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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO Subsecretaria de Educación Superior Instituto Tecnológico Superior de la Costa Chica “Año del Centenario de la Promulgación de la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos”

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA COSTA CHICA

MATERIA: ALCANTARILLADO UNIDAD I: DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS TEMA:

1.2 ESTUDIOS Y TRABAJOS PREVIOS

CARRERA: INGENIERÍA CIVIL CATEDRÁTICO: ING. MODESTO ROJAS CASTRO INTEGRANTES:

FLOR IVET MEZA BUSTOS

MARÍA GUADALUPE ALVARADO VERGARA MAGALIS REYES VARGAS MARCELINO EDEN ANGEL DE JESÚS EVERARDO BENITO NICOLÁS JUDITH ESTHER CISNEROS CORONADO JENIFER BUSTOS JAVIER

FECHA: OMETEPEC GRO., A 18 DE JUNIO DEL 2019.

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Contenido INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3 OBJETIVOS.................................................................................................................................. 4 ESTUDIOS PRELIMINARES ..................................................................................................... 5 DATOS BASICOS ........................................................................................................................ 9 DETERMINACION DE LA POBLACION DE PROYECTO .................................................. 11 ESTUDIOS DE DOTACIÓN Y CONSUMO ............................................................................ 19 INTEGRACIÓN DE LOS DATOS DEL PROYECTO ............................................................. 25 CONCLUSIÓN ........................................................................................................................... 26 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 27

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INTRODUCCIÓN

Contar con servicios eficientes de alcantarillado sanitario constituye un beneficio que se traduce en la salud y el bienestar de los ciudadanos. Tiene muchos beneficios, como en caso de grandes precipitaciones, impedir que la inundación llegue a las zonas habitadas. Estos sistemas son los encargados de hacer desaparecer las aguas negras, los desechos originados por la actividad de la población. Su tratamiento debe contar con un mantenimiento adecuado ya que la población crece y con ello también los desperdicios aumentan considerablemente. Se denomina red de alcantarillado o red de saneamiento al conjunto de tuberías que se usa para la recogida y traslado de aguas residuales, pluviales o industriales desde el lugar en el que se generan hasta el que se vierten o se tratan. Normalmente están construidos por tuberías que funcionan por presión atmosférica bajo la vía pública. La red de alcantarillado se considera un servicio básico, el acceso al agua potable y al saneamiento es imprescindible para prevenir enfermedades infecciosas y proteger la salud de las personas. Sin embargo, en los países en desarrollo es mínimo en relación con las redes de agua potable y esto genera importantes problemas sanitarios. Es importante que se realizarse un estudio socioeconómico, en el cual abarca información de gran importancia que va desde a ubicación de la localidad, hasta los estudios de campo que deben realizarse en el lugar, se determinará la población actual y futura que es fundamental para conocer el número de habitantes que se van a beneficiar a un determinado tiempo, se realizarán estudios de dotación y consumo para conocer la cantidad necesaria de agua que necesita una persona por día para satisfacer todas sus necesidades, por último se calcularán los gastos de diseño que son vitales para determinar las dimensiones de las tuberías por la cual circulará el agua hasta llegar a la localidad, así como también criterios y especificaciones que establecen las normas técnicas de diseño para los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial, que en particular es en lo que nos enfocaremos en todo este trabajo.

Las autoridades municipales daban más importancia a la red de agua potable, relegando a un futuro la

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construcción de la red de alcantarillado. Sin embargo, en la actualidad la existencia de redes de alcantarillado es un requisito para aprobar la construcción de nuevas urbanizaciones en la mayoría de las naciones.

Hoy en día es igualmente importante realizar un correcto mantenimiento de la red de alcantarillado,

evitando

así

los

temidos

atascos

y

futuros

problemas.

Para ello, es necesario realizar una inspección previa con el fin de realizar un diagnóstico de las posibles incidencias y proceder a su reparación.

OBJETIVOS General

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

Llevar a cabo los estudios y trabajos previos para un buen proyecto de alcantarillado sanitario y pluvial.

