UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TESISINSTALACION SISTEMA DE AGUA POTABLE Y LETRINAS SANITARIAS CON ARRASTRE HIDRAULICO EN EL CENTRO POBLADO DE OSCOROQUE, DISTRITO DE CRUCERO CARABAYA PUNO

Presentada a la direccin de Investigacin de la Facultad de Ingeniera Civil y Arquitectura, como requisito parcial para optar el Ttulo Profesional de:

INGENIERO CIVIL

APROBADA

______________________________________________ING. DOUGLAS ARTURO QUINTANILLA ANYAIPOMAPRESIDENTE DEL JURADO DE TESIS

_______________________________ ____________________________ING. GUILLERMO NESTOR FERNANDEZ SILA ING. DANIEL COYLA SANCHEZ PRIMER MIEMBRO DEL JURADO SEGUNDO MIEMBRO DEL JURADO

_______________________________ ____________________________ING. ZENON MELLADO VARGAS ING. NESTOR LEODAN SUCA SUCA DIRECTOR DE TESIS ASESOR DE TESIS

DEDICATORIA

A Dios por darme bendiciones y regalarme una familia maravillosa y amigos incondicionales.A mis adorados padres: Eusebio Gutierrez Quispe y Margarita Llavilla Mojo, por todo su cario y apoyo incondicional durante mi etapa de formacin profesional y personal.A mis Docentes y Amigos que siempre estuvieron a mi lado en todo momento en los aos de estudiante Universitario.

AGRADECIMIENO

A mi alma mater la Universidad Nacional del Altiplano, Escuela Profesional de Ingeniera Civil.A cada uno de los Ingenieros Docentes de la Escuela Profesional de Ingeniera Civil por habernos impartido sus conocimientos durante nuestra formacin profesional.A mi Director, Asesor y Jurados por su apoyo en la culminacin del Proyecto de Tesis.A mis padres por su incondicional apoyo.

INDICE

CAPITULO I1GENERALIDADES11. INTRODUCCION22. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA33. OBJETIVO GENERAL Y ESPECIFICOS44. INFORMACION TECNICA54.1. DATOS DE LA ZONA5CAPITULO II22PARAMETROS DE DISEO221. PERIODO Y POBLACION DE DISEO231.1. PERIODO DE DISEO231.2. POBLACION DE DISEO251.3. CALCULO DE POBLACIN FUTURA POR DIFERENTES METODOS252. DOTACIN DE AGUA302.1. ANALISIS PARA LA DOTACION DE AGUA323. CAUDAL DE DISEO PARA EL SISTEMA DE AGUA POTABLE333.1. CONSUMO DIARIO DE LA POBLACIN333.2. CAUDAL CONSUMIDO PROMEDIO DIARIO333.3. ANALISIS DE LAS VARIACIONES DE CONSUMO343.4. GASTO MXIMO DIARIO353.5. GASTO MXIMO HORARIO36CAPITULO III37SISTEMA DE CAPTACION371. FUENTES DE ABASTECIMIENTO382. TIPOS DE FUENTE DE AGUAS382.1. AGUAS SUPERFICIALES382.2. AGUAS SUBTERRANEAS393. CAPTACION DE AGUA DE MANANTIAL393.1. CAPTACION DE MANANTIAL DE LADERA Y FONDO403.2. DISEO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE MANANTIAL DE LADERA413.3. DISEO ESTRUCTURAL493.4. ESTIMACION DEL CAUDAL DE LA FUENTE534. CALIDAD DE AGUA, ANLISIS FSICO QUMICO Y BACTERIOLGICO CONTROL DE CALIDAD DEL AGUA NORMAS DE CALIDAD DE AGUA POTABLE554.1. METALES PESADOS EN EL AGUA DESTINADO AL CONSUMO HUMANO574.2. TOMA DE MUESTRAS584.3. CUADROS COMPARATIVO DE RESULTADO DE ANALISIS DE LABORATORIO DE AGUA DE LOS MANANTIALES PARA AMBOS SECTORES634.4. DESINFECCION DEL AGUA64CAPITULO IV69LINEA DE CONDUCCION691. GENERALIDADES702. CRITERIOS DE DISEO703. DISEO DE LA LINEA DE CONDUCCION713.1. CAUDAL DE DISEO713.2. CARGA ESTATICA Y DINAMICA713.3. TUBERIAS713.4. DIAMETROS DE TUBERIA723.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS724. DIMENSIONAMIENTO DE LA LINEA DE CONDUCCION73CAPITULO V81RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO811. GENERALIDADES822. CONSIDERACIONES BASICAS822.1. CAPACIDAD DEL RESERVORIO822.2. TIPOS DE RESERVORIOS832.3. UBICACIN DEL RESERVORIO832.4. ANLISIS DEL RESERVORIO843. CASETA DE VLVULAS844. CALCULO DE LA CAPACIDAD DEL RESERVORIO855. ANALISIS Y DISEO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO875.1. CLCULO DE MOMENTOS Y ESPESOR (E)885.2. DISTRIBUCIN DE LA ARMADURA935.3. CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA95CAPITULO VI102REDES DE DISTRIBUCION1021. GENERALIDADES1032. CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEO1033. TIPOS DE REDES1053.1. SISTEMA ABIERTO O RAMIFICADO1053.2. SISTEMA DE CIRCUITO CERRADO1064. DISEO DE LA RED EN EL PROGRAMA WATER CAD-EPANET Y OTROS1064.1. DETERMINACIN DE GASTOS DE CONSUMO EN LOS TRAMOS DE LA RED Y NUDOS1074.2. PROGRAMA WTER CAD1114.3. PROGRAMA EPANET1224.4. MTODO MANUAL (MICROSOFT EXCEL 2010)1295. CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS DEL DISEO DE LA RED1326. CONEXIONES DE SERVICIO134CAPITULO VII136SISTEMA DE DISPOSICIN DE EXCRETAS1361. LETRINAS DE ARRASTRE HIDRAULICO1372. CONSIDERACIONES GENERALES1373. DISEO DE LETRINA DE ARRASTRE HIDRAULICO1383.1. CASETA1383.2. APARATO SANITARIO1393.3. CONDUCTO1393.4. CAJA REPARTIDORA1403.5. POZO U HOYO1403.6. BROCAL1433.7. LOSA-TAPA1443.8. TERRAPLEN1444. DISPOSICION DEL EFLUENTE144CAPITULO VIII147IMPACTO AMBIENTAL147EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL EN PROYECTOS DE SANEAMIENTO1481. INTRODUCCION.1481.1. GENERALIDADES1481.2. OBJETIVOS1481.3. PROCEDIMIENTO METODOLOGICO1491.4. ETAPAS DE EJECUCION DEL ESTUDIO1502. MARCO LEGAL1513. DESCRIPCION DEL PROYECTO.1524. LINEA DE BASE AMBIENTAL1544.1. CLIMATOLOGA Y METEOROLOGIA1544.2. CALIDAD DEL AGUA1574.3. SUELOS1584.4. GEOLOGA1584.5. AMBIENTE BIOLGICO1624.8. MEDIO SOCIO-ECONOMICO1645. IDENTIFICACIN Y EVALUACIN DE IMPACTOS AMBIENTALES.1675.1. METODOLGIA DE IDENTIFICACIN Y EVALUACIN DE IMPACTOS AMBIENTALES1676. PLAN DE MANEJO AMBIENTAL170CAPITULO IX174CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES174CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES175Bibliografa176CAPITULO X177ANEXOS177

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

94

CAPITULO IGENERALIDADES

1. INTRODUCCIONEl presente proyecto presenta la parte tcnica realizada para el proyecto INSTALACION SISTEMA DE AGUA POTABLE Y LETRINAS SANITARIAS CON ARRASTRE HIDRAULICO EN EL CENTRO POBLADO DE OSCOROQUE, DISTRITO DE CRUCERO CARABAYA PUNO, en el cual se presenta los siguientes captulos:

CAPITULO I: GENERALIDADESCAPITULO II: PARAMETROS DE DISEOCAPITULO III: SISTEMA DE CAPTACIONCAPITULO IV: LINEA DE CONDUCCIONCAPITULO V: RESERVORIO DE ALMACENAMIENTOCAPITULO VI: REDES DE DISTRIBUCIONCAPITULO VII: SISTEMA DE DISPOSICIN DE EXCRETASCAPITULO VIII: IMPACTO AMBIENTALCAPITULO IX: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCAPITULO X: ANEXOS

