Abast Agua 20152pdf

Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD: INGENIERÍA CIVIL

DOCENTE: ING. ANTONIO HUAMAN CIPRIANO CURSO: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO CÓDIGO: 455

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CAPITULO 1 INTRODUCCION

CALIDAD AGUA

PARÁMETROS DE CALIDAD Y LÍMITES MÁXIMO PERMISIBLES

El agua potable, también llamada para consumo humano, debe cumplir con las disposiciones legales nacionales, a falta de éstas, se toman en cuenta normas internacionales. Los límites máximo permisibles (LMP) referenciales (**) para el agua potable de los parámetros que se controlan actualmente, se indican en el cuadro siguiente.

LIMITES MAXIMO PERMISIBLES (LMP) REFERENCIALES DE LOS PARAMETROS DE CALIDAD DEL AGUA

(1) Valores tomados provisionalmente de los valores guía recomendados por la Organización Mundial de la Salud (1995)

(2) Valores establecidos en la norma nacional “Reglamento de Requisitos Oficiales físicos, químicos y bacteriológicos que deben reunir las aguas de bebida para ser consideradas potables”, aprobado por Resolución Suprema del 17 de Diciembre de 1946.

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(3) En el caso de los parámetros de conductividad y dureza, considerando que son parámetros que afectan solamente la calidad estética del agua, tomar como referencia los valores indicados, los que han sido propuestos para la actualización de la norma de calidad de agua para consumo humano especialmente para aguas subterráneas.

(*) Compuestos tóxicos

(**) Oficio Circular No 677-2000/SUNASS-INF.

Mediante este oficio la SUNASS estableció los valores límite máximo permisibles referenciales de los parámetros de control; ello originado por la carencia de una norma nacional actualizada, ya que la vigente data del año 1946 y no considera varios parámetros, como turbiedad, Coliformes, pH, aluminio, nitratos, cadmio, mercurio, cromo, entre otros: para los cuales se ha tomado los valores guía que recomienda la Organización Mundial de la Salud, OMS.





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CAPITULO II

ESTUDIOS Y PARAMETROS BASICOS DE DISEÑO

POBLACION

CENSOS

Año Población Censada 1940 1961 1972 1981

1500 2646 6065 8310

METODO GEOMETRICO

Pf = Po (1 + r)t ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (1)

Dónde: Pf = Población futura a cabo de “t” años Po= Población inicial r = Tasa de crecimiento t = Tiempo en años entre Po y Pf Despejando la tasa de crecimiento se tiene:

r = (Pf/Po)(1/t) – 1 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (2)

1.- Tomando los años 1940 y 1961

r = (2646/1500)(1/21) – 1 = 0.02739 = 2.74%


r = (6065/2646)(1/11) – 1 = 0.0783 = 7.83%


r = (8310/6065)(1/9) – 1 = 0.0356 = 3.56%


r = (6065/1500)(1/32) – 1 = 0.0446 = 4.46%





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r = (8310/1500)(1/41) – 1 = 0.0426 = 4.26%


r = (8310/2646)(1/20) – 1 = 0.0589 = 5.89%

5.- Tomando el promedio GEOMETRICO de los “r” más representativos

r = 1940-1961, r = 1961-1972, r = 1972-1981

r = (2.74 x 7.83 x 3.56)^(1/3) = 4.24%

Ordenando los valores obtenidos de las tasas, aplicando la ecuación ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (1)

Pf = Po (1 + r)t

Pf1 = 8310 (1 + 0.0274)t

Pf2 = 8310 (1 + 0.0783)t

Pf3 = 8310 (1 + 0.0356)t

Pf4 = 8310 (1 + 0.0446)t

Pf5 = 8310 (1 + 0.0426)t

Pf6 = 8310 (1 + 0.0589)t

Pf7 = 8310 (1 + 0.0424)t

LA POBLACION PROGRESIVA SERÁ

Año t (Años)

Población Censada

(HISTORICA) Pf1 Pf2 Pf3 Pf4 Pf5 Pf6 Pf7

1981 0 8310 8310 8310 8310 8310 8310 8310 8310 1972 -9 6065 6515 4216 6066 5611 5709 4965 5719 1961 -20 2646 4840 1840 4128 3472 3608 2645 3622 1950 -31 ------ 3595 803 2810 2149 2280 1410 2294 1940 -41 1500 2743 378 1980 1389 1502 795 1514





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SE CONSTRUYE EL GRAFICO EN UNA HOJA DE CALCULO EXCEL

Del análisis de curvas VER GRAFICO METODO GEOMETRICO, se elige la curva Pf6 porque ella al menos no sobrepasa en toda su dimensión a la curva HISTORICA y es el más próximo.

