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• Max Caballero

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SISTEMA DE AGUA POTABLE POR GRAVEDAD

INDICE GENERAL 1.

INTRODUCCION ................................................................................................................. 1

2.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................ 2

3.

4.

5.

2.1.

PROBLEMÁTICA ......................................................................................................... 2

2.2.

JUSTIFICACION .......................................................................................................... 2

OBJETIVO ........................................................................................................................... 2 3.1.

OBJETIVO GENERAL ................................................................................................. 2

3.2.

OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................ 2

LOCALIZACION FISICA ..................................................................................................... 3 4.1.

Localización ................................................................................................................ 3

4.2.

Población actual ......................................................................................................... 3

4.3.

Topografía y clima ...................................................................................................... 3

4.4.

Vías de acceso ............................................................................................................ 4

DESCRIPCION GENERAL ................................................................................................. 4 5.1.

Descripción del micro proyecto ................................................................................ 4

5.2.

Levantamiento topográfico ....................................................................................... 4



Planimetría ................................................................................................................... 4



Descripción del método de dobles deflexiones ...................................................... 4

Esquema que ejemplifica el método de dobles deflexiones. ....................................... 5 Esquema que ejemplifica la forma en que se determinaron las distancias horizontales en campo. ......................................................................................................... 6 

Altimetría...................................................................................................................... 6

Altura del instrumento ....................................................................................................... 7 Nivelación de un punto cualquiera. ................................................................................. 8 5.3.

Caudal de aforo ........................................................................................................... 8

Esquema del aforo ............................................................................................................. 9 5.4.

Calidad del agua ......................................................................................................... 9

5.5.

Estimación de la población de diseño ................................................................... 10

5.6.

Determinación del caudal de diseño ...................................................................... 11

5.6.1.

Caudal medio diario .......................................................................................... 11

5.6.2.

Caudal máximo diario

2

5.6.3.

Caudal máximo horario .................................................................................... 13

5.7.

Parámetros de diseño .............................................................................................. 14

5.8.

Diseño de la línea de conducción........................................................................... 14

Velocidades y presiones ................................................................................................. 17 5.9.

Tanque de distribución ............................................................................................ 18

5.10.

Sistema de potabilización .................................................................................... 19

5.11.

Red de distribución............................................................................................... 19

5.12.

Obras hidráulicas .................................................................................................. 22



Cajas de registro ....................................................................................................... 22



Cajas rompe presión ................................................................................................ 22

5.13.

Mantenimiento del sistema .................................................................................. 22

5.14.

Como realizar el mantenimiento preventivo ...................................................... 23

5.14.1.

En la captación............................................................................................... 23

5.14.2.

En el tanque de distribución ........................................................................ 23

5.14.3.

En la línea de conducción ............................................................................ 24

5.14.4.

En los accesorios .......................................................................................... 24

6.

CONCLUSIONES .............................................................................................................. 24

7.

RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 25

8.

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................. 25

9.

ANEXOS A ......................................................................................................................... 26 LIBRETA TOPOGRAFICA ................................................................................................... 26 Tabla II levantamiento altimétrico...................................................................................... 29

ANEXO B .................................................................................................................................. 32 PLANOS ................................................................................................................................ 32

SISTEMA DE AGUA POTABLE POR GRAVEDAD 1. INTRODUCCION Recursos hídricos en el mundo EL AGUA es esencial para la supervivencia y el bienestar de los humanos. Para algunos, la crisis del agua supone caminar a diario largas distancias para obtener agua potable suficiente, limpia o no, únicamente para salir adelante. Para otros, implica sufrir una desnutrición evitable o padecer enfermedades causadas por las sequias, las inundaciones o por un sistema de saneamiento inadecuado. También hay quienes la viven como una falta de fondos, instituciones o conocimientos para resolver los problemas locales del uso y distribución del agua. Muchos países todavía no están en condiciones de alcanzar los Objetivos de Desarrollo del Milenio relacionados con el agua, con lo que su seguridad, desarrollo y sostenibilidad medioambiental se ven amenazados. Además, millones de personas mueren cada año a causa de enfermedades transmitidas por el agua que es posible tratar. Mientras que aumentan la contaminación del agua y la destrucción de los ecosistemas, somos testigos de las consecuencias. Que tienen sobre la población mundial el cambio climático, los desastres naturales, la pobreza, las guerras, la globalización, el crecimiento de la población, la urbanización y las enfermedades, incidiendo todos ellos. Los datos actuales sobre este servicio confirman que aún queda mucho por hacer: Más de 2.600 millones de personas en el mundo carecen de saneamiento adecuado, más del 40% de la población mundial. De ellos, 980 millones de niños y niñas carecen de acceso a las instalaciones de agua y saneamiento lo que afecta a todos los aspectos de su vida. La falta de saneamiento adecuado está asociado a la muerte de casi dos millones de niños y niñas cada año. El 88% de las muertes producidas en el mundo por diarreas, segunda causa de mortalidad infantil en el mundo, están relacionadas directamente con un déficit en el abastecimiento de agua y el saneamiento.

