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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCIÓN CARRERA DE INGENIERIA AGRICOLA

Líder en Ciencias y Tecnología.

PROTOCOLO “PROPUESTA DE DISEÑO DE LA RED DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EN LA COMUNIDAD OJO DE AGUA, MUNICIPIO CIUDAD DARÍO, DEPARTAMENTO, MATAGALPA”.

TESISTA: BR. MARITZA ISABEL REYES MORALES

TUTOR: ING. LUIS GUSTAVO ESPINOZA GONZÁLES.

Managua, Mayo 2011.

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I.

INTRODUCCION ---------------------------------------------------

Pág. 3

II.

ANTECEDENTES ---------------------------------------------------

Pág. 4

III.

JUSTIFICACION -----------------------------------------------------

Pág.5

IV.

OBJETIVOS ----------------------------------------------------------Objetivo General Objetivos Específicos

Pág.6

MARCO TEÓRICO ---------------------------------------

V.

Pág. 7- 13

5.1 Generalidades---------------------------------------------

Pág.7

5.1.1 Mini acueductos----------------------------------------

Pág.7

5.1.2 Criterios para la aceptación del manantial--------

Pág.8

5.1.3 Elementos del mini acueducto---------------------Pág.8 Criterio Técnico para la construcción de mini acueductos en el sector rural. Pág.9 Fuentes de abastecimiento -------------------------------------Pág.10 Calidad del agua----------------------------------------------------Pág.11 Proyección de la población---------------------------------------Pág.12 Dotación y población a servir ------------------------------------Pág.12 Almacenamiento ----------------------------------------------------Pág.13 Estudio Financiero ---------------------------------------------------Pág.14 Estudio Económico --------------------------------------------------- Pág.15

A. B. C. D. E.

VI. VII. VIII.

METODOLOGIA ---------------------------------------------------BIBLIOGRAFIA ----------------------------------------------------CRONOGRAMA DE TRABAJO--------------------------------

Pág.15 Pág.16 Pág. 17

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I. INTRODUCCION La comunidad de Ojo de Agua, es una comunidad rural perteneciente al municipio de ciudad Darío, departamento de Matagalpa, la cual ha sido objeto de estudio técnico social y económico para el abastecimiento de agua. Se elaborará un informe basado en las investigaciones que se realizarán en la comunidad antes mencionada, en el que se reflejarán aspectos técnicos y socioeconómicos actuales de la población que será beneficiada en el proyecto. El informe comprende, inventario hidrogeológico y reconocimiento de fuentes de agua, estudio y selección de alternativas, tarifa para el mantenimiento del sistema. Se abordarán las condiciones reales para abastecer de agua potable a la población de la comunidad así como aspectos que son necesarios para complementar el desarrollo integral de dicha comunidad, por ejemplo, necesidades de saneamiento ambiental para la comunidad así como capacitaciones para la operación, mantenimiento del sistema de agua potable, impacto ambiental positivo. Con la formulación de este proyecto se dar respuesta a la necesidad de los pobladores de la comunidad Ojo de Agua, además incrementar en esta las capacidades de gestión, ejecución, operación, mantenimiento y administración del sistema de agua potable para lograr la sostenibilidad del mismo, también el mejoramiento de las condiciones de vida de los pobladores de manera integral. En este estudio se divulgarán y profundizarán las políticas de participación ciudadana en todas las etapas del proyecto, lo que nos permitirá elevar la calidad de la participación comunitaria ya sea en el reconocimiento de la comunidad, sus lideres, hábitos de higiene y saneamiento, sus capacidades técnicas organizativas. Todo esto con el propósito de asegurar la operación y mantenimiento del sistema a construir y un manejo ambiental adecuado del recurso hídrico de manera tal que además de garantizar inversiones eficaces, se asegure la sostenibilidad de la infraestructura.

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II. ANTECEDENTES

La comunidad Ojo de Agua esta ubicada en los Llanos de Tamalapa, pertenece al casco rural del municipio de Ciudad Darío, es una comunidad pequeña compuesta por 53 familias por lo general compuesta entre 2 a 9 habitantes por familia, la mayoría de las viviendas se encuentran disgregadas unas a orillas del camino y otras en la ladera de las Montañas. Se encuentra a una altura aproximada entre 560 y 620 m.s.n.m. La población se abastece de agua de manantiales y de un pozo artesiano que fue perforado por Care Internacional en el año 1990, el cual tiene un diámetro de 30 pulgadas, con tubería ranurada metálica, sin embargo no se les instaló bomba motivo por el que la población extrae el agua con baldes. Esto provoca que el agua que actualmente consumen no cumpla con los requisitos sanitarios de calidad, repercutiendo directamente a la transmisión de enfermedades de origen hídrico; sumando a esto que la forma de utilización y extracción del agua va ligada a las características y costumbres que poseen las comunidades rurales tomando como parámetros el que no cuentan con los recursos suficientes para solucionar el caso expuesto.