CONSTRUCCION DE GRAFICO MÉTODO GEOMETRICO

SERIE 1 SERIE 2 SERIE 3 SERIE 4 SERIE 5 SERIE 6 SERIE 7 SERIE 8

AÑO HISTORICA Pf1 Pf2 Pf3 Pf4 Pf5 Pf6 Pf7

1 1940 1500 2743 378 1980 1389 1502 795 1514

2 1950 3595 803 2810 2149 2280 1410 2294

3 1961 2646 4840 1840 4128 3472 3608 2645 3622

4 1972 6065 6515 4216 6066 5611 5709 4965 5719

5 1981 8310 8310 8310 8310 8310 8310 8310 8310

Por lo tanto, la curva representativa (elegida) para el METODO GEOMETRICO es la Ecuación:

1500

2646

6065

8310

2743

3595

4840

6515

8310

378803

1840

4216

8310

1980

2810

4128

6066

8310

1389

2149

3472

5611

8310

795

1410

2645

4965

8310

1514

2294

3622

5719

8310

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1 2 3 4 5

Series1

Series2

Series3

Series4

Series5

Series6

Series7

Series8





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Pf6 = 8310 (1 + 0.0589)t

Con tasa de crecimiento igual r = 5.89%

METODO DE LA PARABOLA DE SEGUNDO GRADO

Y = A + BX + CX2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (3)

Dónde: Y = Población futura a cabo de “X” años X = Número de años en el intervalo considerado A = Población en el año base B y C = Parámetros a determinarse

Considerando las variaciones de los años censales, tenemos:

I Para los años: 1940, 1961 y 1972

Año censal

X (Años) X2 Y

1940 0 0 1500 1961 21 441 2646 1972 32 1024 6065

Para 1940, 1500 = A + B(0) + C(0)2 A = 1500

Para 1961, 2646 = 1500 + B(21) + C(21)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (4)

Para 1972, 6065 = 1500 + B(32) + C(32)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (5) Resolviendo (4) y (5) tenemos: B = -113.64 C = 8.01

Y1 = 1500 – 113.64 X + 8.01 X2

II Para los años: 1940, 1961 y 1981

Año censal

X (Años) X2 Y

1940 0 0 1500 1961 21 441 2646 1981 41 1681 8310





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Para 1940, 1500 = A + B(0) + C(0)2 A = 1500

Para 1961, 2646 = 1500 + B(21) + C(21)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (6)

Para 1972, 8310 = 1500 + B(41) + C(41)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (7) Resolviendo (6) y (7) tenemos: B = - 119.73 C = 8.30

Y2 = 1500 – 119.73 X + 8.30 X2

III Para los años: 1940, 1972 y 1981

Año censal

X (Años) X2 Y

1940 0 0 1500 1972 32 1024 6065 1981 41 1681 8310

Para 1940, 1500 = A + B(0) + C(0)2 A = 1500

Para 1972, 6065 = 1500 + B(32) + C(32)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (8)

Para 1981, 8310 = 1500 + B(41) + C(41)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (9) Resolviendo (8) y (9) tenemos: B = 59.46 C = 2.60

Y3 = 1500 + 59.46 X + 2.60 X2

IV Para los años: 1961, 1972 y 1981

Año censal

X (Años) X2 Y

1961 0 0 2646 1972 11 121 6065 1981 20 400 8310

Para 1961, 2646 = A + B(0) + C(0)2 A = 2646

Para 1972, 6065 = 2646 + B(11) + C(11)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (8)





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Para 1981, 8310 = 2646 + B(20) + C(20)2 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ (9) Resolviendo (8) y (9) tenemos: B = 344.15 C = -3.03

Y4 = 2646 + 344.15 X – 3.03 X2

RESUMIENDO, SE TIENE LAS SIGUIENTES CURVAS

Y1 = 1500 – 113.64 X + 8.01 X2

Y2 = 1500 – 119.73 X + 8.30 X2

Y3 = 1500 + 59.46 X + 2.60 X2

Y4 = 2646 + 344.15 X – 3.03 X2





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2.2 POBLACION FUTURA

El cálculo de la población futura se podrá realizar mediante uno de los métodos de crecimiento, según el tipo de población dependiendo de las características socio - económicas y ambientales de la población.

a) Método Aritmético.

b) Método Geométrico.

c) Método Parabólico.

d) Método Curva Exponencial Modificada.

