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MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA LOCALIDAD DE SHUCSHUYACUDISTRITO
DE JEPELACIO.
CURSO: DISEO Y OPERACION DE PLANTAS DE AGUA POTABLE
MEMORIA DESCRIPTIVA
1.0 ANTECEDENTES
La Municipalidad Distrital de Jepelacio, en su afn de ampliar y mejorar el servicio
de abastecimiento de agua potable en la localidad de Shucshuyacu; tuvo como
objetivo principal, elaborar los expedientes tcnicos y la ejecucin de obras de
saneamiento. El cual permitir a la poblacin tener acceso directo a estos
servicios bsicos y mejorar sus condiciones de vida.
En la localidad se viene brindando servicio de agua potable para la poblacin en
general con un promedio bajo de cobertura y un dficit del servicio. En la
actualidad se da servicio precariamente, con la necesidad de contar con una
infraestructura mejor adecuada a las condiciones, siendo la principal causa para
que la calidad de vida de la poblacin se vea perjudicada.
Por lo antes mencionado y conscientes del problema la Municipalidad Distrital de
Jepelacio, dentro de su programa de inversiones del ao 2014, convoc al
Proceso de Seleccin para la Elaboracin del Expediente Tcnico Mejoramiento y
Ampliacin del Sistema de Agua Potable de la Localidad de Shucshuyacu.
Finalmente, el compromiso de nuestra representada en coordinacin con La
Municipalidad de Jepelacio es satisfacer de manera sostenible y eficiente los
servicios de saneamiento de la poblacin; garantizando un buen desarrollo del
presente estudio para la ejecucin de la obra.
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2.0 ASPECTOS GENERALES
2.1 Nombre del proyectoElaboracin del Expediente Tcnico:
Mejoramiento y Ampliacin del Sistema de Agua Potable de la Localidad de
Shucshuyacu.
2.2 Ubicacin del proyecto
El rea de Estudio comprende la Localidad de Shucshuyacu que pertenece al
distrito de Jepelacio, geogrficamente pertenece a:
Regin : San Martn. Provincia : Moyobamba. Distrito : Jepelacio. Localidad : Shucshuyacu.
Latitud Sur : 060918 Longitud Oeste : 765347
Altitud : 1050.00 m.s.n.m.
La localidad de Shucshuyacu se encuentra, aproximadamente a 22.00
Km. de la ciudad de Moyobamba y sus lmites son:
Norte : Jepelacio. Sur : Pacaipite. Este : Jerillo.
Oeste : PotrerilloAlto Rioja.
2.3 Vas de Acceso
El acceso a la localidad de Shucshuyacu es a travs de la va asfaltada
partiendo del valo de la ciudad de Moyobamba hasta llegar a los baostermales con una progresiva de 03 Km. ; luego continua 19 Km. de carretera
afirmada hasta llegar a la localidad de Shucshuyacu.
Los pobladores utilizan como medio de transporte, camionetas, autos,
motocicletas, combis, moto taxis, bicicletas, etc.
2.4 Topografa
La topografa del terreno de la localidad de Shucshuyacu es muy accidentada
con pendientes considerables.
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2.5 mbito del proyecto
Dentro del presente estudio, se esta considerando el diseo de Obras Generales
y Secundarias del Sistema de Agua Potable y Planta de Tratamiento de Agua
Potable para la Localidad de Shucshuyacu.
Agua Potable
Captacin
Planta de Tratamiento de Agua Potable Filtracin Rpida
Lnea de Conduccin
Reservorio Lnea de Aduccin
Redes de Distribucin
Conexiones Domiciliarias
2.6 Diagnstico de la situacin actual
En la coyuntura actual del gobierno central se ha convertido en poltica de
estado, mejorar los ndices de desarrollo humano, para lo cual es necesario
invertir en mejorar los servicios de saneamiento por lo que se encuentrainvirtiendo proyectos de agua y desage en comunidades rurales de extrema
pobreza que les permitan ampliar la cobertura y continuidad del servicio de agua
potable.
La calidad de vida de la poblacin se encuentra en relacin directa con el
acceso a que puedan tener a los servicios de saneamiento bsico, as como a
los servicios preventivos y recuperativos de la salud, ambos aspectos guardan
estrecha relacin con el nivel de la pobreza de la poblacin.
El sistema actual de saneamiento de agua del distrito de Shucshuyacu, est
administrado por la Oficina de Saneamiento de la Municipalidad.
En la actualidad se presta el servicio de agua solo a un 63 % de la poblacin,
cuyo cobro es diferenciado, ya que la captacin del recurso hdrico es por el
sistema de gravidez la que abarata sus costos de produccin y permite brindar
tarifas sociales a la comunidad progresina.
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Existe un abastecimiento de agua entubada, en una continuidad promedio de 16
horas por da, cuya potabilizacin no se puede realizar por carecer del
financiamiento para rehabilitar la planta de tratamiento obsoleto, por lo que lapoblacin se encuentra en riesgo permanente, trayendo como consecuencia la
presencia de enfermedades en la poblacin que le genera mayores
desembolsos de la canasta familiar y as tambin del gobierno en los diversosprogramas sociales que se efectan a favor de la comunidad.
Actualmente, en el distrito de Jepelacio, el sistema de agua potable no es el ms
adecuado ya que existen muchos desperdicios de agua, porque el sistema est
obsoleto, requirindose el cambio total de las redes de agua potable existente.
2.6.1 Servicios de Saneamiento
2.6.1.1 Agua Potable
La poblacin de la localidad de Shucshuyacu y caseros anexos, se
abastecen de agua entubada, la fuente de captacin de aproxidamente 10
lps, y que es conducida a travs de una tubera de 4 pulgadas de dimetro y
fue construida en el ao 1962, de acuerdo a la estacin, y se encuentra a 7.5
Km. de distancia de la ciudad, es la que proporciona abastecimiento a la
poblacin en un 63 %, existiendo un dficit del 37 % que demanda el lquidoelemento.
Esta necesidad o demanda insatisfecha lo solucionan los pobladoresacondicionando tuberas de pequeo dimetro sin criterio tcnico. Asimismoen la Planta de Tratamiento de Agua existente se realiza el proceso dedesinfeccin mas no de tratamiento fsico qumico para la remocin deslidos en suspensin y material coloidal del agua cruda, para luego seralmacenada en un reservorio apoyado de 150 m3.
En la localidad de Shucshuyacu el abastecimiento de agua, es con seriasdeficiencias debido al aumento de usuarios. Segn informes dados por elCentro de Salud de Jepelacio, la calidad de agua de la fuente abastecedoraen sus principales parmetros de turbidez y sobrepasan los Lmites MximosPermisible para el consumo humano, as como tambin presentacontaminacin por coniformes Totales y Recuento de Hetertrofos; siendorecomendable hervir el agua antes del consumo la incidencia actual deenfermedades estomacales asociadas al consumo de agua en la poblacin.
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2.6.2 Otros Servicios
La localidad perteneciente al rea de estudio cuenta con servicios de educacin,salud, electricidad, telefona, entre otros.
Educacin:Se les brinda educacin inicial, primaria y secundaria; pero no cuentan coneducacin superior. Sin embargo, la educacin superior lo realiza en la ciudadde Moyobamba, por ser la ciudad ms cercana a su localidad. Lasinfraestructuras de los Centros Educativos se encuentran en buen estado. Elndice de Analfabetismo ha disminuido en los ltimos aos.
