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Estudio Definitivo y Expediente Técnico: “Ampliación y Mejoramiento de los Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado para el Esquema

Pucusana”

EMISOR SUBMARINO “Ampliación y Mejoramiento de los Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado para el Esquema Pucusana”

EN PLAYA GRANO DE ORO - PUCUSANA

MEMORIA DESCRIPTIVA

OBJETIVO.

Para el Proyecto Esquema Pucusana se construirá una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) para un caudal promedio de 83.1 l/s y un caudal máximo horario de 166.2 l/s y se construirá una Planta desaladora con un caudal máximo de 138.71 lt/seg, cuyos efluentes será descargados al mar a través de un Emisario submarino.

Ubicación del área de estudio.

La zona de Estudio denominada Playa Grano de Oro está ubicada en el Litoral sur a la altura del kilómetro 57.5 de la Carretera a Pucusana, luego continuar por la carretera que conduce al balneario de Pucusana hasta el km.4.0 (Base Aérea Logistica Punta Lobos) , continuar por una trocha que conduce a la playa Grano de Oro lugar donde se encuentra la zona de interes para desarrollar el proyecto de SEDAPAL , pertenece al Distrito de Pucusana, Provincia de Lima y se encuentra localizada en Norte 8`618,670. Este 304,630.00 . Ver fotografías y Plano B.

Descripción de la costa.

Consorcio Saneamiento Lima Sur


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PUERTO PUCUSANA (12°28'49.0" S, 76°47'59.0" W) Hidronav - 2243

Está ubicado al WSW de playa Naplo, ocupando un área reducida pero segura. Está protegido por la isla Chilca de los efectos del mar y el viento procedentes del S Y del W; sirve de puerto y lugar de veraneo para los moradores de la ciudad de Lima y distritos aledaños.

El puerto Pucusana tiene la playa bordeada unas veces de arena y piedra, así como de viviendas modernas; el puerto lo forma la propia costa y la isla Chilca, que forman un rompeolas natural de primer orden.

La situación del puerto Pucusana es fácil de reconocer desde el mar, por la vista de la isla Chilca situada hacia el N, a poca distancia del puerto y con una altura de 77 metros; el buque que navegue a lo largo de la costa al aproximarse reconocerá fácilmente el faro, que se proyecta muy bien.

Hidrografía.- El relieve submarino es bastante regular y estable, los fondos dentro del puerto varían de 2 a 3 metros, en donde las aguas son muy tranquilas. Sólo es utilizado por embarcaciones menores, porque además de ofrecer un lugar sumamente estrecho para tomar y dejar el fondeadero, lo oprime más un arrecife que sale aproximadamente 185 metros por el lado occidental de la costa.

Fondeadero.- Las embarcaciones pesqueras de poco calado acostumbran fondear a lo ancho del puerto, a poca distancia de la línea de costa, siendo buen tenedero.

Peligro.- En posición 12°28'37" S, 76°47'51" W existe un bajo, en el cual se ha construido una casa de verano.

Pilotaje.- El puerto es de libre practicaje.

Facilidades.- En el lado W del puerto bordeando la orilla, se encuentra el Muelle Artesanal de Pucusana administrado por FONDEPES, en posición: Inicial: 12°28'22.5" S, 76°47'56.0" W Final: 12°28'23.5" S, 76°47'57.0" W de concreto, de 43 metros de largo por 15 metros de ancho y una profundidad de 8 metros en el cabezo del muelle. Cuenta con 2 pequeños embarcaderos, utilizados por embarcaciones de pesca de poco calado; asimismo, cuenta con un almacén frigorífico, una máquina para producir o procesar hielo, 14 bitas chicas y 2 grandes y 4 postes de luz color blanco.

La caleta Naplo y el puerto Pucusana están separados entre sí por una pequeña saliente rocosa en la cual están ubicadas las instalaciones de un club náutico, que cuenta con un muelle utilizado por embarcaciones menores de recreo. En puerto Pucusana hay 9 hostales. En posición 12°28'57" S, 76°47'39"W existe un tanque de agua como ayuda a la navegación.



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Mareas y Corrientes.- Las mareas son de tipo semidiurnas, con amplitudes promedio del orden de los 0.55 metros; las de sicigias alcanzan valores promedio del orden de los 0.73 metros. El establecimiento de puerto es de 5h 36m. Las corrientes marinas dentro del puerto son de valores poco significativos.

Comunicaciones.- Puerto Pucusana cuenta con servicio telefónico y telefax unido a la red nacional de comunicaciones y está unido a la carretera Panamericana Sur por una carretera asfaltada de 8 km.

