memoria tecnica aa.pp

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE URBANIZACIÓN “AMABLE MARIA”

MEMORIA TÉCNICA DE DISEÑO DE AGUA POTABLE

GRUPO No. V

Fabricio Ortega Jorge VásquezÁngel GualanPatricio Briseño

URBANIZACIÓN “AMABLA MARIA” GRUPO V


CONTENIDO

1. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA COMUNIDAD Y DE LOS

SISTEMAS EXISTENTES

2. ANTECEDENTES DEL PROYECTO

3. OBJETIVOS DEL PROYECTO

3.1. Objetivos Generales

3.2. Objetivos Específicos

4. TIPOS DE REDES

4.1 Ramificadas

4.2 Malladas

4.3 Combinadas

4.4 Comportamiento estructural de las tuberías

5. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

5.1. Ubicación y Vías de Acceso

5.2. Topografía

6. CARACTERÍSTICAS GENERALES.

6.1. Sistema existente

6.2. Período de diseño

6.3. Población de diseño

6.4. Dotación



7. PARÁMETROS DE DISEÑO

7.1. Caudales de Diseño para los Elementos de un Sistema de Agua Potable

7.2. Caudal de incendio por hidrante1.

7.3. Caudal de diseño

7.4. Volumen de Regulación.

7.5. Volumen de Agua para Incendios2.

7.6. Volumen de Emergencia.

7.7. Volumen Total.

7.8. Presiones máxima y mínima en la red de distribución.

6.8.2 Presiones Dinámicas

6.8.2 Presiones Estáticas

7 DISEÑO DEFINITIVO DEL SISTEMA

7.1 Red de distribución.

7.2 Demanda en los nudos de la red de distribución.

7.3 Longitud de las tuberías en la red, clasificadas por diámetros, Caudal.

7.4 Conexiones domiciliarias.

ANEXOS

1. CALCULOS HIDRÁULICOS

1

2



DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE

PARA LA URBANIZACIÓN “ESTANCIAS DEL BOSQUE”

1. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA COMUNIDAD Y DE

LOS SISTEMAS EXISTENTES

La ciudad de Loja experimenta un constante proceso de transformación

urbana, generada tanto por la empresa privada que ha incursionado en la

industria de la construcción de viviendas como por los grupos cooperativos,

debido a un constante aumento poblacional por lo cual con el fin de dotar de

viviendas a las diferentes familias inmersa en este crecimiento, han extendido

los límites de la ciudad en busca de terrenos útiles para ser urbanizados. Por lo

cual se propone el Proyecto de Urbanización “AMABLE MARIA”. El presente

trabajo corresponde al Diseño del Sistema de Agua Potable.

Dentro del Proyecto de Urbanización se persigue el máximo desempeño de

cada uno de sus componentes con el fin de satisfacer las necesidades de cada

uno de sus habitantes, el proyecto está enfocado para un conjunto

habitacional. Con respecto a los sistemas existentes se deberá tomar las

acciones respectivas con el fin de la integración de cada uno de los diseños a

los existentes en la ciudad.

2. ANTECEDENTES DEL PROYECTO

Con el fin de mejorar el estatus de vida de la población de Loja, los miembros

del Grupo V pertenecientes a la carrera Ingeniería Civil, se han comprometido

en desarrollar los Proyectos de Agua Potable y/o Saneamiento para la

urbanización “AMABLE MARIA”, en sus diferentes etapas.

En vista de ello, el Grupo V se responsabiliza, para la realización de los

Estudios y Diseños Integrales del Sistemas de Agua Potable de la



urbanización; teniendo como propósito fundamental organizar a la comunidad y

contar con los estudios de ingeniería, sociales, gerenciales y ambiéntales.

Dentro de este esquema se presenta este primer informe, que contiene la

versión preliminar de los diseños, en el que de manera general se describe en

el aspecto técnico, las alternativas y niveles de servicio.

Cabe señalar que el levantamiento de información de campo, así como las

decisiones en torno al proyecto han sido adoptados con la participación de los

usuarios y grupo de trabajo en las reuniones convocadas para el análisis y

discusión respectivos.

3. OBJETIVOS DEL PROYECTO

3.1. Objetivos Generales

Diseñar el sistema de abastecimiento de agua potable para la

Urbanización “AMABLE MARIA” de la ciudad de Loja.

3.2. Objetivos Específicos

Calcular, diseñar y dibujar el sistema el sistema de Agua Potable de

la urbanización.