Salud:Se brinda servicios de salud a travs de los Puestos de Salud, cuyasinfraestructuras se encuentran en buen estado. Asimismo, cuentan con personalcalificado. Las estadsticas de salud, indican que en las localidadespertenecientes al rea de estudio, se presentan con mayor frecuenciaenfermedades de tipo Infecciosas Intestinales, Diarreicas y Parasitarias, entreotros, todo lo cual origina mayores gastos en tratamientos de salud a lapoblacin, desnutricin, morbilidad y en resumen bajas condiciones de vida de lapoblacin, situacin que se revertir con la ejecucin de las obras desaneamiento.
2.6.3 Coordinaciones y Recopilacin de Informacin.
En el desarrollo del presente estudio, se han realizado coordinaciones de trabajo
continuamente con la Supervisin del Proyecto y los especialistas de la
Municipalidad de Jepelacio.
Asimismo, se ha recopilado informacin existente (planos, estudios preliminares
y otros) de la Municipalidad de Jepelacio.
Se ha tenido coordinaciones con los funcionarios del concejo municipal,
entidades estatales y privadas; cuyas instalaciones puedan verse afectadas conlas obras propuestas que se encuentran enmarcadas dentro del mbito del
proyecto.
Finalmente, se ha coordinado con la Municipalidad, la disponibilidad de los
terrenos donde se han proyectado las infraestructuras de saneamiento, para
realizar el saneamiento fsico legal de dichos terrenos.
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3.0 EVALUACIN DEL SISTEMA EXISTENTE
3.1 Sistema de Agua Potable
Actualmente existe un sistema de agua potable por gravedad que abastece a
una gran parte de la localidad de Shucshuyacu, con restricciones y
desabastecimientos principalmente en pocas de verano, que contiene los
siguientes elementos: Captacin, Desarenador, Sedimentador, Filtro Rpido,
Lnea de Conduccin, Pase Areo, Reservorio, Caseta de vlvulas, Lnea de
aduccin, Red de distribucin y Conexiones domiciliarias. siendo necesario
mejorar este servicio bsico, por cuanto el tratamiento es inadecuado.
3.1.1 Captacin
La fuente de captacin que presenta caudales mximo y mnimos, de acuerdo a
la estacin y se encuentra a 7.5 km de la ciudad, es la que proporciona
abastecimiento a la poblacin en un 63 %, existiendo un dficit del 37 % que
demanda el liquido elemento.
3.1.2 Almacenamiento
La localidad de Shucshuyacu, en la actualidad cuenta con un reservorio
apoyado de 150 m3 aunque se encuentra funcionando ya ha sido reparado
debido a una fisura sobre el fondo.
3.1.3 DistribucinActualmente en la localidad de Shucshuyacu, el 53 % de la poblacin que
cuenta con el servicio de redes y conexiones, la mayor parte de las redes de
distribucin de agua potable se encuentran en mal estado. Las redes de agua
potable fueron instaladas inicialmente en el ao 1968, y se ha ido ampliando
gradualmente con el crecimiento del rea urbana, pero sin criterio tcnico con
tuberas de pequeo dimetro, y son abastecidas directamente del Reservorio.
La red de distribucin de la localidad de Shucshuyacu est compuesta de 3.5Km de tuberas de PVC con dimetros de 2, 1.5, 1, y de dimetros, con
una antigedad entre 30 y 40 aos, habiendo cumplido su tiempo de vida para el
que fue diseado.
Al no existir mantenimiento en las vlvulas de aire y purga; estas se encuentran
deterioradas o simplemente se las han retirado, provocando incremento de
sedimentos en las redes. Asimismo, existen sectores donde se ha instalado
artesanalmente sin las especificaciones tcnicas necesarias.
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La poblacin, al no contar con programas de educacin sanitaria hace uso
irracional y no eficiente del servicio de agua potable. Las conexionesdomiciliarias no cuentan con micro medicin, por el cual no permite el control de
los consumos de agua potable.
Debido al mal estado de este componente, no ser considerado como oferta
para el presente proyecto. Por el cual se construir nuevas redes de distribucin
de agua potable.
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4.0 ESTUDIO DE POBLACIN, DEMANDA Y OFERTA
4.1 Poblacin
Para la determinacin de la poblacin total futura hasta el horizonte del proyecto,se ha aplicado el mtodo de densidad de poblacin, tomando en cuenta los
siguientes conceptos:
Se plantea realizar la proyeccin poblacional partiendo con una poblacin
actual obtenida de la siguiente manera:
Poblacin = N viviendas x Densidad poblacional (hab/Viv.)
Donde:
El N de viviendas cuantificada in situ por nuestra consultora es de 3906 en el
ao 2007.
La densidad poblacional es igual a 2.78, Informacin promedio obtenida de las
encuestas realizadas tomada del estudio perfil aprobado.
Por lo tanto, la poblacin base se indica en el siguiente cuadro:
CUADRO N 4.1POBLACIN ACTUAL DE HUAMBOS
Ao 2008Poblacin Total
(Hab)Viv. (*)
Densidad (*)(Hab/ Viv)
Huambos 1405 3.16 3906
(*) Fuente: Encuestas
4.2 Perodo de Diseo
4.2.1 En funcin a la poblacin
El periodo de diseo se determina por el tamao de la poblacin objetivo, segn
los siguientes rangos de poblacin:
CUADRO N 4.2
PERIODO DE DISEO EN FUNCIN DE POBLACIN
Poblacin Periodo
Para poblaciones de 1,000 a 15,000 habitantes 10 a 15 aos
Para poblaciones de 15,000 a 50,000 habitantes 15 a 20 aos
Para poblaciones mayores a 50,000 habitantes 30 aos
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4.2.2 En funcin a los componentes
El periodo de diseo puede ser determinado por los componentes y
equipamiento que integrarn el proyecto, as tenemos:
CUADRO N 4.3
PERIODO DE DISEO EN FUNCIN DE LOS COMPONENTES
a) Componentes Perodo
Redes de agua secundarios y principales
Colectores secundarios y principales
20 a 30 aos
Redes de agua, aduccin, conduccin
Colectores, interceptores y emisores
30 a 50 aos
b) Equipos Perodo
Mecnico 5 a 10 aos
Combustin 5 a 10 aos
Elctrico 10 a 15 aos
4.2.3 Por Anlisis Matemtico
Para el clculo terico del periodo de diseo, existen diversas metodologas
todas de carcter terico, podemos mencionar entre ellas las siguientes:
a) Periodo Optimo de Diseo sin Dficit:
b) Periodo Optimo de Diseo con Dficit:
Donde:
a = Factor escalar de economa
r = Tasa de inters
Xo = Periodo de Dficit
Para nuestro caso las estimaciones realizadas por el Consultor sobre los
perodos ptimos de diseo, en base a factores de economa de escala y el
periodo de dficit existente. Se ha tomado los periodos independientemente
para los diferentes componentes del proyecto, el cual vara entre 12 a 20 aos,
6.0
9.0
7.0
)()
1(
xx
x
r
axx
o
o
i
r
a12.1
)1(6.2
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determinndose el momento ptimo de la inversin de los componentes en
trminos de uso eficiente de los recursos econmicos.
