principios basicos de diseño (reparado)

8/19/2019 Principios Basicos de Diseño (Reparado)

http://slidepdf.com/reader/full/principios-basicos-de-diseno-reparado 1/110

Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL

Urb. Sauces del Valle Calle “M” S8-10 y “O” Telf: 022 321 796 Cel: 095 085 409 Email [email protected]

PRINCIPIOS BASICOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE

AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO

Todo lo que hagas en la vida, es insignificante, pero es importante que lo hagas, porque nadie más lo hará

Mohandas Gandhi

PROLOGO

Este manual se ha elaborado con la finalidad de que sea una herramienta útil de

diseño, para profesionales de la ingeniería civil que requieren especialización en

ingeniería sanitaria en la preparación de proyectos de agua potable y alcantarillado.

Los temas contenidos en este temario son congruentes con la propuesta planteada,

adaptando criterios metodológicos basados en experiencias de saneamiento.

La temática que se afronta, está acorde a las normas de diseño de abastecimientos de

agua potable y eliminación de aguas residuales y los lineamientos exigidos por laSubsecretaría de Agua Potable y Saneamiento del SENAGUA, con vigencia a nivel

nacional para todos los proyectos de abastecimiento de agua potable y alcantarillados,

que son construidos con el objeto de brindar un servicio adecuado en cantidad y

calidad excelente, guardando condiciones técnicas económicas y ambientales.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


El Ecuador siendo el País más rico en recursos hídricos de Latino América, es el

menos atendido con servicios de agua potable y evacuación de aguas residuales de

tipo doméstico, esto se debe a que este sector está manejado por los Gobiernos

Autónomos Descentralizados GADs, que no han sabido cumplir con el objetivoprincipal de operar, administrar, mantener sistemas de agua potable y alcantarillado

de una manera adecuada, ya que no cuentan con profesionales que tengan perfil ético

en la ingeniería sanitaria, convirtiéndose estas entidades en bienes de lucro, que no

cumplen con la entrega de agua apta para el consumo humano y descargan aguas

servidas directamente a los cursos receptores, provocando contaminantes

ambientales irreversibles. Con la eliminación del ex IEOS se crearon programas que

iban a atender las necesidades básicas, como el PFM (Programa de Fortalecimiento

Municipal), PDM (Programa de Desarrollo Municipal) del Banco del Estado,

PRAGUAS (Programa de Agua y Saneamiento), que desvirtuaron totalmente la parte

técnica, dando mayor importancia al área financiera y en el otro caso al sector social,

entregando a la comunidad la decisión de escoger el tipo de sistema para su servicio.

A estos errores se suman la creación exagerada de Entidades Públicas que se han

dedicado al sector agua potable y saneamiento, violando competencias que no les

corresponde, implantando sistemas ineficientes, con incremento de personalinapropiado, explotando caudales insuficientes, costos operativos elevados,

estableciendo cada vez una gran demanda del producto. La falta de criterio único de

diseño de los sistemas de agua potable y alcantarillado, ha sido consecuencia para la

paralización del desarrollo del País.

Historia del agua

Antiguamente las tribus nómadas se asentaban a orillas de los ríos y lagos, con el

propósito de tener un abastecimiento de agua permanente, y la gran ventaja del uso

de este elemento, es que aún no habían sido contaminadas, pero por la ambición de

conquistas territoriales, obligó a estos grupos orillados a desplazarse hacia el interior,

los mismos que se vieron forzados a instaurar sus campamentos lejos de las fuentes de



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


agua y buscar nuevas alternativas de suministro, una de ellas era la recolección de la

aguas lluvias en cisternas excavadas en forma de pera, con una tapa de piedra.

A raíz que la población iba creciendo de una manera vertiginosa, se iba percibiendouna mayor demanda de consumo, la primera ingeniería hidráulica desarrollada,

consistía en la captación de un caudal de agua desde los ríos o lagos, conducirla a

través de canales naturales, hasta llegar a los depósitos públicos; estos depósitos tenía

la misión de almacenar agua suficiente para atender a toda la comunidad inclusive en

épocas de sequía y se distribuía a las viviendas mediante ramales. Otro de los métodos

utilizados para su abastecimiento, era el sistema de acarreo, que consistía en

acaudalar el agua en cántaros y transportarla al hombro o en acémilas, únicamente los

palacios mantenían servicio intra-domiciliario, es decir que se construían canales en

el subsuelo que cruzaban por debajo del palacio, hasta llegar a tanques de

almacenamiento y/o piscinas.

El imperio Romano era el más desarrollado en su época, ya que contaba con servicios

de agua, que consistía en la repartición de este elemento de una manera

reglamentada. El agua era almacenada en unos depósitos ubicados en sectores altos a

la población, luego se repartía equitativamente mediante ramales de distribución,co0mpuestas con tuberías de bronce y plomo de diámetros variables, estos ramales

eran los encargados de llevar el liquido hasta las viviendas, el cobro por el servicio

dependía de la sección del tubo, pero entre las obras más destacadas de los romanos

en sus provincias, fue el famoso acueducto de Segovia, construido por Trajano en el

año 100 después de Jesucristo, que alcanzó una altura de 33 metros en la parte más

baja, y sus 177 arcos desarrollados, con una extensión de 1900 metros.

Otros acueductos importantes son: el de Mérida en España, con una elevación de 24

metros y el de Tarragona que alcanzó los 30 metros. En Francia es célebre el

acueducto romano de Nimes, cuya construcción se lo atribuye a Agripa, general de

Augusto y data del primer siglo de la era cristiana. Existen también restos del

acueducto de los romanos en las cercanías de París y Lyón.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


En nuestro País también se han desarrollado obras de infraestructura sanitaria de

gran envergadura, construidas por el ex Instituto Ecuatoriano de Obras Sanitarias

(IEOS) que todavía perduran, pudiendo destacar los sistema de abastecimiento deagua potable de todas las capitales de provincias, entre las que cuenta la de San Mateo

en Esmeraldas, Santa Rosa, Zaruma y Regional El Oro en la provincia del mismo

nombre. Esmeraldas, antes de puesta en marcha el sistema, la provincia estaba

considerada como la ciudad más pobre del País y sin desarrollo, una vez que se puso

en marcha el nuevo sistema regional de agua potable, en el año 1994, esta provincia

poco a poco tubo un despunte económico y hoy por hoy es una de las provincias

turísticas con mayor progreso en el País, por lo que se debe que al buen servicio de

agua potable y saneamiento, el sector ha experimentado una calidad de vida con un

cobertura del 70 al 80 %, y con un potencial económico que se ha destacado del

turismo.

Lamentablemente a raíz de la desaparición de esta Entidad (IEOS) en el año 1992, el

nivel de cobertura de abastecimiento de agua potable y saneamiento ha bajado

considerablemente en el País, ubicándose entre los últimos de latino América.

Quito, a más de ser Luz de América, era una ciudad considerada como la más

desarrollada del tiempo de la colonia, pese a ser urbe irregular llena de quebradas, se

destacó por su gran conocimiento de la ingeniería hidráulica, tenía su sistema de de

distribución de agua única en Sudamérica, el sistema de abastecimiento, consistía en

captar el caudal desde las estribaciones del volcán Pichincha, conducido mediante

conductos construidos con ladrillo y mortero de cal (desconocido para los españoles),

hasta llegar a las piletas ubicadas en las plazas de San Francisco, La Merced y la Plaza

Grande, este elemento era conducido hasta las viviendas a través de un sistema de

acarreo, posteriormente se construyó la pileta de Santo Domingo y san Blas. La pileta

de Santo Domingo se construyo para dar servicio al barrio la Loma Grande (más

conocido como la Mama Cuchara), ya que este sector se afincaron los españoles, pero

este servicio tenía un costo, con el cobro únicamente a los indígenas y mestizos.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


El agua es un elemento que no se reproduce, se regenera, sin embargo no se le ha

dado la importancia que se merece y cada vez más se observa que nuestro planeta

tiene un crecimiento poblacional vertiginoso, que requiere de mayor cantidad de

sistemas de potable y manejo de descargas de aguas servidas, la mala práctica de losservicios de saneamiento, contribuyen a la contaminación de medio ambiente.

El agua ocupa las tres cuartas partes del planeta y apenas una cuarta de ésta es lo que

se llama tierra firme, sin embargo de la gran cantidad de este líquido, el 97 %

corresponde a las aguas salobres que permanecen en los océanos y mares, el 3 %

pertenece a agua dulce, distribuidos en un 2 % en glaciares y acuíferos subterráneos, y

únicamente el 1 % son aguas superficiales de ríos y lagos.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Menos del 1 % del agua dulce se dispone como fuentes de abastecimiento y riego en el

planeta, en nuestro País apenas se utiliza el 0.01 % para el uso humano, lo que

significa que la mayor cantidad de los ríos ecuatorianos, están contaminados.

Evacuación de aguas Residuales

La evacuación de las aguas residuales, también se remontan a las civilizaciones más

antiguas, destacándose entre las más sobresalientes las descargas aplicadas por los

egipcios, ya que ellos poseían este sistema de recolección y transportación de residuos

líquidos de tipo doméstico, desde las ciudades principales hasta los terrenos de

cultivos, demostrando que eran poblaciones que tenían mucho interés en la higiene

pública, los encargados de realizar estas tareas eran los presos. Entre las ruinas de

Babilonia ya se encontraron vestigios de los conductos de las alcantarillas, que vertían

las aguas negras a través de ramales particulares hacia los esteros cercanos. En

Jerusalén existían las primeras plantas de tratamiento que consistían en descargar las

aguas servidas provenientes del templo, a través de conductos que se comunicaban

con un estanque implantado en el centro de la plaza, donde se producía la decantación

de sólidos y luego esas aguas semi tratadas eran comercializadas para riego y jardinería.

Fueron los romanos que a través de Tarquino el Viejo, se mando a construir la cloaca

más alta de 5 metros de alto por 4 metros de ancho y con una longitud de 738 metros,

que se fundamentaba en transportar las aguas servidas de la ciudad y descargar

directamente al río Tibet. A medida que la ciudad crecía se fueron alimentando otros

ramales de alcantarilla de menor diámetro, que recolectaban los aportes de las

viviendas, fue Agripa yerno de Augusto, quien encarga a una comisión especial la

limpieza de la cloaca y por este trabajo se implanta un nuevo impuesto.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Los países conquistados por los romanos, tenían la misión de construir sistemas de

evacuación de las aguas servidas, que eran transportadas mediante conductos para ser

descargados hacia los ríos y con esta referencia algunos países siguieron este ejemplo

de higiene, destacándose entre las mejores alcantarillas las construidas por Alemania,Hamburgo y Altona, luego siguieron Fráncfort de Maín, Danzig y Berlín. Inglaterra

por ser un País con ríos de poco caudal y al ser vertidas las aguas crudas a estos

recursos, provocaba la contaminación ambiental, dictaminando una prohibición de

descargar aguas negras hacia estos recursos, exigiendo a que estos desechos líquidos

sean transportados hacia los terrenos de cultivo, para así aprovechar su valor

fertilizante.

Quito, era una ciudad que antes de la llegada de los Españoles, ya poseía su propio

sistema de evacuación de las aguas servidas, que consistía en un régimen de letrinas

asentadas a tras de la casa presidencial (Vicepresidencia de la República) lo que se lo

conocía como el edificio de los correos, ubicada en las calle Benalcázar entre la Chile y

Espejo, donde se construyeron unas casetas con bacinete denominados casilleros (por

esto el nombre de casilleros a los correos), con arrastre de agua, que eran conducidos

mediante cloacas de ladrillo y mortero de cal hasta las diferentes quebradas que

cruzaban la ciudad, para luego confluir hacia el Río Machángara.

Agua potable

El agua para consumo humano no debe contener microorganismos patógenos, ni

sustancias tóxicas o nocivas para la salud, la calidad del agua no debe deteriorarse ni

caer por debajo de los límites establecidos durante el periodo de tiempo para el cual se

diseño el sistema de abastecimiento; siendo responsabilidad de la entidad prestadora

del servicio público de acueducto, controlar la calidad del agua que llega a cada

vivienda, cumpla con los parámetros organolépticos, físicos, químicos y

microbiológicos, definidos con amplitud y precisión en forma de normas, como

función de muy diversos parámetros.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Cuando hablamos de agua apta para el consumo humano, debemos tener muy claro

los conceptos de agua potable, agua segura, agua purificada y agua de bebida. Una

agua químicamente pura deberá reunir propiedades: físicas que deben estar

exentas de olor, color, deben tener un sabor agradable y para ser ingerida debemantenerse a una temperatura de 8 a 15 ° c, puesto que bajo ésta, produce un sabor

desagradable e irritación en la mucosa digestiva y superior a los 15 °c, se vuelve tibia y

nauseabunda; químicas que mantenga un pH estable, sin elementos tóxicos que

dañen al organismo y más bien deberán tener elementos que vayan en beneficio del

organismo; y bacteriológicas deben estar libres de microorganismos patógenos.

Además, este elemento está compuesto por el 88.89 partes de hidrógeno y 11.11 partes

de oxígeno (en peso), a presión normal hierve a 100 °c, con evaporaciones a

temperatura ambiente y se solidifica a 0°c, cristalizándose en formas hexagonal. El

exceso de sales hace que las aguas se las denomine como aguas duras, volviéndose

inadecuadas para el uso doméstico, no disuelve el jabón y no se cocinan bien las

legumbres.

Existen diferentes usos del agua, priorizando este elemento para el consumo

doméstico, específicamente en la bebida, como un producto que tiene la misión

principal de reparar las pérdidas líquidas de nuestro organismo, que se ven mermadas

por las actividades que se realiza diariamente, y actúa como disolvente en los procesos

digestivos y de absorción de los alimentos. Este dispositivo también desempeña un

papel importante en la higiene personal y pública, puesto que es un componente

indispensable para la alimentación y limpieza (baño, Lavado de ropa, vajilla, etc.)

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


El Tratamiento de aguas residuales cobró importancia progresivamente desde

principios de la década de 1970 como resultado de la preocupación general expresada

en todo el mundo, sobre el problema cada vez mayor de la contaminación humana del

medio ambiente, desde el aire a los ríos, lagos, océanos y aguas subterráneas, por losdesperdicios domésticos, industriales, municipales y agrícolas. Los métodos de

depuración de residuos se remontan a la antigüedad y se han encontrado

instalaciones de alcantarillado en lugares prehistóricos de Creta y en las antiguas

ciudades Asirias.

Las canalizaciones de desagüe construidas por los romanos todavía funcionan en

nuestros días, aunque su principal función era el drenaje, la costumbre romana de

arrojar los desperdicios a las calles significaba que junto con el agua de las

escorrentías viajaban grandes cantidades de materia orgánica. Hacia finales de la

edad media empezaron a usarse en Europa, excavaciones subterráneas privadas y más

tarde letrinas, cuando éstas estaban llenas el contenido de los pozos negros, se

empleaba como fertilizante en las granjas cercanas o eran vertidas en los cursos de

agua o en tierras no explotadas. Unos siglos después se recuperó la costumbre de

construir desagües, en su mayor parte en forma de canales al aire o zanjas en la calle,

al principio estuvo prohibido arrojar desperdicios en ellos, pero en el siglo XIX seaceptó que la salud pública podía salir beneficiada si se eliminaban los desechos

humanos a través de los desagües para conseguir su rápida desaparición. Un sistema

de este tipo fue desarrollado por Joseph Bazalgette entre 1859 y 1875 con el objeto de

desviar el agua de lluvia y las aguas residuales hacia la parte baja del Támesis, en

Londres.

Con la introducción del abastecimiento municipal de agua y la instalación de cañerías

en las casas llegaron los inodoros y los primeros sistemas sanitarios modernos, a

pesar de que existían reservas por el desperdicio de recursos que suponían, por los

riesgos para la salud que planteaban y por su elevado precio, fueron muchas las

ciudades que los construyeron.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


A comienzos del siglo XX, algunas ciudades e industrias empezaron a reconocer que el

vertido directo de desechos a los ríos provocaba problemas sanitarios, esto llevó a la

construcción de instalaciones de depuración, aproximadamente en aquellos mismos

años se introdujo la fosa séptica como mecanismo para el tratamiento de las aguasresiduales domésticas tanto en las áreas suburbanas como en las rurales, para el

tratamiento en instalaciones públicas se adoptó la técnica del filtro de goteo, durante

la segunda década del siglo el proceso del lodo activado, desarrollado en Gran

Bretaña, supuso una mejora significativa por lo que empezó a emplearse en muchas

localidades de ese país y de todo el mundo. Desde la década de 1970, se ha

generalizado en el mundo industrializado la cloración, un paso más significativo del

tratamiento químico.

Con el aparecimiento de localidades urbanas y asentamientos ilegales, ha provocado

el requerimiento de un mayor número de servicios básicos. En general este servicio se

inicia con un precario abastecimiento de agua potable que van satisfaciendo sus

necesidades en forma escalonada, de acuerdo a la disponibilidad de recursos que

posea la comunidad.

Como consecuencia de la falta de criterio técnico y la necesidad de poseer su vivienda,estas comunidades realizan la disposición final de las aguas servidas o aguas

residuales, directamente hacia los esteros más cercanos, provocando contaminación

ambiental, que requiere la intervención del ingeniero civil, para que prepare los

diseños definitivos de construcción de los sistema de alcantarillado sanitario, que

permita en forma adecuada eliminar las aguas negras que produce una población, a

las que deberán incluirse al comercio y a la industria.

Un sistema de alcantarillado estará integrado por todos o algunos de los siguientes

elementos: atarjeas (descargas domiciliarias), colectores, interceptores, emisores,

plantas de tratamiento, estaciones de bombeo, descarga final y obras

complementarias. El destino final de las aguas servidas previo a un tratamiento,



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


podrán verterse al cuerpo receptor y que garantice su calidad hasta el reúso,

dependiendo de las condiciones particulares de la zona de estudio.

ETAPAS DEL PROYECTOPartiendo de una definición sencilla de lo que significa estudio y lo que es diseño se

podría decir que

Estudio: Es la planificación de un proyecto basado en unanálisis, diagnóstico y solución de un problemaDiseño: Es el trabajo grafico de un estudio planificado(planos)

Un sistema de agua potable o de alcantarillado merece un buen diseño, si no hay

estudios no hay proyecto. Un proyecto se compone de tres etapas: estudios-

diseños, construcción y operación–mantenimiento, la falla de una de estas

tres etapas produce la caída del proyecto; pero porque decimos que el estudio es la

parte fundamental del proyecto, porque dentro de ésta etapa se planifica todas lasetapas del proyecto, estableciendo las especificaciones técnicas de construcción, de

materiales, equipos, cronograma de actividades, curva de inversión y la cuadrilla

ideal, en esta etapa también se describe las actividades del manejo, puesta en marcha

del servicio y operatividad, que pueden ser diarios, semanales, mensuales

trimestrales, semestrales y anuales.