Optimizar el diseño a partir del programa WaterCad.

Realizar la memoria técnica descriptiva, planos y anexos.

4. TIPOS DE REDES

4.1 Ramificadas

Red ramificada se caracteriza por una forma arborescente, cuyas líneas se subdividen formando ramificaciones.

Una red ramificada no posee mallas y dos nudos cuales quiera sólo pueden ser conectados mediante un único trayecto.



4.2 Malladas

Las redes malladas, se caracterizan por la existencia de mallas; en una red mallada pura puede definirse un conjunto de mallas básicas que incluyan a todas y cada una de las líneas de la red y en consecuencia, cualquier par de nudos de la red mallada puede ser unido por al menos dos trayectos diferentes.

4.3 Combinadas

Red mixta, (la más común), combina subsistemas de topologías mallada y ramificada.

4.4 Comportamiento estructural de las tuberías.COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

La propiedad que poseen las tuberías de poder deflactarse transversalmente como respuesta a las cargas externas que le son impuestas, sin sufrir daño, crea una condición excelente desde el punto de vista estructural ya que, al instalarla bajo condiciones controladas y preestablecidas, desarrolla una interacción suelo-tubo muy eficiente.

Como en todas las tuberías de PVC, la posible falla por colapso (curva inversa) se presenta al tener una deflexión transversal mayor al 30% de su diámetro exterior. Es criterio generalizando utilizar un factor de seguridad de 4, con el cual la mayoría de la empresas aceptan una deflexión transversal a largo plazo hasta de un 7.5% sin reducir su capacidad hidráulica ni afectar su estabilidad estructural.

Las tuberías flexibles, derivan su capacidad de carga de su flexibilidad, la cual ante la aplicación de cargas verticales le permite deflectarse y generar soporte pasivo del suelo circundante.

Esta deflexión libera a la tubería de gran parte de la carga vertical y la transmite al suelo a través del mecanismo de arco estructural. Este mecanismo desarrolla una reacción horizontal que convierte al suelo en elemento de soporte.

La magnitud de la deflexión transversal que ocurre en un tubo flexible sometido a cargas externas depende de tres factores:

- Rigidez del tubo (PS o R)- Modulo de reacción del suelo E’, y- Carga sobre el tubo (viva y/o muerta)



A principios de siglo, Marston encontró que estos factores se relacionan de la siguiente manera:

Deflexionvertical=Carga (muerta+viva)

Rigidez del tubo+ Modulo dereacc . del suelo

A continuación, trataremos de explicar la forma en que cada uno de los términos del lado derecho de esa expresión influye en el comportamiento estructural de la tubería.

Rigidez del tubo

Se define como rigidez del tubo (PS o R), a la relación que existe entre una fuerza vertical aplicada F y la deflexión horizontal Δy producida, cuando esta deflexión es de un 5% (ASTM D 2412); es decir,

PS= F∆Y

Módulo de reacción del suelo E’

Se define el módulo de reacción del suelo, E’, como la respuesta pasiva del suelo a la fuerza horizontal que la tubería ejerce a sus lados al deflectarse, producto de la deflexión vertical Δy. Desde el punto de vista estructural, es la variable más importante para el control de las deflexiones verticales de la tubería.

El módulo de reacción del suelo E’ no puede determinarse en campo. Debe ser obtenido mediante el uso de la Tabla 7.1 (Howard), que relaciona tipo de material de relleno, grado de compactación y densidad relativa.



5. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto que se detalla en la presente memoria técnica básicamente

consiste en el diseño de la red de distribución necesaria para dotar con el

servicio de agua potable a los 56 lotes previstos en el proyecto de

urbanización.

El diseño detallado en la presente memoria técnica se lo realizó contemplando

bases y parámetros de diseño especificados por la UMAPAL.

5.1. Ubicación y Vías de Acceso

La urbanización “AMABLE MARÍA” está localizada al Noroeste de la ciudad de Loja, en el sector Amable María, en el Barrio “La Paz” perteneciente a la Provincia de Loja. El área neta de la propiedad corresponde a 2.27 Ha

Vías de Acceso

El ingreso es directamente por la Avda. Salvador Bustamante Céli en intersección con la Calle. Abel Moreno; la avenida principal se encuentra en perfectas condiciones.

En el sector el flujo vehicular y de los peatones es fluido a toda hora del día, por lo que no existirá congestionamiento de vehículos permitiendo un rápido acceso a la urbanización “AMABLE MARIA”.