4.3 Calculo de la Poblacin Futura
4.3.1 Metodologa de Clculo
Cada vez ms, y con propsitos de planeamiento econmico, social, poltico y
comercial, usuarios de los diferentes mbitos del quehacer nacional, demandan
conocer la poblacin total, para determinar la capacidad potencial de
consumidores.
Cuando los encargados de hacer estas proyecciones inician su trabajo, se
enfrentan al gran dilema de cul metodologa, se debe utilizar.
Existen diversos mtodos de estimar las poblaciones. Para propsitos delpresente Proyecto, se han enunciado dos metodologas de clculo de la
proyeccin de poblacin, que se dan a travs de:
Mtodos Matemticos
Estas metodologas establecen estimaciones que se realizan en base a
funciones de tipo matemtico, como la lineal, geomtrica, parablica y/o
exponencial, suponiendo un comportamiento de la poblacin segn este tipo de
funcin.
Para la determinacin de la curva de crecimiento poblacional se ha determinadocon los datos de los censos y con los diferentes modelos: aritmtico, geomtrico,
parablico y exponencial. Las estimaciones se han realizado en forma
independiente para la Localidad de Shucshuyacu.
Segn el anlisis realizado con los datos de los censos la poblacin de la
localidad de Shucshuyacu obedece a un modelo de crecimiento del tipo
Parablico.
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GRAFICO N 4.1
4.4 Proyeccin de la Poblacin
El cuadro N 4.5, se muestra que para el ao 2008, la poblacin de
Shucshuyacu es de 2387 habitantes y la proyeccin al ao 2028.
CUADRO N 4.5RESUMEN DE LA PROYECCION POBLACIONAL
Ao PoblacinTotal
2,008 23872,009 24112,010 24352,011 24592,012 24842,013 25092,014 2534
2,015 25592,016 25852,017 26112,018 26372,019 26632,020 26902,021 27172,022 27442,023 27712,024 27992,025 28272,026 28552,027 28842,028 2913
CURVA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
2,000 2,005 2,010 2,015 2,020 2,025 2,030 2,035 2,040
TIEMPO (Aos)
POBLACION(Hab)
Censo
Arimtico
Geom-
Parab
Exponen.
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4.5 Horizonte del Proyecto
De acuerdo a los criterios planteados y conforme a lo establecido en los
Trminos de Referencia, el periodo de diseo ser igual a 20 aos, cuyo
horizonte es el ao 2028
4.6 Clculo de la poblacin servida
Para la localidad de Shucshuyacu, se han tomado como base los datos
recopilados en campo referidos a la densidad poblacional. Actualmente la
localidad de Shucshuyacu, el factor de cobertura es del 63%, de viviendas quecuentan con conexin de agua, pero con un sistema que trabaja de manera
ineficiente. Se est considerando en el presente estudio que la cobertura al final
del horizonte ser del orden del 100% en lo que respecta al servicio de agua
potable.
4.7 Calculo de la Demanda de Agua y Alcantarillado
4.7.1 Consumos
En los cuadros N 4.6, N 4.7 se calcularon las demandas de agua potable de
la localidad de Shucshuyacu, se muestra el incremento de la demanda ao a
ao durante el horizonte del proyecto (20 aos).
Para el final del periodo de diseo se requerir la demanda mxima diaria,
mxima horaria que se presentan a continuacin:
a.DemandaMxima diaria:
Qmd = K1 x Qp
Donde:
Qmd : Caudalmximodiario
K1 : 1.3(Coeficiente adimensional del Reglamento Nacional
de Edificaciones RNE, Norma OS.100, numeral 1.5).
Qp : Caudalpromedio
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b. Demanda Mxima horaria:
Qmh = K2 x Qp
Donde:
Qmh : Caudalmximohorario
K2 : 2.0 (Coeficiente del RNE, Norma OS.100 numeral 1.5)
Qp : Caudalpromedio
A continuacin se indican los cuadros de demanda para la localidad de
Shucshuyacu.
4.7.2 Demanda Agua Potable de la Localidad de Shucshuyacu
Demanda de Shucshuyacu:
En el siguiente cuadro se indica la demanda de agua potable para la localidad
de Shucshuyacu.
CUADRO N 4.4:
PROYECCIN DE LA COBERTURA Y CONSUMO DE AGUA
A O POBLACION COBERTURA (%)
VIVIENDASSERVIDAS(unidades)
CONSUMO DEAGUA TOTAL
CONEXIONES
OTROS
MEDIOS(*)
POR
CONEXIONES
TOTAL lt/dia m3/ao lt/dia
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 5 ) ( 10 ) ( 12 ) ( 17 ) ( 18 ) ( 19 )
0 2.387 63% 36,9% 337 337 105.420 38.478 131.775
1 2.411 100% 0,0% 539 539 289.320 105.602 361.650
2 2.435 100% 0,0% 545 545 292.200 106.653 365.250
3 2.459 100% 0,0% 550 550 295.080 107.704 368.850
4 2.484 100% 0,0% 555 555 298.080 108.799 372.600
5 2.509 100% 0,0% 561 561 301.080 109.894 376.350
6 2.534 100% 0,0% 567 567 304.080 110.989 380.100
7 2.559 100% 0,0% 572 572 307.080 112.084 383.850
8 2.585 100% 0,0% 578 578 310.200 113.223 387.750
9 2.611 100% 0,0% 584 584 313.320 114.362 391.650
10 2.637 100% 0,0% 590 590 316.440 115.501 395.550
11 2.663 100% 0,0% 595 595 319.560 116.639 399.450
12 2.690 100% 0,0% 602 602 322.800 117.822 403.500
13 2.717 100% 0,0% 608 608 326.040 119.005 407.550
14 2.744 100% 0,0% 614 614 329.280 120.187 411.600
15 2.771 100% 0,0% 620 620 332.520 121.370 415.650
16 2.799 100% 0,0% 626 626 335.880 122.596 419.850
17 2.827 100% 0,0% 632 632 339.240 123.823 424.050
18 2.855 100% 0,0% 638 638 342.600 125.049 428.250
19 2.884 100% 0,0% 645 645 346.080 126.319 432.600
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20 2.913 100% 0,0% 651 651 349.560 127.589 436.950
4.8 Oferta
4.8.1 Agua Potable
La poblacin de la ciudad de Shucshuyacu, se abastecen de una fuente
mediana de recurso hdrico para su consumo, la fuente de captacin quepresenta caudales mximo y mnimos, de acuerdo a la estacin y se encuentra a7.5 km de la localidad, es la que proporciona abastecimiento a la poblacin en un63 %, existiendo un dficit del 37 % que demanda el lquido elemento.
CaptacinPara el presente Proyecto se realizaran trabajos de mejoramiento de la
captacin como tartajeo con impermeabilizante, reconstruccin de canal de
alimentacin, piso empedrado de 14 m2, cerco perimtrico, ya que para
mejorar el sistema se tiene que adicionar obras nuevas de cabecera que son:
desarenador, sedimentador, filtro, caseta de coloracin y caseta de vlvulas.
En la Planta de Tratamiento de Agua Potable;
Desarenador:
Se construir un desarenador en vista de que la estructura existente no es
funcional. Se construir con la finalidad de eliminar los slidos de arrastre que
pase por la tubera de alimentacin, ya que la estructura posee un dispositivo
que produce una turbulencia y que por su cmara de desage elimina los
slidos, siendo sus caractersticas las siguientes:
Demanda de Agua Potable en el Horizonte del
Proyecto
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Aos
Volumen(miles
m3/ao)
Demanda de Agua Potable
Demanda de A ua
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De longitud 4.40 m, de altura 0.95 m prom., de seccin 0.15 m, de concreto
armado Fc = 210 Kg/cm2, de ancho 1.20 m, con espesor de losa 0.15 m.
