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INFORME DE DISEÑO DE RED DE ALCANTARILLADO Y AGUA
Tipo: Monografías, Ensayos
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INFRAESTRUCTURA HIDRAULICA
I. PRESENTACIÓN El presente documento contiene información básica sobre DISEÑO DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENO DE AGUA POTABLE PARA EL CENTRO POBLADO SAN MIGUEL DE LAS NARANJAS, distrito de Jaén, provincia de Jaén en la Región Cajamarca. La finalidad es diseñar un sistema de agua y saneamiento básico en el Centro Poblado San Miguel, para contribuir al mejoramiento en la calidad de vida de la población y favorecer la disminución del riesgo por enfermedades ligadas a deficientes sistemas de saneamiento ambiental básico. Será una herramienta necesaria para propiciar la práctica adecuada de hábitos de higiene, logrando familias, viviendas y una comunidad saludable en un contexto de cambio climático. II. ASPECTOS GENERALES
Se accede a la comunidad partiendo de la ciudad de Jaén por la carretera las Naranjas a 30 minutos de viaje.
Selva alta o Yunga. El clima a lo largo de la zona es cálido. Las épocas de lluvias son de enero a abril. El clima es benigno y primaveral.
Se refiere a los datos censales que proporciona el Instituto Nacional de Estadística e Informática para el año que se hizo el levantamiento de la información. Según los datos obtenidos del INEI el centro poblado “SAN MIGUEL DE LAS NARANJAS” cuenta con una población inicial aproximadamente de: III.1.4. POBLACIÓN DE DISEÑO Para el cálculo de la población de diseño, se aplicará métodos matemáticos o métodos racionales. Como modelo simplificado, se aplicará el método aritmético, expresado mediante la siguiente formulación: Donde: Pi [habitantes] Población inicial. Pd [habitantes] Población de diseño. r [%] Índice crecimiento poblacional anual. T [años] Período de diseño. Con respecto al índice de crecimiento poblacional (r): Se adoptará el específico de la población. En caso de no existir éste, se adoptará el relativo a otra población cercana y similar, o bien, la tasa de crecimiento distrital rural. En cualquier caso, si el valor es negativo se adoptará una población futura similar a la actual (r=0). III.1.5. CALCULO DE LA POBLACIÓN DE DISEÑO Para el cálculo de la población futura o de diseño usaremos los datos sociodemográficos obtenidos durante la visita de campo efectuada en el caserío que forma parte del proyecto. La tasa de crecimiento es determinada por medio del análisis comparativo de la curva de crecimiento histórico de la población determinada en ase al método geométrico y utilizando la tasa de crecimiento
oficial intercensal del distrito (dato INEI). Las razones de crecimiento Anual según la TASA DE CRECIMIENTO PROMEDIO ANUAL, para la población de estudio es: III.1.6. DOTACIÓN DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA EL CONSUMO HUMANO La dotación deberá ser estimada sobre la base de un “estudio de consumo de agua para el ámbito rural”, que deberá ser suscrito y sustentado por el Ingeniero Sanitario o Civil responsable del Proyecto. En ausencia de dicho estudio se aplicarán valores comprendidos en los siguientes rangos: Dichas dotaciones consideran consumo proveniente de ducha y lavadero multiuso. En caso de omitir cualquier de estos elementos, se deberá justificar la dotación a utilizar.
Para las instituciones educativas se empleará una dotación de:
La dotación de nuestro proyecto es con arrastre hidráulica en la región selva.
Se entiende por línea de conducción al tramo de tubería que transporta agua desde la captación hasta el reservorio, planta potabilizadora, o bien hasta el tanque de regularización, dependiendo de la configuración de agua potable. Una línea de conducción debe seguir, en lo posible, el perfil del terreno y debe ubicarse de manera que pueda inspeccionarse fácilmente. Esta puede diseñarse para trabajar por gravedad o bombeo. Para que se utilice la distribución por gravedad, es necesario que la fuente de suministro, sea un lago o un embalse, este situado en algún punto elevado respecto a la ciudad, de manera que pueda mantenerse una presión suficiente en las tuberías principales. Este método es el más aconsejable se la conducción que une la fuente con la ciudad es de tamaño adecuado y está bien protegida contra roturas accidentales. Cuando las condiciones de terreno o el gasto necesario del suministro de agua no permiten el diseño de la línea de conducción por gravedad, se utiliza el bombeo. III.3.2. CRITERIOS DE DISEÑO Definido el perfil de la línea de conducción, es necesario considerar criterios de diseño que permitan el planteamiento final en base a las siguientes consideraciones: A. CARGA DISPONIBLE: La carga disponible (Figura) viene representada por la diferencia de elevación entre la obra de captación y el reservorio.
Cuando las presiones sean mayores a las que soporta la tubería PVC, cuando la naturaleza del terreno haga anti-econornica la excavación y donde sea necesaria la construcción de acueductos, se recomienda utilizar tubería de fierro galvanizado. D. DIAMETROS: Para determinar los diámetros se consideran diferentes soluciones y se estudian diversas alternativas desde el punto de vista económico. Considerando el máximo desnivel en toda la longitud del tramo, el diámetro seleccionado deberá tener la capacidad de conducir el gasto de diseño con velocidades comprendidas entre 0.6 y 3.0 m/s; y las pérdidas de carga por tramo calculado deben ser menores o iguales a la carga disponible. E. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS: VÁLVULAS DE AIRE El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área de flujo del agua, produciendo un aumento de perdida de carga y una disminución del gasto. Para evitar esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire pudiendo ser automáticas o manuales. Debido al costo elevado de las válvulas automáticas, en la mayoría de las líneas de conducción se utilizan válvulas de compuerta con sus respectivos accesorios que requieren ser operadas periódicamente.
