1

PROYECTO AGUA POTABLE

Introducción

La comunidad de Santa Lucia ubicada a las afueras de la ciudad de Cochabamba, es una comunidad que va expandiéndose en gran magnitud en un tiempo relativamente corto, debido a este acontecimiento, ésta necesita una implementación de una red de agua potable para garantizar una disponibilidad y abastecimiento de agua y un sistema para el tratamiento de aguas residuales y hervidas de dicha zona.

La falta de servicios básicos en esta comunidad, da lugar a que los pobladores se vean en la necesidad de trasladarse a lugares donde exista progreso, como ser las ciudades o comunidades de mayor desarrollo, teniendo mejor calidad de vida, posibilidad de fuentes de trabajo y servicios básicos, demostrando asi la migración y abandono de sus comunidades originarias.

El diseño de la red de agua potable tendrá como efecto un incremento en diferentes puntos sobre el desarrollo de la población de Santa Lucia, como ser:

Desarrollo económico:

Uso de áreas donde pueda cultivarse alimentos para una futura comercialización externa.Áreas verdes para la crianza de ganado

Desarrollo social:

Facilidad de obtención de agua potable para la comunidadRed de distribución dentro la zona que incentive la construcción de nuevas viviendas dando así la expansión de dicha comunidad.

Desarrollo ambiental:

Incremento de áreas verdes, dando así una calidad de vida optima tanto para los habitantes como para los animales en la zona.

El diseño del sistema de tratamiento de aguas hervidas y residuales tendrá como efecto una mejora en la higiene y conducción de éstas aguas, fuera de la comunidad.

2

Objetivos

Elaboración de una red de agua potable que garantice una disponibilidad y abastecimiento de agua en dicha zona.

Dotar de la infraestructura y equipamiento necesarios para el correcto

funcionamiento de dicha red.

Diseño de la infraestructura para la distribución de agua potable y

tratamiento de aguas residuales y servidas.

Asegurar un servicio continuo y económico para la comunidad de Santa

Lucia.

Lograr que los habitantes de la comunidad adquieran hábitos de higiene

personal, viéndose reflejado en la elevación del nivel de salud de la zona.

Justificación Del Proyecto

El presente proyecto ha sido realizado para mejorar las condiciones de vida de los

habitantes de la comunidad, a través de la implementación de un sistema de red de agua

potable que permita una cobertura del 100%.

Debido a la topografía del terreno y a la facilidad que este nos brinda, en el diseño no se

presentó ninguna complicación por lo que la factibilidad de este proyecto es buena.

Servicio anterior de agua potable:

La comunidad de Santa Lucia cuenta hasta ahora con un deficiente sistema de agua

potable instaladas a las viviendas de sus pobladores, cuya fuente de abastecimiento es un

Pozo, la que es administrada y suministrada por la Asociación de Agua Potable

correspondiente a la comunidad de Sta. Lucia.

3

Estudios básicos de diseño

Topografía

La topografía de la zona se ve representada en la siguiente imagen:

La topografía que presenta la zona de proyecto, está formada por el pie de monte y

llanuras aluviales propias de la zona del trópico Cochabambino, teniendo la presencia de

ríos que dan una topografía relativamente accidentada.

Aspectos climáticos

La zona presenta un clima propio del trópico Cochabambino, abundante humedad y

bastantes precipitaciones pluviales a lo largo del año.

4

Se tiene a continuación las tablas 1 y 2, que muestran las características propias de la

comunidad como ser la temperatura, precipitaciones pluviales y factores climatológicos en

el transcurrir del año.

Tabla 1. Temperatura.

Temperatur

a

º C

Máxima 30

Mínima 19

Promedio 25

Tabla 2. Precipitación Pluvial.

Época (meses) Cantidad Promedio mensual

(mm.)

Tipo de Clima

Noviembre -

Abril

487,8 Lluvioso - Caluroso

Mayo - Octubre 163,9 Surazo - Frío

Precipitaciones Pluviales

Se caracterizan dos estaciones climáticas marcadas en el año, una máxima

precipitación entre Noviembre y Abril con un promedio mensual de 487.8 mm y otra

mínima precipitación entre Mayo y Octubre con una media mensual de 163.9 mm. La

precipitación promedio actual fluctúa entre los 2.200 y 4.000 mm.