Fig. 1 Localización de la urbanización

Consta con un área destinada a la construcción de 2.27 Ha. Por su

ubicación, el sector donde se asentará la urbanización puede acceder al

servicio de agua potable de la red que se encuentra colindando con esta

urbanización.

10.2 Topografía

La topografía del sector se considera regular, el área levantada corresponde

a un valor de 22740.82 m2. La zona del proyecto presenta una topografía

moderada, favorable para el escurrimiento debió que el sector presenta

pendientes suaves.

6. CARACTERÍSTICAS GENERALES.

6.1. Sistema existente

Actualmente en los sectores aledaños a la urbanización en planificación se

encuentran dotados de agua potable, su dotación de líquido vital viene hacer

proporcionada por un sistema de agua

De acuerdo a planificación del Municipio de Loja toda urbanización dentro de

este sector que se encuentren en construcción y en etapas de planificación

deberán considerar dentro de sus diseños la conexión al sistema agua

potable proveniente del Plan Maestro, cuyo abastecimiento será del sector

Amable Maria

Características del Tanque:



NOMBRE:

DIMENSIONES:

Diámetro: 17.5 m

Altura: 4.40m

Ancho de pared: 0.25 m

CARACTERÍSTICAS:

Zona: Amable Maria

Numero: 1

Volumen: 1000m3

Estado actual: en funcionamiento.

Cotas de fondo: 2090 msnm

RED DE DISTRIBUCIÓN

No se encuentra en construcción, pero dentro de la planificación tendrá las

siguientes características:



Diámetro: 64 mm

Material: PVC Plastigama

Presión: 32mca.

6.2. Período de diseño

La Norma para estudio y diseño de sistemas de agua potable y disposición de aguas residuales para poblaciones mayores a mil habitantes, Tabla v.2, pag.65. Establece los siguientes periodos de diseño:

Así también para la obtención del periodo óptimo de la obra se consideró los

siguientes factores: economía de escala, condiciones de la infraestructura, el

tipo de materiales, vida útil de los materiales; razón por la cual se tomó un

periodo de diseño que corresponde a 25 años, por lo cual el horizonte de

diseño para el presente proyecto es el año 2038. Durante este periodo se

garantiza el óptimo funcionamiento de la Red de Distribución. De ninguna

manera se deberán considerar periodos de diseño inferiores a 15 años.



6.3. Población de diseño

Al ser una urbanización nueva con planificación de viviendas unifamiliares, la

población de diseño será:

Pdis .=¿ dehabitantes por vivienda X ¿de lotes

De acuerdo a la Municipalidad de Loja y al INEC, una familia promedio viene

a estar conformada por 5 personas, de igual forma cada departamento

establecido en el proyecto, teniéndose un total de 56 lotes se estima una

población de:

Pdis .=5 x 56=280hab

Entonces se considera una población de diseño de 280 hab.

6.4. Dotación

Conforme al Plan Maestro de Agua Potable por recomendaciones de la

Municipalidad de Loja, y en función de los requerimientos propios del

proyecto se consideró una dotación igual a 200 lit/hab/día. La misma que

permitirá cubrir las necesidades actuales y futuras de la Lotización en

estudio.

11.5 Nivel de Servicio

El Nivel de Servicio se establece conforme lo estipulado por la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental SSA NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ELIMINACIÓN DE RESIDUOS LÍQUIDOS (POBLACIONES CON MENOS DE 1 000 HABITANTES). CPE INEN 5 considerando la zona de implementación de la red como Zona Residencial se establece un nivel de servicio como IIB para conexiones domiciliarias con más de un grifo por domicilio.



TABLA 5.2 Niveles deservicio para sistemas de abastecimiento de agua, disposición de excretas y residuos líquidos (. (NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ELIMINACIÓN DE RESIDUOS LÍQUIDOS (POBLACIONES CON MENOS DE 1 000 HABITANTES). CPE INEN 5.

7. PARÁMETROS DE DISEÑO

7.1. Coeficientes de Variación de Consumo

Los valores de coeficiente de variación de consumo diario (K1) y

coeficiente de variación de consumo horario (K2) se establecen según los

rangos establecidos en la norma R. O. No. 6-1992-08-18, la cual propone

los siguientes valores:

Para (K1) establece un rango de 1.3 – 1.5, considerando en el diseño

de la red el valor de 1.3 ya que el valor máximo del rango nos indica

poblaciones con días de turismo bien marcados.