Adems cabe mencionar, que los clculos realizados para la red de distribucin, hacen referencia a una comparacin de tres mtodos de clculo, primero por el programa de WATER CAD, segundo por el programa de EPANET y por ltimo en el Excel. El proyecto da a un nmero de 146 familias beneficiarias, divididas en dos sectores, para el diseo se consideran los siguientes caudales para ambos sectores: caudal promedio de 0.47 l/s, caudal mximo diario de 0.61 l/s y caudal mximo horario de 1.18 l/s. El sistema de captacin adoptado es de manantial de ladera, que se conecta con el reservorio con la red de conduccin de 111.82 m para el sector 01 y 332.81 m para el sector 02, el reservorio presenta una capacidad de 15 m3 para ambos sectores, 500 m de red de aduccin para el sector 01, 194.07 m de red de aduccin para el sector 02, un total de 1,315.53 m de red de distribucin para el sector 01 y 1,429.30 m de red de distribucin para el sector 02. El nmero de letrinas planteadas es de uno por familia con un total de 146 en viviendas ms 22 letrinas en instituciones educativas y puestos de salud.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En las regiones pobres del Tercer Mundo, la contaminacin acufera y el limitado acceso al agua potable acarrean problemas sociales, econmicos y de salud. Es muy elevada la incidencia de la diarrea infantil y, por supuesto, la de enfermedades endmicas que pueden tener consecuencias fatales, como la hepatitis, la fiebre tifoidea o el clera. De los 1200 millones de personas con insuficiente acceso al suministro de agua potable, alrededor de 800 millones son habitantes rurales, con alto grado de aislamiento y dispersin. Esta realidad es especialmente grave en la Regin latinoamericana, que transita una etapa de crecimiento no armnico: amplias porciones de su poblacin tienen muy baja calidad de vida, y deben afrontar problemas relacionados tanto con la contaminacin de origen biolgico como con la provocada por metales pesados, por nutrientes fosforados y nitrogenados y por contaminantes orgnicos.Situacin en Amrica latina. En varios pases de la Regin, alrededor del 30% de la poblacin vive en localidades con menos de 2500 habitantes. La pobreza extrema alcanza niveles alarmantes (18,7% en Per, 16,7% en Mxico, 9% en Chile, alrededor del 45% en Argentina, por mencionar algunos), y se encuentra en aumento. La situacin se agrava en las regiones agrcola -ganaderas, en las que desde hace tiempo se vienen empleando plaguicidas y fertilizantes qumicos de relativa toxicidad. Si bien en mbitos urbanos tambin se observan altos niveles de contaminacin hdrica, el problema es mucho ms serio en las zonas rurales, que sufren condiciones de vida ms penosas, prestaciones de salud menos eficientes y la ausencia de planes de prevencin de enfermedades. Los pobladores, sin recursos econmicos ni apoyo tecnolgico del Estado, utilizan agua de ros, vertientes, pozos, estanques y otras fuentes, que se caracterizan por elevados ndices de contaminacin. La poblacin rural del Per, de acuerdo con datos del Instituto Nacional de Estadstica de ese pas, constituye el 28% del total, y ocupa un 30% de la superficie territorial. Est localizada mayormente en zonas de la sierra, que son, a su vez, las ms pobres del pas. La mortalidad infantil alcanza en el Per al 42 por mil. Las redes pblicas de agua potable y desage atienden slo a una parte de la poblacin, lo cual incide en la contaminacin orgnica de los ros y manantiales. Los datos estadsticos ms recientes muestran que se va avanzando en la solucin de este problema, aunque con excesiva lentitud para las expectativas de autoridades y poblacin. En el trienio 1996-1999, la accin gubernamental logr aumentar del 65 al 70% el porcentaje de viviendas peruanas conectadas a la red pblica de agua potable, mientras que la red de desage aument del 50 al 52%. De todos modos, el Per es uno de los pases de Amrica que a partir del 2025 sufrir una acentuada escasez de agua potable.En el departamento de Puno, encuestas realizadas por el MIM se advirti que la brecha que hay entre los sectores urbanos y rurales, sobre agua y desage, sigue siendo bastante grande. En la zona urbana de Puno el 83.2% cuenta con agua potable, mientras que un 16.8% carece del servicio. En el sector rural la diferencia es abismal. El 89.0% no cuenta con el lquido elemento en comparacin a un 11.0 % que s tiene el servicio de agua potable.Actualmente la poblacin del Centro Poblado de Oscoroque, no cuenta con la cobertura del servicio de agua potable, esto hace que las enfermedades infecciosas tenga una importancia de prevalencia en la localidad, la salud de los lugareos se ve desquebrajada debido a las inadecuadas prcticas de higiene por parte de la poblacin, adems no existe sistema de desage, los pobladores utilizan hoyos secos que son inadecuadas, las cuales no cuentas con los requisitos mnimos de higiene, adems de estar est a la intemperie, provocando la propagacin de malos olores.

3. OBJETIVO GENERAL Y ESPECIFICOS

OBJETIVO GENERAL: Presentar la propuesta para resolver la falta de infraestructura sanitaria dotando de agua en cantidad y calidad y la recoleccin de aguas residuales domesticas en el Centro Poblado de Oscoroque.

OBJETIVOS ESPECFICOS: Disear los diferentes componentes de la infraestructura del sistema de agua de acuerdo a la normatividad aplicada a zonas rurales. Disear adecuadamente la infraestructura del sistema de disposicin de excretas mediante letrinas con arrastre hidrulico.

4. INFORMACION TECNICA4.1. DATOS DE LA ZONA4.1.1. UBICACINUbicacin Poltica: El Centro Poblado de Oscoroque est ubicado en el sur del pas, polticamente pertenece a: Regin: Puno Provincia: Carabaya Distrito: Crucero Centro Poblado: Oscoroque

Figura N 01. Ubicacin del Centro poblado de Oscoroque

Fuente. Elaboracin Propia

Ubicacin Geogrfica: Latitud sur: 14 21 41.01 Este: 70 01 25.28 Altitud: 4,137 msnm

4.1.2. CARACTERSTICAS DE LA ZONA4.1.2.1. GEOLOGA LOCAL Y REGIONALETAPAS DEL GABINETE.Comprendi la recopilacin, seleccin y evaluacin de la informacin bibliogrfica disponible y adems del Mapa fsico poltico del Departamento de Puno a la escala 1:5000,000 del Instituto Geogrfico Militar y el Cuadrngulo de Crucero 29-X del INGEMMET, a la escala 1:100,000.

ETAPAS DE CAMPO.La etapa de reconocimiento en campo cubri los siguientes procedimientos: Recorrido pedestre del rea a intervenir, durante el cual se procedi a la toma de datos sobre litologas, estructuras, geotecnia, geodinmica externa y unidades estratigrficas. Determinacin in situ de las condiciones geolgico geotcnicas especificas a la zona. Extraccin de muestras representativas de suelos y rocas en el eje elegido y definicin de las formaciones geolgicas que se encuentran dentro de la franja de mapeo.

GEOLOGIA A NIVEL REGIONAL Y LOCALCLIMA Y VEGETACINEl clima de la zona se caracteriza por ser de tipo fro templado, con temperaturas inestables por frecuentes cambios bruscos (la temperatura media mensual varia de 1.88 C a 8.95 C y la mnima mensual varia de 2.30C a -11.15C). Presenta dos estaciones claramente diferenciadas:

De Abril a Septiembre, con un periodo seco, de clima frgido principalmente por las noches, con descensos de temperaturas muy fuertes, que llegan hasta -11.50 C en el da es soleado y tibio, con neblinas en horas de la tarde pero los vientos son suaves y provenientes del Sur, las precipitaciones son muy lluviosas. De Septiembre a Abril, con fuertes precipitaciones pluviales, acentundose entre los meses de Diciembre a Marzo, acompaadas de tempestades, nevadas y granizadas, con temperaturas medias de 4.85C y 8.95C. El promedio de precipitacin es de 0.25 a 101.25 mm / mes, notndose una elevacin de la temperatura ambiental.

En las depresiones y faldas de cerros, se aprovecha la poca de lluvias, para el cultivo de papas, avena, fundamentalmente. La zona en trminos generales es moderadamente productiva en agricultura, debido al clima imperante.

Imagen N 01. Vegetacin de la zona.

Elaboracin Propia

LITOLOGIA Y ESTRATIGRAFIAEl centro poblado de Oscoroque, transcurre dos formaciones bien representadas en todo la zona del proyecto cuyas formaciones geolgicas intrusivas granticas tienen edades desde el Paleozoico Superior hasta el Cuaternario Reciente.

GEOMORFOLOGIA REGIONAL Y LOCALUNIDADES FISIOGRFICASLa fisiografa del rea en estudio est caracterizada por la presencia de Paisajes de Planicies y Montaoso, los que a su vez, se han dividido en unidades ms pequeas y homogneas como los paisajes, subpaisajes y elementos del paisaje.

Sub Paisaje Terraza Baja PlanaSe encuentra muy degradado, presenta forma: plana a ligeramente ondulado, constituye la parte del fondo del valle, el mismo que fue rellenado con sedimentos fluvinicos los que han deformado su configuracin inicial. Presentan una pendiente plana a casi a nivel (0 - 2%).

Sub Paisaje Cauce o Lecho de Ro InclinadoConstituye parte de la zona de riberas de los ros, est conformado por material fluvial, el cual se ha ido depositando lentamente en ste, hasta lograr su configuracin actual. Presenta una pendiente de plana a casi nivel (0% - 2%).

Sub Paisaje Peniplanicie Ligeramente InclinadaSe trata de amplias llanuras que se manifiestan aisladamente entre el agreste terreno circundante. Se caracterizan por formar planicies con superficies sub horizontales o ligeramente inclinadas hacia donde discurren las aguas. Estn disertadas generalmente por ros de curso sinuoso o entrelazado. Presentan una pendiente de plana a ligeramente inclinada (2% 4%).

Sub Paisaje Valle Glacial Ligeramente InclinadoSe caracteriza por su topografa de plana a ondulada, cuya diferenciacin tanto de origen como de forma est dada por el relieve. Presentan grandes surcos de seccin transversal en forma de U, con paredes relativamente rectas. Es comn encontrar lagunas en las cabeceras de estos valles. Por la inclinacin del terreno presentan pendientes ligeramente inclinadas (2 4%).

Sub Paisaje LomadasEst representado por lomadas de relieve suave y en diferentes grados de diseccin, con alturas que no sobrepasa los 20 m desde el nivel de base local y con pendientes que varan entre 8 y 15%. Litolgicamente estn constituidos por materiales sedimentarios, constituidos bsicamente por areniscas y limolitas.

Sub Paisaje Colinas BajasEst representado por colinas bajas de relieve complejo y en diferentes grados de diseccin, con alturas que oscilan entre 12 m. y 80 m. desde el nivel de base local y con pendientes que varan entre 15 y 25%. Litolgicamente estn constituidos por materiales sedimentarios, constituidos bsicamente por areniscas y limolitas. Se caracterizan por estar constituidas por laderas, con moderada intensidad de diseccin y erosin, presenta una buena parte de depsitos de coluvios de remocin procedente de la parte alta, son un tanto irregulares respecto a sus pendientes las mismas que son complejas, a veces cncavas y otras convexas.

GEODINAMICA INTERNA Y EXTERNAGEODINMICA INTERNAUno de los principales elementos capaces de alterar de manera significativas la geomorfologa de una regin, son lo derivados de la actividad ssmica local. Se debe destacar que el rea de influencia del proyecto presenta la posibilidad de sufrir un sismo de grado IV en la escala de Mercalli (Sacudida sentida casi por todo el mundo, muchos despiertan, algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etctera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables. Se observan perturbaciones en los rboles, postes y otros objetos altos. Se detienen los relojes de pndulo). La zona de inters, ha sufrido una fuerte actividad tectnica que han originado plegamientos formando anticlinales y sinclinales a consecuencia de movimientos orognicos durante la Fase Peruana y Fase Incaica de dominio compresivo. Los plegamientos en los cerros y lomadas circundantes son simtricos, asimtricos y aun inversos, siendo su buzamiento predominantemente hacia el NE, con clara orientacin andina Noroeste - Sureste.Los fallamientos han sido intensos y han modificado sustancialmente la forma y estructura de su superficie original. Los procesos orognicos han ocasionado, adems de los plegamientos, metamorfisacin y levantamiento de las formaciones existentes, provocando cambios en la posicin primaria, generando fallamiento principales con una orientacin predominante de NO SE, que han dado lugar a fallamientos secundarios y transversales a ellos, proporcionando bloque e intensos fracturamientos.