Ubicación y localización del proyecto

Se tiene como referencia la Provincia Tiraque, perteneciente al departamento de

Cochabamba, la comunidad de Santa Lucia se encuentra dentro el Cantón Germán Busch

(Shinahota).

5

La comunidad de Santa Lucía se ubica geográficamente entre las coordenadas 16º 89` a

17º 50` latitud Sur y 65º 45` longitud Oeste, teniendo una altitud aproximada de 344

m.s.n.m.

Acceso al sitio de proyecto

El Cantón Germán Busch (Shinahota) se encuentra a 182 Km. de distancia de la ciudad de

Cochabamba, teniendo como acceso principal a la carretera nueva Cochabamba – Santa

Cruz, el proyecto tiene una ubicación a 2 Km. de Shinahota.

Aspectos Socio Culturales

6

Durante la realización del PDM 1998 – 2002, existía una población de 16.031 habitantes

distribuidos en el área rural y 3.149 habitantes en área urbana , (Shinahota ) , dando un

total 19.180 habitantes.

Esta cifra contrastaba con los datos del CNPYV INE – 1992 , que arrojo una población de

12.045 habitantes ; la diferencia no se puede explicar solamente por el crecimiento

poblacional ( tanto como vegetativo como migratorio ) sino debido a que en oportunidad

del censo, muchas de las comunidades y familias rechazo el censo.

Para conocer la conformación de la población de Santa Lucia se toman como referencia

los datos PDM 2001 – 2011 del cantón Germán Busch (Shinahota) como también los datos

obtenidos del Censo 2001– INE para la provincia Tiraque.

Número total de habitantes, hombres y mujeres:

Tabla 3. Población Comunidad de Santa Lucia

Santa Lucia

Habitant

es

Hombr

es

Mujer

es

468 225 243

Idioma

El idioma Quechua y Guarani, dos de las principales expresiones de la cultura original, se

usa permanentemente en toda la micro región tanto en el centro poblado como en las

comunidades rurales. Pero coexiste actualmente con un progresivo avance

complementario del castellano como idioma alterno, especialmente en las generaciones

jóvenes que han tenido acceso a la escuela.

Parámetros básicos de diseño:

Crecimiento de Población de Proyecto.

Método Geométrico:

7

Puc= 468 habitantes(2001) Pci= 234 habitantes (1991) Periodo=20 años Tf=2021

r=( PucPic )1

Tuc−tci−1

r=( 468234 )1

2001−1991−1

r=0,072

Pf=Puc (1+r)Tf−Tuc

Pf=468 (1+0,072 )2021−2001

Pf ≅ 1880(habitantes)

Zona residencial de consumo bajo:

Consumo doméstico:- Total habitantes Zona: 1880 hab.- Consumo asignado: 150 l/hab./día

1880hab .×150 l

habdia

=282000 ldia

Consumo Público:o Colegios:

- Total estudiantes: 150 hab.- Consumo asignado: 40 l/hab./día

150hab.∗40 l

habdia

=6000 ldia

o Áreas de Recreación:

8

- Total área: 5500 m2

- Consumo asignado: 21 l/m2/día

5500m2∗21 l

m2

dia=115500 l

diao Áreas Publicas:

- Total habitantes: 70 hab.- Consumo asignado: 90 l/hab./día

70hab.∗90 l

habdia

=6300 ldia

o Zona Comercial:- Total Área: 3600 m2

- Consumo asignado: 5 l/m2/día

3600m2∗5 l

m2

dia=18000 l

dia

o Corregimiento:

- Total habitantes: 45 hab.- Consumo asignado: 600 l/hab./día

45hab.∗600 l

habdia

=27000 ldia

Total Consumo Público:

Colegios+Áreas de Recreación+Áreas Publicas+ZonaComercial+Corregimiento

6000ldia

+115500 ldia

+ 6300ldia

+18000 ldia

+ 27000 ldia

=172800 ldia

9

Dotación Total:

TotalConsumodoméstico+Total Consumo PúblicoTotal Habitantes Zona

282000 ldia

+172800 ldia

1880hab .=241,91 L

habdia

Consumo de Agua:

Qmedio= Poblacion∗Dotacion86400

Qmedio=1880∗241,9186400

Qmedio=5,26 Ls=0,005m

3

s

Asumir valores de K1,K2 y Kp:

Abastecimiento Suministros

0,005 m3

s× 3600 s1hora

× 24 horas1dia

× 365dias1año

=1,6×105 m3

año

1,6×105 m3

año>3×105

Adoptamos:

K 1=1,15K 2=1,80Kp=K 1×K 2=2,07

10

Caudal de diseño:

Qmedio diario=Qmedio×K 1

Qmedio diario=Qmedio×K 1=5,75×10−3m3

s

Qmedio horario=Qmedio×K 2

Qmedio horario=Qmedio×K 2=9×10−3m3

s

Qdiseño=Qmedio× Kp

Qdiseño=Qmedio× Kp=0,010 m3

s

Diseño de toma

Población de Diseño= 1880 (hab.)Dotación= 241.91 l/hab./día

Ancho río= 7m.

Pendiente fondo de río= 241 m.s.n.m 1970Nivel de agua mínimo= 242.40 m.s.n.m 1971.60

Nivel de agua máximo= 244.5 m.s.n.m 1974

Qmd= 5,75 X 10-² (m³/s)

QD= 3Qmd= 3(5.75*10-2)= 0.1725 (m3/s)

11

Pérdidas en la rejilla fórmula kinhmmer

h=8 (w/b)4/3 hv senθh=0.0285 (m) 2.85≈3 cm

B: Factor de forma - Varilla circular 1.79

- Varilla rectangular 2.42

W: Espesor de la barra en (m)

1"= 0.0254 (m)

v: velocidad de aproximación (m/s)

0.75(ms )0.4(m

s) }≈0.6 (ms )

hv= v2

2g θ= Ángulo de inclinación

Rejilla= 60°

b= Profundidad varilla

1"= 0.0254 (m)

hv= 0.62

2(9.8)Si el vertedero trabaja sumergido

12

Adoptamos

H= 0.35 m.h=3h= 3*3cm=9cm=0.09m.

Fórmula Villamontes

Q=Q1 (1-Sn)0.385

Sugerencia

S=H−PérdidasH =

0.35−0.090.35 =0.743

n= Factor de sugerencia= 1.5 adoptamos

Q=QD

Q1=Q

(1−Sn)0.385=

0.1725(1−0.7431.5)0.385

=0.256 m3/s

Q=1.84 LH32

Q=Q1 = Caudal captado si el vertedero fuera libre

Lefectiva=Q

1.84H32

=0.256

1.84(0.35)32

= 0.672 (m)

Número de espacios= ¿∅ varillas=

0.672m0.0254m= 26.457≈ 27 espacios/2

≈ 14 espacios

Número varillas= N° espacios – 1

13

= 27 – 1 = 26 varillas /2 => 13 varillas

N° varillas= 13 (14*0.0254)+ (13*0.0254)= 0.68 LefeN° Espacios= 14

- Cota sobre cresta del vertedero con el nivel mínimo

240.40-0.35= 242.05 m

- Cota de entrada a la cámara con el nivel mínimo

240.40-0.09= 242.32 m Línea de aducción

Q a transportar 5,26 (L/s)

Tramo Elevación Progresiva Longitud Diámetro SFAB 238/235 20 20 0,2032 0,000336BC 235/232 35 15 0,2032 0,000336CD 232/230 50 20 0,2032 0,000336

HF Sum HF Q P estática P dinámica Clase de tubería0,006722 0,0067 0,0056 3 2,993 1000,005042 0,0118 0,0056 3 2,988 1000,006722 0,0185 0,0056 2 1,982 100

P dinámica > 2 mca (Cumple)

Planta de tratamiento

La planta de tratamiento estará localizada en la cota 230 (m).

Estación de bombeo

El Tanque de distribución estará localizado en la cota 241 (m).

