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Calculadora de demanda de agua potable (población, dotación y caudales de diseño)

Calcula la demanda de agua de una población o desarrollo: población futura, caudal medio diario, máximo diario y máximo horario, volumen de regulación y el caudal de aguas residuales con el factor de Harmon.

Unidades
Población actual
Tasa de crecimiento anual
Periodo de diseño
Dotación (consumo por habitante)
Coeficiente de variación diaria K₁
Coeficiente de variación horaria K₂
Coeficiente de retorno al alcantarillado
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Cómo funciona

Población futura P = P₀ × (1 + r)ⁿ · caudal medio diario Qmd = P × dotación ÷ 86,400 (L/s) · máximo diario QMD = K₁ × Qmd · máximo horario QMH = K₂ × Qmd · volumen de regulación ≈ 25% del volumen medio diario · aguas residuales: Qar = coeficiente de retorno × Qmd, coeficiente de Harmon M = 1 + 14/(4 + √(P/1000)).

Los sistemas de agua potable se dimensionan para la población al final del periodo de diseño, normalmente 20 a 30 años, proyectada aquí con crecimiento geométrico. El caudal medio diario sale de la dotación, que en la mayoría de las normas ya incluye el uso comercial y las pérdidas. Las plantas potabilizadoras y las líneas de conducción se diseñan con el caudal máximo diario, las redes de distribución con el máximo horario, y los tanques guardan cerca de un cuarto del consumo diario para compensar las variaciones horarias. El alcantarillado recibe del 70 al 85% del agua suministrada, y el coeficiente de Harmon da su factor pico, que disminuye al crecer la población. El caudal contra incendio, cuando se exige, se suma al máximo diario.

Ejemplo resuelto

Una localidad de 10,000 habitantes que crece 2% anual llega a 10,000 × 1.02²⁰ = 14,859 habitantes en 20 años. Con 200 L/hab/día el caudal medio es 14,859 × 200/86,400 = 34.40 L/s, el máximo diario 1.3 × 34.396 = 44.71 L/s y el máximo horario 2 × 34.396 = 68.79 L/s. La localidad consume 2,971.8 m³ al día, así que necesita unos 743.0 m³ de regulación. El alcantarillado recibe en promedio 27.52 L/s y, con un coeficiente de Harmon de 2.78, el caudal máximo de aguas residuales es 76.56 L/s.

Fuentes: Recommended Standards for Water Works and Wastewater Facilities (Ten States Standards) — design flows and Harmon peaking factor · AWWA M32 — Computer Modeling of Water Distribution Systems: demand peaking factors (via EPA)

Preguntas frecuentes

¿Qué dotación de agua debo usar?

La que indique la norma de tu país según el clima y el tamaño de la población: muchas normas latinoamericanas dan de 120 a 250 L/hab/día, las ciudades europeas usan 120–200 y en EE. UU. el consumo residencial ronda 80–100 galones por persona al día, o 150 incluyendo comercio y pérdidas.

¿Qué diferencia hay entre caudal máximo diario y máximo horario?

El máximo diario es el mayor consumo diario del año (días calurosos y secos) y sirve para dimensionar fuentes, plantas y líneas de conducción. El máximo horario es la hora de mayor consumo de ese día y dimensiona las redes de distribución y los bombeos; los tanques cubren la diferencia.

¿Qué es el coeficiente de Harmon?

Una relación empírica entre el caudal máximo y el medio de aguas residuales: M = 1 + 14/(4 + √P), con P en miles de habitantes. Vale unos 3.8 para 1,000 habitantes y tiende a 2 en ciudades grandes, porque los caudales de muchos usuarios se compensan.

¿Cuánto almacenamiento necesita un sistema de agua?

El volumen de regulación suele ser del 20 al 30% del volumen medio diario. Las normas añaden reserva contra incendio y de emergencia, así que el volumen total de los tanques suele ser del 30 al 50% del consumo de un día.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.