Un proyecto como ya lo dijimos abarca las tres etapas, en cambio un sistema

corresponde a la prestación del servicio, en otras palabras diríamos que un proyecto

va desde los diseños hasta la inauguración del servicio y el sistema será desde la

inauguración hasta la vida útil del sistema.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Análisis del comportamiento hidráulico de un sistema

Sistema de agua potable: Conjunto de componentes construidos e instalados para

captar, transmitir, tratar, almacenar y distribuir agua a los usuarios. En su más

amplia acepción comprende también las cuencas y acuíferos.

Sistema de alcantarillado sanitario: Conjunto de componentes construidos e

instalados para recolectar, conducir, tratar y descargar las aguas residuales y

productos del tratamiento.

Un estudio a su vez comprende tres fases: estudios de pre factibilidad, estudios

de factibilidad y diseños definitivos.

Estudio de pre factibilidad.- Es la fase donde se determina la justificación del

nuevo proyecto, para lo cual es necesario conocer el comportamiento hidráulico del

sistema durante el período de diseño, a través de la identificación de fallas, que

pueden ser pueden ser causadas por el mal diseño o la mala operatividad y manejo

delo sistema. Para determinar las fallas ocasionadas en el funcionamiento de un

sistema de agua potable o alcantarillados, es necesario someter a un análisis de

comportamiento hidráulico.

Fallas de diseño y del sistema

Las fallas más frecuentes que se pueden localizar en los sistemas de agua potable y

alcantarillado, son en los rediseños por ser un tema que ha pasado a ser de segundo

plano, por la falta de un organismo de control y mal manejo del servicio, o debido a la

falta de capacidad operativa del sistema o mala interpretación del diseño, operadores

sin experiencia, organismos gerenciales regentados por personas ajenas al perfil

técnico requerido, inexistencia de organismos de control, a esto debemos agregar

injerencias políticas dentro de la parte técnica, las amenazas de fenómenos naturales

o provocados por la actividad humana, cuya ocurrencia es peligrosa para las personas,

propiedades, instalaciones y para el medio ambiente, para estas circunstancias

partiremos desde el análisis de comportamiento hidráulico del sistema existente, con



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


parámetros de diseños reales y un estudio de evaluación técnica exhaustiva del

sistema existente, tema que ya fue desarrollado..

Un proyecto de estudios, jamás se diseña para la vida útil de suscomponentes. Un proyecto se diseña para la oferta y la demanda

Oferta y Demanda.- es la cantidad necesaria de agua para satisfacer lasnecesidades de una población en un tiempo predeterminado.

Gráfico de Oferta y Demanda (Gráfico No. 1)

qf tf

qo to

po pf

Partiendo del concepto de oferta y demanda se dice que es el caudal de agua potable

que se necesita (qo-qf) para satisfacer las necesidades de una población (po-pf), en untiempo predeterminado (to-tf), en cambio para un sistema de alcantarillado se dice

que es caudal de aguas domesticas (qo-qf) que aporta una población (po-pf), en un

tiempo predeterminado (to-tf).



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Si el comportamiento hidráulico a cumplido con todas las condiciones de diseño, es

decir que no ha sufrido variaciones de proyección, podemos decir que el sistema ha

sido bien diseñado y se ha mantenido un programa adecuado de operación y manejo,

en este caso si se ha cumplido con el período der diseño preestablecido, lo que nosqueda es proceder a rediseñar el sistema para un nuevo período.

Fallas de diseño.- Cuando la curva de comportamiento hidráulico sufre variaciones

como se muestra en el gráfico No. 2, donde el caudal y el tiempo se mantiene estable,

más no así la población (proyección qo-qx o qo-qy), se dice que el sistema ha tenido

fallas de diseño

Gráfico No. 2

qf qx qy tf

q2 t2

q1 t1qo to

p1 p2

po pf

Fallas del sistema.- En cambio cuando la curva de comportamiento hidráulico

sufre déficit de caudales como se muestra en el gráfico No. 3, donde el tiempo y la

población se mantienen estables, mas no así la producción del caudal que no cumple

con satisfacer las necesidades de la población de diseño, como tampoco el tiempo

preestablecido, (qf-p1-t1), decimos que existen fallas del sistema.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Gráfico No. 3

qf tf

qf t1

qo to

po p1 pf

Cuando se localizan fallas técnicas, se requiere de una evaluación técnica de todo el

sistema, con la aplicación de estudios manométricos, pito métricos y de

geofonamiento.

Estudios Manométricos.- consiste en determinar las presiones dinámicas

representadas mediante curvas de presión, que permite tener una visión clara de la

altura hasta donde puede elevarse el fluido. Para la elaboración de estos trabajos, es

necesario obtener las presiones de trabajo del proyecto y cotejarlas con las presiones

de trabajo del sistema, como se muestra en el gráfico No. 4.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Gráfico No. 4

Río Captación Tratamiento y reserva

Red distribución

Población

Curva de presión del proyecto

Curva de presión del sistema

Como se puede apreciar en el gráfico, las líneas rojas que representan las curvas de

presión del sistema, tienen valores más bajos que las curvas de presión proyectada,

representadas por las líneas azules, entonces podemos decir que en los tramos de

línea a línea existen pérdidas, por lo tanto las presiones del sistema no alcanzan las

alturas proyectadas.

Para el cálculo hidráulico de las redes de distribución, se considera los caudales

máximos diarios al final de período de diseño y se comprueba presiones para el caudal

máximo horario al final del período.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


En el análisis de la oferta y la demanda se establecerán las variaciones de caudales a

ser distribuidos anualmente que se irán incrementando de acuerdo a la demanda, por

ningún motivo se repartirán caudales superiores a lo establecidos, en el cuadro de

variaciones de consumo el caudal máximo diario será distribuido en el último año,programado en los cálculos para el horizonte de diseño. Este criterio deberá

mantenerse durante toda la proyección del proyecto, sumado a esto, las condiciones

de mantener presiones dinámicas en las redes de distribución, no mayores a 50

metros de columna de agua ni menores a 10 metros de columna de agua. Si logramos

mantener este equilibrio, las perdidas serían iguales a cero.

Estudios pito métricos.- Esta relacionado a las fugas de agua que pretende obtener

nociones hidráulicas generales del sistema en servicio, identificando las pérdidas

producidas por varios factores, entre las que cuenta las pérdidas físicas y las pérdidas

comerciales, producidas por las deficiencias institucionales, personal técnico con poca

capacidad para operar el sistema, falta de planificación, falta de recursos económicos,

altos porcentajes de agua no contabilizada.

Geofonamiento. – El geófono se usa para la pre-localización y localización de las

pérdidas de agua, este equipo está formado por un micrófono que capta y recoge elrumor de la fuga, este rumor se filtra y se transmite como una señal acústica mediante

un micro amperímetro para ser visualizado a través de un display digital, el cual

representa el nivel del ruido medido a través de un amplificador para que se pueda

escuchar con auriculares, el micrófono esta puesto en dos tipos de sondas: sonda de

campana y sonda de bastón. Existe otro aparato denominado. FONOMETRO, que

suelen ser instrumentos portátiles manejables con una sola mano, esta clase de

instrumentos están diseñados especialmente para la pre-localización, tanto en

exteriores como en interiores, permiten obtener contrastes de los rumores tomando

contacto directo con los accesorios de las redes y el uso de la tecnología avanzada

garantiza un método seguro y preciso para la localización de perdidas en redes agua

potable o de alcantarillado.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


En la norma de diseño en el numeral 4.2.3 de caudales de diseño y presiones,

establece que la comprobación de presiones, estará representada por el caudal

máximo diario más incendios al final del período, con el caudal máximo horario al

final del período, por lo tanto la única manera de poder comprobar esta disposiciónserá, con la presentación de las curvas de presión.

Medidas de control

Estos objetivos se logran mediante

Identificación y combate de los factores causantes del agua no contabilizada

Provisión de equipos detectores y localizadores de fugas, con personal

capacitado en el manejo de estos aparatos.

Mejorar el procedimiento del área comercial.

Implementación de campañas audiovisuales, con las mejoras del servicio

Levantamiento de catastros de las redes de distribución con todos sus datos

hidráulicos y de identificación

Levantamiento de un catastro de usuarios en base al nivel de consumo

Registro de consumo.

Programa de control de pérdidas

CONTROL DE PERDIDAS Y FUGAS

La clave para que un proyecto pueda mantenerse con pérdidas y fugas con valorescero, es que la distribución de caudales sea acorde a la proyección de la oferta y lademanda, manteniendo los caudales proyectados para cada año; es decir que elcaudal requerido para el primer año, sea el mismo que debe ser entregado, si se da elcaso que en un sector existe déficit de agua, se procede a la revisión de la curva decomportamiento hidráulico verificando si la población está acorde con el tiempoprevisto y el caudal entregado no coincide con el caudal de diseño, entonces existe laleve sospecha de que hay fugas, para corregir este defecto debemos comprobarpresiones de diseño y del sistema, si no concuerdan se harán las reparacionesrespectivas. El caudal de diseño está programado para un tiempo y población al finaldel período de diseño, si es entregado en el primer año, se producen sobrepresionesque llegan a fallar las redes.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Dentro del enfoque sistémico, se considera la participación técnica institucional de las

empresas y más organismos relacionados al abastecimiento de agua y alcantarillado,

en forma integral y armónica, se han considerado tres sistemas organizacionales:

1. Sistema operacional

2. Sistema comercial

3. Sistema administrativo y de apoyo

Sistema Operacional

Pitometría

Macro medición

Catastro de tuberías y accesorios del sistema de abastecimiento de agua

Control de fugas

Mejoramiento de las conexiones prediales

Control de operación del sistema de abastecimiento de agua

Mantenimiento electromecánico e instrumentación

Mantenimiento de redes de distribución

Revisión de criterios de proyecto y construcción

Sistema comercial

Comercialización de los servicios

Catastro de consumidores

Medición de los consumos

Facturación y cobranza

Sistema administrativo y de apoyo

Calidad de materiales y equipo

Desarrollo de recursos humanos



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Por lo tanto el programa de control de pérdidas considera aspectos parciales de los

sistemas organizacionales, sin embargo, tales aspectos son comprensibles e

identificables en los niveles gerenciales de las instituciones como grandes

responsables por la atención inadecuada a la población y los altos costos deproducción y distribución de agua potable.

Las pérdidas, básicamente representan la porción del agua producida que no

sensibilizó a los instrumentos instalados en los puntos de entrega al usuario o que no

se consideró en la estimación de consumos de usuarios no controlados para efectos de

facturación. Se puede formular a través de:

Volumen de producción=Volumen de distribución

VP = VD

VD = (VM + VE)

SI: VP>VD

P = 0 x 100

P = pérdidas (%)

VP = volumen de agua producida (m3).

VM volumen de agua micro medido (m3)

VE = volumen de agua estimado en puntos de entrega al usuario, no controlados (m3)

Se pueden desglosar las pérdidas en tres grandes componentes: Pérdidas físicas,

errores de medición y usos de agua no facturables



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Pérdida Físicas.- representada por el escape de agua que ocurre en los dispositivos de

rebosamiento de tanques o en tuberías y demás órganos del sistema de distribución.

Errores de medición.- son los errores provocados por la imprecisión de los equipos demedición de caudal de los sistemas de micro y macro medición.

Usos de agua no facturables.- son los volúmenes de agua que, a pesar de ser utilizados

legítimamente, no revierten en ingreso financiero a la institución.

Las pérdidas reflejan no solamente un estado físico del sistema, sino que son

indicadoras del estado de gestión empresarial de la institución, que demuestran su

eficiencia y eficacia en relación a los objetivos de su estado operacional.

El objeto básico de un programa de control de pérdidas, es establecer las acciones

necesarias para el diagnóstico de las mismas, formular e implementar soluciones que

generen su reducción, hasta alcanzar valores, si no son cero, por lo menos los

mínimos admisibles. La reducción de pérdidas es el resultado final de un proceso de

racionalización de los servicios, mejoramiento de la gestión empresarial,

concientización de los usuarios y comprensión del problema por parte de lasautoridades vinculadas al sector.

Estudio de factibilidad o Viabilidad.- esta fase es la más importante de los

estudios, donde se procede el análisis de alternativas y selección de la más óptima.

Una vez seleccionada la mejor alternativa, procedemos al análisis bajo tres

condiciones esenciales de: viabilidad técnica, viabilidad económica y

viabilidad ambiental,

Un trabajo de consultoría es un trabajo de investigación que requiere la aplicación de

todos los conocimientos básicos del consultor, mientras que la norma de diseño es

una herramienta de trabajo o una guía para el consultor. En esta fase es donde se

desarrolla todas las posibles alternativas, tomando en consideración la población,



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


áreas circundantes de las fuentes, si estas tienen vegetación podríamos hablar que el

agua puede contener color y si es lo contrario que la fuente sea despejada, podríamos

hablar que la corriente podría arrastrar sólidos, con alto porcentaje de turbidez. Para

el caso de un sistema de alcantarillado se hará un estudio calidad de agua del cuerporeceptor en el sitio mismo de la descarga y aguas abajo, para determinar la eficiencia y

recuperabilidad del recurso.

Selección de alternativas para sistemas de agua potable

Para la selección de alternativas en un sistema de agua potable, se tomará en cuenta el

tipo de captación, la misma que puede ser de vertiente, superficial o subterránea y/o

el mejoramiento del sistema existente, siendo la mejor opción las aguas de vertientes,

ya que no requieren estructuras grandes de captación, tratamientos convencionales,

pero estos tipos se encuentran muy alejados de la población, con una longitud de una

conducción muy prolongada. Estos sistemas son adecuados para poblaciones

pequeñas y caudales bajos.

En cambio una captación superficial requiere de una estructura compleja, con una

planta de tratamiento convencional, pero con la ventaja que la conducción es corta y

se pude aprovechar caudales grandes.

Cuando se refiere a captaciones aguas subterráneas, estamos hablando de un sistema

completamente complejo, ya que para su diseño, primero se necesita de un estudio de

prospección geofísica, luego la construcción de un pozo de prueba, estudios de

abatimiento y su extracción requiere de estaciones de bombeo, aunque existen aguas

de buena calidad y no requiere de grandes longitudes de conducción.

Para la selección de ampliar el sistema existe, hay que considerar el caudal requerido

y si este no afecta al flujo del río, a que debe mantenerse el caudal ambiental.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Recopilación de la información existente.- se extraerá toda la información de estudios

realizados, ampliaciones, mejoramientos, rehabilitaciones, reparaciones,

modificaciones, rediseños y cambios de redes realizados al sistema existente, durante

todo el período de servicio.

Levantamiento topográfico.- Estos trabajos son sumamente importantes para los

estudios y diseños de los sistemas de agua potable o alcantarillados, mediante la

nivelación trigonométrica con lo que se obtiene las planimetrías de la población con

todo sus detalles y la nivelación geométrica para perfiles. Estos trabajos deberán estar

bien identificados, referenciados, estacados mojonados, en cada punto del polígono o

intersecciones de los puntos, a los mismos que se adjuntarán hojas de cálculos con

distancias horizontales, diferencias de nivel y coordenadas. No se podrá admitir la

nivelación geométrica con otro aparato que no sea el nivel de precisión.

Encuesta sanitaria.- de este trabajo se requiere para determinar las características

socio económicas de la población, a fin de poder brindar un servicio, acorde a sus

requerimientos, ya que de ahí partimos para la nueva proyección de demanda. El

encuestador entregará un mapa sectorizado donde se indique cada zona a ser incluida

dentro del proyecto, y en cada manzana deberá constar el número de habitantes conrelación al número de casas.

Estudios elementales de mecánica de suelos.- se realizará un estudio simple, que

contenga las parte elementales del proyecto como: clasificación SUCS, nivel freático,

determinación de la corrosividad del suelo, capacidad portante del suelo los sitios

donde se implantaran obras de arte, conclusiones y recomendaciones del tipo de

material a utilizarse.

Estudios hidrológicos.- La hidrología tiene un papel importante en la determinación

del uso de los recursos hídricos, específicamente en proyectos de ingeniería, que

tienen que ver con suministros de agua y disposición de aguas servidas, drenajes,

protección de la acción de los ríos y recreación. El objeto fundamental de la



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


hidrología, es el análisis de caudales medios de las corrientes naturales en los tramos

de interés del proyecto, como son captaciones u obras de protección, en los cuales se

determinarán las curvas de duración de caudales diarios. Este análisis permite definir

la capacidad disponible de la fuente.

Caracterización de la calidad del agua.- El análisis de la calidad del agua tiene su

importancia dentro de los sistemas de agua potable y evacuación de aguas residuales

de tipo doméstico, que nos permite definir el tipo de plantas de tratamiento tenemos

que utilizar para clarificación de las aguas, este análisis está basado en los reportes de

las características físicas químicas y bacteriológicas.

Análisis de calidad del agua

ANALISIS FISICO QUIMICO DEL AGUA

CARACTERISITICA EXPRESADO

mg/l

SSAPyA

MIDUVI

OMS

Normas Europeas

OMS

Normas

Internacionales

CE

Comunidad

Europea

Color

Turbiedad

U. Pt-Co

U.N.T.

5 – 15

5 – 10

-------

-------

5 – 50

5 – 25

5 – 20

5 – 10

Alcalinidad Total

Alcalinidad. Bicarbonato

Alcalinidad. Carbonatos

Alcalinidad. Hidróxidos

Anhídrido Carb. Libre

CaCo3

CaCo3

CaCo3

CaCo3

CaCo3

---------

250

120

0

5

--------

-------

------- 30

Calcio

Cloruros

Dureza Total

Dureza Cálcica

Flúor

Fosfatos

Hierro Total

Magnesio

Manganeso

Nitrógeno Amoniacal Nitrógeno Nitrato

Nitrógeno Nitrito

Potasio

Sodio

Sólidos Totales

Sólidos disueltos

Sulfatos

Conductividad

Ca++

Cl

CaCo3

Caco3

F-

Po4

Fe+++

Mg++

Mn++

N-NH3+ N-No3

N – No2

K+

Na+

So4

75 – 200

250

150 – 500

150 – 500

*

0.30

0.30

50 – 150

0.10

0.305.00

0.10

10 – 50

10 – 115

500 – 1000

500 – 1000

250

1250

-----

200 – 600

100 – 500

---

0.10 – 0.30

---

0.05

250

75 – 200

200 – 600

100 – 500

0.10 – 1.00

75 – 200

75 – 200

0.05 – 0.50

200 – 400

100

5 – 200

350

0.30 – 2.00

0.10 – 0.30

100

0.02 – 0.05

0.10

10 – 12

20 – 100

5.0 – 250

400 – 1250



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


CALIDAD DE AGUAS NEGRAS

PARAMETRO INTERVALO VALOR SUGERIDODBO5 días, 20ºc, g/(hab.día) (1)

Sólidos en suspensión, g/(hab.día)

NH3-N como N, g/(hab.día)

N Kjeldahl Totales, como N, g/(hab.día)

Coliformes Totales, #/(hab.día) (2)

Salmonella SP, #/(hab.día) (3)Nematodos Inst. #/(hab.día) (4)

36-78

60-115

7.4-11

9.3-13.7

2x10^8-2x10^11

50

90

8.4

12.0

2x10^11

10^8

4x10^11

1) Intervalo para datos con aguas grises y excretas

2) Asumiendo una contribución de materia fecal de 200 g/hab*día y un intervalo

de concentraciones entre 1E6 y 1E9.