Elevación 241 (m)

14

Vc = 0,0112 (cm²/s)

L = 75 (m)

D = 102 mm = 0,102 (m)

Lv = 1,73 (m)

E = 80 %

Q = 5,26 (l/s) = 0,0053 (m³/s)

E/D = 0,0012

Perdidas localizadas (K)

2 Codos 90° = 2x0,4 = 0,8

Valv. Retencion = 2,5

Comp. Abierta = 0,2

Salida normal = 1

Entrada normal = 0,5

Impulsión

75 (m)11 (m)

1,73 (m)

Elevación 3 (m)Elevación 1,54 (m)

15

v=0.0053π4D ² = 0.64 (m/s)

R=VDVc

=0,64∗0,1020,00000112

R=58286

F= 0,25

( log( 1

3,71∗(DE )+5,74R0,9 )) ²

F=0,0243

Hf= fLV ²D2 g

Hf=0,37 (m)

Localizada Impulsión

∑K = 0,8 + 2,5 + 0,2 + 1 = 4,5

Hf localizado=K V ²2g

Hf localizado=0,09(m)

hi=Elevacion tanque−Cotabomba

hi=241−3=238 (m)

HI=hi+Δhi

HI=238+(0,37+0,9 )=239,27(m)

Succión

16

v=0.0053π4D ² = 0.29 (m/s)

R=VDVc

=0,64∗0,15280,00000112

R=39564

F= 0,25

( log( 1

3,71∗(DE )+5,74R0,9 )) ²

F=0,03

Hf= fLV ²D2 g

Hf=0,06 (m)

Localizada Succión

∑K = 1,75 + 0,5 = 2,25

Hf localizado=K V ²2g

Hf localizado=0,01(m)

Hs= (Cotabomba−Cotaniv agua )+Δ hs

h s=3−1,59=1,41(m)

H s=hs+Δs

H s=1,41+(0 ,06+0 ,01 )=1,48(m)

Hb=HI+Hs

Hb=239,27+1,48=240,75(m)

17

P=Ɣ∗Qb∗Hb75∗n

P=21.26 (Hp)

NPSH=H atm−(Hvap+ (hs+Δhs ))

NPSH=9,13−(0,323+1,48)

NPSH=7,33(m)

Tanque de distribución

Hora Gasto (l/s) Volumen (m3) Vol Acum0 12 0 02 20 144 1444 25 360 5046 32 691,2 1195,28 63 1814,4 3009,6

10 56 2016 5025,612 52 2246,4 727214 45 2268 954016 50 2880 1242018 65 4212 1663220 65 4680 2131222 45 3564 2487624 5 432 25308

18

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260

10

20

30

40

50

60

70

Curva de variaciones horarias

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Curva de consumos acumulados

Vol Acum = f ( Hora ) Linea tanque

Volumen de tanque = 5000+ 2500 = 7500 (m³)

Red de distribución

Tramo Gasto (l/s) Gasto TransitoGasto Diseño D L

Perd. Carga

HI 0,505 0,51 1,26 10 110 8,1E-05DH 0,368 0,87 2,18 8 80 3,3E-03DG 0,528 0,53 1,32 8 115 1,7E-03CD 0,528 1,93 4,82 8 115 2,3E-02

A

A’

B

B’

19

CF 0,528 0,53 1,32 8 115 1,7E-03CJ 0,184 1,47 3,68 8 40 4,6E-03JK 0,666 1,29 3,22 8 145 1,3E-02KL 0,620 0,62 1,55 8 135 2,8E-03BC 0,266 4,19 10,49 8 58 5,5E-02BE 0,528 0,53 1,32 8 115 1,7E-03AB 0,537 5,26 13,15 8 117 1,7E-01

Sum Perd Cota terreno P estática P dinámica2,5E-01 243 248 7 2 6,75 1,752,5E-01 242 243 8 7 7,75 6,7462,5E-01 242 239 8 11 7,75 10,7482,5E-01 244 242 6 8 5,77 7,7502,3E-01 244 241 6 9 5,77 8,7712,3E-01 244 246 6 4 5,77 3,7682,4E-01 246 246 4 4 3,77 3,7552,5E-01 246 247 4 3 3,76 2,7522,3E-01 244 244 6 6 5,83 5,7731,7E-01 244 241 6 9 5,83 8,8251,7E-01 241 241 9 9 8,827