Específicos 

Identificar la problemática de la población donde se va a llevar a cabo el proyecto



Realizar los cálculos correspondientes de los dos sistemas de alcantarillado



Llevar a cabo el estudio socioeconómico de la población donde se va a llevar a cabo el proyecto

ESTUDIOS PRELIMINARES

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Concepto. Se define como el conjunto de conocimientos técnicos y estadísticos que es necesario obtener de una localidad para poder efectuar un buen proyecto ejecutivo de alcantarillado pluvial y sanitario. Este deberá contener todos los datos básicos de la localidad. Para llevar a cabo la ejecución de las obras es necesario planear y programar el financiamiento de ellas en relación con el proyecto a realizar

Los estudios preliminares se subdividen en: a) Estudios de carácter socioeconómico b) Estudios de carácter técnico Estudios Topográficos c) Estudios auxiliares complementarios Estudios Geo hidrológicos Estudios Geológicos Estudios Hidrológicos Estudios Geotécnicos

Estudios de carácter socioeconómico La información socioeconómica de la localidad en estudio se puede recabar en el municipio de la localidad o bien en el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). Estos estudios son de gran relevancia para hacer comparativos de varios años y sacar porcentajes de variación. Se subdividen en investigación Previa, Investigación Directa, e investigación de campo. Los estudios Socioeconómicos se deberán realizar en cada localidad para conocer el nivel social y económico de la misma que es fundamental en la elaboración del proyecto Un estudio socioeconómico es un trabajo de investigación sobre un individuo o sociedad, que se lleva a cabo empleando técnicas métricas acerca de la situación social y económica para constatar o descartar hipótesis sobre las necesidades y características de una persona o grupo de personas.

Los aspectos que debemos analizar en los estudios socioeconómicos de una población son:

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1. Datos históricos de la localidad. 2. Localización geográfica. 3. Categoría política. 4. Orografía, 5. Hidrología. 6. Climatología. 7. Vías de comunicación y transporte. 8.Servicios públicos. 9. Censo Actual de Habitantes 10. Aspectos económicos 11. Reconocimiento de fuentes de abastecimiento. 12. Estudios de la calidad del agua. 13. Estudios topográficos. 14. Estudios geohidrológicos. 15. Estudios geológicos. 16. Estudios Hidrológicos 17. Estudios Geotécnicos

Localización geográfica Se refiere a los siguientes puntos: Limites políticos . Coordenadas geográficas, es decir latitud, longitud y altitud con respecto al nivel del mar.

Categoría política: En este punto se especifica la categoría política de la población, Agencia Municipal, Ranchería, Colonia, Barrio, Delegación, Municipio, Distrito y Estado al que pertenece.

Orografía:

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En este punto se describe la situación topográfica de la población en estudio. (Orografía Plana, Montañas, Valles, etc.)

Climatológicos Se refiere a cada uno de los fenómenos atmosféricos principalmente: Temperatura. Precipitación pluvial Clima. Vías de comunicación y transporte: Lo primero es una explicación de como se puede llegar a la población en estudio, ya sea por vía terrestre, aérea o fluvial, y el segundo punto se refiere a los medios de auto transporte para trasladarse a la población en estudio. Tomando en cuenta el costo del pasaje y el tipo de transporte (Autobús, Taxi, Camiones de redila ) etc. Hidrografía: Aquí se describe muy claramente si en la población o en la proximidades de ésta pasa algún río de importancia o únicamente escurrimientos temporales.

Censo actual de habitantes Este punto es de vital importancia para el proyectista por que se toman en cuenta los siguientes datos: Datos censales de la localidad el de la población flotante en el momento de la visita. Se indicarán las zonas: residenciales, comerciales, industriales y populares, en el plano de predios habitados por frente de manzana y número de habitante por predio. Especificar cada una de las actividades de la población económicamente activa como son: AGRICULTURA, GANADERÍA, INDUSTRIA Y COMERCIO. Estudios de carácter técnico Estudios Topográficos. Es recomendable iniciar el levantamiento en el lugar de la captación y llegar al sitio probable del tanque de regularización. Para realizar un estudio topográfico es necesario disponer de varios instrumentos como el nivel y la estación total. El punto de partida de una edificación empieza con un levantamiento topográfico. Es el principio de una serie de

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etapas básicas que van desde la identificación y señalamiento del terreno hasta deslindes y amojonamientos. Podemos diferenciar dos modalidades: Levantamiento topográfico planimétrico: son una serie de acciones para obtener los puntos y definir la proyección sobre el plano. Levantamiento topográfico altimétrico: son unas operaciones para obtener las alturas respecto al plano de comparación.

