Saltar al contenido

Estanque de regulación de agua potable: volumen de regulación, reserva de incendio y emergencia

Pablo Rojas3 min de lectura

En este artículo
  1. Las tres componentes del volumen
  2. Ejemplo resuelto
  3. Errores frecuentes
Estanque cilíndrico de hormigón para agua potable sobre un cerro que domina una localidad

La fuente de un sistema de agua potable, sea una planta, un pozo o una captación, entrega un caudal casi constante. El consumo, en cambio, cae de madrugada y se dispara en la mañana y al anochecer. El estanque de regulación absorbe esa diferencia y además guarda dos reservas que no se tocan en operación normal: la de incendio y la de emergencia. En Chile los requisitos de diseño están en la NCh 691 y en las exigencias del prestador; esta guía explica el cálculo que hay detrás.

Las tres componentes del volumen

Vtotal=Vreg+Vinc+VemV_{total} = V_{reg} + V_{inc} + V_{em}

Volumen de regulación

Se obtiene con la curva masa: para cada intervalo se acumula la diferencia entre lo que entra y lo que sale.

ΔV(t)=∑(Qap−Qd)Δt,Vreg=max⁡ΔV−min⁡ΔV\Delta V(t) = \sum \left(Q_{ap} - Q_{d}\right)\Delta t, \qquad V_{reg} = \max \Delta V - \min \Delta V

con QapQ_{ap} el caudal de aporte y QdQ_d la demanda. El caudal de diseño es el del día de máximo consumo:

Qmd=FMD⋅P⋅D86.400Q_{md} = FMD \cdot \frac{P \cdot D}{86.400}

con PP la población, DD la dotación (l/hab/día) y FMDFMD el factor de día de máximo consumo. La calculadora de demanda de agua potable entrega estos caudales.

Reserva de incendio

Vinc=Ng qg tincV_{inc} = N_g\,q_g\,t_{inc}

con NgN_g grifos en uso simultáneo, qgq_g el caudal por grifo y tinct_{inc} la duración. Los valores dependen de la población servida y deben tomarse de la norma vigente y del prestador.

Reserva de emergencia

Cubre fallas de la fuente o de la aducción. Se expresa como horas de consumo, Vem=Qmd temV_{em} = Q_{md}\,t_{em}, con un tiempo que es criterio del proyecto.

Ejemplo resuelto

Localidad de 11.200 habitantes, dotación de 200 l/hab/día y FMD=1,25FMD = 1{,}25:

Qmed=11.200×20086.400=25,93 l/s,Qmd=1,25×25,93=32,41 l/sQ_{med} = \frac{11.200 \times 200}{86.400} = 25{,}93 \ \text{l/s}, \qquad Q_{md} = 1{,}25 \times 25{,}93 = 32{,}41 \ \text{l/s}

El volumen del día de máximo consumo es 2.800 m³. La fuente aporta de forma continua 350 m³ cada 3 horas. Los coeficientes de la curva de consumo, por bloques de 3 horas, suman 8:

HorarioCoef.Consumo (m³)Aporte (m³)Diferencia (m³)Acumulado (m³)
00-030,45157,5350+192,5192,5
03-060,55192,5350+157,5350,0
06-091,35472,5350−122,5227,5
09-121,30455,0350−105,0122,5
12-151,25437,5350−87,535,0
15-181,10385,0350−35,00,0
18-211,30455,0350−105,0−105,0
21-240,70245,0350+105,00,0
Vreg=350,0−(−105,0)=455,0 m3V_{reg} = 350{,}0 - (-105{,}0) = 455{,}0 \ \text{m}^3

Es el 16,3 % del consumo del día máximo. A continuación, las reservas:

  • Incendio (supuesto del ejemplo: un grifo de 16 l/s durante 2 horas): Vinc=16×7.200/1.000=115,2V_{inc} = 16 \times 7.200/1.000 = 115{,}2 m³.
  • Emergencia (criterio adoptado: 4 horas de QmdQ_{md}): Vem=32,41×4×3,6=466,7V_{em} = 32{,}41 \times 4 \times 3{,}6 = 466{,}7 m³.

Total: 455,0+115,2+466,7=1.036,9455{,}0 + 115{,}2 + 466{,}7 = 1.036{,}9 m³, que se adopta en 1.100 m³. Con 4 m de altura útil, un estanque circular necesita 18,7 m de diámetro interior.

¿Y si la fuente es un pozo que se detiene de 18 a 24 h para evitar la tarifa eléctrica de horas punta? Para entregar los mismos 2.800 m³ en 18 horas, la bomba debe impulsar 43,2 l/s, y el volumen de regulación sube a 700 m³ (25 % del consumo diario): 54 % más que con aporte continuo.

Errores frecuentes

  • Regular con el caudal medio anual en vez del caudal del día de máximo consumo.
  • Olvidar el régimen de bombeo. El horario de operación de la fuente cambia la curva masa más que la propia curva de consumo.
  • No proteger la reserva de incendio. Si la salida de operación está en el fondo, la regulación diaria consume la reserva sin que nadie lo note.
  • Sobredimensionar sin pensar en la calidad. Un estanque demasiado grande aumenta el tiempo de permanencia y el cloro residual decae.
  • Ignorar la cota. El volumen es la mitad del problema; la cota de fondo debe asegurar la presión mínima en el punto más desfavorable de la red.

Relacionado: dotación y caudales de diseño, redes malladas con Hardy Cross y reservorios con geomembrana.

Artículos relacionados

Comentarios