3) Para una persona infectada y asumiendo una prevalencia de infección del 7%

una concentración de salmonellas de 1E6 por gramo de heces y un aporte

diario de material fecal de 150 gr/persona

4) Para una persona infectada y asumiendo una prevalencia de infección del

60%, para Ascaris Sp y Tríchuris Sp, un contenido de 1E4 y 20 organismos por

gramo de heces. Para los dos organismos indicados, incluye además una

prevalencia asumida del 40% para Anquilostoma. Un contenido de 800organismos por gramo de heces fecales, en las cifras anteriores se ha

considerado un aporte diario de materia fecal de 150 gr/persona.

Cabe indicar que los valores del cuadro, corresponden a descargas per cápita de

aguas negras (que contienen excretas y orina) y aguas grises (aguas domésticas que

no tienen excretas y orina), por esta razón, estos valores son más altos que los

presentados por los países desarrollados, de tal manera que resulta necesario medir

estos par

Estudio de mercado.- Consiste en realizar una recopilación de costos de materiales,

equipos y mano de obra del sector, de tal forma de poder obtener un presupuestoacorde las necesidades de la población:

a) Mano de obra disponible en la localidad y zonas aledañas

b) Salarios de capataces, obreros especializados y peones



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


c) Material de construcción disponible: arena ripio, piedra, cemento, hierro, cal,

ladrillo, etc.

d) Facilidades para trabajos eléctricos y mecánicos, fundiciones, herrerías,

carpinterías etc. e) Posibilidades de arriendo o préstamo de equipos mecánicos.

DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO

Para la implantación de un servicio público de agua potable, se hace necesaria la

elaboración de un proyecto de estudios y diseños, con miras a la definición precisa de

las obras que se van a construir. Un sistema de abastecimiento público de agua, debe

reunir una serie de datos y elementos básicos que posibiliten un perfecto diagnóstico

de la localidad que va ser abastecida, partiendo de los trabajos de campo se

establecerán parámetros y criterios orientadores del proyecto en sus diversas fases.

La definición de las diferentes etapas del proyecto, se establecerán: niveles de servicio,

período de diseño, población a ser atendida, dotación diaria de agua per-cápita,

caudales de agua, coeficientes de variación de consumo, coeficiente de los días de

mayor consumo y coeficiente de las horas de mayor consumo, número de horas defuncionamiento de cada unidad del sistema; por lo general solamente sistemas de

pequeña capacidad dejan de funcionar durante las 24 horas del día.

Esas obras deberán tener capacidad no solamente para satisfacer las necesidades

actuales, sino también futuras de la comunidad. El período de atención de las obras

proyectadas también se conoce como horizonte de diseño.

Nivel de servicio

Depende de las características del usuario en función de la confiabilidad del sistema.

Período de diseño



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


El período óptimo de diseño de una obra de ingeniería, es una función del factor de

economía de escala y de la tasa de actualización (costo de oportunidad del capital)

1. Para sistemas de agua potable el período de diseño va de acuerdo a la inversión

(factor-económico), a la que aplicamos la siguiente expresión.

2.6*(1-a)1.12 0.30*(1-a)*Xo0.85 Xo1 = +

r r 0.50

a= Factor de escala de economía para sistemas de redes de distribución (en que la

mayor parte de la inversión corresponde a compra de tubería) se considera un

valor de 0.50 a 0.60

r= Tasa de interés se toma por lo general de 6,0 a 8,0 %

Xo = Período transcurrido para evaluaciones o de la proyección de la demanda

(consumo del año base /promedio de incremento anual).

Xo1 = Período óptimo de diseño

Ejemplo

2.6*(1-0.55)1.12 0.30(1-0.55)*7.580.85 Xo1 = +

0.06 (0.06) 0.50

Xo1 = 20.812454

Período óptimo de diseño,adoptamos 21 años



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


2. Dado que los componentes principales de un proyecto de alcantarillado,

presentan distintos factores de economía de escala, estos pueden considerarse

justificados, si se dimensiona para diferentes períodos intermedios de diseño,

además, se tendrá en cuenta las facilidades de ampliaciones y el impactoambiental en ejecución de la obra.

Como aproximación e independientemente de otros factores, para determinar el

período óptimo de diseño de un sistema de alcantarillado, se utilizará la siguiente

expresión.

2.6*(1-a)1.12

X = rdonde:

X = Período óptimo de diseño

a = factor de economía de escala

r = tasa de actualización

Se podrá utilizar los siguientes factores de economía de escala en función al caudal

Colectores = 0.43

Estaciones de Bombeo = 0.75

Platas de tratamiento = 0.88

Ejemplo

2.6*(1-0.43)1.12 X =

0.06

X = 23.0888305

Adoptamos un período óptimo de diseñode 23 años

Nunca podemos adoptar un valor de 22 años.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Población de diseño

Los sistemas de agua potable y alcantarillado, partimos desde una demanda

insatisfecha de servicios básicos, a través de estudios demográficos, que consiste endeterminar la demanda de la población a ser servida, para lo cual tomaremos las

recomendaciones de las normas de diseño, que establece que una proyección

poblacional de deberá obtener con la aplicación de por lo menos tres métodos, los

mismos que pueden ser: geométrico, aritmético, exponencial, comparativo, mínimo

cuadrados, etc. Estas proyecciones deberán someterse a un análisis comparativo con

los datos obtenidos en las encuestas sanitarias o el recuento poblacional que realizará

el Consultor.

Este estudio tiene como objeto principal, determinar el comportamiento del

crecimiento de las poblaciones humanas y que trata de su dimensión, estructura,

evolución y características generales, consideradas desde un punto de vista

cuantitativo. Para la estimación de la población de diseño o población futura, se

dispone de varios procedimientos conocidos como “análisis poblacional”

Ahora bien, para la determinación de la población de diseño que se utiliza usualmenteen este campo de la ingeniería sanitaria son los siguientes:

1. Procedimiento general o método de componentes

2. Modelos matemáticos

3. Métodos gráficos

4. Métodos de correlación; y

5. Modelos de población

Procedimiento General.-

La expresión general es la siguiente:



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


P(n+x) = Pn + (N+I) - (D+E)Siendo:

Pn = población base en el año n

P (n+x) = población futura en (n+x) años

N = nacimientos entre los años n y (n+x) años

I = inmigraciones entre los años n y (n+x) años

D = defunciones entre los años n y (n+x) años

E = emigraciones entre los años n y (n+x) años

Modelos matemáticos.-

Existe una serie de curvas matemáticas para estimar la población futura en base a

tendencias pasadas pero que es lógico que debido a su carácter no puedan tomar en

cuenta los cambios económicos y sociales. Según el comportamiento de la población,

el uso de estos métodos tiene algunas limitaciones que se describen a continuación:

a) Dificultad para establecer la función más adecuada que determine elcomportamiento real de la población, pues estará sujeta a la proyección que más se

asemeje a la curva natural determinada en los censos con datos reales.

b) No considera la estructura por edad de la población, según sexo, grupos de edad,

defunción, migración inmigración, natalidad, causas de mortandad y sus

interrelaciones.

c) Sólo sirven para proyectar a corto plazo.

Método Aritmético:



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Es una interpolación y extrapolación lineales: que supone la tasa de variación de la

población constante. El uso de éste método para proyectar la población asume que el

incremento poblacional con respecto al incremento de tiempo es constante. Desde el

punto de vista analítico, implica incrementos absolutos constantes lo quedemográficamente no se cumple, ya que por lo general las poblaciones no aumentan

numéricamente sus efectivos en la misma magnitud a lo largo del tiempo.

El método aritmético supone un crecimiento constante de la población, la cual

significa que la población aumenta o disminuye en el mismo número de personas y

responde a la forma de:

=Constante

La tasa de crecimiento observado en el período, puede medirse a partir de una tasa

promedio anual de crecimiento cuya aproximación aritmética sería la siguiente

Integrando se tiene

Pf Tf

dp. = Ka dt.

Pa Ta

Pf = Pa +(Tf*Ka)

donde:

Ka = dp/dt

(Pf-Pa)Ka =

(Tf-Ta)



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Ka = Tendencia aritmética para obtener la población futura

Pf = Población final en el horizonte de diseño programado

Pa = Población actual (recuento poblacional en sitio)

Tf = Año final del período de diseñoTa = Año de inicio

Se puede proceder a efectuar el ajuste de la recta que resulta con datos de censos, por

el método de los mínimos cuadrados.

Método Geométrico:

El uso de éste método, asume que el crecimiento poblacional es proporcional a la

población existente en el momento dado. La curva responde a la forma:

dp/dt = Kg.P

Pf tf

dP/P = dt

Pa ta

Pf = Pa +(1-Kg)n

donde:

Kg = Tendencia geométrica que se signa para obtener la población futura



Pf 1/nKg = -1

Pa



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


n = Numero de años en el cual va a funcionar el proyecto. Tiempo en años, entre el

año de inicio No y el año final Nt.

Método Exponencial:

Un crecimiento de la población en forma exponencial, supone que la población crece a

una tasa constante logarítmica, lo que significa que aumenta proporcionalmente lo

mismo en cada período de tiempo, pero en número absoluto, las personas aumentan

en forma creciente.

Pf = Pa * e(Ke*Tf)

donde:

Ke = Tendencia exponencial para obtener la población futura



n = Numero de años en el cual va a funcionar el proyecto. Tiempo en años, entre el

año de inicio No y el año final Nt.e = 2.71828

Ke = lnPf – lnPaN

A medida que el tiempo se aleja, la curva exponencial supone un crecimiento más

rápido de la población, comparando con los otros modelos, pero a períodos cortos, la

geométrica puede superar a la exponencial en cuanto a la tasa de crecimiento, ésta va

incrementándose con el tiempo.

La diferencia conceptual entre estas dos expresiones es que en el primero

(crecimiento geométrico), el tiempo se toma como una variable discreta, mientras que

en el segundo (crecimiento exponencial) es una variable continua y en tal sentido la

tasa de crecimiento diferirá en los dos modelos; en el primero estaría midiendo la tasa



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


de crecimiento entre puntos en el tiempo que estarían igualmente espaciados y en el

segundo medirá la tasa instantánea de crecimiento. Sin embargo en la medida en que

el período del tiempo considerado se haga más pequeño, las dos ecuaciones serán más

parecidas hasta el punto que la ecuación geométrica tiende a la exponencial, cuando elperíodo de tiempo tiende a cero.

Curva logística o de Verhust.

Se basa en el principio que expresa: “Los obstáculos que se oponen al crecimiento de

la población, aumenta en proporción directa al crecimiento acumulado de dicha

población”. Lo que significa que después de un período de crecimiento acelerado, en

la población se producirá un crecimiento más lento, para finalmente tender

asintóticamente hacia un límite.

La curva es de forma:

Pt = K (1+e b-at ) -1

donde:

K, a y b = son constantes

Pt = Población en la fecha t

K = representa el intervalo de variación de Pt, o sea su valor máximo

a y b = determinan la forma de la curva

t = representa el tiempo

Métodos gráficos.-

a. Extrapolación gráfica.- Es simplemente la prolongación gráfica de la curva

de crecimiento correspondiente al pasado.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


b. Método comparativo.- Se supone que el crecimiento de la población en

estudio tiene condiciones bastante similares a poblaciones mayores situadas en

el área a la que pertenece la población que se analiza.

Método de correlación

Se basa en que muchos factores de influencias, afectan en forma simultánea a una

amplia región, por ejemplo, la tasa de crecimiento de barias cabeceras cantonales con

las parroquias aledañas.

Establecida la similitud demográfica y en base a los estimativos de crecimiento futuro

de la provincia y cabeceras cantonales se puede determinar los correspondientes de

las poblaciones menores.

La aproximación se basa en el uso de una razón constante calculada en base a datos

últimos recolectados .

P1/p2 = K K = Pa1/Pa2

donde:

P1 = Población en estudio en el área

P2 = Población mayor prevista en la misma área

Pa1 = es el dato de población en estudio correspondiente al último censo o recuento

Pa2 = es el dato de la población mayor correspondiente al último censo.

Modelos de población

Trata de combinar los dos factores de variación natural de la población: natalidad y

mortalidad, justamente este aspecto es la base para la teoría de la población estable.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


A la población en estudio se la considera cerrada, excluyendo de este modo la

inmigración y la emigración.

El incremento natural se obtiene restando las funciones de los nacimientos, expresadode esta manera.

N (t) = B (t) – D (t)

donde:

N (t) = expresa el efectivo de la población a principios del período t.

B (t) y D (t) = representan los nacimientos y defunciones del período t,

respectivamente

N (t) = representa el incremento desde el comienzo del período t+ x

Método Parabólico :

En los casos en que se dispone de estimaciones de la población referidas a tres o más

fechas pasadas y la tendencia observada no responde a una línea recta, ni a una curva

geométrica o exponencial, es factible el empleo de una función polinómica, siendo lasmás utilizadas las de segundo o tercer grado.

Una parábola de segundo grado puede calcularse a partir de los resultados de tres

censos o estimaciones. Este tipo de curva no sólo es sensible al ritmo medio de

crecimiento, sino también al aumento o disminución de la velocidad de ese ritmo.

La fórmula general de las funciones polinómicas de segundo grado es la siguiente:

N2t = a + bx + ct



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Donde:

t = Es el intervalo cronológico en años, medido desde fecha de la primera

estimaciónNt = Es el volumen poblacional estimado t años después de la fecha inicial.

a,b,c= Son constantes que pueden calcularse resolviendo la ecuación para cada uno de

las tres fechas censales o de estimaciones pasadas.

Al igual que en la aplicación de la curva aritmética o geométrica, el empleo de una

curva parabólica puede traer problemas si se extrapola la población por un período de

tiempo muy largo, pues, los puntos llegan a moverse cada vez con mayor rapidez, y

sea en un sentido ascendente o descendente, ello puede conducir a que en un período

futuro lejano se obtenga valores de la población inmensamente grandes, o muy

cercanos a cero. En muchos casos este defecto puede modificarse aplicando la

extrapolación parabólica a los logaritmos de las cantidades, en lugar de aplicarlas a las

cifras en sí. La extrapolación de logaritmos implica una proyección de ritmos

cambiantes de crecimiento, en lugar de cantidades absolutas.

Comentarios

La aplicación de estos métodos no tienen información que certifique que los

resultados son los esperados en los tiempos programados, sin embargo los más

comunes son los métodos lineales, puestos que estos representan el

comportamiento del crecimiento cuantitativo, que es lo que más interesa para

la proyección de sistemas de agua y saneamiento, por ser de períodos cortos.

PROYECCION POBLACIONAL



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Para proyectar un comportamiento de crecimiento poblacional, es obligadamente

realizar la encuesta socio económica que realiza el promotor social, en base a una

delimitación que efectúa el ingeniero de saneamiento ambiental, cotejados con los

datos poblacionales de los censos nacionales, desde el inició de su cuantificación, detal forma de obtener la línea natural de crecimiento que permita una ampliación del

sistema como se muestra en el gráfico de ejemplo.

Ejemplo tomado de los censos para una población urbana del País

A O POBLACION

1962 1931974 3381982 4251990 9362001 12452011 1525

Datos reales tomados de los censos para una población.

Recuento poblacional realizado por el promotor social en el año 2011

Se cree que es necesario complementar la encuesta, con un breve análisis de los

siguientes aspectos:

a) Influencia de los servicios médicos

b) Datos de nacimientos y defunciones

c) Factores de impulsión que motivan la salida de una persona de su lugar de

residencia.

d) Factores de atracción que motivan la radicación de una persona en un lugar

determinado.

Entre los factores de atracción se puede considerar: oportunidades de empleo,

mejores condiciones de trabajo, (horarios más cortos, mejor remuneración, seguridad

y protección de salud, mayor variedad de actividades, mayor número de posibles

empleadores); factor de carácter familiar como la presencia de un pariente que ayuda



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


al emigrante a instalarse en su nueva residencia; factor salud ejerce importante papel

en la atracción, (mejor asistencia sanitaria, mejor clima); factores raciales, étnicos,

sociológicos (mito de la gran ciudad), culturales, etc.. Los factores de expulsión son

inversos directamente a los mencionados.

Gráfico No. 5

Población 1600

1400

1200

1000

800 Curva natural de crecimiento

600

400

200

1960 1970 1980 1990 2000 2010

Años

Para la aplicación de los tres métodos recomendados en normas, procedemos sobre la

misma proyección, aplicar los tres métodos sugeridos

METODOLOGIAS DE CALCULO

Cada vez más, y con propósitos de planeamiento económico, social, político y

comercial, de los diferentes ámbitos del quehacer nacional, demandan conocer la

población total ya sea por edad o sexo. Para determinar la capacidad potencial de



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


consumidores, población estudiantil, etc. los Consultores, antes de iniciar con los

diseños, se enfrentan al gran dilema del uso de cuál metodología se debe utilizar.

A continuación se han desarrollado las metodologías más utilizadas con mayorfrecuencia para proyectar la población final de diseño en sistemas de agua potable y

alcantarillado.

Métodos Matemáticos

Son aquellas estimaciones que se realizan en base a funciones de tipo matemático,

como método Aritmético, geométrico o exponencial.

Estimaciones de la Población (Ejemplos)

La tasa de crecimiento, calculada a partir de cualquiera de las anteriores expresiones,

se expresa por lo general en forma porcentual, para ello se multiplica el resultado de "

K " por 100, para nuestro caso cada método tiene su propio símbolo de tasa de

crecimiento.