Salubridad.- Las condiciones sanitarias de puerto Pucusana son buenas, cuenta con una posta médica que atiende todos los días las 24 horas; en caso de emergencia la posta médica de San Bartola brinda apoyo.

Agua y Víveres- Para el abastecimiento de agua las embarcaciones pueden atracar en los embarcaderos descritos anteriormente. El abastecimiento de víveres se efectúa sin limitaciones. El muelle desembarcadero cuenta con un grifo para la distribución de combustible para las embarcaciones menores.

2.63 ISLA CHILCA (GALAPAGOS) (12°28'30.5" S, 76°48'07.7" W) Carta 220 - 224 - 2243

En la región N de puerto Pucusana y próximamente a la costa hay una isla conocida con el nombre de Chilca o Galápagos, que está separada por un pequeño canal denominado La Bocana, el cual es transitado por embarcaciones menores cuando el mar lo permite.

La isla Chilca tiene aproximadamente 925 metros de longitud de N a S, por 555 metros de E a W; su cima más alta se encuentra a 77 msnrnm, es plana en su cumbre y por lo general escarpada por todos lados, excepto por el lado E.

El extremo N de la isla recibe el nombre de punta El Chuncho; en el lado oriental de la isla se encuentran varias casas habitadas por bañistas en época de verano; al frente, hay pequeños muelles para desembarcar.

Faro.- En la cima de la isla Chilca, se encuentra instalado un faro como ayuda a la navegación, ver sus características en la publicación HIDRONAV- 5020 Lista de Faros y Señales Náuticas.

Facilidades.- Hacia el lado N de la isla Chilca, se encuentra el muelle Mariexport administrado por la Municipalidad de Pucusana, en posición: Inicial: 12°28'23.0" S, 76°47'57.0" W Final: 12°28'22.0" S, 76°47'56.0" W de metal y madera, de 32 metros de largo por 2 metros de ancho y una profundidad de 2 metros en el cabezo del muelle.

PUNTA LOBOS (12°30'30.4" S, 76°47'49.7" W) Carta 224

Inmediatamente hacia el S de puerto Pucusana se encuentran unas elevaciones con alturas variables del orden de los 100 metros que abruptamente bajan al mar, una de las cuales avanza hacia el occidente, es un pequeño mogote más bajo que lleva el nombre de Grano de Oro y se encuentra aproximadamente a l



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milla de puerto Pucusana; luego la costa labra una ensenada con la misma denominación, con l milla de largo y poco ancho, cuya extremidad meridional es punta Lobos, conocida también como punta Chilca.

Esta punta remata en un escarpado a pique de 90 metros de altura de color oscuro, que se caracteriza porque a partir de este accidente natural la costa se dirige hacia el ESE.

DESCRIPCIÓN DE LA GRADIENTE SUBMARINA.

El fondo marino es de pendiente pronunciada hasta los 30 metros y luego es menos pronunciada hasta alcanzar la isóbata de los 50 metros de profundidad a una distancia de unos 1300 a 1400 metros desde la LAM.

La zona de rompientes tiene una extensión aproximada de 20 a 50 metros, siendo más amplia en eventos de bravezas de mar.

Midiendo sobre la trayectoria del eje del Emisor proyectado, las isóbatas principales se encuentran a las distancias que se indican en el cuadro siguiente con respecto a la línea de más alta marea – LAM. :

Isóbatas Distancia a la LAM.5.0 m. 60.00 m.8.0 m. 110.00 m.

10.0 m. 125.00 m.15.0 m. 140.00 m.20.0 m. 230.00 m.25.0 m. 300.00 m.30.0 m. 470.00 m.35.0 m. 850.00 m.

UBICACIÓN Y DESCRIPCION GENERAL DEL EMISARIO SUBMARINO

UBICACIÓN

SEDAPAL, requiere instalar un emisario submarino para disposición de aguas residuales tratadas a ubicarse al sur caleta Pucusana, en el distrito de Pucusana, Prov. y Dpt. de Lima, en las siguientes coordenadas WGS-84.



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DESCRIPCIÓN GENERAL

CONSTRUCCIÓN E INSTALACIÓN DEL EMISARIO

TuberíasConsiderando las características de las aguas residuales y del agua de mar, se recomienda utilizar tuberías de Polietileno de alta densidad HDPE fabricadas con normas NPT-ISO 4427:2008, para las tuberías submarinas y para el difusor con todos sus accesorios, considerando sus beneficios y ventajas.

