Tesis Diseño Del Sistema de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado Para La Localidad de Omas...

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL

DE INGENIERIA CIVIL

DISEO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y

ALCANTARILLADO PARA LA LOCALIDAD DE OMAS -YAUYOS - LIMA

TESIS

PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO CIVIL

PRESENTADO POR:

GARCIA HERRERA, KARIN MELISSA

RETAMOZO MACEDO, EDUARDO MANUEL

LIMA PERU

2015

DEDICATORIA

Este logro es el cumplimiento de unas de mis metas y el

comienzo de nuevas etapas, por ello quiero dedicrselos con

mucho orgullo:

A Dios por darme la fortaleza, sabidura y fe para seguir

hacia adelante en busca de mis sueos,

A Mis padres Carlos Garca y Mercedes Herrera, grandes

profesionales, por darme todo lo que soy como persona,

ofrecindome su amor, comprensin y las herramientas

necesarias para que este momento llegara a mi vida. Por

ensearme a encarar cada una de las adversidades sin

decaer en el intento.

A Mis hermanos Floribel, Jhair y Fabrizio por compartir

junto a m cada uno de mis sueos y poder contar con

ustedes en todo momento.

A todos mis amigos y compaeros de estudio por su

amistad, nimo y compaa incondicional en la diferentes

etapas de mi vida.

Karin M. Garca Herrera

DEDICATORIA

A Dios, por darme la oportunidad de tener mis padres

que son el apoyo incondicional para cumplir y romper los

obstculos que se me presenta en el camino.

A mi padre Luis Retamozo Arrieta y madre Silvia

Macedo, por apoyarme a levantar en cada cada, que no

hay nada imposible si uno mismo se lo propone y saber si

uno encuentra un trabajo que le guste, no se tendr que

trabajar un solo da de mi vida. Gracias.

A mi hermano Luis, mi fuente de inspiracin, mi ejemplo

a seguir, cmulo de grandes virtudes.

A mis hermanas Silvia y Jamile por estar siempre a mi

lado, por acompaarme en cada momento difcil (mi

inspiracin).

Eduardo M. Retamozo Macedo

AGRADECIMIENTO

Primeramente a Dios por guiar y acompaarnos en

nuestros caminos, cumpliendo la meta anhelada, ser

unos grandes profesionales

A nuestros familiares que son el apoyo incondicional en

nuestro da a da.

A la profesora Jackeline Escobar, quien acepto

amablemente ser nuestra asesora, brindndonos su

apoyo para cumplir nuestra meta.

A la Universidad Ricardo Palma, personal

administrativo de la Escuela de Ingeniera Civil y en

especial a los profesores por sus enseanza en cada

clase y sabios consejos por medio de sus experiencia

que contribuye en nuestro aprendizaje acadmico y de

vida.

Gracias Karin y Eduardo

I

INDICE GENERAL

INTRODUCCION

CAPITULO I: ANTECEDENTES Y GENERALIDADES

1.1 GENERALIDADES 2

1.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO 2

1.3 ANTECEDENTES 3

1.4 JUSTIFICACION, ALCANCES Y OBJETIVOS 5

1.4.1 JUSTIFICACION 5

1.4.2 ALCANCES 5

1.4.3 OBJETIVOS 7

1.4.3.1 OBJETIVO GENERAL 7

1.4.3.2 OBJETIVO ESPECIFICO 7

1.5 ASPECTO GEOGRAFICO 8

1.5.1 UBICACIN GEOGRAFICA 8

1.5.2 TOPOGRAFICA Y SUELO 9

1.5.3 ASPECTOS HIDROGRAFICO 10

1.5.4 ASPECTO CLIMATOLOGICO 10

1.6 ASPECTO URBANISTICOS 11

1.6.1 CARACTERISTICAS DE VIVIENDA 11

1.6.2 VIAS DE COMUNICACIN 11

1.7 ASPECTO DEMOGRAFICO 12

1.7.1 ZONA Y POBLACION 12

1.8 ASPECTO SOCIOECONOMICO 14

1.8.1 CARACTERISTICA DE EDUCACION 14

1.8.2 ACTIVIDADES ECONOMICAS 14

1.9 ASPECTO SERVICIOS PUBLICOS .15

CAPITULO II: SISTEMA DE AGUA POTABLE

2.1 GENERALIDADES 16

2.2 ESTUDIOS PRELIMINARES 16

2.2.1 ESTIMACION DE LA POBLACION 16

2.2.2 TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL 19

2.2.2.1 SEGN INEI 19

2.2.2.1.1 METODO ARITMETICO .21

2.2.2.1.2 METODO GEOMETRICO .22

II

2.2.2.1.3 METODO INTERES SIMPLE ..23

2.2.2.2 SEGN GOBIERNO REGIONAL DE LIMA .....23

2.2.3 PERIODO DE DISEO ..25

2.2.4 POBLACION DE DISEO ..26

2.3 ESTIMACION DE LA DOTACION ..28

2.3.1 DOTACION POR HABITANTE ..28

2.3.1.1 CONSUMO DOMESTICO ..29

2.3.1.2 CONSUMO PUBLICO ..29

2.4 DEMANDA ACTUAL Y FUTURA ..35

2.4.1 CONSUMO MEDIO DIARIO ..36

2.4.2 CONSUMO MAXIMO HORARIO ..38

2.5 DEMANDA PROPUESTA ..39

2.6 FUENTE DE AGUA ..42

2.6.1 AFORO DE FUENTE ..44

2.6.2 CALIDAD DE AGUA ..45

2.7 CAUDAL ECOLOGICO ..47

2.8 PREDISEO DE LA CAPTACION ..48

2.8.1 DISEO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO ..48

2.8.2 CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO

Y LA CAMARA HUMEDA ..48

2.8.3 ANCHO DE LA PANTALLA ..50

2.8.4 ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA ..52

2.9 LINEA DE CONDUCCION ..53

2.9.1 CRITERIO DE DISEO ..53

2.9.2 DIAMETRO ..53

2.9.3 PERDIDAS DE CARGA ..54

2.9.3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA ..54

2.9.3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO ..55

2.9.4 PRESION ..56

2.9.5 DISEO DE LA LINEA DE CONDUCCION ..57

2.9.5.1 DESCRIPCION GENERAL ..57

2.9.5.2 PROCEDIMIENTO DE CALCULO ..58

2.10 RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO ..62

2.10.1 CAPACIDAD DEL RESERVORIO ..62

2.10.2 DESCRIPCION GENERAL ..63

III

2.11 RED DE DISTRIBUCION ..65

2.11.1 TIPOS DE REDES ..65

2.11.2 SISTEMA ABIERTO O RAMIFICADO ..66

2.11.3 METODOS PARA LA DETERMINACION DE CAUDALES ..66

2.11.3.1 METODO DE LA LONGITUD UNITARIA ..66

2.11.3.1 CONSIDERACIONES BASICAS ..67

CAPITULO III: SISTEMA DE ALCANTARILLADO

3.1.1 GENERALIDADES ..75

3.1.2 DESCRIPCIN GENERAL DEL SISTEMA PROPUESTO ..75

3.2 CONSIDERACIONES DE DISEO ..76

3.3 PARMETROS DE DISEO ..76

3.3.1 DOTACIN ..76

3.3.2 CAUDAL DE AGUA RESIDUAL ..77

3.3.3 CAUDAL POR CADA TRAMO DE LA RED ..80

3.4 DISEO DE REDES DE ALCANTARILLAD ..82

3.4.1 FRMULAS PARA EL DISEO ..82

3.4.2 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD ..84

3.4.3 FLUJO MNIMO EN LAS REDES ..85

3.4.4 CRITERIO DE VELOCIDAD ..85

3.4.5 TIRANTE DE AGUA ..86

3.4.6 PENDIENTES DE ALCANTARILLAS ..88

CAPITULO IV: DISEO DE SOFTWARE

4.1 INTRODUCCIN A LOS PROGRAMAS WATERCAD Y SEWERCAD ..93

4.2 APLICACIN DEL SOFTWARE WATERCAD ..93

4.2.1 REQUERIMIENTOS DE SOFTWARE WATERCAD E

INTRODUCCIN DE DATOS ..94

4.2.2 MODELAMIENTO DEL PROYECTO ..96

4.2.3 RESTRICCIONES DE DISEO ..99

4.2.4 ESTIMACIN DE COSTO DE TUBERAS ..102

4.2.5 SIMULACIN E INTERPRETACIN DE RESULTADOS ..103

4.3 APLICACIN DEL SOFTWARE SEWERCAD ..108

4.3.1 REQUERIMIENTOS DEL SOFTWARE SEWERCAD E

INTRODUCCIN DE DATOS ..109

4.3.2 MODELAMIENTO DEL PROYECTO ..110

4.3.3 RESTRICCIONES DE DISEO ..115

4.3.4 SIMULACIN E INTERPRETACIN DE RESULTADOS ..119

IV

CAPITULO V: IMPACTO AMBIENTAL

5.1 GENERALIDADES ..123

5.2 OBJETIVOS DEL ESTUDIO ..123

5.3 OBJETIVOS DE LA EVALUACIN AMBIENTAL ..123

5.4 IMPACTOS AMBIENTALES ..124

5.4.1 IMPACTOS AMBIENTALES DURANTE LA ETAPA

DE CONSTRUCCIN ..124

5.4.1.1 IMPACTOS POSITIVOS ..124

5.4.1.2 IMPACTOS NEGATIVOS ..124

5.4.2 IMPACTOS AMBIENTALES DURANTE LA ETAPA

DE FUNCIONAMIENTO ..125

5.4.2.1 IMPACTOS POSITIVOS ..125

5.4.2.2 IMPACTOS NEGATIVOS ..125

5.5 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL ..126

5.5.1 PLANES DE PREVENCIN Y MITIGACIN ..126

5.5.1.1 MITIGACIN DE IMPACTOS EN EL PROYECTO ..126

5.5.1.1.1 PROYECTO DE AGUA POTABLE ..126

5.5.1.1.2 PROYECTO DE ALCANTARILLADO ..127

5.5.1.2 MITIGACION DE IMPACTOS DESPUES DE LA

ETAPA DE FUNCIONAMIENTO ..127

5.4.1.2.1 PROYECTO DE AGUA POTABLE ..127

5.4.1.2.2 PROYECTO DE ALCANTARILLADO ..128

5.5.2 PLAN DE MONITOREO ..128

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFA

ANEXO 1 ENCUESTAS

ANEXO 2 - ANALISIS DE CALIDAD DE AGUA DEL MANANTIAL PANCA

ANEXO 3 - TABLAS DE REPORTE DEL SOFWARE WATERCAD

ANEXO 4 - TABLA DE REPORTE DE SOFTWARE SEWERCAD

PLANOS

V

INDICE DE CUADROS

01 Poblacin total por rea urbana y rural, sexo .13

02 Poblacin total, por rea urbana y rural, sexo segn sexo .13

03 Resumen de Los 3 ltimos censos nacionales para el Distrito de Omas .13

04 Censo 2007 Distrito de Omas, distribuido por Sexo 25 ..17

05 Censo 2007 Distrito de Omas, Habitantes por vivienda ..17

06 N de viviendas y Densidad Poblacional sector urbano y rural

en el Distrito de Omas, Segn empadronamiento de Municipalidad

ao 2013 ..19

07 Calculo de tasa de crecimiento Poblacin con mtodo Aritmtico ..21

08 Calculo de tasa de crecimiento Poblacin con mtodo Geomtrico ..22

09 Calculo de tasa de crecimiento Poblacin con mtodo de Inters simple ..23

10 Calculo de Poblacin futura para el anexo de Laquis ..27

11 Calculo de Poblacin futura para el anexo de San Jos ..27

12 Calculo de Poblacin futura para el Poblado de Omas ..27

13 Calculo de Poblacin futura para el Anexo de Esquina de Omas ..28

14 Estimacin de la dotacin Segn el consumo Domstico ..29

15 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de centros Educativos ..31