Esta estructura contiene un By pass de 4 que permitir realizar hacer
circular el agua directamente a la lnea de conduccin cuando se ejecute la
limpieza des desarenador.
Sedimentador
Para el proyecto se consider demoler el desarenador existente para poder
construir un desarenador nuevo de concreto armado, con la finalidad de
sedimentar los slidos o materiales finos que ingresa al sistema y poder
brindar un lquido adecuado para el consumo con su respectivo tratamiento
clorificado.La estructura constara de 02 cmaras de 14.10 x 3.0 mt y de 2.75 altura
promedio, de concreto fc=210 kg/cm2.
Filtro lento
Para esta estructura se vio necesario mantener el filtro lento, mejorndola
con tartajeo nuevo, cambio de lecho filtrante, reemplazo de vlvulas y
compuertas. As tambin se vio conveniente construir una nueva estructura,
que constara de 02 cmaras de 6.00 x 4.60 m y de 3.36 de altura, concreto
fc=210 kg/cm2. Estos dos filtros trabajaran conjuntamente.
Pase Areo
Para el pase areo se realizaran cambios de tubera existente por nuevas de
6 de FG en una longitud de 60.32 m. y remplazando las pndolas
apropiadas para esta tubera.
Reservorio Apoyado
Estructura de concreto armado, permitir almacenar agua de tal manera que
permita cubrir la demanda en las horas de mayor consumo, con dimetrointerior de 5.40 m, una altura de 2.90 m sin la cpula, siendo su capacidad de
almacenamiento para 60.00 m3 de agua, existiendo actualmente dos
reservorios uno rectangular y otro circular que son recuperables, por lo que se
realizaran los mejoramientos como tarrajeo y cambio de vlvulas.
* Tarrajeo de muros interiormente con impermeabilizante en un
metrado de 172.87m2, as como el tarrajeo externo que incluye la cpula en
un metrado de 187.80 m2
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* Para darle funcionalidad y seguridad al reservorio se ha considerado
construir las partidas de, tubera de ventilacin con FoGo 2, tapa de
inspeccin de 0.60 x 0.60 m, pintado de muros exteriormente con un metradode 267.92 m2, as como la construccin del cerco perimtrico con alambre de
pas y postes de palo de Quinilla cada 3.00 m
Caseta de cloracin.
Construccin de una caseta de cloracin de 4.35 x 2.3 m para la instalacin
del sistema de potabilizacin del agua, que ser a base del sistema cloro gas
de inyeccin directa
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5.0 CRITERIOS Y PARMETROS DE DISEO
5.1 PERODO DE DISEO
El periodo de diseo
5.1.1 En funcin a la poblacin
El periodo de diseo se determina por el tamao de la poblacin objetivo,
segn los siguientes rangos de poblacin:
CUADRO N 5.1
PERIODO DE DISEO EN FUNCIN DE POBLACIN
PoblacinPeriodo
Para poblaciones de 1,000 a 15,000 habitantes10 a 15 aos
Para poblaciones de 15,000 a 50,000 habitantes15 a 20 aos
Para poblaciones mayores a 50,000 habitantes30 aos
5.1.2 En funcin a los componentes
El periodo de diseo puede ser determinado por los componentes y
equipamiento que integrarn el proyecto, as tenemos:
CUADRO N 5.2
PERIODO DE DISEO EN FUNCIN DE LOS COMPONENTES
a) Componentes Perodo
Redes de agua secundarios y principales
Colectores secundarios y principales20 a 30 aos
Redes de agua, aduccin, conduccin
Colectores, interceptores y emisores30 a 50 aos
b) Equipos Perodo
Mecnico 5 a 10 aos
Combustin 5 a 10 aos
Elctrico 10 a 15 aos
5.1.3 Por Anlisis Matemtico
Para el clculo terico del periodo de diseo, existen diversas metodologas
todas de carcter terico, podemos mencionar entre ellas las siguientes:
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a) El Mtodo de Simn Arocha1:
5.0
85.012.1
1
)1(3.0)1(6.2
r
x
r
x o
a) El Mtodo de Jorge Pflucker2:
r
x
12.1
1
)1(6.2
Donde:
a = Factor escalar de economa
r = Tasa de inters
Xo = demanda actual entre crecimiento de demanda
Para nuestro caso, estamos consignando los siguientes valores
r = 14%
a para captaciones = 0.2a para Plantas de tratamiento = 0.7
a para Reservorios = 0.6
a para Conducciones = 0.4
a para redes = 0.3
En nuestro caso el perodo de diseo de aguapotable y alcantarilladoes de 20
aos, a partir del inicio del funcionamiento del mismo, previsto para el ao 2009.
De acuerdo a las estimaciones realizadas, sobre los perodos ptimos de
diseo, en base a factores de economa de escala y el periodo de dficit
existente. Se han determinado estos periodos independientemente para los
diferentes componentes del proyecto, el cual vara entre 12 a 2 0 aos,
determinndose el momento ptimo de la inversin de los componentes
en trminos de uso eficiente de los recursos econmicos.
5.2 DOTACIN DE AGUA POTABLE
1Fuente: Abastecimiento de Agua por Simn Arocha - Venezuela2Fuente : Curso Abastecimiento de Agua por Jorge Pflucker - Per
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Para el presente proyecto se ha determinado que la dotacin es de 200
lts/hab/da. Por tratarse de una zona de clima calido.
5.3 COEFICIENTES DE VARIACIONES DE CONSUMO
El Reglamento de Nacional de Edificaciones Norma OS.100, numeral 1.5
establece las variaciones de consumo o gasto segn se aprecia en el siguiente
cuadro:
CUADRO N 5.3
COEFICIENTES DE VARIACIN
a) Coeficiente de variacin diaria (K1) Coeficiente
K1 1.3
b) Coeficiente de variacin horaria (K2)
K2 1.82.5
Para el presente estudio se ha tomado como parmetro el valor de K1 igual a 1.3
y para K2el valor de 2.6.
5.4 COEFICIENTE DE CONTRIBUCIN O APORTE AL ALCANTARILLADO
Se establece en el Reglamento de Nacional de Edificaciones Norma OS.100,
numeral 1.8,el porcentaje de aporte de agua potable al sistema de alcantarillado
a la hora de la mxima demanda.
Coeficiente de aporte respecto a la hora de mxima demanda 80 %
5.5 ALMACENAMIENTO
Para el clculo de los volmenes de almacenamiento se establece en el
Reglamento Nacional de Edificaciones Norma OS.030, numeral 4.1, un
porcentaje del consumo mximo diario de la demanda anual. As tenemos en el
siguiente cuadro:
Para volumen de Regulacin se adoptara como mnimo un 25% del promedio
anual de la demanda
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CUADRO N 5.4COEFICIENTES DE ALMACENAMIENTO
Descripcin Valor
Volumen de Regulacin 25 %
5.6 VOLUMEN CONTRA INCENDIOS Y RESERVA
Asimismo en la norma OS-030, establece que en los casos que se considere
demanda contar incendios deber asignarse un volumen mnimo adicional de
acuerdo al siguiente criterio:
CUADRO N 5.5
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS
Descripcin Volumen (m )
reas destinadas netamente a viviendas 50
Adems se justificara un volumen adicional de reserva; en tal sentido para el
presente proyecto se ha considerado los volmenes descritos en el tem 4.8.1.