Para (K2) establece un rango de 2.0 – 2.3, considerando en el diseño

de la red el valor de 2.3 ya que el valor máximo del rango nos indica

poblaciones que tienen horas pico marcadas.

7.2. Caudales de Diseño para los Elementos de un Sistema de Agua

Potable

De acuerdo con la población calculada, dotación adoptada y consumo para

incendios se determinan los siguientes caudales de diseño para la

urbanización “AMABLE MARIA”, considerando el 20 % de conexiones

clandestinas y fugas dentro de la red, para el nivel de servicio IIB

establecido.

Tabla 5.4 Porcentaje de fugas a considerarse en el diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable. (NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ELIMINACIÓN DE RESIDUOS LÍQUIDOS (POBLACIONES CON MENOS DE 1 000 HABITANTES). CPE INEN 5.

CAUDAL MEDIO DIARIO

Qm=Qmed=(P × D )86400

Q m=Qmed=(280×200 )86400

Qm=Qmed=0.65lit ∕ seg

CAUDAL MÁXIMO DIARIO

QMD=K 1×QMD

QMD=1,3×0.65

QMD=0,845lit ∕ seg



CAUDAL MÁXIMO HORARIO

QMH=KMH ×QMD

QMH=2×0,65

QMH=1.3 lit ∕ seg

7.3. Caudal de incendio por hidrante3.

Teniendo en cuenta la población de diseño inferior a 1000 habitantes.

Según las especificaciones de la NORMA PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE

SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS

RESIDUALES PARA POBLACIONES MENORES A 5000 HABITANTES

consideramos la instalación de un Boca de Fuego con un suministro de 10

L/s. Valor tomado de la tabla 4.

7.4. Caudal de diseño

Para la selección del caudal de diseño de las diferentes partes de un

sistema de agua potable, se considerará la siguiente recomendación:

3



Fuente: Normas de la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental (S.S.A), NORMA PARA ESTUDIO Y

DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA

POBLACIONES MAYORES A 1000 HABITANTES inciso 4.1.6, pág. 63.

De acuerdo a lo especificado se tiene un Caudal de Diseño:

Q=M á x Horario+ Incendio (1Boca de Fuego )=0.975+10=10.975 l /s

7.5. Volumen de Regulación.

Considerando las variaciones horarias de consumo en la red a diseñarse se

determina un volumen para la regulación, ya que la población de diseño es

inferior a 5000 habitantes este volumen corresponde según especificaciones

al 30 % del volumen consumido en un día considerando la demanda media

diaria al final del periodo de diseño, según Normas de la Subsecretaría de

Saneamiento Ambiental (S.S.A), NORMA PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE

SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS

RESIDUALES PARA POBLACIONES MAYORES A 1000 HABITANTES.

Volumende Regulaci ó n=0.30 (Vol. cons . diario)

Volumende Regulaci ó n=0.30 (0.65 ls

x86400s

dia)

Volumende Regulaci ó n=16848<¿16.845m3



7.6. Volumen de Emergencia.

La norma de la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental (S.S.A), según

NORMA PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y

DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA POBLACIONES

MAYORES A 1000 HABITANTES.

Establece que para comunidades inferiores a 5000 habitantes no se

considera un volumen de Emergencia.

7.7. Volumen Total.

El volumen total de almacenamiento se obtendrá al sumar los volúmenes de

regulación, volumen de emergencia, el volumen para incendios y el volumen

de la planta de tratamiento.

Volumentotal=Vol . Regulacion+Vol . Emerg .+Vol. Incendios

Volumentotal=16.845+0+0.010975=16.856m3

7.8. Presiones máxima y mínima en la red de distribución.

6.8.1 Presiones Dinámicas

Según la Normas de la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental (S.S.A)

NORMA PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA

POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA

POBLACIONES MENORES A 5000 HABITANTES. Establece una

presión máxima dinámica se establece un valor máximo de 50 mca.

6.8.2 Presiones Estáticas

Según la Normas de la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental (S.S.A)

NORMA PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA



POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA

POBLACIONES MENORES A 5000 HABITANTES. Establece una presión

mínima de 10 mca y una presión máxima de 70 mca, para conseguir esto

se dividirá la red en varias subredes interconectadas mediante equipos o

estructuras reductoras de presión instalados en puntos definidos de

control de presión.

8. DISEÑO DEFINITIVO DEL SISTEMA

8.1. Red de distribución.

La red de distribución se encuentra conformada por una red abierta y 12

nodos, donde se considera como positivo el sentido horario del flujo. El nodo

uno corresponde al nodo de alimentación de la Red de Distribución.