16 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de centros de Salud ..31

17 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Restaurantes ..32

18 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Hospedajes ..33

19 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Parques ..33

20 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Iglesias ..34

21 Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Municipalidades ..34

22 Estimacin de la dotacin, segn el consumo de Campo deportivos ..35

23 Caudales de diseo del Distrito de Omas ..39

24 Demandas Propuestas por los Anexos del Distrito de Omas ..40

VI

25 Periodo anual de los Caudales de diseo demandados

del Distrito de Omas ..41

26 Periodo anual de los Caudales de diseo demandados del Distrito de

Omas afectados por el factor de seguridad propuesto ..42

27 Datos de caudales de aforo ao 2013, Segn Mtodo volumtrico ..45

28 Datos de caudales de aforo ao 2014, Segn Mtodo volumtrico ..45

29 Lmites Mximos Permisibles Referenciales de los Parmetros

de calidad de agua ..46

30 Planilla de Clculo de Lnea de Conduccin ..61

31 Caractersticas de los reservorios propuestos ..64

32 Planilla de clculo de redes de distribucin ramificado Anexo de Laquis ..70

33 Planilla de clculo de redes de distribucin ramificado Anexo de

Esq. De Omas ..71

34 Planilla de clculo de redes de distribucin ramificado Para la localidad de

Omas y Anexo de San Jos ..72

35 Parmetros y caudales de diseo para las redes de alcantarillado ..81

36 Planilla de clculo hidrulico sistema de alcantarillado-Anexo de Laquis ..82

37 Planilla de clculo hidrulico sistema de alcantarillado-Esq. De Omas ..82

38 Planilla de clculo hidrulico sistema de alcantarillado-Pobl. De Omas ..83

39 Planilla de clculo hidrulico sistema de alcantarillado-San Jos ..85

40 Material predominante de la vivienda ..136

41 Personas que habitan en la vivienda ..137

42 Habitantes que posee energa elctrica ..137

43 Gastos mensual en Agua y Desague ..138

44 Gastos mensual en Salud ..138

45 Reporte de tuberas ..143

46 Reporte de Nodos ..144

47 Reporte de elementos Reservorio ..145

48 Reporte de buzones del distrito de Omas- Esquina de Omas ..146

49 Reporte de Buzones del distrito de Omas Laquis ..146

VII

50 Reporte de Buzones del distrito de Omas Omas ..147

51 Reporte de Buzones del distrito de Omas San Jos ..148

52 Reporte de tuberas del distrito de Omas Esquina de Omas ..149

53 Reporte de tuberas del distrito de Omas Laquis ..149

54 Reporte de tuberas del distrito de Omas Omas ..150

55 Reporte de tuberas del distrito de Omas san Jos. ..151

VIII

INDICE DE FIGURAS

01 Descripcin del Sentido de Abastecimiento de agua al Distrito de Omas

en una Vista Satelital del Poblado ..3

02 Construccin y gestin del sistema de agua potable realizado por los

pobladores del distrito de Omas en los aos 1970 ..4

03 Tuberas y reservorio existentes deteriorados debido al paso del tiempo ..5

04 Instalaciones de Tuberas en mal estado ..6

05 Disposicin de excretas existentes ..6

06 Acceso a al Distrito de Omas ..8

07 Ubicacin geogrfica de la zona en estudio ..9

08 Viviendas en la zona ..11

09 Vas de ingreso a la Poblacin ..12

10 PEA ocupada Segn actividad del Distrito de Omas ..15

11 Centro de Salud Poblado de Omas ..15

12 Viviendas abandonadas en el distrito de Omas ..18

13 Poblacin proyectada segn INEI al ao 2015 ..20

14 Tasa de crecimiento Poblacional Promedio Anual 1972-2007,

Segn Gobierno Regional de Lima ..24

15 Cantidad de Alumnos en el Distrito de Omas ..30

16 Dotacin para Centros educativos segn RNE ..30

17 Dotacin para Centros de Salud segn RNE ..31

18 Dotacin para Centros de Salud segn RNE ..32

19 Dotacin para Hospedajes segn RNE ..32

20 Dotacin para Parques segn RNE ..33

21 Fuente Propuesta, Manantial Panca ..43

22 Encausamiento de la fuente ..44

23 Aforo de la fuente ..44

24 Carga disponible y perdida de carga ..49

IX

25 Diseo de Ancho de pantalla con orificios ..53

26 Esquema general de lnea de conduccin en el Distrito de Omas ..58

27 Tipos de redes de distribucin ..65

28 ngulo para determinar radio ..84

29 Plano catastral del Distrito de Omas introducido al software Watercad ..94

30 Prototipos de tuberas en el Proyecto ..95

31 Opciones de Clculo en Watercad ..96

32 Redes de agua proyectadas en el Distrito de Omas importadas

desde AutoCAD ..97

33 Datos de Curvas de Nivel Importadas en las redes de Agua en

WaterCad ..98

34 Demandas Cargados en los nodos de las redes de distribucin con

el Mtodo de tuberas cercanas ..99

35 Restricciones de velocidades y presiones ingresadas en el software ..100

36 Costo unitario de dimetros de tuberas y Tres soluciones de diseo

que brinda el software ..101

37 Redes de distribucin distrito de Omas diseado con Software

WaterCad ..101

38 Reporte de metrado de tuberas de acuerdo a su dimetro y material ..102

39 Ventana Tabla Pipe Report Reporte de tuberas ..104

40 Ventana Tabla Junction Report Reporte de Nodos ..105

41 Presiones en la Red de distribucin en Casero de Laquis ..106

42 Presiones en la Red de distribucin en el Poblado de Omas ..107

43 Plano catastral del Distrito de Omas introducido al software Sewercad ..109

44 Catalogo y caractersticas de tuberas ..110

45 Importacin de dibujo de redes desde AutoCAD ..111

46 PTAR del poblado de Laquis ..112

47 Importacin de Curvas de nivel al Sewercad ..113

48 Tabla de Cotas de terreno de los buzones (Elevation Ground Manhole) ..113

49 Mtodo de cargas a los buzones Nearest Node ..114

X

50 Ingreso de Restricciones de Velocidad al Sotfware Sewercad ..115

51 Ingreso de Restricciones de Recubrimiento al Sotfware Sewercad ..116

52 Ingreso de Restricciones de Pendiente al Sotfware Sewercad ..116

53 Asignacin de restricciones de diseo a los elementos de las redes ..117

54 Modelo de Tuberas y Buzones ..118

55 Perfil longitudinal de la Red de alcantarillado del Poblado de Laquis ..118

56 Tabla de Resultados de elementos Tuberas Tabla Conduit ..120

57 Tabla de Resultados de elementos Buzones Tabla Manhole ..121

58 Colaboradora Encuestando a Poblador de Omas ..134

59 Informe final del Anlisis del Agua en la captacin de Panca ..139

XI

INDICE DE PLANOS

N1 LC-01 Planta y Perfil longitudinal de lnea de conduccin CAP-RP01

N2 LC-02 Planta y Perfil longitudinal de lnea de conduccin RP01-RP02

N3 LC-03 Planta de lnea de conduccin RP02-RP-03

N4 LC-04 Perfil longitudinal de lnea de conduccin RP02-RP03

N5 AP-01 Redes proyectadas de agua potable - Distrito de Omas y sus

anexos

N6 AP-02 Redes proyectadas de agua potable Distrito de Omas Anexo de

Laquis

N7 AP-03 Redes proyectadas de agua potable - Localidad de Omas

y anexo de San Jos

N8 AP-04 Redes proyectadas de agua potable Localidad de Omas

y anexo de San Jos

N9 AP-05 Redes proyectadas de agua potable Localidad de Omas

y anexo de San Jos

N10 AP-06 Redes proyectadas de agua potable Anexo de Esquina

de Omas

N11 AP-DF-01 Diagrama de flujo y nodos en redes de distribucin anexo Laquis

y Esquina de Omas

N12 AP-DF-02 Diagrama de flujo y nodos en redes de distribucin localidad

de Omas

N13 AP-DF-03 Diagrama de flujo y nodos en redes de distribucin localidad

de Omas.

N14 AP-DF-04 Diagrama de flujo y nodos en redes de distribucin anexo de

San Jos

N15 AL-01 Redes de alcantarillado Distrito de Omas

N16 AL-02 Redes proyectadas de alcantarillado Distrito de Omas Anexo de

Laquis.

N17 AL-03 Redes proyectadas de alcantarillado Localidad de Omas

N18 AL-04 Redes proyectadas de alcantarillado Localidad de Omas

N19 AL-05 Redes proyectadas de alcantarillado Localidad de Omas Anexo

de san Jos

XII

N20 AL-06 Redes proyectadas de alcantarillado Localidad de Omas Anexo

de San Jos

N21 AL-07 Redes proyectadas de alcantarillado Anexo de esquina de Omas

N22 P-AL-01 Perfiles de alcantarillado del Anexo de Laquis Omas

N23 al N29 P-AL-02 al P-AL-08 Perfiles de alcantarillado de la localidad de Omas

N30 al N34 P-AL-09 al P-AL-13 Perfiles de alcantarillado del Anexo de san Jos

Omas

N35 al N36 P-AL-14 al P-AL-15 Perfiles de alcantarillado del Anexo de Esquina

de Omas

1

INTRODUCCION

La concentracin de la poblacin y el desarrollo de las localidades urbanas cada vez

mayores traen consigo mltiples problemas en el suministro de agua potable en el cual

se vuelve prioritario un adecuado sistema de abastecimiento de agua potable.

En el diseo de una red de distribucin de agua potable es importante conocer el rea

de estudio y sus correspondientes datos bsicos de la cual se abastecer de agua

potable, para este caso, cabe hacer notar que el proyecto de abastecimiento de agua

potable ser para un distrito en una zona rural llamado Omas, ubicado en la provincia

de Yauyos - Lima, y por lo tanto tendr necesidades especiales que habrn de

satisfacerse.

Asimismo el trabajo presenta aspectos tericos del diseo de una red de agua potable,

como son: fuentes de abastecimiento, planeacin de la red, poblacin proyecto,

dotacin, gastos de diseo, coeficientes de variacin de gasto, tambin se presenta la

metodologa para el clculo de la red.