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6.0 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
6.1 Fuente
La fuente de abastecimiento ser a travs de aguas superficiales, provenientes
de las partes altas de la localidad de Huambos, el cual descargar mediante una
Lnea de Conduccin de 100 mm de dimetro a la Planta de Tratamiento de
Agua Potable de Filtracin Rpida proyectado.
6.2 Objetivo del tratamiento
El objetivo del tratamiento del agua en la localidad de Huambos, es la remocin
de los contaminantes fisicoqumicos y microbiolgicos hasta los lmitesestablecidos en las normas de calidad vigentes en el pas, para ser destinado al
consumo humano de la poblacin.
6.3 Ubicacin
La Planta de Tratamiento de Agua Potable, esta ubicado entre las cotas 2477
m.s.n.m y la cota 2481 m.s.n.m y tiene un rea aproximada de 891.36 m2.
La zona presenta bajo riesgo ssmico, no es inundable, al encontrarse en la
parte alta del cerro.
As mismo se ha proyectado las vas de acceso para acceder a ella, por el
contrario no dispone de energa elctrica, por lo que se esta considerando una
lnea de media tensin para suministrar la energa necesaria para las reas
administrativas de la planta y su iluminacin, siendo el funcionamiento de la
planta netamente por gravedad
Si bien es cierto que el terreno esta libre de inundaciones, no lo esta de las
precipitaciones por lo que se ha considerado lo siguiente:
Los bordes de las unidades y los pisos de los ambientes donde se efectuar
el almacenamiento de productos qumicos, o donde se localizarn las
unidades bsicas para el funcionamiento de la planta, estn situados por lo
menos a 0.50m, por encima del nivel del terreno.
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La estabilidad de la construccin de las unidades ha sido calculada teniendo
en cuenta el reglamento Nacional de Construcciones (Norma Tcnica E050
Suelos y Cimentaciones).
6.4 Normas de Calidad
6.4.1 Tratamiento
Debido a que el agua del canal de regado, presenta altas turbiedades en
pocas de invierno, esta deber someterse a tratamiento, toda vez que sern
destinadas al consumo humano.
Para pocas de estiaje, en el cual el agua presenta poca turbiedad, el agua ser
by- paseado a las unidades de filtracin y posterior desinfeccin
6.4.2 Calidad de Aguas Potable Deseada
Las condiciones que debe cumplir o aproximarse el agua tratada a la salida de la
planta, segn las Normas de calidad de agua potable del Per se indica en el
siguiente cuadro.
CUADRO N6.1REQUISITOS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO
CUADRO N6.2
REQUISITOS DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO
Caractersticas Fsicas Lmite mximo permisible
Turbidez No debe exceder de 5 NTU
Color No debe exceder de 5 UC.
Olor y sabor No debe tener
Exceso de mineral soluble No debe tener
Caractersticas Qumicas Lmite mximo permisible
Plomo 0,1 mg/l
Flor 2,0 mg/l
Arsnico 0,05 mg/l
Selenio 0,5 mg/l
Fierro 0,3 mg/l
Manganeso 0,2 mg/l
Magnesio 125,0 mg/l
Zinc 15,0 mg/l
Cloruros 250,0 mg/l
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En cuanto a la calidad bacteriolgica, recomienda la ausencia de coliformes
fecales, microorganismos parsitos y patgenos.
6.4.3 Calidad de La Fuente
De acuerdo a la ley general de aguas, la fuente de agua superficial, presentados tipos de agua en el transcurso de un ao hidrolgico; Uno pertenece al agua
Tipo II-A que se presentan normalmente en pocas de poca lluvia, y el otro
pertenece al agua Tipo II-B que se presenta normalmente en pocas de lluvia,
CUADRO N 6.3CLASIFICACIN DE LAS AGUAS
Clasificacin de las aguas
Tipo I :
Aguas subterrneas o superficiales provenientes de cuencas, con caractersticasbsicas definidas en el cuadro 6.4 adems caractersticas que satisfagan lospatrones de potabilidad.Tipo II- A:Aguas subterrneas o superficiales provenientes de cuencas, con caractersticasbsicas definidas en el cuadro 6.4 y que cumplan los patrones de potabilidadmediante un proceso de tratamiento que no exija coagulacin.Tipo II- B:Aguas superficiales provenientes de cuencas, con caractersticas bsicas definidasen el cuadro 6.4 y que exijan coagulacin para poder cumplir con los patrones depotabilidad.
Sulfatos 250,0 mg/l
Slidos totales 1.000,0 mg/l
PH 59
Alcalinidad por carbonatos < 120 mg/l.
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CUADRO N 6.4
CARACTERSTICAS DE LAS AGUASParmetro TIPO I TIPO II A TIPO II B
DBOmedia (mg/L.)DBOmxima (mg/L.) Coliformes totales Coliformes termoresistentes (+)
01,53< 8,80
1,52,54
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agua.
El acceso a las diferentes reas de operacin y mantenimiento se realizar
mediante veredas y/o vas de circulacin.El dimensionamiento hidrulico ha sido desarrollado considerando los caudales
mnimos y mximos para cada una de las unidades de tratamiento, as mismo
se ha tenido en consideracin la optimizacin en el uso de los recursos
necesarios para su construccin.
6.6 Grado de Tratamiento
6.6.1 Estudio de Agua Cruda
La caracterizacin de la fuente de agua Ro, ha determinado el grado de
tratamiento de la misma diferencindose dos pocas claramente diferenciadas y
que corresponden a los meses de abril a Noviembre (poca de Estiaje) y de
Diciembre a Marzo (poca de lluvias-avenidas).
6.6.2 Muestreos
Se han realizado los muestreos de agua al nivel fisicoqumico como
bacteriolgico, en base a la cual se determino el grado de tratamiento a realizar
en cada poca del ao, o cuando se presentes altos valores de turbidez.
CUADRO N 6.5ANLISIS FISICOQUMICOS DEL AGUA DELRO
PARMETRO poca de Avenida
Turbiedad inicial 200 UNT
Turbiedad del a prueba 162 UNT
PH 7.60
Alcanilidad inicial 82 mg CaC03/L
Dosis optima de coagulante 60.0 mg/L
Concentracin 1.0%
Tiempo total de floculacin 15 min
6.6.3 Ensayos
Los ensayos realizados para determinar la tratabilidad son:
Prueba de Jarras
Prueba de Jarras
Mediante este ensayo se ha determinado la concentracin ptima del reactivo,
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as como la dosis ptima que deber aplicarse al agua del Ro, para obtener los
resultados deseados en el proceso de floculacin y decantacin
6.6.4 Tipos de Planta a Considerar
De acuerdo a la caracterizacin del agua del Ro (caractersticas fsicas,
qumicas y microbiolgicas) se ha determinado que el tipo de planta a utilizar
corresponde a un tratamiento de filtracin rpida sin aplicacin de coagulante
en poca que el agua tiene poca concentracin de slidos (baja turbidez) y con
aplicacin de coagulante en poca de lluvia-avenida (alta turbidez).