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III JUSTIFICACION

La comunidad no se abastece satisfactoriamente con el pozo actual. En época de invierno suplen sus necesidades con agua de lluvia, sin embargo al iniciar la época de verano el pozo disminuye su nivel de agua, por lo que tienen que acarrear el agua de consumo humano, desde fuentes que están ubicadas en la comunidad vecina Pueblo Nuevo a una distancia de 5 Km., por lo que se vuelve muy fatigoso especialmente para todas las mujeres que son las que ejercen este oficio. . Lo anterior se consolida porque el acarreo del agua desde los pozos hasta los hogares la realizan las mujeres, niños y niñas en pocos casos algunos hombres, cuando lavan ropa la distancia recorrida (5 Km.)es grande y además lo hacen con cargas que pueden pesar hasta 80libras. Lo anterior es motivo suficiente para que la comunidad, a través del presente proyecto mejore su calidad de vida, a través del diseño de un sistema de abastecimiento de acuerdo con sus recursos

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IV. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL. 1) Realizar propuesta de diseño de la red de abastecimiento de agua potable en la comunidad Ojo de Agua, municipio Ciudad Darío, departamento, Matagalpa.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1) Identificar los recursos hídricos existentes en la comunidad. 2) Identificar las características de la población de la comunidad “ojo de agua” mediante el estudio socio-económico de la misma. 3) Realizar un levantamiento topográfico de los sitios donde se construirá el SAP. 4) Diseñar los componentes del SAP propuesto en el estudio. 5) Elaborar un estudio de mercado para la implementación del proyecto. 6) Elaborar el costo de la instalación del agua potable en “la comunidad ojo de agua“, tomando en cuenta los precios actuales del mercado y beneficios financieros partiendo de la rentabilidad del proyecto.

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IV. MARCO TEORICO 5.1 Generalidades 5.1.1 Mini acueductos. Manantial es la fuente de agua que brota de la tierra o entre las rocas. Puede ser permanente o temporal. Se origina de la filtración de agua de lluvia que penetra en un área y emerge en otra de menor altitud, donde el agua no esta confinada en un conducto impermeable. Un mini acueducto es u sistema instalado en una zona para proporcionar agua potable a la comunidad donde estará inmerso, partiendo de una fuente natural de agua. Para su instalación se requiere de una serie de normas y procedimientos basados en factores culturales, económicos y sociales del sector. Una de las normas fundamentales a tomar en cuenta es la calidad del agua a la que se le aplicaran análisis químicos, físicos y bacteriológicos, así como el almacenamiento de l misma. Los posibles diseños del proyecto de agua son: b.) Mini acueducto por gravedad (MAG) c.) Mini acueducto por bombeo eléctrico (MABE) d.) Captación Manantial (CM) e.) Pozo excavado a mano (PEM) f.) Pozo Perforado (PP)

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MABE: Este diseño será seleccionado por las características del terreno de la comunidad rural OJO DE AGUA, este tipo de mini acueducto se debe de considerar en caso que existan: a) Disponibilidad de fuentes de abastecimiento. b) Disponibilidad de energía eléctrica. c) Capacidad de pago de la comunidad.

5.1.2 –Elementos del mini acueducto. 1) Fuentes de abastecimiento: Manantiales. Estudio de caudal en tiempo de verano. Análisis químico, físico y bacteriológico del agua. 2) Líneas de por conducción de bombeo: Energía Eléctrica por medio la cual se transporta el caudal desde el manantial hasta el tanque. Tubería, accesorios, válvulas de purga. 3) Tanque de almacenamiento: Debe permanecer cerrado, instalar tapaderas de inspección, sistemas de limpieza constar con un rebose. Se construye de concreto reforzado con piedra bolón o cantera, con lozas inferior y superior, pueden ser de hormigón o acero. 4) Red de distribución, conductos cerrados: Puestos públicos: Se construyen para abastecer a mas de 2 casas. Llevan 1 o 2 grifos se construyen un delantal sanitario un canal de desagüe. Debe hacerse limpieza diaria. No debe lavarse maíz, ropa sucia etc. Tomas domiciliares: son conexiones para cada casa existente del poblado. Tuberías y accesorios. Calculo de potencia del equipo de bombeo. En mini acueducto por bombeo eléctrico se calcula la potencia del equipo de bombeo mediante la siguiente expresión: Pb : (Q * CTD ) (3960 * E)