En general el transporte de este importante lquido se logra mediante una fuente de

abastecimiento y una lnea de conduccin para su posterior distribucin con calidad,

cantidad y presin adecuada, proporcionando as un servicio eficiente y que permita

llevar el vital lquido hasta las viviendas.

Para el caso del presente proyecto la fuente de abastecimiento ser un Manantial

concentrado de tipo ladera llamado Panca, ubicado a unos 2km aproximadamente del

poblado, y abastecer a unos 1809 habitantes.

El proyecto se realiz de acuerdo a los lineamientos en el Reglamento Nacional de

Edificaciones.

2

CAPITULO I: ANTECEDENTES Y GENERALIDADES

1.1 GENERALIDADES

Actualmente la Localidad de Omas y sus Anexos, tiene deficiencias en el

abastecimiento de agua potable y alcantarillado, ya que no logra satisfacer la demanda

de agua exigida por la poblacin.

El presente proyecto contiene una descripcin detallada de los estudios y diseos que

se realizan para dotar dicha localidad con los servicios de agua potable y alcantarillado,

de tal forma que abastezca a la poblacin no solamente actual sino tambin dentro de

20 aos.

De tal manera podremos proponer condiciones de mejoras en la calidad de vida de los

pobladores la que se analizara en los captulos correspondientes.

1.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO

El proyecto comprende la solucin tcnica y econmica para la dotacin de los servicios

de agua potable y alcantarillado.

Para el sistema de agua potable, se propone captar el agua de un manantial llamado

Panca, que se encuentra ubicado a unos 2.8Km del Distrito de Omas, siendo

conducido a los reservorios propuestos en cada poblacin, el sentido de conduccin

ser de NorEste(NE) a (Sur Oeste)SW ,abastecer a la Poblacin de Laquis, luego se

conducir hasta el poblado de Omas y culminando en el Anexo de Esquina de Omas,

siendo abastecido cada poblado por una red de distribucin as como muestra en la

figura 01.

3

En cuanto al sistema alcantarillado, se propone el diseo de una red colectora por cada

poblado el cual ser descargado a un punto final que ser la planta de tratamiento de

aguas servidas.

Los parmetros utilizados en el diseo del proyecto, estn basadas en el Reglamento

Nacional de Edificaciones (R.N.E) y en las guas de diseo de saneamiento en

poblaciones rurales recomendadas por la el ministerio de Economa y Finanzas (MEF) y

el Ministerio de salud (MINSA)

1.3 ANTECEDENTES

El Distrito de Omas es uno de los 33 distritos de la Provincia de Yauyos en el

Departamento de Lima y perteneciente a la Regin Lima, Per. Fue creado el 28 de

Julio de 1821.

La localidad de Omas y sus anexos Laquis, San Jos y Esquina de Omas cuentan con

el servicio de agua potable desde hace ms de treinta aos, ejecutada por el Fondo

DISTRITO DE OMAS

Figura 01.- Descripcin del Sentido de Abastecimiento de agua al

Distrito de Omas en una Vista Satelital del Poblado

Fuente: Google Earth

4

Nacional de Desarrollo Social FONCODES, con el apoyo de los pobladores en

general, la misma que se construy como se muestra en la figura 02.

Este Proyecto se realiz en los aos 1970 en la poca del gobierno del Ex presidente

Fernando Belaunde Terry, es justamente por el tiempo ya transcurrido y por el

crecimiento de la poblacin que este servicio ha dejado de ser eficiente, debido al

deterioro de sus redes y estructuras (reservorios) y por ya no tener la capacidad de

abastecimiento a la poblacin, estas caractersticas las podemos observar en

la figura 03.

Figura 02.- Construccin y gestin del sistema de agua potable

realizado por los pobladores del distrito de Omas en los aos 1970

Fuente: Estudio de campo Tesistas

5

1.4 JUSTIFICACION, ALCANCES Y OBJETIVOS DEL PROYECTO

1.4.1 JUSTIFICACION

Los motivos principales que generan la elaboracin de este estudio es la de plantear un

nuevo sistema de saneamiento en la localidad. El inadecuado servicio a la poblacin

relacionadas al uso de agua, como la falta de una captacin, tuberas en mal estado,

insuficientes conexiones domiciliarias; y la inadecuada gestin los servicios de

saneamiento como la disposicin de excretas a las vas pblicas han generado un

malestar en la poblacin motivo por el cual llevo a gestionar ante las autoridades locales

una solucin adecuada.

1.4.2 ALCANCES

La inexistencia de los principales servicios bsicos adecuados ha causado durante

varias dcadas condiciones precarias de salubridad en la zona.

En cuanto al sistema de agua cuentan en la actualidad con reservorios que tienen sus

estructuras y componentes deteriorados debido al paso del tiempo y a la falta de

Figura 03.- Tuberas y reservorio existentes deteriorados debido al paso del

tiempo


6

mantenimiento, al mismo tiempo cuentan con tuberas en mal estado, expuestas a la

intemperie, provocando que el abastecimiento sea insuficiente y con continua fallas en

los sistemas de distribucin, estas caractersticas las podemos observar

en la figura 04.

En cuanto al sistema de alcantarillado no existe infraestructura de disposicin de

excretas, la evacuacin de los residuos es al aire libre o en pozos spticos construidos

empricamente y en mal estado as como se muestra en la figura 05. Esta situacin

genera enfermedades infecciosas parasitarias y del sistema digestivo, a la vez provoca

altos niveles de contaminacin en la zona que afecta a la poblacin.

Figura 04.- Instalaciones de Tuberas en mal estado


Figura 05.- Disposicin de excretas existentes


7

Nuestra propuesta evitara en lo posible prdidas fsicas de agua potable, esto se

lograr con la renovacin de la red de tuberas as como el reforzamiento de la

capacidad hidrulica de los reservorios. De este modo, la poblacin no estar

expuesta a restricciones de consumo.

El nuevo sistema propuesto de alcantarillado conformado por redes colectoras y

buzones, permitir asegurar la salubridad del entorno urbano y preservar la salud de la

poblacin.

Lo anteriormente mencionado permite asegurar que los beneficios generados por el

proyecto se hagan sostenibles en el tiempo.

1.4.3 OBJETIVOS

1.4.3.1 OBJETIVO GENERAL

Mejorar la calidad de vida de los pobladores, garantizando la prestacin de servicios

tanto de un abastecimiento eficiente, en cantidades y presiones adecuadas de agua

potable, como el de recoleccin y disposicin final de las aguas residuales de los

centros poblados en mencin del Distrito de Omas, cumpliendo con los estndares

exigidos, aplicando una solucin econmica que contemple tecnologa adecuada

disponible en nuestro medio.

1.4.3.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

- Reducir las tasas de mortalidad por enfermedades de origen hdrico.

- Provocar un impacto sanitario favorable en la poblacin infantil, ms vulnerable a las

enfermedades.

- Provocar un impacto de gnero favorable en la poblacin femenina al reducirle su

carga de trabajo.

8

- Evitar la migracin de los pobladores debido al ms servicio de saneamiento.

1.5 ASPECTO GEOGRAFICO

1.5.1 UBICACIN GEOGRFICA

El Distrito de Omas es uno de los 33 distritos de la Provincia de Yauyos en el

Departamento de Lima y perteneciente a la Regin de Lima- Per, Ver figura 07.

Est ubicado a 1549 m.s.n.m. en el km 52 de la va LM-124 que parte de la

Panamericana Sur (PE-1S) a la altura del km 100 y sube paralelo al ro Omas, pasando

por los pueblos de Asia, Coayllo (km 18), Cata, Esquina de Omas hasta llegar a Omas,

tal como se muestra en la figura 06.

Limita con el distrito de:

Por el norte : Con los distritos de Calango y Quinocay

Por el este : Con los distritos de Huampara y Ayaviri,

Por el sur : Con los distritos de Ayauca, San Pedro de Pilas y Tauripampa

Por el oeste : Con el distrito de Coayllo, que a su vez son lmites provinciales entre

Yauyos y Caete en este sector

Figura 06.- Acceso a al Distrito de Omas

Fuente: Google Earth

9

El Distrito de Omas se encuentra ubicado entre las coordenadas 1230`57"latitud Sur y

7617`24" de latitud Oeste.

1.5.2 TOPOGRAFA Y SUELO

Omas es un distrito, perteneciente a la Provincia de Yauyos (Departamento de Lima),

situada a 1529 msnm en un estrecho valle de la vertiente occidental de la Cordillera de

los Andes.

Figura 07.- Ubicacin geogrfica de la zona en estudio

Fuente: Elaboracin - Tesistas

10

La Topografa es casi llana teniendo una orografa media baja con pendientes de 5% a

10% dentro de su rea urbana y con pendiente fuerte hacia la carretera Caete-

Yauyos. Su rea de Extensin es Aproximadamente 295,4 km.

El suelo representativo de la localidad de Omas, es limo arcilloso con presencia de

bolonerias de piedra en algunas calles, tambin presentan suelos con textura franco y

franco arenoso; se caracterizan por tener un contenido medio de materia orgnica y

mediana capacidad retentiva de agua; las mismas que son aptos para todo tipo de

cultivo, frutales y la pastura de la ganadera, los suelos no registran potencial

minero de ningn tipo.

1.5.3 ASPECTO HIDROGRFICO

Cuenca del Ro Omas

Comprendida polticamente entre Caete y Yauyos, siendo el ro Omas, su principal

colector, el cual tiene su origen en las montaas de Ocupampa, Pichicapampa,

Quishuar y Maururo, ubicados al este de la cuenca a 4,600 m.s.n.m., su periodo de

avenidas corresponde a los meses de mayo a setiembre.

1.5.4 ASPECTO CLIMATOLGICO

El clima es seco y templado (12 a 14 c), posee una gran variedad ecolgica que va

desde los 1539 msnm hasta los 4800 m.s.n.m. donde los das son calurosos al sol y

templados en la sombra, el contenido de humedad atmosfrica y precipitaciones

fluviales son bajas, las lluvias que se presentan por los meses de diciembre y abril son

utilizadas con fines agrcola.

11

1.6 ASPECTO URBANISTICO

1.6.1 CARACTERSTICAS DE VIVIENDA

El 90% estn construidas con adobe y techo de esteras, Guayaquil con barro,

calaminas , tal como se muestra en la figura 08 , y un menor nmero de casas de otro

tipo de material (piedra con barro). De la totalidad de viviendas un 90% estn

destinadas a vivienda familiar, un 10 % destinadas a vivienda y actividad productiva.

1.6.2 VAS DE COMUNICACIN

El sistema vial comprende la carretera Panamericana Sur, que cruza la parte baja del

valle del rio Omas, conectndose con el resto de la costa peruana desde Asita (km 97

de la carretera Panamericana Sur) por la margen izquierda del rio del mismo nombre

parte una carretera asfaltada con direccin al Este que llega hasta la localidad de

Figura 08.- Viviendas en la zona


12

Coayllo y de all por trocha carrozable con direccin al sur este se penetra a la zona alto

andina del rio Omas (aproximadamente 153km desde Asia).