1

El costo económico que suponen las mejoras en saneamiento es reducido en comparación con los beneficios que conlleva su disponibilidad efectiva. Se calcula que con una inversión anual de unos siete mil millones de euros (menos del 1% de los gastos militares mundiales en 2005) se reduciría a la mitad para 2015 el número de personas que no dispone de sistemas de saneamiento. Por cada euro invertido en saneamiento y abastecimiento, se pueden ahorrar hasta 8 euros en costos de salud y otros servicios básicos.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1. PROBLEMÁTICA Debido a la pobreza y cultura de sus pobladores, es una de muchas comunidades del país que no cuentan con los servicios mínimos sanitarios para la prevención de enfermedades. Por eso, existe la obligación de poner fin a esa triste situación, mediante la planificación de proyectos básicos de desarrollo rural. 2.2. JUSTIFICACION Luego de realizar un diagnóstico y conocer las necesidades básicas de dicha comunidad, se procedió a clasificar las de mayor prioridad, designando el proyecto de servicio y necesidad básica. Como ser el diseño de abastecimiento de agua potable por gravedad. 3. OBJETIVO 3.1. OBJETIVO GENERAL Diseñar un sistema de abastecimiento de agua potable por gravedad, apta para el consumo humano. 3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Disminuir las incidencias de diarreas, parasitosis, zarcoptosis y otras enfermedades de origen hídrico en niños(as) y adultos de la comunidad de Molleni K´asa.

2

 Al cubrir una necesidad básica como el acceso al agua potable, conseguiremos que las personas enfermen con una frecuencia mucho menor y puedan desarrollar sus actividades de trabajo con más normalidad.  Con esta acción pretendemos que mejore la calidad de vida de la comunidad y contribuyamos a su desarrollo.  Disminuir las tasas de mortalidad por enfermedades de origen hídrico.  Provocar un impacto sanitario favorable en la población infantil, más vulnerable a las enfermedades.  Provocar un impacto de género favorable en la población femenina e infantil al reducirle su carga de trabajo.  Mejorar los hábitos de consumo de agua y de salud integral por parte de la comunidad. 4. LOCALIZACION FISICA 4.1. Localización La comunidad de Molleni K’asa del municipio de Tarvita se encuentra a una altura promedio de 1980 m.s.n.m. 4.2. Población actual Actualmente la comunidad se compone por 37 viviendas, con un número de 37 familias haciendo un total de 230 habitantes, con un promedio de 6 persona por familia. 4.3. Topografía y clima La topografía del lugar es accidentada y montañosa y con una temperatura que fluctúa entre 9ºc y 21ºc, la población se dedica a la agricultura, ganadería y tala de árboles. La comunidad está ubicada a 1980 m.s.n.m., en época de lluvia, su precipitación pluvial promedio es de 7289 mm (fuente integrado de RR. NN. Del departamento de Chuquisaca), los meses más lluviosos son enero y febrero; su riesgo climático es la sequia que se presenta con regularidad en el mes de noviembre (PDM-Tarvita).

3

4.4. Vías de acceso La accesibilidad a la comunidad es transitable durante todo el año; la distancia desde Sucre al centro más cercano poblado del municipio, es Molleni que se encuentra a 255 Km y 2 Km hasta la comunidad con un camino secundario, que es transitable durante todo el año en buen estado. 5. DESCRIPCION GENERAL 5.1. Descripción del micro proyecto El proyecto consiste en diseñar un sistema de abastecimiento de agua potable para la comunidad de Molleni K’asa, del municipio de Tarvita del departamento de Chuquisaca. El sistema funcionara por gravedad. La fuente del agua está ubicada a 1982 m.s.n.m., es apta para el consumo humano, sin embargo se debe tomar en cuenta la desinfección, se construirá una toma con su caja de captación, la aducción es de 2785 mt., un tanque de almacenamiento de 10000 lit. Con cerco de malla olímpica, una red de distribución de 9175.5 mt., 37 piletas. Se usa tubería de cloruro de polivinilo PVC. 5.2. Levantamiento topográfico Para este proyecto, el levantamiento topográfico se desarrollo utilizando un teodolito con ruta seleccionada para la planimetría y un nivel de precisión para la altimetría. 