2.3 PERIODO DE DISEÑO

Es el número de años durante los cuales una obra determinada prestará con eficiencia el servicio para el cual fue diseñada. Los factores que intervienen en la selección del período de diseño son:

Vida útil de las estructuras y equipos tomando en cuenta la obsolescencia, desgaste y daños.

Ampliaciones futuras y planeación de las etapas de construcción del proyecto. Cambios en el desarrollo social y económico de la población. Comportamiento hidráulico de las obras cuando éstas no estén funcionando a su plena

capacidad.

2.3.1 PERIODO ÓPTIMO DE DISEÑO SIN DÉFICIT INICIAL





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2.3.2 PERIODO ÓPTIMO DE DISEÑO CON DÉFICIT INICIAL

2.3.3 FACTOR DE ECONOMIA DE ESCALA

Para determinar el período óptimo de diseño de los componentes de los sistemas de agua potable y alcantarillado se utilizará los factores de economía de escala que cuenta la Dirección Nacional de Saneamiento (DNS) en base a su experiencia en la ejecución de estudios de este tipo.

SISTEMAS DE AGUA POTABLE

Factor de Economía de

escala "a" Reservorios Enterrados de concreto armado 0.708 Reservorios Apoyados de concreto armado 0.671 Reservorios Elevados de concreto armado 0.339 Líneas de conducción fierro fundido dúctil 0.437 Líneas de conducción asbesto cemento 0.589 Líneas de conducción concreto 0.568 Líneas de conducción acero 0.383 Redes de distribución PVC A-7.5 0.504 Redes de distribución asbesto cemento A-7.5 0.402 Redes de distribución asbesto cemento A-10 0.446 Redes de distribución fierro fundido dúctil 0.354 Perforación de pozos 0.765 Equipo de bombeo para pozo profundo - Tipo turbina eléctrica 0.778 Equipo de bombeo para pozo profundo - Tipo turbina diesel 0.870 Equipo de bombeo de pozo profundo tipo sumergible 0.855 Captación tipo barraje 0.420 Captación tipo manantiales 0.506 Captación galerías filtrantes 0.417 Planta de tratamiento de agua 0.367 Desarenador 0.368 Floculador hidráulico 0.544 Sedimentador convencional 0.288 Filtro Rápido 0.409 Clorador 0.086 Bombas centrífugas horizontales 0.461 Grupos electrógenos 0.710 SISTEMAS DE ALCANTARILLADO Tubería alcantarillado CSN (profundidad 2 m.) 0.282 Tubería alcantarillado PVC (profundidad 2 m.) 0.270 Tubería alcantarillado Asbesto cemento (profundidad 2 m.) 0.426





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Tubería alcantarillado concreto reforzado 0.570 Lagunas de estabilización 0.936 Bomba sumergida - desagües 0.462 Bomba no sumergida - desagües 0.563

2.3.4 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

El periodo óptimo de diseño debe establecerse para cada componente del sistema (planta de tratamiento, reservorio, tuberías, etc.)

La determinación del periodo óptimo de diseño se efectúa mediante la aplicación de la fórmula correspondiente, la misma que varía dependiendo de la existencia o no de un periodo de déficit.

De acuerdo al SNIP, la tasa de descuento está establecida en 9%. Lo que quedaría por determinar sería el periodo de déficit y el factor de economía a escala.

ESTABLECER EL PERIODO DE DÉFICIT

El periodo de déficit se entiende como el periodo de tiempo transcurrido desde que se generó una demanda no satisfecha hasta el momento en que se ejecuta el proyecto que la satisface.

Para efectos de la aplicación de la fórmula, dicho periodo debe expresarse en años.