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Pb: potencia de bombeo en Hp. Q: caudal en qpm. E: eficiencia de la bomba. CTD: carga total dinámica. La carga dinámica esta en función de las características

hidrogeológicas de

acuífero, de la zona en la cual se encuentra el manantial , del caudal de la explotación, las dimensione de la líneas de condición y la profundidad de succión del agua subterránea. Diámetro económico En l mayoría de los sistemas de tubo es necesario conocer de antemano todo su geometría todo su

análisis. La selección de diámetro es la que admite más

variante en la solución, debido a que se puede hacer en base a un mayor número de criterios. Sin embargo, el mas importante es quizás el de la economía tanto en el monto de la inversión inicial del sistema como en el de la conservación y operación del mismo. El diámetro mas económico de cada uno de los tramos componentes del sistema será aquel para el cual es mínima la suma de de los costos de la instalación, conservación

y

servicios.

Los

costos

de

la

instalación

incluyen

los

correspondientes al personal y materiales necesarios para mantener en servicio el sistema además de los costos de la energía para el mismo, como en el caso de una planta de bombeo. Los tubos de gran diámetro ocasionan una perdida de fricción mas pequeña pero son mas costosas, con los de menor diámetro sucede lo contrario. El diámetro más económico entonces será aquel de mínimo costo en total 5.1.3. Criterios técnicos para la construcción de minia acueductos en el sector rural. La empresa nicaragüense de acueductos y alcantarillados ENACAL, a diseñado y difundido un documento de apoyo para los organismos identidades que trabajen en proyectos de agua potable en zonas rurales del país para homogeneizar los

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procedimientos. El documento refleja normas y criterios referentes a la calidad del agua

que

debe

manejarse;

proyección

de

la

población,

normas

del

almacenamiento que se aplican para diseñar un tanque. Resultando del funcionamiento del sistema; Análisis de la línea de conducción y la red de distribución realizadas a través de la formula Hazen-William, hunter dando opción para un sistema abierto o cerrado. También se refleja el diseño de los proyectos de agua MAG, MABE, CM, PEM, PP. A. FUENTES DE ABASTECIMIENTO La fuente de abastecimiento para el suministro de agua potable, constituye el elemento más importante de todo el sistema por tanto: debe estar lo suficientemente protegida y debe cumplir dos propósitos fundamentales: Suministrar agua en cantidad suficiente para abastecer la demanda de la población durante el periodo de diseño considerado. Mantener las condiciones de calidad necesarias para garantizar la población de la misma. Criterios para la aceptación del Manantial: Los manantiales se refieren a zonas en la corteza terrestre por donde aflora el agua subterránea. Generalmente este tipo de fuentes. Sufren variaciones en su producción asociadas, con el régimen de lluvia en la zona. En la mayoría de los casos, es de esperar que el caudal mínimo del manantial coincida con el final del periodo de estiaje en la zona. Los criterios para considerar un manantial como fuente de suministro de agua potable son los siguientes 1. El dato o datos de aforo, deberán corresponder al final periodo seco de la zona y se tomara como base para el diseño, el mínimo valor obtenido. 2. El caudal (Q) critico de producción de la fuente deberá ser mayor o igual al consumo máximo diario de la población al final del periodo de diseño, de lo contrario se desechara su utilización o se complementara con otra fuente disponible.

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3. Se consideraran solamente fuentes cuya producción critica sea igual o mayor a 5 galones por minuto. Estas consideraciones son validas para sistemas tipo MAG, MABE B. CALIDAD DEL AGUA No menos del 80% de todas las enfermedades en el mundo se asocian con el agua no potable o de mala calidad. Muchas de las enfermedades se deben probablemente a la falta de agua, tales: como las infecciones de los ojos y la piel; sin embargo, si se mejora la calidad y cantidad del suministro, la proliferación de las enfermedades se verán limitadas, previendo de esta forma epidemias futuras. El objetivo de estas normas es para proteger la salud publica y por consiguiente ajustar. Eliminar o reducir al mínimo aquellos componentes o características del agua, que puedan representar un riesgo para la salud de la comunidad e inconvenientes para la preservación de los sistemas de abastecimientos de agua (art.3 normas CAPRE). a) La fuente de agua a utilizar en el proyecto se le deberá efectuar por lo menos un análisis físico químico bacteriológico antes de su aceptación como tal. b) Los parámetros mínimos de control para el sector rural disperso serán: coliforme total, coliforme fecal, olor, sabor, color, turbiedad, temperatura, concentraciones de iones de hidrógenos y conductividad. c) El análisis de las fuentes de agua tales como manantiales, pozos perforados pozo excavado

mano deberán cumplir con las normas

establecidas.

