compensación se considera necesario para los siguientes casos: 1. Cuando Cuando se tenga una red de distri distribuc bución ión aliment alimentada ada directa directamen mente te por una estación estación de bombeo, con el fin de mantener presiones uniformes para todos los puntos de la curva de consumo de agua, el tanque se debe ubicar aguas abajo del último nodo de consumo en la red. 2. El uso uso de los los tanqu anques es de comp compen ensa saci ción ón debe debe limi limita tars rse e únic únicam amen ente te a situ situac acio ione ness especiales, ya que para condiciones normales de abastecimiento de agua de una red de distribución, se debe contar con tanques de almacenamiento. El diseñador debe conocer los siguientes puntos en la etapa de conceptualización de los tanques: 1. La curva curva de de demand demanda a del sist sistema ema de de distrib distribuci ución. ón. 2. El volumen volumen total total necesar necesario io de agua agua para para cada zona de presión. presión. 3. La localiz localizac ació ión n en plan planta ta de los tanqu tanques es y de toda la infra infraes estr truct uctur ura a del del sist sistem ema a de acueducto existente. 4. El númer número o de módul módulos os del tanqu tanque e y la defin definic ición ión de las etapas etapas de ejec ejecuc ució ión n para para la construcción. 5. Cota Cotass de los los nive nivele less de agua agua.. 6. Cota Cota de de rebos rebose e del del tanq tanque. ue. 7. Funcionamie Funcionamiento nto de otros otros component componentes es del sistema sistema de acueducto acueducto,, tales como como estaciones estaciones de bombeo que lleguen a los tanques, la red de distribución, estaciones reguladoras de presión u otros tanques existentes. Los tanques deben diseñarse con todas las estructuras y facilidades necesarias para garantizar su lavado durante durante la operación normal. normal. Estas estructur estructuras as deben incluir, entre entre otros aspectos, aspectos, las válvulas necesarias, las estructuras de disipación de energía y las estructuras de entrega a los cuerpos receptores o al sistema de alcantarillado.
7.1. 7.1.22 Infr Infrae aest stru ruct ctur uraa exis existe tent ntee Para el proceso de diseño deben identificarse las principales obras de infraestructura construidas y proyectadas dentro de la zona de influencia del (los) tanque(s) que se va(n) a desarrollar, tales como calles, avenidas, puentes, vías de metro y ferrocarril, líneas de transmisión de energía eléctrica, sistemas de alcantarillado y cualquier otra obra de importancia.
7.1.3 7.1.3 Estudi Estudio o de de la la dema demand ndaa de de agu aguaa Con el fin de llevar a cabo el diseño de los tanques, el diseñador debe conocer el estudio de la demanda de agua realizado por las Empresas Públicas de Medellín para la zona del municipio objeto del diseño. En caso de que no exista exista esta información información debe realizar realizar el estudio estudio de acuerdo acuerdo con lo establecido en el Capítulo 3 “Población, Dotación y Demanda” de esta norma, para determinar la capacidad actual y futura del tanque, de acuerdo con la red de distribución aguas abajo.
TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y/O COMPENSACIÓN
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7.1. 7.1.44 Curv Curvas as de dem deman anda da hora horari riaa Para el caso de tanques existentes, las curvas de demanda horaria deben ser obtenidas por el diseñador haciendo uso de la información histórica del SCADA, del comportamiento horario de los circuitos circuitos y de las curvas curvas de demanda demanda para los circuitos circuitos que existen en las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Para el caso de un tanque nuevo, nuevo, conectado conectado a una nueva red de distribución distribución,, el diseñador diseñador podrá hacer uso de información acerca de la curva de demanda existente en un circuito cercano al proyecto. proyecto. Debe tener en cuenta que podrían existir existir variaciones variaciones con respecto al caudal máximo (Qmax) y al caudal mínimo (Q min). En este caso se debe debe contar con con la aprobación aprobación previa de las Empresas Públicas de Medellín.
7.1.5 7.1.5 Aspect Aspectos os genera generales les de la zona zona El diseñador debe conocer todos los aspectos generales de la zona del municipio en la que se desarr desarrolla ollará rá el tanque tanque.. Como Como mínim mínimo o el diseñad diseñador or de los tanque tanquess de almace almacenam namien iento to y/o compensación debe conocer la siguiente información referente a los aspectos generales de la zona: 1. El uso del del suelo y la distribució distribución n urbanística urbanística de de la zona cercana cercana al tanque. tanque. 2. Los proyecto proyectoss de infrae infraestr struct uctura ura existent existente e y por construi construirr como como edific edificaci acione oness cercan cercanas, as, vías, redes de acueducto y otras redes de servicios públicos. 3. Cons Consult ultar ar sobr sobre e posi posible bless mega megapr proy oyec ecto toss con con el muni munici cipio pio,, plan planea eaci ción ón y dife difere rent ntes es empresas de servicios públicos. 4. Regím Regímene eness de propie propiedad dad de los terrenos terrenos donde donde se proyec proyecta ta el tanque tanque;; si son propie propiedad dad privada, del Estado, Departamento o el Municipio. 5. Sistema Sistema de drenaj drenaje e natural natural en la zona, zona, cauces, cauces, quebradas, quebradas, etc. etc. 6. El levantamien levantamiento to topográfic topográfico o planimétric planimétrico o de la zona del municipio municipio objeto objeto del diseño. diseño. 7. El períme perímetro tro urbano urbano del municip municipio. io.
7.1. 7.1.66 Estu Estudi dios os top topog ográ ráfi fico coss Con respecto a los estudios topográficos, en el caso de diseño de tanques de almacenamiento y/o compensación, se debe seguir lo establecido en el manual de topografía de las Empresas Públicas de Medellín: “Alcance del trabajo y especificaciones para los levantamientos o localizaciones de trabajos de topografía en las investigaciones para diseño de redes de acueducto y/o alcantarillado, conducciones, impulsiones y obras civiles (plantas de tratamiento, tanques, estaciones de bombeo, edificaciones, etc.)”. Se debe seguir la versión de junio de 2002 de este manual, o aquella que la reemplace. En todos los casos se recomienda hacer levantamientos reales en campo, con propósitos de verificación.
7.1. 7.1.77 Cond Condic icio ione ness geoló geológi gica cass El diseñador debe conocer todas las condiciones geológicas y las características del subsuelo en las zonas donde donde se proyec proyectar tará á el tanque. tanque. Median Mediante te el uso de planos planos geológic geológicos, os, deben deben identificarse las zonas de falla, de deslizamiento, de inundación y en general todas las zonas que pres presen ente ten n algú algún n prob proble lema ma caus causad ado o por por aspec aspecto toss geol geológi ógico cos, s, a part partir ir de los plan planos os de microzonificación sísmica existentes. existentes. Se deben evitar alternativas alternativas de diseño en zonas claramente identificadas como zonas de deslizamiento. El diseñador debe conocer específicamente el nivel de amenaza sísmica de la zona donde se proy proyec ecta tará rá el tanqu tanque. e. En parti particu cular lar debe tener tenerse se en cuen cuenta ta lo esta estable bleci cido do en la norm norma a sismorresistente NSR-98, o aquella que la reemplace, con respecto a los niveles de amenaza sísmica de las diferentes zonas del territorio de los municipios atendidos por EEPPM.
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7.1. 7.1.88 Estu Estudi dio o de de suel suelos os Para el diseño de los tanques se debe seguir lo establecido en el Capítulo G2, “Aspectos Geotéc Geotécnic nicos” os” del Título Título G del RAS 2000, o aquel que lo reempl reemplace ace.. En todo caso se debe considerar considerar la ayuda de un especialista especialista en Geotecnia que indique aquellos aquellos estudios estudios adicionales a los mínimos establecidos por el RAS, en su versión vigente. Adicion Adicionalm alment ente, e, el diseño diseño debe debe recopil recopilar ar la inform informaci ación ón sobre sobre sondeo sondeoss que exista existan n en las Empresas Públicas de Medellín y que hayan sido hechos para el desarrollo o construcción de otras obras en la zona del municipio objeto del diseño del tanque.
7.1. 7.1.99 Gene Genera raci ción ón de alter alterna nati tiva vass 7.1. 7.1.9. 9.11 Anál Anális isis is de cost costo o mín mínim imo o El diseño de todo tanque de almacenamiento y/o compensación debe seguir un análisis de costo mínimo de acuerdo con lo establecido en el Numeral 2.2.6 de esta norma. En caso de que el tanque sea alimentado por un sistema de bombeo, el análisis de costo mínimo debe considerar el conjunto, el sistema de bombeo, la tubería de impulsión y el tanque de almacenamiento en sí. En caso de que se trate de un diseño de un tanque y una red de distribución nueva, la cota a la cual se va a construir el tanque para suministrar las presiones adecuadas debe fijarse con un criterio de optimización de la red de distribución, buscando encontrar una solución de costo mínimo en todo el conjun conjunto. to. Debe Debe escoge escogerse rse la cota y volume volumen n del tanque tanque de almace almacenam namient iento o que, que, suministrando el caudal demandado y las presiones mínimas establecidas en estas normas, en los puntos extremos de la red, implique los costos mínimos de tuberías en la red de distribución, costos de bombeo si los hay y costos del tanque, incluida la operación de todos ellos en el período de diseño del tanque tanque y la red de distribución. distribución. Para el análisis de costo costo mínimo se debe utilizar utilizar el programa de diseño hidráulico de la red de distribución de agua potable, el cual debe basarse en el método método del gradiente y contener contener rutinas que permitan permitan la optimización optimización del conjunto conjunto tanque-red tanque-red de distribución. Se recomienda que estas estas rutinas estén basadas en métodos de inteligencia artificial, artificial, tales como algoritmos genéticos, lógica difusa y/o sistemas expertos.
7.1. 7.1.9. 9.22 Fact Factib ibil ilid idad ad de de ampl amplia iaci ción ón El diseño debe identificar y justificar la expansión de diferentes tanques, de acuerdo con criterios económicos por etapas de construcción y teniendo en cuenta la proyección de almacenamiento y demanda demanda durante el período período de diseño de las estructuras. estructuras. El diseño debe definir las etapas de expansión, indicando en cada una la capacidad de almacenamiento y compensación del tanque y las necesidades de regulación. En todo todo caso, caso, se debe disponer disponer del espaci espacio o suficie suficiente nte para la constr construcc ucción ión de las futura futurass ampliaciones, previendo desde la etapa de diseño el menor número de interrupciones posibles en el servicio de los tanques ya construidos.
7.1.10 7.1.10 Otros estudi estudios os previos previos El diseñ diseño o de los tanq tanques ues de alma almace cena nami mient ento o y/o y/o compe compens nsac ación ión tamb tambié ién n debe debe incl incluir uir la consecución de estudios ya hechos, o el desarrollo de los siguientes estudios previos: 1. Dispon Disponibil ibilida idad d de energía energía eléctric eléctrica a en las posibles posibles alterna alternativ tivas as de localiz localizaci ación ón de los tanques. 2. Calidad Calidad de agua que que la red de de conducciones conducciones de de EEPPM entrega entregará rá al nuevo nuevo tanque, tanque, en las las condiciones de caudal que produzcan los menores niveles en los parámetros de calidad de agua a la llegada al tanque.
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P 3. Condiciones Condiciones de operaci operación ón especiales especiales en la red de de conducciones conducciones que puedan puedan tener tener impacto impacto sobre la operación normal de los tanques objetos del diseño, tales como mantenimientos especiales, lavado de conducciones, etc. 4. Cara Caract cter erís ístitica cass de la red red de alca alcant ntar arililla lado do y los los cuer cuerpo poss de dren drenaj aje e urba urbano no en zonas zonas cercanas cercanas al tanque tanque objeto del diseño, con el fin de establecer establecer su capacidad de recepción recepción de las aguas de lavado de los tanques.
7.2 7.2
COND CONDIC ICIO IONE NES S GEN GENERAL ERALES ES
7.2.1 7.2.1 Locali Localizac zación ión de los tanqu tanques es Para ubicar los tanques de almacenamiento y/o compensación dentro del sistema de distribución de agua potable, el diseño debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones: 1.
En lo posi posibl ble, e, los tanq tanque uess de compe compens nsac ació ión n y/o y/o alma almace cena nami mien ento to no debe deben n esta estar r enterrados en el terreno.
2.
Los tanq tanques ues deben deben locali localizar zarse se lo más más cerca cerca posib posible le de la red red de distr distribuc ibución ión part partien iendo do de los puntos altos de la población y asegurando el mantenimiento de presiones adecuadas.
3.
El área área para para la loca localiliza zaci ción ón del tanqu tanque e no podrá podrá situ situar arse se en zona zonass que que pres presen ente ten n concentraciones de drenajes naturales de aguas lluvias o que sean susceptibles a inundaciones.
4.
Los tanq tanques ues de de almace almacenam namien iento to y/o y/o compen compensac sación ión no no deben deben situa situarse rse en en la coron corona a de un talud, ni sobre rellenos, salvo con una recomendación explícita de los estudios de suelos y de estructuras.
5.
En caso caso de que que exista exista la la posibil posibilida idad d del paso paso de agua aguass lluvias lluvias en la la cercan cercanía ía del del tanque, tanque, deben evitarse infiltraciones hacia el interior de éste.
6.
Si el tanque tanque es enter enterra rado do o semi semien ente terr rrado ado,, debe esta estarr alejad alejado o de cualq cualquie uierr fuente fuente de contaminac contaminación ión posible, posible, tales como depósitos depósitos de basura, basura, líneas de alcantarillad alcantarillado, o, pozos sépticos, etc.; en todo caso debe tener cubierta.