Una forma de determinar el periodo de déficit es estableciendo cuantos años han transcurrido desde que la demanda superó a la oferta actual

Podemos efectuar el análisis extrapolando la curva de la demanda hacia los años anteriores al del diseño e interceptándola con el valor de la oferta actual. El periodo transcurrido desde el año en que se produce dicha intersección y el año del proyecto, será el periodo de déficit.

A continuación se muestra un ejemplo gráfico





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ESTABLECER EL FACTOR DE ECONOMIA A ESCALA

Para establecer el factor de economía a escala de un tipo de infraestructura o componente requerimos información de costos de obras con similares características pero de diversos tamaños o capacidades. Por ejemplo: reservorios apoyados de concreto armado de diversos volúmenes, o plantas de tratamiento de filtración lenta para diferentes caudales, tuberías de PVC en terreno semirocoso, etc.

Una vez recopilada la información obtenida, relacionamos los costos de obras con sus tamaños para lograr una ecuación del tipo:

Costo = KTa Dónde:

a: Factor de economía escala

T: Tamaño

Pudiendo ser (caudal tratado, longitud, volumen que almacena, etc.)





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CALCULO DEL FACTOR DE ECONOMIA A ESCALA (a)

C = KTa

Aplicando logaritmos ambos miembros, para hallar a

Log C = Log K + aLogT

Se asemeja a la ecuación de la recta:

y = b + mx

y =Log C x =Log T a=m b=LogK (K=10b)

Por lo que aplicamos mínimos cuadrados

y = b + ax

Problema1:

Para el proyecto de agua potable Calcular el Factor de Economía a Escala para una Captación tipo Barraje, basado en la siguiente información:





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Solución 1:

X= (LogT) Y=LogC Y2 XY X2

1.51308 4.02118 16.16988 6.08436 2.28941

2.06392 4.23044 17.89662 8.73129 4.25976

2.18857 4.30103 18.49885 9.41310 4.78983

2.40915 4.38021 19.18623 10.55258 5.80400

2.53991 4.46239 19.91292 11.33406 6.45114

10.71463 21.39525 91.66450 46.11539 23.59414

= 5(46.11539)-(10.71463)(21.39525) =1.33=0.42

5(23.59414)-(10.71463)2 3.16





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=21.39525 – 0.42(10.71463) =2029.90327 = 3.37902108 K=10b = 103.37902108

5 5

K = 2393.43

Costos en función del Caudal Q:

C=2393.430.42

Debido a que existe un déficit actual, se deberá emplear la fórmula para calcular el periodo de diseño con déficit inicial, que para este caso arroja un valor de 21 años.





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2.4 CONSUMO DE AGUA

La dotación mínima a adoptarse debe ser suficiente para satisfacer los requerimientos de consumo: doméstico, comercial, industrial, social y público, así como considerar las pérdidas en la red de distribución

Doméstico o residencial: A esta categoría pertenecen aquellos suscriptores que utilizan el servicio exclusivamente para uso doméstico en la vivienda. Social: A esta categoría pertenecen aquellos predios utilizados para tareas de educación y salud (escuelas, colegios, puestos de salud), exclusivamente. Estatal: Esta categoría comprende instancias y áreas públicas no comprendidas para educación y salud, como son: jardines, parques, cuarteles, entidades del gobierno y otros. Comercial: es la categoría a la cual pertenecen los suscriptores que utilizan el agua con fines de lucro dentro de alguna actividad comercial (restaurantes, lavado de vehículos, etc.). Industrial: Es la categoría a la cual pertenecen aquellos suscriptores que utilizan el agua para fines de lucro y en los que se lleva procesos industriales utilizándose el agua como insumo en el proceso de transformación (fábricas de vinos, chicherías, etc.).

2.4.1 DOTACION

Dotación es una cantidad (volumen por unidad de tiempo) asignada a la unidad consumidora (habitante, cama de hospital, área de riego, lavado, etc.) y está expresada en litros por habitante por día. (lt/hab/día).

Para fijar la dotación, hay que tomar en cuenta los estudios de demanda para la población o de poblaciones similares, si los hubiere. Cuando no se haya realizado ninguno, las normas de diseño de las instituciones encargadas del abastecimiento de agua indican los siguientes valores: SEDAPAL, MVCYS, EMAPAS, etc. Ver RNE vigente.





