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NOMBRE DEL PROYECTOINFORME MEMORIA DE CLCULO

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE 36 LOCALIDADES E INSTALACION DE SANEAMIENTO BASICO EN 8 LOCALIDADES EN ACOBAMBA, POMACOCHA, CAJA Y MARCAS DE LA MANCOMUNIDAD MUNICIPAL DE QAPAQ AN, ACOBAMBA - HUANCAVELICA.

Construccin del sistema de agua potable y saneamiento bsico de la localidad de Lliupapuquio distrito de San Jeronimo provincia de Andahuaylas departamento de Apurimac 4

NDICE

1INTRODUCCION22sistemA DE AGUA POTABLE322.1DATOS DE diseo322.1.1.1CRITERIOS Y PARMETROS DE DISEO322.1.1.2PARAMETROS EN RED DE DISTRIBUCION322.2Coeficiente de variacin de consumo332.3Caudales de diseo332.4CLCULO DE RESERVORIOS332.4.1Determinacin de la tubera de rebose:332.4.2Determinacin de la tubera de limpieza del reservorio332.5Clculo de la red DE DISTRIBUCION332.6Diseo de las cmaras rompe presin tipo vii33

INTRODUCCION

El Programa Nacional de Saneamiento Rural PNSR, como Entidad que financia la ejecucin de Proyectos, priorizados por las autoridades y poblacin de las localidades beneficiarias y en su afn de dotar y mejorar la infraestructura sanitaria de los diferentes pueblos de su jurisdiccin; ha credo por conveniente considerar dentro su programa de inversiones, financiar la ejecucin del Proyecto: MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE 36 LOCALIDADES E INSTALACION DE SANEAMIENTO BASICO EN 8 LOCALIDADES EN ACOBAMBA, POMACOCHA, CAJA Y MARCAS DE LA MANCOMUNIDAD MUNICIPAL DE QAPAQ AN, ACOBAMBA - HUANCAVELICA.

El Centro Poblado de CHACAPAMPA, perteneciente a la jurisdiccin del Distrito de POMACOCHA, cuenta con un sistema de agua potable.

Con el presente estudio se ha previsto solucionar el problema sanitario de esta ciudad, dotndole de un adecuado sistema de agua potable, para lo cual se tendr que mejorar y ampliar la infraestructura existente, as como tambin construir nueva infraestructura.

sistemA DE AGUA POTABLEDATOS DE diseoCRITERIOS Y PARMETROS DE DISEOEl objetivo especfico de este captulo es definir los criterios de diseo bsicos para elaborar el Expediente Tcnico del Proyecto: MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE 36 LOCALIDADES E INSTALACION DE SANEAMIENTO BASICO EN 8 LOCALIDADES EN ACOBAMBA, POMACOCHA, CAJA Y MARCAS DE LA MANCOMUNIDAD MUNICIPAL DE QAPAQ AN, ACOBAMBA - HUANCAVELICA.

Los Criterios y Parmetros de diseo que se presentan a continuacin se basan, en las siguientes normativas: Programa Nacional de Saneamiento Rural (PNSR), Anexo B- Gua Opciones Tcnicas para Abastecimiento para Centros Poblados del mbito Rural. Reglamento Nacional de Edificaciones. Nuevo Reglamento de Elaboracin de Proyectos de Agua Potable y Alcantarillado para Habilitaciones Urbanas de Lima y Callao - SEDAPAL. Normas Sanitarias Peruanas OS.010Captacin y Conduccin de Agua para Consumo Humano OS.030Almacenamiento de Agua para Consumo Humano OS.040Estaciones de Bombeo de Agua para Consumo Humano OS.050Redes de Distribucin de Agua para Consumo Humano Reglamentaciones y Recomendaciones del CEPIS.

A.- rea de Influencia del ProyectoEl rea del Proyecto, se encuentra definida en una sola rea de abastecimiento.En lo referente a la Poblacin de diseo se adoptaron los valores, tal como se indica en el cuadro siguiente, que se refiere a la poblacin servida durante los aos de evaluacin que se muestran:POBLACIN SERVIDA EN EL TRANSCURSO DE LOS AOS