Figura N 02. Mapa de Intensidades Ssmicas

Fuente: Instituto Nacional de Defensa Civil

GEODINMICA EXTERNALos fenmenos de geodinmica externa observados en la zona estudiada son efectos mnimos que se describen a continuacin:

Erosin de riberas.Este fenmeno ha tenido presencia por accin erosiva de la corriente del ro Oscoroque, agravndose en poca de lluvias, debido al incremento de su caudal, por cuanto mayor es su volumen y velocidad mayor es su poder erosivo.

Deslizamientos.Son desplazamientos de masa de suelos, que parcialmente pueden arrastrar consigo fragmentos rocosos, pendiente abajo, siguiendo un plano o superficie de deslizamiento.Estos fenmenos son de moderada ocurrencia a accidentadas en razn a que la mayora de cortes a realizar son bajos y afectando predominantemente a formaciones rocosas.

4.1.2.2. TOPOGRAFA ACTUALGENERALIDADES La topografa es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representacin grfica de la superficie de los terrenos, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales obtiene informacin de planimetra y altimetra para ello se ha utilizado en sistema de coordenadas tridimensional, siendo la X y la Y competencia de la planimetra, y la Z de la altimetra, que luego se representan en los mapas y planos topogrficos utilizan el sistema de representacin UTM. Dando cumplimiento a los trminos de referencia los levantamientos y trazos se cieron al ancho de dominio del camino existente con algunos detalles en sectores crticos puntuales que contribuirn a mejorar el estudio, los diseos, y proposicin de soluciones futura para la operacin y sostenibilidad del proyecto de rehabilitacin.

INSTRUMENTACION Los instrumentos y equipos topogrficos utilizados para realizar los trabajos fueron:

Una estacin total Topcon con Precisin de 2, Un Niveles automticos, Kern NK 0 y Sokisha. Tres Intercomunicadores. Tres jalones Tres Prismas con su porta prisma Dos Miras telescpicas Un GPS navegador Dos cintas mtricas de 30 m. Dos flexmetros de 5 m.

Herramientas manuales utilizadas. Combas. Plomadas. Picos / palas Badilejos Baldes Pinceles, etc.

RELIEVE Y TOPOGRAFALa fisiografa de la zona de estudio est representada por la cordillera de los andes, del sur del Per, condicionada por homogeneidad litolgica y estructura de las unidades rocosas que estn siendo deformadas por la accin erosiva de los ros y la erosin de los vientos, que forman valles profundos y cumbres de cerros agudos con flancos inclinados con pendientes promedio de hasta 65, en las zonas bajas se tienen terrazas fluviales y aluviales cubiertas por vegetacin. Los rasgos geogrficos del rea presentan una topografa de pendientes accidentadas, semi accidentadas y planas, constituida por diferentes tipos de unidades litolgicas, las cuales son distinguibles por los diferentes afloramientos in situ donde se presentan las distintas geoformas, producto de los agentes y procesos geodinmicas que actan en la zona (factores erosivos por meteorizacin fsico-qumica y procesos elicos).

TRAZOCAMPOPara el trazado el Centro Poblado sectoriza en dos partes, las cuales son sector 01 y sector 02, para cada sector el levantamiento topogrfico planimtrico y altimtrico empieza en los manantiales correspondientes a cada sector, captacin en el sector 01 a una altitud de 4033.210 m.s.n.m y captacin 02 a una altitud de 3956.53 m.s.n.m., para posteriormente realizar el trazo de la lnea de conduccin, ubicacin del reservorio, lnea de aduccin, y la red de distribucin, en el levantamiento tambin se realiza el trazo de vas existentes del centro poblado e instituciones importantes del centro poblado, adems de mencionar que el plano topogrfico ha sido proporcionado por la municipalidad distrital de crucero, por lo cual solo se est revalidando por el tesista.Cabe recalcar que en funcin al plano final del levantamiento topogrfico se realiza el trazo de las redes de la lnea de conduccin, ubicacin del reservorio, aduccin, red de distribucin para ambos sectores.

GABINETEEl Procesamiento de informacin se realiz con la asistencia de equipos informticos y software especializado como el Auto CAD Lan Desktkop 2010 y Microsoft office 2010.Y en concordancia con las Normas Tcnicas a Saneamiento Rural dadas por el Ministerio de Salud, debido a que el proyecto satisface a una poblacin menor a 2000 habitantes y para la operatividad del sistema de excretas se toma en cuenta las recomendaciones dadas por la organizacin panamericana de la salud y el centro panamericano de ingeniera sanitaria y ciencias del ambiente.

4.1.2.3. HIDROLOGIACLIMA Y METEOROLOGAEl anlisis de los elementos meteorolgicos y climatolgicos del Estudio ha sido efectuado considerando la informacin proporcionada por el Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa- SENAMHI, para los periodos entre 2011 y 2012.

Cuadro N 01. Ubicacin geogrfica y poltica de la Estacin de MonitoreoEstacinLatitudLongitudAltitud (msnm.)DistritoProvinciaRegin

Crucero1421'44.4"S7001'24.7" W4130.00Crucero Carabaya Puno

Fuente: (SENAMHI, 2012)

TEMPERATURAEs importante tener conocimiento de la temperatura de la zona ya que dependiendo del tipo de clima se debern tomar precauciones durante la elaboracin del concreto. Para los climas fros, con temperaturas menores de 4C se recomienda usar agua caliente, o realizar la mezcla, vaciado del concreto a horas donde la temperatura supere este valor y aun en casos extremos calentar la arena y grava; y proteger el concreto fresco de las heladas, usando encofrados o coberturas aislantes. En climas clidos con temperaturas mayores a 32C es preferible vaciar el concreto durante la noche, recomendndose enfriar los agregados y utilizar agua enfriada artificialmente.Para un mejor anlisis de este elemento se ha procedido a disgregar el estudio de este en temperatura mxima media mensual, temperatura mnima media mensual y temperatura media mensual.

TEMPERATURA MXIMA MEDIA MENSUALLos rangos de temperatura son de 14.10C en el mes de febrero a 16.05 en el mes de noviembre (Cuadro N 02).

Cuadro N 02. Temperatura Mxima Media Mensual Estacin Crucero (C)AOENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSETOCTNOVDIC

201114.6014.4013.8014.6015.2014.9014.9015.4013.9015.1016.1014.70

201214.0013.8013.4014.1014.8014.3014.9015.0015.3015.4016.00-

Prom.14.3014.1013.6014.3515.0014.6014.9015.2014.6015.2516.0514.70

Fuente: (SENAMHI, 2012)

TEMPERATURA MNIMA MEDIA MENSUALEn cuanto a la temperatura mnima promedio mensual, stas pueden alcanzar valores bajo cero, los que frecuentemente se presentan a partir de abril, es decir desde mediados del otoo y duran hasta noviembre. El mayor valor promedio corresponde al registrado en el mes de febreo (2.30) y el valor mnimo promedio es de -11.15, registrado en julio. (Ver Cuadro N 03).

Cuadro N 03. Temperatura Mnima Media Mensual Estacin Crucero (C)AOENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSETOCTNOVDIC

20112.002.502.20-1.30-6.30-10.20-11.50-8.90-2.80-0.10-1.300.90

20122.002.101.100.50-5.90-7.80-10.80-10.70-7.00-7.005.00-

Prom.2.002.301.65-0.40-6.10-9.00-11.15-9.80-4.90-3.551.850.90

Fuente: (SENAMHI, 2012).

TEMPERATURA MEDIA MENSUALLa medida de este valor nos permite identificar su tendencia y predecir cul ser el comportamiento de este parmetro en los meses en que se desarrolle el estudio, debiendo sealar que el promedio de la temperatura media oscila entre 21.88C en julio y 8.95C en noviembre.

Cuadro N 04. Temperatura Media Mensual Estacin Crucero (C)AOENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSETOCTNOVDIC

20118.308.458.006.654.452.351.703.255.557.507.407.80

20128.007.957.257.304.453.252.052.154.154.2010.50-

Prom.8.158.207.636.984.452.801.882.704.855.858.957.80

Fuente: (SENAMHI, 2012)

Como se aprecia en el cuadro 04, los valores ms bajos se alcanzan en los meses de invierno. Tendiendo a mantenerse constante de noviembre hasta marzo, a partir de donde empieza un descenso hasta julio, donde nuevamente se incrementa. Esta informacin deber de ser tomada en cuenta en el desarrollo del estudio, pues permitir tomar las previsiones necesarias en la etapa de conservacin y construccin del sistema.

HIDROLOGALa evaluacin de los recursos hdricos que se encuentran en el rea de Influencia Directa es fundamental en el desarrollo del Estudio, principalmente la interrelacin de este tipo de recursos con los dems que se encuentren, permitiendo las adecuada toma de decisiones tanto en la parte del diseo del proyecto como para su conservacin durante la ejecucin y operacin del proyecto.Es necesario recopilar la informacin de los meses con temporadas de lluvia y pocas de estiaje con la finalidad de programar y realizar las actividades de ejecucin de las obras en los meses ms favorables.Adems se relaciona en el comportamiento de la fuente de abastecimiento principalmente en la Sub cuenca del Rio Crucero, Cuenca del Rio Ramis, y fundamentalmente nos ayuda a conocer el comportamiento de las aguas subterrneas y manantiales.

PRECIPITACIN Las precipitaciones que presenta la zona varan desde los 0.25 mm en el mes de julio hasta los 101.15 mm en el mes de enero. (Ver cuadro 05)

Cuadro N 05. Precipitacin en la Estacin de CruceroAOENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSETOCTNOVDIC

201154.1061.2073.7015.7016.502.600.004.8059.2049.5028.2079.40

2012148.2091.8067.4027.800.0018.400.500.6018.9016.8077.60-

Prom.101.1576.5070.5521.758.2510.500.252.7039.0533.1552.9079.40

Fuente: (SENAMHI, 2012).

4.1.2.4. VAS DE COMUNICACINAccesibilidad TerrestreLa va de acceso a la zona del proyecto es como se presenta en el siguiente cuadro:

Cuadro N 06. Accesibilidad al Centro Poblado de OscoroqueDeADist. (Km)Tiempo (min)Tipo de vaFrecuenciaServicio Transporte

PunoJuliaca44.0047.00AsfaltadaHorariaBus, camin, combi

Juliaca Azngaro71.0060.00AsfaltadaHorariaBus, camion, combi.