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2.4.2. VARIACION DE CONSUMO

Son los caudales de diseño deben ser estimados para el dimensionamiento de los diferentes componentes del sistema de agua potable. Se deben considerar los siguientes caudales:

2.4.2.1. CAUDAL MEDIO DIARIO

Es el consumo diario de una población, obtenido en un año de registros. Se determina con base en la población del proyecto y dotación, de acuerdo a la siguiente expresión:

Dónde: Qmed = Caudal medio diario en l/s Pf = Población futura en hab. Df = Dotación futura en l/hab-d

2.4.2.2. CAUDAL MÁXIMO DIARIO

Es la demanda máxima que se presenta en un día del año, es decir representa el día de mayor consumo del año. Se determina multiplicando el caudal medio diario y el coeficiente k1 que varía según las características de la población.

Dónde: Qmáx_d = Caudal máximo diario en l/s k1 = Coeficiente de caudal máximo diario k1: 1,20 a 1,50 (ver NB-689 y Arocha RNE PERU) Qmed = Caudal medio diario en l/s





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2.4.2.3. CAUDAL MÁXIMO HORARIO

Es la demanda máxima que se presenta en una hora durante un año completo. Se determina multiplicando el caudal máximo diario y el coeficiente k2 que varía, según el número de habitantes, de 1,5 a 2,2, tal como se presenta en la Tabla 2.4.3-1

2.5 TANQUES DE ALMACENAMIENTO

Son los que regulan la diferencia de volumen que se produce entre el ingreso de agua al reservorio (teóricamente constante) y la salida de agua, constituida principalmente por la demanda horaria, la cual es variable durante las horas del día.

La función principal es almacenar agua cuando el suministro es menor que el consumo y entregar el déficit cuando el consumo supera al suministro; y suministrar presión adecuada a la red de distribución para satisfacer la demanda de agua.





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2.5.1. CAPACIDAD DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO

En todo el sistema de agua potable debe disponerse de un volumen de agua almacenado, para efectuar la regulación entre la producción de agua y la extracción para el consumo, esencialmente variable.

Este volumen de agua almacenado se proyectará considerando que, simultáneamente a la regulación para hacer frente a la demanda, debe lograrse el diseño más económico del sistema de distribución y mantener una reserva prudencial para los casos de interrupción de las líneas de energía o fuentes de abastecimiento.

La capacidad del tanque de almacenamiento, debe ser igual al volumen que resulte mayor de las siguientes consideraciones (ver Figura 2.5.1-1):

Volumen de regulación Volumen contra incendios Volumen de reserva





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CAPITULO 3 PROYECCION DE LA DEMANDA

3.1 ANALISIS DE LA DEMANDA DE AGUA POTABLE

Los supuestos y consideraciones generales tomados para la determinación de la demanda en el ámbito del proyecto son los siguientes:

3.1.1 Horizonte de evaluación del proyecto

Según los criterios de evaluación para los proyectos de saneamiento, el horizonte del proyecto es de 20 años, teniendo como momento de inversión inicial el año 2010 (Año 0), el inicio de operación del sistema implementado el año 2011 (Año 1) y como horizonte el año 2030 (Año 20).

3.1.2 Población

La población actual para el área de estudio es de 2,992 hab (Población del Año base 2008).

3.1.3 Proyección de la Población

Población Censal INEI La población según los censos del distrito de Villa María del Triunfo creció de la manera como se indican en los siguientes cuadros:

Proyección de la Población





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Para determinar la tasa de crecimiento se procedió a evaluar los censos del INEI para el distrito de Villa María del Triunfo.

Se observa que en los censos se presenta una reducción de la población entre los años 1981 y 1993, no es recomendable utilizar los censos de población anterior a 1993, esto es debido a que se produjo la modificación de los límites del distrito de Villa María del Triunfo, al crearse el distrito de Villa El Salvador en 1984.

Por lo tanto la Tasa de crecimiento intercensal obtenida con los censos de 1993 y 2007 por el INEI para el distrito es de 2.62 %, utilizándose el método geométrico. La cual será la tasa de crecimiento a utilizar en la proyección de la población del A.H. Arenal Alto del distrito de Villa María del Triunfo.