7.
Si el tanq tanque ue es metá metálilico co,, debe debe local localiza izars rse e en zonas zonas donde donde se minim minimic ice e el riesgo riesgo de corrosión. Este tipo de tanques deben tener ánodos de sacrificio diseñados por el fabricante. Dentro de las recomendaciones de uso, debe quedar clara su duración y la forma de reemplazo de los ánodos.
7.2.2 Delimitaci Delimitación ón de las zonas zonas de presión presión de la red de distribu distribución ción Para llevar a cabo el diseño de un tanque de almacenamiento y/o compensación, es necesario conocer las diferentes zonas de presión en la red de distribución localizada aguas abajo del tanque. Para esto, se debe estudiar el trazado de la red red según lo descrito en el Numeral 5.3.1 de esta norma, con el fin de asegurar la compatibilidad entre la cota del tanque y la presión en los diferentes puntos de la red de distribución. distribución. En particular se debe tener en cuenta el efecto que la cota del tanque pueda tener sobre las estaciones reguladoras de presión y por consiguiente se debe recomendar la recalibración de é stas.
7.2.3 7.2.3 Vulner Vulnerabi abilid lidad ad y amenaz amenazaa sísmi sísmica ca Con propósitos de diseño de los tanques de almacenamiento y/o compensación, es necesario conocer el nivel de amenaza sísmica de la zona en la cual se construirá. Se debe tener en cuenta todo lo establecido en la Norma Sismorresistente Colombiana NSR 98, o aquella que la reemplace, con respecto a los niveles de amenaza sísmica en las diferentes zonas de los municipios atendidos
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P por las Empresas Públicas Públicas de Medellín. Medellín. En particular particular se deben estimar los daños potenciales potenciales y categorizarlos de acuerdo con su severidad. Los tanques son vulnerables a la deformación del suelo causada por inundaciones, problemas geotécnicos, geológicos y/o topográficos. El diseño debe establecer el nivel de vulnerabilidad. Cuando por razones geológicas, topográficas, sísmicas o cualquier otro tipo de factor, el tanque presente una falla, el diseño debe tener en cuenta que éste sea fácil y rápido de reparar. Con el fin de disminuir la vulnerabilidad frente a fenómenos sísmicos, los materiales de los componentes de los tanques deben estar diseñados para soportar los esfuerzos de tensión y corte generados por el sismo de diseño, aplicables a los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. El diseño debe cumplir con todo lo establecido en la Resolución 1096 de noviembre 17 de 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico, en sus Artículos 193 “Cargas y Diseños Sísmico de Tuberías”, 194 “Diseño de Tanques y Comportamientos Estancos de Concreto Reforzado”, 195 “Diseño de Tanques de Acero” y 196 “Tanques de Otros Materiales”, o aquella que l a reemplace.
7.2. 7.2.44 Restr Restric icci ción ón de acce acceso so El diseño debe incluir las medidas de seguridad necesarias para restringir el acceso a la zona del tanque mediante cercados, vías de acceso restringidas y vigilancia con el fin de evitar el acceso de personas distintas a aquellas encargadas de la operación y/o el mantenimiento de los tanques.
7.2. 7.2.55 Anch Anchos os d dee serv servid idum umbr bres es El ancho de las servidumbres debe ser el mínimo que permita, en forma cómoda, realizar las tareas de inspección y mantenimiento mantenimiento de los tanques. El ancho de servidumbre debe fijarse con base en la geometría del tanque, el espacio ocupado por los componentes del tanque, la facilidad de acceso y el espacio para para maniobras de los equipos. En todo caso se recomienda recomienda que el ancho de los retiros no sea superior a 6 m.
7.2.6 7.2.6 Tamaño Tamaño del lote lote y paisaj paisajism ismo o El tamaño del lote debe estar definido por las dimensiones del tanque y el desarrollo de los taludes y las estructuras inherentes al proyecto, tales como estaciones de bombeo actuales o futuras, expansión del tanque, etc. Las condiciones del suelo y el ángulo para desarrollarlos, definido por el estudio de suelos, son fundamentales para establecer el área del lote. En todo caso, el tanque debe tener una zona de parqueo.
7.3
PARÁMETR ETROS DE DE DI DISEÑ SEÑO
7.3. 7.3.11 Perí Períod odo o de dis diseñ eño o El período de diseño para los tanques de almacenamiento y/o compensación debe ser de 30 años.
7.3. 7.3.22 Caud Caudal al de dise diseño ño El caudal de diseño para la salida del tanque de almacenami almacenamiento ento y/o compensación compensación es el caudal máximo horario (QMH) al final del período de diseño, definido en el Numeral 3.7.3 de esta norma, teniendo en cuenta la variación del consumo en la red de distribución localizada aguas abajo del tanque. El caudal de entrada al tanque de almacenamiento y/o compensación, depende de los parámetros de diseño y del tiempo tiempo de operación operación de los bombeos. bombeos. En caso de que se bombee bombee durante durante 24
TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y/O COMPENSACIÓN
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P horas, el caudal de entrada es el caudal medio diario (Q md). En caso de que se bombee bombee durante durante períodos inferiores a las 24 horas, el caudal de entrada al tanque corresponde al caudal medio diario (Qmd) multiplicado por un factor igual a 24 horas dividido por el número de horas efectivas de bombeo. En el caso de tanques abastecidos por gravedad desde el sistema de conducciones de las Empresas Públicas de Medellín, el caudal de entrada al tanque es el caudal medio diario (Q md), calculado de acuerdo con la demanda proyectada al período de diseño de la red de distribución localizada inmediatamente aguas abajo del tanque.
7.3. 7.3.33 Núme Número ro de de tanq tanque uess Se recomi recomiend enda, a, para para cada cada circui circuito to del sistem sistema a de acuedu acueducto cto de las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellín, tener como mínimo dos tanques o, en el caso de tanques rectangulares, al menos uno con dos módulos o compartimientos iguales que operen de forma independiente y permitan almacenamiento adicional. Para labores de mantenimiento, y si no hay un módulo adicional, se recomienda hacer un by pass a la llegada del tanque para alimentar la red directamente de la conducción, verificando en todo momento los requerimientos de calidad de agua. En todos todos los casos, el número número de tanque tanquess debe debe obtene obtenerse rse como result resultado ado del anális análisis is de generación de alternativas y factibilidad de ampliación descrito en el Numeral 7.2.9.
7.3. 7.3.44 Capa Capaci cida dad d de reg regul ulac ació ión n En el caso de tanques de almacenamiento, el volumen de regulación debe estar entre el 16.67% y el 25% del volumen de consumo total presentado en el día de máximo consumo en la red de distr distrib ibuci ución ón locali localiza zada da inme inmedi diat atam amen ente te agua aguass abaj abajo o del del tanq tanque. ue. Esto Esto corr corres espo pond nde e a un almacenamiento equivalente a un período entre 4 y 6 horas del Q md para el día de mayor consumo.
7.3. 7.3.55 Cali Calida dad d de dell ag agua ua a la salid salidaa de los tanque tanquess de almac almacen enam amie ient nto o y/o y/o compensación El diseño debe tener en cuenta que los requisitos de calidad de agua en la red de distribución, aguas abajo del tanque, exigen manejar tiempos cortos de permanencia del agua, lo cual va en contravía de lo requerido por los almacenamientos, cuyo principal objetivo es tener capacidad para atender atender la demanda en los consumos consumos picos. Por consiguiente consiguiente el diseño debe incluir un estudio estudio sobre la evolución de la calidad del agua en el tanque para las condiciones actuales y futuras, teniendo en cuenta la calidad de agua, en cuanto a cloro residual, entregada por la red de conducciones a la entrada del tanque. Se debe tener en cuenta para este diseño que el tiempo de permanencia permanencia debe ser inferior inferior a 24 horas. Para los cálculos cálculos de la calidad calidad del agua se deben utilizar los coeficientes de decaimiento del cloro de la red de distribución.
7.3.6 7.3.6 Capaci Capacidad dad de de demand demandaa contra contra ince incendi ndio o El volumen destinado a la protección contra incendios se debe determinar considerando una duración duración de incendio de 2 (dos) horas. horas. El caudal contra incendios incendios se debe calcular utilizando utilizando la Ecuación 7.47: Q in
=
3.86
P
60
1000
⋅ 1 − 0.01 01
P 1000
Ecuación 7.47
donde P = Población servida (hab) Qin = Caudal de agua contra incendio (m³/s) Una vez se conoce el caudal de agua para protección contra incendio, se puede calcular el volumen de agua destinado a protección contra incendio, por medio de la Ecuación 7.2:
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V =
Q in
Ecuación 7.48
T
donde V = Volumen de agua para protección contra incendio (m³) Qin = Caudal de agua contra incendio (m³/s) T = Duración de incendio (s)
7.3. 7.3.77 Volu Volume men n del del tanq tanque ue El volumen del tanque de almacenamiento corresponde al mayor entre el volumen de regulación y el volumen necesario para satisfacer satisfacer la demanda contra contra incendios. En todo caso, el diseño diseño debe dejar un borde libre de por lo menos 0.3 m, con el fin de permitir la ventilación correcta del tanque. Una vez establecido el volumen del tanque, el diseño debe definir cuál es el máximo máximo período que se pued puede e susp suspen ende derr el serv servici icio o depe depend ndie iend ndo o del del circ circuit uito o o subc subcir ircu cuitito o que que se loca localic lice e inmediatamente agua abajo del tanque.
7.3 7.3.8 Mate Materi rial ales es Los tanques de almacenamiento y/o compensación pueden ser construidos en concreto reforzado, fibra de vidrio o vidrio fusionado al acero. En el caso de que el diseño incluya materiales diferentes, éstos éstos deben contar contar con la aproba aprobació ción n previa previa de las Empresa Empresass Públic Públicas as de Medellí Medellín. n. Los materiales deben adicionalmente cumplir con lo siguiente. 1. Las Normas Normas del Código Código Colombian Colombiano o de Construc Construccio ciones nes Sismorr Sismorresis esisten tentes tes,, NSR 98, o aquel que lo reemplace. 2. Los tanques tanques deben ser ser impermea impermeables bles y resistente resistentess a la corros corrosión. ión. 3. Siem Siempr pre e se debe debe hace hacerr refe refere renc ncia ia a norm normas as nacio nacional nales, es, norm normas as inte intern rnac acio ional nales es y catálogos de los fabricantes de tanques. 4. Los tanque tanquess metálico metálicoss deben tener tener protecci protección ón catódic catódica a en el interi interior or y exteri exterior or si están están enterrados, siguiendo la norma AWWA D104. 5. Las tuberí tuberías as metálica metálicas, s, CCP o acero acero inoxidab inoxidable, le, enterr enterrada adass debajo debajo o en el períme perímetro tro del tanque deben tener continuidad eléctrica y estación de medición. 6. La tuberí tubería a de hierro hierro dúctil dúctil debe debe estar estar enca encaps psul ulad ada a en manga manga de polie polietitile leno no según según el manual AWWA M27 y la norma ANSI/AWWA C105/A21.5 Según el material, se debe cumplir con las normas técnicas mostradas en la Tabla 7-41 o cualquier otra norma aceptada internacionalmente, equivalente, previa aprobación de las Empresas Públicas de Medellín.
Tabla 7-41 Normas Técnicas NORMA AWWA D100 AWWA D102 AWWA D103 AWWA D110 AWWA D120 AWWA D130
NOMBRE Welded Steel Coating Steel Factory-Coated Bolted Steel Tanks for Water Storage Wire – Wound circular prestressed concrete water tanks Thermosetting Fiberglass reinforced plastic Flexible membrane living and floating cover materials for potable water storage
Las tuberías para la entrada, salida y descarga que se encuentren debajo o en la periferia del tanque hasta las válvulas, deben ser construidas completamente en CCP, recubierto con mortero de concreto y deben tener continuidad eléctrica con estación de medición. También pueden
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P constr construir uirse se en hierro hierro dúctil dúctil recubi recubiert erto o exteri exteriorm orment ente e en zinc zinc e interi interiorm orment ente e con morter mortero o de concreto y encapsulado. Los accesorios deben ser en el mismo material que las tuberías y en caso de que éstas sean cortadas y soldadas en el sitio, el material debe ser acero inoxidable 304, soldado con el proceso TIG o MIG y con estación de medición.
7.3. 7.3.99 Recu Recubr brim imie ient nto o inte intern rno o El recubrimiento interno de los tanques debe ser liso con el fin de evitar fenómenos de corrosión, crecimientos de biopelículas y facilitar las operaciones de lavado. Las tuberías de entrada y salida a los tanques deben ser revestidas con materiales con los que se pueda evitar o disminuir el problema de corrosión. En general se podrán usar los materiales que se describen en las siguientes normas, con el fin de proteger internamente los tanques y las tuberías de e ntrada y salida:
Tabla 7-42 Normas de recubrimiento interno para tuberías y tanques NORMA AWWA C104/A21.4 AWWA C1 C105/A 21 21.5 AWWA C116/A 21.16 NTC 2629 NTC NTC 747 747 AWWA D 110 AWWA D 120 AWWA D 103
NOMBRE Cement-Mortar Lining for Ductile-Iron Pipe and Fittings for Water Polyethylene Encasement fo for Ductile-Iron Pipe Sy Systems Protective Fusion-Bonded Epoxy Coatings Int. & Ext. Surf. DuctileIron/Gray-Iron Fittings Tubería de Hierro dúctil. Revestimiento de Mortero-Cemento Centrifugado. Controles de Composición del Mortero Recientemente Aplicado. Tubos ubos de pres presió ión n tipo ipo cili cilind ndrro de acer acero o con con recu ecubrim brimie ient nto o de horm ormigó igón, mortero o ambos Wire & Strand Wound, Circular, Prestressed Concrete Water Tanks. Thermosetting Fiberglass-reinforced Plastic Tanks. Factory Coated Bolted Steel Tanks for Water Storage
7.3.10 7.3.10 Distancia Distancia a otras redes La distancia horizontal mínima de un tanque enterrado o semienterrado con respecto a una tubería de alcantarillado debe ser mayor a 30 m, cuando el terreno es impermeable. La distancia vertical mínima debe ser de 1.0 m a partir del fondo del tanque; si el terreno es permeable, la distancia horizontal mínima debe ser de 45 m. Las distancias establecidas en el párrafo anterior pueden ser reducidas a la mitad, si se instala un sistema de drenaje que rodee externamente el perímetro del fondo del tanque.