AzngaroSan Antn49.2049.00AsfaltadaHorariaBus, camin, combi.

San AntnDesvi Crucero 35.0025.00AsfaltadaDiariaBus, camin, combi.

Desvi Crucero Crucero36.2030.00AfirmadaDiariaBus, camin, combi.

Crucero Oscoroque22.0060.00AfirmadaSemanalCamin, combi.

Fuente: Elaboracin Propia

4.1.2.5. CONDICIONES SANITARIAS EXISTENTESAgua PotableActualmente la poblacin del Centro Poblado de Oscoroque, no cuenta con la cobertura del servicio de agua potable, por lo cual los pobladores se ven obligados al consumo de agua de rio y pozos, esto hace que la poblacin esta propensa a las enfermedades, la salud de los lugareos se ve desquebrajada debido a las inadecuadas prcticas de higiene.El agua es captada del ojo de agua, rio, La informacin se presenta en el cuadro N 07.

Cuadro N 07. Abastecimiento de Agua en la ViviendaCategoraCasos%Acumulado

rio, acequia, manantial o similar11493.13%99.13%

otro (Agua de lluvia)10.87%100%

total115100%100%

Fuente: (INEI, Censos Nacionales 2007, 2007)

Desage En el Centro Poblado de Oscoroque no existe sistema de desage, los pobladores utilizan hoyos secos que son inadecuadas, las cuales no cuentas con los requisitos mnimos de higiene, adems de estar est a la intemperie, provocando la propagacin de malos olores.

SaludEl Centro Poblado de Oscoroque, cuenta con una posta medica lo cual hace que el servicio de prevencin y atencin de salud sea dada en su momento.

4.1.2.3. ASPECTOS4.1.2.1. SOCIO - ECONMICOa. Caractersticas demogrficas Poblacin beneficiariaEl Centro Poblado de Oscoroque tiene 146 familias las cuales sern beneficiadas con el presente proyecto, esto queda registrado en el padrn de beneficiarios que se adjuntara en el presente informe, adems el centro poblado cuenta con una Posta Mdica, Centro Educativo Secundario, un Centro Educativo Primario, un Centro Educativo Inicial y un PRONOI.

Tasa de crecimientoSegn los Censos Nacionales de Poblacin y Vivienda realizados por el INEI, en el 2007, el Distrito de Crucero cuenta con una poblacin de 8474 habitantes, distribuido con mayor porcentaje en la zona urbana con el 53.9% (4570, habitantes) y el 46.1% en el rea rural (3904 habitantes), en cuanto al gnero el 49.2% (4165 habitantes) es Hombre, y 50.8% (4309 habitantes) es mujer. La densidad familiar es de cuatro integrantes por familia. (Ver cuadro N 08)

Cuadro N 08. Poblacin del Distrito de CruceroDetallesPOBLACION SEGN SEXOPOBLACION SEGN AMBITO

HombreMujerTotalUrbanoRuralTotal

Poblacin 19933,2153,4186,6332,9713,6626,633

Poblacin 20074,1654,3098,4744,5703,9048,474

Tasa de crecimiento (1993 -2007)1.77%3.12%0.46%1.77%

Fuente: (INEI, Censos Nacionales 2007, 2007)

La tasa de crecimiento poblacional del Distrito de Crucero es positiva (1.77%), con una tasa de crecimiento mayor en el medio urbano (como se observa en el cuadro anterior; la razn es la migracin de la poblacin joven, bsicamente en busca de mejores oportunidades de trabajo, mejor calidad en educacin y otros servicios pblicos, y una tasa de crecimiento menor en el medio rural (0.46%). De estos resultados se concluye que la poblacin en el medio urbano tiene un crecimiento y expansin urbana alta.

b. Caractersticas socioeconmicasLa actividad principal de la poblacin del Distrito de Crucero, es bsicamente la agricultura y la ganadera (51.14 %) seguido por el comercio (12.68%) enseanza (7.43%), construccin (6.21%), explotacin de minas y canteras (3.55%) y otros de menor porcentaje. (Ver cuadro N 09)

Cuadro N 09. Actividad Socioeconmica del Distrito de CruceroCategorasCasos%

Agricultura. ganadera, caza y silvicultura964.0051.14%

Pesca2.000.11%

Explotacin de minas y canteras67.003.55%

Industrias manufactureras56.002.97%

Construccin117.006.21%

Venta, mant. y rep. veh. autom. y motoc.4.000.21%

Comercio por mayor17.000.90%

Comercio por menor239.0012.68%

Hoteles y restaurantes28.001.49%

Transp. almac.y comunicaciones47.002.49%

Intermediacin financiera2.000.11%

Activit.inmobil., empres.y alquileres18.000.95%

Admin.pub. y defensa; p.segur.soc.afil.51.002.71%

Enseanza140.007.43%

Servicios sociales y de salud19.001.01%

Otras activi. serv.comun.,soc.y personales23.001.22%

Hogares privados y servicios domsticos19.001.01%

Actividad econmica no especificada72.003.82%

Total1885.00100.00%

Fuente: (INEI, Censos Nacionales 2007, 2007)

El ingreso de las familias dedicadas a la actividad de la ganadera y agricultura es de S/. 300.00 S/. 400.00 Nuevos Soles aproximadamente en promedio, por lo que segn el mapa de pobreza es calificado en extrema pobreza, ubicado en el segundo quintil, como indicador de carencia, como se muestra en el cuadro N 10, segn distritos en el Distrito de Crucero.Para el distrito de Crucero, se puede observar que la desnutricin crnica es del 23%, la cual hace que las actividades de aprendizaje no alcancen las metas propuestas, en lo que respecta a lgico matemticas y comunicacin.Los niveles de servicios pblicos en la zona son deficientes como se observa en el cuadro siguiente que es del distrito (sin agua 44%, sin desage 40%, sin electricidad 58%. En los centros poblados beneficiarios estos indicadores por debajo del promedio distrital debido a que no cuenta con vas de acceso (camino vecinal), las que permitiran realizar o instalar servicios bsicos para dichos centros poblados.En cuanto al ndice de desarrollo Humano, se observa en promedio muy por debajo del promedio regional y nacional (0.504).

Cuadro N 10. Resumen - Mapa de Pobreza.DptoProvinDistritoPoblacin 2007Quintil 1/% poblac. sin agua% poblac. sin desag/letr.% poblac. sin electricidadTasa desnutric. Nios 6-9 aosIndice de Desarrollo Humano

PUNOCARABAYAMACUSANI11,707120%39%25%43%0.5146

PUNOCARABAYAAJOYANI1,938240%27%50%42%0.4944

PUNOCARABAYAAYAPATA8,996269%34%43%52%0.5116

PUNOCARABAYACOASA12,097197%93%51%47%0.5155

PUNOCARABAYACORANI3,622166%71%77%57%0.4733

PUNOCARABAYACRUCERO8,474144%40%58%38%0.5042

PUNOCARABAYAITUATA6,108197%73%65%64%0.5046

PUNOCARABAYAOLLACHEA4,919197%60%66%61%0.4512

PUNOCARABAYASAN GABAN4,022188%41%43%31%0.5303

PUNOCARABAYAUSICAYOS12,063148%49%62%55%0.5019

Fuente: (INEI, Censos Nacionales 2007, 2007)

4.1.2.2. CULTURALNo existe conflicto de intereses, toda la poblacin tienen las mismas costumbres, religin, maneras de trabajo entre los usuarios propia de la poblacin.

a. EducacinEl Centro Poblado cuenta con las siguientes Instituciones Educativas: Un Centro Educativo Secundario, un Centro Educativo Primario, un Centro Educativo Inicial y un PRONOI.

CAPITULO IIPARAMETROS DE DISEO

1. PERIODO Y POBLACION DE DISEO1.1. PERIODO DE DISEOEl sistema de abastecimiento de agua debe de abastecer de agua, satisfaciendo las necesidades del usuario durante toda la vida til del proyecto, la vida til en el diseo se considera como el periodo de diseo.Las obras de agua potable no se disean solo para satisfacer una necesidad del momento, sino que deben preveer el crecimiento de la poblacin en un periodo de tiempo. El periodo de diseo est definido como el tiempo en la cual el sistema de agua ser eficiente al 100 %, ya sea en la capacidad en la conduccin del caudal deseado o por la resistencia que ofrezca los materiales. El periodo de diseo puede verse afectado por los siguientes factores: Vida til de las instalaciones. Facilidad de conduccin y posibilidades de ampliaciones o sustituciones. Crecimiento poblacional. Financiamiento e intereses del proyecto.

a. Vida til de las instalacionesDepender de la resistencia fsica del material, estas la constituye a factores adversos por desgaste u obsolescencia. Todo material con el tiempo y uso que se le da a estos se desgasta, disminuyendo su eficiencia del sistema.

b. Facilidad de conduccin y posibilidades de ampliaciones o sustitucionesLa fijacin de un periodo de diseo est ntimamente ligada a factores econmicos. El periodo de diseo est ajustado a criterios econmicos, la cual estar regida por la dificultad o facilidad de su construccin (costos), para atender las demandas del crecimiento poblacional.

c. Crecimiento poblacionalUn sistema de abastecimiento de agua debe ser capaz de propiciar y estimular el desarrollo poblacional y no de frenarlo, el sistema es un servicio cuyos costos deben ser atribuidos por los beneficiarios.De acuerdo a las tendencias de crecimiento de la poblacin, es conveniente elegir periodos de diseo ms largos para crecimientos lentos y viceversa.

d. Financiamiento e intereses del proyectoSe realizara las estimaciones de inters y de costo capitalizado para que se pueda estimar ms tilmente la inversin realizada.

Cuadro N 11. Criterios de periodo de diseo en base a la duracin de sus materialesELEMENTOPERIODO DE DISEO

OBRAS DE CAPTACIN20 40 aos

LNEA DE ADUCCIN20 40 aos

PLANTA DE TRATAMIENTO10 15 aos

TUBERAS DE CONDUCCIN Y DE DISTRIBUCIN30 40 aos

RESERVORIOS DE CONCRETO30 40 aos

Fuente. . (Arocha, 1977)

Para todos los componentes, las normas generales para proyectos de abastecimiento de agua potable en el medio rural del Ministerio de Salud recomiendan un periodo de diseo de 20 aos.

Cuadro N 12. Criterios de periodo de diseo segn la poblacin POBLACIONPERIODO DE DISEO

2000 20000 hab.15 aos

> 20000 hab.10 aos

Fuente: (Vierendel, 1989).