Características

Las tuberías del emisor serán de Polietileno de alta densidad HDPE y tendrán las siguientes características:Diámetro nominal : 20’’Longitud del Emisor : 750.0 mLongitud del difusor : 50 mClase : SDR17 Tipo : PE100

Construcción de obras en tierra

Lugar de lanzamiento

Para realizar la instalación de faenas, es necesario definir previamente el punto dónde se lanzará el emisario submarino. Para esto se tiene que recorrer la zona y encontrar una playa en donde se pueden emplazar el emisario y que tenga el espacio y maniobrabilidad, desde dónde se pueda realizar el lanzamiento.



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Construcción de lastres

Los lastres se construirán en dos secciones de hormigón armado, hormigón de grado F’c= 250 kg/cm2, con armadura de refuerzo de acero según formas y dimensiones detallados en los planos. Los lastres serán de sección cuadrada para la zona de rompiente y de sección trapezoidal para la zona de no rompiente, que deberán hormigonarse acostados de lado sobre un radier o cama de hormigón como moldaje de fondo, adecuados para recibir los moldes cuadrados y poligonales de los costados de los lastres. Los lastres deben ser impermeabilizados mediante el uso del aditivo SIKA 1 o similar.Todos los lastres se fijaran a la tubería de HPDE de acuerdo a la disposición indicada en los planos. Los lastres se colocarán tanto en la zona en que la tubería está apoyada sobre el fondo del mar como en el difusor.

La unión de los lastres será mediante dos pernos de fierro galvanizado. Por otra parte, para asegurar una correcta fijación entre la tubería del emisor y cada uno de los lastres se requiere de una junta de Neoprene o alguna solución similar, en la zona de contacto.

Para la construcción de los lastres prefabricados se realizarán tres canchas, lo que permitirá mover el lastre al tercer día después de haber sido desencofrado, donde se definirá lo siguiente:

a) Se usarán encofrados metálicos o de madera, que aseguren la geometría del lastre. El número de moldes se definirá de modo de realizar esta actividad en el plazo del programa, teniendo en cuenta que se confeccionará sin problemas todos los días un lastre sobre el mismo molde.

b) La mezcla de concreto se producirá en el sitio, donde se controlará y se sacarán muestras para comprobar su resistencia de acuerdo a las especificaciones que las normas y la inspección de la obra lo definan.

c) El acero de refuerzo “Canastillas” se prefabricarán con los diámetros, longitudes de anclajes, recubrimientos y revisados previamente antes de ser colocados en las formas.

d) El uso de tres canchas permite que el lastre se pueda llevar a su punto de acopio sin ningún daño.

e) Cada lastre deberá identificarse marcándolos, de modo que exista el lastre 1a y 1b, los que deben respetarse siempre, para no tener problemas en el ensamblaje posterior.

f) Se tendrá especial cuidado con el fraguado del concreto, para lo cual se usarán arpilleras siempre húmedas en las canchas de hormigonado.

g) Todo lastre con problemas geométricos o de resistencia deberá ser rechazado.



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Soldadura de tuberías y estructuras de lanzamiento en tierra

En tierra se deberán construir una Zona de Soldadura de las tuberías por termofusion y colocación de lastres.

En esta zona se considera el trabajo de dos máquinas de soldar, una que unirá dos tubos de 12 m., para formar 24 m. en esta área se hará el chequeo de la soldadura por termo fusión en forma permanente y cada semana una segunda empresa de inspección deberá chequear las soldaduras realizadas durante la semana anterior.

Simultáneamente con la soldadura se colocará la tubería sobre carros y se le colocarán los lastres espaciados de la forma que el cálculo determinó. Una vez terminada la soldadura es recomendable que la segunda empresa de inspección certifique el 100% de las soldaduras.

Los pernos de los lastres deberán someterse a un procedimiento de reajuste, ya que la tubería de polietileno de alta densidad varía su diámetro en función de la temperatura y no es deseable que los lastres se muevan durante el lanzamiento y/o hundimiento.

Construcción e Instalación de obras en mar

Construcción de estructuras de lanzamiento

Estas se dividen en dos obras básicas, que son:a) Muelle de Lanzamiento temporalb) Muelle de Recepción

El muelle es una estructura provisional que deberá cumplir con los siguientes parámetros:1. La profundidad del patín de caída deberá ser tal que en la marea más baja,

el calado del emisario pueda flotar.2. La estructura deberá ser cómoda para las maniobras del lanzamiento, es

decir, permitir el ingreso y salida de carros, tener diseñados los monorrieles para el lanzamiento y operar con el engrase en las líneas que no llevan carros.