7.3.11 Presión en la tubería de alimentación alimentación al tanque tanque La presión en la tubería de entrada a los tanques de almacenamiento y/o compensación debe garantizar que el agua alcance el nivel máximo esperado, más 5.0 m, cuando la alimentación al tanque sea por su parte superior.
7.3.12 7.3.12 Tiempo Tiempo de llenado llenado del tanque tanque El tiempo de llenado del tanque depende del caudal máximo de entrada y de la operación de la válvul válvula a en ésta. El diseño debe debe garant garantizar izar que tanto tanto la tubería tubería como la válvul válvula a de entrada entrada entreguen el caudal necesario para el llenado. Adicionalmente, el diseñador debe establecer la forma de llenado y su tiempo para cada uno de los tanques que conformen el sistema de abastecimiento de agua potable de EEPPM. En particular, se debe garantizar que el primer metro
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P de profundidad de llenado del tanque sea suave y lento, con el fin de evitar problemas de turbulencia y de resuspensión de sólidos sedimentados en el fondo del tanque.
7.3.13 7.3.13 Nivele Niveless Los niveles máximos y mínimos del tanque deben fijarse, desde la etapa de diseño, de tal manera que las presiones en la red de distribución de agua potable, aguas abajo de los tanques, se encuentren encuentren dentro de los límites aceptables aceptables de servicio servicio establecidos establecidos en el Numeral Numeral 5.4.7 de esta norma, referente a las presiones mínimas y máximas en la red de distribución de agua potable de las Empresas Empresas Públicas de Medellín. Medellín. Si el tanque forma forma parte de la succión de una estación estación de bombeo, el diseño debe asegurar la conservación de un nivel mínimo para evitar la formación de vórtices vórtices y la posible entrada entrada de aire en la tubería de succión. succión. Con propósitos propósitos de controlar controlar la calidad del agua, todo tanque debe tener un nivel mínimo de operación y la tubería de salida debe localizarse en una cota mayor con el fin de evitar el paso de sedimentos. Se recomienda que el nivel mínimo del tanque se encuentre 1.0 m por encima del fondo de éste, y que su borde libre sea de por lo menos 0.3 m.
7.3.14 7.3.14 Tiempo Tiempo de vaciado vaciado y caudal de vaciado vaciado El tiem tiempo po de vaci vaciad ado o del del tanq tanque ue se calc calcula ula de acue acuerd rdo o con con la Ecuac Ecuació ión n 7.3 7.3 most mostra rada da a continuación. continuación. Sin embargo, embargo, dicho tiempo tiempo debe ser ser inferior inferior a 8 horas. La Ecuación Ecuación 7.3 es válida para tanques prismáticos, es decir, aquellos en los cuales el área superficial es constante en toda la altura. T =
2 ⋅ A ⋅
h
m ⋅ a ⋅ 2 g
Ecuación 7.49
donde T = Tiempo de vaciado (s) A = Área superficial del tanque (m²) h = Cabeza sobre el desagüe (m) a = Área del desagüe (m²) g = Aceleración de la gravedad (m/s²) m = Coeficiente de contracción del desagüe (-) El coeficiente m de contracción debe variar entre 0.5 y 0.6. El diseño debe asegurar que el caudal máximo de salida de agua, durante la operación de vaciado del tanque objeto del diseño, sea menor que el caudal máximo de entrada de aire a través del sistema de ventilación del tanque. Adicionalmente, el diseño debe asegurar que el sistema de alcantarillado o el cuerpo receptor del desagüe del tanque tenga capacidad suficiente para transportar el caudal máximo de vaciado del tanq tanque ue.. El caud caudal al de vaci vaciad ado o corr corres espo pond nde e al volu volume men n del del tanq tanque, ue, cuand cuando o se encu encuen entr tre e completamente lleno, dividido el tiempo de vaciado calculado de acuerdo con la Ecuación 7.3 u 8 horas, aquel que sea menor.
7.3.15 7.3.15 Profundid Profundidad ad del fondo fondo del tanque Como criterio criterio general, general, se recomienda recomienda enterrar enterrar el fondo del tanque lo menos posible, posible, asegurando asegurando que éste siempre siempre quede por lo menos 0.5 metros por encima encima del nivel freático freático máximo. máximo. En caso contrario, debe asegurarse que no exista riesgo de contaminación de aguas que fluyan hacia el interior interior del tanque. Adicionalmen Adicionalmente, te, en caso de que el tanque se encuentre encuentre por debajo del nivel freático, el diseño debe considerar lo s efectos de flotación para el diseño estructural.
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7.3.16 7.3.16 Sismorresi Sismorresistenc stencia ia Para el diseño de los tanques de almacenamiento y/o compensación para los sistemas de distribución de las Empresas Públicas de Medellín, el diseñador debe establecer la amenaza sísmica del municipio en la zona en la cual va a localizarse el proyecto, teniendo en cuenta todo lo establecido establecido en la norma sismorresi sismorresistent stente e colombiana colombiana NSR 98, o aquella aquella que la reemplace. reemplace. El diseñador debe tener en cuenta los mapas de amenaza sísmica existentes para la zona en la cual se localice el proyecto. proyecto. En todo caso, los materiales materiales utilizados utilizados para para los tanques deben estar estar diseñados para soportar los esfuerzos generados por el sismo de diseño, aplicables a la ciudad de Medellín o aquellos municipios en donde el servicio de agua potable sea llevado a cabo por las Empresas Empresas Públicas de Medellín. Medellín. El diseño debe hacer uso de los planos de microzonifi microzonificación cación sísmica existentes para la ciudad de Medellín y los municipios del Valle de Aburrá.
7.3.17 Comprobación de diseño bajo bajo diferentes condiciones condiciones de operación operación Con respecto a la comprobación del diseño hidráulico de los tanques de almacenamiento y/o compensación bajo diferentes condiciones de operación, el diseño debe seguir todo lo establecido en los Numerales 4.5.12 y 5.5.9 de esta norma. En particular, una vez que haya finalizado el diseño óptimo del tanque de almacenamiento y/o compensació compensación, n, se debe comprobar comprobar su operación operación y comportamie comportamiento nto hidráulico bajo las siguientes condiciones de operación: • • • • •
Caudal mínimo de consumo en la red de distribución bajo las condiciones de nivel máximo y nivel mínimo en el tanque. Caudal Caudal máximo máximo horario horario actual, bajo las condiciones condiciones de nivel mínimo mínimo y nivel máximo en el tanque. Caudal máximo horario correspondiente al final del período de diseño del tanque, bajo las condiciones de nivel máximo y nivel mínimo en éste. Operaciones hidráulicas especiales en la red tales como lavados de las tuberías. Operaciones de emergencia causadas por estallidos de tuberías y otras condiciones de operación especiales, que impliquen cambios temporales en la sectorización de la red localizada aguas abajo del tanque.
Similarmente, la comprobación de diseño también debe incluir los análisis de calidad de agua en el tanque y en la red de distribución distribución localizada inmediatamente aguas abajo de éste. éste. Para el análisis de calidad de agua, el diseño debe utilizar las condiciones de calidad mínima de agua garantizadas por las Empresas Públicas de Medellín a la entrada del tanque objeto del diseño. Para llevar a cabo todos los análisis anteriores, el diseño debe utilizar un programa de cálculo hidráulico de redes de distribución de agua potable, basado en el método de gradiente, que incluya rutinas de calidad de agua que permitan calcular el cloro residual y su evolución tanto en el tanque como en cualquier punto de la red, dada una concentración inicial de entrada al tanque. El módulo de calidad de agua del programa también también debe permitir el cálculo de la vida media de agua en la red y de la edad del agua en los nodos de cada una de ésta. El programa debe tener capacidad de de simular las variaciones de nivel en el tanque de almacenamiento y/o compensación objeto del diseño. Con respec respecto to a la compr comprobac obación ión del diseño diseño estruc estructur tural al del tanque tanque,, se debe debe seguir seguir todo todo lo establecido en las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín, así como el Título G “Aspectos Complementarios” del Reglamento Técnico del Sector de Agua Agua Potable y Saneamient Saneamiento o Básico RAS 2000, o aquel aquel que lo reemplace. reemplace. En particular, se debe comprobar el diseño bajo las condiciones de nivel máximo, nivel mínimo y variación máxima del nivel en el tanque.
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7.3.18 Protocolo de de pruebas dado por el diseñador diseñador En los proces procesos os de diseño diseño de los tanque tanquess de almace almacenam namien iento to y/o compensa compensació ción n para para las Empresas Públicas de Medellín, el diseñador debe establecer el protocolo de pruebas que se debe llevar a cabo una vez finalice la construcción del tanque. tanque. El diseño debe seguir todo lo establecido en los Numerales 4.5.13 del Capítulo 4 y 5.5.10 del Capítulo 5 de esta norma. En particular, el diseño debe establecer en forma clara los puntos de medición de niveles, caudales y presiones, tanto en el tanque objeto del diseño como en la red localizada inmediatamente aguas abajo de éste, al igual que las condiciones hidráulicas y temporales bajo las cuales se deben llevar a cabo dichas medidas. El diseñador debe establecer el número de puntos, el tipo de instrumentos de medición que deben ser utilizados para la toma de datos de presión, nivel, caudal y el tipo de instrumentos que deben ser utilizados para la toma de parámetros de calidad de agua al interior del tanque y en la red de distribución, estableciendo en todos los casos sus precisiones y rangos de medición. Adicionalmente, el diseño debe establecer la frecuencia y el período de de toma de datos. Con el fin de llevar a cabo las pruebas establecidas en el protocolo dado por el diseñador, el diseño debe establecer la forma de simulación de las condiciones hidráulicas de campo en el modelo hidráulico de la red de distribución. Con el fin de aceptar las pruebas, el diseño también debe establecer los rangos rangos de precisión que se consideren aceptables, aceptables, comparándolos comparándolos con aquellos aquellos arrojados arrojados por el modelo hidráulico, para recibir el tanque de almacenamiento y/o compensación.
7.4 7.4
DISP DISPOS OSIT ITIV IVOS OS ANEX ANEXO OS
7.4. 7.4.11 Fo Form rmaa del del tanq tanque ue La forma del tanque de almacenamiento y/o compensación debe proporcionar la máxima economía glob global al,, es decir decir,, debe debe ser ser un dise diseño ño opti optimi mizad zado o tenie teniend ndo o en cuen cuenta ta todo todoss los costo costoss de ciment cimentaci ación, ón, estruc estructur tura, a, utiliza utilizació ción n del área área de ubicac ubicación ión,, equipos equipos de operac operación ión y contr control ol e integración integración entre entre las diferentes diferentes unidades y con las redes de distribución. distribución. Para el caso de las Empresas Públicas de Medellín se deben preferir los tanques de forma circular, rectangular o cuadrada. La forma del tanque, en particular, debe garantizar una correcta operación hidráulica de la red de distribución distribución aguas aguas abajo de éste, éste, incluyendo aspectos aspectos de calidad de agua. Por consiguiente, consiguiente, la forma del tanque debe evitar la formación de zonas muertas dentro de éste que impliquen deterioro en la calidad del agua potable; todos los tanques deben tener cubierta.
7.4. 7.4.22 Entr Entrad adaa de ag agua ua al al tanq tanque ue La entrada al tanque de almacenamiento y/o compensación debe cumplir con las siguientes disposiciones: 1. 2. 3. 4. 5.
La entrada entrada debe debe estar estar siempre siempre acompa acompañad ñada a de una válvula válvula de flujo flujo anular, anular, a menos menos que haya una alimentación por bombeo. La entrada entrada de agua agua debe ser ser del tipo tipo cuello de de ganso para para todos todos los tanques tanques rectan rectangulares gulares y circulares utilizados por las Empresas Públicas de Medellín. La entrada entrada debe debe colocarse colocarse de tal forma forma que permita permita la circulació circulación n y minimice minimice la posibilidad posibilidad de zonas muertas dentro del tanque, evitando deterioros en la calidad del agua. De ser posibl posible, e, la entrada entrada de agua agua al tanque tanque debe estar estar localiza localizada da en la parte superi superior, or, especialmente cuando la alimentación se realiza por bombeo. Cuando Cuando la entrad entrada a del agua al tanqu tanque e se localice localice por enci encima ma del nivel nivel máximo máximo del del agua, agua, debe amortiguarse el impacto de la caída del agua sobre el fondo del tanque cuando éste se encuentre vacío, con el fin de evitar problemas de erosión en los materiales que conformen las paredes internas y el fondo del tanque.
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7.