Estudios geotécnicos Estos estudios complementarios de carácter geotécnico son necesarios realizarlos para conocer la capacidad de carga del terreno a través de los estudios de mecánica de suelo. Conociendo la capacidad de carga del suelo nos permitirá diseñar el tipo de cimentación para el tanque de regularización ya sea superficial o elevado.

Estudio de factibilidad económica y financiera. Tiene como propósito el de justificar económicamente el proyecto, proporcionar una guía para su implementación. Este estudio comprenderá lo siguiente: Características socioeconómicas de la localidad. Población por servir y cantidad de agua requerida para satisfacer las necesidades actuales y de proyecto. Descripción del proyecto y del presupuesto. Beneficio del proyecto. DATOS BASICOS Generales Para todo proyecto de infraestructura hídrica, se deben realizar una serie de estudios básicos mínimos, en los cuales se fundamentará todo el cálculo hidráulico, estructural, electromecánico y permitirán dimensionar adecuadamente cada elemento que constituye la obra en cuestión. Los estudios básicos se realizarán de acuerdo al tipo de obra a proyectar, sin embargo los referentes a la población a servir y el periodo de diseño son necesarios en todo tipo de obra hidráulica. El método de cálculo se

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presenta en el capítulo 1 del libro de Datos básicos para proyectos de agua potable y alcantarillado, del MAPAS y de forma resumida se consideran los siguientes: Población actual Población de proyecto Vida útil Periodo de diseño

Para proyectos de alcantarillado sanitario Los estudios básicos, específicos para proyectos de alcantarillado sanitario están íntimamente asociados a los gastos de diseño para agua potable, ya que se considera que las descargas a los sistemas de alcantarillado son un reflejo del uso del agua potable; el método de cálculo se presenta en el capítulo 3 del libro de Datos básicos para proyectos de agua potable y alcantarillado,del MAPAS y de forma resumida se consideran los siguientes: Aportación de aguas residuales. Es el volumen diario de agua residual entregado a la red de alcantarillado. Esta aportación es un porcentaje del valor de la dotación, ya que existe un volumen que no se tributa a la red de alcantarillado, como el utilizado para el consumo humano, riego de jardines, lavado de coches, entre otros. • Gastos medio. Es el valor del caudal de aguas residuales en un día de aportación promedio al año. Gasto mínimo. Es el menor de los valores de escurrimiento que normalmente se presenta en un conducto. Se acepta que este valor es igual a la mitad del gasto medio • Gasto máximo instantáneo. Es el valor máximo de escurrimiento que se puede presentar en un instante dado. Para evaluar este gasto se considera la cantidad de habitantes servidos y no tiene relación con las condiciones socioeconómicas de la población • Gasto máximo extraordinario. Es el caudal de aguas residuales que considera aportaciones de agua que no forman parte de las descargas normales, como por ejemplo bajadas de aguas pluviales de azoteas, patios, o las provocadas por un crecimiento demográfico explosivo no considerado

Para proyectos de drenaje pluvial

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Los estudios básicos, específicos para proyectos de drenaje pluvial están asociados a la precipitación pluvial y su escurrimiento asociado en la zona o cuenca en estudio; el método de cálculo se presenta en el capítulo 4 del libro de Datos básicos para proyectos de agua potable y alcantarillado y de forma más detallada en el libro de Drenaje pluvial urbano, del MAPAS, y consideran de forma resumida: • Análisis Hidrológico. En esta etapa, se recopilan los datos de precipitación histórica, de las estaciones climatológicas cercanas al sitio de estudio y por medio de análisis hidrológicos, estadísticos y probabilísticos se transforman en una serie de gráficos, llamados hietográmas, que para cada periodo de retorno establecido, definen la intensidad de precipitación, la duración y su variación a lo largo del tiempo Análisis Hidrográfico. Una vez caracterizada la precipitación en la zona de estudio, se debe evaluar el comportamiento del flujo sobre la superficie del terreno; por medio de estudios hidrográficos y geomorfológicos se transforman las precipitaciones, obtenidas en la primera etapa, en escurrimiento superficial y se analiza su recorrido a lo largo de la cuenca, sub cuencas y microcuencas de la zona en estudio

