CÁLCULO DE LA DEMANDA DE AGUA

Para el cálculo de la demanda de agua se requiere analizar cuatro variables, que son:- Periodo de diseño- Población actual y futura- Dotación de agua- Cálculo de caudales

1.1. PERIODO DE DISEÑO

Según DIGESA, el periodo de diseño que debe considerarse de acuerdo al tipo de sistema a implementarse es:

Sistema Periodo (años) Nota:Gravedad 20Bombeo 10

Tratamiento 10

Por lo tanto, consideraremos un periodo de diseño de 20 años.

1.2. POBLACIÓN ACTUAL Y FUTURA

N° de familias 527 familiasN° de personas por familia 5 personas

Luego:Población Actual (Pa) = 2635 hab.La población futura, se obtendrá con la fórmula siguiente:

Donde:Pf = Población futuraPa = Población actual

r = Tasa de crecimiento anualt = N° de años

Luego:Pa = 2635 hab.

r = 3.38 % De estudio de Preinversiónt = 20 años

Entonces:Pf = 6122 habitantes

1.3. DOTACIÓN DE AGUA

Dotación por número de habitantes

La red de tuberías debe diseñarse para 20 años en todos los casos.

La población actual se obtendrá de la información de las autoridades locales, relacionándolo con los censos y con el conteo de viviendas y el número de habitantes por familia.

La dotación de agua se expresa en litros por personas al día (lppd) y DIGESA, recomienda para el medio rural los siguientes parámetros:

20

1100f a

rP P

Población (hab) Dotación (lppd)Hasta 500 60500 - 1000 60 - 801000 - 2000 80 - 100

Fuente: Ministerio de salud (1962)

Por lo tanto, consideramos una dotación de: 120 lppd según la recomendación del Ministerio de Salud.

1.4. CÁLCULO DE LOS CAUDALES DE DISEÑO

Los parámetros para un proyecto de agua potable son los siguientes:

a) Caudal medio diario(Qm)b) Caudal máximo diario (Qmáxd)c) Caudal máximo horario (Qmáxh)

Para el cálculo, se considera las relaciones siguientes:

Qm = Dotación de consumo x Población futura86400 seg (24 hrs)

Qmáxd = 1.3*QmQmáxh = 2.0*Qm

Luego:Dotación = 120 lppd

Población = 6122 habitantes

Entonces:Qm = 8.503 l/seg Sirve para el diseño del reservorio

Qmáxd = 11.054 l/seg Sirve para el diseño de la captación y línea de conducción o impulsión.Qmáxh = 17.006 l/seg Sirve para el diseño de la línea de aducción y sistema de distribución

PREDIMENSIONAMIENTO DE RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO

1.- CÁLCULO DE LA CAPACIDAD

Qm = 8.50 l/seg

Considerando un porcentaje de pérdidas físicas del orden del 10% del Qm, se tiene:

Qm = 8.50 l/segQperd. = 0.10*Qm = 0.85 l/seg

Luego:Qdiseño = Qm + Qperd = 9.35 l/seg

Volumen del reservorio considerando el 20% de Qdiseño:

V = Qdiseño x 0.20V = 1.87 l/seg V = 161.62 m3

Tomamos:V = 180 m3

2.- CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DEL RESERVORIO (CIRCULAR)

2.1. Cálculo del diámetro (D) y la altura (H) del reservorio

Para el predimensionamiento se debe tener en cuenta la siguiente relación:

h/D = 0.50 - 2.00 D = diametro internoh = altura de agua

Tomamos la relación:h = 0.5*D

Luego:V = 3.1416*D²/4*h V = 3.1416*D²/4*(0.5*D)

V = 0.3927 h³ = 180 m3entonces:

D = 7.71 m Tomamos: D = 4.00 mh = 3.86 m h = 2.00 m

Por lo tanto, la altura de las paredes será:H = h + Bl Bl = 0.25 m Borde libreH = 2.25 m

2.2. Cálculo del espesor de las paredes (e), losa de fondo (e') y losa de techo (t)

- Espesor de las paredes

Para calcular la capacidad del reservorio se recomienda el 20% del volumen de abastecimiento medio diario (Qm) para proyectos por gravedad, además consideramos un porcentaje por pérdidas en el reservorio, en la línea de distribución y por el uso de biodigestores del orden de 10% del Qm.