La principal va de acceso es la Carretera Panamericana Sur, autopista Lima, Asia, Asia

Coayllo, Coayllo - Omas que tiene una longitud de 153 km, cuyo tiempo de viaje es de

1 hora desde Lima hasta Asia y 2 horas 30 minutos de Asia a Omas, Utilizando

cualquier medio de transporte principalmente mnibus y/o camioneta. Los vehculos de

servicio pblico parten de Mala a las 2:00 de la tarde llegando a Omas a las 6:00 p.m.

una sola vez al da. La va de ingreso al poblado es de material afirmado y en algunas

partes trochas tal como se muestra en la figura 09.

1.7 ASPECTO DEMOGRAFICO

1.7.1 ZONA Y POBLACIN

El rea de intervencin es El distrito de Omas, comprendiendo sus Anexos de Laquis,

San Jos, y Esquina de Omas Para determinar la cantidad de poblacin afectada por el

proyecto se tomaron en cuenta los censos realizados por el Instituto Nacional de

Estadsticas e Informtica (INEI), As mismo para determinar la tasa de crecimiento

poblacional se ha tenido en cuenta las siguientes variables: Censo 1981, 1993, 2007.

Figura 09.- Vas de ingreso a la Poblacin


13

Obteniendo una tasa de crecimiento poblacional de 2% que ser sustentada en el

captulo II. En el censo del ao 1993, en los resultados de la poblacin total por rea

urbana y rural se encontraron 757 pobladores en el distrito, y se muestra con detalle en

el cuadro 01. En el censo de 2007, en los resultados de la poblacin total por rea

urbana y rural se encontraron 656 pobladores en el distrito, que se muestra con detalle

en el cuadro 02, en total resumiremos las encuestas registradas por el INEI en el

cuadro 03, las de los aos 1981, 1993,2007.

POBLACION TOTAL

(Hab.)

POBLACION URBANA

(Hab.)

POBLACION RURAL

(Hab.)

TOTAL M F TOTAL M F TOTAL M F

OMAS 757 395 362 346 184 162 411 211 200

DEPARTAMENTO,

PROVINCIA,

DISTRITO Y

EDADES

SIMPLES

POBLACION

TOTAL

(Hab.)

POBLACION

URBANA (Hab.)

POBLACION RURAL

(Hab.)

TOTAL M F TOTAL M F TOTAL M F

OMAS 656 365 291 399 219 180 257 146 111

AO CENSO POBLACION(HAB)

1981 583

1993 757

2007 656

Fuente: INEI Censo 2007

Cuadro 01.- Poblacin total por rea urbana y rural, sexo

Cuadro 02.- Poblacin total, por rea urbana y rural, sexo segn sexo

Cuadro 03.- Resumen de Los 3 ltimos censos nacionales para el

Distrito de Omas

Fuente: INEI Censo 11 de julio de 1993

Fuente: INEI

14

1.8 ASPECTO SOCIOECONOMICO

1.8.1 CARACTERSTICAS DE EDUCACIN

El nivel de educacin formal es muy bajo, el mayor porcentaje de jvenes varones

posee secundaria completa y de las mujeres primaria completa con un bajo porcentaje

de analfabetismo.

La edad escolar se inicia a los 5 aos en los jardines de infancia con los que cuenta el

distrito, la educacin primaria comienza a los 7 hasta los 12 aos. El problema de los

hijos de 15 a 22 aos es para los padres un problema econmico. Los de menor

recursos consiguen que sus hijos se dediquen a la agricultura o salen en busca de

trabajo, y los pobladores de mayor recursos econmicos reciben educacin secundaria

en el Colegio Miguel Quijada Jara y algunos se desplazan a la localidad de

Huancavelica; siendo un porcentaje bajo los que optan por seguir una carrera

profesional en los centros superiores.

1.8.2 ACTIVIDADES ECONMICAS

La poblacin del distrito de Omas se dedica tradicionalmente a la ganadera y

agricultura. El sustento de los habitantes de la zona est ligada con actividades

pecuarias de ganadera vacuna y ovina, por el lado agrcola se dedican especialmente

al cultivo de alfalfa y pastos naturales para el ganado, para el cual destinan la mayor

proporcin de sus terrenos de cultivo que es aproximadamente el 80% del total de

hectreas.

Las cifras del Censo de 2007, nos arrojan resultados similares, donde se aprecia la

importancia de la actividad agropecuaria para esta localidad. Estas se muestran en la

figura 10.

15

1.9 ASPECTO SERVICIOS PBLICOS

Cuenta con los siguientes servicios pblicos: un agente Municipal ubicado en la plaza

principal del distrito, un cementerio general ubicada a la salida del poblado de Omas, un

local comunal en una antigua casona ubicada en unas de las esquinas de la plaza de

armas. La poblacin a la vez cuenta con energa elctrica operado por Luz del Sur S.A y

con un Puesto de salud que cuenta con los servicios bsicos en cual podemos observar

en la figura 11.

Figura 11.- Centro de Salud Poblado de Omas


Figura 10.- PEA ocupada Segn actividad del Distrito de

Omas

Fuente: Censo de Poblacin y Vivienda 2007-INEI

16

CAPITULO II: SISTEMA DE AGUA POTABLE

2.1 GENERALIDADES

Se describe el procedimiento utilizado, para el anlisis y diseo del sistema de

abastecimiento de agua potable de la poblacin del distrito de Omas; siendo fundamental

que cada uno de los componentes del sistema se encuentre adecuadamente diseado.

Se recopilo toda la informacin valiosa de la zona estudiada, se pidi informacin de la

poblacin a la Municipalidad Distrital de Omas, al Instituto Nacional de Estadstica (INEI), al

Organismo de la Formalizacin de la Propiedad Informal (COFOPRI), entre otros. Se

consultaron bibliografas, normativas y trabajos de grados relacionados con el tema, con la

finalidad de obtener referencias consideradas imprescindibles para el soporte tcnico de

este trabajo.

2.2 ESTUDIOS PRELIMINARES

Para la ejecucin del diseo de abastecimiento fueron indispensables los siguientes

clculos:

2.2.1 ESTIMACIN DE LA POBLACIN

La variable demogrfica es de gran importancia para poder realizar el diseo de un sistema

de abastecimiento y proyectar las soluciones a futuro. Para obtener las demandas del

sistema, se busc registros censales en el Instituto Nacional de Estadstica (INEI), as

como tambin se realiz una encuesta socioeconmica con la finalidad de obtener la

poblacin actual de la zona y corroborar la informacin antes mencionada.

En el Cuadro N 03 del Captulo I, se muestra el resumen de los datos obtenidos de los 3

ltimos censos nacionales para el Distrito de Omas, donde la poblacin es de 656

17

habitantes para el ao 2007, la misma que se encuentra distribuida de la siguiente forma

en el cuadro 04 y en el que se muestra la densidad de habitantes por vivienda.

En el censo del mismo ao se muestran datos sobre la densidad de pobladores por

viviendas, cuadro que se muestra en el cuadro 05:

Segn el Cuadro 04 la densidad poblacional es igual a 1.392 hab/vivienda y el nmero de

viviendas habitadas es de 471 para el distrito de Omas; la misma que no se asemeja a la

realidad, por lo que se ha efectuado una encuesta socioeconmica realizada a nivel del

distrito de Omas y sus Anexos, con el fin de conocer algunas caractersticas de la

poblacin.

Nombre del Distrito

N de Viviendas Poblacin Densidad (Hab./Vivienda)

OMAS 471 656 1.392

Sexo Habitantes % Parcial % Acumulado

Hombre 365 55.64 55.64

Mujer 291 44.36 100.00

Total 656


Cuadro 04.- Censo 2007 Distrito de Omas, distribuido por Sexo

Cuadro 05.- Censo 2007 Distrito de Omas, Habitantes por vivienda.


18

Se encuesto a un grupo de viviendas (% muestreo) para verificar la densidad poblacional y

el nmero de viviendas, encontrndose una densidad promedio de 4 habitantes por

vivienda y un nmero menor de viviendas habitadas que el mencionado en los datos del

INEI tambin se encontraron viviendas deshabitadas como se muestra en la figura 12. La

encuesta realizada se encuentra con detalle en el anexo N1.

Para conocer la cantidad de viviendas en cada Anexo y contar as con datos oficiales, la

Municipalidad distrital de Omas ha realizado un empadronamiento encontrndose un total

de 323 viviendas y 5 viviendas como establecimientos pblicos entre Municipio, colegios y

locales comunales, estos datos recolectados se ordenaron y clasificaron y se muestra en el

cuadro 06.

Figura 12.- Viviendas abandonadas en el distrito de Omas


19

Se concluye del cuadro 06, que la poblacin actual al ao 2013 es de 1292 hab. Vale la

pena destacar que dicha encuesta socioeconmica, se realiz contando el nmero de

viviendas en cada sector, multiplicando a su vez el mismo por una factor de 4, el cual

representa el nmero de personas que habita en cada vivienda segn datos tomados en

campo; a pesar de que el INEI recomienda para el Distrito de Omas 1.392 hab/vivienda.

2.2.2 TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL

Para hallar la tasa de crecimiento poblacional, se obtuvieron dos fuentes que se muestran

a continuacin:

2.2.2.1 SEGN INEI

La Poblacin proyectada al ao 2015 se encuentra en descenso mostrando claramente

que la tasa de crecimiento poblacional tiende a ser negativa, datos que se muestran en la

figura 13.

POBLADO 2013

N De Viviendas Densidad (Hab./Viv.)

Poblacion (Hab.) Urbano Rural Total

Laquis 16 2 18 4 72

Omas 172 18 190 4 760

San Jos 76 9 85 4 340

Esq. de Omas 28 2 30 4 120

Total 292 31 323 4 1292

Fuente: Encuesta Socioeconmica Estudio de campo Tesistas

Cuadro 06.- N de viviendas y Densidad Poblacional y poblacin total

del sector urbano y rural en el Distrito de Omas, Segn

empadronamiento de Municipalidad ao 2013

20

Otra forma de obtener la tasa de crecimiento poblacional es aplicando los mtodos

Analticos siendo el Aritmtico, Geomtrico y de Inters Simple, ya que permite calcular la

Poblacin futura segn el tiempo de proyeccin y a la vez obtener la tasa de crecimiento

poblacional.

Estos datos se muestran a continuacin:

Figura 13.- Poblacin proyectada segn INEI al ao 2015

Fuente: INEI Proyeccin de la Poblacin Censo 2007

21

2.2.2.1.1 MTODO ARITMTICO

Es un mtodo de proyeccin completamente terico. En la estimacin de la poblacin de

diseo, a travs de este mtodo, slo se necesita el tamao de la poblacin en dos

tiempos distintos, el planteamiento de este mtodo para hallar la tasa de crecimiento

poblacional se refleja en la Ecuacion02, y aplicando esta ecuacin obtenemos los datos

mostrados en el cuadro 07.