DETERMINACION DE LA POBLACION DE PROYECTO La población de proyecto es la cantidad de personas que se espera tener en una localidad al final del período de diseño del sistema de agua potable y alcantarillado. La dinámica de la población es compleja. En ella intervienen las tasas de fecundidad, mortalidad y la esperanza de vida, así como la migración internacional (entre los Estados Unidos de Norteamérica y México principalmente) y la migración nacional entre estados y municipios de un mismo estado. Para efectuar la elaboración de un proyecto de abastecimiento de agua potable es necesario determinar la población futura de la localidad, así como de la clasificación de su nivel socioeconómico dividido en tres tipos: Popular, Media y Residencial. Igualmente se debe distinguir si son zonas comerciales o industriales, sobre todo, al final del periodo económico de la obra. La población actual se determina en base a los datos proporcionados por el Instituto Nacional de Estadísticas, Geografía e Informática ( INEGI), tomando en cuenta los últimos tres censos disponibles para el proyecto hasta el año de realización de los estudios y proyectos. Vida útil

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Es el tiempo que se espera que la obra sirva para los propósitos de diseño, sin tener gastos de operación y mantenimiento elevados, que hagan antieconómico su uso o que requiera ser eliminada por insuficiente o ineficiente. Este período está determinado por la duración misma de los materiales de los que estén hechos los componentes, por lo que es de esperar que este lapso sea mayor que el período de diseño. Otros factores que determinan la vida útil de las obras de agua potable y alcantarillado son la calidad del agua a manejar y la operación y mantenimiento del sistema. Se deben tomar en cuenta todos los factores, características y posibles riesgos de cada proyecto en particular, para establecer adecuadamente el período de vida útil de cada una de las partes del sistema de agua potable, alcantarillado y saneamiento. La vida útil de las obras depende de los siguientes factores: • Calidad de la construcción y de los materiales utilizados • Calidad de los equipos • Diseño del sistema • Calidad del agua • Operación y mantenimiento • Condiciones ambientales En la selección de la vida útil, es conveniente considerar que generalmente la obra civil tiene una duración superior a la obra electromecánica y de control. Asimismo, las tuberías tienen una vida útil mayor que los equipos, pero no tienen la flexibilidad de éstos, puesto que se encuentran regularmente subterráneas. Tampoco hay que olvidar que la operación y mantenimiento es preponderante en la duración de los elementos, por lo que la vida útil dependerá de la adecuada aplicación de los programas preventivos correspondientes. En el cálculo de la población de proyecto o futura intervienen diversos factores como son:  CRECIMIENTO HISTÓRICO  VARIACIÓN DE LAS TASAS DE CRECIMIENTO  CARACTERÍSTICAS MIGRATORIAS  PERSPECTIVAS DE DESARRROLLO ECONÓMICO La forma más conveniente para determinar la población de proyecto o futura de una localidad se basa en su pasado desarrollo, tomado de los datos estadísticos. Los datos de los censos de población pueden adaptarse a un modelo matemático, como son:

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1.ARITMÉTICO 2.GEOMÉTRICO 3.EXTENSIÓN GRAFICA 4.FORMULA DE MALTHUS 1.

MÉTODO ARITMÉTICO: Consiste en averiguar los aumentos absolutos que ha tenido la población y determinar el

crecimiento anual promedio para un periodo fijo y aplicarlos en años futuros. Primeramente se determinara el crecimiento anual promedio por medio de la expresión: I = Pa –Pi/n Donde: I=

Crecimiento anual promedio.

Pa = Población actual (la del último censo ). Pi =

Población del primer censo.

n=

Años transcurrido entre el primer censo y el último.

Enseguida se procede a calcular la población futura por medio de la expresión: Pf = Pa + I N Donde: Pf = Población futura. Pa = Población actual. N=

Periodo económico que fija el proyectista en base a las especificaciones técnicas de la

Comisión Nacional del Agua. I = Crecimiento anual promedio.