6.7 Dimensionamiento de la Planta
6.7.1 Capacidad
La capacidad nominal de la planta de tratamiento es de 6.74 l/s y es suficiente
para satisfacer el gasto del da de mximo consumo correspondiente al perodo
de diseo,
- Estn consideradas el 5% de agua desperdiciada por el agua de lavado delos sedimentadores, floculadores, filtros, decantadores, etc.
6.7.2 Acceso
El acceso a la planta esta garantizado mediante un camino carrozable hasta la
planta de tratamiento permitindose el trnsito permanente de los operadores
que transporten los productos qumicos necesarios para el tratamiento de agua.
6.7.3 rea
El rea reservada para la planta es de 910 m2 aproximadamente, la misma que
albergar las diferentes unidades de tratamiento como son: Canal reparticin
agua cruda, Sedimentadores, Floculadores, Canal de reparticin agua floculada,
Decantadores, Planta de dosificacin y almacn. As como la construccin de
todas las obras indispensables para su funcionamiento, tales como portera
(control de ingreso a la Planta), y el cerco perimtrico.
6.7.4 Construccin por Etapas
La construccin de la planta se realizar en una sola etapa.
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6.7.5 Caudal
El rea de estudio de la cuenca ha sido evaluada por los diferentes organismoscompetentes del agua. Inicialmente la planta tendr capacidad para producir
6.74 l.p.s, por el carcter modular que tiene la planta de tratamiento de agua
potable.
6.7.6 Tratamiento
6.7.6.1 Coagulantes y Sustancia Qumicas
A) Coagulantes a ser empleados
El tipo de coagulantes a ser empleados en la planta de tratamiento de aguacorresponden Sales de Aluminio Al3+ y Sales de Fierro Fe3+d y cuyo nombre
comercial es el Sulfato de Alumina y Cloruro Frrico, al haber sido estos
evaluados mediante la prueba de jarras y que han ofrecido buenos resultados en
la formacin de flculos y por ende en la calidad del efluente.
Sulfato de Aluminio
AL2(SO4)3De color blanco viene en tanto de forma granular como en solucin, la primera
presentacin se encuentra en el mercado en sacos de 25 Kg y con 65% depureza.
La dosis a emplear es de 30 a 35 ppm de acuerdo a las pruebas de jarras
realizadas en el laboratorio.
Polmeros de Aluminio
AL6(OH)612
+
En ciertas condiciones las sales de aluminio pueden condensarse llegando a la
formacin de polmeros capaces de coagular y flocular. De propiedadesexcepcionales han de prepararse en el mismo lugar
B) Cantidad
Considerando la dosis optima del sulfato de alumina, y que el producto
comercialmente es vendido con una concentracin del 65% de pureza, se
emplearn para un caudal de 6.74 l/s un peso aproximado del reactivo de 1.0
Tonelada/mensual
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C) Dosificacin de coagulantes y otras sustancias qumicas.
El coagulante sulfato de Aluminio, para ser aplicado directamente al agua cruda,
deber de tener la concentracin ptima de 1% determinado en el ensayo deJarras.
Se han considerados dos tanques de preparacin de solucin del sulfato de
Aluminio de 4.6 m3 de volumen til para un perodo de operacin de 8 horas, el
cual contiene un agitador por tanques
El tanque de sulfato esta conformada por una estructura de concreto resistente a
sulfatos, y a la cual estn conectadas tres lneas a mencionar; una proviene del
agua filtrada (PVC de 1), la otra va hacia la unidad de mezcla rpida (Acero
Inoxidable de 1 ), y la tercera va al sistema de desages (PVC de 2)
D) Dosificadores
Sulfato de Alumina
El sistema seleccionado para el Sulfato de Alumina del tipo gravimetrico con un
periodo de mezcla de 10 minutos, y cuyo tanque de preparacin est ubicado en
el segundo piso de la casa de qumicos y desde el cual se suministrar mediante
una lnea de acero inoxidable de 11/2 el reactivo hacia la unidad de mezcla
rpida.
Alternativamente podr instalarse dos bombas dosificadoras del tipo pistn, el
cual ofrece la suficiente flexibilidad (dial de caudal de seleccin) para operar
entre caudales de 0.0034 a 0.0052 GPM requerido para conducir el sulfato de
alumina a una concentracin de 1% y que mezclada con el agua producir una
dosis de 35 ppm.
E) AlmacenamientoEl almacenamiento de reactivos qumicos (Cal, Sulfato de Aluminio, Polimeros,
Sulfato de Cobre) tiene la capacidad para una reserva comprendida de cuatro
meses, el ingreso de reactivos a la planta se realizar mediante una rampa de
1.0 m de profundidad que permitir la carga y descarga de las bolsas de reactivo
a nivel.
El almacenamiento de los cilindros de cloro se realizar en una caseta provista
de un tecle y un sistema de monorriel mediante el cual se realizar la carga y
descarga de los cilindros de cloro de 980 Kg.
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a) El rea neta del almacn de reactivos es de 66 m2 y ha sido calculada
considerando el consumo promedio de la sustancia a almacenar.
b) El rea del almacn tiene corredores perimetrales y centrales de 1.20 m deancho, para tener acceso a las diversas rumas de material y poder
programar su empleo, de acuerdo al orden llegada, esto es, primero el ms
antiguo.
c) El nivel del piso del almacn debe estar por lo menos a 0.50m por encima
del nivel del terreno, pero a 1.0 m de la pista de acceso logrado mediante
una rampa negativa. La puerta de ingreso al almacn es de 2 laminas de
0.80 m y de 2.50 m de altura.
d) Las pilas de material ser colocadas sobre tarimas de madera, y hasta 10
unidades arrumadas unas sobre otras.
e) Este provisto de ventanas en la parte superior de los muros para una
adecuada ventilacin, pero protegido del ingreso de agua y/o humedad.
f) Los almacenes de sustancias qumicas han sido proyectados en dos plantas,
en la primera se almacenar el Sulfato de Alumina, y en el segundo se
almacenar la cal y sulfato de cobre y polmeros al cual se acceder
mediante un tecle elevador de 1.0 m x 1.0 m.
6.7.6.2 Mezcla Rpida
Con el objeto de medir el afluente a la planta de tratamiento y de promover la
mezcla rpida, ser utilizado un Vertedero Rectangular.
En esta unidad la aplicacin del coagulante debe ser constante y debe
distribuirse uniformemente en toda la seccin de aplicacin, aprovechando la
fuerte turbulencia propia de un cambio de pendiente y seccin generando un
resalto hidrulico.
En esta unidad se realizar la dispersin del coagulante en toda la masa de
agua a tratar, esta dispersin ser lo ms homognea posible con el objeto dedesestabilizar a todas las partculas presentes en el agua o mediante difusores e
inyectores.
En esta unidad el Nmero de Froude es de 4.2 y el tiempo de mezcla esta en el
orden de los 0.50 segundos con una Gradiente de Velocidad de 1,280 s-1
La aplicacin del coagulante se distribuir uniformemente a todo lo ancho del
canal y para cada reactivo mediante una tubera perforada de PVC de DN100
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mm con perforaciones de 0.5 cm cada 10 centmetros.
(Ver Clculo de Comprobacion de Mezcla en Vertedero Rectangular Adjunto)
6.7.6.3 Floculacin
Para permitir la separacin de una suspensin coloidal en condiciones de
velocidad satisfactorias bajo la influencia de su peso, es necesario aglomerar los
coloides para formar partculas de tamao mucho mayor.