Pf = Pa(1+r*(tf-to)) Ec01

r = (Pf-Pa)/(tf-to) Ec02

Dnde:

Pf : Poblacin Final

Pa : Poblacin actual

r : Tasa de crecimiento poblacional

tf : Tiempo futuro

to : Tiempo inicial

Ao Poblacin (hab.) r r promedio

1981 583 14.50

14.50 1993 757 -7.21

2007 656

Cuadro 07.- Calculo de tasa de crecimiento Poblacin con mtodo

Aritmtico

Fuente: Elaboracin Tesistas

22

2.2.2.1.2 MTODO GEOMTRICO

Este Mtodo, supone que la poblacin crece a una tasa constante, lo que significa que

aumenta proporcionalmente lo mismo en cada perodo de tiempo, pero en nmero

absoluto, este mtodo se emplea cuando la poblacin est en su iniciacin o periodo de

saturacin. El planteamiento de este mtodo para hallar la tasa de crecimiento poblacional

se refleja en la Ecuacion04, y aplicando esta ecuacin obtenemos los datos mostrados en

el cuadro 08.

Pf = Pa*r(tf-to) Ec03

r = (Pf/Pa (tf-to)

Ec04

Dnde:

Pf : Poblacin Final



tf : Tiempo futuro

to : Tiempo inicial


1981 583 1.02

1.01 1993 757 0.99

2007 656

Cuadro 08.- Calculo de tasa de crecimiento Poblacin con mtodo

Geomtrico


23

2.2.2.1.3 MTODO INTERS SIMPLE

Este Mtodo da valores bajos, es decir; aplicables para poblaciones que se encuentran en

proceso de franco crecimiento. El planteamiento de este mtodo para hallar la tasa de

crecimiento poblacional se refleja en la Ecuacion06, y aplicando esta ecuacin obtenemos

los datos mostrados en el cuadro 09.

Pf = Pa*(1+r*(tf-to) Ec05

r = (Pf-Pa)/Pa*(tf-to) Ec06

Dnde:

Pf : Poblacin Final



tf : Tiempo futuro

to : Tiempo inicial

2.2.2.2 SEGN GOBIERNO REGIONAL DE LIMA

Se muestra en la figura14, la Tasa de Crecimiento poblacional, dada por el Gobierno

regional de Lima en su plan de Desarrollo para sus provincias, incluida Yauyos, datos que

tambin fue obtenido por INEI, (segn indica fuente).


1981 583 0.02 0.02

1993 757 -0.01

2007 656


Cuadro 09.- Calculo de tasa de crecimiento Poblacin con mtodo de Inters

simple

24

Segn la figura 14, la tasa de crecimiento poblacional para Yauyos es de -0.1, esto quiere

decir que segn los anlisis del INEI, Gobierno regional de Lima y Mtodos Analticos, se

observa que las tasas de crecimiento poblacional tienden a ser negativas.

Por motivos de diseo se tomara la tasa calculada por el mtodo de Inters simple, puesto

que no se puede tomar tasas negativas para la proyeccin de poblacin futura, siendo este

dato el ms prximo a la tendencia de crecimiento en los ltimos aos en el Distrito. Por lo

tanto, la tasa de crecimiento poblacional para el presente estudio ser de 2%.

Figura 14.- Tasa de crecimiento Poblacional Promedio Anual

1972-2007, Segn Gobierno Regional de Lima

Fuente: Gobierno Regional de Lima Plan de desarrollo

concertado

25

2.2.3 PERIODO DE DISEO

El periodo de diseo puede definirse como el tiempo en el cual el sistema ser 100%

eficiente. Para determinar el periodo de diseo se consideran factores como: durabilidad o

vida til de las instalaciones, factibilidad de construccin y posibilidades de ampliacin o

financiamiento.

Tomando en consideracin los factores sealados se debe establecer para cada caso el

periodo de diseo aconsejable. A continuacin, se indican algunos rangos de valores

asignados para los diversos componentes de los sistemas de abastecimiento de agua

potable para poblaciones rurales:

Obras de captacin : 20 aos.

Conduccin : 10 a 20 aos.

Reservorio : 20 aos.

Redes : 10 a 20 aos (tubera principal 20 aos, secundaria 10 aos).

Se determina un periodo de diseo de 20 aos, segn las normas generales que dicta el

Ministerio de Salud para proyectos de abastecimiento de agua potable en el medio rural.

Entonces el ao a proyectar ser el ao actual ms el periodo de diseo, como se muestra

en la ecuacin 07, y como se desarrolla en la operacin 01 es igual al ao 2033.

Tf = To + T Ec07

Tf = 2013 + 20 = 2033 Op01

T : Periodo de Diseo

Tf : Tiempo futuro

To : Tiempo inicial

26

2.2.4 POBLACIN DE DISEO

El mtodo ms utilizado para el clculo de la poblacin futura en las zonas rurales es el

crecimiento aritmtico, Segn fuentes del Ministerio de Economa y Finanzas (MEF) en su

gua para de saneamiento de Zonas rurales.

Para estimar el comportamiento de la poblacin actualmente y proyectarla para el ao

establecido, se emple la ecuacin Ecuacion01, del mencionado mtodo aritmtico el cual

nos permite hallar la poblacin futura.

Donde la tasa de crecimiento poblacional es de 2% como mencionamos en el punto 2.2.2,

la poblacin actual al ao 2013 es 1292 mencionado en el Cuadro06 y el ao a proyectar

es el 2033, resuelto en la Operacion01, del presente capitulo.

El clculo de la poblacin futura para todo el distrito de Omas se muestra en la

Operacion02.

Pf = 1292 + (1+ 0.02*(2033-2013))=1809 habitantes Op02

Entonces la Poblacin futura ser de 1809 Habitantes para todo el Distrito de Omas, esta

cantidad debe ser a la vez calculada por separado en los anexos que conforman el distrito

para obtener la poblacin futura por cada uno de ellos. Entonces aplicando la Ec01

determinaremos la poblacin futura de cada anexo, estos resultados se muestran en el

cuadros 10 para el nexo de Laquis, Cuadro11 para el anexo de San Jose, Cuadro12 para

el poblado de Omas y Cuadro13 para el anexo de Esquina de Omas.

27

Poblacin futura anexo de Laquis

Lotes 18 lotes

Densidad poblacional 4.00 Hab/lote

Total de habitantes al 2013 72 Hab.

Poblacin proyectada al ao 2033

101 Hab.

Poblacin futura anexo San Jos

Lotes 85 lotes

Densidad poblacional 4 Hab/lote



476 Hab.

Poblacin futura poblado de Omas

Lotes 190 lotes




1064 Hab.

Cuadro 10.- Calculo de Poblacin futura para el anexo de Laquis

Cuadro 11.- Calculo de Poblacin futura para el anexo de San Jos

Cuadro 12.- Calculo de Poblacin futura para el Poblado de Omas

Fuente: Estudio de Campo Tesistas



28

2.3 ESTIMACION DE LA DOTACION

Esta informacin es de gran importancia en el diseo para el logro de sistemas

funcionales, dentro del lapso econmicamente aconsejable. Las normas que rige el

Ministerio de Economa y Finanzas (MEF), asignan cifras para las dotaciones de agua en

poblaciones rurales tomando en cuenta el uso de la tierra, la zonificacin y en otros casos

las caractersticas de la poblacin. Estas cifras nos conducen a la determinacin de un

caudal o consumo medio, lo cual ha de constituir la base de todo diseo, requirindose, por

lo tanto, un conocimiento de estas estimaciones.

2.3.1 DOTACIN POR HABITANTE

Las Normas regidas por el Ministerio de Economa y Finanzas, recomiendan utilizar una

dotacin de 50 l/hab./da para poblaciones rurales en la Regin Sierra.

Para el caso de la Poblacin de Omas se realiz un anlisis de acuerdo al consumo que

tendrn y analizando los grandes consumidores que podran existir, para nuestro anlisis

solicitamos a la Municipalidad Distrital de Omas nos proporcionara el Plan de desarrollo

concertado del distrito, a manera de respuesta recibimos que este se encuentra en

elaboracin. Por tanto, analizaremos la dotacin del poblado de acuerdo a sus tipos de

consumo.

Poblacin futura anexo Esquina de Omas

Lotes 30 lotes




168 Hab.

Cuadro 13.- Calculo de Poblacin futura para el Anexo de Esquina de

Omas


29

A continuacin se muestra la Dotacin designada al Distrito de Omas, clasificada de

acuerdo al tipo de consumo:

2.3.1.1 CONSUMO DOMESTICO

El agua para uso domestico tiene distintas naturalezas, estn se muestran en el

cuadro 14.

2.3.1.2 CONSUMO PBLICO

A continuacin estimaremos la dotacin del consumo pblico del distrito, cabe

resaltar que una vez determinara la dotacin total en litros, se dividir entre el

nmero de habitantes (1809hab.), para obtener la dotacin en litros por habitante

da.

Naturaleza Consumo (L/HAB/DIA)

Bebida 2

Preparacin de alimentos 6

Lavado de utensilios 2 a 9

Lavado de manos y cara 5

Bao 10 a 30

Lavado de ropa 10 a 15

Limpieza de recipientes sanitarios

9 a 10

Perdidas eventuales 6 a 13

Total 50 a 90

Valor de Dotacin Optada 70


Cuadro 14.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo Domestico

30

- CENTROS EDUCATIVOS (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para Centros educativos est en funcin de la cantidad de alumnos segn el

RNE y como se muestra en la figura16. En el distrito de Omas, se cuenta con un Centro

Educativo siendo un total de 100 alumnos segn indica el ministerio de educacin en su

pgina web ESCALE y que mostramos en la figura15.

La estimacin de la dotacin para centros educativos se hiso para alumnos no residentes,

esto quiere decir que la dotacin es de 50 litros por alumno, este clculo se muestra en el

cuadro15.

Figura 16.- Dotacin para Centros educativos segn RNE

Fuente: RNE Capitulo 010 de Instalaciones

Sanitarias

Figura 15.- Cantidad de Alumnos en el Distrito de Omas

Fuente: Pagina Ministerio de Educacin

31

- CENTROS DE SALUD (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para Centros de Salud est en funcin de los nmeros de consultorios que

existen segn el RNE y como se muestra en la figura 17; los cuales son 2 consultorios

mdicos, 2 consultorios obsttricos, 2 consultorios de enfermera, 2 consultorios dentales,

1 laboratorio y el servicio administrativo.

La estimacin de la dotacin en centros de salud se muestra con detalle en el cuadro16.

Alumnado no residente 50 L por persona

N de personas en centro educativo 100 personas

Total 5000 litros

Dotacin 2.76 L/hab/da

Consultorio medico 2

Consultorio obsttrico 2

Consultorio de enfermera 2

Consultorio dental 2

Laboratorio clnico 1

Servicio administrativo 1

Total de consultorios 10

Dotacin por consultorio (lt.) 500

Total (lt.) 5000

Dotacin (lt./hab/da) 2.8

Cuadro 16.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de centros de Salud


Cuadro 15.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de centros Educativos

Figura 17.- Dotacin para Centros de Salud segn RNE


Sanitarias


32

- RESTAURANTES (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para restaurantes est en funcin del rea que ocupan, en este caso se

sumaron las reas de un comedor popular que existe en la zona y del restaurante comunal.