Tabla 2.1.- Tasa de crecimiento de la población. Localidad

Tasa promedio (hab./año)

El Alto

121.9

Tabla 2.2.- Población de diseño según el método aritmético.

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Localidad

Años

El Alto

2019

2027

2042

6774(*)

7749

9578

(*)

Población según [1]

En la tabla 2.2 se aprecian los resultados de la población futura para la localidad de El Alto. En este caso, el número estimado es de 9578 habitantes.

2.

MÉTODO GEOMÉTRICO POR PORCENTAJE. Consiste en determinar el porcentaje anual de aumento por medio de los porcentajes de aumento

en los años anteriores y aplicarlo en el futuro. Dicho en otras palabras, se calculan los cinco decenales de incremento y se calculara el porcentaje anual promedio. % anual promedio = %Pr=

%∑ 𝒏

Donde: Σ % = suma de porcientos decenales. n = numero de años entre el primer censo y el ultimo. La formula para determinar la población de proyecto es: Pf = Pa + Pa ( % Pr ) N / 100 Donde: Pf = población futura. Pa = población actual del ultimo censo. N = Periodo económico que fija el proyectista en base a las especificaciones técnicas de la Comisión Nacional del Agua.

3.

MÉTODO GEOMÉTRICO POR INCREMENTO MEDIO TOTAL :

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Este método consiste en suponer que la población tendrá un incremento análogo al que sigue un capital primitivo sujeto al interés compuesto, en el que el rédito es el factor de crecimiento. La fórmula para determinar la población futura o de proyecto es: Pf = Pa (1+r) n Aplicando la condición de los logaritmos en esta ecuación, se tiene que: LOG(1+R)=

𝐥𝐨𝐠 𝑷𝒇−𝐥𝐨𝐠 𝑷𝒂 𝒏

Despejando al Logaritmo de la población futura tenemos que la expresión queda: log pf = log pa + n log (1+r).

Donde: Pf = Población futura. Pa = Población del último censo. n = Periodo de diseño (económico). r = Taza de crecimiento o factor de crecimiento.

Para la obtención de los valores de log (1+r) se obtiene restando los logaritmos de las poblaciones sucesivas entre “n” año de cada censo, obteniéndose el promedio del log(1 +r), este valor será el que se aplique a futuro. Para mayor compresión se deberá formular una tabla como la que se indica. Añ o

N o.

de

Log Pa

Hab.

Log Pf

Lo g Pf

– Log

Log (1+r)/n

Pa

La población futura será la correspondiente al antilogaritmo de ese resultado. Tabla 2.3.-Tasa de crecimiento de la población. Localidad

Tasa de crecimiento anual (%)

El Alto

1.89

Tabla 2.4.-Población de diseño según el método de interés compuesto. Localidad

Años

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El Alto

2019

2027

2042

6774

7869

10420

En la tabla 2.4 se aprecian los resultados de la población futura para la localidad de el Alto. En el caso del método geométrico, el número de habitantes estimado es de 9578.

4.

MÉTODO DE LA FORMULA DE MALTHUS

La formula correspondiente es : Pf = Pa (1 + Δ )x Donde: Pf = Población futura. Pa = Población actual (último censo). Δ = Es el incremento medio anual. x = numero de periodos decenales a partir del periodo económico que se fije. El incremento medio (Δ ) se obtendrá dividiendo el incremento decenal entre el número de veces que se restaron. ( Δ promedio = Σ Δ / N°. de veces)

5.

MÉTODO DE EXTENSIÓN GRAFICA.

La metodología que se sigue al aplicar este método es la siguiente: Con los datos censales se forma una gráfica en donde se sitúan los valores de los censos en un sistema de ejes rectangulares en el que las abscisas( x), representan los años de los censos y las ordenadas ( y) el números de habitantes. A continuación, se traza una curva media entre los puntos así determinados, prolongándose a ojo esta curva, hasta el año cuyo número de habitantes se desea conocer.

6.