Debido a que el agua ser conducido por gravedad, no ser necesario el uso de bombas de impulsin, estos tienen una duracin de aproximadamente 10 aos, los dems materiales a utilizarse superan los 30 aos de vida til, como por ejemplo el PVC (50 aos).

El periodo de diseo tomado para el presente proyecto es de 20 AOS, pues a pesar que los materiales tienen una alta vida til, estos se deterioran y empiezan a ser perjudiciales para la salud adems de que el ministerio de la salud recomienda este periodo de diseo.

1.2. POBLACION DE DISEOPara determinar la poblacin actual, se toma como informacin bsica, las visitas de campo, la informacin del padrn de beneficiarios. Segn el padrn de beneficiarios se tiene 146 familias empadronadas, adems de contar con una Posta Mdica, una Institucin Educativa Secundaria, una Institucin Educativa Primaria, una Institucin Educativa Inicial y un PRONOI.Para la poblacin actual se multiplicar el nmero de familias por el nmero de habitantes por familias promedio que viene hacer seis, promedio obtenido en base a la evaluacin de dotacin que se realiza por familia que se adjunta en los anexos, finalmente el nmero de habitantes es de 876 habitantes, pero dada la sectorizacin del Centro Poblado y la distribucin de vivienda en cada sector se considerara el 50% de poblacin para el sector 1 y el 50% para el sector 2, dando as 438 habitantes por sector.

1.3. CALCULO DE POBLACIN FUTURA POR DIFERENTES METODOS METODO ARITMETICOEste mtodo considera el crecimiento de la poblacin uniforme y lineal en el tiempo, el que da resultados muy bajos y se utiliza en poblaciones antiguas y muy desarrolladas que estn cerca del lmite de saturacin.

Dnde:Pf: Poblacin Futura.Po: Poblacin actuali: Razn de crecimientot: Tiempo en dcadas

METODO GEOMETRICOEl presente mtodo considera que la poblacin crece de acuerdo a la ley de inters compuesta, se aplica para poblaciones jvenes en pleno desarrollo.

Dnde:Pf: Poblacin FuturaPo: Poblacin actuali: Razn de crecimientot: Tiempo

MTODO EXPONENCIALCon la aplicacin de una curva de tipo exponencial, se asume una tasa de crecimiento que se aplica a la poblacin en cada infinitsimo de tiempo. Se utiliza para todo tipo de poblaciones.

Dnde:Pf: Poblacin FuturaPo: Poblacin actuali: Razn de crecimientot: Tiempo

MTODO DE LA ORGANIZACIN MUNDIAL DE LA SALUDEste mtodo se basa en la interpolacin de curvas crecientes a otras poblaciones, este resultado se compara con resultados de otros mtodos o la finalidad de que la poblacin futura no este distanciado de las recomendaciones de la OMS, la formula a utilizar es la siguiente:

Dnde:Pf = Poblacin futuraPo = poblacin actualP = Incremento anual en %t = Tiempo en aos

Valores de P segn la OMS:Para grandes ciudades: 2.7 %> 2000 hab.Para pequeas ciudades: 3.0 %2000 hab.Para pueblos y aldeas: 2.2 %< 2000 hab.Tomamos el valor para P=2.2% para el centro poblado de Oscoroque, luego:

Sector 01: P2033 = 677 habitantesSector 02: P2033 = 677 habitantes

MTODO DE LA FORMULA DE MALTHUSLa frmula correspondiente es:

Dnde:Pf = Poblacin futura.Po = Poblacin actual. = Es el incremento medio anual.t = nmero de periodos decenales a partir del periodo econmico que se fije.El incremento medio () se obtendr dividiendo el incremento decenal entre el nmero de veces que se restaron. ( promedio = / N. de veces).

MTODO DE EXTENSIN GRAFICALa metodologa que se sigue al aplicar este mtodo es la siguiente:Con los datos censales se forma una grfica en donde se sitan los valores de los censos en un sistema de ejes rectangulares en el que las abscisas (x), representan los aos de los censos y las ordenadas (y) el nmero de habitantes. A continuacin se traza una curva media entre los puntos as determinados, prolongndose a ojo esta curva, hasta el ao cuyo nmero de habitantes se desea conocer.Debido a la falta de datos de poblacin no se utiliza este mtodo para el clculo de la poblacin futura.

MTODO DE REAS Y DENSIDADES Este mtodo consiste en tomar una zona poblada representativa de acuerdo con el uso y tenencia del terreno para calcular la poblacin asentada con su superficie respectiva, obtenindose una densidad bruta al dividir la poblacin actual entre la superficie bruta y aplicar este coeficiente posteriormente a superficies futuras por servir.Es muy importante para la aplicacin de este mtodo disponer de un levantamiento catastral y predial complementado con un plano regulador que indique limitacin de las zonas de desarrollo.

METODO LOGISTICO O CURVA EN SEst basado en el hecho observado de que al principio el crecimiento de las poblaciones de tipo geomtrico pasando posteriormente a un crecimiento constante (aritmtico) para despus decaer el porcentaje de crecimiento hasta llegar al valor de saturacin S.

; ;

; ;

;

Para el clculo de las constantes S, M y b, se toman las poblaciones , y en los tiempos equidistantes , y , donde suele tomarse el ltimo censo, este mtodo es adecuado para la estimacin de poblaciones futuras en comunidades desarrolladas o de desarrollo limitado por escasez de terreno urbanizable.Debido a la falta de datos de poblacin no se utiliza este mtodo para el clculo de la poblacin futura.

MTODO DE CRECIMIENTO HIPERBOLICOPara este modelo se debe determinar la tasa de crecimiento hiperblico, est dado por la siguiente ecuacin:

La frmula para determinar la poblacin futura es la siguiente:

Dnde: t2 = ao intermedio entre tx y t0tx =ao futurot0=ao actualP0= poblacin actual Px =poblacin futuraP2= poblacin para el ao dos

Debido a la falta de datos de poblacin no se utiliza este mtodo para el clculo de la poblacin futura.

MTODO DE WAPPAUSLa poblacin futura est dada por la siguiente formula:

Dnde:r = factor de crecimientotx =ao futurot0=ao actualP0= poblacin actual Px =poblacin futura

De acuerdo a las caractersticas de nuestra poblacin y al no tener datos censales para el clculo de poblacin futura por los diversos mtodos mencionados, se opta por el mtodo de la OMS para el clculo de la poblacin futura, el cual es recomendada para poblaciones en pleno desarrollo por la Organizacin Panamericana de la Salud, por Agero Pittman en su libro de AGUA POTABLE PARA POBLACIONES RURALES, da, por lo tanto la Poblacin Futura es de 677 habitantes para cada sector.

2. DOTACIN DE AGUALa dotacin de agua, es el volumen de agua que requiere cada persona de una poblacin, la dotacin esta expresada en l/hab./da. Esta dotacin nos permite conocer el caudal promedio anual de consumo, el caudal mximo diario anual y el caudal mximo horario anual.El valor de la dotacin de una poblacin, se deber obtenerse por medio de estudios estadsticos bien justificados, caso contrario se tendr en cuenta las recomendaciones dadas por algunos autores y el MINSA.

a. Si no existe estudio alguno que indique la dotacin de agua, el RNE considera las conexiones domiciliarias con las siguientes dotaciones: Para climas fros: 180 l/hab./d Para climas Templados y Clidos: 220 l/hab./db. En programas de vivienda con lotes de rea menor o igual a 90 m2, las dotaciones sern: Clima fro: 120 l/hab./d. Clima Templado y Clido: 150 l/hab./d.c. Para sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores para camin, o piletas pblicas se considera las siguientes dotaciones: Clima fro: 30 l/hab./d Clima Templado y Clido : 50 l/hab./d

Cuadro N 13. Dotacin de agua segn VIERENDEL.POBLACIONCLIMA

FRIOTEMPLADO

2 000 10 000 hab.120 l/hab./da150 l/hab./da

10 000 50 000 hab.150 l/hab./da200 l/hab./da

> 50 000 hab.200 l/hab./da250 l/hab./da

Fuente: (Vierendel, 1989).

Considerando los factores que determinan la variacin de la demanda de consumo de agua en las diferentes localidades rurales, se asignan las dotaciones en base al nmero de habitantes y por regin:

Cuadro N 14. Dotacin de agua por nmero de habitantes para poblaciones ruralesPOBLACION (habitantes)DOTACION (l/dia/hab)

Hasta 50060

500 - 100060 - 80

1000 - 200080 - 100

Fuente: (Agero Pittman, 1997)

Cuadro N 15. Dotacin de agua por regin para poblaciones ruralesREGIONDOTACION (l/dia/hab)

Costa60

Sierra50

Selva70

Fuente: (Agero Pittman, 1997)

Para conocer con mayor certeza la dotacin real para la poblacin del centro Poblado de Oscoroque se ha realizado un muestreo del consumo de agua diaria de cinco familias durante una semana, cuyo resumen se presenta en los siguientes cuadros:

Cuadro N 16. Resumen de la Recoleccin de datos de consumo de agua diaria por familia.N DE FAMILIA N DE INTEGRANTESCONSUMO DE AGUA DIARIA (litros)

LUNESMARTESMIRCOLESJUEVESVIERNESSBADODOMINGO

FAMILIA 14727684806019280

FAMILIA 236860846072172156

FAMILIA 3576808817280270216

FAMILIA 47120140118112120252176

FAMILIA 591049221610484212128

Elaboracin Propia

Cuadro N 17. Calculo de la Dotacin promedio de agua por habitante al da.N DE FAMILIA N DE INTEGRANTESSUMA TOTAL SEMANALDOTACION l/sem/hab.DOTACION l/da/hab.