3.1.4 Período Óptimo de Diseño

El período óptimo de diseño es el número de años durante el cual la capacidad de producción de un componente de un sistema de agua potable o de alcantarillado cubre la demanda proyectada minimizando el valor actual de inversión, operación y mantenimiento durante el período de análisis del proyecto.

Para determinar el período óptimo de diseño de los componentes de los sistemas de agua potable y alcantarillado se utilizará los factores de economía de escala que cuenta la DNS en base a su experiencia en la ejecución de estudios de este tipo.

A continuación se muestran los periodos de diseño obtenido para los diferentes componentes a proyectar de los sistemas de agua potable y alcantarillado.





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3.1.5 Densidad por vivienda

Según la encuesta realizada, se determinó que la densidad en el área de estudio es de 4.81 hab/viv.

3.1.6 Consumos

Consumo de los no conectados (nuevos usuarios):

La población que no cuenta con servicio de agua, se abastece de agua de los camiones cisternas, compra y lo almacena en baldes, bidón, cilindros de 200 litros de capacidad o en tanques de concreto de mayor capacidad que la anterior. Precio por un cilindro de 200 litros es S/. 1.50.

En el presente cuadro detallamos el consumo mensual en litros, obtenido del resultado de la encuesta socioeconómica:





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Para la determinación de la demanda se desarrolló el siguiente cuadro, en base a la Información obtenida de consumos:

3.1.7 Pérdidas de agua

Las pérdidas se determina en base al volumen producido y volumen total facturado, estas pérdidas incluyen las físicas como las fugas en las redes de distribución, rebose en los reservorios y las no físicas como los desperdicios domiciliarios y otros.

En el cálculo de la Demanda, el % perdida de agua potable será de la siguiente manera 20% de pérdida desde el año 0 (Año 2010) en el cual se





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ejecutaran las obras generales y secundarias, hasta el final del horizonte de estudio.

3.1.8 Cobertura de Agua Potable

La cobertura de agua mediante conexiones domiciliarias en la zona de estudio al año 2008 para el área de estudio es de 5.14%

Con la proyección de redes de servicio de agua y alcantarillado, la cobertura de los servicios se verá incrementada en el primer año de operación del sistema en un 100.00% aproximadamente.

3.1.9 Micromedición

Actualmente en el área de estudio presenta micromedición para el caso de la situación con proyecto se ha considerado que para optimizar el uso y consumo de agua potable es necesario instalar las conexiones domiciliarias con sus respectivos Micromedidores, para tal sentido se considerara el 100% de micromedición a partir del año 1, hasta todo el horizonte del proyecto.

Con la finalidad de convalidar este supuesto, a través de la Encuesta realizada se constató que el 100 % de la población desea tener conexiones de agua con medidor, dado que comprenden que tener medidor instalado los beneficia porque se les facturará de acuerdo a su consumo realizado.

3.1.10 Volumen de Almacenamiento

Para el cálculo del volumen de almacenamiento de los reservorios se considera que el 25 % de la demanda promedio anual.

Adicionalmente se está considerando un volumen de reserva equivalente al 7% del caudal máximo diario, el cual es equivalente al suministro de agua por un tiempo de dos horas, en los casos de que se interrumpa la conducción del agua potable hacia los reservorios de almacenamiento.





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3.1.11 Conexiones Domiciliarias

En el área de estudio actualmente solo existen 32 conexiones domiciliarias.

3.1.12 Estimación de la Demanda

Demanda de Agua Potable

La demanda total de agua está conformada por la sumatoria de las demandas domésticas, comercial, estatal, y social; con micromedición y sin micromedición.

A continuación se presenta la información base y los parámetros de proyección para estimar la demanda en el horizonte del proyecto por cada sector comprendido dentro del área de estudio:





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Asimismo para todos los sectores se consideró los siguientes parámetros de diseño:

K1 (Coeficiente máximo diario) = 1.3 K2 (Coeficiente máximo horario) = 2.5 K3 (Coeficiente de contribución al desagüe) = 0.8

Estos coeficientes fueron determinados de acuerdo a lo indicado en el Reglamento Nacional de Edificaciones.