MÉTODO DE ÁREAS Y DENSIDADES. (exclusivo para fraccionamientos)

Este método consiste en tomar una zona poblada representativa de acuerdo con el uso y tenencia del terreno para calcular la población asentada con su superficie respectiva, obteniéndose una densidad bruta al dividir la población actual entre la superficie bruta y aplicar este coeficiente posteriormente a superficies futuras por servir.

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Es muy importante para la aplicación de este método disponer de un levantamiento catastral y predial complementado con un plano regulador que indique limitación de las zonas de desarrollo. Cualquier método que se aplique, solamente dará resultados orientadores, pues es fácil entender que resulta casi imposible predecir el futuro, sobre todo tratándose de crecimiento de la población. Para encontrar la Población Futura o de Proyecto, por los Métodos aquí señalados, procederemos a eliminar la Población que resulte menor y la mayor, procediéndose a tomar un promedio y de esta forma se obtendrá la población futura para nuestro proyecto. Las normas de proyectos para obras de aprovisionamiento de agua en localidades urbanas y rurales de la República Mexicana establecen que en los casos que no se cuente con la información censal, para calcular la población de proyecto se recomienda DUPLICAR la población que se tenga al tiempo de realizar el estudio, esto es muy común que suceda en las comunidades rurales y rancherías. Para conocer la población futura o de proyecto para un fraccionamiento se recomienda aplicar el método de áreas y densidades exclusivamente. 7. MÉTODO EXPONENCIAL Para el uso de este método, se asume que el crecimiento de la población se ajusta al tipo exponencial y la población de diseño se puede calcular con la ecuación siguiente. La aplicación de este método requiere el conocimiento de por lo menos tres censos, ya que para el cálculo del valor de k promedio se requieren al menos de dos valores. Pd = 𝑷𝒂. 𝒆𝒌.𝒕 Donde: Pd = Población de diseño (hab.) Pa = Población actual (hab.) k = Constante t = Período de diseño (años) En base de los censos de los años 1998, 2007 y 2019 se puede obtener la constante promedio, la cual se presenta en la Tabla 2.5.

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Tabla 2.5.- Tabla de constantes Localidad

Constante promedio (k)

El Alto

0.0151

Con el valor de la constante promedio se presenta la población estimada, haciendo uso de la fórmula 2.3. Los resultados se presentan en la Tabla 2.6. Tabla 2.6.- Población de diseño según el método geométrico. Localidad

Años

El Alto

2019

2027

2042

6774

7644

9578

En la tabla 2.6 se aprecian, los resultados de las poblaciones futuras para la localidad de el Alto. En este caso, el número estimado es de 9578 habitantes.

PERIODO DISEÑO. Se entiende por Periodo Diseño el tiempo en el cual se estima que las obras por construir serán eficientes. El período de diseño es menor que la Vida Útil o sea el tiempo que razonablemente se espera que la obra sirva a los propósitos sin tener gastos de operación y mantenimiento elevados que hagan antieconómico su uso o que se requieran ser eliminadas por insuficientes. Además de la vida útil y del Período de Diseño, en los aspectos de financiamiento de las obras se habla a menudo del Período Económico de Diseño el que se ha definido tradicionalmente como el tiempo durante el cual una obra de ingeniería funciona “Económicamente”. Sin embargo, el determinar este aspecto en un país como México resulta subjetivo puesto que no existen los recursos financieros para construir cada vez que concluyen los períodos económicos de las obras en cuestión que deberían ser sustituidas de acuerdo a este criterio. Por lo anterior, en este texto se denominará “Período Económico de Diseño” al tiempo en el cual se amortiza, es decir, se paga el crédito con el cual se ejecute el proyecto. Considerando lo anterior, el dimensionamiento de las obras se realizará a períodos de corto plazo, definiendo siempre aquellas que, por sus condiciones específicas, pudieran requerir un período de diseño mayor por economía de escala.

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Las especificaciones técnicas para la elaboración de estudios y proyectos de agua potable de la Comisión Nacional del Agua a fijado los siguientes periodos de diseño. 1.

Para localidades de 2500 a 15000 habitantes de proyecto, el periodo económico se tomará

de 6 a 10 años. 2.

Para localidades medianas de 15000 a 40000 habitantes de proyecto, el periodo económico

se tomará de 10 a 15 años. 3.