El tiempo " t " se mide en años, siendo recomendable usar hasta 4 decimales si elperíodo se expresa en años, meses y días. Esto ocurre con frecuencia cuando se quiere

calcular la tasa de crecimiento de un período intercensal, por ejemplo, el período

comprendido entre los censos de 1972 y 1981; que transcurre entre el 4 de junio de

1972 y el 12 de julio de 1981; en este caso t = 9.1041 años.

Tomamos el mismo ejemplo y determinamos la tasa de crecimiento para cada uno de

los métodos recomendados,

AÑO POBLACION1962 1931974 3381982 4251990 9362001 12452011 1525



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


VALORES CALCULADOS PARA LA TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL

METODO SIMBOLO VALOR AritméticoGeométricoExponencial

KaKgKe

27,183673470,0430873150,042184888

Constante “e” E 2,71828

Calculo de la población con la aplicación de la metodología seleccionada

AÑO POBLACION METODO (hab.) ARITMETICO GEOMETRICO EXPONENCIAL

196219741982199020012011

19333842593612451525

19351973795412531525

193320474596

14891898

19332047459614891898

Gráfico No. 6

Características de las líneas.

Crecimiento real tomado del censo

Proyección método exponencial

Proyección método geométrico

Proyección método aritmético

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Los resultados obtenidos anteriormente mediante los tres métodos de proyección

analizados, conllevan a tener en cuenta dos factores para la aplicación de los

diferentes métodos de extrapolación:

1º. La elección del método de extrapolación debe basarse en un adecuado

conocimiento de la situación y tendencias demográficas del sector, y en un

profundo análisis de las características de cada uno de los métodos propuestos.

2º. La fiabilidad de los resultados depende directamente del período de proyección. A

medida que éste aumente, los errores, producto de la elección de un método no

adecuado, aumentarán cada vez más con el transcurso de los años.

CONCLUSIONES:

1. Si revisamos los valores obtenidos por el método geométrico y comparamos

con los datos del método exponencial, coincidimos que son los mismos valores,

por lo tanto en la gráfica se puede apreciar que es una sola línea (línea verde

con línea Lila).

2. En la gráfica se puede apreciar que la proyección aritmética (línea roja) en las

dos décadas subsiguientes tiene valores casi al doble de la proyección real del

censo para luego mantener una línea similar a la proyectada )línea roja con

línea azul).

3. Si analizamos las curvas correspondientes a los métodos geométrico (línea

verde) y exponencial (línea lila), se puede apreciar que al inicio de estas curvas,

coinciden con la curva natural (línea azul del censo) en las dos primeras

décadas, pero luego experimenta una baja poblacional a casi la mitad, para

luego sufrir incrementos.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


4. Luego de este análisis queda a criterio del Consultor optar por la curva que más

se asemeje a la curva real. En este caso se podría optar por escoger el método

aritmético, que si bien sufre variación en las dos primeras décadas, pero luego

se mantiene la misma proyección, inclusive el dato de población final, coincidecon la población obtenida por el Consultor en el año 2011.

5. Comparando los resultados que se obtienen de la aplicación de las tres

metodologías expuestas, se observa que las diferencias existentes son mínimas,

esto se debe porque el período de extrapolación es muy corto; entonces, la

desviación respecto a la tendencia histórica que surge de la aplicación de

cualquiera de los métodos, es muy pequeña.

6. Si el período de extrapolación se prolonga por más de un lustro, la tendencia de

la curva elegida predominará sobre la tendencia observada en el pasado, y las

diferencias entre un método u otro se harán mayores. Sin embargo en la

estimación de la población por el método Aritmético se observa que la

diferencia es considerable, obteniéndose poblaciones menores que las

estimadas con los otros métodos.

CONSUMO

El consumo de agua es función de una serie de factores inherentes a la localidad que

se abastece y varía de una ciudad a otra, así como podrá variar de un sector de

distribución a otro, en una misma ciudad. Los principales factores que influyen el

consumo de agua en una localidad pueden ser resumidos por: clima, nivel de vida de

la población, costumbres de la población, sistema de provisión y cobranza, calidad del

agua suministrada, costo del agua (tarifa), presión en la red de distribución, consumo

comercial, consumo industrial, consumo público, perdidas en el sistema, existencia de

red de alcantarillados y otros factores.

Es oportuno hacer énfasis en que forma de provisión de agua ejerce influencia notable

en el consumo total de una ciudad, pues en las localidades donde el consumo es micro



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


medido, se constata que es sensiblemente menor en relación a aquellas ciudades

donde tal medición no es efectuada.

Tipos de consumo

En el abastecimiento de una localidad, deben ser consideradas varias formas de

consumo de agua, que se pueden discriminar así:

Uso doméstico: Descarga del excusado, aseo corporal, cocina, bebida, lavado de

ropa, riego de jardines y patios, aseo de animales, limpieza en

general, lavado de automóviles.

Uso comercial: Tiendas, bares, restaurantes, estaciones de servicio.

Uso industrial: Agua de consumo como materia prima, agua consumida en

procesamiento industrial, agua utilizada para congelación, agua

necesaria para las instalaciones sanitarias, comedores, etc.

Uso público: Limpieza de vías públicas, riego de jardines públicos, fuentes y

bebederos, limpieza de la red de alcantarillados sanitarios y de galería

de aguas pluviales, edificios públicos, piscinas públicas y recreación,

operaciones contra incendios.

Usos especiales: Instalaciones deportivas, ferrocarriles y autobuses, puertos y

aeropuertos, estaciones terminales de ómnibus.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Pérdidas y desperdicios: Pérdidas en tuberías, pérdidas en la unidad de

tratamiento, pérdidas en la red de distribución,

pérdidas domiciliares, desperdicios.

DOTACIÓN DE AGUA

La dotación de agua se puede definir como la cantidad promedio que una persona

necesita, para subsistir diariamente y cubrir todas sus necesidades y esta viene dado

en litros por habitante y por día.

Los factores que afectan al consumo “per cápita” de una ciudad, tiene un gran interés,

ya que su evaluación aproximada permitirá prever hasta cierto punto, los valores de

este y estos son.

Nivel de vida que incidirá en el uso de aparatos electrodomésticos y en una

higiene y limpieza más refinada, el consumo será mayor a mayor nivel de vida.

Tamaño de la población que probablemente esté relacionado con el anterior,

añadiendo una mejor calidad en el servicio, tanto de abastecimiento como de

saneamiento, el consumo será mayor a mayor tamaño de población.

La calidad del sistema de saneamiento que al aumentar, aumentará el consumo. La importancia de las zonas industriales y comerciales de la ciudad.

La urbanización de la ciudad en cuanto a existencia de parques mayores o

menores, si la urbanización es predominantemente horizontal con jardines

particulares o vertical con grandes bloques de apartamentos.

Condiciones climáticas puesto que el consumo será tanto mayor cuanto más

cálido sea el clima, mayor necesidad de uso personal.

El precio del agua, ya que el consumo será menor cuanto mayor sea el precio del

agua.

La calidad de agua de abastecimiento, que a lo mejor hará aumentar el consumo.

El control en los edificios públicos.

Las características turísticas de la ciudad.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Para la determinación de las dotaciones estas deben ser de tres tipos:

a. Dotación básica

b. Dotación media actualc. Dotación media futura.

En una ciudad el consumo de agua urbana puede clasificarse en los siguientes

conceptos:

Residencial o doméstico: Dependiendo de la ciudad, puede ser el consumo

mayoritario, contiendo el suministro para usos higiénicos, culinarios, limpieza, riego

de jardines y prados (que en algunos lugares puede tener una singular importancia).

Para este uso deben tenerse en cuenta: el tamaño de la población, las condiciones

socioeconómicas, el clima, la cobertura de medidores y las características del

alcantarillado existente.

Comercial e industrial: Incluye el suministro a instalaciones comerciales,

industriales y de oficinas, y en él deberán estudiarse los consumos puntuales o

concentrados de demandas, así como realizar un estimativo de los consumos futuros.Su importancia dependerá de las condiciones locales, tales como la existencia de

grandes industrias o el porcentaje de industriales que se abastecen autónomamente

por conducciones y recursos propios.

Usos institucionales: Que incluyen los consumos de las instalaciones como hoteles

y edificios públicos como: hospitales, cárceles, etc. así como para las escuelas que

deberán analizarse según las características de concentración de población estudiantil

durante el día.

Usos públicos: Es el caudal empleado por los servicios higiénicos de servicio

público, aseo y limpieza de las calles, riego de jardines y parques públicos, fuentes y

piletas, etc.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Uso rural: En caso de que tenga que abastecerse a la población rural, mediante una

ampliación del acueducto o directamente con un acueducto, deberán realizarse un

estudio de abastecimiento futuro y de acuerdo a las características de dicha poblaciónestimar el consumo, que se dejará un ramal.

Pérdidas y derroches: Es el agua que se pierde en la aducción, en usos subsidiarios

en el tratamiento, evaporación, debido al mal conteo en contadores y bombas,

conexiones no autorizadas, fugas en depósitos y conducciones debido al mal estado de

la red de distribución etc., son consecuencia de un mal programa de operación y

mantenimiento, por lo tanto estos gastos, no se los deber cargar al usuario, estas son

perdidas que debe asumir las empresas prestadoras del servicio de agua potable. Una

buena práctica en la estimación de la dotación futura, consiste en adoptar la

producida recientemente en una ciudad que se encuentre en ese momento prestando

servicio. Otro sistema aceptable consiste en determinar la dotación actual (consumo),

mediante las lecturas de las planillas de pago y prever una dotación futura neta,

considerando los gastos por usos públicos, que se aplicaría la siguiente expresión,

siempre y cuando la ciudad, cuente con servicios públicos, piletas, jardines. No se

consideran servicios públicos los que se encuentran dentro de las instituciones.

drDn =------------------------

1 - % uso público

Donde:

Dn = Dotación neta l/hab*día

dr = Dotación real l/hab*día, tomado de las planillas de consumo

% uso público= por uso de servicios higiénicos públicos, parques y jardines públicos y

piletas públicas (10-30%)



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Para determinar la cantidad de agua que necesita una persona diariamente, se debe

recurrir a las cartillas de pago emitidas por las empresas o juntas administradoras de

agua potable JAAP, de tal forma de obtener el consumo mensual y por usuario.

Ejemplo:

Vamos a suponer que un sector de la población consume 20 m3 de agua

mensualmente y por usuario, para el diseño de los sistemas de saneamiento,

necesitamos que el valor de dotación sea en litros por habitante por día y tendremos

que los 20 m3/mes y por usuario *1000 se transforman en litros, sobre 30 días que

tiene el mes y para 5 habitantes que tiene el usuario, lo que nos da como resultado un

valor de 133 l/hab*día,

dot.real = (20 m3 *1000 l/m3)/(1mes*30 dias/mes)/(usua*5 hab/usua)

dr = 133.l/hab*dia

% = uso público 20%

Dn = 133 l/hab*día/(1-0.20) = 166.25 l/hab.*día

Podemos adoptar una dotación final de Dn = 170 l/hab.*día

Caso de no disponer de esta información, tomaremos los datos recomendadas en las

normas de diseño, únicamente para realizar un análisis comparativo del caudal que se

requiere, de una manera aproximada como está determinado en los cuadros

siguientes.

Necesidades de agua para poblaciones rurales y urbanas (por habitante)

Sector Rural

NIVEL DE CLIMA FRIO CLIMA CALIDO



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


SERVICIO (l/hab*día) (l/hab*día)IaIbIIaIIb

25506075

306585

100

Sector Urbano

POBLACIONHabitantes

CLIMA DOTACION MEDIAFUTURA (l/hab*día)

Hasta 5,000

5,000 a 50,000

Más de 50,000

FrioTemplado

CálidoFrio

TempladoCálido

FrioTemplado

Cálido

120-150130-160170-200180-200190-220200-230

>200>220>230

Cabe recalcar que estas dotaciones son consideradas para el final del período de

diseño del proyecto, sin embargo a continuación se presenta las dotaciones por

servicio y por persona para el sector urbano.

APARATO DOTACION (l/hab.)Ducha

SanitarioLavado de manosLavado de platos Aseo vivienda

Consumo propioLavado de ropa

27.635.676.02

27.880.296.0045.89

Estos datos son tomados en poblaciones superiores a 50,000 habitantes, sin embargose han ponderado incremento a estos los valores dentro de las normas para

compensar aguas no contabilizadas (servicios públicos, piletas, riego de jardines

públicos etc.).

HOTELES, PENSIONES, HOSPEDAJES



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Tipo de establecimiento Dotación diaria

Hotel 500 litros/alcoba

Pensión 350 litros/alcoba

Hospedaje 25 litros por cada m2 destinado a alcobas

RESTAURANTES

Área en m2 Dotación diaria

Hasta 40 m2 2.000 litros

De 41 a 100 m2 40 litros/m2

Más de 100 m2 50 litros/m2

Nota: en aquellos restaurantes donde también se elaboren alimentos para serconsumidos fuera del local, se calculará una dotación complementaria a razónde 8 litros/cubierto preparado para este fin.

PLANTELES EDUCATIVOS Y RESIDENCIAS ESTUDIANTILES

Tipo Dotación diaria

Alumnado externo 40 litros/persona

Alumnado semi-interno 70 litros/persona

Alumnado interno o residente 200 litros/persona

Personal no residente 50 litros/persona

Personal residente 200 litros/persona

CINES, TEATROS, AUDITORIOS Y OTROS

Tipo de establecimiento Dotación diaria

Cines, teatros y auditorios 3 litros litros/asiento



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Cabarets, casinos y salas de baile 30 litros/m2 de área para usopúblico

Estaciones, velódromos, autódromos,

plazas de toros, similares 1 litro/espectador

Circos, hipódromos, parques de atracción y similares 1 litro/espectador más ladotación requerida para animales.

BARES, FUENTES DE SODA, CAFETERÍAS

Área del local Dotación diaria

Hasta 30 m2 1.500 litros

de 31 a 60 m2 60 litros/ m2

de 61 a 100 m2 50 litros/ m2

más de 100 m2 40 litros/ m2

PISCINAS (DE RECIRCULACIÓN Y DE FLUJO CONTINUO)

Con recirculación de las aguas de rebose 10 litros/día por cada m2 de proyección

horizontal de piscina.

Sin recirculación de las aguas de rebose 25 litros/día x m2

Con flujo continuo de agua 125 litros/hora x m3

Nota: La dotación de agua para los servicios sanitarios en los des vestideros y cuartosde aseo anexos a las piscinas, se calculará a razón de 30 litros/día por cada m2de proyección horizontal de piscina.

En aquellos casos en que se contemplen otras actividades recreativas, se aumentará

proporcionalmente la dotación.OFICINAS EN GENERAL

La dotación de agua para oficinas se puede estimar a razón de 6 litros/día x m2 deárea útil del local. (También puede aplicarse 40 a 50 litros/persona x día).

DEPÓSITOS



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


La dotación diaria para depósitos de materiales, equipos y artículos manufacturados,

se calculará a razón de 0.50 litros/día x m2 de área útil del local y por cada turno de

trabajo de 8 horas o fracción.

Nota: La dotación mínima debe ser de 500 litros/día. Si hay oficinas anexas, calcular

su consumo adicionalmente.

CARNICERÍAS, COMERCIOS, PESCADERÍAS Y SIMILARES

Se calcula a razón de 20 litros/día x m2 de área del local.

La mínima dotación admisible es de 400 litros/día.

MERCADOS

Calcular a razón de 15 litros/día x m2 de área útil del local.

La dotación de agua para locales con instalaciones separadas, tales como restaurantes,

cafeterías, comercios, oficinas, etc. se calculará adicionalmente según las normas para

cada caso.

BOMBAS DE GASOLINA, ESTACIONES DE SERVICIO, GARAJES Y

PARQUEADEROS

Para bombas de gasolina 800 litros/día x bomba

Para garaje simple y parqueadero cubierto 2 litros/día x m2 de área

(puede asignarse también) 50 litros/día x carro

Para lavado corriente, no automático 8.000 litros/día xunidad de lavado

Para lavado automático 12.800 litros/día xunidad de lavado



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Para oficina y venta de repuestos 6 litros/día x m2 deárea útil

HOSPITALES, CLÍNICAS, CONSULTORIOS

Tipo Dotación diaria

Hospitales y clínicas con hospitalización 800 litros/día xcama

Consultorios médicos 500 litros/día xconsultorio

Clínicas dentales 1.000 litros/día x cada unidad dental.

RIEGO DE JARDINES

La dotación de agua para áreas verdes se calcula a razón de 2 litros/día x m2.

No se incluyen áreas pavimentadas, andenes, etc.

AGUAS PARA USOS INDUSTRIALES

En muchos procesos industriales se requiere agua potable; esto sucede en todas las

industrias dedicadas a la elaboración de comestibles y bebidas. Otros procesos norequieren agua potable tales como el enfriamiento de torres de destilación, motores,

tanques de trenes, edificaciones, etc.

INDUSTRIAS EN GENERAL

La dotación de agua para consumo humano se calcula a razón de 80 litros por

operario o empleado, por cada turno de 8 horas o fracción.

La dotación de agua para el consumo industrial, debe calculares de acuerdo con la

naturaleza de la industria y sus procesos de manufactura. (Esta dotación debe ser

comprobada por las autoridades sanitarias)

PLANTAS LECHERAS Y SUS ANEXOS



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Estaciones de recibo y enfriamiento: 1.500 litros por cada 1.000 litros de leche

recibida por día.

Plantas de pasteurización: 1.500 litros por cada 1.000 litros de leche a pasteurizar por

día.

Fábricas de mantequilla, queso o leche en polvo: 1.500 litros por cada 1.000 litros de

leche a procesar por día.

ALOJAMIENTO DE ANIMALES

(Caballerizas, establos, porquerizas, gallineros, etc.)

