Dotación y caudales de diseño en agua potable: Qmd, Qmh y los coeficientes K1 y K2
Casi todo el dimensionamiento de un sistema de agua potable se reduce a tres números: el caudal medio diario, el máximo diario y el máximo horario. Confundirlos es la causa más frecuente de redes sobredimensionadas —caras y con agua estancada— o de matrices que no dan abasto en la hora punta.
Del habitante al caudal medio
Todo parte de la dotación , el consumo diario por habitante en litros por habitante y día (L/hab/día). Con la población de diseño al final del período de previsión:
con en L/s. Las dotaciones típicas en zonas urbanas de Chile y América Latina van de 150 a 250 L/hab/día según clima, nivel socioeconómico y tipo de servicio; en localidades rurales con arranque domiciliario suelen usarse entre 100 y 150. A esa dotación hay que sumar los consumos comercial, industrial y público, y considerar el agua no facturada (pérdidas), que en muchas redes latinoamericanas supera el 30 %.
Los coeficientes K1 y K2
El consumo no es constante. Hay días de más consumo que el promedio (verano, fines de semana) y horas punta dentro de esos días. Eso se recoge con dos coeficientes:
Los valores habituales son entre 1,2 y 1,5 (máximo diario respecto del medio) y entre 1,5 y 2,0 (máximo horario respecto del máximo diario). En poblaciones pequeñas los coeficientes son mayores, porque el consumo está menos repartido: con pocos usuarios, la coincidencia de demandas es más marcada.
Qué obra dimensiona cada caudal
| Caudal | Obras que dimensiona |
|---|---|
| Evaluación de fuentes, balances anuales, derechos de aprovechamiento | |
| Captación, conducción, planta de tratamiento, impulsión | |
| Red de distribución, matrices, arranques |
La lógica es sencilla: la producción (captar, tratar, conducir) trabaja de forma continua y se apoya en el estanque de regulación, por eso se dimensiona con el máximo diario. La distribución, en cambio, debe entregar el agua en el instante en que el usuario abre la llave, y por eso se dimensiona con el máximo horario.
El estanque de regulación
El estanque es lo que permite que la producción sea constante mientras el consumo fluctúa. Su volumen se compone de tres partes:
- Volumen de regulación: absorbe la diferencia entre el ingreso constante y el consumo horario variable. En ausencia de curvas de consumo medidas suele estimarse entre 15 % y 25 % del volumen del máximo diario.
- Reserva de incendio: caudal del grifo por la duración normativa del siniestro.
- Reserva de emergencia: para fallas de la producción, típicamente algunas horas de consumo.
Presiones y velocidades
Además del caudal, el diseño impone dos restricciones que conviene verificar siempre en el nudo más desfavorable: la presión mínima en la hora de máximo consumo (habitualmente 15 m.c.a. y de preferencia sobre 20 en zonas consolidadas) y la presión máxima en la hora de menor consumo, que fija la necesidad de válvulas reductoras. Las velocidades de diseño se mantienen entre 0,6 y 2,0 m/s: por debajo hay sedimentación y estancamiento, por encima aparecen ruido, erosión y transitorios más severos.
Para pasar de la población al caudal de diseño puedes usar la calculadora de demanda de agua potable, y verificar las pérdidas de la conducción con la calculadora de pérdida de carga.