Para localidades urbanas grandes el periodo económico se tomará de 15 a 25 años. ESTUDIOS DE DOTACIÓN Y CONSUMO

Consumo El consumo es la parte del suministro de agua potable que generalmente utilizan los usuarios, sin considerar las pérdidas en el sistema. Se expresa en unidades de m3 /d o l/d, o bien cuando se trata de consumo per cápita se utiliza l/hab/día. Los organismos operadores lo manejan regularmente en m3 /toma/mes. Para zonas rurales se recomienda considerar un consumo promedio diario de 100 l/hab, el cual está en función del uso doméstico de acuerdo a la Tabla 2.1

Consumo domestico Se refiere al agua usada en las viviendas. Este consumo depende principalmente del clima y la clase socioeconómica de los usuarios. El consumo doméstico medio de una clase socioeconómica puede presentar diferencias, por diversas causas, entre las que sobresalen: la presión en la red, la intermitencia

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en el servicio, la suficiencia del abastecimiento de agua, la existencia de alcantarillado sanitario y el precio del agua. Consumo no domestico Es el que se utiliza en industrias, comercios y servicios por personas que no habitan en ellas. Para la estimación consumo unitario de este tipo de usuario, se deben utilizar los datos de medición históricos del organismo operador.

Demanda actual. La demanda actual es la suma de los consumos para cada tipo de usuario más las pérdidas físicas. Pérdidas físicas. Las pérdidas físicas se refieren al agua que se escapa por fugas en líneas de conducción, tanques, red de distribución, y tomas domiciliarias. Para su estimación, lo más recomendable es realizar un estudio de fugas, el cual debe incluir trabajos de campo. El volumen promedio diario de pérdidas físicas, Vp, que se considera para el cálculo de las demandas y dotaciones será el obtenido con la Ecuación 2.2. Vp =Vfr + Vft

Ecuación 2.2

Donde: Vp = Volumen de pérdidas por día, en m3 Vfr = Volumen de fugas en red por día, en m3 Vft = Volumen de fugas en tomas domiciliarias por día, en m3

Demanda Tipos de consumo de acuerdo con el tipo de usuarios:

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Dotación La dotación es la cantidad de agua asignada a cada habitante, considerando todos los consumos de los servicios y las pérdidas físicas en el sistema, en un día medio anual; sus unidades están dadas en l/hab al día. Por ahora la dotación la fijaremos en base a las normas de proyecto para obras de abastecimiento de agua potable en localidades urbanas según la Comisión Nacional del Agua la cual está en función del clima y del número de habitantes de la población de proyecto.

Integración:  Consumo domestico  Publico  Industrial  Comercial  Perdidas y derroches

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Factores que intervienen en la dotación  Cantidad de agua disponible.  Magnitud de la población El cambio de dotación puede hacerse de la siguiente manera:

 Clima  Calidad del agua  Nivel económico  Tipo de actividad principal  Presión del agua:  Medición  Costo del agua  existencia de alcantarillado clasificación del clima de acuerdo a su temperatura

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Tabla 1.3.3. Dotación de agua potable por clima y numero de habitantes que establece la Gerencia de Normas Técnicas de la Comisión Nacional del Agua.

Para localidades (menores de 2500 habitantes), las especificaciones recomiendan que la dotación se establezca tomando en cuenta el uso del agua y dice: dado que el consumo de agua se destinara en la gran mayoría de los casos únicamente para satisfacer necesidades de carácter doméstico, se recomienda adoptar los siguientes valores para la dotación, siempre que el servicio se realice a base de Toma domiciliaria. Clima frio y templado

75 lts/hab.dia.

Clima cálido

100 lts/hab.dia.

En caso de servicios por hidrante publico o cualquier otro medio, los valores que se deben adoptar son: Clima frio y templado

25 lts/hab.dia.

Clima cálido

35 lts/hab.dia.