Las relaciones de la dotacin respecto al rea se muestra en la figura 18.

El total de rea ocupada por los restaurantes en el distrito es de 490.10 m2, la estimacin

de la dotacin para restaurantes se muestra en el cuadro17.

- HOSPEDAJE (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para hospedajes est en funcin del nmero de dormitorios como se muestra

en la figura 19.

Restaurante comunal + comedor popular (m2) 490.1

Dotacin por comedor (lt.) 40

Total (lt.) 19604

Dotacin (lt./ hab/da) 10.8

Fuente: RNE Capitulo 010 de Instalaciones Sanitarias

Figura 18.- Dotacin para Centros de Salud segn RNE


Sanitarias

Cuadro 17.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Restaurantes.


Figura 19.- Dotacin para Hospedajes segn RNE

33

En el distrito se encontraron un mximo de 20 habitaciones en el hospedaje municipal, se

estim la dotacin para hospedajes que se muestra con detalle en el cuadro18.

- PARQUES (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para parques est en funcin a su rea como se muestra en la figura20.

En el distrito se encontraron un total de 2250m2 de reas verdes en parques, la estimacin

de la dotacin para reas verdes se muestra con detalle en el cuadro19.

N de dormitorios de hostales 20

Dotacin por comedor (lt.) 500

Total (lt.) 10000


rea de verdes en distrito de Omas 2250

Dotacin prevista (lt.) 2

Total (lt.) 4500




Sanitarias


Cuadro 18.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Hospedajes

Figura 20.- Dotacin para Parques segn RNE

Cuadro 19.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Parques

34

- IGLESIA (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para las iglesias est en funcin al nmero de espectadores, en este caso se

proyect como se fuera el caso de un teatro, y la cantidad de asientos en la iglesia que se

encuentra en el poblado de Omas cuenta con 60 asientos. La estimacin de la dotacin

para la iglesia de Omas se encuentra con detalle en el cuadro20.

- MUNICIPALIDAD (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para la Municipalidad est en funcin del rea que ocupa, segn el RNE por

cada m2 se dota con 6 litros de agua, entonces el rea total de la municipalidad es de

452.40m2. La estimacin de la dotacin segn el consumo de Municipalidades se muestra

con detalle en el cuadro 21.

Iglesia : 3L por asiento 3

n de espectadores 60

Total (lt.) 180


Como dotacin de agua para oficinas 6

rea de municipalidad 452.4

Total (lt.) 2714.4




Cuadro 20.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Iglesias

Cuadro 21.- Estimacin de la dotacin Segn el consumo de Municipalidades

35

- CAMPO DEPORTIVO (SEGN I.S 010 DE RNE)

La dotacin para el campo deportivo est en funcin del nmero de espectadores, se dota

de 1 litro de agua por cada espectador, en el distrito se cuenta con dos campos deportivos

y con una capacidad de 1809 aprox. cada uno, entonces sern un total de 3618 por 1 litro.

La estimacin de la dotacin para campos deportivos se muestra con detalle

en el cuadro 22.

No existe Consumo industrial, en total la dotacin suma 98 litros; tomando como resultado

final la dotacin de 100 litros por habitante da.

2.4 DEMANDA ACTUAL Y FUTURA

Para suministrar eficientemente agua a la comunidad, es necesario que cada una de las

partes que constituyen el sistema satisfaga las necesidades reales de la poblacin,

diseando cada estructura de tal forma que las cifras de consumo y variaciones de las

mismas, permitan un servicio de agua eficiente y continuo.

Los consumos de agua de una localidad muestran variaciones estacinales, mensuales,

diarias y horarias. Estas variaciones pueden expresarse en funcin (%) del Consumo

Medio (Qm).

Estadios: 1L por espectador 2

cantidad de espectadores 1809

Total (lt.) 3618


Cuadro 22.-Estimacin de la dotacin, segn el

consumo de Campo deportivos


36

2.4.1 CONSUMO MEDIO DIARIO (QM)

El consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estimacin del

consumo para la poblacin futura del periodo de diseo, expresada en litros por segundo

(l/s) y se determina mediante la Ecuacion08.

Qm = (Pf x Dot)/86400 Ec08

Dnde:

Qm : Consumo promedio diario (l/s)

Pf : Poblacin futura (hab).

Dot. : Dotacin (l/hab/dia)

Para determinar el consumo medio diario (QM) de la poblacin actual, se tom el valor de

1292 habitantes ( Ao 2013) determinado en cuadro06, y la dotacin para el distrito que es

de 100Lt/hab/da.

Entonces el valor de la demanda actual es de 1.495 lps como se muestra en la

Operacion03.

Qm = (1292 x 100)/86400 = 1.495 lps Op03

De la misma Forma se calculara el Consumo medio Diario Anual para el ao de proyeccin

(Ao 2033), en donde la poblacin ser de 1809 habitantes segn lo visto en el punto

2.2.4, y la dotacin para el distrito que es de 100Lt/hab/da.

Entonces el valor de la demanda actual es de 2.093 lps como se muestra en la

Operacion04.

Qm = (1809 x 100)/86400 = 2.093 lps Op04

37

2.4.2 CONSUMO MXIMO DIARIO (QMD)

El consumo mximo diario se define como el da de mximo consumo de una serie de

registros observados durante los 365 das del ao. Su valor se considera entre el 120% y

el 150% del consumo promedio diario. Este permitir dar a conocer la capacidad de la

lnea de conduccin y la del reservorio. Se determina mediante la Ecuacion09.

Qmd = k1 x Qm Ec09

Dnde:


k1 : Coeficiente de variacin de consumo

Para el consumo mximo diario, se asumi un valor de K1=1.3

Para determinar el consumo mximo diario actual (Ao 2013), utilizaremos la Ec09 y lo

aplicaremos en la Operacion05.

Qmd = 1.3 x 1.495 = 1.944 lps Op05

Para determinar el consumo mximo diario fututo (Ao 2033), utilizaremos la Ec09 y lo


Qmd = 1.3 x 2.093 = 2.721 lps Op06

38

2.4.3 CONSUMO MXIMO HORARIO (QMH).

Se define como la hora de mximo consumo del da de mximo consumo. Su valor se

considera entre 150% y 200% del consumo promedio diario. El consumo mximo horario

permitir dar a conocer la capacidad de la red de distribucin y est definida mediante la

Ecuacion10:

Qmh = k2 x Qm Ec10

Dnde:


k2 : Coeficiente de variacin de consumo

Para el consumo mximo diario, se asumi un valor de K2=2.0

Para determinar el consumo mximo diario actual (Ao 2013), utilizaremos la Ec09 y lo


Qmh = 2.0 x 1.495 = 2.99 lps Op07

Para determinar el consumo mximo diario fututo (Ao 2033), utilizaremos la Ec09 y lo


Qmh = 2.0 x 2.093 = 4.186 lps Op08

39

En el cuadro 23 se muestra el resumen de los caudales de diseo por cada poblado para

el ao proyectado 2033.

En el presente proyecto se notan que los valores demandados para el ao 2033 son bajos,

esto debido a la cantidad de pobladores existentes en los anexos por ser caseros

muestran estas demandas.

2.5 DEMANDA PROPUESTA

Los valores de caudal podran ser determinantes a la hora de disear las redes de

distribucin, puesto que podran no llegar a cumplir con los parmetros hidrulicos bsicos

de diseo, debido a esto se ha optado por darles un factor de seguridad a estos caudales,

siempre teniendo en cuenta como limite el caudal que es proporcionado por la fuente de

Agua. (Manantial Panca).

Estos caudales afectados por los factores de seguridad se muestran el cuadro24.

Caudales de Diseo para el ao 2033

Poblado

Qm (lps) Dotacin = 100 lpd

Qmd (lps) K1=1.3

Qmh (lps) K1=1.3

Laquis 0.117 0.152 0.233

San Jos 0.551 0.713 1.102

Omas 1.231 1.600 2.463

Esq. De Omas 0.194 0.252 0.389

TOTAL DISTRITO DE OMAS

2.093 2.721 4.186

Cuadro 23.-Caudales de diseo del Distrito de Omas


40

Para el proyecto se usara los parmetros de diseo propuestos con el factor de seguridad.

A Medida de analizar el consumo de agua del Distrito de Omas se realiz un cuadro con el

consumo progresivo por ao hasta el 2033, este se muestra con detalle en el cuadro 25, de

la misma manera se muestran estos valores afectados por el factor se seguridad en el

cuadro 26, y son justamente estos valores los que se utilizaran para el diseo de las redes.

Distrito de Omas

Parmetros Anexo de

laquis

Anexo de San Jos

Poblacin de Omas

Anexo de Esquina de Omas

Total distrito

de Omas

Diseo calculados Qm (lps) 0.117 0.551 1.231 0.194 2.093

Qmd(lps) 0.152 0.713 1.600 0.252 2.721

Qmh(lps) 0.233 1.102 2.463 0.389 4.186

F.S 1.03 1.10 1.10 1.11

Diseo Propuestos con factor de seguridad

Qm(lps) 0.121 0.604 1.351 0.215 2.291

Qmd(lps) 0.157 0.786 1.756 0.279 2.978

Qmh(lps) 0.242 1.209 2.702 0.429 4.582

Cuadro 24.- Demandas Propuestas por los Anexos del Distrito de Omas

Fuente: Elaboracin tesistas

41

AO POBLACION DEL

DISTRITO DE OMAS Qm (l/s)

Qmd (l/s)

Qmh (l/s)

2013 1292 1.495 1.944 2.99

2014 1318 1.525 1.983 3.051

2015 1344 1.555 2.022 3.110

2016 1370 1.585 2.061 3.170

2017 1395 1.615 2.100 3.230

2018 1421 1.645 2.138 3.290

2019 1447 1.675 2.177 3.350

2020 1473 1.705 2.216 3.409

2021 1499 1.735 2.255 3.469

2022 1525 1.765 2.294 3.529

2023 1550 1.794 2.333 3.589

2024 1576 1.824 2.372 3.649

2025 1602 1.854 2.411 3.709

2026 1628 1.884 2.449 3.768

2027 1654 1.914 2.488 3.828

2028 1680 1.944 2.527 3.888

2029 1705 1.974 2.566 3.948

2030 1731 2.004 2.605 4.008

2031 1757 2.034 2.644 4.067

2032 1783 2.064 2.683 4.127

2033 1809 2.093 2.721 4.186


Cuadro 25.- Periodo anual de los Caudales de diseo demandados del Distrito de

Omas

42

2.6 FUENTE DE AGUA

Para el diseo de un sistema de abastecimiento de agua potable, es importante

seleccionar una fuente adecuada para abastecer de agua en cantidad suficiente a la

poblacin. En la mayora de poblaciones rurales de nuestro pas, existen dos tipos de

fuentes de agua: superficial y subterrnea. La segunda alternativa es representada por

AO POBLACION DEL

DISTRITO DE OMAS Qm (l/s)

Qmd (l/s)

Qmh (l/s)

2013 1292 1.692 2.200 3.386

2014 1318 1.722 2.239 3.445

2015 1344 1.752 2.278 3.504

2016 1370 1.782 2.317 3.564

2017 1395 1.812 2.356 3.624

2018 1421 1.842 2.394 3.684

2019 1447 1.872 2.433 3.744

2020 1473 1.902 2.472 3.803

2021 1499 1.932 2.511 3.863

2022 1525 1.962 2.550 3.923

2023 1550 1.991 2.589 3.983

2024 1576 2.021 2.628 4.043

2025 1602 2.051 2.667 4.103

2026 1628 2.081 2.706 4.162

2027 1654 2.111 2.744 4.222

2028 1680 2.141 2.783 4.282

2029 1705 2.171 2.822 4.342

2030 1731 2.201 2.861 4.402

2031 1757 2.231 2.900 4.461

2032 1783 2.261 2.939 4.521

2033 1809 2.291 2.978 4.582

Cuadro 26.- Periodo anual de los Caudales de diseo demandados del Distrito de

Omas afectados por el factor de seguridad propuesto


43

manantiales localizados en la parte alta de la poblacin, generalmente tiene agua de buena

calidad y es del tipo de fuente considerada en los sistemas de abastecimiento de agua

potable por gravedad sin tratamiento. Esta alternativa ser desarrollada en el presente

capitulo.