Planimetría

Se efectuó por el método de dobles deflexiones, haciendo un levantamiento de poligonales abiertas con ruta seleccionada; poniendo especial cuidado en los sitios donde sea posible ubicar obras hidráulicas tales como cajas rompe presión, cajas de registro, tanques de distribución, etc. 

Descripción del método de dobles deflexiones

1) En la estación inicial se centra y nivela el aparato y se asigna el norte, colocando 0º0’0” en esa dirección. Se abre el movimiento acimutal y se barre en dirección a la estación # 1, se cierra en acimutal y se afina 4

con el tangencial hasta que el hilo vertical de la retícula coincida con el hilo vertical de la primada, se toma la distancia y se registra en libreta, se traslada a estación # 1. 2) En estación # 1 se centra y nivela el aparato, se coloca el limbo horizontal del aparato en 0º0’0”, con el general abierto y el acimutal cerrado se localiza la estación de atrás con el lente invertido, se cierra el movimiento general, hasta que ambos, el hilo de la plomada y el de la retícula coincidan; se da vuelta la campana, se abre el movimiento acimutal y se barre hacia la estación # 2, se cierra el acimutal y se afina con el tangencial del acimutal registrado deflexión. 3) Para todos los puntos se constituye las líneas de conducción y red de distribución, repetir los pasos descritos en el inciso 2. En gabinete se deben trazar todos los puntos que unen las estaciones con el fin de armar una planta general de la línea de conducción y de red de distribución. Se muestra un esquema para ejemplificar el método.

Esquema que ejemplifica el método de dobles deflexiones.

Para la determinación de las distancias horizontales no se utilizó el método taquimétrico, debido que el ángulo vertical del teodolito 5

proporcionado en ese momento; se encontraba en malas condiciones. Por confiabilidad se utilizó una cinta métrica, utilizando plomada en ambos extremos, midiendo distancias horizontales entre estaciones no mayores de 20 metros. Se muestra un esquema que ejemplifica como se determinaron las distancias horizontales en campo. Esquema que ejemplifica la forma en que se determinaron las distancias horizontales en campo.



Altimetría

El nivel de un punto es su distancia vertical por encima o debajo de un plano dado. La nivelación es el proceso por el que se determinan las diferencias de nivel entre dos o más puntos. Los instrumentos que se utilizaron para efectuar el levantamiento altimétrico del presente estudio son el nivel de precisión y la estadía. Para realizar la nivelación fue indispensable crear un banco de nivelación (B.M.), con cota 1000.00, este banco de nivelación o cota de salida sirve para tener una referencia de nivel de todas las estaciones y puntos de interés con respecto a un punto y así poder interrelacionarlos unos con otros, para posteriormente trazar un perfil del terreno. Para poder determinar el nivel en puntos de interés debe realizarse el siguiente procedimiento:

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a) Nivelar el aparato en un lugar que tenga vista hacia el B.M. y los puntos de interés. b) Determinar altura del instrumento. El aparato tiene una vista completamente horizontal una vez nivelado, por lo que la altura del instrumento se define como la diferencia de nivel entre la cota 1000.00 y la línea horizontal imaginaria de su mira, más la cota 1000.00. Para determinar tal diferencia de nivel es necesario colocar la estadía de 4 metros con su base en el B.M. y tomar lectura con el aparato. Suponiendo que la lectura fuera de 3.65 metros, entonces la altura de instrumento es 1003.65. Altura del instrumento

c) Determinar el nivel de una estación o punto cualquiera. Una vez se tiene nivelado el aparato, se está en posibilidad de nivelar un punto cualquiera a la rotonda, con la única condición de que al colocar la estadía sobre el punto de interés ésta sea visible con el aparato. Para determinar el nivel de un punto con respecto al B.M. es necesario colocar la estadía sobre el punto, luego se toma la lectura que posteriormente es restada de la altura del instrumento, con lo cual ya se tiene el nivel buscado. 7

Suponiendo que se determino una lectura de 1.87 metros, entonces restándole esta cantidad al 1003.65 de altura del instrumento del ejemplo anterior, se obtendrá 1001.78 metros, que será el nivel del punto trabajado. Nivelación de un punto cualquiera.