Edificación para: Dotación

Ganado lechero 120 litros/día x animal

Bovinos 40 litros/día x animal

Ovinos 10 litros/día x animal

Equinos 40 litros/día x animal

Porcinos 10 litros/día x animal

Aves 20 litros/día x cada 100 aves

MATADEROS (PÚBLICOS O PRIVADOS)

Se calcula de acuerdo con el número y clase de animales a beneficiar, así:



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Clases de animal Dotación diaria

Bovinos 500 litros/día x animal

Porcinos 300 litros/día x animal

Ovinos y caprinos 250 litros/día x animal

Aves en general 16 litros/día x cada 100 aves

LAVANDERÍAS Y SIMILARES

Lavanderías 40 litros/kg de ropa

Lavado en seco, tintorerías y similares 30 litros/kg de ropa

AGRICULTURA

Trigo 1.500 m3/tn producto

Arroz 4.000 m3/tn producto

Cereales pobres 1.000 m3/tn producto

Algodón 10.000 m3/tn producto

Riego aspersión en régimen continuo (clima templado) 1,5 m3 h/ha

GANADERÍA (por cabeza ganado mayor 60-80 1/día)

Hidráulica tipo Francés-Danés 4-20 L/día

Porquerizas con limpieza hidráulicaen seco o mixta 2-6 L/día

Ovejas 5 L/día

INDUSTRIAS AGRÍCOLAS



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Mantequilla 2 a 4 L/L de leche

Quesería 6 a 10 L/L de leche

Leche en polvo 7 a 17 L/L de leche

Leche de consumo 7 a 11 L/L de leche

Fabricación de sidra (sin embotellado) 4 m3/t de manzana

Lavado de botellas 2 a 6 L/botella

Elaboración de vino 2 L/L de vino

Cervecería (sólo fabricación) 20 a 30 m3/t de malte

Fabrica de malte 1,5 a 3m3/t cebada

Azucarera 2 a 15 m3/t de remolacha

Fabrica de levadura 150 m3/t de levadura

Fabricación de vinagre 50 L/L de vinagre

Conservas de frutas 12 a 15 m3/t de fruta

Conservas de legumbres 6 m3/t de legumbres

Conservas de pescado 20 m3/t de pescado

Conservas de carne 70 m3/t de conserva

Fabrica de fécula 15 m3/t de patata

Fabrica de almidón 15 a 20 m3/t de maíz

INDUSTRIAS NO AGRÍCOLAS

Circuitos:Curtidos 20 a 140 m3/t de producto fabricado

Papeleras:Pasta de papel 300 m3/t de producto fabricado



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Embalaje-cartón 40 m3/t de producto fabricado

Papeles especiales 500 m3/t de producto fabricado

Textil:

Algodón (según grado de preparación) 15 a 200 m3/t de producto fabricado

Lana (peinaje-blanqueo) 165 m3/t de producto fabricado

Rayón 400 a 1000 m3/t de producto fabricado

Productos químicos 220 a 1.000 m3/t de producto fabricado

Refinería de petróleo 0,1 a 40 m3/t de producto fabricado

Acero 6 a 300 m3/t de producto fabricado

Acero laminado 400 m3/t de producto fabricado ANALISIS HIDRAULICO DEL SISTEMA.

Sectorización

Realizado todos los trabajos de campo, analizado el comportamiento hidráulico del

sistema, determinada las fallas, obtenido el método y la tasa de incremento

poblacional, se procede con la determinación de la sectorización del área a servir, paraesto es necesario disponer de un plano de amanzanamiento que abarque toda la zona

que se encuentra con servicio actualmente. Este trabajo lo realiza el promotor social,

en base al plan urbanístico que dispone la Municipalidad o para sectores rurales, será

el criterio del Consultor.

1. Disponer de un mapa general de amanzanamiento de la población a servirse, con

identificación de calles Grafico No.7

Gráfico No. 7



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


2. Ubicación de sectores, parroquias o barrios. (Recomendable determinar áreas por

barrios, para la utilización de Lideres o presidentes de cada barrio, que son los

más propensos a entregar información del número de habitantes por cada casa).Gráfico No. 8

Gráfico No. 8



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


3. Continuamos con el recuento de los habitantes por cada casa y por cada sector o

barrio como se muestra en el gráfico No. 9

Gráfico No. 9

1

40/8

7

50/10

2

40/8

4

43/9

5

55/10

6

55/10

9

40/8

10

42/913

55/12

12

50/10

11

55/11

8

44/10



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


4. Realizamos un conteo total del número de habitantes por casa y de cada barrio

5. Elaboramos e cuadro de resumen general de cada barrio, con el número de

habitantes, número de casas y el área

Ejemplo

Cuadro de densidad promedio

Barrio Población Número rea Densidad

25

32/9

17

62/12

16

58/11

15

41/8

24

35/7

21

61/10

20

60/1222

58/1123

38/10

18

57/1114

40/10

30

33/7

26

30/10

27

32/11

28

34/7

35

55/12

19

48/10

31

32/6

32

34/5

33

35/8

34

32/6

29

49/11



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


(hab.) de casas (Ha) (hab./casa)1 856 142 13 62 550 112 8 53 345 90 5 4

4 720 138 12 55 1300 212 18 66 566 115 9 57 425 101 6 48 632 123 7 59 922 199 10 5

10 666 130 8 511 720 142 6 512 568 115 8 513 855 138 12 6

TOTAL 9125 1757 122 66

DENSIDAD PROMEDIO 5.10

6. Paralelo a la determinación del número total de habitantes por cada casa y por

barrios, efectuamos la identificación de los usuarios por cada barrio, con la

colaboración del personal que realiza la micro medición, quienes son los que están

en constante vinculación con los usuarios y pueden identificar con mayor

facilidad.

a) Disponer de un listado de los usuarios potenciales, con un resaltador a colorsubrayar el nombre del beneficiario de servicio y el consumo promedio

mensual.

b) Cada color representa un barrio.

c) Se contabiliza el número de usuarios y el consumo promedio mensual por cada

barrio

d) Luego se procede a establecer e nivel de consumo de cada barrio.

e) El número de usuarios se obtiene de a contabilización de listado de las

planillas con el color asignado a cada barrio y el gasto corresponde al

promedio del consumo de todos os usuarios de ese barrio

f) Para obtener as categorías de consumo, se obtiene del número de usuarios

para el gasto.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Categoría de Consumo

BARRIO USUARIO GASTO (m3)CATEGORIA DE CONSUMO (m3)

por UsuarioHasta 15 15-25 25-30 >30

1 138 10,88 12,682 110 7,33 15,013 91 9,29 9,84 135 9,31 14,55 214 7,56 28,316 112 3,38 33,147 99 3,96 25,008 115 4,58 25,119 2001 86,21 23,2110 125 4,13 30,27

11 138 5,95 23,1912 115 3,66 31,4213 137 3,04 45,07

7. Una vez obtenida las categorías de consumo por usuario, automáticamente se va

agrupando los sectores de acuerdo al gasto, que en nuestro ejemplo hemos

logrado establecer 4 sectores, los mimos que requieren de verificación con el

mapa de la población, si están en condiciones de cohesionarse entre sí.

Dotaciones reales de cada zona

ZONA CONSUMO PROMEDIOm3/usuario*mes

1234

12.3317.7525.5434,97

SECTORIZACION (En base a las características de consumo

BARRIO CONSUMO(m3)

SECTOR GASTOPROMEDIO(m3)

POBLACION(hab)

DENSIDADhab/casa

DOTACIONl/hab*día

1 12,683823533 9,8 1 12,33 1921 5,1 80,574 14,52 15,006821287 25 2 21.07 1695 5,1 137.69



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


11 23,195 28,306878318 25,10917031 3 25,54 2104 5,1 166,949 23,21

6 33,1360946710 30,2663438 34,97 2655 5,1 228,5812 31,42076503 413 45,06578947

DOTACION REAL 153.45

Mapear densidades

1. Mientras que es posible ver concentraciones por el simple mapeo de ubicación de

población de similares condiciones, en sectores con muchas características,

puede resultar dificultoso ver sectores con mayor concentración que otras.

2. Un mapa de densidad permite medir la cantidad de características utilizando una

unidad de medida uniforme, tal como número de casas, uso del suelo, área

ocupacional, teniendo como resultado una mejor lectura en la distribución de

zonas. Este tipo de zonificación se vuelve de mejor beneficio cuando los datos

tomados en campo son los más reales posible, especialmente útil para estadísticas

de expansiones futuras.

3. Se podría ver el resultado en el ejemplo propuesto con datos tomados de lasencuestas sanitarias, y representados en el mapa de amanzanamiento con la

numeración de cada manzana, número de casas y el número de viviendas. Por lo

tanto en una simple mirada del resultado, se podría ver las zonas súper-pobladas

y las menos habitadas.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


4. El número superior es el de la manzana, luego tenemos el quebrado 50/10. El

número 50 representa el número personas y el número 10 corresponde al número

de casas.

5. Para lograr una agrupación, acorde las características socioeconómicas de la

Localidad, agrupamos las manzanas que tengan similares número de habitantes, y

similar número de casas y vamos seleccionando las zonas

6. Una vez seleccionadas las zonas, contamos el número de casas, el número de

habitantes promedio y medimos el área.

7. obtenemos datos del amanzanamiento

8. Con las planillas de pago de consumo de agua, se procede a la ubicación del

usuario en la respectiva zona, de lo que se obtiene la población, número de casas y

el área, al igual determinamos el consumo mensual de cada usuario tomando

como referencia el promedio para cada zona.

DEMANDA ACTUAL

La demanda de un producto puede tener su origen en las necesidades del usuario para

satisfacer sus necesidades de consumo, en la temporalidad, en su destino y en la

estructura del servicio existente. Es importante hacer una diferenciación entre lo que

es demanda potencial y demanda efectiva. Entendiéndose por demanda potencial la

cantidad de agua que podría consumir el usuario con un caudal asumido.

En cambio demanda efectiva es la cantidad de agua que realmente consume el

usuario, mediante un caudal medido.

La demanda generan todos los habitantes de la zona que están conectadas o no al

sistema.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Con los datos del mapa de amanzanamiento y reportes de las planillas de consumo de

agua se puede preparar el cuadro de densidades y demanda actual

DETERMINACIÓN DE DENSIDADESZONA POBLACION

hab.#

CASAS AREA

HaDENSIDAD

hab./casa hab./Ha1 1921 370 30 5.19 64.032 1695 355 20 4.77 84.743 2854 534 35 5.34 81.544 2655 498 37 5.33 71.76

TOTAL 9125 1757 122 5.19 74.84

DETERMINACIÓN DE DOTACIONES

ZONA DENSIDADhab./casa

DOTACIONESm3/usuar*mes l/usuario*día l/hab.*día

1 5.19 12.33 411 79.152 4.77 21.07 702 147.073 5.34 25.54 851 159.304 5.33 34.97 1166 218.66

TOTAL 5.16 23-48 783 151.64

OFERTA ACTUAL

Partimos nuevamente desde el concepto de oferta y demanda, que establece que es el

caudal necesario para satisfacer las necesidades de la población en un tiempo

predeterminado y tenemos:

VARIACIONES DE CONSUMO

Caudal medio anual.-Para la determinar el caudal de diseño, se toma como

referencia el consumo medio anual que se espera que la población se satisfaga,

durante el período de un día



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Cmd = (Número de habitantes) * (Dotación) / 86,400 = lts/seg

Caudal máximo diario.- Es el consumo máximo diario que se espera que realice la

población en un día y se determina mediante el cálculo del caudal medio anual más

un factor de ampliación Kd que desde 1.3 a 1.5

CMD = Cmd *Kd = lts/seg

Caudal máximo diario.- Es el consumo máximo diario que se espera se realice en

una determinada hora del día y se determina mediante el cálculo del caudal medio

anual más un factor de ampliación Kh que desde 2.00 a 2.3

CMH = Cmd *Kh = lts/seg

VARIACIONES DE CAUDALES

ZONAPOBLACION

(hab)DOTACION(l/hab-*día)

CAUDALES DE DISEÑO

cmd CMD CMH CMD+I

l/seg. l/seg. l/seg. l/seg.

1 1921 79,15 1,76 2,46 4,05 4,57

2 1695 147,07 2,89 4,04 6,64 5,90

3 2854 159,30 5,26 7,37 12,10 10,49

4 2655 218,66 6,72 9,41 15,45 12,32



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


TOTAL 9125 151,64 16,02 22,42 36,84 32,42

El caudal de incendios se aplicará para poblaciones que sobrepasen los 5ooo

habitantes en la sierra y 3000 habitantes en la costa, de acuerdo al número de

incendios simultáneos, aplicando la tabla V.4 de la norma de diseño

OFERTA Y DEMANDA FUTURA

Para determinar la oferta y demanda futura realizamos el mismo procedimiento que

se realizó para determinar la oferta y la demanda actual, para lo cual se toma los datos

del cuadro de la demanda actual y determinamos proyección futura con un horizontede diseño preestablecido. A la población actual hay que añadir la población flotante,

que es considerada cuando la localidad tiene centros educativos y turísticos

procediendo a determinar el número de las personas que permanecen dentro de la

población por cierto tiempo.

Población flotante es el contingente demográfico compuesto por aquellas personas

que, no estando oficialmente inscritas en el censo de población de la comunidad,

residen temporalmente en un ámbito geográfico comunitario. Son consideradas

población flotante:

Los que residen temporalmente y aún no se han registrado dentro de la

comunidad.

Estudiantes y profesores de otras localidades

Los que se encuentran de vacaciones.

Los que están en tránsito hacia otras localidades (aeropuertos, estaciones,puertos, etc.).

Jornaleros y trabajadores de temporada.

Los inmigrantes en situación administrativa irregular.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Profesionales, técnicos y operarios venidos desde otros lugares del País

seducidos por mejores condiciones laborares.

Personas que acuden a realizar sus compras desde otras localidades.

El concepto población flotante no se lo ha considerado de mucha importancia, lo que

provoca problemas en la dotación de servicios públicos, quedando muchas veces por

debajo de las necesidades reales, especialmente en sectores turísticos, donde el

consumo de agua potable se vuelve caótico, ya que la población turística, realiza su

aseo personal tres veces al día alterando la dotación básica, por esto es necesario

realizar la zonificación de las áreas a servirse, determinando su propia dotación. Para

determinar la población flotante, se debe tomar en cuenta estos aspectos y realizar un

recuento, considerando un 15 % del total de la población flotante, valores que deberán

ser añadidos a la población actual.

Para el cálculo de la población de diseño aplicamos la expresión determinada en el

análisis poblacional y optamos por el método aritmético Pf=Pa+(n*Ka) con una tasa

de crecimiento de Ka = 27.18 que es el resultado de nuestro análisis poblacional y un

per{iodo de diseño de 25 años.

POBLACION FUTURA

Para el cálculo de la población de diseño se ha considerado proyección

predeterminada en los capítulos anteriores donde se obtuvo el método aritmético

que más se asemeja a la proyección poblacional original, elaborado con datos de

censos reales y los valores de la tasa de crecimiento Ka= 27.18 y un per{iodo de

diseño de 25 años y se obtuvo la población futura. Que se registra en el cuadro

siguiente:



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


POBLACION DE DISEÑO

ZONAPOBACIONCENSADA

POBLACIONFLOTANTE

POBLACION ACTUAL

POBACIONDE DISEÑO

(hab.) (hab.) (hab.) (hab.)

1 1921 288 2209 2889

2 1695 254 1949 2629

3 2854 428 3282 3962

4 2655 398 3053 3733

TOTAL 9125 1369 10494 11173

CAUDALES AL FINAL DEL PERIODO DE DISEÑO

ZONAPOBLACION

(hab)

DOTACIONNETA

(l/hab-*día)

CAUDALES DE DISEÑOcmd CMD CMH CMD+I


1 2889 98,94 3,31 4,63 7,61 7,802 2629 183,84 5,59 7,83 12,86 10,713 3962 199,13 9,13 12,78 21,00 17,124 3733 273,32 11,81 16,53 27,16 20,62

TOTA 11173 189,56 24,51 34,32 56,38 46,56

AREAS DE EXPANSIÓN FUTURTA

ZONA POBLACION AREA DENSIDAD(hab./Ha) Actual

(hab.)Futura(hab.)

Actual(Ha.)

Futura(Ha.)

ampliación(Ha.)

1 2209 2889 30 39,23 9,23 73,642 1949 2629 20 26,97 6,97 97,463 3282 3962 35 42,25 7,25 93,774 3053 3733 37 45,23 8,23 82,52



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


TOTAL 10494 11173 122 153,68 31,68 72,70

Para determinar las áreas de ampliación futura, se debe considerar el crecimientopoblacional y la densidad, que es la plataforma para la extensión de la superficie del

suelo de asentamiento y esta se considera como zona de expansión futura horizontal

que puede extenderse hacia los costados de la población actual y la otra que sería la

zona de expansión futura vertical, donde ya no tiene espacio para su crecimiento pero

puede extenderse hacia arriba, a través de edificaciones que en la práctica

encontramos en franjas comerciales.

AREAS DE EXPANCIÓN FUTURA Y SECTORIZACION

Para proceder con la ubicación de las áreas de expansión futura, el Consultor debe

considerar si existen terrenos que tengan la facilidad de construcción de nuevos

edificios, prolongación de vías de acceso, que haya la factibilidad de prestación de

servicios públicos etc. y de acuerdo a la demanda se iría ampliando dichas zonas. Este

trabajo debe ir en coordinación directa con la dirección de planificación del gobiernodescentralizado de ese municipio, a través de un plan de ejecución de obras, para

evitar asentamientos ilegales que pueden provocar la desestabilización del proyecto.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


SECTORIZACION ACTUAL

EXPANSIÓN FUTURA Perímetro actual

Línea de expansión futura



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


La línea entrecortada corresponde al perímetro sectorial de las áreas de expansión

futura, producto del incremento de relación a la densidad poblacional y la línea , llena

corresponde a las líneas perimetrales de los sectores del proyecto.

Diseño de los componentes de agua potable

CAPTACION

Una vez estimados los caudales necesarios para cubrir las necesidades de agua potable

de una comunidad, el siguiente paso es la localización y selección de la fuente que

garantice el caudal requerido, no solo dicha cantidad, sino economía de construcción

y explotación, según los siguientes criterios:

Cercanía al punto de destino, lo que será favorable en la economía de conducción del

agua.

Calidad del agua en su origen, que incidirá de forma determinante sobre los costos de

potabilización y tratamiento. (para una ciudad costera el recurso más próximo sería el

agua de mar, pero su costo de potabilización es altísimo, preferible otra alternativa).

Seguridad en el suministro, relacionado con las fluctuaciones estacionales, tanto encantidad de recurso. como en su calidad, así como la influencia de condicionantes

meteorológicos, geológicos, etc. Frecuentemente, puede ser necesario almacenar parte

del recurso excedente en ciertas épocas del año, para compensar la escasez en otras

(regulación).

Facilidad de extracción y/o captación que influirá lógicamente, en los costos del

proyecto.

Topografía de la zona que permita conducir el agua por gravedad, a su punto de

consumo, así como obras más sencillas.

Posibilidades de ampliación, diseñadas para resolver el problema a largo plazo del

previsto inicialmente por el estudio.

Solucionado este punto, es necesario pensar en su captación sea esta: superficial,

cuando el recurso utilizado se encuentra por encima de la corteza terrestre (ríos, lagos



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


de agua dulce, embalses, etc.) o subterránea, cuando el recurso se encuentra

profundo.