Los sedimentos acumulados en los puntos bajos de la línea de conducción con topografía accidentada, provocan la reducción del área de flujo del agua, siendo necesario instalar válvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza de tramos de tuberías III.3.3. CALCULOS A. PARAMETROS DE DISEÑO
1. CAUDAL DE DISEÑO Caudal Máximo Diario Qmáx d = 1.98 Lt/seg Material de la Tubería PVC Velocidad Mínima Vmin= 0.60 m/s Velocidad Máxima Vmax= 3.00 m/s C= 150. 2. CÁLCULOS DE DISEÑO
diámetros de:
Velocidades y gradiente de velocidad:
RESERV. 738016.074 9364729.46 -160.22 -53.86 169.03 1833.55 1.903 1400. PUNTO Longitud (m) (msnm)^ Cota^ Diámetro (pulg.)^ Diámetro (mm) (m)^ hf^ hf acum. (m)^ Cota Piez. (m)^ Presión (mca) Clase Captación 0.00 1570.253 2 50.8 0.000 0.000 1570.253 0.00 5 PTAP 21.97 1567.212 2 50.8 0.498 0.498 1569.755 2.54 5 VP1 117.37 1557.972 2 50.8 2.661 3.159 1567.094 9.12 5 VA1 155.40 1562.128 2 50.8 3.523 6.682 1563.571 1.44 5 CRP1 482.74 1502.641 2 50.8 10.944 10.944 1559.309 56.67 10 VP2 51.71 1492.995 2 50.8^ 1.172 12.116 1558.137 65.14 10 VP3 75.22 1488.855 2 50.8 1.705 13.821 1556.432 67.58 10 VA2 27.32 1491.895 2 50.8 0.619 14.441 1555.812 63.92 10 CRP2 105.00 1451.580 1 25.4 64.184 64.184 1506.069 54.49 10 VP4 344.05 1438.042 1.5 38.1 30.614 94.798 1475.455 37.41 7. VA3 209.81 1424.721 1.5 38.1 18.669 113.467 1456.786 32.07 5 VP5 28.20 1418.113 1.5 38.1 2.510 115.976 1454.277 36.16 7. VA4 45.73 1409.446 1.5 38.1 4.069 120.045 1450.208 40.76 7. RESERV. 169.03 1400.451 1.5 38.1 15.040 135.086 1435.167 34.72 5
Caudal Promedio Qp = 1. Lt/ seg Caudal Máximo Diario Qmáx d = K 1 x Qp Coef. de Consumo máx. diario K 1 = 1. Caudal Máximo Diario Qmáx d = 1. Lt/ seg Qmáx d =
20 m^3 /seg
2. DIMENSIONES DE SEDIMENTACIÓN * Ancho de zona de Sedimentación B= 1.50 m (valor asumido) Separacion entre la entrada y la pantalla difusora (L1), recomendado 0.80 según Norma * Longitud zona de Sedimentación L1= 0.80 m * Longitud Total del Lt = 9.00 m (valor asumido)
_Sedimentador. L2= 8.20 m Según Norma(La Long./Anch o debe estar entre 3 -6 )
Altura del Sedimentador H= 1.70 m (valor asumido)
_Según Norma (La pendiente recomenda da 5-10%)
Altura max. Incluida Tolva de Lodos H1=_
_S1*L 2 m H1= 2.52 m
Altura de agua sobre el Vertedero H2 = (Q / (1.84*B))^(2/3). de Salida H2 =_
_9 m 0.90 cm
_0 m
Diámetro de los orificios Do =_
_5 m
_04 m
Relación Largo - Ancho 3.00 < (Lt/ B)
Cumple condición… .¡¡¡ Relación Largo - Alto 5.00 < (Lt/ H)
Cumple condición… .¡¡¡ Relación Vh / Vs 5.00 < (Vh/ Vs)
_Cumple condición… .¡¡¡ según la Norma la velocidad horizontal debe ser menor a VH < 0.55 cm/seg Veloci dad horizo ntal = 0.08 cm/s Cumple condición ¡¡¡¡¡¡.. Tiempo de Retención hidraulica To = AsH / (3600Q)
hora s Cumple condición….¡¡¡ La norma considera un valor entre 2 a 6 hrs_ **0.30 0.
BL= 0.
9
5 % 5.**
Volumen de sólidos: Dond e: Qmax d = Caudal máximo diario
Ts = Tiempo semanal para limpiar la estruc. 7.0 días (Asumido) C = Caudal de sólidos (estudio)
7 Kg / m^3 Densidad especifica de la arena : s = 2. gr/ cm^3 (Arena Limosa) δs = Peso específico de la arena limosa 2550 Kg / m^3 Vs =
m^3 a la semana Para una limpieza mensual tenemos que el volumen de sólidos es: Vs = 4 x
8 ##### m^3 Vs = L x B x H' → H' = 0.00232 m
H' = 0.50000 m Altura total de Sedimentador: (HT) 0.23190026 cm HTotal = H + H' HTotal = 2.20 m Cálcul o de S 2 S 2 = H' / L S 2 = 6%
5. COMPUERTA DE LIMPIA s Vs Q d Ts^ C max^