5.3. Caudal de aforo Para la realización del aforo del nacimiento que abastecerá a la comunidad, se aplicó el método volumétrico, el cual se desarrolló de la siguiente manera: se escogió un recipiente de volumen conocido, entonces se captó el agua del nacimiento hasta llenar el recipiente, tomando en cuenta el tiempo de llenado del mismo; para calcular el caudal se utilizó la siguiente fórmula:

Donde: Q = Caudal; V = Volumen; T = Tiempo Para mayor confiabilidad en el diseño, el aforo se realizó cuatro veces en diferentes días, tomando como resultado final el promedio de los mismos que corresponde a 0.284 L/s. 8

Esquema del aforo

5.4. Calidad del agua Para saber si el agua es potable se tomó una muestra a dicho nacimiento, ya que la calidad del agua tiene una estrecha relación con las características físicas, químicas y bacteriológicas, por medio de las cuales se puede evaluar si el agua es apta para el consumo humano. Para este caso se realizaron dos exámenes. 1. Examen bacteriológico El principal peligro con el agua es la posibilidad de su contaminación con heces fecales de origen humano o animal. Estas heces pueden contener bacterias patógenas capaces de producir enfermedades como la fiebre tifoidea, cólera, u otras enfermedades diarreicas. Para comprobar que el agua es apta para beber y para uso doméstico, se efectúa dicho examen, el cual identifica el número de organismos indicadores que contiene el agua. Los organismos que se emplean con más frecuencia como indicadores de la contaminación fecal son la Escherichia colí y el grupo coliforme en general. Los resultados de los exámenes deben interpretarse comparándolos con concentraciones y características límite que no deber ser excedidos. En Bolivia. Los resultados obtenidos del examen bacteriológico para este proyecto indican que el agua no exige más que un simple tratamiento de desinfección.

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2. Examen fisicoquímico El principal propósito de este examen es medir y registrar aquellas propiedades que pueden ser captadas por los sentidos; entre éstas están el olor, color, turbiedad, sabor y temperatura. Según los resultados obtenidos del examen fisicoquímico el agua cumple con las normas internacionales de la Organización Mundial de la Salud para fuentes de agua. 5.5. Estimación de la población de diseño Para estimar la proyección de la población se consideró la tasa de crecimiento de la comunidad que es de 1.94%, Según los datos de población del Instituto Nacional de Estadística, con una población actual de 230 habitantes, este último dato fue proporcionado por la Asociación Civil de dicha comunidad. Para la población de diseño (población futura), se utilizó el método del porcentaje por ser práctico y apropiado para poblaciones en vías de desarrollo, dado por la siguiente fórmula:

Donde: Pf = población futura de diseño Pa = población actual r = tasa de crecimiento poblacional n = número de años que se proyectan Sustituyendo datos en la fórmula anterior se tiene: Pf=230(1+1.94%)20 Pf=338 habitantes

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Dotación Es la cantidad de agua asignada en un día a cada usuario para satisfacer sus necesidades. Se expresa en litros por habitante por día. El consumo de agua está en función de una serie de factores que son: clima, nivel de vida, costumbres de la región, servicios comunales, etc. En la guía para el diseño de abastecimiento de agua potable a zonas rurales del instituto de fomento municipal (INFOM) se recomienda una dotación de 60 a 90 L/hab/día para servicios. Debido a la disponibilidad de agua del nacimiento, se asignó una dotación de 60 L/hab/día. 5.6. Determinación del caudal de diseño 5.6.1.

Caudal medio diario Es la cantidad de agua consumida por la población durante un día, la cual se obtiene como el promedio de los consumos diarios en el período de un año. Dado que el caudal requerido es permanente durante un día, se calcula según la siguiente expresión:

 Dot * Pf  Qm     86400seg  Donde: Qm = Caudal medio diario, en L / s. Dot = Dotación, L/hab/día Pf = Población futura Entonces:

 60 L / hab / dia *338hab  Qm    86400seg   Qm  0.235L / s

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5.6.2.