FAMILIA 14644161.0023.00

FAMILIA 23672224.0032.00

FAMILIA 35982196.4028.06

FAMILIA 471038148.2921.18

FAMILIA 59940104.4414.92

DOTACION PROMEDIO (l/da/hab)23.83

Elaboracin Propia

2.1. ANALISIS PARA LA DOTACION DE AGUAComo el clculo de poblacin futura por sector es de 677 habitantes, la dotacin dada para ello segn los cuadros N 14, 15 y 17 por nmero de habitantes, por regin y dotacin obtenida en el centro Poblado respectivamente, varia de 60 a 80 l/da/hab., para el primer cuadro con una poblacin entre 500 a 1000, para el segundo toma un valor 50 l/da/hab. por ser regin sierra y el ltimo cuadro toma un valor de 23.83 l/da/hab., este valor est muy por debajo de los valores anteriores esto debido a factores que afectan el consumo de agua, esto son primero que el Centro Poblado no cuenta con sistema de desage, lo cual causa un menor consumo de agua, segundo que la poblacin no cuenta con un sistema de agua potable lo que hace que consuman agua de pozos, ros u otros lo cual dificulta su fcil acceso, tercero es que el nivel de educacin de la poblacin es bajo por lo cual tienen una baja cultura de higiene ya sea personal o en el hogar causando as un bajo consumo de agua.Teniendo en cuenta siempre el crecimiento poblacional, adicionando a esto que por zona rural la poblacin aprovecha la demanda continua de agua para abastecer de agua a sus ganados, adems como el Centro Poblado de Oscoroque cuenta recientemente con Sistema de Electricidad, esto hace que la poblacin mejore su calidad de vida, higiene ya sea personal y de su vivienda, por tal motivo se tomara en cuenta como Dotacin de Diseo el valor de 60l/da/hab.

3. CAUDAL DE DISEO PARA EL SISTEMA DE AGUA POTABLE3.1. CONSUMO DIARIO DE LA POBLACINLos principales factores que afectan el consumo de agua son: el tipo de comunidad, factores econmicos y sociales, factores climticos y tamao de la comunidad.Independientemente que la poblacin sea urbana o rural, se debe considerar el consumo domstico, el industrial, el comercial, el pblico y el consumo por perdidas.Las caractersticas econmicas y sociales de una poblacin pueden evidenciarse a travs del tipo de vivienda, siendo importante la variacin de consumo por el tipo y tamao de la construccin.El consumo de agua tambin vara en funcin al clima, de acuerdo a la temperatura y a la distribucin de las lluvias, mientras que el consumo per cpita, varia en relacin directa al tamao de la comunidad, y para el presente proyecto de tesis se ha adoptado una dotacin o consumo per cpita igual a 60 Lt/hab/dia.

3.2. CAUDAL CONSUMIDO PROMEDIO DIARIOEl consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estimacin del consumo per cpita para la poblacin futura del periodo de diseo, expresada en litros por segundo (lt/seg) y se determina mediante la siguiente relacin:

Dnde:Qp: Consumo promedio diario (lt/seg)Pf: Poblacin futura d: Dotacin

Luego para la poblacin por sector del Centro Poblado de Oscoroque tenemos:

3.3. ANALISIS DE LAS VARIACIONES DE CONSUMO El principal objetivo de un sistema de abastecimiento de agua es de suministrar el agua en forma continua y con presin suficiente para satisfacer las razones sociales, econmicas, sanitarias y el confort con el fin de propiciar desarrollo.Los consumos de agua de una localidad muestran variaciones estacinales, mensuales, diarias y horarias, estas variaciones se expresan como consumo promedio diario anual, consumo mximo diario y consumo mximo horario.

COEFICIENTE DE VARIACIN DE CONSUMO MXIMO DIARIO (K1)El coeficiente de variacin diaria de consumo es determinado a partir de una serie representativa de observaciones de la variacin del consumo durante varios aos y corresponde al mayor volumen consumido en un da dividido por el consumo durante varios aos promedio observado, con una frecuencia determinada o una probabilidad de ocurrencia de una vez en cuatro o cinco aos.El valor del factor K1 determinada con los valores del cuadro N 21, da un valor de 1.34 valor muy prximo al valor de 1.30, sin embargo, consideramos que el sistema opera en forma intermitente lo que distorsiona los resultados.Segn el Reglamento Nacional de Edificaciones el coeficiente K1 para el clculo del consumo mximo diario es de 1.30, lo cual se tomara ese valor para el clculo del caudal mximo diario.Adems segn Pittman agero menciona para el consumo mximo diario (Qmd) se considerara entre el 120% y 150% del consumo promedio diario anual (Qm), recomendndose el valor promedio de 130%.

COEFICIENTE DE VARIACION DE CONSUMO MXIMO HORARIO (K2)Este coeficiente corresponde a la relacin entre el caudal mximo y el caudal medio de un mismo da y de forma semejante al coeficiente anterior debe ser calculado a partir de una serie de datos representativos de varios aos. Para el Centro Poblado de Oscoroque no existen puntos de medicin, ni registros de la variacin horaria del caudal distribuido que permitan una evaluacin del coeficiente de la manera tcnicamente recomendable por las normas. Segn el Reglamento Nacional de Edificaciones el coeficiente K2 para el clculo del consumo mximo horario es: Para poblaciones de 2000 a 10000 Hab.K2 = 2.5 Para poblaciones mayores a 10000 Hab.K2 = 1.8

Roger Agero Pittman muestra el valor del coeficiente K2 de 1.50 para poblaciones concentradas o cercanas a poblaciones rurales. La Norma Tcnica de Abastecimiento de Agua y Saneamiento para Poblaciones Rurales y Urbano Marginales del Ministerio de Salud indica que para el consumo mximo horario se considera el 200% del mximo diario, que viene hacer maso menos un k2 igual a 2.6, lo que se asemeja al valor de 2.5 recomendada por Reglamento Nacional de Edificaciones, por lo cual se toma este valor.

3.4. GASTO MXIMO DIARIOEl consumo mximo diario se define como el da de mximo consumo de una serie de registros observados durante los 365 das del ao. Para el consumo mximo diario (Qmd) se considera el valor de 1.30 (K1) del consumo promedio.

3.5. GASTO MXIMO HORARIOEl consumo mximo horario se define como la hora de mximo consumo del da de mximo consumo. Para el consumo mximo horario (Qmh) se considera el valor de 2.50 (K2) del consumo mximo horario.

CAPITULO IIISISTEMA DE CAPTACION

1. FUENTES DE ABASTECIMIENTOLas fuentes de agua constituyen el elemento primordial en el diseo de un sistema de abastecimiento de agua potable y antes de dar cualquier paso es necesario definir su ubicacin, tipo, cantidad y calidad. De acuerdo a la ubicacin y naturaleza de la fuente de abastecimiento as como a la topografa del terreno, se consideran dos tipos de sistemas: los de gravedad y los de bombeo:

Sistemas de agua potable por gravedad: Se llama as porque el agua se transporta aprovechando la gravedad del agua para su trasporte de una cota superior a otra inferior.

Sistemas de agua potable por bombeo: la fuente de agua se encuentra localizada en elevaciones inferiores a las poblaciones de consumo, siendo necesario transportar el agua mediante sistemas de bombeo a reservorios de almacenamiento ubicados en elevaciones superiores al centro poblado. Para el diseo de un sistema de abastecimiento de agua potable, es importante seleccionar una fuente adecuada o una combinacin de fuentes para abastecer de agua en cantidad suficiente a la poblacin.

Las condiciones que determinan la eleccin de una u otra fuente de abastecimiento son fundamentalmente las econmicas, que deber estar estrechamente ligado a la eficiencia del servicio, tanto en funcionamiento, mantenimiento y operacin.

2. TIPOS DE FUENTE DE AGUAS2.1. AGUAS SUPERFICIALESEstas aguas estn constituidas por los arroyos, ros, lagos, etc. que discurren naturalmente en la superficie terrestre. Estas fuentes no son tan deseables, especialmente si existen zonas habitadas o de pastoreo animal aguas arriba. Sin embargo a veces no existe otra fuente alternativa en la comunidad, siendo necesario para su utilizacin, contar con informacin detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua.

2.2. AGUAS SUBTERRANEASParte de la precipitacin en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturacin, formando as las aguas subterrneas. La explotacin de stas depender de las caractersticas hidrolgicas y de la formacin geolgica del acufero.La captacin de aguas subterrneas se puede realizar a travs de manantiales, galeras filtrantes y pozos.

3. CAPTACION DE AGUA DE MANANTIALMANATIALSe puede definir al manantial como un lugar donde se produce el afloramiento natural de agua subterrnea, por lo general el agua fluye a travs de una formacin de estratos con grava, arena o roca fisurada. En los lugares donde existen estratos impermeables, stos bloquean el flujo subterrneo de agua y permiten que aflore a la superficie.El agua del manantial en su mayora es pura, motivo por el cual se la puede usar sin tratamiento, a condicin de que el manantial est adecuadamente protegido con una estructura que impida la contaminacin del agua. Se debe asegurar que el agua provenga realmente de un acufero y que no se trate de agua de un arroyo que se ha sumergido a corta distancia.Los manantiales se clasifican por su ubicacin y su afloramiento. Por su ubicacin son de ladera o de fondo; y por su afloramiento son de tipo concentrado o difuso. En los manantiales de ladera el agua aflora en forma horizontal; mientras que en los de fondo el agua aflora en forma ascendente hacia la superficie. Para ambos casos, si el afloramiento es por un solo punto y sobre un rea pequea, es un manantial concentrado y cuando aflora el agua por varios puntos en un rea mayor, es un manantial difuso.

CANTIDAD Se debe de conocer los caudales mximos y mnimos. El caudal mnimo debe ser mayor al valor del consumo mximo diario (Qmd). El Qmd representa la demanda de la poblacin al final de la vida til considerado en el proyecto, siendo por lo general, de 20 aos para las obras de agua potable.

CALIDAD Los requerimientos bsicos para que el agua sea potable: Estar libre de organismos patgenos causantes de enfermedades. No contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o crnico sobre la salud humana. Ser aceptablemente clara (baja turbidez, poco color, etc.). No salina. Que no contenga compuestos que acusen sabor y olor desagradables. Que no cause corrosin o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua, y que no manche la ropa lavada con ella.

3.1. CAPTACION DE MANANTIAL DE LADERA Y FONDOComo la captacin depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad de agua, el diseo de cada estructura tendr caractersticas tpicas. Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la captacin constar de tres partes: La primera: corresponde a la proteccin del afloramiento. La segunda: a una cmara hmeda para regular el gasto a utilizarse. La tercera: a una cmara seca que sirve para proteger la vlvula de control. El compartimiento de proteccin de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensin del rea adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando as sellado para evitar la contaminacin. Junto a la pared de la cmara existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del rea adyacente a la cmara y de aquietamiento de algn material en suspensin. La cmara hmeda tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono de rebose para eliminar el exceso de produccin de la fuente. Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura de captacin podr reducirse a una cmara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constar de dos partes: La primera: la cmara hmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse. La cmara hmeda estar provista de una canastilla de salida y tuberas de rebose y limpia. La segunda: una cmara seca que sirve para proteger las vlvulas de control de salida y desage. Si existen manantiales cercanos unos a otros, se podr construir varias cmaras de las que partan tubos o galeras hacia una cmara de recoleccin de donde se inicie la lnea de conduccin. Adyacente a la cmara colectora se considera la construccin de la cmara seca cuya funcin es la de proteger la vlvula de salida de agua.