Por lo tanto, la suspensin debe transformarse por medios artificiales mediante
la adicin de reactivos qumicos que, por medio de mecanismos de agregacin o
de adsorcin, anulan las fuerzas repulsivas o actan sobre la hidrfila de las
partculas coloidales, o por una aglomeracin de coloides "descargados", queresulta de diversas fuerzas de atraccin entre partculas puestas en contacto, en
primer lugar hasta la obtencin de un grosor de 0.1 micra aproximadamente, y
despus por agitacin exterior en las unidades llamadas floculadores.
A) Ensayo de Jarras
Los parmetros ptimos de diseo de la unidad, gradiente de velocidad (G) y
tiempo de retencin (T) han sido seleccionarse mediante ensayos con el equipo
de prueba de jarras.
B) Seleccin
Se ha elegido un Floculador Hidrulico Horizontal con capacidad para 6.74 l/s,
Las pantallas son removibles con tabiques de madera machihembrada, y
planchas de PVC,
6.7.6.4 Decantadores Laminares
El objeto de los decantadores es el de sedimentar los floculos formados en la
unidad anterior.
A) Decantadores de placas paralelas.
La tasa superficial de aplicacin en los decantadores se ha determinar en
funcin de la velocidad de sedimentacin de las partculas que deben ser
removidas, segn la relacin:
Vs = Q / (fA)
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Donde:Vs = Velocidad de sedimentacin en m./s.
Q = Caudal que pasa para la unidad en m3/s.
A = rea superficial til de la zona de decantacin en m2
f = Factor de rea, adimensional.
El factor de rea para unidades de flujo ascendente est determinado por la
expresin:
f = [se(sen+ L cos)] / S
Donde:
= ngulo de inclinacin de las placas o tubos en grados = 60.
L = Longitud relativa del modulo, >= 12, adimensional (L= l/e o L= l/d).
l = Largo del elemento tubular o de placa en m.
d = Dimetro interno de los elementos tubulares, en m.
e = Espaciamiento normal entre placas paralelas sucesivas, en m.
S = Factor de eficiencia (1.0 para placas planas paralelas),
La velocidad de sedimentacin debe ser determinada mediante ensayos de
laboratorio.
La velocidad longitudinal mxima de flujo se calcular por
Vo = (NR/8)1/2 Vs,
Donde
NR = Numero de Reynolds.
La velocidad mxima de flujo en los mdulos debe ser Vo = 0.17 m./s.
El NR entre placas es de 199.
La unidad tiene forma rectangular de 2.7 m de ancho por 5.50 m de largo y de
4.2 m de alto
Los mdulos est conformados por placas planas de PVC, de 2.75 m de
ancho por 1.20 de alto con 0.56 de espesor, con una vigueta de soporte en la
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parte central del decantador para soportar a las placas en su punto medio.
Los mdulos de decantacin estarn inclinados a 60 con respecto a lahorizontal., y separados 20.5 cm unos de otras.
El ingreso de agua al decantador se realizara mediante unas ventanas de
0.125 m x 0.417 m ubicados en el fondo del canal de distribucin
La altura de agua sobre las placas ser de 1.00 m.
La recoleccin de agua decantada se efectuar mediante dos tubos de H.D.
de DN 400 mm con perforaciones en la parte superior, estas perforaciones
sern de 2" de dimetro y estarn separadas cada 0.25 m. Este sistema
funcionar como con una superficie de agua de 5 cm sobre el tubo para
permitir una recoleccin equitativa y sern regulables y desmontables
La remocin de los lodos decantados se efectuarse en forma hidrulica y para
lo cual se conformaran tolvas de recoleccin de 2.75 m de ancho superior y
pendientes de 32 que permitan el arrastre de floculos decantadas hacia el
fondo de las tolva
Las tolvas sern interconectadas en la parte inferior mediante dos 0.30 m x
0.30 m, las mismas que permitirn la purga de los sedimentos mediante la
apertura de las vlvulas adecuadamente ubicadas
6.7.6.5 Filtracin
La misin de los filtros es retener, en la superficie o en el seno de la masa
filtrante, las partculas que contiene un lquido
A)Nmero de unidades
El nmero de unidades de filtracin calculados es de 8 unidades dispuestos en
una batera de filtros.
B)Dimensiones de las unidades filtrantes.
a) Profundidad
Esta en funcin de las alturas del sistema de drenaje (0.50m) del medio de
soporte (0.52 m) y medio filtrante ( 0.80 m), de la altura de agua sobre el
medio filtrante y de la altura de borde libre (0.25 m ). La altura de agua sobre
el lecho filtrante es variable y depende del tipo de operacin del filtro.
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b) Largo y ancho
La relacin largo-ancho se ha estimado en 1.7, con lo que las dimensiones delfiltro sern de 1.20 m para el ancho y 2.07m para el largo.
La tasa de filtracin adoptada esta en el rango de 120 m3/m2/da.
c) Capa de soporte del medio filtrante
El tamao de la grava debe ser tal que los vacos o poros en cada capa sean
de dimetro menor que el del material de la capa superior. En articular, el
tamao minino de la gavilla esta fijado por el tamao mximo de arena. Lacapa tope deber estar constituida por gravilla no mas fina que 1.6 mm. Ni
mayor de 8 mm de dimetro, y la capa inferior por grava de 19 mm de
dimetro o mayor.
La granulometra y el espesor de la grava dependen del tipo de drenaje. Para
determinar los espesores de las capas de grava se tendrn en cuenta las
siguientes condiciones:
La altura de cada subcapa de grava no ser menor que dos veces el
tamao de grava de esa capa, cualquiera que sea ese tamao.
La altura total de la grava sobre los drenes no ser menor que 30 cm.
d) Sistema de lavado
El lavado se realizar con agua filtrada proveniente de las otras unidades
La cantidad de agua usada en el lavado no deber sobrepasar el 3% del
agua filtrada producida.
La expansin del lecho filtrante estar en el rango del 30% lavado con
agua, deber encontrarse entre los siguientes lmites:
Tasa de lavado
Solo con flujo ascendente:
Tasa de retrolavado: 0.6. m3/(m2.min)
Lavado con flujo proveniente de las otras unidades.
El nmero de filtros depende de la relacin entre la tasa de filtracin (Vf) y
la velocidad de lavado (Vl).
Es necesario que todos los filtros estn interconectados, ya sea mediante
un canal lateral o a travs del falso fondo.
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El Sistema de recoleccin de agua de lavado esta conformado por una
canaleta en forma de U de 0.50 X 0.30 m adosadas a los extremos del filtro y
con una separacin sobre el medio filtrante expandido de 101 cm medidos alnivel del vertedero. Estas canaletas tendrn la capacidad para recolectar el
130% del caudal de lavado.
Sistema de drenaje
Diseo
La unidad de filtracin ha sido diseada para recoger el agua filtrada y
distribuir el agua de lavado en la forma ms uniforme posible, para ello es el
agua ingresar lateralmente
Sistemas de control de los filtros
El sistema de control de los filtros se realizar mediante vlvulas compuerta
por tener un menor costo operacin
La carga hidrulica se considerar por encima del nivel del vertedero de
salida de la batera de filtros.
La carga hidrulica se calcular de tal manera que al iniciar la carrera un filtro
recin lavado, la tasa de filtracin no exceda de 1.5 veces la tasa promedio dediseo.