Caudal máximo diario Es el máximo consumo de agua durante 24 horas, observado en el período de un año. A falta de un registro, el consumo máximo diario se obtiene incrementando dentro de un rango de un 20 a un 50 % el caudal medio diario. Este porcentaje se le conoce como “factor de día máximo”, y se sabe que su valor está en función del tamaño de la población y de sus costumbres. El factor que se utilizará servirá para determinar el caudal de consumo de día máximo, con el cual se elaborará el diseño hidráulico de la línea de conducción; para el presente proyecto se tomó un factor de 1.18, este factor según UNEPAR (Unidad Ejecutora del Programa de Acueductos Rurales) está entre 1.10 y 1.20 para una población < a 1000, y 1.2 para una población > a 1000, el factor utilizado para este trabajo es de 1.18. Por lo tanto: Qc  FMD * Qm

Donde: Qc = Caudal máximo diario o caudal de conducción FDM = Factor de día máximo Qm = Caudal medio diario Entonces: Qc  1.18*0.235L / s Qc  0.28L / s Qc  0.27 L / s  Aforo  0.284L / s

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Lo anterior implica que la fuente es capaz de suplir la demanda. 5.6.3.

Caudal máximo horario

Se considera como el valor de la demanda máxima que se espera de un consumo en una hora. Éste será utilizado para el diseño hidráulico de la red de distribución, es decir, el que determinen los diámetros de tubería que se va a utilizar. Cuando no se tienen registros de consumos máximos horarios, este valor se obtiene incrementando dentro de un rango de 200 a 250 % el caudal medio diario. A este porcentaje se le denomina “factor de hora máxima”, y al igual que el factor de día máximo, está en función del tamaño de la población y de sus costumbres, es decir: Para poblaciones futuras < 1000 habitantes usar un factor alto Para poblaciones futuras > 1000 habitantes usar un factor bajo El caudal máximo horario (Qd) se determinará multiplicando el consumo medio diario (Qm) por el factor de hora máxima (FHM), para el presente proyecto se tomó un factor de 2.5. Este factor según UNEPAR está entre: 2.0 a 3.0 para una población < 1000 habitantes, y 2.0 para una población > 1000 habitantes. El factor utilizado para este trabajo es de 2.5. Por lo tanto:

Qd  FHM * Qm Donde: Qd = Caudal máximo horario o caudal de distribución FHM = Factor de hora máxima = 2.5

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Qm = Caudal medio diario Entonces:

Qd  2.5*0.235L / s Qd  0.58L / s 5.7. Parámetros de diseño Los parámetros de diseño que sirvieron de base en el proyecto de abastecimiento de agua potable para la comunidad de Molleni K’asa son los siguientes: Aforo

 0.284L / s

Tipo de sistema

 Gravedad

Numero de conexiones

 37

Población actual

 230 habitantes

Tasa de crecimiento

 1.94%

Periodo de diseño

 20 años

Población de diseño.

 338 Habitantes

Dotación

 60L / hab / dia

Caudal medio

 0.235L / s

Factor de día máximo

 1.18

Caudal de día máximo

 0.27L / s

Factor de hora máximo

 2.5

Caudal de hora máximo

 0.58L / s

5.8. Diseño de la línea de conducción Se calculó de acuerdo con los datos del levantamiento topográfico, el caudal de aforo que corresponde a 0.284 L/s, el coeficiente de rugosidad para tubería PVC y considerando los diámetros comerciales. La línea de conducción inicia en la captación y llega al punto en donde se encontrará ubicado el tanque de distribución. 14

La ubicación de la fuente con respecto del tanque de distribución permite que el sistema sea por gravedad, por lo que se realizará un diseño hidráulico comprendido de un tramo de 2785 metros de longitud (incluye el 3% de incremento) y con una diferencia de altura de 7.65 metros. Para el diseño de la línea de conducción se utilizará en su totalidad tubería de cloruro de polivinilo PVC; el tramo del diseño está comprendido de la estación E-0A a la estación E-05A. Para el cálculo de la línea de conducción se utilizó la fórmula de Hazen y Williams, la cual es:

Hf 

1743.81114* L * Q1.85 C1.85 * D 4.87

Donde:

Hf = Pérdida de carga, en metros L = Longitud del tramo, en metros Q = Caudal conducido, en L/s C = Coeficiente de fricción de Hazen y Williams, que depende de la rugosidad del material, para tubería PVC se adoptará un valor de 140 D = Diámetro de la tubería, en pulgadas 1743.81114 = constante de Hazen y Williams Datos del tramo:

Longitud = 2785 metros (incluye el 3 % de incremento) Caudal = 0.284 L / s Tubería PVC = 140 (coeficiente C) Cota en E – 0A = 1,000 metros 15

Cota en E – 05A = 992.35 metros Primero se encuentra un diámetro teórico con un Hf disponible igual a 1.80mc.a., despejando de la fórmula de Hazen y Williams el diámetro, se sustituyen los datos dando como resultado lo siguiente: 1/4.87

 1743.81114* L * Q  D  C1.85 * Hf   Al sustituir los datos se obtiene:

1/4.87

 1743.81114* 2785*0.2841.85  D  1401.85 *1.00  

 2.238 Pulgadas

El resultado se aproxima a un diámetro comercial superior e inferior, se procede a calcular para cada diámetro comercial la pérdida de carga y luego se selecciona el diámetro comercial que dé mejor resultado al diseño hidráulico. Pérdida de carga para un diámetro comercial de 1.00 pulgada:

 1743.81114*2785*0.2841.85  Hf     50.65 Metros 1401.85 *1.004.87   Perdida de carga para un diámetro comercial de 2 pulgadas:

 1743.81114*2785*0.2641.85  Hf     1.73 Metros 1401.85 *24.87   En el cálculo anterior se observa que si se usa un diámetro comercial de una pulgada se obtiene una pérdida de carga mayor a la disponible, lo cual indica que el agua no llega con suficiente presión al punto final del tramo, entonces la mejor opción es usar un diámetro comercial de 2 pulgadas.

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Velocidades y presiones De conformidad con las normas de la Unidad Ejecutora del Programa de Acueductos Rurales UNEPAR, se adoptarán las velocidades y presiones de diseño. Para evitar sedimentación en las líneas de conducción las velocidades deben estar en el rango siguiente, mínima = 0.10 m/seg y máxima = 2.00 m/seg. Las presiones en la conducción no deben exceder a la presión de trabajo de las tuberías, se recomienda dejar una presión de llegada mayor de 5 mc.a. Para saber si cumple satisfactoriamente con las normas que exige el INFOM, fue necesario calcular la velocidad con la siguiente expresión:

V  1.973525*

Q D2

Donde: V = velocidad en m/s Q = caudal en L/s D = diámetro en pulgadas Entonces: V  1.973525*

0.284 L / s

 2"

2

V  0.14m / s  0.10m / s

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5.9. Tanque de distribución El tanque de distribución en un sistema de abastecimiento de agua tiene como función compensar las variaciones horarias en el consumo de agua de la población, para poder cubrir la demanda cuando haya interrupción del servicio en la línea de conducción, así como proporcionar presiones adecuadas en la línea de distribución. El volumen del tanque de almacenamiento o distribución, se calculará acorde a las necesidades de la población. Según la guía para el diseño de abastecimiento de agua potable a zonas rurales se recomienda que en sistemas por gravedad el volumen de almacenamiento del tanque debe calcularse con el 25% a un 40% del consumo medo diario estimado. Para este proyecto se tomará un volumen del 40% del consumo máximo diario; y se calculó de la siguiente manera:

Vtd 

40%* FMD * Pf * Dot 1000

Donde: Vtd = volumen de almacenamiento del tanque de distribución; (m 3/día) % = porcentaje acorde a necesidades de población FDM = factor de día máximo Pf = población de diseño (futura) Dot = dotación; (L/hab/día)

Entonces:

Vtd 

40%*1.18*338*60  9.57m3 / dia 1000

Se tomará un volumen de 10 m3 de almacenamiento y se construirá con muros y losa interior de concreto ciclópeo, con una losa superior independiente del muro de concreto armado. Debido a la topografía del terreno, el tanque de distribución estará ubicado en la estación E-05A. 18

5.10.

Sistema de potabilización

Según resultados del examen bacteriológico y fisicoquímico el agua cumple satisfactoriamente con normas internacionales de la Organización Mundial de la Salud para fuentes de agua; y no exige más que un simple tratamiento de desinfección. Por la seguridad de los usuarios esta desinfección se propone usar tabletas de hipoclorito de calcio, con no menos del 65% de ingredientes activos y con las siguientes dimensiones para cada tableta: 3 1/8” de diámetro, 1 ¼” de alto y un peso de 300 gramos, las cuales serán disueltas en un hipoclorador. El flujo del cloro está dado por:

Fc  Qc * Dc *0.06 Donde: Fc = Flujo de cloro; en gramos / hora Qc = caudal de conducción (0.284 L/s = 17.04 L/minuto) Dc = demanda de cloro en miligramos por litro (por ser un nacimiento, se estima una demanda de cloro de 2 miligramos por litro) Sustituyendo:

Fc  17.04*2*0.06  2.04 gramos / hora  48.96 gramos / dia Con la sexta parte de una tableta de 300 gramos por día. Esto quiere decir que se consumirán 5 tabletas de 300 gramos por mes. 5.11.