CONDUCCION

Es el conjunto de obras y elementos que tienen la misión de conducir el agua desde la

captación hasta el punto inicial de la planta de tratamiento y en la cual el transporte

se realiza a caudal total o completo. Este transporte requerirá una cierta cantidad de

energía para realizarse, a este respecto, pueden ocurrir tres casos:

Que el agua en el punto de captación disponga de la energía suficiente, en forma

potencial, para realizar su transporte, estas son las denominadas conducciones por

gravedad y se caracterizan por el aprovechamiento de la diferencia de nivel entre los

puntos de origen y destino. Según el estado energético del agua durante el transporte,

las conducciones por gravedad se clasifican en:

- Conducciones a lámina libre o rodadas, el agua circula en ellas a presión atmosférica

y por tanto su recorrido es sensiblemente paralelo y muy próximo a la línea

piezométrica.- Conducciones a presión o forzadas, en estas el agua circula a una presión variable,

superior a la atmosférica y el recorrido del agua difiere sensiblemente de la línea

piezométrica.

- Conducciones mixtas que son aquellas que tienen tramos de ambas clases

anteriores, siendo por ende las de uso más frecuente.

Que el agua no disponga de la energía necesaria para realizar el transporte, en este

caso será necesario aportarle energía por medios externos (bombas de impulsión), lo

que da origen a las denominadas conducciones por impulsión.

Que el agua disponga tan sólo de una parte de la energía necesaria para el transporte,

en este caso continuará siendo necesario el aporte exterior de energía y podrá dar

origen a una conducción compuesta: gravedad – impulsión.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Así estos tres casos proporcionan una primera y fundamental clasificación de las

conducciones, los mencionados: a lámina libre, a presión, por impulsión.

TRATAMIENTO

Este aspecto es de fundamental importancia para el diseño de los sistemas de

abastecimiento de agua y que puede primar en la utilización de una determinada

fuente de abastecimiento.

A pesar de que en el país existen muchas dificultades en los sistemas de agua potable

actualmente en servicio, para cumplir con los requisitos en cuanto a la calidad del

agua de consumo humano, es conveniente que se determinen y cumplan los límitespara sustancias nocivas, a fin de garantizar la calidad físico-química y bacteriológica

del agua.

Generalmente el tratamiento se centra en satisfacer Normas de Calidad del Agua

dadas por la OMS., la Subsecretaría de Servicios Agua Potable y Saneamiento SSAPyS,

que para condiciones óptimas obligan a un tratamiento completo. Aunque aquello es

lo deseable, no siempre está justificado el mismo, sobre todo cuando no se dispone del

personal local suficientemente entrenado, ni se cuentan con los recursos económicos

suficientes, para su operación y mantenimiento.

Por ello, más que tratar de cumplir con las Normas de Calidad del Agua, se debe

cumplir con ciertos rangos de valores límite, para ajustar los diseños a condiciones

reales, que permitan desarrollar un proyecto satisfactorios desde el punto de vista

hidráulico sanitario, económico y social, que tiendan a satisfacer las necesidades de

agua de una colectividad para propiciar su desarrollo, sin estimar aspectos

cualitativos de confort, de riego, que adicionalmente en el medio urbano, se derivan

de los abastecimientos de agua.

Se debe puntualizar en base de las experiencias en sistemas construidos en el Ecuador,

que la cantidad de agua suministrada, es factor determinante bajo el punto de vista de

salud pública, independiente de su calidad. En efecto, no se logra una reducción de

índices de morbi-mortalidad de origen hídrico, con el suministro de agua de calidad



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


óptima, si existen privaciones en su uso, por escasez o limitación en la oportunidad de

obtenerlo. De modo que sería inútil construir sistemas de abastecimiento de agua

potable que no satisfaga las cantidades normales de consumo de una población, aún

cuando su calidad sea óptima.Por ello, es solo mediante el servicio continuo, se puede concebir un

abastecimiento de agua capaz de lograr mejorías en los niveles de salud de su

población, para esto se deben establecer ciertas normas flexibles de calidad, sin

atentar contra la salud de sus consumidores.

Los resultados obtenidos de los análisis en laboratorio permiten definir lo siguiente:

El análisis físico mide y registra las propiedades que pueden ser observadas

por los sentidos como son: el color, olor y turbiedad.

El análisis químico determina las cantidades de material mineral y orgánico

que existe en el agua, alterando de esta manera su composición.

Mediante el análisis bacteriológico, se determina la presencia de bacteria que

son características de la contaminación de las aguas y con exámenes

microbiológicos y microscópicos, podemos determinar la proliferación dealgas que son las productoras del olor en las aguas.

CARACTERISITICA EXPRESADO

mg/l

SAPyS

SENAGUA

OMS

Normas Europeas

OMS

Normas

Internacionales

CE

Comunidad

Europea

Color

Turbiedad

U. Pt-Co

U.N.T.

5 – 15

5 – 10

-------

-------

5 – 50

5 – 25

5 – 20

5 – 10

Alcalinidad Total

Alcalinid. Bicarbonato

Alcalinid. Carbonatos

Alcalinid. Hidróxidos

Anhídrido Carb. Libre

CaCo3

CaCo3

CaCo3

CaCo3

CaCo3

---------

250

120

0

5

--------

-------

------- 30

Calcio

Cloruros

Dureza Total

Dureza Cálcica

Flúor

Fosfatos

Hierro Total

Magnesio

Ca++

Cl

CaCo3

Caco3

F-

Po4

Fe+++

Mg++

75 – 200

250

150 – 500

150 – 500

*

0.30

0.30

50 – 150

-----

200 – 600

100 – 500

---

0.10 – 0.30

---

75 – 200

200 – 600

100 – 500

0.10 – 1.00

75 – 200

75 – 200

100

5 – 200

350

0.30 – 2.00

0.10 – 0.30

100



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Manganeso

Nitrógeno Amoniacal

Nitrógeno Nitrato

Nitrógeno Nitrito

Potasio

SodioSólidos Totales

Sólidos disueltos

Sulfatos

Conductividad

Mn++

N-NH3+

N-No3

N – No2

K+

Na+

So4

0.10

0.30

5.00

0.10

10 – 50

10 –

115500 – 1000

500 – 1000

250

1250

0.05

250

0.05 – 0.50

200 – 400

0.02 – 0.05

0.10

10 – 12

20 –

100

5.0 – 250

400 – 1250

Los pre tratamientos como parte de los procesos que buscan una calidad del agua

cruda apropiada a las necesidades del usuario, comprenden un cierto número de

operaciones mecánicas, físicas y/o químicas que tienen por objeto separar del agua la

mayor cantidad posible de materias que por su naturaleza o tamaño puedan ser

motivo de posteriores problemas en el tratamiento. Los procesos de pre tratamientoen aguas potables pueden incluir:

Remoción de materiales flotantes, que se emplean cuando se requiera retirar del agua

material sobrenadante para que posteriormente pueda ser tratada por los procesos

convencionales, se incluyen aquí los procesos de desbaste con rejillas o tamices y las

trampas de grasa y aceite.

Remoción de materiales suspendidos deben usarse cuando exista en el agua un exceso

de material suspendido, en especial arcillas y algas que puedan interferir en los

siguientes procesos. Pueden emplearse desarenadores, presedimentadores con o sin

aplicación de químicos, prefiltros y microtamices.

Procesos de oxidación, pueden ser por:

Aireación: bandejas de coque, aireación forzada con inyección de aire comprimido o

aireación mecánica.

Adicción de químicos como: permanganato de potasio (KMnO4), Ozono (O3),

peróxido de hidrógeno (H2O2), dióxido de cloro (ClO2) o cloro en todas sus formas.

PRESEDIMENTADORES

El pre sedimentación debe emplearse cuando la turbiedad del agua interfiera con los

procesos de tratamiento convencional y la sedimentación simple de partículas



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


remueva al menos el 40 % de la turbiedad. Se recomienda el uso de pre

sedimentadores cuando la turbiedad del agua sea muy elevada (mayor de 1000 UNT)

o cuando se presente un alto contenido de partículas gruesas.

Aún cuando este tema se tratará con mayor profundidad en decantación, se adelanta

el hecho que en sedimentación previa se pueden emplear sedimentadores de flujo

horizontal, vertical, de placas o embalses retenedores de agua cruda; siempre y

cuando se cuente con un sistema eficaz de remoción y extracción de lodos que puede

ser continua o intermitente. En el caso de emplearse tanques, esto pueden ser

circulares o rectangulares y el fondo debe tener forma de embudo para facilitar la

remoción manual, mecánica o hidráulica de los lodos.

Para garantizar que la unidad opere adecuadamente, el tiempo de detención en el pre

sedimentador debe ser mayor de 2 horas y la carga superficial entre 15 y 80

m3/m2.día para flujo horizontal y de 180 a 360 m3/m2.día para sedimentadores de

alta tasa.

PREFILTROS

Este proceso de pre tratamiento debe emplearse para reducir los niveles de turbiedad y de sólidos en suspensión a límites aceptables, e interfieran con los procesos

posteriores de tratamiento y/o para reducir la contaminación bacteriológica cuando

es muy elevada. Los pre filtros pueden ser:

Tipos de pre filtros empleados para pre tratamientos.

La composición del medio filtrante en el caso de los filtros gruesos dinámicos, es de

tres capas de grava con tamaños que varían de 3 a 25 mm. en la dirección del flujo, es



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


decir la capa más fina en contacto con el agua cruda. En los de flujo horizontal el

lecho debe estar constituido por gravas de tamaños entre 25 y 19 mm. para la

primera unidad, entre 19 y 13 mm. la segunda y entre 13 y 4 mm. en la última.

En los filtros gruesos de flujo ascendente, el lecho filtrante debe estar constituido por

5 capas de grava distribuidas en 1,2 o 3 compartimientos, con tamaños variando de

25 a 4 mm. en donde los primeros 20 a 40 cm. constituirán el soporte. En los de flujo

descendente, las características del lecho pueden coincidir con los de flujo horizontal

o flujo ascendente.

AIREACIÓN

En la aireación debe ponerse en contacto el agua cruda con el aire, con el propósito

de modificar la concentración de sustancias volátiles contenidas en ella, la aireación

se recomienda en los siguientes casos:

Transferir oxígeno al agua y aumentar con ello el oxígeno disuelto.

Disminuir la concentración de dióxido de carbono (CO2).

Disminuir la concentración de sulfuro de hidrógeno (H2S).

Remover el metano (CH4).Oxidar hierro (Fe) y manganeso (Mn).

Remover compuestos orgánicos volátiles (COV).

La aplicabilidad de los diferentes tipos de aireadores y su dosificación, deben ser

determinadas preferiblemente a través de ensayos, controlarse el tiempo de aireación

y la eficiencia de remoción; esta última como el porcentaje entre la variable química a

remover en el efluente y el afluente.

Las bandejas de coque consisten en una serie de superficies de 0.5 a 2 m2 (por cada

100 m3 de capacidad) con un lecho de coque de espesor de 0.15 a 0.3 m. conformado

por partículas de 0.05 a 0.15 m. sobre las cuales se vierte el agua cruda a una carga

máxima de 100 m3/m2.día. tal que se genere una capa de aproximadamente 0.15 m.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Lo que allí se genera es una caída del agua de bandeja a bandeja y por ende una

aireación con la añadida capacidad del carbón para absorber y adsorber químicos.

OXIDACIÓN QUÍMICA

Para la aplicación de la oxidación y la selección del oxidante (cloro, dióxido de cloro

(ClO2). permanganato de potasio (KMnO4), Ozono (O3), peróxido de hidrógeno

(H2O2)) debe realizarse un estudio técnico y económico detallado de las ventajas y

desventajas pues son tratamientos de los que debe conocerse más y en los que en su

aplicaciones requiere implementar sofisticadas técnicas. Esta solución debe

emplearse cuando los siguientes parámetros excedan los límites permisibles y no

puedan ser removidos en el tratamiento convencional:

Color.

Algas.

Nitrógeno amoniacal.

Olor y sabor.

Hierro y manganeso.

Disminuir la formación de trihalometanos (THMs).

Evitar el crecimiento de algas sobre las paredes de las unidades en la planta.

Como oxidantes después de la desinfección.

La dosis de cloro (Cl2 o hipocloritos) que debe emplearse corresponde a los valores

por debajo del máximo de la curva de demanda en cloro, lo que reduce la formación

de trihalometanos (THMs). Los parámetros que deben ser controlados en el proceso

son:

La dosis de cloro residual obtenida después de la precloración.

La concentración de trihalometanos después de la desinfección final, en caso de que

existan precursores y se halla demostrado un exceso de trihalometanos.

Efecto sobre los polielectrolitos, en caso de que afecte la formación de los flóculos.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Eficiencia de remoción de la turbiedad, medida después de la sedimentación.

En la oxidación por dióxido de cloro (ClO2), la eficiencia de remoción del color y

sabor es superior a la del cloro (no reacciona con los fenoles presentes), a su vez serecomienda para remover hierro y manganeso del agua cruda y porque con este

oxidante no hay formación de trihalometanos. Sin embargo no debe emplearse en

aguas con nitrógeno amoniacal debido a que no reacciona con éste y por tanto no

permite su eliminación. Con este oxidante pueden formarse, subproductos como

cloritos (ClO2) y cloratos (ClO3) que pueden ser tóxicos, por eso la concentración

máxima total debe ser de 1 mg/l para ClO2, ClO3 en el agua tratada. Se recomienda

para la remoción de algas presentes en el agua cruda que pueden interferir en los

procesos subsecuentes.

El ozono por ser un potente oxidante se recomienda cuando las aguas contienen altas

concentraciones de materia orgánica o color, puesto que presenta las siguientes

ventajas:

Disminuye la formación de subproductos clorados (THMs).

Facilita la coagulación - floculación - decantación (fenómeno de polimerización de lamateria orgánica y coloides presentes).

La dosis está comprendida entre 0.3 y 0.5 mg de O3 por mg de carbón orgánico total

(COT). No obstante debe tenerse en cuenta que el uso del ozono, puede generar

subproductos (bromatos) cuya peligrosidad se desconoce.

En el pre tratamiento de aguas ricas en hierro y manganeso, la oxidación mediante

permanganato potásico (KMnO4) puede ser más eficiente que por otros oxidantes,

pero es mucho más costoso. Con este debe controlarse la dosis, ya que susobredosificación puede generar la presencia de color.

Sin embargo ninguno de los procesos de oxidación anteriormente mencionados

puede utilizarse antes de haberse realizado estudios de laboratorio y/o planta piloto,

complementada con cuidadosos estudios económicos de costo/beneficio, así como la



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


identificación de posibles problemas operativos.

CLASIFICACION DE LAS AGUAS CRUDAS PARA POTABLIZACION

CUADRO No. 1

CONTAMINANTE O CARACTERÍSTICAS UNIDAD EXCELENTE BUENA DEFICIENTE

DBO (5 días) promedio mensual máximo día mg/l 0,75 - 1,50 1,50 - 2,50 22,50

Coliformes: Promedio Mensual 50 - 100 100 - 5000 25.000,00

Máximo día NPM/100ml 25% sobre100 22% sobre5000 25% sobre20000

Oxígeno disuelto:

Promedio mg/l 40 - 7,5 4,0 - 6,5 4,00

Saturación 75% o > 60% o>

pH: Promedio - 6,0 - 8,5 5,0 - 9,0 3,8 - 10,5

Cloruros (Máximo) mg/l 50,00 50 - 250 > 250

Fluoruros mg/l 1,50 1,5 - 3,0 3,00

Compuestos fenólicos (máximo) mg/l insumo 0,005 0,005

Color Unid. 0 - 20 20 - 150 150,00

Turbiedad Unid. 0,10 10 - 250 250,00

EFICIENCIA REMOCIONAL DE LOS PROCESOS UNITARIOS

CUADRO No. 2

CONTAMINANTES

CARACTERISTICAS

AEREAC.

(a)

COAGUL. Y

SEDIMENT.

(b)

ABLAND. Y

SEDIMENT.

©

FILTRACION

LENTA SIN (b)

FILTRACION

RAPIDA CON

(b)

DESINFEC

Bacteria 0 ++ +++ ++++ ++++ ++++

Color 0 +++ 0 ++ ++++ 0

Turbiedad 0 +++ ++ ++++ ++++ 0

Olor y sabor ++ + ++ ++ ++ +++++

Dureza + -- ++++ 0 -- 0

Corrosividad +++ -- 0 -- 0Hierro y Manganeso +++ + ++ ++++Con (a) ++++Con (a) 0



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


SELECCIÓN DE METODOS DE TRATAMIENTO

CUADRO No. 3

CALIDAD DEL AGUA PRETRATAMIENTO TRATAMIENTO TRATAMIENTO ESPECIAL

ELEMENTO CANTIDAD

MICROFILTRADO

PRECLORINACION

SEDIMENTACION

SIMPLE

AEREACION

CONCAL

COAGULACIONY

SEDIMENTACION

FILTRACIONRAPIDA

FILTRACIONLENTA

POSTCLORACION

SUPERCLORACION

CARBONACTIVADO

TRATAMIENTO

QUIMICOESPECIAL

DESALINIZACION

NMP Coliformes por

100 ml (promedio

mensual)

0 – 20 E

20 – 100 O O O O E

100 - 5000 E E E O E

> 5000 E O E E E O

Turbiedad

0 -100 O

10 – 200 O E E

> 200 O 0** E E

Color mg/l20 – 70 O O O

> 70 E E O

Sabor y Olor Perceptible O O O O E

Carbonato de calcio

mg/l> 200 E E E E

Hierro y manganeso

mg/l

< 0,30 O O S

0,30 - 1,0 O E E O

> 1,00 E E E E O

Cloruros mg/l

0 – 250

250 - 500 O

> 500 E

Compuestos ( jabones)

fenólicos mg/l

0 - 0,005 O O O O

>0,005 E E O E O

Químicos tóxicosE E E O

Químicos menos

críticos O O O O

E = Esencial; O = Opcional; S = se requiere especial justificación; N = doble sedimentación con coliformes mayores a 20,000 NMP; ** =

Presedimentación.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


SELECCI N DE PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUA PARA

REMOVER TURBIEDAD Y COLOR

CUADRO No.4

PROCESOSCARACTERISTICAS DEL AGUA

TURBIEDAD COLOR

SIN

COAGULACIÓN Filtros Lentos 50 < 50

Filtración previa + filtros lentos 50 - 250 50

Sedimentación + filtros lentos 250 - 500 50

Sedimentación + filtración previa + filtros lentos 500 50

Filtros de presión 50 70

Clarificador de contacto 150 150

clarificador de sedimentos suspendidos + filtro rápido 2500 >150

Sedimentación vertical + filtro rápido Opcional <1500 opcional

CON

COAGULACION

Sedimentación horizontal + filtro rápido Opcional <1500 opcional

Filtración ascendente + filtración descendente 250 200

Sedimentación + filtración rápida + filtración lenta (arena - Carbón)Muy contaminada

Sedimentación previa + sedimentación (horizontal/vertical) +

filtración rápidaOpcional <1500 opcional

VARIACIONES DE CONSUMO

En un sistema público de abastecimiento de agua, la cantidad consumida, varía

continuamente en función del tiempo, condiciones climáticas, costumbres de la

población, etc. Hay meses en que el consumo de agua es mayor en las regiones

tropicales, como la costa y el oriente ecuatoriano, sobre todo en los meses de verano el

caudal comienza a bajar, muchas veces hasta secarse, por otro lado, dentro de un

mismo mes, existen días en que la demanda de agua asume valores mayores sobre los

demás.