Lanzamiento del emisario

Una vez realizadas las faenas de tierra, es decir: línea de FFCC, soldadura, colocación y reapriete de lastres, muelle de lanzamiento, muelle de recepción, chequeo de la calidad de la soldadura, chequeo de la salida de carros, chequeo del patín de caída, chequeo de manejo de la curva en tierra, chequeo de las válvulas de ingreso de agua y salida de aire, una vez realizado todo esto se le colocará aire comprimido a la línea donde se revisará su estanqueidad, una vez probada y aprobada se procederá a lanzar el emisario al mar, para esto se deberá contar con los siguientes equipos como mínimo:Faena de mar:2 Remolcadores.



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3 Lanchas de carnereo (Pangas pesqueras).2 Lanchas de apoyo de buzos.

Todos estos equipos deberán estar comunicados por tierra con radio en banda marítima. Faena de tierra:1 Bulldozer para atraer la tubería a tierra.1 Cargador Frontal de freno en la cola de la línea.1 Retroexcavadora para la zona de la curva.1 Grúa para emergencias.1 Equipo de comunicaciones en banda terrestre.La faena debe empezar a las cuatro de la mañana con el embarque del personal de mar en las embarcaciones respectivas.Una vez que las tuberías estén flotando en el agua, el remolcador de tiro navegará de acuerdo al track preestablecido y un segundo remolcador tomará la cola de las tuberías y actuará como timón durante la travesía. Las lanchas de apoyo navegarán al costado de las tuberías para que en caso que se forme un seno indeseable se proceda a carnerear la línea y así mantenerla en posición, en general durante la navegación esto no ocurre, pero si en los cambios o colocación de las espías.Una vez en posición el remolcador de tiro debe entregar la nariz a la espía de tierra para atraer la línea a esta posición, el remolcador que actuaba como timón toma el control de la operación y las lanchas de apoyo se mantienen alerta para colocar las tuberías rectas, con el tiro desde tierra y la tensión desde el mar, más el carnereo de la línea por las lanchas de aire e iniciar el hundimiento.Después de hundida la línea se procederá a desconectar el remolcador, y los buzos realizan una inspección total de la línea, donde se debe informar el estado de la línea y si todos los lastres están correctamente apoyados. Se procede a la conexión a tierra mediante bridas y trabajo submarino, lo que se detalla más adelante.

Colocación del difusor

El difusor del emisor de 50 m de largo estará a 670 m de la orilla en marea alta y será instalado después de la instalación de la tubería del emisor. La unión de ambas tuberías será a través de un par de bridas giratorias.Los buzos que están dotados de todos los equipos para trabajos en profundidad, y colocaran pernos para unir las bridas del emisor y del difusor.

Conexión a tierra

Este es uno de los puntos más complicados de abordar, ya que es ésta la zona intermareal y que depende de las condiciones de mar para que los buzos puedan operar, por lo que para disminuir este riesgo se consideró un estructura de recepción lo que permitirá un gran apoyo a estas faenas desde tierra.

Se procederá a sacar la nariz de tiro y a conectar tramos de no más de 12 m. en forma simultánea mediante stubend, ya que de esta forma se puede proceder a enterrar la tubería a las cotas predefinidas.



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El enterramiento se hará de dos formas, mediante una retroexcavadora desde el muelle y por mamut, con apoyo de los buzos. Una vez llegado a alturas de agua que se puedan operar desde tierra, se procederá a desarmar el muelle provisorio y se trabajará desde tierra mediante dos retroexcavadoras simultáneamente. Una vez terminada la conexión se procederá a reponer el enrocado, para que este quede igual que al inicio de las obras.

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Tuberías de Polietileno de Alta Densidad HDPE

Todas las tuberías del emisario serán fabricadas en polietileno de alta densidad HDPE de 1.00 m. de diámetro PECC 100 y serán sometidas a rigurosas pruebas de control de calidad para determinar el estricto cumplimiento con la norma NTP ISO 4427:2008.

Materia Prima

En la fabricación de tubos de HDPE se utilizan resinas de excelente calidad suministradas por proveedores certificados bajo normas de la serie ISO 9000. Los polietilenos a emplear en la fabricación de las tuberías deben cumplir con la celda especificada por el cliente, Las propiedades mecánicas, físicas y químicas de las resinas están garantizadas y certificadas por cada fabricante. Las resinas son sometidas a diversas pruebas, orientadas a verificar algunos de los parámetros más importantes que deben cumplir para ello contamos con el acondicionamiento y equipos para la verificación de las mismas.

Densidad

Se determina de acuerdo a ISO 1183-2 para verificar si el lote de material cumple con lo reportado en su certificado de análisis correspondiente; este ensayo se realiza de manera aleatoria.