En el caso caso de que que el diseño diseño contempl contemple e una entrada entrada de de agua al al tanque tanque por debajo debajo del del nivel nivel del agua, la tubería tubería de alimentació alimentación n debe estar acompañada acompañada por una válvula válvula de cheque, cheque, con el fin de impedir la pérdida del agua en el caso de que ocurra una disminución de presión o falla en las tuberías alimentadoras de la red de conducción o distribución inmediatamente aguas arriba del tanque. El diseño diseño de la estructur estructura a de entrada entrada de agua agua al tanque tanque debe debe garantiz garantizar ar que se se minimicen minimicen las pérdidas de energía.
7.4. 7.4.33 Sali Salida da de de agua agua del del tan tanqu quee Para el caso de los tanques que conformen parte de las redes de distribución de agua potable operadas por las Empresas Públicas de Medellín se debe cumplir con las siguientes disposiciones con respecto a la salida de agua de los tanques: 1. 2. 3.
4. 5. 6.
La salida salida de agua debe debe ser lateral lateral,, independ independien ientem tement ente e del material material que confor conforme me las paredes del tanque. La salida salida de agua agua del tanque tanque debe debe localizars localizarse e lo más alejada de la entrada entrada,, desde el punto punto de vista hidráulico, con el fin de evitar zonas muertas dentro del tanque. En lo posibl posible, e, el diseñ diseño o debe coloc colocar ar la salid salida a del tanqu tanque e opues opuesta ta a la entra entrada. da. En aquellos casos en que esto no sea posible, el diseño debe contemplar la colocación de mamparas dentro del tanque con el fin de lograr un mayor tiempo de retención del agua en el tanque, evitando la formación de cortos circuitos hidráulicos. El diámetro diámetro de de la tubería tubería de salida salida es función función del diámetro diámetro de la tuberí tubería a de alimenta alimentación ción de la red de distribución localizada inmediatamente aguas abajo del tanque. El diseño diseño debe garant garantiza izarr que la salida salida tenga las mínim mínimas as pérdida pérdidass de energía, energía, evitan evitando do superar un valor de 0.5 m de caída en la línea piezométrica. El diseño diseño de la sali salida da de agua agua del tanque tanque debe debe evita evitarr la forma formaci ción ón de vórt vórtic ices es para para cualquier nivel de agua, desde desde el nivel máximo hasta hasta el nivel mínimo. Con el fin de evitar evitar la formación de vórtices, el diseño puede seguir las siguientes recomendaciones: a. b. c.
7. 8. 9.
Si la tubería tubería de salida salida está está ubicada ubicada en un un plano horizontal, horizontal, la la altura altura del agua agua sobre sobre la salida debe ser igual a tres veces la mayor dimensión de la abertura. Si la salida salida está está situa situada da en un plano plano incli inclinad nado o con un ángul ángulo o no mayor mayor a 45° con con respecto a la horizontal, la altura del agua medida al centro de la tubería de salida debe ser por lo menos tres veces la mayor dimensión de la abertura. Si la tube tuberí ría a de salid salida a está está situa situada da en un plan plano o incl inclina inado do forma formando ndo un ángul ángulo o mayor que 45° con respecto a la horizontal, la altura de agua medida desde la parte más alta de la abertura debe ser igual a dos veces la mayor de sus dimensiones.
La difere diferencia ncia de nivel nivel entre entre la desca descarga rga de fond fondo o y la tubería tubería de salida salida debe debe ser de por lo menos 0.1 m. Si la salida salida es de fondo, fondo, debe debe tener mater materiale ialess recubier recubiertos tos con con el fin de evitar evitar probl problema emass de corrosión en sus parte metálicas. La salida salida de agua agua del tanque tanque debe debe estar estar dotada dotada de un sistema sistema de cierr cierre e automáti automático co o manual que pueda maniobrarse maniobrarse desde la parte externa del tanque. Inmediatamente aguas abajo de este sistema de cierre, debe existir una ventosa que permita la entrada de aire en la tubería cuando el sistema se cierre.
7.4.4 Rebose Todo tanque de almacenamiento y/o compensación debe estar provisto de un sistema de rebose, con el fin de evacuar los posibles caudales de exceso. Las dimensiones de la estructura de rebose deben ser tales que garanticen un caudal de rebose igual o superior al caudal máximo de entrada. Adicionalmente, el diseño debe cumplir con los siguientes requisitos:
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6.
El rebose rebose debe descargar descargar por por medio medio de de una tubería tubería o canal en una una cámara cámara indepen independiente diente tan próxima al tanque como sea posible, posible, y los caudales deben ser evacuados desde allí hasta la tubería de limpieza para lavado del tanque o descarga de fondo. En caso caso de que que la estr estruct uctur ura a de rebos rebose e esté esté confor conforma mada da por una una tuber tubería ía,, ésta ésta debe terminar en un tramo recto con una longitud de por lo menos 3.0 m, medida a partir de su abertura exterior. El sist sistem ema a de rebo rebose se no debe debe limi limita tarr la capa capaci cida dad d de alma almace cena nami mien ento to del del tanq tanque ue,, asegurando que se obtenga el nivel máximo esperado en éste. La cámara cámara rece recepto ptora ra de la tube tubería ría de de rebose rebose debe debe estar estar dimens dimension ionada ada de tal tal forma forma que que se evite su sobrecarga. Cuando Cuando el sist sistema ema de rebos rebose e esté esté operand operando o a su capacid capacidad ad máxim máxima, a, el borde borde libre libre en las las paredes del tanque debe ser de 0.3 m como mínimo, con el fin de evitar cualquier presión sobre la tapa del tanque. El diseño estructural del tanque debe asegurar asegurar que se soporte esta carga adicional. En el caso de los tanq tanques ues de almac almacen enam amien iento to y/o y/o compen compensa saci ción ón para para las redes redes de distribución de agua potable operadas por EEPPM, el diseño debe incluir la operación de alarmas alarmas para diferentes diferentes niveles del tanque. tanque. En particular, particular, el diseño debe asegurar asegurar que una alarma se prenda en el momento en que el nivel de agua en el tanque llegue a una cota que sea 5 cm menor que la cota de rebose.
7.4.5 7.4.5 Contro Controll de nivel nivel en en los los tanqu tanques es El diseño de los tanques de almacenamiento y/o compensación para las Empresas Públicas de Medellín debe asegurar la provisión de un sistema indicador del nivel de agua en el tanque, acompañado por sus respectivas respectivas alarmas. En particular, las alarmas deben indicar el momento en el cual el nivel del tanque se aproxima a su nivel mínimo o a su nivel máximo, 5 cm por debajo del nivel de rebose. rebose. Para controlar controlar el nivel, el tanque tanque también también debe tener un sistema sistema de cierre a la entrada, de operación automática, que disminuya la posibilidad de rebose. En todos los casos, el sistema utilizado para indicar el nivel de agua en el tanque no debe afectar la calidad del agua potable en éste.
7.4.6 Desagüe En el fondo del tanque se debe colocar una tubería de desagüe que permita el vaciado de éste, en el tiempo especificad especificado o en el Numeral Numeral 7.4.14 de este capítulo. capítulo. El diseño debe asegurar asegurar que el fondo del tanque tenga una pendiente entre el 0.05% y el 0.1% hacia la tubería de desagüe.
7.4.7 Válvulas El diseño debe incluir una válvula de flujo anular para controlar el caudal de entrada al tanque. Para las estructuras de salida y de vaciado del tanque, el diseño puede utilizar válvulas tipo mariposa. mariposa. En todos los casos, las anteriore anterioress válvulas deben ir acompañada acompañadass de válvulas de cheque, con el fin de prevenir prevenir reversiones del flujo. Inmediatamente aguas abajo de la válvula, a la salida del tanque, se debe colocar una válvula tipo ventosa para permitir la entrada de aire en las tuberías de la red de distribución localizadas aguas abajo del tanque. El diseño también debe asegurar que todos los tanques vayan acompañados por una válvula adicional pequeña, con propósitos de toma de muestras de agua con el fin de medir la calidad de ésta, en particular su turbiedad.
7.4.8 Medición Medición de caudal caudal Los tanques de almacenamiento y/o compensación para las Empresas Públicas de Medellín deben incluir la instalación de un medidor de caudal en la tubería de salida del tanque, con el fin de poder calcular los volúmenes de agua suministrados en forma diaria a la red de distribución de agua potable potable aguas abajo abajo del tanque, tanque, así como las las variaciones variaciones de caudales. caudales. En todos los los casos las Empres Empresas as Públic Públicas as de Medellí Medellín n deben deben exigir exigir la instala instalació ción n de sistem sistemas as telemé telemétri tricos cos y de
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7.4. 7.4.99 Sist Sistem emaa de dre drena naje je El diseño de los tanques de almacenami almacenamiento ento y compensació compensación n debe incluir un sistema de drenaje drenaje colocado por debajo del fondo, con el fin de captar las posibles fugas que que se presenten. El sistema de drenaje de fondo debe descargar en una o más cámaras de recolección, en las cuales se puedan medir los caudales de fuga y estimar su localización, teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones: 1. En el caso caso de tanques tanques grandes, grandes, el sistema sistema de drenaje drenaje de fondo debe debe ser subdividido subdividido en partes iguales, de tal forma que cada una de éstas tenga un área aferente máxima de 500 m², descargando cada una en cámaras diferentes, con el fin de ayudar en la ubicación de las posibles fugas. 2. El agua prevenien preveniente te del sistema sistema de drenaje drenaje debe ser ser evacuada evacuada y entregada entregada a la tubería tubería de descarga de fondo del tanque. 3. El sistema sistema de drenaje drenaje debe debe estar conformado conformado por por filtros filtros con espina espina de pescad pescado, o, de por lo menos 200 mm de diámetro, con una caída mínima de 200 mm. 4. El diseño diseño debe establec establecer er el material material de las tuberías tuberías que confor conforman man el drenaje, drenaje, pero pero debe tener en cuenta que en caso de sugerir tuberías metálicas por debajo del tanque, éstas deben contar con los medios de protección necesarios contra la corrosión a lo largo de toda la vida útil del proyecto.
7.5 7.5
OBRA OBRAS S COMP COMPLE LEME MENT NTAR ARIIAS
7.5.1 7.5.1 Imper Impermea meabil biliza izació ción n de los tanque tanquess El diseño debe garantizar que tanto las paredes como el fondo de los tanques sean impermeables. El material utilizado para la impermeabilización debe, en todos los casos, ser resistente a ataques químicos y a corrosión inducida tanto por el agua como por posibl es corrientes parásitas.
7.5. 7.5.22 Vent Ventil ilac ació ión n de los los tanqu tanques es Los tanques de almacenamiento y/o compensación deben tener ductos de ventilación que permitan la entrada y salida del aire. Los ductos de ventilación deben deben estar acompañados con con mallas de 5 mm para evitar la entrada de insectos. insectos. El caudal de aire mínimo en los ductos de ventilación ventilación debe ser igual al caudal máximo de entrada de agua o de salida por la tubería de desagüe, aquel que sea el mayor. Para el diseño del ducto de ventilación, el diseñador puede utilizar las suposiciones de orificio o tubo corto, y hacer uso de las ecuaciones correspondientes, utilizando una diferencia máxima de presión de 5000 Pa entre lado y lado del orificio o tubo corto, y teniendo en cuenta que en estos casos el aire puede ser tratado como un fluido incompresible. Con respecto a la forma de los ductos de ventilación, en caso de que el volumen del tanque sea inferior a 50 m³, el diseño debe asegurar que los ductos sean tubos verticales con dos codos de 90° conectados conectados con un niple corto, de tal manera que formen formen una curva de 180°. Dichos ductos ductos deben estar estar colocados en la cubierta cubierta del tanque. En el caso de tanques con volúmenes volúmenes de agua mayor, mayor, el diseño diseño debe debe incluir incluir cámara cámarass de ventil ventilació ación, n, con orific orificios ios latera laterales les debida debidamen mente te protegidos.
7.5. 7.5.33 Cubi Cubier erta ta de de los los tanq tanque uess El diseño de las cubiertas de los tanques de almacenamiento y/o compensación debe asegurar que éstas sean impermeables, continuas y opacas. Adicionalmente el diseño debe incluir la instalación de una capa reflectora reflectora para evitar evitar el calentamien calentamiento to interior del tanque. tanque. Adicionalment Adicionalmente, e, debe cumplirse las siguientes disposiciones:
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1. 2. 3.
Sobr Sobre e la cubier cubierta ta debe locali localiza zars rse e algú algún n mate materi rial al adicio adicional nal imper imperme meabi abililizan zante te que se adhiera al material de la cubierta. La cubi cubier erta ta de los tanq tanque uess debe aseg asegur urar ar,, en todas todas parte partes, s, una una inclin inclinac ación ión con con una pendiente no inferior al 2%, con el fin de evitar el encharcamiento en su superficie. En el caso caso de tanq tanque uess gran grande des, s, el diseñ diseño o pued puede e incl inclui uirr el uso uso de la cubi cubier erta ta para para jardines, jardines, canchas canchas deportivas, deportivas, zonas de tránsito tránsito de peatones, peatones, u otros usos. En estos casos, el diseñador debe asegurar que la cubierta esté protegida con una capa de drenaje con escurrimiento escurrimiento natural debidamente debidamente protegida. Esta condición debe tenerse en cuenta para el diseño estructural de la cubierta.