Dentro de la Red se consideró 1 boca de fuego con un diámetro de 50 mm

ubicada en el nodo

Los cálculos hidráulicos fueron realizados mediante el método de hazen

williams y utilizando el software Water Cad la distribución de caudales se

realizó en base a las longitudes y su corrección se utilizó el método de Hardy

Cross

8.2. Demanda en los nudos de la red de distribución.

Conocidos los caudales de diseño y la población a servirse se elaboró el

esquema para la simulación matemática de la red, esquema en el cual se

determinó los lotes de influencia o servicio de cada nudo, que multiplicados

por el número de habitantes, dotaciones y coeficientes de variación de

consumo adoptados da como resultado las poblaciones servidas y los

caudales medio diario, máximo diario y máximo horario que fluyen por cada

nudo, teniendo así el siguiente cuadro:



ÁREA(m2) ÁREA (Ha) Dotación Dotación mayoradaJ-9 505.811 0.0505811 0.014416387 0.041230867J-8 1936.424 0.1936424 0.055191045 0.15784639

J-14 477.578 0.0477578 0.013611703 0.038929472J-13 885.973 0.0885973 0.025251585 0.072219534J-7 1363.353 0.1363353 0.038857646 0.111132866

J-11 1090.77 0.109077 0.031088613 0.088913434J-10 1761.437 0.1761437 0.050203648 0.143582434J-12 677.698 0.0677698 0.019315429 0.055242128J-3 1458.237 0.1458237 0.041561985 0.118867276J-4 1922.419 0.1922419 0.054791882 0.156704781J-6 2933.438 0.2933438 0.083607469 0.239117362J-5 5126.78 0.512678 0.146121071 0.417906262J-1 1961.408 0.1961408 0.055903128 0.159882945J-2 2396.828 0.2396828 0.068313264 0.195375934J-0 1.996951684

8.3. Distribución de válvulas.

Se consideró una válvula de corte a la entrada de la red en el nodo j1

8.4. Longitud de las tuberías en la red, clasificadas por diámetros,

Caudal.

Conforme la distribución de las diferentes líneas de la red de agua potable, y

el abastecimiento en cada una de ellas se obtienen las siguientes

características de la Red:



Nodo Longitud Tramo Diametro Material CP-1 59 J-1 J-2 38 PVC 140P-2 73 J-2 J-3 38 PVC 140P-3 156 J-1 J-4 38 PVC 140P-4 59 J-4 J-7 38 PVC 140P-5 57 J-2 J-5 38 PVC 140P-7 41 J-6 J-7 38 PVC 140P-8 36 J-7 J-11 38 PVC 140P-9 37 J-11 J-12 38 PVC 140

P-10 39 J-12 J-14 38 PVC 140P-11 57 J-3 J-9 38 PVC 140P-12 57 J-9 J-14 38 PVC 140P-14 5 J-8 J-9 38 PVC 140P-15 35 J-6 J-10 38 PVC 140P-16 32 J-10 J-13 38 PVC 140P-17 5 J-13 J-14 38 PVC 140P-18 37 J-10 J-11 38 PVC 140

P-Secundaria 34 J-0 J-1 38 PVC 140P- Principal 114 R-1 J-0 38 PVC 140

P-6 57 J-6 J-5 38 PVC 140P-13 69 J-8 J-5 38 PVC 140

8.5. Conexiones domiciliarias.

Las conexiones domiciliarias para las viviendas de la urbanización, deberán

ser solicitadas a la Unidad Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de

Loja, previo el pago de derechos, valores y demás requisitos establecidos

por las Ordenanzas en vigencia, esto una vez que se concluyan y pongan en

funcionamiento las obras previstas en el presente proyecto.



REFERENCIAS

Norma de la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental y Obras Sanitarias y el

Instituto Ecuatoriano de Obras Sanitarias, IEOS(NORMAS PARA ESTUDIO Y

DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS

RESIDUALES PARA POBLACIONES MENORES A 5000 HABITANTES.)

CÓDIGO DE PRACTICA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE

ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, DISPOSICIÓN DE

EXCRETAS Y RESIDUOS LÍQUIDOS EN EL ÁREA RURAL.

(CPE_INEN_5_)

Normativa de UMAPAL-PLAN MAESTRO DE AGUA POTABLE.



ANEXOS



CÁLCULOS HIDRÁULICOS


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