Red de distribución

El diseño de la red de distribución se efectuará con el método de redes abiertas, debido a que las viviendas se hallan dispersas, la red tendrá una longitud de 9175.5 metros de tubería de cloruro de polivinilo (PVC). Para dicho diseño se tomó en cuenta las condiciones topográficas del lugar y el caudal máximo horario, mejor conocido como caudal de distribución.

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Para el diseño se determinará el caudal de distribución y el caudal de vivienda, los cuales se obtienen por medio de las siguientes fórmulas: Qc  FHM * Qm Qc  2.5*0.235  0.58L / s

Entonces el caudal por vivienda es: Qv 

Qd No.deviviendas

Donde: Qv = caudal por vivienda, en L / s Qd = caudal de distribución, en L / s No de viviendas = viviendas totales actuales

Qv 

0.58  0.0156 L / s 37

Para determinar el caudal de diseño de un tramo de la red de distribución, se multiplica el caudal de vivienda por el número de viviendas existentes, y si llegará otro ramal a él, se sumarían los caudales existentes. Luego se calcula el caudal instantáneo de ese tramo, el cual se define como: Qi  k * n  1

Donde: n = número de viviendas del tramo k = 0.15 sí n < 55 viviendas, ó 0.20 sí n > 55 viviendas Se verifican los dos valores, tanto del caudal de consumo como el caudal instantáneo y se toma el mayor para calcular el diámetro de ese tramo. Para tener una mejor idea se procede a diseñar el tramo de la 20

estación E–84 a la E–107, el cual se puede apreciar en los planos respectivos. Planta del tramo E-84 a E-107

Calculando caudal instantáneo y caudal de distribución:

Qi  0.15 3  1  0.21L / s Qd  0.0156*11  0.171L / s

Se toma como caudal de diseño el caudal instantáneo por ser mayor al caudal de distribución. Datos: Caudal de diseño = 0.21 L/s L = 99.20 metros C = 140 Cota en E–84 = 963.05 metros Cota en E–107 = 947.22 metros Entonces: La carga disponible Hf = 963.05 – 947.22 = 15.83 mc.a. Con la pérdida de carga se procede a calcular el diámetro necesario para satisfacer la demanda de agua: 21

1/4.87

 1743.8114*99.20*0.211.85  D  1401.85 *15.83  

5.12.

 0.97 Pulgadas

Obras hidráulicas Las obras de arte u obras hidráulicas que serán colocadas en el proyecto son: cajas de registro, cajas rompe presión. 

Cajas de registro Las cajas de registro sirven para protección de las válvulas de control. Dichas cajas con sus válvulas se localizarán en lo posible en forma tal que permitan aislar un tramo, sin dejar fuera de servicio una gran extensión de la red.



Cajas rompe presión Se colocará una caja rompe presión en las estación E-79, cuando sea necesario colocar una de estas cajas dentro de una red de distribución tendrá que llevar: una válvula de flote para suspender el flujo, una válvula de compuerta en la entrada, un dispositivo de desagüe y rebalse.

5.13.

Mantenimiento del sistema Es el conjunto de acciones internas que se ejecutan en las estructuras o equipos para prevenir daños o para reparación de los mismos, cuando éstos se hubiesen producido, a fin de conseguir un buen funcionamiento del sistema. El mantenimiento está a cargo del fontanero, y puede ser preventivo o correctivo. Mantenimiento preventivo es el conjunto de acciones que se planifican y se ejecutan antes que se produzcan los daños y son precisamente para evitarlos. Éste debe hacerse periódicamente. Mantenimiento correctivo consiste en la reparación inmediata y oportuna de cualquier daño que se produzca en las estructuras o equipos. Como los daños pueden ser de naturaleza variada, sobre todo se producen en el momento menos esperado y sin que se tenga noticia 22

previa de ellos. Este tipo de mantenimiento no puede programarse, la única política razonable es la de disponer siempre de todas las facilidades necesarias, tanto de personal especializado como de materiales, equipos de reparación y transporte. El mantenimiento preventivo y correctivo estará a cargo de un fontanero, que será el encargado de realizar todos los trabajos que el sistema demande, todos los gastos necesarios en la reparación del sistema o incurridos en la prevención de daños serán sufragados con el dinero recaudado por medio del cobro de una tarifa mensual, impuesta por la Asociación Civil. 5.14. 5.14.1.