7.5.4 7.5.4 Acceso Acceso al interi interior or del tanque tanque El diseño debe incluir un sistema de acceso al interior del tanque, el cual debe contar por lo menos con una tapa con cierre hermético ubicada sobre sobre la cubierta del tanque. tanque. La dimensión mínima de este acceso es de 0.6 m de diámetro o aquella mayor que permita la entrada de los equipos de mantenimient mantenimiento o necesarios. necesarios. Adicionalmen Adicionalmente, te, el diseño debe garantizar garantizar que el acceso acceso cuente con escaleras internas y externas, con materiales que no afecten la calidad del agua potable al interior del tanque. tanque. Se recomienda recomienda que el acceso se ubique por encima encima de equipos existentes existentes en el tanque y cerca de las paredes de de éste. En todos los casos, el acceso debe sobresalir por lo menos 0.05 m por encima de la cubierta. En el caso de tanques metálicos, se pueden utilizar accesos laterales, los cuales deben estar diseñados también con cierre hermético.
7.5 7.5.5 Ilumi lumin nació ación n El diseño debe asegurar que no exista entrada de luz natural al interior del tanque, salvo en las labores de observación, limpieza y mantenimiento de éste. éste. En caso de que se requiera algún tipo de iluminación artificial, ésta debe estar incluida en el diseño y debe ser por medio de bombillos e instalaciones a prueba de humedad.
7.5. 7.5.66 Seña Señali liza zaci ción ón de de tanq tanque uess En el caso de que el tanque objeto del diseño sea un tanque elevado, y que por su altura sobresalga sobre el resto de las edificaciones circundantes, éste debe contar con luces de señalización de obstáculo elevado, para advertir su presencia a las aeronaves, y se debe pintar de acuerdo con las normas establecidas por el Departamento Administrativo de la Aeronáutica Civil. Todos los tanques que formen parte de los sistemas de distribución de agua potable operados por las Empresas Públicas de Medellín Medellín deben estar señalizados señalizados con la convención internacional internacional que los identifique como objetivos no militares.
7.5. 7.5.77 Sist Sistem emas as telem telemét étri rico coss El diseño debe incluir sistemas telemétricos para transmitir información sobre los caudales de salida, la apertura de válvulas a la entrada y los niveles en el tanque. El diseño debe establecer el tipo de instrumentos de medición, así así como su precisión y frecuencia frecuencia de toma de datos. También debe asegurar que sean compatibles con los sistemas SCADA establecidos por las Empresas Públicas de Medellín. La instrumentación telemétrica de un tanque debe incluir por lo menos las siguientes mediciones: 1. 2. 3. 4.
Caudal Caudal de de salida salida del del tanqu tanque e hacia hacia la red red de dist distrib ribuci ución ón aguas aguas abajo abajo.. Nive Nivell de de agu agua a en en el el tan tanq que. ue. Presió Presión n de agua en la tuberí tubería a de entrada entrada inmed inmediat iatame amente nte aguas aguas arrib arriba a de la válvula válvula de flujo anular. Porcen Porcentaj taje e de apert apertura ura de de la válvul válvula a de flujo flujo anular anular a la la entrada entrada al tanq tanque. ue.
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Cauda udales les de de re rebose.
7.5.8 Escaleras En el caso de que se requieran requieran escaleras internas internas y externas, externas, el diseño debe asegurar asegurar que éstas sean de un material que no afecte afecte la calidad del agua. Se recomienda que las escaleras sean de aluminio o acero inoxidable.
7.5.9 7.5.9 Cajas Cajas de Válv Válvula ulass de entra entrada da y de de salida salida Todas las válvulas deben estar colocadas dentro de cajas que deben construirse tan pronto el tanque de almacenamiento y/o compensación sea colocado y aceptado por las Empresas Públicas de Medellín. Las cajas deben cumplir cumplir con los siguientes requisitos: 1. 2. 3. 4. 5.
Las Las caja cajass de vál válvu vulas las deb deben en ser ser de de mamp mampos oste terí ría a de ladr ladrill illo, o, o de concr concret eto o refo reforz rzad ado o u otro otro material aprobado por las Empresas Públicas de Medellín y deben ser rectangulares, cuadradas o cilíndricas. El fond fondo o de de la la caja caja debe debe ser ser de de conc concre reto to con con un un esp espes esor or míni mínimo mo de 0.15 0.15 m. Las caja ajas de válvula ulas deben tener un sistema de dren drena aje dir dirigido al sis sistema de alcantarillado a uno de los cuerpos de agua del sistema de drenaje natural de los municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín. La dis dista tanc ncia ia ent entre re el el piso piso de de la caj caja a y la par parte te inf infer erior ior del del cuer cuerpo po de de la vál válvu vula la no no debe debe ser ser inferior a 0.2 m. Ésta condición no debe tenerse en cuenta cuenta para el caso de ventosas. En cas caso o de que que las vál válvu vula lass de entr entrad ada a y de salid salida a esté estén n por fue fuera ra de de la inst instal alac ació ión n del del tanque, las tapas de las cajas para las válvulas deben ser de concreto reforzado y su espesor debe calcularse considerando las cargas vivas que van a actuar sobre ellas; en todo caso no debe ser menor a 70 mm. En caso contrario, las cajas pueden diseñarse sin cubierta. Alternativamente pueden utilizarse tapas metálicas metálicas en hierro gris. En el caso de que las cajas contengan equipos de medición especiales, tanto para medición de caudales como para medición de presiones, o equipos de comunicación y transmisión de datos, la tapa de la caja debe ser de seguridad.
7.5.10 7.5.10 Cerram Cerramien iento to Los cerramientos de las instalaciones, en donde se construya un tanque, deben diseñarse y construirse teniendo en cuenta lo establecido en el Capítulo 4 “Obras Varias”, Especificaciones 408 y 409 del manual “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín.
7.5. 7.5.11 11 Vías Vías de acce acceso so y pa parq rque uead ader eros os en los los terr terren enos os alre alrede dedo dorr de los los tanques El diseño de tanques de almacenamiento y/o compensación debe incluir las obras de acceso a la estructura, específicamente para obras de operación y mantenimiento. En particular, se debe tener en cuenta en el diseño, diseño, la construcci construcción ón de vías de acceso y parqueadero parqueadeross adecuados en la zona alrededor del tanque.
7.6 7.6
ASPEC ASPECTOS TOS DE LA LA PUEST PUESTA A EN MARC MARCHA HA DE DE LOS LOS TANQU TANQUES ES
Una vez que se haya finalizado el proceso de construcción del tanque objeto del diseño, se deben realizar las pruebas descritas en los Numerales 7.7.1 a 7.7.5. En todos los casos, estas pruebas debe deben n esta estarr de acue acuerd rdo o con con el prot protoc ocol olo o esta establ blec ecid ido o por por el dise diseña ñado dorr del del tanq tanque ue de almacenamiento y/o compensación, tal como se mencionó en los numerales anteriores.
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7.6.1 7.6.1 Inspec Inspeccio ciones nes prel prelim imina inares res a los los tanques tanques Antes Antes de iniciar iniciar las prueba pruebass hidrául hidráulicas icas y de estanq estanquei ueidad dad,, se deben deben hacer hacer las siguien siguientes tes inspec inspeccio ciones nes prelim preliminar inares es a los difere diferente ntess element elementos os del tanque tanque de almacen almacenami amient ento o y/o compensación: 1. 2.
En primer primer lugar lugar debe debe observar observarse se el aspecto aspecto genera generall del tanque tanque en sus paredes paredes,, fondo, fondo, impermeabilización y obras anexas. Debe Debe verificar verificarse se el correcto correcto funcio funcionam namient iento o de las válvula válvulas, s, accesor accesorios ios de apertura apertura y cierre cierre de éstas, totalizadore totalizadoress de caudal, indicadores indicadores de nivel y alarmas, etc. etc. En el caso específico de las válvulas debe medirse el tiempo de accionamiento, tanto local, como remoto, y corregir cualquier defecto que implique grandes esfuerzos en la operación de éstas.
7.6. 7.6.22 Prue Prueba bass de esta estanq nque ueid idad ad En el caso de que el tanque objeto del diseño esté hecho en concreto, se deben hacer las pruebas de estanqueidad establecidas en el Capítulo 5, Especificación 505, Numerales 4.3 y 4.4 de las Normas y Especificaciones Generales de Construcción de EEPPM, en la cual se establecen las especificaciones para llevar a cabo pruebas de estanqueidad en tanques de agua y se describe el proceso de prueba de los mismos. En el caso de que el tanque esté hecho de otro material, se debe seguir lo establecido por la norma de construcción o los protocolos de prueba de estanqueidad suministrados por el fabricante.
7.6.3 7.6.3 Prueba Pruebass hi hidrá dráuli ulicas cas del tanque tanque Para verificar el correcto funcionamiento hidráulico del tanque deben llevarse a cabo las siguientes pruebas: 1.
2. 3.
El tanqu tanque e debe debe llenars llenarse e hasta hasta su nivel nivel máximo máximo,, observ observand ando o posibles posibles fuga fugass a través través de paredes o en la descarga descarga del drenaje de fondo. fondo. Estas pruebas deben realizarse realizarse antes de proceder al relleno lateral lateral de los tanques. Durante el tiempo de llenado deben verificarse las presiones a la entrada, el porcentaje de apertura de la válvula de flujo anular y la forma de las corrientes, con el fin de detectar la posible presencia de zonas muertas dentro del volumen de agua. El tanque debe permanecer lleno por un período mínimo de 12 horas. El vaciad vaciado o del tanq tanque ue debe debe probar probarse se con con el caudal caudal máxim máximo o horario horario y duran durante te las prue pruebas bas se debe establecer la posible existencia de vórtices, en especial cuando el nivel del tanque esté cercano al mínimo. La capa capacid cidad ad de la la estruc estructur tura a de rebos rebose e debe debe verifi verificar carse se con con el caud caudal al máximo máximo diar diario, io, o aquel que corresponda al caudal máximo de entrada.
7.6. 7.6.44 Prue Prueba bass de cali calida dad d del del agua agua Teniendo en cuenta lo establecido por el diseñador en el protocolo de pruebas, se deben hacer pruebas pruebas de calidad calidad de agua dentro del tanque, en particular sobre la evolución del cloro residual. Para esto, se debe medir la calidad de agua a la entrada al tanque y la calidad del agua a la salida de éste, con el fin de verificar verificar lo establecido establecido en el diseño. Estas pruebas pruebas deben utilizarse utilizarse para establecer la presencia de posibles zonas muertas en el tanque.
7.6.5 7.6.5 Prueba Pruebass hidr hidrául áulica icass en en la la red red Para comprobar el efecto hidráulico que el tanque de almacenamiento y/o compensación objeto del diseño tiene sobre la red de distribución de agua potable aguas abajo de éste, se debe seguir lo establ establecid ecido o en el protocol protocolo o de prueba pruebass dado dado por el diseñado diseñador. r. En el caso caso de las pruebas pruebas hidráulicas en la red se debe seguir lo establecido en el Numeral Numeral 5.10.1 de esta norma. En el caso de las válvulas y las ventosas, debe seguirse lo establecido en el Numeral 5.10.4 de esta norma.
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7.7
ASPECT ASPECTOS OS DE DE LA LA OPER OPERACI ACIÓN ÓN DE DE TANQU TANQUES ES DE ALMACEN ALMACENAMI AMIENT ENTO O RELACIONADOS CON EL DISEÑO
7.7. 7.7.11 Veri Verifi fica caci ción ón de pre presi sion ones es Durante toda la operación del tanque debe medirse en forma permanente, haciendo uso de los sistemas telemétricos, la presión inmediatamente aguas arriba de la válvula de flujo anular a la entrada al tanque.
7.7. 7.7.22 Cont Contro roll de filt filtra raci cion ones es En el caso de los tanques de almacenamiento y/o compensación hechos en concreto reforzado, ya sean superficiales o semienterrados, susceptibles a filtraciones a través de las puntas de dilatación y construcción, se deben medir las filtraciones, las cuales no deben superar un caudal de 1 L/min por cada 5.000 m³ de agua almacenada. El cont contro roll y la veri verififica caci ción ón de las filt filtra raci cion ones es se debe deben n hace hacerr una una vez vez cada cada tres tres mese meses, s, preferiblemente en épocas de verano.
7.7. 7.7.33 Entr Entrad adaa de ag agua ua al al tanq tanque ue Durante toda la operación de los tanques de almacenamiento y/o compensación de las Empresas Públicas de Medellín se debe medir, a través de sistemas telemétricos, el caudal de entrada al tanque. La entrada a los tanques debe cerrarse cerrarse automáticam automáticamente ente ante una situación situación de nivel de agua en exceso, exceso, cuando se esté cerca de llegar al nivel de rebose. El sistema de alarmas alarmas de nivel debe prender una alarma cuando el nivel del tanque se encuentre 5 cm por debajo de la cota de rebose, haciendo uso de sistemas de control a distancia para el cierre de agua al tanque.
7.7. 7.7.44 Cali Calida dad d de agu aguaa en el el tanq tanque ue Una vez que el tanque de almacenamiento y/o compensación se encuentre en operación y durante todo el período de vida útil del proyecto, debe verificarse la calidad de agua en éste, haciendo un muestreo diario tanto a la entrada entrada como a la salida del tanque. Con respecto a la calidad del agua en el tanque, debe seguirse todo lo establecido en el Numeral 5.5.5 de esta norma.