3.2. DISEO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE MANANTIAL DE LADERA Para el dimensionamiento de la captacin es necesario conocer el caudal mximo de la fuente, de modo que el dimetro de los orificios de entrada a la cmara hmeda sea suficiente para captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede disear el rea de orificio sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta y al coeficiente de contraccin de los orificios.

Calculo de la distancia entre el afloramiento y la cmara hmedaEs necesario conocer la velocidad de pase y la prdida de carga sobre el orificio de salida (figura N 03). Segn la ecuacin de Bernoulli entre los puntos 0 y 1, resulta:Figura N 03. Flujo de agua en un orificio de pared gruesa

Considerando los valores de P0, V0, P1 y h1 igual a cero, se tiene:..(1)Dnde: h0 = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0,40 a 0,50 m.) V1 = Velocidad terica en m/s. g = Aceleracin de la gravedad (9,81 m/s).

Mediante la ecuacin de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:

Q1=Q2CdxA1xV1=A2V2Siendo: A1 = A2..(2)

Dnde: V2 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0,6 m/s). Cd = Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0,8).

Reemplazando el valor de V1 de la ecuacin (2) en la ecuacin (1), se tiene:

Figura N 04. Carga disponible y perdida de carga

De la figura N 04 se observa: H=Hf+h0Donde Hf es la prdida de carga que servir para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacin (L).Hf=H - h0Hf=0.30 LL= Hf/0.30

Ancho de la pantalla (b) Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el dimetro y el nmero de orificios que permitirn fluir el agua desde la zona de afloramiento hacia la cmara hmeda. Para el clculo del dimetro de la tubera de entrada (D), se utilizan las siguientes ecuaciones.Considerando la carga sobre el centro del orificio el valor de A ser:

El valor de D ser definido mediante:

Figura N 05. Distribucin de los orificios de pantalla frontal Nmero de orificios: Se recomienda usar dimetros (D) menores o iguales de 2. Si se obtuvieran dimetros mayores, ser necesario aumentar el nmero de orificios (NA), siendo:

Siendo: D el dimetro de la tubera de entrada b el ancho de la pantalla

Luego el ancho de la pantalla es:

Dnde: D = Dimetro del orificioNA = Nmero de orificios

Altura de la cmara hmedaEn base a los elementos identificados de la figura N 06, la altura total de la cmara hmeda se calcula mediante la siguiente ecuacin:Ht=A+B+H+D+EDnde: A = Se considera una altura mnima de 10 cm. Que permite la sedimentacin de la arena. B = Se considera el dimetro de salida. H = Altura de agua sobre la canastilla. D = Desnivel mnimo entre el nivel de ingreso del agua del afloramiento y el nivel de agua de la cmara hmeda (mnimo 5 cm.). E = Borde libre (mnimo 30 cm).

Adems:

Figura N 06. Altura de la cmara hmedaDnde: H = Carga requerida en m V = Velocidad promedio en la salida de la tubera de la lnea de conduccin en m/s g = Aceleracin de la gravedad igual 9,81 m/sSe recomienda una altura mnima de H = 30 cm

Dimensionamiento de la canastillaPara el dimensionamiento se considera que el dimetro de la canastilla debe ser dos veces el dimetro de la tubera de salida a la lnea de conduccin (Dc); que el rea total de ranuras (At) sea el doble del rea de la tubera de la lnea de conduccin; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor de 6Dc.

Figura N 07. Canastilla de Salida

At =2AcDnde:

Conocidos los valores del rea total de ranuras y el rea de cada ranura se determina el nmero de ranuras:

Tubera de rebose y limpiaEn la tubera de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% y considerando el caudal mximo de aforo, se determina el dimetro mediante la ecuacin de Hazen y Williams (para C=140).

Dnde: D = Dimetro en pulgadas Q = Gasto mximo de la fuente en lps S = Prdida de carga unitaria en m/m

Cuadro N 18. Dimensionamiento Hidrulico de la Captacin sector 01

Cuadro N 19. Dimensionamiento Hidrulico de la Captacin sector 02

3.3. DISEO ESTRUCTURALPara el diseo estructural se considera el muro sometido al empuje de la tierra cuando la caja est vaca. Si est llena, el empuje hidrosttico tiene un componente en el empuje de la tierra, favoreciendo de esta manera la estabilidad del muro. Las cargas consideradas son: el peso propio, el empuje de la tierra y la subpresin.

Figura N 08. Muro de gravedad

Para garantizar la estabilidad del muro, se debe verificar que la carga unitaria sea igual o menor a la capacidad de la carga del terreno; mientras que para garantizar la estabilidad del muro al deslizamiento y al volteo, se deber verificar un coeficiente de seguridad no menor a 1,6.

Empuje del suelo sobre el muro (P)

Cah = Coeficiente de empuje s = Peso especfico del suelo tn/m3h = altura del muro sujeto a presin del suelo en m = ngulo rozamiento interno del suelo (cohesin)

Momento de vuelco (Mo)Mo=P x Y .(4)Dnde: Y = h / 3

Momento de estabilizacin (Mr)Mr = W x X ...(5)Dnde:W = Peso de la estructuraX = Distancia al centro de gravedad

Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la siguiente frmula:..(6)

Verificacin por vuelco, por carga mxima unitaria y por deslizamiento

Por vuelco(7)

Por mxima carga unitaria(8)(9)

El mayor valor que resulte de P1 y P2 debe ser menor o igual a la capacidad de carga del terreno.

Por deslizamientoChequeo = F/PF = u x Wt . (10)Dnde:u = Coeficiente de friccin, suelo estructura concretoWt = Peso total de la estructura Cuadro N 20. Diseo estructural de la captacin sector 01- sector 02DISEO ESTRUCTURAL DE LA CAPTACION SECTOR01-02

Empuje del suelo por el muro

Angulo de friccin del suelo: = 30.00

Densidad del suelo en kg/m3: s =1742.00

Densidad del concreto en kg/m3: c =2400.00

Altura de muro sujeto a presin en m: h =0.70

Capacidad del terreno kg/cm2:1.00

P =142.26 kg

Cah =0.33

Momento de vuelco (Mo)

Y = h/3h/3 =0.23

Mo=P x YMo =33.1947778

Momento de estabilizacin (Mr)

WLargoxAnchoxDensidadW(kg)X(m)Mr = W x X

W11.70x0.15x2400612.000.85520.20

W20.15x0.90x2400324.001.58510.30

W30.05x0.70x174260.971.68102.12

TOTAL996.971132.62

a =1.10

Verificacion por vuelco

Cdv =34.12>1.60 bien

Maxima carga unitaria

P1 =0.00718655

P2=0.12606342

P2 =0.13 kg/cm21.60 bien

F = u x Wt

3.4. ESTIMACION DEL CAUDAL DE LA FUENTEUBICACIN DE FUENTESLa ubicacin del manantial (Captacin), se ha realizado en coordinacin con la poblacin y el alcalde del Centro Poblado, la que presenta mejores condiciones y disponibilidad para el uso, el lugar donde se realiz el aforo. Se ubic dos captaciones, la captacin 01 destinada para el SECTOR 01 ubicado a y la captacin 02 para el SECTOR 02 respectivamente. La caracterstica de estos sectores es que estn divididos por el rio Oscoroque a mitad de Centro Poblado.

AFORO DE LA FUENTEEl mtodo que se us para este aforo es el Aforo Volumtrico, este mtodo normal mente se aplica en caudales pequeos manejables, para lo cual solo se requiere de los siguientes materiales:

01 balde (Graduado) 01 cronometro

El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar dicho volumen, con la siguiente formula:

Q = V / TDnde:Q= CaudalV= Volumen de llenado (litros)T= Tiempo de llenado (segundos)

MEDICIN DE AGUA Es la cuantificacin del caudal de agua que en el presente trabajo pasa por la seccin transversal de un conducto (tubera) de agua; tambin al mismo que lo denominamos como aforo caudal de agua.

Para cuantificar el caudal de agua se trabajado por el mtodo volumtrico.

Fecha de aforoOctubre del 2012. /Hora: 11:00 a.m.

Cuadro N 21. Determinacin de caudal in situ de la captacin 01N de aforoRecipiente (lts)Tiempo de llenado (seg)Caudal Obtenido (lts/seg)

158.350.60

257.640.65

357.350.68

457.350.68

557.570.66

656.480.77

757.880.63

857.380.68

957.160.70

1057.130.70

caudal Promedio 0.68

Elaboracin Propia

Cuadro N 22. Determinacin de caudal in situ de la captacin 02N de aforoRecipiente (lts)Tiempo de llenado (seg)Caudal Obtenido (lts/seg)

147.350.54

247.630.52

347.830.51

448.120.49

547.950.50

647.570.53

746.950.58

847.880.51

947.350.54

1047.330.55

caudal Promedio 0.53

Elaboracin Propia

Como se puede ver los caudales promedios para la captacin son mayores al caudal mximo diario, lo cual se considera suficiente para ser utilizada como fuente de captacin.