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C. PROYECCION DE LA POBLACION Es necesario determinar las demandas futuras de una población para prever en el diseño las exigencias de las fuentes de abastecimiento, línea de conducción, red de distribución y futuras extensiones de servicio. La información de datos poblacionales se deberá obtener de fuentes tales como INEC y MINSA. Si no se dispone de esta información, se tomara como base el censo de población que realizan los promotores sociales de diversos programas. 3.1 Método de cálculo Para estimar las poblaciones futuras cada uno de ellos se deberá en el método geométrico que a continuación se detalla. Método geométrico

Pn = Po (1+r)H

Donde: Pn = población en el año n. Po = población del ultimo censo R = tasa de crecimiento (2.5% - 4%) N = tiempo entre la fecha deseada y la del ultimo censo (años) D. DOTACION Y POBLACION A SERVIR Dotación La dotación de agua, expresa como la calidad de agua por persona por persona por día esta en dependencia de:

a) Nivel de servicio adoptado b) Factores Geográficos c) Factores Culturales. d) Uso de agua.

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Normas a) Para sistemas de abastecimiento de agua potable, por medio de puestos públicos, se diseñara con un caudal de 8 gppd a 14 gppd. b) Para sistemas de abastecimiento de agua potable por medio de conexiones domiciliares y/o de patio se diseñara con un caudal de 15 gppd a 20 gppd. c) La dotación para los pozos excavados a mano y pozos perforados se recomienda considerar un rango de 5 a 9 galones por persona por día (gppd). d)

Cuando se diseña un sistema de abastecimiento de agua especialmente en mini acueducto y la capacidad de la fuente es menor que el requerimiento de agua que se necesita para abastecer a una población de acuerdo a la dotación. Esta deberá eliminarse y buscar otras fuentes o complementarse con otras para cumplir como mínimo el 100% del requerimiento.

Población a servir a) En los mini acueductos por gravedad y capacitaciones de manantial la población a servir estará en dependencia de las características de la población objeto de estudio, el tipo y configuración de la comunidad y la definición tecnológica a implementarse. b) La población a servir en los pozos excavados a mano se ha estimado como mínimo de 6 familias de 6 miembros o sea 36 personas por pozo. c) En los pozos perforados la población a servir se considera como mínimo de 80 personas.

E. ALMACENAMIENTO Los depósitos para almacenamiento de agua tienen como objetivo garantizar la cantidad necesaria para el consumo con una presión adecuada en la red de distribución.

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Capacidad Mínima a) La capacidad del tanque debe suplir las máximas demás que se presentan durante la vida útil del sistema. b) Debe mantener reserva suficiente para responder ante las interrupciones en el suministro de agua ya sea por daños ocasionados que sufra la línea de conducción o captación. 5.2 ESTUDIO FINANCIERO La evaluación de proyectos por medio de métodos matemáticos – Financieros es una herramienta de gran utilidad para la toma de decisiones por parte de los administradores financieros ya que un análisis que se anticipe al futuro puede evitar posibles desviaciones y problemas en el largo plazo. Las técnicas de evaluación económica son herramientas de uso general. Lo mismo puede aplicarse a inversiones industriales, de hoteleria, de servicios, que a inversiones en informática. El valor presente neto y la tasa interna de rendimiento se mencionan juntos porque en realidad es el mismo método, solo que sus resultados se expresan de manera distinta. Recuérdese que la tasa interna de rendimiento es el interés que hace el valor presente igual a cero, lo cual confirma la idea anterior. Estas técnicas de uso muy extendido se utilizan cuando la inversión produce ingresos por si misma, es decir, seria el caso de la tan mencionada situación de una empresa que vendiera servicios de informática. El PVN y la TIR se aplican cuando hay ingresos ç, independientemente de que la entidad pague o no pague impuestos.

Valor presente neto (VPN): VPN = - P + ∑

FNE (1+TMAR)n

+

VS

(1+TMAR)n

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Tasa Interna de rendimiento (TIR) TIR= ∑

FNEn

+

(1+ i )n

VS (1 + i )n

Donde P = Inversión inicial FNE = Flujo neto de efectivo del periodo n, o beneficio neto después de impuesto mas depreciación. VS = Valor de salvamento al final de periodo n. TMAR = Tasa mínima aceptable de rendimiento o tasa de descuento que se aplica para llevar a valor presente. Los FNE y el VS. i = Cuando se calcula la TIR, el VPN se hace cero y se desconoce la tasa de descuento que es el parámetro que se debe calcular. Por eso la TMAR ya no se utiliza en el cálculo de la TIR. Así la (1) en la segunda ecuación viene a ser la TIR. Recuérdese que los criterios de aceptación al usar estas técnicas son: Técnica

Aceptación >=0 >=TMAR

Rechazo