Variación de consumo (coeficientes de variación).  Variaciones mensuales  Variación diaria  Variación horaria

GASTOS DE DISEÑO

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 - Gasto Medio Diario  - Gasto Máximo Diario  - Gasto Máximo Horario

Gasto medio diario El gasto medio es la cantidad de agua requerida para satisfacer las necesidades de una población en un día de consumo promedio, y se determina con base en la dotación. 𝑄𝑚𝑒𝑑 =

𝑃𝑓 × 𝐷 86400 𝑠𝑒𝑔

Donde: Qmed = Gasto medio diario, en l/s Pf = Población futura D = dotación en l/hab-dia.

Gasto máximo diario y horario Los gastos máximo diario y máximo horario, son los requeridos para satisfacer las necesidades de la población en un día de máximo consumo, y a la hora de máximo consumo en un año tipo. Los gastos máximo diario y máximo horario se obtienen a partir del gasto medio. QMd = C Vd Qmed QMh = C Vh QMd

donde: QMd = Gasto máximo diario, en l/s QMh = Gasto máximo horario, en l/s CVd = Coeficiente de variación diaria CVh = Coeficiente de variación horaria Qmed = Gasto medio diario, en l/s

Coeficiente de variación

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Los coeficientes de variación se derivan de la fluctuación de la demanda debido a los días laborales y otras actividades de la población. Para la obtención de los coeficientes de variación diaria y horaria lo adecuado es hacer un estudio de demanda de la localidad, pero si no se puede llevar a cabo lo anterior se podrán considerar los valores de los coeficientes de variación diaria y horaria medios que reportan en IMTA (1993), los cuales se presentan en la Tabla 2.5.

Los valores de los coeficientes de variación diaria son los siguientes: c.v.d = 1.20 para lugares de clima uniforme c.v.d = 1.35 para lugares de clima extremoso c.v.d = 1.50 para lugares de clima extremoso Normalmente se utiliza 1.2

Los valores de los coeficientes de variación horaria son los siguientes: C.V.H = Coeficiente de Variación Horaria = 1.50 (150 %) C.V.H = Coeficiente de Variación Horaria = 2.00 ( 200 %) Normalmente se utiliza un C.V.H. = 1.5

INTEGRACIÓN DE LOS DATOS DEL PROYECTO

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CONCLUSIÓN

En conclusión, para el diseño o ampliación de proyectos de alcantarillado, se requiere un conjunto de datos básicos que están en función del tamaño de la población, el clima, las condiciones socioeconómicas y los hábitos de consumo de agua de los diferentes tipos de usuarios en cada comunidad. Por su parte, los proyectos de drenaje pluvial requieren de registros históricos de la precipitación y su correspondiente escurrimiento en la zona de estudio. El desarrollo de un buen proyecto de ingeniería inicia con la recopilación de datos, tanto históricos como proyectados. En México el INEGI nos proporciona información de las características de la comunidad y la evolución histórica del crecimiento de la población y los servicios a los que tiene acceso; mientras que el CONAPO provee la proyección de la población a futuro. Por otra parte, los datos requeridos para la estimación de precipitaciones y escurrimientos pluviales, necesarios para el diseño de redes de drenaje pluvial, son brindados por la CONAGUA, a través del Servicio Meteorológico Nacional. El responsable de la proyección de un sistema debe tener la preparación, la experiencia y el criterio adecuados para realizar una correcta interpretación de la información recopilada y traducirla en un proyecto de infraestructura que satisfaga el servicio para el que fue concebido, del tamaño adecuado, en el tiempo proyectado y de la forma prevista. Para apoyar en esta tarea, este libro establece la información mínima requerida para estimar los datos básicos necesarios en el diseño de una red de agua potable, de alcantarillado sanitario o de drenaje pluvial. A través de una serie de recomendaciones generales se busca guiar al diseñador para la correcta recopilación, clasificación y tratamiento de los registros históricos disponibles; se brindan referencias para realizar de forma adecuada los estudios de campo necesarios para la generación de la información

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faltante y se proporcionan las metodologías de proyección que permitan estimar de forma conveniente los datos a utilizar en el proyecto.

BIBLIOGRAFÍA 

Secretaria de asentamientos humanos y obras publicas.(1979).Guía general para la elaboración de proyectos de ingeniería de sistemas de agua potable y alcantarillado. Ciudad de México, México.



Ruíz.(2001).Abastecimiento de agua



Comisión Nacional del Agua.(2007).Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento.

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