7.7.5 7.7.5 Uso de tecn tecnolo ología gíass de info informa rmació ción n La operación de los tanques de almacenamiento y/o compensación en conjunto con la red de distribución localizada aguas abajo de éste, debe modelarse en un programa de modelación hidr hidráu áulic lica a de rede redess que que util utilic ice e el méto método do del del grad gradien iente te para para sus sus cálc cálculo ulos, s, que que permi permita ta la modelación en período extendido, que tenga rutinas de calidad de agua en la red y que permita el uso de tanques con nivel de agua variable, como uno de los accesorios de suministro de agua a las redes modeladas. El uso del modelo tiene el objetivo de establecer establecer reglas de operación tanto tanto para el tanque como para la red de distribución localizada aguas abajo de éste, en particular en aquellos casos en los cuales, por razones de emergencia o de mantenimientos, se deba cambiar la sectorización de la red de distribución, operando válvulas de aislamiento entre circuitos y subcircuitos. El modelo hidráulico utilizado debe tener en cuenta la altimetría, la planimetría, las demandas de agua agua y los patrone patroness de consum consumo o en la zona de la red localiz localizada ada aguas aguas abajo del tanque. tanque. La topología del modelo debe representar de manera precisa la condición actual de la red, así como las condiciones condiciones de consumo consumo al final del período período de diseño de ésta. ésta. La operación operación de la red de distribución aguas abajo de los tanques se debe modelar sobre un modelo hidráulico calibrado para representar representar el comportamien comportamiento to real del conjunto conjunto tanque-red. tanque-red. Por consiguiente, consiguiente, el programa programa de modelación hidráulica utilizado debe contar con rutinas de calibración.
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7.8
ASPECT ASPECTOS OS DEL DEL MANTEN MANTENIMI IMIENT ENTO O DE TANQU TANQUES ES RELAC RELACION IONADOS ADOS CON EL EL DISEÑO DISEÑO
En gene genera rall se debe debe segu seguir ir,, para para el mant manten enim imie ient nto o de los los tanq tanques ues de alma almace cenam namie ient nto o y/o y/o compensación, todo lo establecido en el Sistema de Gestión de Calidad de las Empresas Públicas de Medellín, para lo cual el diseño debe garantizar la total aplicación de este documento. Para aquellos municipios atendidos por las Empresas Públicas de Medellín que no sean parte del Sistema Sistema de Gestión Gestión de Calidad, el diseño debe tener en cuenta los aspectos aspectos mostrados mostrados en los numerales 7.9.1 a 7.9.5. Igualmente, cuando dichos aspectos no se encuentren específicamente detallados para aquellos municipios que sí formen parte de dicho sistema, se recomienda la aplicación de dichos numerales.
7.8.1 7.8.1 Manten Mantenimi imient ento o correct correctivo ivo y preve preventi ntivo vo Toda Todass las estr estruc uctu tura ras, s, válv válvula ulass y tube tuberí rías as que que form formen en parte parte de la obra obra de un tanq tanque ue de almace almacenam namien iento to y/o compen compensac sación ión deben deben tener tener progra programas mas de manten mantenimi imient ento o correc correctiv tivo o y preventivo de acuerdo con los siguientes requisitos: 1. Las labores labores de mantenim mantenimiento iento deben deben ser ser siempre siempre de tipo prevent preventivo. ivo. Para esto, esto, el diseño diseño debe considerar las rutinas de mantenimiento de los tanques desde el momento de la concepción del proyecto. 2. Las labores labores de mantenim mantenimiento iento de todo todo equipo electro electromecáni mecánico co que forme forme parte parte del sistema sistema de tanques, debe ser de tipo preventivo. p reventivo. En el caso de que las labores de mantenimiento en un tanque impliquen la suspensión del servicio de abastecimiento de agua potable en la red de distribución inmediatamente aguas abajo de éste, las Empresas Públicas de Medellín deben informar a la comunidad sobre los horarios y cortes programados programados en el suministro suministro de agua. Para esto, el diseño debe debe establecer, establecer, haciendo haciendo uso de modelos hidráulicos de la red de distribución, aquellos clientes que van a ser afectados por la suspensión del servicio, o por bajas temporales en la presión del suministro suministro de agua potable. potable. De todas todas formas formas,, el diseño diseño debe debe consid considera erarr altern alternati ativas vas de abaste abastecim cimien iento to de agua agua durant durante e el mantenimiento de tanques, de tal forma que se minimice el número de clientes afectados en su distribución de agua potable.
7.8. 7.8.22 Limp Limpie ieza za de tanq tanque uess Las labores de limpieza de los tanques de almacenamiento hechos en concreto no deben afectar ni las presiones ni el caudal entregado a la red de distribución, distribución, ni influir en el servicio. Las labores de limpieza deben incluir la desinfección de las paredes y el piso con una solución de hipoclorito de sodio, con una concentración de 50 ppm de cloro. Para los tanques de materiales diferentes al conc concre reto to,, el fabr fabric icant ante e debe debe sumi suminis nistr trar ar la infor informa maci ción ón para para el lava lavado do y deber deberá á defi definir nir la concentración de cloro. Los tanques que forman parte de los sistemas de distribución de agua potable de las Empresas Públicas de Medellín deben limpiarse por lo menos una vez al año.
7.8.3 7.8.3 Imper Impermea meabil biliza izació ción n de los tanque tanquess Durante las labores de operación de los tanques de almacenamiento y/o compensación en que se detecten detecten filtraciones filtraciones mayores que las mínimas permisibles, permisibles, tal como se establece establece en el Numeral Numeral 7.8.2 de estas normas, debe procederse a la impermeabilización de todo el tanque con productos autorizados por el Ministerio Ministerio de Protección Social y por por las Empresas Públicas de Medellín. Dichos productos no pueden afectar ni la salud pública ni la calidad del agua suministrada. En particular, no se puede utilizar ninguna sustancia que contenga plomo para las labores de impermeabilización de los tanques.
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7.8.4 7.8.4 Manten Mantenimi imient ento o de acceso accesorio rioss Para el caso de aquellos accesorios que formen parte de los tanques de almacenamiento y/o compensación, se requieren las siguientes labores de mantenimiento: En el caso de las válvulas de orificio, localizadas a la entrada de los tanques, debe verificarse su estado, su ecuación de calibración, y sus mecanismos de operación y de medición de presiones al menos una vez cada mes. En forma similar, similar, se deben verificar verificar el estado estado de las válvulas a la salida del tanque y las válvul válvulas as de descar descarga ga de fondo fondo para vaciado vaciado del tanque tanque.. En todo caso deben deben seguir seguirse se las recomendacio recomendaciones nes establecida establecidass en las normas normas técnicas técnicas correspondiente correspondientess para cada válvula y accesorio. El mante mantenim nimien iento to de acceso accesorio rioss debe debe realiz realizars arse e tenien teniendo do en cuenta cuenta las normas normas técnic técnicas as respectivas para cada uno.
7.8.5 Uso de tecnol tecnología ogíass de informa información ción para para las labore laboress de mantenim mantenimiento iento Las operaciones de mantenimiento de los tanques de almacenamiento y/o compensación se deben apoyar en el modelo hidráulico calibrado de la red de distribución de agua potable localizada aguas abajo de éstos, y de aquellas redes de circuitos o sub-circuitos adyacentes desde los cuales se pueda realizar el abastecimiento abastecimiento de agua durante las labores de mantenimiento. mantenimiento. El modelo sirve para dimensionar dimensionar el impacto impacto de las acciones acciones de mantenimiento mantenimiento sobre sobre el suministro de agua. El objetivo de la modelación es establecer aquellos clientes que se pueden ver afectados por las labores de mantenimiento, en particular aquellos que quedarán sin servicio de agua potable y aquellos que durante dichas labores van a presentar disminución en las presiones normales de operación de la red.
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Capí Capítu tulo lo 8 ASPE ASPECT CTO OS AM AMBIEN BIENT TALE ALES 8.1
ALCANCE
Este capítulo presenta los requisitos mínimos, desde el punto de vista ambiental, que se deben cumplir como parte del diseño de sistemas de acueducto desarrollados por EEPPM con el fin de minimizar o mitigar los impactos que se presentan en las actividades de diseño, construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento.
8.2
ASPECTOS LE LEGALES
En general, para cualquier todos los proyectos de diseño de sistemas de acueducto, el diseñador debe tener en cuenta la regulación ambiental, la cual está regida por las siguientes leyes, decretos y normas, o aquellos que los reemplacen: 1. Reglam Reglament ento o Técnico Técnico para el sector sector de Agua Potable Potable y Saneamie Saneamiento nto Básico Básico – RAS, en su versión vigente. 2. Ley 142 de de 1994 por la cual se establ establece ece el Régimen Régimen de Servicio Servicioss Públicos Públicos Domiciliari Domiciliarios os y se dictan otras disposiciones. 3. El Decreto Decreto 216 del 3 de de febrero febrero de 2003 2003 por el cual cual se determinan determinan los los objetivos, objetivos, la la estructura estructura orgánica del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. 4. Leye Leyess 99 de 199 1993 3 y 489 489 de de 1998 1998.. 5. Ley 373 de 1997: 1997: Uso eficiente y ahorro del agua. 6. Decreto 302 de 2000: 2000: Prestación de los Servicios Públicos Domiciliarios de Acueducto y Alcantarillado. 7. Decreto 475 de 1998: 1998: Normas técnicas de calidad del agua potable. 8. Decreto Decreto 1504 de 1998. 1998. Por el cual cual se reglament reglamenta a el manejo manejo del espacio espacio público público en los planes planes de ordenamiento territorial. 9. Decretos Decretos 1541 1541 de 1978 1978 y 2811 de 1974 de de la Presidenc Presidencia ia de la la República. República. 10. Decret Decreto o 1220 de 2005: 2005: Por el cual cual se reglame reglamenta nta el Título Título VIII de la Ley 99 de 1993 sobre sobre licencias ambientales. 11. Decreto Ley 2811 de 1974: 1974: Aprovechamiento y Uso del recurso hídrico. 12. Resolución Resolución Nº 0185 de de 1999. 13. Ley 45 de 1995, sobre sobre Calidad Calidad Ambiental Ambiental de Aire. A continuación se presentan en detalle algunos aspectos específicos de esta regulación, que se deben tener en cuenta para los proyectos de diseño de sistemas de acueducto.
8.2.1 Tipos Tipos de suelo para obras obras de sistemas sistemas de de acueduct acueducto o La clasificación de los suelos en los cuales existe la posibilidad de realizar una obra relacionada con sistemas de acueducto, debe ser la establecida por la Ley 388 de 1997 ó Ley de Desarrollo Territorial. En el Capítulo IV de esta Ley, se establece que los Planes de Ordenamiento Territorial – POT, deben clasificar el territorio de los municipios, en este caso los municipios atendidos por EEPPM, en los siguientes: a. b. c. d. e.
Suelo ur urbano Suel Suelo o de de exp expan ansi sión ón urb urban ana a Suelo ru rural Suel Suelo o sub subur urb bano ano Suel Suelo o de de pro prote tecc cció ión n
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El Plan de Ordenamiento Territorial (Artículo 14 de la Ley 388/97) establece las políticas para la adecuada interacción entre los asentamientos rurales y la cabecera municipal, el uso del suelo rural y la ubicación de las obras de acueducto para las áreas urbanas, suburbanas y rurales. También se debe hacer referencia a la Ley 99 de 1993 ó Ley del Medio Ambiente, la cual se refiere a las Áreas Naturales Protegidas, que requieren de un manejo especial de los recursos naturales renovables.
8.2. 8.2.22 Tipo Tipo de de obra obrass de acu acued educ ucto to En general, las obras de sistemas de acueducto que pueden ser desarrolladas por EEPPM, se pueden clasificar en: 1. 2. 3. 4.
Obras bras de ampl amplia iaci ción ón Obras bras de expa expans nsió ión n Obras bras de de rep repos osic ició ión n Obra Obrass de opti optimi miza zaci ción ón
Para cada uno de estos tipos de obras relacionadas con sistemas de acueducto, el diseño debe tener en cuenta el tipo de suelo o zona afectada por el proyecto, con el fin de determinar el tipo de manejo ambiental que se debe implementar.
8.2.3 8.2.3 Entida Entidades des nacion nacionale aless y locale localess El diseño debe tener en cuenta las entidades ambientales nacionales y locales que tienen las facultades para otorgar permisos de ocupación de cauce y ejercer regulaciones desde el punto de vista ambiental. Estas entidades son: a. b. c. d. e. f.
El Minister Ministerio io de Ambiente, Ambiente, Vivienda Vivienda y Desarr Desarrollo ollo Territ Territorial. orial. Corpor Corporaci acione oness Autón Autónoma omass Regio Regional nales. es. Las Unidad Unidades es Ambient Ambientale aless Urba Urbanas nas.. El Minist Ministeri erio o de Protec Protecció ción n Social Social.. La Superintend Superintendencia encia de Servicios Servicios Públicos Públicos Domicil Domiciliarios iarios.. Comisi Comisión ón Regulad Reguladora ora de Agua Agua Potabl Potable e y Saneamie Saneamiento nto Básic Básico o (CRA). (CRA).
8.2.4 Instrumen Instrumentos tos legales legales de contro controll territor territorial ial y ambiental ambiental La Ley 388 de 1997 y la Ley 99 de 1993 disponen de una serie de instrumentos y procedimientos legales que se deben tener en cuenta en cualquier obra o actividad susceptible de producir deterioro ambiental.
8.2.4. 8.2.4.11 Plan Plan de Ordenam Ordenamien iento to Territ Territori orial al Para la ejecución de obras relacionadas con sistemas de acueducto, se debe tener en cuenta el Plan de Ordenamiento Territorial, en los términos del Capítulo III de la Ley 388 de 1997. Esta Ley establece que, con el fin de evitar la existencia de zonas urbanas sin posibilidad de cobertura de servicios públicos domiciliarios, a partir de su promulgación, el perímetro urbano municipal no puede ser mayor que el denominado perímetro de servicios (Parágrafo 2º Artículo 12 Ley 388/97).