En el pas, el Ministerio de Salud, clasifica los manantiales por su ubicacin y su

afloramiento. De acuerdo a lo primero, pueden ser de ladera o de fondo; y de acuerdo a lo

segundo, de afloramiento concentrado o difuso.

Para la Fuente de Agua del Distrito de Omas se propone captar de un Manantial del tipo

Concentrado Ladera llamado PANCA, se encuentra a unos 2.8 km al NE de la poblacin

de Laquis, sus coordenadas son 362023.79m E, 8619297.22m S UTM. Este manantial en

la actualidad viene siendo utilizado por este poblado en precarias condiciones como se

muestra en la figura21, a la vez no cuenta con registros hidrolgicos segn el informe de la

Autoridad Local del Agua (ALA) Omas- Mala Caete, por tanto; fueron necesarios

realizar aforos, estos se efectuaron en las pocas de rendimientos crticos en los meses de

estiaje y lluvias con la finalidad de conocer sus caudales mnimos y mximos.

Figura 21.- Fuente Propuesta, Manantial Panca

Fuente: Elaboracin Tesista

44

2.6.1 AFORO DE FUENTE

Es la operacin para medir un caudal, es decir, el volumen de agua por unidad de tiempo y

ste se mide en l/s. Se utiliz el mtodo volumtrico que consiste en encauzar el agua

generando una corriente del fluido de tal manera que se pueda provocar un chorro, Luego

se toma el tiempo que demora en llenarse un recipiente de volumen conocido,

Posteriormente se divide el volumen en litros entre el tiempo promedio en segundos,

obtenindose el caudal (l/s). Este mtodo se utiliz para el aforo del manantial Panca como

se muestra en la figura 22 y 23, se realiz en la poca de estiaje, para asegurar el caudal

mnimo de la fuente y cumplir la demanda de agua de la poblacin. La fuente de agua

propuesta muestra un caudal de aforo mnima de 3.19 litros sobre segundos en poca de

Estiaje. Consisti en determinar el tiempo que tom en llenarse un recipiente de volumen

de 10 litros en un promedio de 3.0 segundos.

Fuente: Elaboracin Tesista

Figura 22.- Encausamiento de la

fuente

Figura 23.- Aforo de la fuente

45

Los datos del aforo se tomaron desde mediados del ao 2013 y todo el ao del 2014, estos

se muestran con detalle en el cuadro 27 y 28 respectivamente.

2.6.2 CALIDAD DEL AGUA

El Reglamento Nacional de Edificaciones en la Norma OS.030, en el punto 4.0, indica que

la calidad del agua se determina por tres parmetros: Fsicos, Qumicos y Bacteriolgicos.

De los 3 componentes, los aspectos fsicos y bacteriolgicos se pueden mejorar con

procesos de filtros y desinfeccin respectivamente. Los aspectos qumicos no se pueden


Cuadro 27.- Datos de caudales de aforo ao 2013, Segn Mtodo

volumtrico

Cuadro 28.- Datos de caudales de aforo ao 2014, Segn Mtodo

volumtrico

MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

DIA 11

DIA12 3.22 3.21 3.18 3.18

DIA 25 3.19 3.25 3.20 3.20

DIA 26 3.19 3.19

PROMEDIO 3.19 3.25 3.21 3.21 3.19 3.19

CAUDAL MAXIMO 3.25 lps

CAUDAL MINIMO 3.19 lps

CAUDALES DE AFORO AO 2013 (lps)

MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

DIA 10 3.65 3.59 3.55 3.41 3.23 3.19

DIA 11 3.31 3.31

DIA12 3.17 3.18 3.20 3.18

DIA 25 3.61 3.52 3.58 3.42 3.32 3.21 3.20 3.19

DIA 26 3.25 3.25 3.20 3.20

PROMEDIO 3.63 3.56 3.57 3.42 3.32 3.28 3.24 3.20 3.19 3.19 3.20 3.19

CAUDAL MAXIMO 3.63 lps

CAUDAL MINIMO 3.19 lps

CAUDALES DE AFORO AO 2014 (lps)


46

modificar, por tanto; son los de mayor cuidado. En el cuadro 29 se indica los parmetros

permisibles dictados por el Reglamento de Requisitos Oficiales Fsicos, Qumicos y

Bacteriolgicos que deben reunir las aguas de bebida para ser consideradas potables,

aprobada por el Ministerio de Salud y con valores recomendados por la Organizacin

mundial de la Salud (OMS 1995).

En relacin a la calidad del agua se hicieron los respectivos anlisis fsico-qumico y

bacteriolgico del manantial de ladera denominada PANCA; los resultados del ensayo, se

encuentran para ms detalle en el Anexo N2.

De acuerdo con el resultado obtenido, el agua de la muestra cumple con los

requerimientos fisicoqumicos establecidos. Por otro lado, no cumple con los lmites

bacteriolgicos. Se establece que el grupo Coliformes totales debe tener 0 UFC/100ml que

es equivalente a 2.0 NMP /100ml, siendo el resultado 21 NMP /100ml; en el grupo

Cuadro 29.- Lmites Mximos Permisibles Referenciales de los Parmetros

de calidad de agua

Fuente: Gua de Calidad de Agua Ministerio de Salud

47

Coliformes Termotolerantes debe tener 0 UFC/100ml que es equivalente a 2.0 NMP

/100ml, siendo el resultado 13 NMP /100ml y en el grupo de Bacterias Heterotrficas debe

tener 500 UFC/100ml siendo el resultado 1800 UFC.

Con los resultados obtenidos en los anlisis correspondientes a la fuente propuesta, se

determin colocar tratamientos especficos para obtener agua potable y segura para el

consumo humano. Entre ellos se recomienda la filtracin en la captacin y sistema de

cloracin en el tanque de distribucin principal.

2.7 CAUDAL ECOLOGICO

La expresin caudal ecolgico, referida a un ro o a cualquier otro cauce de agua corriente,

es una expresin que puede definirse como el agua necesaria para preservar los valores

ecolgicos en el cauce del mismo, como los hbitats naturales que cobijan una riqueza de

flora y fauna o la preservacin del paisaje.

Todo proyecto que conlleve la derivacin de agua de cauces hdricos naturales (agua

potable, riego, hidroelctricas, etc.), deben considerar la conservacin del caudal ecolgico

aguas abajo de las obras, para evitar la alteracin de los corredores ecolgicos

constituidos por estos cauces hdricos.

La Autoridad Nacional del Agua (ANA) en el Per determina el caudal ecolgico de

acuerdo a las demandas de la fuentes, para cursos de agua con caudales medios anuales

menores a 20 m3/s, el caudal ecolgico ser como mnimo el 10 % del caudal medio

mensual para la poca de avenida, y para la poca de estiaje ser de un 15 % del caudal

medio mensual.

48

En el Presente Proyecto de Tesis debido a que el Caudal mnimo en la fuente es 3.19 lps

segn el aforo realizado, se considerara un valor por debajo del mnimo de 6% destinada al

caudal ecolgico, que equivale a 0.19 lps en pocas de estiaje, teniendo en cuenta que se

llegara al 10% en pocas de avenidas.

2.8 PREDISEO DE LA CAPTACION

La fuente de agua es un manantial de ladera concentrado llamado Panca, que tiene un

caudal de 3.19 lps aproximadamente en poca de estiaje y 3.63 lps en poca de avenida.

En el presente estudio se propone una captacin tpica en manantiales, una Caja de

Captacin que consta de tres partes: La primera corresponde a la proteccin del

afloramiento, la segunda a una cmara hmeda que sirve para regular el caudal a utilizar; y

la tercera, una cmara seca que sirve para proteger las vlvulas de control.

2.8.1 DISEO HIDRULICO Y DIMENSIONAMIENTO

Para el dimensionamiento de la captacin es necesario conocer el caudal mximo de la

fuente que es de 3.63 lps en poca de avenida.

2.8.2 CLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO Y LA CMARA

HMEDA

Para la distancia entre el afloramiento y la caja de captacin, se utilizara la Ecuacin11,

deducida de la ecuacin de Bernoulli, para valores de presin, velocidad inicial igual a

cero, y aplicando la ecuacin de continuidad, indicando el caudal de entrada es igual al

caudal de salida.

49

Ho = 1.56V2

2

2g Ec. 11

Dnde:

Ho : Alt. Entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomiendan valores de

0.4 a 0.5 m.)

V2 : Velocidad de pase (se recomiendan valores menores o iguales a 0.6 m/s).

g : Aceleracin de la gravedad (9.8 1 m/s2).

Reemplazando en la Ec.11, para un valor de V2=0.55

Ho = 1.56*(0.552)

2*9.81= 0.024 Op09

En la figura 24 se observa:

H = Hf+ho Ec 12

Fig. 24.- Carga disponible y perdida de carga

Fuente : Agua Potable para Poblacin Rurales Roger Agero Pittman

50

Donde H, es la perdida de carga (se asume) que servir para determinar la distancia entre

el afloramiento y la caja de captacin (L).

Tambin podemos deducir de la Ec12, la Ec13

Hf = H-ho Ec13

Y como datos sabemos de la teora que Hf = 0.30xL, por lo tanto deducimos la Ec14

L = Hf/0.30 Ec14

Ahora le daremos un valor a H (perdida de carga que se asume) que ser igual a 0.60 m,

entonces reemplazando en la Ecuacion13 obtenemos que el valor de Hf es igual a:

Hf = 0.60-0.024 = 0.58m

Y de la Ecuacin14 obtendremos la distancia buscada que ser igual a:

L = 0.58/0.3 = 1.92m aprox 2m

2.8.3 ANCHO DE LA PANTALLA

Para el ancho de la pantalla usaremos la Ecuacin15:

A = Qmax

Cd x V Ec15

Dnde:

A : rea de la tubera en m2

Qmax : Gasto mximo de la fuente en l/s

V : Velocidad de paso (se asume 0.50m/s)

Cd : Coeficiente de descarga (0.6 a 0.8)

51

Para esto sabremos que los valores de Cd es igual a 0.8 ,Segn Manual de Diseo de la

Organizacin Peruana de Salud (OPS), el valor del caudal mximo que soportara la fuente

es de 0.0036 m3/2, este dato puede observarse en los datos del aforo y el valor de

V=0.5m/s que es la velocidad de paso. Entonces aplicando la Ecuacion15 tenemos la

Operacion10.