Durante el día el caudal dado por una red pública varía continuamente, en las horasdiurnas el caudal supera el valor medio, alcanzando valores máximos alrededor de la

mañana y medio día, durante el período nocturno el consumo disminuye por debajo

de la media presentando valores mínimos en las primeras horas de la madrugada.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


VARIACION DE CONSUMO

Q l/s Consumo máximo curva de reserva

Consumo medio

Reserva para incendios

Consumo mínimo

0 6 12 18 24TiempoHoras

Análisis:

a) La gráfica caudal vs tiempo la línea roja corresponde al consumo diario, la azul al

consumo promedio, café es la reserva de incendios, y verde la reserva. La línea de

consumo debe ser suplida por la línea de reserva y se puede apreciar que en los

máximos consumos (6h00 y 18hoo), son suplidos por la reserva, esto quiere decir

a mayor consumo menos reserva y viceversa.

b) En la gráfica se puede apreciar que en las horas 0h00 y 24h00 el consumo es nulo

y llega al máximo consumo en las horas 06h00 y 18h00, quedando el medio día

con un consumo casi al máximo.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


c) El mínimo consumo se produce aproximadamente por la 15hoo y a las 10hoo

llegaría casi al consumo medio.

d) La curva de consumo debe compensar con la curva de reserva. Jamás el consumodebe invadir la línea de reserva para incendios, si esto sucede, el sistema presenta

fallas en el diseño.

Volúmenes de reserva

Garantiza la cantidad de agua requerida por la población en las horas de mayor

consumo, la misma que puede ser almacenada en tanque durante toda la noche y en

horas de menor consumo, por lo tanto su volumen depende del tamaño de la

población. Estos tanques son estructuras construidas de hormigón, ferro cemento, de

forma cuadrada, redonda y cubierto y se ubican generalmente en las partes más altas

de la población.

CAUDALES DE DISTRIBUCION

Las cantidades de agua estarán definidas por los consumos, estimado en base a las

dotaciones de agua determinado conjuntamente con los trabajos de campo, sin

embargo, el análisis de la rede debe contemplar las condiciones más desfavorablespara la aplicación de los factores Kd del caudal máximo diario y Kh del caudal

máximo horario, y en caso de de incendios se considerará la demanda necesaria.

Dependiendo de la ciudad o población y de zonificación del área de estudio las normas

han establecido los criterios a considerar, como son presiones de trabajo mínimas y

máximas que sean capaces de llevar el agua hasta el interior de la vivienda (según la

norma CO 10.7 -602 para zonas rurales presiones mínimas de 7 m.c.a y máximas de

40 m.c.a y para la zona urbana la norma CO 10.07-601 establece presiones mínimas

de 10 m.c.a y máxima de 50 m.c.a con un a presión estática de 70 m.c.a).

Estas presiones son las encargadas de evitar sobrepresiones que causen daño en las

conexiones y permita un servicio eficiente. Con el cumplimiento de mantener las

presiones recomendadas por las normas, se evitaría pérdidas y fugas en redes, que son

los causantes del mal servicio.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Los diseños de redes en poblaciones y ciudades con topografías irregulares,

(especialmente en la región sierra) es necesario mantener un equilibrio de presiones

mediante estanques, válvulas reguladoras de presión, a fin de poder mantener estaspresiones dentro de los límites máximos tolerables en las redes de distribución.

TIPOS DE REDES

Una vez que se ha ubicado el tanque de almacenamiento en la zona más alta de la

población, puede determinarse el tipo de red de distribución, dependiendo de la

topografía del terreno y vialidad existente. La ubicación de la planta de tratamiento y

el tanque de distribución de agua, debe tener vías de acceso, con un buen patio de

maniobras, con un cerramiento que no permita el ingreso de personas ajenas al

sistema.

Tipo Ramificado

Son redes de distribución construidas por un ramal principal y series de

ramificaciones o ramales que alimenten a pequeñas mallas, este tipo es utilizado

cuando la topografía dificulta la interconexión entre ramales, o también puedegenerarse por la presencia de una vía principal donde el diseño más conveniente

puede ser una arteria central con una serie de ramificaciones. En caso de localidades

donde no se disponga de un plano regulador o que los consumos son homogéneos, los

caudales de distribución por tramo, pueden acreditarse en base a un gasto unitario, lo

que ocurre comúnmente en zonas con densidades homogéneas.

Tipo mallado

Para el diseño de una red de distribución las tuberías deberán estar dispuestas

formando mallas, evitando en todo lo posible de instalar ramales abiertos, cuyo



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


cálculo hidráulico será aplicando un método conocido que equilibre presiones en los

nudos, mediante la aplicación de tuberías con diámetros comerciales y para los

ramales de relleno, se aplicará tuberías con diámetros menores o iguales a los de los

circuitos principales. Este tipo de red de distribución es el más conveniente y trataráde lograrla interconexión de tuberías a fin de crear un circuito cerrado, que permite

un abastecimiento continuo y permanente.

En el dimensionamiento de una red mediante malla cerrada, trata de encontrar el

caudal de circulación de cada tramo, basados en la hipótesis de los caudales estimados

en cada nudo. Cada circuito de la malla, deberá tener en lo posible, un perímetro de

500 m 2,000 m.

Resulta ventajoso hacer divisiones por zonas tratando de reunir aquellas personas que

por sus características homogéneas o similares producen el mismo gasto, tomando en

cuenta la densidad actual y el posible incremento futuro. Un cuadro de resumen como

el que se presenta en el ejemplo a continuación, permitirá ordenar nuestro análisis en

red (tomado del ejemplo analizado).

CUADRO DE OFERTA Y DEMANDA ACTUAL Y FUTURA

ZONAPOBLACION

(hab)

DOTACIONNETA

(l/hab.*día)

CAUDALES DE DISEÑOcmd CMD CMH CMD+I


1 2889 98,94 3,31 4,63 7,61 7,802 2629 183,84 5,59 7,83 12,86 10,713 3962 199,13 9,13 12,78 21,00 17,124 3733 273,32 11,81 16,53 27,16 20,62

TOTA 11173 189,56 24,51 34,32 56,38 46,56

Una vez que obtenemos el cuadro de oferta y demanda futura, procedemos a la

distribución del caudal para cada zona, en el presente caso no está considerado el

caudal de incendios puesto que la población no alcanza el límite recomendado por la

norma, sin embargo para dar cumplimiento a la recomendación de cotejar entre el



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


caudal máximo horario y el de diseño caudal máximo horario más incendio, la única

manera de comparar sería con un plano donde se grafique las dos curvas de presiones.

Tratamiento y Reserva

Sector No. 1 Sector No. 2

Sector No. 3 Sector No. 4

Nodo CNH que queda

Perímetro sectorial

Red principal con circuito cerrado

R



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


En este caso se graficará únicamente el caudal máximo horario, que es la únicamanera de verificar que toda la población tenga la suficiente presión de trabajo y

pueda llegar el agua.

El cálculo de la malla principal, podrá realizarse por cualquier método aplicable. Si se

emplea cualquier otro método nuevo, el proyectista deberá adjuntar los cálculos en

una memoria explicativa y la bibliografía de soporte, la velocidad dentro de la tubería

deberá, en lo posible, mantenerse alrededor de 1.5 m/s, el error de cierre en los

circuitos, será como máximo 0.5 m

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO

Estos sistemas se basan en la recolección de las aguas servidas y las aguas lluvias las

mismas que tienen que ser separadas mediante dos redes, toma un peso

preponderante la atención de los sistemas de recolección y disposición de las aguasservidas de tipo doméstico, procurando aislarlas del contacto humano y

disminuyendo los riesgos a daños y enfermedades.

Dada la importancia que estos sistemas representan para el bienestar y salud, a

continuación se tratará de poner en práctica las experiencias logradas a través de los

años en diseño de los sistemas de alcantarillado sanitario, utilizando los criterios

técnicos basados en las normas de diseño elaborado por el ex IEOS.

Los desechos líquidos de un núcleo urbano, están constituidos, fundamentalmente,

por las aguas de abastecimiento después de haber pasado por las diversas actividades

que realiza la población. Estos desechos líquidos, se componen esencialmente de

agua, más sólidos orgánicos disueltos y en suspensión. Existe la norma oficial



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


ecuatoriana CO 10.07 -601 para el sector urbano y CO 10.07-602 para el sector rural,

que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de

aguas residuales hacia los cuerpos receptores, sin embargo las municipalidades

encargadas del saneamiento, no siempre cumplen con las recomendaciones de lanorma, vertiendo substancias que son peligrosas en un alcantarillado, por lo que se

debe tener especial cuidado en eliminar este tipo de substancias. Además, muchos de

estos sistemas fueron diseñados para aceptar aguas servidas, pero con el tiempo se

han convertido en sistemas combinados. El encauzamiento de aguas residuales,

evidencia la importancia de aplicar lineamientos técnicos, que permitan elaborar

proyectos de alcantarillado económicos, eficientes y seguros, considerando que deben

ser auto limpiantes, auto ventilantes e hidráulicamente herméticos. Los lineamientos

que aquí se presentan, son producto de la recopilación normas técnicas elaboradas

por el ex IEOS y aplicadas en el País. Como en todo proyecto de ingeniería, para el

sistema de alcantarillado, se deben plantear las alternativas necesarias, definiendo a

nivel de esquema las obras principales que requieran cada una de ellas.

Se deben considerar los aspectos constructivos y los costos de inversión para cada una

de las alternativas. Se selecciona la alternativa que asegure el funcionamiento

adecuado con el mínimo costo. Para determinar la alternativa más óptima, serealizará un análisis técnico, tomando en consideración la población a servirse, el área

disponible, los recursos económicos, la cultura y costumbres de su gente y la

disponibilidad de mano de obra calificada.

BASES Y PARAMETROS DE DISEÑO

El término de alcantarillado sanitario se refiere a aquellas aguas que contienen

excretas o han sido contaminadas por éstas y aguas servidas generalmente se emplea

para definir aquellas aguas que han sido usadas para fines domésticos como lavado de

ropa, fregado, higiene personal. Todas estas aguas que son descargadas de las

viviendas hacia el exterior de las mismas, reciben la determinación de aguas negras,

puesto que han sido mezcladas con las aguas con contenido de excretas. En sistemas

nuevos el proyectista de las urbanizaciones ya debe contemplar todos estos servicios,



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


caso contrario de asentamientos existentes, es necesario tomar en consideración tres

condiciones importantes para su diseño.

1. Que la población tenga una cobertura de agua potable del 100 %2. Que sus calles estén completamente definidas

3. Que exista una concentración de viviendas de por lo menos un 80

%

Caso de no cumplir con estos requisitos, el proyectista se verá en la necesidad de

aplicar otro tipo de saneamiento, con soluciones individuales o que puede ser de tipo

mixto (redes y UBS).

Para el diseño de un sistema de alcantarillado sanitario, aplicaríamos las mismas

bases de diseño, determinadas para la provisión del servicio de agua potable, con la

aplicación de las mismas características, como son

Nivel de servicio

Período de diseño

Población de diseño

Análisis de la oferta y la demanda

Caudales de diseño

Caudales de diseño

El caudal de aguas residuales de una población está compuesto por los siguientesaportes:

Aguas residuales domésticas.

Aguas residuales industriales, comerciales e institucionales (No se toma en cuenta, senecesita pre-tratamiento)

Aguas de infiltración

Conexiones ilícitas (Provienen de las viviendas, lluvias, techos, etc.)



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


CAUDAL DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

Se calcula de acuerdo con la expresión:

86400

A DC CR

Q

En donde; Q = caudal medio de aguas residuales domésticas, l/s;CR = coeficiente de retorno (70 -80 %) (Que llega del agua potable)

= ∗

86400∗ (70 80%)

C = consumo neto de agua potable, l/hab.*día, (dotación)D = densidad de población de la zona hab./ha,

A = área de drenaje de la zona, Ha

COEFICIENTE DE RETORNO

Este coeficiente tiene en cuenta el hecho de que no toda el agua consumida dentro deldomicilio es devuelta al alcantarillado, en razón de sus múltiples usos como riego, lavadode pisos, cocina y otros. Sólo un porcentaje del total de agua consumida se devuelve alalcantarillado. Este porcentaje es el llamado “coeficiente de retorno”.

CONSUMO DE AGUA POTABLE

Utilizaríamos el mismo concepto aplicado para los sistemas de agua potable “Ladotación de agua se puede definir como la cantidad promedio que una persona

necesita, para subsistir diariamente y cubrir todas sus necesidades y esta viene dado

en litros por habitante y por día.

DENSIDAD

Este es un tema muy importante para los diseños de sistemas de alcantarilladossanitarios ya que de esto dependen los caudales de aporte de cada zona.

AREAS DE DRENAJE



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


De acuerdo con el plano topográfico de la población y el trazado de las tuberías seobtendrán las áreas parciales de aporte.

CAUDAL DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

Cuando un a población o ciudad existen industrias potencialmente activas, seránecesario que las mismas, antes de descargar a los colectores de las redes principales,realicen un pre tratamiento de estas aguas.

CAUDAL DE AGUAS RESIDUALES COMERCIALES

De la misma manera, caso de existir este tipo de descargas, las instituciones comercialesserán las obligadas de remitir un caudal pre tratado.

CAUDAL DE AGUAS RESIDUALES INSTITUCIONALES

Por lo general a estas aguas se los considera como aguas servidas, de tipo domésticopuesto que proviene del uso de oficinas.

CAUDAL MEDIO DIARIO DE AGUAS RESIDUALES

El aporte medio diario al alcantarillado sanitario resulta de sumar los aportesdomésticos con los comerciales e institucionales a que haya lugar.

CAUDAL MAXIMO INSTANTANEO DE AGUAS RESIDUALES

El caudal de diseño de la red de colectores debe contemplar el caudal máximoinstantáneo. Este caudal se determina a partir de la simultaneidad con que utilizan losservicios sanitarios y es aplicable únicamente para el diseño de la tubería.

El factor de mayoración empleado para los estudio corresponde a la siguiente ecuación.

073325,0

228,2

Q K

Si Qmed <4 l/s => K = 5



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


CAUDAL DE INFILTRACION

El caudal de infiltración es producido por la entrada del agua que se encuentra pordebajo del nivel freático del suelo a través de las uniones entre tramos de tuberías, de

fisuras en el tubo y en la unión con las estructuras de conexión como los pozos deinspección. Cuando los diseños de redes son aplicados con tubería plástica, este caudales despreciable, puesto que los conductos son herméticos, por lo tanto no se consideracomo aporte.

Para aplicar en tuberías de hormigón simple:Tuberías perforadas:

Áreas de 10 a 5,000 Ha => = 67.34 ∗ −.

Áreas < 40.5 Ha => = 48.5 3//í

Sistemas nuevos:

Área = 40.5 a 5,000 Ha => = 42.51 ∗ −.

CAUDAL DE CONEXIONES ERRADAS

El aporte de caudal por conexiones erradas en un alcantarillado sanitario proviene enespecial de las conexiones que equivocadamente se hacen de las aguas lluviasdomiciliarias y de conexiones clandestinas, son aguas provenientes de los patios ytechos de las casas se considera.

= 80 /ℎ ∗ í

CAUDAL DE DISEÑO

Corresponde a la suma del caudal máximo horario (aporte doméstico, comercial einstitucional), caudal de infiltración y caudal de conexiones erradas.

= + + + +



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


OTRAS ESPECIFICACIONES DE DISEÑO

DIAMETRO MINIMO

Conforme lo establecido en las “Normas de Diseño de Sistemas de Alcantarillado de

abastecimiento de agua potable, disposición de excretas y residuos líquidos en el área

urbano o rural”, el diámetro interno real mínimo permitido en redes de sistemas de

recolección y evacuación de aguas residuales tipo alcantarillado sanitario

convencional es 200 mm., con el fin de evitar obstrucciones de los conductos por

objetos relativamente grandes introducidos al sistema.

VELOCIDAD MINIMA

Es usual que cuando la tubería trabaja con caudales menores que el caudal de diseño,

se presente sedimentación de los sólidos transportados en las aguas residuales. Con el

objeto de lograr la re suspensión del material sedimentado, se debe diseñar una

tubería con características de “auto limpieza”, definida según criterios de velocidad

mínima y esfuerzo cortante mínimo. La velocidad real mínima recomendada para

alcantarillados convencionales que transportan aguas residuales con predominio deaportes domésticos es de 0,45 m/s.

ESFUERZO CORTANTE

Se debe calcular el esfuerzo cortante mínimo con el objeto de verificar la condición de

auto limpieza de la tubería con las condiciones iniciales de operación del sistema. Se

define su valor como:

= RS

En donde:



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


esfuerzo cortante medio, N/m2 peso específico del agua residual, 9,81 KN/m3 R radio hidráulico de la sección de flujo, m

S pendiente de la tubería

El valor mínimo recomendado es de 1,0 N/m2.

VELOCIDAD MAXIMA

Para evitar que en las tuberías se produzcan erosiones, es necesario tomar en cuenta

que la velocidad no supere las recomendadas por la norma.

MATERIAL VELOCIDADMAXIMA

COEFICIENTGERUGOSIDAD

Hormigón simple- Con unión de mortero- Con unión de mortero

para niveles freáticosaltos

Asbesto cementoPlástico

4.00

2.5-4.00

4.5-5.004.5

0.013

0.013

0.0110.011

La velocidad máxima real no debe sobrepasar los 5 m/s.

PENDIENTE MINIMA

El valor de la pendiente mínima del colector debe ser aquel que permita tener

condiciones de auto limpieza y de control de gases adecuadas.