Como realizar el mantenimiento preventivo En la captación Cada mes se deberá inspeccionar el área de la captación, limpiar los alrededores del nacimiento con el fin de:  Que no existan en el área de la captación focos de contaminación como aguas negras, basura, desperdicios y otros.  Que no exista deforestación, evitando los incendios cercanos al nacimiento y la tala de árboles. En la caja de captación cada tres meses se debe tener cuidado de:  Revisar que en las estructuras no existan filtraciones, grietas o alguna rotura, que provoque un descenso del nivel del agua.  Observar que no existan derrumbes.  Evitar que el agua se estanque.

5.14.2.

En el tanque de distribución Cada tres meses de debe realizar lo siguiente:  Revisar en las estructuras que no exista filtraciones, grietas o alguna rotura, que provoque un descenso del nivel del agua.  Revisar que las válvulas no tengan fugas.  La limpieza del tanque es importante ya que en él se almacena el agua de consumo diario, se debe realizar los siguientes pasos para lavar el tanque de distribución: 23

Cerrar la válvula de entrada. Cerrar la válvula de salida. Abrir la válvula de compuerta de limpieza. Lavar el piso y las paredes del tanque con un cepillo de raíz o de plástico. Aplicar suficiente agua a pisos y paredes después de pasar el cepillo. Desinfectar el tanque. Cerrar válvula de compuerta para limpieza. Abrir la válvula de entrada. Abrir la válvula de salida. 5.14.3.

En la línea de conducción Cada mes se deberá realizar lo siguiente:  Revisar completamente las líneas para verificar que: Las cajas de válvulas no presenten grietas. No existan roturas que se noten por medio de fugas. Las válvulas no presenten fugas. Los candados no estén corroídos. No exista agua empozada en las cajas de válvulas. Las tapaderas no se encuentren rotas.

5.14.4.

En los accesorios En la válvula de compuerta cada tres meses se deben hacer las siguientes inspecciones: Revisar si hay averías como roturas, fugas o que falten piezas.

Verificar su funcionamiento, cerrándola y abriéndola lentamente. 6. CONCLUSIONES 1. La ejecución del proyecto de agua potable, ayudará a satisfacer las necesidades básicas de la comunidad y a mejorar la calidad de vida y las condiciones de salud de los pobladores. 2. Los proyectos de agua potable por gravedad constituyen una de las mejores opciones para abastecer de agua a las comunidades del área rural de 24

nuestro país, ya que, para su operación no se requiere de ningún gasto por concepto de energía. 3. Por último, cabe resaltar lo beneficioso que resulta la elaboración de micro proyectos para el estudiante de Ingeniería; porque además de poner sus conocimientos en practica, sale beneficiado por el grado de experiencia adquirido durante este proceso, que aunque sea pequeño lo ayuda en su formación profesional. 7. RECOMENDACIONES 1. Contratar personal altamente calificado para la construcción de las obras de infraestructura, pues, de esta forma, se garantizarán mejores resultados en las mismas. 2. Se aconseja al Municipio promover educación a los pobladores, en cuanto al mantenimiento adecuado del sistema de distribución de agua de esta forma asegurando la vida útil de la misma. 8. BIBLIOGRAFIA 1. Agua potable para poblaciones rurales,-sistema de abastecimiento por gravedad sin tratamiento de ROGER AGÜERO PITTMAN Servicios Educativos Rurales SER, Perú Manual muy gráfico y comprensible, adecuado para sistemas de abastecimiento por gravedad. 2. Guía para el diseño y construcción de captación de ROGER AGÜERO. 3. Abastecimiento y distribución de agua de AURELIO HERNÁNDEZ MUÑOZ Manual de referencia en numerosas escuelas técnicas. Recoge, actualiza y amplía las enseñanzas Recogidas en referencias clásicas como Maroto y Casañé (Abastecimiento y depuración de agua potable). Aborda el sistema de abastecimiento desde la captación hasta la distribución, pasando por el bombeo, el almacenamiento y el tratamiento. 4. INFOM, Instituto de Fomento Municipal, Guía para el Diseño de abastecimientos de agua potable a zonas rurales. Segunda revisión, Guatemala 1997. 25

9. ANEXOS A LIBRETA TOPOGRAFICA Tabla I

levantamiento planimétrico

26

Continuación de la tabla I

27

Continuación de la tabla I

28

Tabla II levantamiento altimétrico

29

Continuación de la tabla II

30

Continuación de la tabla II

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ANEXO B PLANOS

1. Toma

1/6

2. Detalle de cámara colectora

2/6

3. Detalle del tanque

3/6

4. Cámara de lodos y llaves

4/6

5. Cámara rompe presión

5/6

6. Cerco del tanque

6/6

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