Fuente: Encuesta actualElaboracin: EMPRESA CONSTRUCTORA I&S INGENIEROS S.R.LEtapa: Expediente TcnicoB.- Horizonte de Diseo / Perodo de DiseoEl Horizonte del Estudio se ha definido, mediante los Estudios de Poblacin y demanda siendo este de 20 aos. C.- Nivel de coberturaEn Agua Potable, en el Sector en mencin presenta una cobertura para el ao 20 es de100.00%.D.- Coeficiente de Variacin de ConsumoLos coeficientes propuestos son: a) Coeficiente del da de mayor consumo: K1: 1,30 b) Coeficiente de la hora de mayor consumo: K2: 2,00E.- Coeficiente de AlmacenamientoEl volumen de almacenamiento y regulacin, respeta la Norma del Reglamento Nacional de Edificaciones.Se ha adoptado un volumen de regulacin como el 20% del promedio anual de la demanda promedia.PARAMETROS EN RED DE DISTRIBUCIONEn Red de Distribucin, los parmetros a usar en los clculos son: Material de la tubera. Coeficientes de Friccin. Pendientes mnimas. Proteccin contra acumulacin de aire en puntos altos. Sistema de evacuacin de sedimentos en puntos bajos.Tomando como datos bsicos el caudal a conducir, la longitud de la lnea, el desnivel entre punto de inicio (carga) y el punto de llegada (descarga) se consideran los siguientes parmetros:Material de la Tuberaa) Red de Distribucin: PVC-Serie 10 a Serie 15, Norma ISO 4422, Norma DIN u otras aceptadas a nivel internacionalLos accesorios segn el material de la tubera, normas ISO u otras normas aceptadas a nivel internacional.Coeficientes de friccinPara el clculo hidrulico de tuberas se utilizarn los coeficientes de friccin "C" en la frmula de Hazen y Williams, conforme a lo establecido en Reglamento Nacional de Edificaciones:a)Tuberas nuevas- Policloruro de vinilo (PVC):150Proteccin contra acumulacin de aire en puntos altos (Vlvula de aire) Los aparatos de purga de aire se situarn en puntos altos y en cambios de pendiente. De acuerdo al dimetro del conducto o tubera se colocarn vlvulas de aire, alojadas en una cmara de concreto armado.DN < 200 mmVentosa de DN50DN 250 a DN 300 Ventosa de DN80DN 350 a DN 450 Ventosa de DN100

Sistema de Evacuacin de Sedimentos en puntos bajos (Vlvulas de purga)Su ubicacin ser en los puntos bajos de las conducciones y en zonas de cambio de pendiente, estarn alojadas en una cmara de concreto armado:DN 100 a 350Vlvulas de DN 100DN 400 a 500Vlvulas de DN 150Estudio de Demanda y Poblacin. Los cuadros de Estudio de Demanda y Poblacin mostraran los requerimientos necesarios para el Abastecimiento integral en el periodo de diseo establecido. Diseo de las Redes de Distribucin y Unidades Proyectadas. Se presentara las hojas de Clculo de los Diseos de los Sistemas Proyectados en lo referente al Reservorio y a las Redes de Distribucin Proyectados.Asimismo se evaluara los Sistemas Proyectados para diferentes aos en el tiempo siendo a considerar en este proyecto los aos como: Ao 10 (2025) y Ao 20 (2035); este ltimo como Periodo Optimo de Diseo para el Proyecto Integral en los Sistemas Proyectados.

Coeficiente de variacin de consumoA partir de la demanda promedio neta de agua calculada por cada ao, se calculan los consumos mximos diarios y horarios aplicando factores de consumo representativos al centro poblado.Los coeficientes establecidos son recomendados en la Gua para la Elaboracin de Proyectos de Agua Potable y Saneamiento del Programa Nacional de Saneamiento Rural (Anexo K1): Coeficiente diario que caracteriza el consumo mximo anual: K1=1.3 Coeficiente horario que caracteriza el consumo mximo del da: K2=2.0Caudales de diseoLos caudales de diseo para dimensionar los componentes del sistema de agua potable se obtienen de los consumos proyectados de la poblacin del C.P CHACAPAMPA al ao 20. Esta poblacin segn las proyecciones estimadas resulta 431 habitantes al ao 20 Con esta poblacin se determinara el caudal promedio, considerando una dotacin de 100 lts/hab/viv. A este caudal de consumo por parte de la poblacin se le sumar el consumo por parte de las instituciones pblicas y las perdidas fsicas. Para la localidad de CHACAPAMPA al ao 20 se tendr los siguientes caudales:Sistema 1 Snchez Molina Caudal de Diseo: 0.67 l/sD Caudal Mximo diario: 0.87 l/s Caudal Mximo horario: 1.34 l/sCLCULO DE RESERVORIOSLas estructuras de almacenamiento tienen como funcin suministrar agua para consumo humano a las redes de distribucin, con las presiones de servicio adecuadas y en cantidad necesaria que permita compensar las variaciones de la demanda.Para determinar el volumen requerido en los reservorios se deber considerar el 20% de la demanda promedio diaria (segn recomendaciones del Programa Nacional De Saneamiento Rural). Esto con el fin de regular los consumos de la poblacin durante el da.Se debe considerar tambin que el reservorio debe cumplir su funcin durante todo el horizonte del proyecto, lo que implica elaborar el diseo con la demanda al final de este periodo (ao 20). Se tiene:

Por lo tanto, el volumen de almacenamiento para esta localidad ser

DISEO ESTRUCTURAL DE RESERVORIO APOYADO CON SAP 2000

VISTA EN 3D DEL RESERVORIO CON SAP 2000 V=12M3

d) Diseo de losa de fondo

Determinacin de la tubera de rebose:Para determinar el dimetro de la tubera de rebose se utiliza la siguiente expresin (desage)

Dnde:Q: Caudal mximo diario (m3/s)Cd : Coeficiente de descarga (0,6)g : aceleracin de la gravedad, 9,81 m/s2h : carga hidrulica sobre la tubera, se considera un valor de 0,10 mA: rea de la tubera de rebose (m2)Con estos valores se determina el dimetro de la tubera de rebose.