Se recomienda:e = 0.05*h + 0.01*r >= 0.20 h = 2.00 m

r = 2.00 m

Luego:e = 0.12 m Tomamos: e = 0.20 m

- Espesor de losa de fondoe' = 0.10*h >= 0.20e' = 0.200 m Tomamos: e' = 0.20 m

- Espesor de losa de techot = L/30 L = D = 4.00 mt = 0.133

Tomaremos un espesor de t = 0.15 m

f'c = 280 kg/cm2 f'c = 210 kg/cm2 f'c = 175 kg/cm2fy = 4200 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2Ƿb = 0.0289 Ƿb = 0.0216 Ƿb = 0.0180

Ƿ Ku Ƿ Ku Ƿ Ku

0.0216 66.04020.0214 65.57190.0212 65.10090.0210 64.62720.0208 64.15090.0206 63.67190.0204 63.19020.0202 62.70580.0200 62.21880.0198 61.72910.0196 61.23670.0194 60.74160.0192 60.24390.0190 59.74350.0188 59.24040.0186 58.73460.0184 58.22620.0182 57.71500.0180 57.20120.0178 56.68480.0176 56.16560.0174 55.64380.0172 55.11930.0170 54.59210.0168 54.06220.0166 53.52970.0164 52.99450.0162 52.4566 0.0162 49.53010.0160 51.9160 0.0160 49.06140.0158 51.3728 0.0158 48.58910.0156 50.8269 0.0156 48.11320.0154 50.2783 0.0154 47.63370.0152 49.7270 0.0152 47.15070.0150 49.1731 0.0150 46.66410.0148 48.6165 0.0148 46.17390.0146 48.0572 0.0146 45.68020.0144 47.4952 0.0144 45.18290.0142 46.9305 0.0142 44.68200.0140 46.3632 0.0140 44.17760.0138 45.7932 0.0138 43.66960.0136 45.2205 0.0136 43.15800.0134 44.6452 0.0134 42.6429 0.0134 41.04110.0132 44.0671 0.0132 42.1242 0.0132 40.56980.0130 43.4864 0.0130 41.6019 0.0130 40.09430.0128 42.9031 0.0128 41.0761 0.0128 39.61450.0126 42.3170 0.0126 40.5467 0.0126 39.13040.0124 41.7283 0.0124 40.0137 0.0124 38.64200.0122 41.1369 0.0122 39.4771 0.0122 38.14940.0120 40.5428 0.0120 38.9370 0.0120 37.65240.0118 39.9460 0.0118 38.3933 0.0118 37.1512