8.2. 8.2.4. 4.22 Perm Permis iso o de o ocu cupa paci ción ón de de cauc cauces es Para toda obra de construcción de sistemas de acueducto que implique la ocupación permanente o transitoria de una corriente de agua, o depósito de agua, se requiere el permiso otorgado por la Autoridad Ambiental Competente. En particular, EEPPM debe tramitar los permisos de ocupación
ASPECTOS AMBIENTALES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P de cauce de las obras propias y los urbanizadores deben tramitar los permisos de las obras particulares y EEPPM las habilita y recibe para su operación y mantenimiento, sólo cuando los permisos se validen y acepten.
8.2. 8.2.4. 4.33 Lice Licenc ncia ia de cons constr truc ucci ción ón Dentro de los componentes del sistema de acueducto, las estaciones de bombeo y los tanques de almacenamiento y/o compensación son los únicos que requieren de Licencia de Construcción. 8.2.4.4 8.2.4.4 Manejo Manejo de Impacto Impacto Comunitari Comunitario o y Señaliz Señalización ación durant durantee la ejecució ejecución n de u un n proyecto proyecto Se debe identificar la afectación del proyecto al medio ambiente y urbano en su etapa de construcción, operación y mantenimiento, y a partir de esto, diseñar las medidas de mitigación de los impactos. Para esto, se debe tener en cuenta, en su totalidad, lo establecido en la Norma NEGC 1300 Impacto Comunitario de las Empresas Públicas de Medellín. El proyecto debe dar cumplimient cumplimiento o a la Norma NEGC 1300 Impacto Impacto Comunitario, Comunitario, para lo cual se debe definir, bajo el ítem "Control del Impacto Comunitario", el valor que sea destinado para tal efecto. En general, se deben tener en cuenta los impactos que se pueden tener sobre los siguientes potenciales receptores: a. b. c. d.
Rec Recurso urso Hí Hídric drico o Rec Recurso urso Suelo uelo Recu Recurs rso o Veg Veget etac ació ión n Facto actorr Urba Urbano no
Por otro lado, las condiciones particulares de las obras a ejecutar, en componentes del sistema como como estacio estaciones nes de bombeo bombeo y tanques tanques de almace almacenam namient iento o y/o y/o compen compensac sación ión,, deben deben ser analizadas por las dependencias contratantes, ajustando en los pliegos las condiciones específicas aplicables a los proyectos particulares.
8.3
ASPECT ASPECTOS OS AMBIE AMBIENTA NTALES LES ESPE ESPECÍF CÍFICO ICOS S PARA PARA LOS SISTEM SISTEMAS AS DE ACUEDU ACUEDUCTO CTO
Para el diseño de sistemas sistemas de acueducto acueducto se deben evaluar evaluar los impactos impactos más relevantes relevantes y definir definir las medidas de mitigación, prevención y compensación durante las etapas de planeación, diseño, construcción, operación y mantenimiento. EL diseñador debe tener en cuenta como mínimo lo establecido en los numerales 8.3.1 a 8.3.4 de la presente norma.
8.3. 8.3.11 Cond Conduc ucci cion ones es 8.3. 8.3.1. 1.11 Etap Etapaa de de Plan Planea eaci ción ón y Dise Diseño ño Durante la etapa de Planeación y Diseño, se debe realizar el trámite de las licencias y permisos necesarios y requeridos por la correspondiente Autoridad Ambiental para llevar a cabo la ejecución de las obras de redes de conducción; los impactos y las medidas de mitigación mínimas a tener en cuenta son: a. b.
Evit Evitar ar la la alter alterac ación ión de de la calid calidad ad de los los cuer cuerpo poss de agua agua,, diseñ diseñan ando do desv desvío íoss opor oportu tuno nos, s, pasos elevados o viaductos sobre estas fuentes, dependiendo de su tamaño. El ruid ruido o prod produc ucid ido o por por los equi equipo poss y maqu maquin inar aria ia reco recome mend ndad ada a debe debe ser aten atenua uado do,, sobretodo en las zonas urbanas. Evitar, en lo posible, no planear actividades de trabajo
ASPECTOS AMBIENTALES
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P nocturno en zonas urbanas.
8.3. 8.3.1. 1.22 Etap Etapaa de Cons Constr truc ucci ción ón Para obras de construcción de conducciones, en zonas rurales o suburbanas, se debe tener en cuenta la norma NEGC 1200 “Señalización corporativa de seguridad y protección en las zonas de trabaj trabajo”, o”, la norma norma NEGC NEGC 1300 1300 “Impact “Impacto o comuni comunitar tario” io” y la norma norma NEGC NEGC 1301 1301 “Norm “Normas as de seguridad industrial y salud ocupacional en las obras de Empresas Públicas de Medellín”. 8.3.1. 8.3.1.33 Etapa Etapa de Operaci Operación ón y Manteni Mantenimie miento nto Los Los impa impact ctos os más más relev relevan ante tess que que se pued puedan an pres presen enta tarr son son debid debidos os a la inte interv rven enci ción ón de trabajadores y equipos mecanizados, con alteración de la vegetación y del suelo. Si la operación se hace en zona rural o suburbana, el diseño debe incluir lo relacionado con el acceso y anchos anchos de servidumbre servidumbre para las inspecciones inspecciones y labores labores de operación y mantenimien mantenimiento. to. Estos accesos deben ser diseñados lo más cerca posible a la línea de conducción y deben tener el ancho necesario para evitar que la movilización del equipo y maquinaria de mantenimiento, altere el suelo y la vegetación de la zona.
8.3. 8.3.22 Rede Redess de de dis distr trib ibuc ució ión n 8.3. 8.3.2. 2.11 Etap Etapaa de de Plan Planea eaci ción ón y Dise Diseño ño Durante la etapa de Planeación y Diseño, se debe realizar el trámite de las licencias y permisos necesarios necesarios y requeridos para llevar a cabo la ejecución ejecución de las obras de redes de distribución distribución;; los impactos mínimos a tener en cuenta son: a. b. c. d. e. f. g. h.
Pro Problem blemas as de tráfic áfico o veh vehic icul ular ar y pea peattonal onal.. Emisión de ruidos. Emi Emisión de material particulado. Posibilidad de accidentes. Alt Alterac eració ión n del paisaje aje urbano. no. Remo emoción de de ár árboles, es, pr prados y jardines nes. Demo Demolilici ción ón de pavi pavime ment ntos os,, calz calzad adas as y ande andene nes. s. Daño años en en ot otros ser servvicios púb públlicos.
8.3. 8.3.2. 2.22 Etap Etapaa de Cons Constr truc ucci ción ón Para obras de construcción de redes de distribución en zonas rurales o suburbanas, se debe tener en cuenta la norma NEGC 1200 “Señalización corporativa de seguridad y protección en las zonas de trabajo”, la norma NEGC 1300 “Impacto comunitario” y la norma NEGC 1301 “Normas de seguridad industrial y salud ocupacional en las obras de Empresas Públicas de Medellín”. 8.3.2. 8.3.2.33 Etapa Etapa de Operaci Operación ón y Manteni Mantenimie miento nto En las actividades de operación y mantenimiento de redes de distribución se deben tener en cuenta los siguientes impactos: a. b. c. d.
Intervenci Intervención ón de equipo equipo y maquinar maquinaria, ia, con generac generación ión de ruido, ruido, polvo polvo y gases. gases. Afect Afectació ación n del tráf tráfico ico en en la zona zona de la repar reparació ación. n. Desper Desperdici dicio o de agua y posib posible le deteri deterioro oro de su cali calidad dad.. Desabas Desabastec tecimi imient ento o de agua agua en la zona afectad afectada a por la suspensi suspensión ón del servicio, servicio, mientra mientrass se realiza la reparación en el sistema.
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Afect Afectació ación n de propi propieda edades des de de tercer terceros. os. Inun Inunda daci cion ones es en vía víass y viv vivie iend ndas as.. Demolición Demolición de de paviment pavimentos, os, andenes andenes y daños daños en zonas verdes. verdes. Posible Posible falla en en otros servic servicios ios como como consecuenci consecuencia a del daño daño en la red red de acueducto acueducto..
8.3. 8.3.33 Esta Estaci cion ones es de bo bomb mbeo eo 8.3. 8.3.3. 3.11 Etap Etapaa de de Plan Planea eaci ción ón y Dise Diseño ño Los impactos ambientales potenciales asociados a este tipo de obra son de tipo urbano y se debe tener en cuenta la norma NEGC 1200 “Señalización corporativa de seguridad y protección en las zonas de trabajo”, la norma NEGC 1300 “Impacto comunitario” y la norma NEGC 1301 “Normas de seguridad industrial y salud ocupacional en las obras de Empresas Públicas de Medellín”. 8.3. 8.3.3. 3.22 Etap Etapaa de Cons Constr truc ucci ción ón Las estaciones de bombeo en muchos casos forman una sola unidad operativa con los tanques. De todas maneras, maneras, independient independientement emente e de su ubicación, ubicación, los impactos impactos potenciales potenciales y las medidas de mitigación y compensació compensación n que aplican durante su construcció construcción n y terminación terminación de la obra, son iguales que las de los tanques de almacenamiento y/o compensación. 8.3.3. 8.3.3.33 Etapa Etapa de Operaci Operación ón y Manteni Mantenimie miento nto Al igual que los tanques de almacenamiento y/o compensación, las estaciones de bombeo y las zonas cercanas a su área de operación, deben permanecer limpias y agradables a la vista para no distorsionar el paisaje urbano. Se deben tener en cuenta los siguientes impactos como mínimo: a. Ruido Ruido genera generado do por los motore motores. s. b. Emisión Emisión de gases a la atmósfera, atmósfera, por la combust combustión ión de de los motores. motores. Para la mitigación de estos impactos se recomienda tener en cuenta las siguientes acciones: a. b. c. d.
Insonorizar Insonorizar la sala sala de de máquinas máquinas con materi material al aislante aislante.. Si es necesario, necesario, la estación estación debe debe rodearse rodearse con muros muros y/o y/o árboles árboles que amortigüen amortigüen el el ruido. Aislar la zona zona de operación operación de la estación estación y control controlar ar el ingreso ingreso de personas. personas. Si la estación estación hace hace uso de motores motores de de combustión combustión,, se debe contro controlar lar la emisión emisión de gases gases para para cumplir con los estándares de emisión indicados en el Decreto 948 de 1995, o aquel que lo reemplace.
8.3.4 Tanques Tanques de almacenam almacenamiento iento y/o compensac compensación ión 8.3. 8.3.4. 4.11 Etap Etapaa de de Plan Planea eaci ción ón y Dise Diseño ño Los impactos ambientales potenciales, asociados a este tipo de obra son de tipo urbano y se deben tener en cuenta la norma NEGC 1200 “Señalización corporativa de seguridad y protección en las zonas de trabajo”, la norma NEGC 1300 “Impacto comunitario” y la norma NEGC 1301 “Normas de seguridad industrial y salud ocupacional en las obras de Empresas Públicas de Medellín”. 8.3. 8.3.4. 4.22 Etap Etapaa de Cons Constr truc ucci ción ón Los tanques de almacenamiento y/o compensación son obras puntuales que se pueden ubicar en zonas suburbanas o urbanas y pueden ser enterrados, semienterrados o elevados. Los impactos potenciales asociados a este tipo de obra son eminentemente de tipo urbano. ASPECTOS AMBIENTALES
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Por lo tanto, también se debe tener en cuenta la norma NEGC 1200 “Señalización corporativa de seguridad y protección en las zonas de trabajo”, la norma NEGC 1300 “Impacto comunitario” y la norma NEGC 1301 “Normas de seguridad industrial y salud ocupacional en las obras de Empresas Públicas de Medellín”. Adicionalmente, se deben tener en cuenta las siguientes medidas de compensación: a. La zon zona a alred alreded edor or del del tanqu tanque e debe debe ser amb ambie ient ntad ada a con jar jardi dine ness para para mitig mitigar ar el efecto que la estructura ofrece a la vista, si ésta se ubica en un espacio libre como lo puede ser un parque. b. Si el el tanq tanque ue es es ente enterr rrado ado o semi semient enter erra rado do y la los losa a super superior ior ocup ocupa a un áre área a ampl amplia, ia, con las medidas de protección del caso puede ser habilitada como zona de recreación, disponiendo allí, por ejemplo, de canchas deportivas para beneficio de la población.
8.3.4. 8.3.4.33 Etapa Etapa de Operaci Operación ón y Manteni Mantenimie miento nto Como son estructuras que hacen parte del paisaje urbano, su presentación y el mantenimiento de la zona donde se encuentran, deben permanecer agradables a la vista. Se recomienda tener en cuenta los siguientes impactos como mínimo: a. b. c. d.
8.4 8.4
Perturbaci Perturbación ón de la comunidad comunidad debido debido a las actividad actividades es propias propias de limpieza limpieza y mantenimie mantenimiento. nto. Problemas Problemas de rebose rebose del del tanque tanque por por descuido descuido en su su operación. operación. Ingreso Ingreso de personas personas no autorizad autorizadas as al área de operaci operación ón del tanque tanque por falta falta de delimitaci delimitación. ón. Descuido Descuido en la la presentac presentación ión de la estructu estructura ra y del del área del tanque. tanque.