Índice de Fluidez

Este ensayo se realiza de acuerdo a la norma ISO 1133 y es fundamental para la aprobación del material; se realiza para determinar la variación de este parámetro con respecto al valor nominal dado por el fabricante. De acuerdo a lo estipulado en la NTP ISO 4427-1 la variación máxima permitida es de 20%.

Características Geométricas

El primer control que se realiza durante la fabricación de los tubos consiste en verificar continuamente de acuerdo a un Plan de Calidad de métodos de ensayo que los productos cumplen con las exigencias y requisitos dimensionales especificados en la norma NTP ISO 4427-2, tales como diámetro promedio externo, ovalidad, espesor de pared mínimo y máximo, y sus tolerancias respectivas.

Las dimensiones deben medirse de acuerdo a las normas internacionales de la NTP ISO 3126



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Características Mecánicas

- Presión hidrostática sostenida a corto plazo

Este es uno de los ensayos principales para las tuberías de PE. Los ensayos se realizan de acuerdo a la NTP ISO 1167. La prueba de presión consiste en someter probetas a presión y temperatura, por 1 hora, las tuberías deben resistir esta prueba sin romperse, agrietarse, deformarse o evidenciar pérdidas.

- Presión sostenida a temperatura elevada

Los ensayos se realizan de acuerdo a la NTP ISO 1167. La prueba de presión interna consiste en someter probetas a presión y temperatura, por tiempos prolongados de acuerdo a lo estipulado en la NTP ISO 4427-2 según aplique. Las tuberías deben resistir esta prueba sin romperse, agrietarse, deformarse o evidenciar pérdidas.

Características Físicas

Elongación a la rotura

Este ensayo se realizara en el laboratorio del fabricante de la tubería de manera aleatoria, según norma ISO 6259 parte 1 y 3, para ello se deberá tener una máquina universal de ensayos (tracción y compresión). El ensayo se lleva a cabo sobre una probeta preparada para tal efecto y consiste en deformar la probeta, a velocidad constante hasta que la probeta se rompa. La elongación mínima de la probeta deberá ser de > 350% de acuerdo a la NTP ISO 4427-2

- Reversión Longitudinal

Este ensayo se realiza de acuerdo a la norma NTP ISO 2505, consiste en marcar un longitud de 100mm en la probeta y esta se somete a 100 + 2ºC en un horno de ventilación forzada por un tiempo determinado, la variación respecto a la longitud inicial debe ser como máximo el 3% de acuerdo a la norma NTP ISO 4427-2.

MEDIOS DE SEÑALIZACIÓN NAÚTICA Y SEGURIDAD A LA NAVEGACIÓN

La señal diurna del emisario submarino consiste en una boya metálica unida al extremo de mar de la tubería mediante una cadena de acero con eslabones de ½” de ø y con las siguientes características:

Ubicación: Sobre el punto donde termina el emisarioForma: A elegir sin que preste a confusión con las señales de

ayudas a la NavegaciónColor: AmarilloLetra: “S” color negro.Marca de Tope: Una “X” amarillaTamaño: Aproximado 2.0 mts. de diámetroVisibilidad: 500 mts. todo el horizonte

Esta señal cumple satisfactoriamente con el Capitulo II, Artículo 2.6, inciso 2.6.1, acápite (d) del Reglamento de Señalización Náutica, HIDRONAV 5311,



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3ra. Edición 2003, publicado por la Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del Perú.

MEDIOS PARA PREVENIR Y COMBATIR LA CONTAMINACIÓN

El Sistema del emisario submarino cuenta con los siguientes medios y equipos para evitar la contaminación:

a. Las tuberías son estáticas ya que son íntegramente soldadas.

b. Las conexiones de son estáticos ya que se encuentran asegurados con empaquetaduras y bridas ajustadas con pernos.

c. Las aguas residuales que previamente son tratadas en filtros rotativos y tanques de flotación, donde se retiran el máximo de sólidos y grasas, son eliminados por medio de una tubería de 20” ø que se prolonga hasta donde las corrientes marinas las disipan (750 m), para evitar la contaminación orgánica de las aguas de la bahía.

d. Se cuenta con válvulas de corte al inicio y al final de la tubería.

Para prevenir la contaminación ambiental, la empresa cuenta con el estudio de impacto ambiental correspondiente, el cual deberá poner en ejecución de acuerdo al plan de educación y capacitación para actividades y en diferentes aspectos, todos ellos destinados a conservar el medio ambiente y preservar la calidad del ambiente.

VISTAS PANORAMICAS EN LA ZONA DE GRANO DE ORO PUCUSANA



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