0.0116 39.3466 0.0116 37.8461 0.0116 36.64570.0114 38.7444 0.0114 37.2953 0.0114 36.13590.0112 38.1397 0.0112 36.7409 0.0112 35.62180.0110 37.5322 0.0110 36.1829 0.0110 35.10350.0108 36.9220 0.0108 35.6214 0.0108 34.58090.0106 36.3092 0.0106 35.0563 0.0106 34.05400.0104 35.6937 0.0104 34.4876 0.0104 33.52280.0102 35.0755 0.0102 33.9154 0.0102 32.98730.0100 34.4547 0.0100 33.3396 0.0100 32.44750.0098 33.8312 0.0098 32.7602 0.0098 31.90350.0096 33.2050 0.0096 32.1773 0.0096 31.35520.0094 32.5761 0.0094 31.5908 0.0094 30.80250.0092 31.9445 0.0092 31.0007 0.0092 30.24570.0090 31.3103 0.0090 30.4071 0.0090 29.68450.0088 30.6734 0.0088 29.8099 0.0088 29.11900.0086 30.0338 0.0086 29.2091 0.0086 28.54930.0084 29.3916 0.0084 28.6047 0.0084 27.97530.0082 28.7466 0.0082 27.9968 0.0082 27.39700.0080 28.0990 0.0080 27.3853 0.0080 26.81440.0078 27.4487 0.0078 26.7703 0.0078 26.22760.0076 26.7958 0.0076 26.1517 0.0076 25.63640.0074 26.1401 0.0074 25.5295 0.0074 25.04100.0072 25.4818 0.0072 24.9037 0.0072 24.44130.0070 24.8208 0.0070 24.2744 0.0070 23.83730.0068 24.1571 0.0068 23.6415 0.0068 23.22900.0066 23.4908 0.0066 23.0050 0.0066 22.61650.0064 22.8218 0.0064 22.3650 0.0064 21.99960.0062 22.1501 0.0062 21.7214 0.0062 21.37850.0060 21.4757 0.0060 21.0743 0.0060 20.75310.0058 20.7986 0.0058 20.4235 0.0058 20.12340.0056 20.1189 0.0056 19.7692 0.0056 19.48950.0054 19.4365 0.0054 19.1113 0.0054 18.85120.0052 18.7514 0.0052 18.4499 0.0052 18.20870.0050 18.0637 0.0050 17.7849 0.0050 17.56190.0048 17.3732 0.0048 17.1163 0.0048 16.91080.0046 16.6801 0.0046 16.4442 0.0046 16.25540.0044 15.9843 0.0044 15.7685 0.0044 15.59580.0042 15.2859 0.0042 15.0892 0.0042 14.93180.0040 14.5848 0.0040 14.4063 0.0040 14.26360.0038 13.8809 0.0038 13.7199 0.0038 13.59110.0036 13.1744 0.0036 13.0299 0.0036 12.91430.0034 12.4653 0.0034 12.3364 0.0034 12.23330.0032 11.7534 0.0032 11.6393 0.0032 11.54790.0030 11.0389 0.0030 10.9386 0.0030 10.85830.0028 10.3217 0.0028 10.2343 0.0028 10.16440.0026 9.6019 0.0026 9.5265 0.0026 9.46620.0024 8.8793 0.0024 8.8151 0.0024 8.76370.0022 8.1541 0.0022 8.1001 0.0022 8.05690.0020 7.4262 0.0020 7.3816 0.0020 7.34590.0018 6.6956 0.0018 6.6595 0.0018 6.63060.0016 5.9624 0.0016 5.9338 0.0016 5.91100.0014 5.2264 0.0014 5.2046 0.0014 5.18710.0012 4.4878 0.0012 4.4718 0.0012 4.45890.0010 3.7465 0.0010 3.7354 0.0010 3.72650.0008 3.0026 0.0008 2.9955 0.0008 2.98970.0006 2.2560 0.0006 2.2519 0.0006 2.24870.0004 1.5066 0.0004 1.5049 0.0004 1.5034

0.0002 0.7547 0.0002 0.7542 0.0002 0.75390.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

N°Diámetro Perímetro Peso ÁREA (cm²) según número de barras

cm cm Kg/ml Barra (kg) 1 2 36 mm 0.600 1.880 0.22 1.98 0.28 0.57 0.85

2 1/4" 0.635 2.000 0.25 2.25 0.32 0.63 0.958 mm 0.800 2.510 0.4 3.60 0.50 1.00 1.51

3 3/8" 0.953 3.000 0.58 5.22 0.71 1.43 2.1412 mm 1.200 3.770 0.89 8.01 1.13 2.26 3.39

4 1/2" 1.270 4.000 1.02 9.18 1.27 2.53 3.805 5/8" 1.587 5.000 1.6 14.40 1.98 3.95 5.936 3/4" 1.905 6.000 2.26 20.34 2.85 5.70 8.558 1" 2.540 8.000 4.04 36.36 5.06 10.13 15.19

11 13/8" 3.581 11.200 7.9 71.10 10.07 20.13 30.20

ÁREA (cm²) según número de barras4 5 6

1.13 1.41 1.701.27 1.58 1.902.01 2.51 3.012.85 3.56 4.284.52 5.65 6.785.06 6.33 7.607.91 9.89 11.86

11.40 14.24 17.0920.26 25.32 30.3940.27 50.33 60.40