Se ha considerarse un aliviadero regulable en el canal de distribucin de agua
sedimentada para limitar la carga hidrulica.
Medidor de prdida de carga
En cada unidad se instalar medidor de prdida de carga constituido por
piezmetro en decmetros.
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(Ver Calculo de Dimensionamiento de Filtros Rapidos de tasa Declinante y
Lavado Mutuo)
6.7.6.6 Desinfeccin
El cloro es el reactivo ms utilizado para la desinfeccin del agua. Posee un
poder oxidante remanente muy elevado, que favorece la destruccin de las
materias orgnicas. Su accin bactericida puede explicarse por la destruccin
de las enzimas indispensables para los agentes patgenos.
El cloro disuelto en el agua reacciona con su disolvente segn la reaccin:Cl2 + H2O HCLO + HCl
que va acompaada de la reaccin secundaria:
HCLO CLO- + H+
El sentido de desplazamiento de estas reacciones de equilibrio depende del
PH del medio. Si el PH es inferior a 2, todo el cloro se encuentra en forma
molecular a PH 5, el cloro molecular ha desaparecido totalmente,
encontrndose de nuevo en forma de cido hipocloroso HCLO. A PH 10, elcloro se encuentra combinado en forma de iones hipoclorito CLO-.
Si el ph esta comprendido entre 5 y 10, lo que generalmente sucede en aguas
tratadas con cloro, se tiene una mezcla de cido hipoclorito en proporcin
variable con el PH, conforme a la curva que se representa.
El cloro es ms eficaz en medio cido que en medio alcalino, puesto que su
efecto bactericida es mayor cuando se encuentra en forma HCLO. Su accin
aumenta con el tiempo de contacto entre el agua y el reactivo; un tiempo de
contacto pequeo puede compensarse con el empleo de una mayor dosis dereactivo.
A) Cloro residual
La dosificacin de cloro ser de 1 ppm para que en el punto ms alejado de
la red exista no menos de 0.2 ppm.
B) Tiempo de contacto
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El tiempo de contacto en la planta es de 25 minutos, logrado en los canales de
contacto adyacentes al filtro.
C) Cloradores
Se considerar un mnimo de dos unidades para que estn en posibilidad de
operara bajo condiciones extremas de dosificacin.
La aplicacin del cloro se realizar en solucin al vaco
El agua de dilucin aplicada tendr la presin suficiente para vencer las
prdidas de carga de tubera, prdida de carga en el inyector y la
contrapresin en el punto de aplicacin.
Para el sistema de tuberas del cloracin se esta considerando el cobre como
material flexible y resistentes a la accin qumica del cloro gas seco.
D) Manipulacin y almacenamiento de cloro gas y compuestos de cloro.
a) Manipulacin
- Los cilindros de una tonelada deben manipularse con un tecle elctrico y
un sistema de rieles gua de dos toneladas de capacidad para la
transferencia del cilindro desde la plataforma del vehculo de transportehasta la zona de almacenamiento y de utilizacin.
b) Almacenamiento
- El tiempo de almacenamiento ser el necesario para cubrir el lapso desde
que se efecta el pedido hasta que los cilindros llegan al almacn,
estimados en 15 das.
- El almacn de cloro esta sobre el nivel natural del terreno, con buena
ventilacin y protegido de los rayos solares.
- El sistema de ventilacin esta ubicado en la parte baja de los muros.
Mediante un ducto de 0.60 m x 0.60 m protegido con una malla de
alambre.
E) Seguridad
La estacin de cloracin contar con equipos de seguridad personal para fugas
de cloro gas, Estos podrn ser mscaras antigs o sistemas de aire
comprimido, los mismos que se ubicaran fuera de la caseta de cloracin, pero
muy cercanos a ella.
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Resultado final de la aglomeracin de granos de arena y lodo en un lecho
filtrante, como consecuencia de un lavado defectuoso o insuficiente.
7 Caja de filtro
Estructura dentro de la cual se emplaza la capa soporte y el medio filtrante, el
sistema de drenaje, el sistema colector de agua de lavado, Etc.
8 Carga negativa o columna de agua negativa
Prdida de carga que ocurre cuando la prdida de carga por colmatacin de
filtros supera la presin hidrosttica y crea un vaco parcial.
9 Carrera de filtro
Intervalo entre dos lavados consecutivos de un filtro siempre que la filtracin sea
continua en dicho intervalo. Generalmente se expresa en horas.
10 Coagulacin
Proceso mediante el cual se desestabiliza o anula la carga elctrica de las
partculas presentes en luna suspensin posterior aglomeracin en el floculador.
11 Colmatacin de filtro
Efecto producido por la accin de las partculas finas que llenan los intersticios
del medio filtrante de un filtro o tambin por el crecimiento biolgico que retardael paso normal del agua.
12 Efluente
Agua que sale de un depsito o termina una etapa o el total de un proceso de
tratamiento.
13 Filtracin
Es un proceso terminal que sirve para remover del agua los slidos materia
coloidal ms fina que no alcanz a ser removida en los procesos anteriores.
14 FloculacinFormacin de partculas aglutinadas o flculos. Proceso inmediato a la
coagulacin.
15 Floculador
Estructura diseada para crear condiciones adecuadas para aglomerar las
partculas desestabilizadas en la coagulacin y obtener flculos grandes y
pesados que decanten con rapidez y que sean resistentes a los esfuerzos
cortantes que se generan en el lecho filtrante.
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16 Flculos
Partculas desestabilizadas y aglomeradas por accin del coagulante.
17 Levantamiento sanitario.
Evaluacin de fuentes de contaminacin existentes y potenciales, en trminos
de cantidad y calidad, del rea de potenciales, en trminos de cantidad y
calidad, del rea de aporte de la cuenca aguas arriba del punto de captacin.
18 Medidor de prdida de carga o columna de agua disponible
Dispositivo de los filtros que indica la carga consumida o la columna de agua
disponible durante la operacin de los filtros.
19 Mezcla rpida
Mecanismo por el cual se debe obtener una distribucin instantnea y uniforma
del coagulante aplicado al agua.
20 Pantallas (baffles o placas)
Paredes o muros que se instalas en un tanque de floculacin o sedimentacin
para dirigir el sentido del flujo, evitar la formacin de cortocircuitos hidrulicos y
espacios muertos.
21 Partculas discretas
Partculas en suspensin que al sedimentar no cambian de forma, tamao ni
peso.
22 Partculas Floculentas
Partculas en suspensin que al descender en la masa de agua, se adhieren o
aglutinan entre s y cambian de tamao, forma y peso especfico.
23 PresedimentadorEstanque regulador
Unidad de sedimentacin natural (sin aplicacin de sustancias qumicas) cuyopropsito es remover partculas de tamao mayor a 1.
24 Sedimentacin
Proceso de remocin de partculas discretas por accin de la fuerza de
gravedad.
25 Tasa de aplicacin superficial
Caudal de agua aplicado por unidad de superficie.
26 Tasa declinante de filtracin
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Condicin de operacin de un filtro en el que la velocidad de filtracin decrece a
medida que se colmata el filtro.
27 Tratamiento de agua
Remocin por mtodos naturales o artificiales de todas las materias objetables
presentes en el agua, para alcanzar las metas especificadas en las normas de
calidad de agua para consumo humano.
28 Turbiedad del origen coloidal
Turbiedad medida en una muestra de agua luego de un perodo de 24 horas de
sedimentacin.