Empleando el Aplicativo elaborado por la Dirección Nacional de Saneamiento del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento y los parámetros de proyección mencionados en el cuadro anterior, estimamos la Proyección de la Demanda de Agua Potable comprendido en cada área de Estudio:

HOJA EXCEL DE DEMANDA

AÑO POBLACION

COBERTURA (%) POBL

ACION

SERVIDA

(hab)

VIVIENDAS

SERVIDAS

(unidades)

CONEXIONES

CONEX.

OTROS

MEDIOS (*)

CONEXIONES

DOMESTICO

CONEXIONES

COMERCIALES

CONEXIONES

INDUSTRIALES

CONEXIONES

ESTATALES

CONEXIONES

SOCIALES

TOTAL

CONEXIONE

S

CONSUMO DE AGUA (l/día)

ANC (l/día)

DEMANDA AGUA

CONSUMO DOMESTICO

CONSUMO COMERCIA

L

CONSUMO

INDUSTRIAL

CONSUMO ESTATAL

CONSUMO

SOCIAL

CONSUMO TOTAL

CONECTADO

Qp (t/seg)

Qp (m3/año

)

Qmd (lt/seg)

Qmh (lt/seg)





31

3.2 ANÁLISIS DE LA DEMANDA DE ALCANTARILLADO

Análisis del Flujo de Aguas Servidas Los supuestos y las consideraciones respecto a la población, horizonte del proyecto y densidad por lote que han sido aplicados en las proyecciones de agua potable también se utilizan para proyectar los flujos de desagües.

Para los fines del proyecto, la cobertura del alcantarillado por conexiones domiciliarias será la misma que la cobertura de agua potable, siendo así porque con el proyecto cada familia al tener una mayor disponibilidad de agua potable, requiere una conexión de alcantarillado para conducir sus flujos de desagüe.

La tasa de contribución de agua a las redes de alcantarillado se estima en un 80%, parámetro técnico estándar que se asume y que se mantendrá a lo largo del horizonte del proyecto.

En los cuadros siguientes se presentan los resultados de la proyección de la demanda del servicio de alcantarillado y del volumen a evacuar.

HOJA EXCEL DE DEMANDA

AÑO

POBLACIO

N

COBERTURA

(%)

POBLACION SERVI

DA (hab)

VIVIENDAS

SERVIDAS

(unidades)

CONEXIONES CONSUMO DE AGUA (l/día)

CONEX.

OTROS

MEDIOS (*)

CNX DOM

E

CNX

COMER

CNX IND

CNX

ESTAT

CNX

SOCIA

L

TOTAL

CNX

CONSUMO

DOMESTICO

CONSUMO

COMERCIAL

CONSUMO

INDUSTRIAL

CONSUMO

ESTATAL

CONSUMO

SOCIA

L

CONSUMO TOTA

L CONECTA

DO

RETORNO DE ANC

DEMANDA DESAGUE

Qmh desagüe (lt/seg)

Qp desagüe (lt/seg)

Qp desagüe (lt/día)

Qp desagüe (m3/año)





32

CAPITULO 4 INFRAESTRUCTURA - SISTEMA DE AGUA

4.1 LINEA DE CONDUCCIÓN

4.1.1 LINEA DE CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD (LCG)





33

a) CRITERIOS PARA EL DISEÑO

b) DISEÑO





34

c) DISEÑO

d) DIMENSIONAMIENTO

Para el dimensionamiento de la tubería, se tendrán las siguientes condiciones:





35

2 PÉRDIDA DE CARGA (hf)

Para el propósito se diseña con la ecuación de Hazen & Williams (diámetros mayores a 2 pulg o 63 mm)

CASO DN (Di): mm

Longitud (L) en metros, Caudal (Q) en l/Seg y Diámetro interior (Di) en mm (diámetro comercial).

En la solución de problemas se trata de encontrar los diámetros aproximados. Siempre teniendo la topografía del terreno.

Di = (1.18*1010*(L/hf)*(Q/C)1.85)^(1/4.87)

Luego, se ajusta el verdadero diámetro usando encontrando las velocidades recomendadas mínimas y máximas.

Si: V = Q/A V = 1273.24*(Q/D2)

Velocidad (V) en m/Seg, Caudal (Q) en l/Seg y Diámetro interior (Di) en mm.