A = 0.0036/(0.8*0.5) = 0.0091m2 = 4.3 pulg Op10

Por tanto conocido el rea se determina el dimetro cuyo valor calculado es de 4.3 pulg.

Aproximadamente. Como este valor es mayor que el dimetro mximo recomendado de 2,

en el diseo se asume un dimetro de 2 que ser utilizado para determ inar el nmero de

orificios mediante la Ecuacion16:

NA = (D1 (4.5)/D2 (2))+1 Ec16

Dnde:

D1 : Dimetro de la tubera de entrada

D2 : Dimetro recomendado = 2

NA = (0.0094/0.002)+1 = 5.8, asumindose NA =6

El clculo del ancho de la pantalla (b) se determina una vez ya conocido el dimetro del

orificio D (2) y el nmero de agujeros (NA) igual a 6, mediante la ecuacin 17:

b = 2(6D)+NAD+3D(NA-1) Ec17

Dnde:

b : Ancho de la pantalla

D : Dimetro de orificio

NA : Numero de orificios

52

b = 2*(6*2) + (6*2)+3(2)(5)= 1.65m

El ancho de la pantalla resulto 1.65, pero para el diseo se asume una seccin de la

cmara hmeda de 1.70m.

2.8.4 ALTURA DE LA CMARA HMEDA

Se determina mediante la Ecuacion18.

Ht = A + B + H + D + E Ec18

Donde

A : Altura mnima de 10cm que permite la sedimentacin de la arena

B : se considera la mitad de la canastilla de salida: 5cm (2)

D : Desnivel mnimo entre nivel de ingreso del agua de afloramiento y el nivel de

agua de la cmara hmeda: 3 cm

E : Borde libre: 30cm

H : Altura de agua = 1.56*(Qmd2/2*4*A2)

Qmd : Caudal mximo diario = 0.00297

Aplicando la ecuacin 18 H=20cm, pero facilitar el paso del agua se asume una altura

mnima de H = 30 cm

Reemplazando los valores identificados, la altura total Ht es 78cm. En el diseo se

considera una altura de 1.00m

Estas dimensiones del diseo de la pantalla de la cmara hmeda de la caja de captacin

se muestran en la figura25.

53

2.9 LINEA DE CONDUCCION

2.9.1 CRITERIOS DE DISEO

La lnea de conduccin se disea con el Caudal mximo Diario (Qmd). Hay que tener en

cuenta la Carga Disponible en cada tramo que es representada por diferencia de elevacin

entre la obra de captacin y el reservorio.

2.9.2 DIMETRO

Para determinar los dimetros se consideran diferentes soluciones y se estudian diversas

alternativas desde el punto de vista econmico. El dimetro seleccionado deber tener la

capacidad de conducir el gasto de diseo con velocidades comprendidas entre 0.6 y 3.0

m/s; y las prdidas de carga por tramo calculado deben ser menores o iguales a la carga

disponible segn el RNE.

Fig. 25.- Diseo de Ancho de pantalla con orificios

Fuente : Elaboracin tesistas

54

En caso el dimetro calculado se encuentra entre los rangos de dos dimetros comerciales

se selecciona el rango superior o se desarrolla la combinacin de tuberas.

2.9.3 PERDIDAS DE CARGA

La prdida de carga es el gasto de energa necesario para vencer las resistencias que se

oponen al movimiento del fluido de un punto a otro en una seccin de la tubera. Las

prdidas de carga pueden ser de friccin y locales. Las primeras, son ocasionadas por la

fuerza de rozamiento en la superficie de contacto entre el fluido y la tubera; y la segunda

son producidas por las deformaciones de flujo, cambio en sus movimientos y velocidad.

Debido que en la lnea de conduccin, las prdidas locales no superan el 1%, para realizar

los clculos hidrulicos, solamente se consideran las prdidas por friccin.

2.9.3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA

Para el clculo de la prdida de carga unitaria en conductos a presin, se usara la frmula

de Hazen y Williams que se muestra en la Ecuacion19, Para los propsitos de diseo se

considera:

Q = 0.0004264D2.64hf0.54

Ec19

Dnde:

D : Dimetro de la tubera (pulg).

Q : Caudal (l/s).

Hf : Perdida de carga unitaria (m/Km).

55

C : Coeficiente de Hazen - Wiliiams expresado en pie^ (1/2)/seg

Para una tubera de PVC o asbesto-cemento, donde el valor de C=150; podemos deducir

las ecuaciones del caudal (Ecuacion20), la prdida de carga unitaria (Ecuacion21) y el

dimetro (Ecuacion22) quedan definidos como:

Q = 2.492D2.63

hf0.54

Ec20

Hf = (Q

2.492D2.63)

1.85

Ec21

D = Qmd10

-3

.S0.54 Ec22

Dnde:

Q : Caudal (Vs).

Hf : Perdida de carga unitaria (m/m).

D : Dimetro de la tubera (pulg).

Qmd : Caudal mximo diario

2.9.3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO

La prdida de carga por tramo (Hf) se define como la multiplicacin de la carga unitaria por

la longitud del tramo, la expresin se muestra en la Ecuacion23

Hf = hfL Ec23

Dnde:

L : longitud del tramo (m)

hf : Perdida de carga unitaria (m/m).

56

Hf : Perdida de carga por tramo

2.9.4 PRESIN

En la lnea de conduccin, la presin representa la cantidad de energa gravitacional

contenida en el agua. En un tramo de tubera que est operando a tubo lleno, podemos

plantear la ecuacin de Bemoulli en la Ecuacion 24.

Z1+P1

+

V12

2g = Z2+

P2

+

V22

2g+Hf Ec24

Dnde:

Z : Cota del punto respecto a un nivel de referencia arbitraria (m).

P/ : Altura o carga de presin "P es la presin y el peso y especifico del fluido"

(m)

V : Velocidad media del punto considerado (m/s).

Hf : Es la perdida de carga que se produce en el tramo de 1 a 2 (m).

Se recomienda iniciar el diseo desde la cmara de captacin. En esta estructura la

presin es igual a la presin atmosfrica, por lo que la carga de presin se asume como

cero. El mismo criterio se aplica cuando se considera en el diseo como punto de partida

una cmara rompe presin, resultando al final del tramo la Ecuacion25.

P2

= Z1-Z2-Hf Ec25

57

2.9.5 DISEO DE LNEA DE CONDUCCIN

2.9.5.1 DESCRIPCIN GENERAL

La lnea de conduccin iniciara en la Captacin (CAP) hasta llegar al primer reservorio

ubicado en el anexo de Laquis (RP01), esta lnea tiene una longitud de 2715.20m y una

diferencia de altura total de 149.10m, y est diseada en tres tramos, el tramo 1 de una

distancia de 800 m, el tramo 2 de 700m y el tramo 3 de 1215.2 m. Para evitar las presiones

altas se coloc una cmara rompe presin (CRP01) al final del tramo 1.

La lnea de conduccin continuara en desde el RP01 (reservorio proyectado del Anexo de

Laquis), al reservorio RP02 (Reservorio Proyectado del Distrito de Omas), esta lnea tiene

una longitud de 1315.25 m y una diferencia de cotas de 67.04m, est diseada en dos

tramos, el tramo uno de una distancia de 600m y el tramo 2 de 715.25m.

La lnea de conduccin continua desde el RP02 (reservorio proyectado en el distrito de

Omas) al RP03 (reservorio proyectado en el anexo de Esquina de Omas) esta lnea tiene

una longitud de 3671.32 m y una diferencia de cotas de 185.84 m, est diseada en tres

tramos, el tramo 1 tiene una longitud de 1500 m, el tramo 2 de 700 y tramo 3 de 1471.32

m.

Esta descripcin se muestra en su totalidad en la figura 26 como un esquema general.

Los detalles de la Planta y perfiles de la lnea de conduccin, se muestran con detalle en

los planos LC1, LC2, LC3 y LC4.

58

2.9.5.2 PROCEDIMIENTO DE CLCULO

De acuerdo a Hazzen y Wiliams las ecuaciones para calcular las presiones y velocidades

en la lnea de conduccin, estn deducidas de la siguiente forma: La pendiente grafica se

halla mediante la Ecuacion26, el dimetro de la tubera se halla con la Ecuacion27, luego

la pendiente Real se halla mediante la Ecuacion28, La velocidad mediante la Ecuacion29,

y los resultados anteriores podemos determinar la Ecuacion30.

Fuente : Elaboracin Tesistas

Fig. 26.- Esquema general de lnea de conduccin en el Distrito de Omas

59

SG = 1-(2)

L Ec26

= (

..)

.

Ec27

SREAL = (

. .)

.

Ec28

V =

. / Ec29

Hffr = L* Sreal Ec30

Donde

SG : Pendiente grafica

C1 : Cota Inicial de tramo

C2 : Cota Final de tramo

L : Longitud del tramo

: Dimetro

Qmd : Caudal mximo diario

C : Coeficiente de Hazzen y Wiliams (C=150 para PVC)

Sreal : Pendiente Real (calculada con el dimetro comercial propuesto)

V : Velocidad (m/s)

60

La presin est definida por la Ecuacion31 , a la vez la por la Ecuacion32

Pll = Cp C2 Ec31

Cp = C1 Hffr Ec32

Dnde:

Pll : Presin de llegada (m.c.a)

Cp : Cota piezometrica (m)

C1 : Cota Inicial de tramo (m.s.n.m)

C2 : Cota Final de tramo (m.s.n.m)

Hffr : Perdida de Carga por Friccin del tramo (m)

Aplicando las Ecuaciones mencionadas, podemos obtener los datos principales para el

diseo, que vendran a ser la velocidad , el dimetro de las tuberas y las presiones de

salidas y llegadas de la lnea de conduccin, estos se muestran con detalle en el cuadro30.

61

Cuadro30.- Planilla de Clculo de Lnea de Conduccin

Linea de conduccion Captacion( CAP) - Reservorio Anexo de Laquis (RP01)

C1

(m.s.n.m)

C2

(m.s.n.m)

Tramo 1 2.98 1798.94 1755.98 800 0.054 150 1.91 2.5 0.014 0.94 11.38 42.95 31.57 1787.55

Tramo 2 2.98 1755.98* 1696.25 700 0.085 150 1.73 2 0.042 1.47 29.494 59.73 30.24 1726.49

Tramo 3 2.98 1726.49 1649.83 1215.2 0.063 150 1.84 2 0.042 1.47 51.2 76.66 25.46 1675.29

* se coloco camara r

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