ANÁL ANÁLIS ISIS IS DE VULN VULNER ERAB ABIL ILID IDAD AD
El RAS, en su versión vigente, hace exigible la realización de un análisis de vulnerabilidad para cada sistema, el cual pueda servir de base para la realización de un plan de contingencias para prevenir o mitigar los impactos negativos que se puedan derivar por la ocurrencia de fenómenos naturales. Este análisis se debe hacer con base en lo estipulado en el Capítulo G.6 Vulnerabilidad y Reducción de Riesgos del Título G del RAS, en su versión vigente, el cual conceptualiza el alcance del anális análisis is de vulner vulnerabi abilid lidad, ad, define define los tipos tipos de vulner vulnerabil abilida idad, d, amplía amplía el listado listado de estas estas amenazas, da elementos de ayuda para elaborar el plan de contingencias y recomienda medidas de reducción de riesgos.
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Capítulo 9 INTERVENTORÍA 9.1
ALCANCE
En este capítulo se establecen los criterios básicos y requisitos mínimos que debe cumplir la Interventoría durante las actividades de diseño, construcción y mantenimientos especiales, para los proyectos de acueducto de las Empresas Públicas de Medellín. La Interventoría debe velar por el cumplimiento en la ejecución de las obras, la mitigación de impactos negativos generados y el mejoramiento de la calidad de vida en lo referente a proyectos de saneamiento ambiental y de agua potable teniendo en cuenta los objetivos y lo establecido en la Resolución 1096 de 2000 del Ministerio de Desarrollo Económico en su artículo 52 “Interventoría”. El alcance de la revisión, interventoría o supervisión que se realice durante la etapa de diseño, no exime al diseñador de la responsabilidad que le asiste, de acuerdo con la Ley, por los criterios y decisiones adoptadas en el desarrollo de los proyectos.
9.2 9.2
PERS PERSON ONAL AL DE LA INTE INTERV RVEN ENTO TORÍ RÍA A
El proceso de interventoría debe ser realizado por profesionales idóneos, los cuales deben cumplir con los requisitos mínimos especificados en el Numeral 2.7 de esta norma. La interv intervent entorí oría a puede puede ser realiz realizada ada por person personas as natura naturales les y/o jurídi jurídicas cas,, siempr siempre e que los profesionales que ejerzan tales funciones, cumplan con lo señalado en el párrafo anterior.
9.3 9.3
INTER NTERVE VENT NTOR ORÍA ÍA DE DISE DISEÑO ÑO
Las actividades de la Interventoría de Diseño incluyen la verificación de metodologías, cálculos y protocolos protocolos de prueba prueba para los elementos, elementos, estructuras estructuras y accesorios accesorios que conforman conforman el sistema sistema de acueducto. Los proyectos de sistemas de acueducto deben cumplir con los requisitos de diseño establecidos en esta norma para ser aprobados por la Interventoría, y poder iniciar el proceso de construcción. Las Empresas Públicas de Medellín deben verificar la ejecución administrativa y técnica de las consultorías de diseño, por medio de un interventor o un equipo Interventor, el cual, de acuerdo con la Política de Calidad de las EEPPM, debe hacer un seguimiento de los Planes de Gestión de la Calidad del diseñador y una inspección de los diseños, que incluye la verificación de los paráme parámetr tros, os, metodo metodologí logías as y demás demás element elementos os que contem contempla pla el diseño diseño de los sistem sistemas as de acueducto.
9.3.1 Funciones Funciones principal principales es de la Interv Interventor entoría ía de Diseño Diseño Las princi principal pales es funcio funciones nes de la Interv Intervent entorí oría a de Diseño Diseño para para los proyec proyectos tos de sistem sistemas as de acueducto para las Empresas Públicas de Medellín son las siguientes: Verificar Verificar que los diseños y especificaci especificaciones ones definitivas definitivas cumplan cumplan con todo lo establecido establecido en la presente norma y en la legislación vigente. Vela Velarr porq porque ue los los dise diseño ñoss se real realic icen en de acuer acuerdo do con con lo esta establ blec ecid ido o en los plie pliego goss de condiciones condiciones y las especificaciones especificaciones particulares particulares que se tengan, tengan, en caso que los diseños diseños sean producto de una contratación.
Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Verificar que los informes y planos presentados por el diseñador contengan la información necesa necesaria ria que permit permitan an una correc correcta ta interp interpret retació ación n durant durante e la etapa etapa de constr construcc ucción ión,, cumpliendo con lo establecido en el Numeral 2.3 de esta norma. Verificar que, de acuerdo con la información presentada por el diseñador, la experiencia de los profesionales que elaboren los diseños, cumpla con los requerimientos establecidos en la presenta norma. Prac Practitica carr la insp inspec ecci ción ón de los trab trabaj ajos os de dise diseño ño con con el fin fin de iden identitifificar car posi posible bless no conformidades que puedan afectar el alcanzar el objeto del proyecto. Ordenar que se rehagan los trabajos de diseño que se detecten defectuosos y realizar la inspección de los mismos. Revisar y verificar los informes producidos por los sistemas de Gestión de la Calidad de las empresas diseñadoras, con el objeto de buscar puntos de potencial error en la elaboración de los diseños. Si el diseño es producto de una contratación, la Interventoría es responsable de aplicar las sanciones a que hubiere lugar y que estén estipuladas en los pliegos de condiciones y especificaciones de la contratación.
9.3.2 Intervent Interventoría oría o revisió revisión n de diseños diseños de entes externos externos Las Empresas Públicas de Medellín deben revisar los diseños que sean elaborados por solicitud de entidades públicas o privadas, externas a éstas y cuyas obras sean entregadas para la operación y el mantenimiento por parte de EEPPM. La revisión de estos proyectos se debe realizar de acuerdo acuerdo con lo establecido en el Numeral 5.9 de esta norma, que se refiere a Urbanizaciones.
9.3.3 9.3.3 Verifi Verificac cación ión de de protoc protocolo oloss de prueb pruebas as La Interventoría de Diseño debe verificar que el diseñador entregue el protocolo de pruebas de diseño, el cual debe especificar el tipo de pruebas hidráulicas que se debe hacer al sistema de acueducto antes de que éste entre en operación. Además, debe verificar que el protocolo de pruebas especifique el tipo de operación hidráulica bajo la cual se deben hacer las pruebas, así como el tipo de mediciones (caudal, presión, calidad de agua, etc.) en puntos específicos del sistema, la frecuencia y el período de toma de datos de campo.
9.4 9.4
INTE INTERV RVEN ENTO TORÍ RÍA A DE CONS CONSTR TRUC UCCI CIÓN ÓN
La Interventoría de Construcción debe verificar que los métodos constructivos, la calidad de materiales, materiales, el manejo manejo del impacto impacto comunitario, comunitario, la señalización señalización,, la seguridad seguridad industrial, los planos “as built”, la bitácora de obra y los protocolos de pruebas de los sistemas de acueducto cumplan con los requis requisito itoss establ establecid ecidos os en esta esta norma norma y en el manual manual “Norma “Normass y Especi Especific ficaci aciones ones Generales de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín; la Interventoría debe rechazar las obras deficientes y ordenar su reconstrucción con la aprobación de EEPPM.
9.4.1 Verificació Verificación n de método métodoss construct constructivos ivos y calidad calidad de de materiale materialess La Interventoría de Construcción debe supervisar todas las obras relacionadas con sistemas de acueducto. El interventor debe recibir una notificación por escrito quince (15) días antes del inicio de las obras; para iniciar las obras es necesario firmar el Acta de Iniciación correspondiente.
INTERVENTORÍA
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P Las visitas que la Interventoría realice a las obras deben quedar registradas por escrito, con las observacione observacioness a que haya lugar. Esta constancia constancia debe debe ser firmada por el responsabl responsable e de las obras, o su representante, y por la Interventoría. En ningún caso esta constancia representa un Acta de Recibo. Con el fin de controlar la calidad de los materiales utilizados en las obras de construcción de sistemas sistemas de acueducto, acueducto, la Intervento Interventoría ría puede ordenar ordenar los ensayos de materiales materiales que estime estime convenientes; el importe de tales ensayos d ebe ser por cuenta del constructor.
9.4.2 Manejo Manejo ambien ambiental, tal, urbano urbano y seguridad seguridad en la la obra obra La Interv Intervent entorí oría a debe debe vigilar vigilar los proced procedimi imient entos os de manejo manejo del impact impacto o urbano urbano y ambien ambiental tal,, genera generados dos por las obras, de acuerd acuerdo o con lo establ estableci ecido do en la norma norma NEGC NEGC 1300 1300 “Impac “Impacto to comunitario” de las Empresas Públicas de Medellín. Adicionalmente, la Interventoría debe velar por el cumplimiento de las normas de señalización y seguridad industrial en las áreas de trabajo de las obras. Para esto, se debe cumplir lo establecido en la norma NEGC 1200 “Señalización corporativa de seguridad y protección en las zonas de trabajo” y la norma NEGC 1301 “Normas de seguridad industrial y salud ocupacional en las obras de Empresas Públicas de Medellín”.
9.4.3 Verificació Verificación n de planos planos “as built” built” y bitácora bitácora de obra La Interventoría de construcción debe verificar que, durante el tiempo de ejecución del proyecto, se vayan vayan elabor elaborand ando o correc correctam tament ente e los planos planos “as built” built”,, los cuales cuales deben deben incluir incluir los detall detalles es definitivos de la obra construida, siguiendo los requisitos establecidos en el Numeral 2.3 de la presente norma, para la presentación de los planos y las memorias de cálculo de proyectos de sistemas de acueducto. La Interventoría debe hacer referenciar, de acuerdo con lo establecido en el “Manual para la referenciación de redes de acueducto y alcantarillado”, versión vigente 14, la posición de los distintos componentes del sistema de acueducto y debe suministrar dicha información al sistema SIGMA de las Empresas Públicas de Medellín, en los formatos establecidos para ello. Cuando se presenten dudas sobre la interpretación de los planos de diseño o cuando éstos no se puedan cumplir por existir algún imprevisto, se debe consultar con la Interventoría; cualquier variación a los diseños debe incluirse en los planos ”as built”. Para el recibo definitivo (total o parcial) de las obras es necesario que el constructor entregue a la Interventoría copia de los planos definitivos de construcción, los cuales deben también ajustarse a las especificaciones de los planos de los procesos de diseño del Numeral 2.3.1, de esta norma.
9.4.4 9.4.4 Verifi Verificac cación ión de de prueba pruebass según según protoc protocolo olo La Interventoría de construcción debe verificar el cumplimiento del protocolo de pruebas hidráulicas dado por el diseñador. Además, debe verificar el tipo de operación hidráulica bajo la cual se ejecutan las pruebas, el tipo de mediciones, el correcto funcionamiento de los equipos de medición, la frecuencia y la duración de la toma de datos de campo. Adic Adicion ionalm alment ente, e, la Inte Interv rven ento torí ría a debe debe veri verifificar car la corr correc ecta ta real realiz izaci ación ón de las las prue prueba bass de estanq estanquei ueidad dad y exfilt exfiltrac ración ión establ estableci ecidas das en las “Norma “Normass y Especi Especific ficaci acione oness Genera Generales les de Construcción” de EEPPM. De todas las obras construidas, debidamente probadas y recibidas a satisfacción, la Interventoría debe elaborar un Acta de Recibo. Se pueden hacer actas parciales siempre que sean tramos completamente terminados, sin puntos ciegos o tapones sin su respectiva descarga, que hayan 14
http://www.eeppm.com/epmcom http://www.ee ppm.com/epmcom/contenido/proveedor /contenido/proveedores/manuales/manu es/manuales/manual_aguas/index.htm al_aguas/index.htm
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Normas de Diseño de Sistemas de Acueducto de las Empresas Públicas de Medellín E.S.P sido sometidos a las pruebas de chequeo respectivas y cumplan con los protocolos de prueba de esta norma, así como con las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción”. Terminadas las obras y recibidas a satisfacción por EEPPM, se debe proceder a conectar el sistema a la red principal, siguiendo los procedimientos específicos establecidos en el Sistema de Gestión de Calidad.
9.5 9.5
INTER INTERVEN VENTO TORÍ RÍA A DE MANT MANTEN ENIM IMIE IENT NTOS OS ESPE ESPECI CIAL ALES ES
Durante las actividades de mantenimiento, que incluyan la construcción de algún tipo de obra civil, la Inte Interv rven ento torí ría a debe debe super supervi visa sar, r, cont contro rolar lar y gara garant ntiz izar ar el corr correc ecto to cump cumplilimi mien ento to de los procedimientos de construcción y mantenimiento, teniendo en cuenta lo establecido en esta norma, en las “Normas y Especificaciones Generales de Construcción” de EEPPM y en el Sistema de Gestión de Calidad de EEPPM. La Inte Interv rven ento torí ría a debe debe veri verififica carr que que los los proc proced edim imie ient ntos os de mant manten enim imie ient nto, o, los los méto métodos dos constructivos, la calidad de materiales, el manejo del impacto comunitario, la señalización, la seguridad industrial, los planos “as built”, la bitácora de obra y los protocolos de pruebas, producto de un proyecto de mantenimiento especial de un sistema de acueducto, cumplan con los requisitos esta establ bleci ecido doss en esta esta norma norma y en el manu manual al “Nor “Norma mass y Espe Especi cififica caci cion ones es Gene Genera rale less de Construcción” de las Empresas Públicas de Medellín; la Interventoría debe rechazar las obras deficientes y ordenar su reconstrucción con la aprobación de EEPPM.
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