CASO DN: Pulg

Longitud (L) en metros, Caudal (Q) en l/Seg y Diámetro interior (Di) en pulg (diámetro comercial).

En la solución de problemas se trata de encontrar los diámetros aproximados. Siempre teniendo la topografía del terreno.

Di = (1741*(L/hf)*(Q/C)1.85)^(1/4.87)





36

Luego, se ajusta el verdadero diámetro usando encontrando las velocidades recomendadas mínimas y máximas.

Si: V = Q/A V = 1.974*(Q/D2)

Velocidad (V) en m/Seg, Caudal (Q) en l/Seg y Diámetro interior (Di) en pulg.





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6 VELOCIDAD DE DISEÑO (V)

De acuerdo a cada fabricante de tuberías las velocidades de diseño será:

Vmax:

Vmax = 5.00 m/Seg Acero y FF

Vmax = 3.00 m/Seg Concreto, PVC y Asbesto Cemento

Sin embargo es aconsejable trabajar en la práctica evitando corrosión:

Vmax = 2.50 m/Seg

Vmin:

Para no producir sedimentos (Caso, componentes PTAP, Galerías Filtrantes y Manantiales):





38

Vmin = 0.60 m/Seg

Cuando se conduce agua tratada se puede tolerar hasta:

Vmin = 0.30 m/Seg





39

4.1.2 LINEA DE CONDUCCIÓN POR BOMBEO (LCB)

a) CAUDAL DE DISEÑO

b) SELECCIÓN DE DIAMETROS

c) TUBERIAS

d) ALTURA DINÁMICA TOTAL





40

4.1.2 ALMACENAMIENTO





41

Altura disponible:

H= (147.75 + 2.50) - (118.35 + 2.00) =

H= 150.25 - 120.35 = 29.90 m

Calculemos Diámetro tentativo:

Q= 6.50 l/Seg; L= 1800m; H=29.90m; C=150

Se tiene la fórmula: Di = (1.18*1010*(L/hf)*(Q/C)1.85)^(1/4.87)

Di = (1.18*1010*(1800/29.90)*(6.50/150)1.85)^(1/4.87)

Por lo tanto

Di = 82.36mm





42

Analizamos DN75 = (Di) = 71.12mm y DN90 = (Di) = 85.60mm

Verificamos las velocidades en (m/Seg)

V71.12 = 1273.24*(Q/D2) V71.12 = 1273.24*(6.50/71.122) = 1.63 m/Seg

V85.60 = 1273.24*(Q/D2) V85.60 = 1273.24*(6.50/85.602) = 1.13 m/Seg

Sabemos

Vmin ≤ Elegida ≤ Vmax 0.60 m/Seg ≤ V Elegida ≤ 2.50 m/Seg

Como se observa cumple para ambos diámetros por lo que podemos instalarlo en serie:

hf = 1.18*1010*L*(Q/C)1.85 Di-4.87

hf71.12 = 1.18*1010*L*(6.50/150)1.85 71.12-4.87 = 0.0339*L

hf85.60 = 1.18*1010*(1800-L)*(6.50/150)1.85 85.60-4.87 = 0.0137*(1800-L)

Finalmente:

hf71.12 + hf85.60 = Altura disponible (H) = 29.90m

0.0339*L + 0.0137*(1800-L) = 29.90

0.0202*L = 5.24

L = 259.40m

L71.12 = 259.40m y L85.60 = (1800 – 259.40) = 1540.60m

S= hf/L S= 29.90/1800 = 0.0166 m/km

Cota Piezométrica = 150.25 m.s.n.m - 29.90 = 120.35 m.s.n.m





43

COMPROBACION:

P salida = 120.35 m.s.n.m – 118.35 m.s.n.m = 2 m





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45

4.1.3 LINEA DE ADUCCION (LA)

a) TIPOS DE REDES DE DISTRIBUCIÓN

TIPO RAMIFICADA (RED ABIERTA) TIPO MALLADO (RED CERRADA)





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SELECCIÓN DE DIAMETROS Y CALCULO DE PRESIONES

El caudal unitario también se puede calcular en función a conexiones domiciliarias:





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CAPITULO 5

INFRAESTRUCTURA - SISTEMA DE ALCANTARILLADO





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49

EJERCICIOS



Documents

Abast Agua 20152pdf