La pendiente mínima depende la velocidad de auto limpieza, pero no puede excederse

del 1.00 %o. (Para tuberías PVC de 200 mm se necesita una pendiente mínima de 4%)

PENDIENTE MAXIMA

El valor de la pendiente máxima admisible es aquel para el cual se tenga una

velocidad máxima real



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


PROFUNDIDAD HIDRAULICA MAXIMA

Para permitir aireación adecuada del flujo de aguas residuales, el valor máximo

permisible de la profundidad hidráulica para el caudal de diseño en un colector, elperalte debe estar entre 70 % y 85 % del diámetro real de este.

PROFUNDIDAD MINIMA A LA COTA CLAVE

La profundidad de las tuberías de la red del alcantarillado debe ser tal que permita el

desagüe por gravedad de las conexiones domiciliarias. Se recomienda un valor

mínimo de 1,20 m, ya que de acuerdo a la recomendación de la norma, las tuberías dealcantarillado sanitario deberán estar por lo menos 20 cm de las redes de agua

potable. Y si consideramos que las redes de agua potable van a profundidades de 1.00

m entonces resulta ventajoso que las redes de alcantarilla estén a 230 cm más bajos.

También es necesario tomar en cuenta que la caja de revisión se encuentra a una

profundidad de 0.80 cm en el mejor de los casos y que las viviendas en muchos casos

se encuentran ubicadas a distancias mayores de 20 m de la calle, llegando a

profundizarse las tuberías de descarga.

La profundidad máxima es de 5 metros

PROFUNDIDAD MAXIMA A LA COTA CLAVE DE LA TUBERIA

La máxima profundidad de las tuberías es del orden de 5 m, aunque puede ser mayor

siempre y cuando se garanticen los requerimientos geotécnicos de las cimentaciones y

estructurales de los materiales y tuberías durante y después de su construcción.

CALCULO HIDRÁULICO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO

Una vez definido el caudal y otras especificaciones de diseño, se prosigue con el

cálculo hidráulico de la red de colectores, considerando lo siguiente:



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Cálculo en base a las Normas de diseño de SISTEMAS DE ABASTECIMIENTODE AGUA POTABLE Y DISPISICIÓN DE ESCRETAS Y RESIDUOSSÓLIDOS EN EL ÁREA RURAL Y URBANA de la Subsecretaria de Servicios Agua Potable y Saneamiento del MIDUVI.

El empate de los colectores en los pozos se realizará con 3 cm de diferencia desalto entre la entrada y salida; por lo tanto la caída en el pozo es de 3 cm.

La profundidad mínima de los pozos de cabecera es de 1,20 m.

Los resultados finales del diseño, los cuales se obtuvieron con la aplicación de las

recomendaciones de las normas deberá lograr una solución que satisfaga y optimice el

diseño, estos valores se presentarán en hojas electrónicas debidamente justificadas. A

continuación se indican las ecuaciones empleadas en el cálculo de la redes de

alcantarillado sanitario

PARAMETRO ECUACION

Diámetro teórico de la tubería8/3

2/1548,1

S

nQ D

Caudal a tubo lleno

n

S DQo

2/13/8

312

Velocidad a tubo lleno

A

QV oo

Relación entre el caudal de diseño y elcaudal a tubo lleno

oQ

Q

Velocidad real en la sección de flujo:

A

Q

V

V

V o

o

Altura de velocidad: g

V

2

2



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Radio hidráulico para la sección de flujo:

40

D

R

R R

Esfuerzo cortante medio: RS

Altura de la lámina de agua: D

D

d d

Energía específica:

g

V d E

2

2

Profundidad hidráulica en la sección de

flujo: D D

H

H

Número de Froude:

gH

V NF

ELEMENTOS HIDRAULICOS DE UNA SECCION CIRCULAR

Y

D

T



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


OTROS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

POZOS DE REVISION

Se colocaron pozos de revisión en todo cambio de pendiente, diámetro, alineación y

en aquellos sitios en los cuales la topografía lo requería.

La distancia máxima entre pozos de revisión será de 100m. por cuestión de operación

y mantenimiento de las redes.

POZOS DE SALTO

Se acepta pozos de salto interior libre hasta desniveles menores a 0.75 m.

CONEXIONES DOMICILIARIAS

Las conexiones domiciliarias serán de 150 mm de diámetro y se instalarán con una

pendiente mínima del 2% hacia la red de alcantarillado.

La profundidad de la conexión en la línea de fábrica será 0,60 m o mayor.

Los empalmes de las conexiones domiciliarias con las tuberías se harán mediante

ramales a 45º que desemboquen en la parte superior de la colectora, en el mismo

sentido del flujo.

Las conexiones domiciliarias pasarán por debajo de las tuberías de distribución de

agua potable por lo menos a 0,20 m. Cuando no se pueda satisfacer este requisito,

se deberá realizar una envoltura de hormigón al tramo de la conexión domiciliaria.

RESDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


La red de recolección de aguas servidas de tipo domestico, están constituidas por un

conjunto de tramos en los que se puede distinguir un colector principal el cual recibe

los aportes de una serie de colectores secundarios que, de acuerdo a la topografía del

terreno sirven a todos los sectores de la zona de proyecto. El colector principal es elque recibe la mayor cantidad de descargas domiciliarias de las aguas servidas que se

conectan directamente con los ramales secundarios y a partir del último pozo hasta el

sitio de descarga, hasta el sitio de descarga en la planta de tratamiento o en su curso

superficial, toma la denominación de emisario

REDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO

Ramales secundarios

100

99

98

Pozos

99

100

97

96

95

94

Ramal principal Emisario

Cuerpo receptor

Planta de tratamiento

La planta de tratamiento debe estar a 500 metros como mínimo de la última

vivienda según la norma, pero según el medio ambiente, 2000 metros.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


En el esquema podemos distinguir que la línea roja corresponde a la red principal de

alcantarillado sanitario, las líneas negras corresponden a colectores secundarios, la

línea verde corresponde al emisario, y la descarga al cuerpo receptor previos al

tratamiento

Diseños definitivos.- etapa final del estudio donde deben reunirse todos los

detalles de las unidades componentes del sistema proyectado, los mismos que

deberán ser descritos en memorias técnicas, justificadas con cálculos estadísticos,

hidráulicos, sanitarios y estructurales, tomando como base las recomendaciones de

los estudios preliminares, mecánica de suelos , hidrológicos, caracterización de la

calidad del agua, proyecciones poblacionales, categorización del sistema, que serán

plasmados en planos para construcción.

DETERMINACIÓN DEL TIPO DE TRATAMIENTO

De los reportes de la caracterización de la calidad del agua se puede determinar el tipo

de tratamiento de las aguas claras como de las aguas negras, los análisis físicos

químicos de las aguas se representan en los siguientes cuadros.

Para tratar aguas servidas de tipo doméstico evacuadas desde las viviendas, se

considera en base al número de habitantes

POBLACION

ATENDIDA

(HAB)

FOSAS

SEPTICAS

TANQUE

IMHOFF O

RAFA

ESTACIONES

COMPACTAS

LAGUNAS

FOTOSINTETICAS

LAGUN.

AEREADAS

PROCES.

BIOLOG.

CONVEN.

HASTA

10

X - - - - -

10-500 X X X X - -

500-5,000 - X X X - -

5,000 –

20,000

- X X X X -



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


20,000

100,000

- - - X X X

MAYOR

A100,000

- - - - - X

EFICIENCIAS APROXIMADAS EN LOS INDICADORES DE POLUCIÓN

MODALIDADES DE TRATAMIENTO

DBO5

(%)

SS (%)(Sólidos en

suspensión)

FOSA S PTICA 30 60

FOSA S PTICA + FILTRO ANAEROBIO DE FLUJO

ASCENDENTE70 – 80 60

TANQUE INHOFF (RAFA) 50 – 70 65 – 80

TANQUE INHOFF + ADICIONAMIENTO

DE PRODUCTOS QUÍMICOS40 – 70 70 – 80

TANQUE INHOFF + LAGUNA DE PULIMENTO

RAFA + LAGUNA DE PULIMENTO80 – 95 80 – 90

LAGUNA DE ESTABILIZACI N FOTOSINT TICA 80 – 90 70 – 80

LAGUNAS AEREADAS DE ESTABILIZACI N 80 – 95 80 – 90

ESTACIONES COMPACTAS DE LODOS ACTIVADOS 80 – 95 80 – 95

VIABILIDAD ECONOMICA

El análisis de la viabilidad económica pretende determinar la racionalidad de las

transferencias desde este punto de vista. Para ello es necesario definir el costo de la

solución óptima, entendiéndose como tal, la que minimiza el costo referencial de

todas las demandas alternativas, a partir de las fuentes identificadas en los análisis

anteriores, comprobándose que ese valor es compatible con la racionalidad económica

de la solución mediante el correspondiente análisis costo-beneficio y, por último,



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


verificar que las demandas a satisfacer presentan capacidad de pago suficiente para

afrontar el costo unitario resultante del agua potabilizada.

En muchas ocasiones, los recursos de los que se dispone para evaluar la viabilidad

económica vienen determinados por los que produce el propio sistema, proyecto o

idea que se está evaluando, por lo que en realidad se lleva a cabo un análisis de

rendimiento o rentabilidad interna. A más de estas condiciones en el análisis

económico del proyecto, para lograr su auto sustentabilidad y auto sostenibilidad, es

necesario que la tasa interna de retorno TIR y el valor agregado neto VAN sean

equilibrados de una manera positivamente estos elementos entre el TIR y VAN social

con el privado, de tal manera que cumplan con los objetivos establecidos, con el costoeficiente y deben sobrepasar en calidad, cantidad y otros aspectos relacionados a

sistemas actuales, esto significa mejorar la calidad de vida de los habitantes mediante

un sistema adecuado.

El VAN y el TIR deben ser positivos

Es cierto que el costo de inversión no compensa con el costo del servicio, pero este se

logra equilibrar con el costo social, puesto que un servicio de agua potable o

alcantarillado, mejora las condiciones de vida del ser humano, y existe un ahorro encuanto a salud, ya que una persona evitaría el pago de movilización para hacerse

atender, ahorro de la consulta médica y los medicamentos. Naturalmente, la

determinación de la viabilidad técnica del proyecto consiste en demostrar que se

puede hacer lo que se quiere hacer y que además, funciona. En este sentido dentro del

estudio se deberá dedicar un esfuerzo específico a demostrar que el nuevo diseño del

servicio de agua potable o alcantarillado, es susceptible de ser realizado como se

determinó en los estudios técnicos con los costos estimados.

Para la estimación de la viabilidad económica debemos tener en cuenta:

- El plan de inversión inicial y las estimaciones de necesidades futuras.

Deberá incluir las estimaciones sobre la vida útil de dichas inversiones, es

decir, las decisiones sobre las amortizaciones técnicas o económicas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Rentabilidad_econ%C3%B3mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Rentabilidad_econ%C3%B3mica



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


- Las fuentes financieras disponibles inicialmente, así como las que se puedan

utilizar más adelante. Esto incluye los costes financieros de la deuda y

los plazos de amortización de ésta (amortización financiera).

- El cobro de tarifas de cada uno de los años que prestará el servicio, con elnivel de detalle pertinente.

- Las previsiones de costos. Adicionalmente, se deberán clasificar

convenientemente dichos costos, separando los llamados costos variables o

proporcionales, de los costos fijos, para facilitar el análisis de algunos aspectos

específicos como el punto de equilibrio.

- Las cuentas de pérdidas y ganancias (o de resultados) que se prevén

para el mismo período.

- El cálculo del punto de equilibrio, a partir del cual esta comienza a obtener

beneficios.

Consideraremos que un proyecto es viable económicamente cuando, una vez

conseguida su capacidad de producción, es capaz de obtener de su actividad,

deducidos todos sus costes, un excedente suficiente para hacer frente al costo de su

deuda y a la financiación de una parte de su crecimiento.

VIABILIDAD AMBIENTALEl análisis de la viabilidad ambiental trata de verificar si las afecciones, caso de que

existan, originadas por la captación en la cuenca de origen, por el transporte en las

cuencas de tránsito y por las entregas en las de destino son, en principio,

ambientalmente asumibles. Se trata únicamente de una primera aproximación, que

en modo alguno sustituye al procedimiento de evaluación de impacto ambiental

establecido en la legislación vigente, que deberá llevarse a cabo en fases posteriores

sobre la solución finalmente propuesta.

A partir del análisis de la viabilidad hidrológica se está ya en condiciones de estudiar

las detracciones y las entregas desde el punto de vista ambiental, pero no así el

transporte, que requiere definir previamente el trazado de la conducción que permite

la conexión entre ambas.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


Este proceso de definición de trazados ha sido reflejado en el volumen de Análisis de

antecedentes y transferencias planteadas de la Documentación Técnica , mientras que

los análisis ambientales propiamente dichos, se han recogido en el volumen del

mismo nombre.

La primera tarea del análisis de trazados ha consistido en identificar todas las

posibilidades de conexión entre las fuentes y las zonas de demanda. Para ello se

deberá realizar una exhaustiva revisión de todas las alternativas planteadas,

aprovechado así todos los trabajos anteriores. Primero tratemos de definir lo que es

medio ambiente.

Medio ambiente

Dar un concepto de medio ambiente resulta un tema demasiado difícil por su gran

amplitud, una buena manera de definirlo sería que medio amb iente “Es todo

aquello que se encuentra en nuestro entorno”.

El medio ambiente está compuesto por dos elementos básicos: elementos bióticos y

elementos abióticos. Los elementos bióticos están constituidos por los seres vivos (lasplantas, los animales y el hombre) y los elementos abióticos son los que se aprovechan

los seres vivos para su supervivencia (el aire, el suelo y el agua), aunque hay ciertos

autores que consideran la energía solar como otro elemento.

Partiendo de estos conceptos la contaminación ambiental vendría a contribuir el daño

que se provoque a los elementos agua suelo y aire, de tal manera que si incitamos a

infectar estos elementos, estaríamos apoyando a la contaminación del medio

ambiente, pero en este caso si tenemos un buen sistema de agua potable o un buen

sistema de alcantarillado, se tornaría como impactos positivos que mejoran la calidad

de vida de la población. Dentro del proceso de ejecución de un sistema sea de agua

potable y/o alcantarillado, más bien estaríamos contribuyendo para evitar la

contaminación de las aguas, por lo tanto aquí cabe realizar un plan de manejo

http://hercules.cedex.es/informes/PLANIFICACION/2000-Memoria_Tecnica_Plan_Hidrologico_Nacional#Volumen_2








Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


ambiental únicamente en la etapa que provocaría impactos negativos pero que a su

vez no son irreversibles y estaríamos hablando de la etapa de construcción.

Plan de Manejo Ambiental

Se denomina plan de manejo ambiental PMA al plan que, de manera detallada,

establece las acciones que se requieren para prevenir, mitigar, controlar, compensar y

corregir los posibles efectos o impactos ambientales negativos causados en el

desarrollo de un proyecto, que incluye también los planes de seguimiento, evaluación

y monitoreo y los de contingencia. El contenido del plan puede estar reglamentado en

forma diferente para cada proyecto que se requiera implantar en el país, Un sistema

de agua potable o un sistema de alcantarillado sanitario, no produce daños

irreversibles, como la explotación petrolera, la minería o la apertura de vías que

producen impactos negativos irreversibles, a los tres elementos que ya detallamos:

agua, suelo y aire, pero si somos consientes de que un sistema de agua potable o

alcantarillado produce impactos negativos en la etapa de construcción, pero que estos

son momentáneos, hasta que dure esta etapa.

Estos impactos podemos mitigar o dar solución mediante plan operativo quecontempla la ejecución de prácticas ambientales, elaboración de medidas de

mitigación, prevención de riesgos, de contingencias y la implementación de sistemas

de información ambiental para el desarrollo de las unidades operativas y garantizar

que se alcancen estándares recomendados. El objetivo del PMA es prevenir, eliminar,

minimizar y mitigar los impactos que afecten al ambiente, así como brindar

protección a las áreas de interés humano y ecológico, ubicadas en las áreas de

influencia del proyecto.

DISEÑOS DEFINITIVOS

Una vez que hemos obtenido la alternativa óptima que más se adapte a las

características socio económicas de la población, bajo las condiciones de viabilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Impacto_ambiental

http://es.wikipedia.org/wiki/Impacto_ambiental



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL


técnica, viabilidad económica y viabilidad ambiental, se procede a la elaboración de

los diseños definitivos que es la fase final del estudio y consiste en la preparación de

un resumen ejecutivo de las fases anteriores (estudio de pre factibilidad y estudio de

factibilidad) mediante memorias que contengan la siguiente información:

Característica del nivel del sistema. Encuesta sanitaria Estudios elementales de mecánica de suelos, con la capacidad portante

en los sitios de implantación de las unidades. Estudios hidrológicos de la fuente Características de la calidad del agua Análisis de los sistemas existentes. Evaluación técnica. Cálculos hidráulicos, sanitarios y estructurales. Análisis económico (TIR y VAN) Especificaciones técnicas de construcción, materiales y equipo Estudios ambientales Manual de operación-mantenimiento Estudios Tarifarios Presupuestos y análisis de costos unitarios. Cronogramas de actividades, fórmula polinómica y cuadrilla tipo Planos arquitectónicos, estructurales y detalles con firma y número de

licencia del profesional responsable (ingeniero civil), en formato A1.

REFERENCIAS

SIMON AROCHA R. Abastecimiento de Agua, teoría y diseño Ediciones Vega s.r.i

Caracas noviembre de 1977.

SIMON AROCHA RAVELO Cloacas y Drenajes Teoría y Diseño Ediciones Vega s.r.i

Caracas abril de 1983.

MELGUIZO B., Samuel. Fundamentos de Hidráulica e Instalaciones de abasto en las

edificaciones. Centro de Publicaciones Universidad Nacional Medellín 1994.

Quinta edición, primera parte, pág. 165, 318-326.



Fausto ando Vaca

INGENIERO IVIL

ACEVEDO A., Antonio Caso. Manual de Hidráulica. Prensa Técnica S.A. México 1976.

Págs. 482-485.

Manual técnico del agua. SAE depuración de agua degremunt

ACODAL., Jorge Arboleda Valencia, Teoría y Práctica de la Purificación del Agua.- Un

manual publicado por la Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y

ambiental.

TECNICAS BASICAS DE INGENIERIA., MELCALF-EDDY. Tratamiento y depuración

de las aguas residuales, Este libro está destinado a los estudiantes de ingeniería

sanitaria de América latina y se publicó dentro del programa de educación de la

Organización Mundial de la Salud

NORMA PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y

DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA EL SECTOR URBANO Y RURAL CO-

10.7-07-601 Y CO-10.7-602 respectivamente, publicada en registro oficial N0. 6 del 18

de agosto de 1992.

principios basicos de diseño (reparado)

Documents