Determinacin de la tubera de limpieza del reservorioPara determinar el dimetro de la tubera de limpieza del depsito se utiliza la siguiente expresin:

Dnde:A0= Superficie de la tubera de salida)S = superficie del reservorio (m2)T = tiempo de vaciado adoptado, no debe ser superior a 2 horas (7.200 segundos).Cd = Coeficiente de descarga (0,6-0,65). Se consider un valor de 0,6g = aceleracin de la gravedad, 9,81 m/s2h = carga hidrulica sobre la tubera, coincide con el valor de la lmina de agua en el reservorio (m)Clculo de la red DE DISTRIBUCIONPara el clculo de la red, se utiliza el software Watercad, es un programa que realiza simulaciones en periodo extendido del comportamiento hidrulico en redes de distribucin a presin. En general, una red consta de tuberas, nudos (conexiones entre tuberas), bombas, vlvulas y reservorios. Watercad determina el caudal que circula por cada una de las conducciones, la presin en cada uno de los nudos, el nivel de agua en el reservorio a travs de la red durante un determinado periodo de simulacin analizado en diferentes intervalos de tiempo. Para el diseo de las redes y dems componentes, que en conjunto interactan en el modelamiento hidrulico, se han tomado las siguientes consideraciones:

ParmetrosValor del EstudioComentarios

Presin

Mxima50 m.c.a.

Mnima10 m.c.a.5 m.c.a. en casos particulares

Velocidad

Mxima3 m/s

Rugosidad

C de Hazen Williams

Tuberas de PVC150Valor establecido

Coeficiente de variacin de consumo

K1 (Qmd)1.3Reglamente Nacional de EdificacinNorma OS.100

K2 (Qmh)2.0

Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones (Norma OS.100)

En el centro poblado de CHACAPAMPA las redes de distribucin sern de PVC clase 10, contar con un sistema de agua. Para el sistema de acuerdo al Caudal de diseo (Qmh20= 1.34 L/s) se tiene en la simulacin de las redes de agua una presin mxima de 50 mca, con tuberas de dimetros de 1.5.La eleccin del dimetro se encuentra relacionada en forma directa a la velocidad que se produzca en el conducto. Se ha considerado que las velocidades en la red deben ser V (m/s) = < 0.60 a 3.00>En el caso de no alcanzar las velocidades mnimas recomendadas, debido a dimetros comerciales mnimos y caudales pequeos, se establecern vlvulas de purga.En el siguiente cuadro se muestra el reporte de la simulacin en wter cad:

MODELACIN HIDRAULICA CON WATERCAD

VISUALIZACION DE LINEA DE ADUCCION DN 2

VISUALIZACIN DE RED DE DISTRIBUCIN

VISUALIZACIN DE PERFILES DE LINEA GRADIENTE RAP N 01-J-5

VISUALIZACIN DE PERFILES DE LINEA GRADIENTE RAP N01-J-17

VISUALIZACIN DE PERFILES DE LINEA GRADIENTE RAP N01-J-7

VISUALIZACIN DE PERFILES DE LINEA GRADIENTE RAP N01-J-7

REPORTE DE WATERCAD TUBERIAS

REPORTE DE WATERCAD PRESIONES

REPORTE DE WATERCAD CAMARAS ROMPE PRESION TIPO 7

Diseo de las cmaras rompe presin tipo viiPara el diseo y dimensionamiento de la cmara rompe presin (CRP) a instalar en la lnea de conduccin se emplearon los criterios y definiciones que se muestran a continuacin:

La velocidad del flujo se define como:

Dnde: V: Velocidad de flujo (m/s)Q: Caudal de diseo (m3/s)D: Dimetro de la lnea de conduccin (m) La carga hidrulica necesaria para hacer fluir el caudal de diseo ser:

Dnde: H: Carga Hidrulica mnima para la CRP (m)V: Velocidad en la lnea de conduccin (0.6 m/s < V < 3.0 m/s)g: Aceleracin de la gravedad igual a 9.81 m/s2

A efectos de diseo la altura de carga ser como mnimo de 0,50 m, adoptando el valor superior de ambos casos.Altura mnima de sedimentacin ser de 0,10 m, dejando un borde libre de 0,50 m.La altura total de la Cmara rompe presin se halla mediante la frmula:HT = H + A + BLDnde:HT: Altura total de la cmara rompe presinH: Carga Hidrulica mnima para la CRP (m)A: Altura mnima de sedimentacin (m)BL: Borde Libre (m)