4. CALIDAD DE AGUA, ANLISIS FSICO QUMICO Y BACTERIOLGICO CONTROL DE CALIDAD DEL AGUA NORMAS DE CALIDAD DE AGUA POTABLELa composicin y calidad del agua es muy variable y est influenciada por la calidad del suelo por donde discurre o esta almacenada, por las filtraciones, los vertimientos tanto de origen qumico como bacteriolgico, as como las de origen agroindustrial en donde se emplean cantidades importantes de plaguicidas y fertilizantes de alta solubilidad. El agua destinada a la poblacin consumidora debe ser cristalina, incolora, agradable de sabor y olor, estar libre de microorganismos patgenos y de sustancias qumicas que pueden afectar al hombre. Por lo cual debe cumplir con los Requisitos mnimos de calidad, que se encuentran enumerados en las normas nacionales e internacionales para el agua potable.Las normas de calidad de agua, es un reglamento que indica las caractersticas que debe de reunir el agua para considerarla inocua y apta para consumo humano.Agua inocua es aquella que no tiene consecuencias nocivas a la salud, considerndose como tal a aguas que: No estn contaminadas y que no sean capaces de infectar al hombre. Carecen de sustancias toxicas. No contienen cantidades excesivas de material orgnico o inorgnico. Que no causen corrosin o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua.Las normas de calidad clasifican a las aguas de consumo de acuerdo a las siguientes caractersticas: Fsico qumico. Bacteriolgico. Virolgico. Radiolgico. Biolgico.Las caractersticas fsico-qumicas, a su vez se sub dividen en: Sustancias qumicas toxicas. Plaguicidas. Sustancias qumicas que pueden ser nocivas a la salud. Sustancias qumicas que afectan la aceptabilidad del agua.Algunas sustancias qumicas toxicas presentes en el agua, pueden causar dao a la salud de los consumidores, por lo cual las fuentes con valores mayores a lo recomendado deben ser desechados y cambiados por otras. (Ver cuadro N 23) La expresin plaguicidas abarca insecticidas, herbicidas y fungicidas provenientes principalmente de las actividades agrcolas. Se recomienda tomar como lmite tentativo los valores mostrados en el cuadro N 24. Las sustancias qumicas que pueden ser nocivas a la salud son aquellas que afectan a los consumidores de agua cuando se encuentran en concentraciones excesivas, ver cuadro N 25. Entre estas sustancias tenemos a los fluoruros, nitratos e hidrocarburos aromticos poli cclicos. Los fluoruros pueden dar lugar a la fluorosis dental o manchado de los dientes. Los nitratos afectan a los recin nacidos y algunas veces a nios de mayor edad, causndoles la muerte por asfixia. Los hidrocarburos aromticos poli cclicos tienen accin cancergenos producidos por la industria petroqumica. Los compuestos que afectan la aceptabilidad del agua son aquellos que sin poner en peligro la salud de los consumidores, pueden producir rechazo a su utilizacin. En el cuadro N 26 aparece una lista de las sustancias y su efecto en el hombre. La calidad bacteriolgica, es sin lugar a dudas la caracterstica de mayor importancia en cuanto al control de la calidad del agua para consumo domstico. En el control del agua debe distinguirse la producida por la planta de tratamiento o fuente de abastecimiento y la distribuida por la red de alimentacin. Al entrar el agua a la red de distribucin, est expuesta a efectos externos y de alguna manera sujeta a contaminacin con deterioro de su calidad, por lo que se acepta cierta tolerancia en cuanto al contenido de impurezas. En el cuadro N 27 se indican las normas bacteriolgicas de agua distribuida por tuberas. En el cuadro N 28 se indica el nmero mnimo de muestras que debe tomarse en la red de distribucin y el intervalo mximo entre tomas sucesivas. El cuadro N 29 muestra el lmite mximo de grmenes coliformes (expresado como UFC/100 ml) y tipo de tratamiento que debe recibir el agua para fines de abastecimiento. Tambin es necesario indicar que, aguas exentas de coli en muchas oportunidades han producido infecciones vricas. Los virus aislados en agua son del tipo de entero virus, reovirus y adenovirus, de los cuales el primero es el ms resistente a la desinfeccin. En aguas que no han sido sometidas a tratamiento de coagulacin floculacin suele aumentar el limo biolgico en las tuberas y por consiguiente el desarrollo de bacterias. Muchos de los microorganismos acuticos no son patgenos al hombre, pero pueden albergar en su interior a grmenes o virus patgenos que quedan protegidos de la accin destructora del cloro.

4.1. METALES PESADOS EN EL AGUA DESTINADO AL CONSUMO HUMANOSe puede encontrar variados elementos en el agua, entre ellos: Metales: Sodio, magnesio, potasio, hierro, cobre, plomo, estroncio, litio, vanadio, zinc y aluminio. No metales: Cloro, azufre, carbonatos, silicatos, nitratos, nitritos y amoniaco. Sales y xidos incrustantes: carbonato de calcio, cloruro de calcio, carbonato de magnesio, sulfato de magnesio, cloruro de magnesio, xido de hierro y xido de zinc. Sales no incrustantes: Cloruro de sodio, carbonato de sodio, sulfato de bario y nitrato de potasio. Gases disueltos: dixido de carbono, oxigeno, nitrgeno y metano.La presencia de minerales en las fuentes superficiales y subterrneas de aguas procede sobre todo de la industria qumica, minera y manufacturera en donde se emplean grandes cantidades de agua. Los contaminantes orgnicos tienen su origen en los grandes centros urbanos (aguas negras), en la industria biolgica (industria textil, papelera, azucarera, destileras, conserveras, curtidos, etc) de hidrocarburos (refineras de petrleo y vertidos de esta sustancia, industrias de lubricantes y de plsticos). Los metales son elementos naturales que se encuentran en las rocas, en la tierra, en yacimientos, etc. Muchos de ellos son esenciales para los organismos vivientes, sin embargo, las dosis que excedan lo requerido por ellos, producen graves alteraciones a la salud. En adicin a los productos de corrosin, las aguas naturales pueden ser contaminadas por los vertimientos industriales.

4.2. TOMA DE MUESTRASLos mtodos para recoger las muestras, dependen del anlisis que se haya de practicar; a continuacin se dan algunas consideraciones:

a. cantidadPara anlisis fsico-qumicos, es suficiente una muestra 2 litros. Para anlisis bacteriolgico son generalmente de 100 a 250 cc. Por ningn concepto debe intentarse usar una misma muestra para exmenes fsico-qumico y bacteriolgico, deber llenarse el recipiente, dejando 1/3 de aire y de lugares representativos.

b. RecipientesSe recomienda que las muestras se recojan y se transporten en frasco de vidrio resistentes de borosilicato, de caucho duro o ebonita, de polietileno o de otros materiales inertes. Para anlisis bacteriolgico es prioritario el uso de frascos de vidrio neutro, esterilizables. Los frascos de muestra deben limpiarse cuidadosamente antes de cada uso. Los frascos de vidrio pueden limpiarse con la mezcla limpiadora de cido crmico (mezcla crmica).

c. TaponesDebe tomarse mucho cuidado en elegir los tapones. Los de corcho forrados de papel de estao son adecuados para muchos casos, en cambio los metlicos son impropios. Los de caucho y de polietileno son buenos, pero se comportan mal con disolventes orgnicos.d. Intervalo entre el muestreo y el anlisis de aguaEn general, mientras menos tiempo transcurra entre el muestreo y el anlisis de las aguas sern ms dignos de confianza los resultados analticos. Para ciertos constituyentes, as como para ciertas caractersticas fsicas (color, temperatura, PH), es necesario practicar los anlisis in situ, esto con equipos porttiles, debido a que la composicin de la muestra puede variar, antes de que puedan verificarse los anlisis en laboratorio. Para anlisis fsico-qumico puede aceptarse un tiempo hasta de 72 horas despus del muestreo; para el bacteriolgico no debe pasar de las 48 horas.

Cuadro N 23. Lmite de sustancias toxicas en el agua potable

Fuente: (OMS, 1972)Cuadro N 24. Lmite de plaguicidas

Fuente: (OMS, 1972). (a) Para un tiempo amplio de incidencia. (b) Expresada en trminos de paration.

Cuadro N 25. Sustancias qumicas que pueden ser nocivas a la salud Fuente: (OMS, 1972).

Cuadro N 26.Sustancias qumicas que afectan la aceptabilidad del agua

Fuente: (OMS, 1972). (a) Escala Cobalto Platino, (b) Unidades normales de turbiedad (NTU) y (c) Se acepta magnesio en concentraciones de 30 mg/l o menos cuando sulfato excede 250 mg/l. Si el sulfato es menor puede permitirse 150 mg/l de magnesio.

Cuadro N 27. Normas bacteriolgicas de agua distribuida por tuberasA. Al entrar a la red de distribucin

A.1 Agua clorada o desinfectada

Coliformes totales0 UFC/100 ml

Coliformes fecales0 UFC/100 ml

A.2 Agua sin desinfectar (a)

Coliformes totales3 UFC/100 ml

Coliformes fecales0 UFC/100 ml

B. En la red de distribucin

En el curso del ao el 95% de las muestras no deben tener coliformes totales.

Ninguna muestra debe tener coliforme fecal.

Ninguna muestra debe tener ms de 10 coli totales como UFC/100 ml.

En ningn caso debe hallarse coliformes en 100 ml de dos muestras consecutivas.

Fuente: (OMS, 1972). (a). Las pruebas de control deben ser peridicas y frecuentes. La presencia coliformes en dos muestras consecutivas no debe aceptarse.

Cuadro N 28. Intervalos mximos entre tomas sucesivas de agua entrante al sistema de distribucin* y numero mnimo de muestras que deben analizarse para Pruebas bactereolgicas

Fuente: (OMS, 1972). * Se aplica a todos los abastecimientos pblicos de agua desinfectados o no.

Cuadro N 29. Lmite mximo de grmenes coliformes (expresado como UFC/100 ml) y tipo de tratamiento que debe recibir el agua para fines de abastecimiento.

Fuente: (OMS, 1972).

4.3. CUADROS COMPARATIVO DE RESULTADO DE ANALISIS DE LABORATORIO DE AGUA DE LOS MANANTIALES PARA AMBOS SECTORES

Cuadro N 30. Cuadro comparativo de resultados de Anlisis Qumico y bactereologico SECTOR 01- SECTOR 02.ANALISIS QUIMICO

CARACTERISTICAS ORGANOLEPTICAS

CARACTERISTICASConcentracin Mxima DeseableConcentracin Mxima AdmisibleANALISIS-SECTOR-01ANALISIS-SSECTOR-02

ASPECTOLIQUIDOLIQUIDOLIQUIDOLIQUIDO

COLOR 5 Und50 UndINCOLOROINCOLORO

OLORINODOROINODOROINODOROINODORO

SABORINSIPIDOINSIPIDOINSIPIDOINSIPIDO

CARACTERISTICAS FISSICO-QUIMICAS

CARACTERISTICASConcentracin Mxima DeseableConcentracin Mxima AdmisibleANALISIS-SECTOR-01ANALISIS-SSECTOR-02

PH7.0 - 8.56.5 - 9.28.18.2

CARACTERISTICAS QUIMICAS

CARACTERISTICASConcentracin Mxima DeseableConcentracin Mxima AdmisibleANALISIS-SECTOR-01ANALISIS-SSECTOR-02

Dureza Total como CaCO3100.00 mg/l500.00 mg/l32.14 mg/l23.76 mg/l

Alcalinidad como CaCO367.20 mg/l41.80 mg/l

Cloruros como Cl-200.00 mg/l600.00 mg/l27.29 mg/l25.83 mg/l

Sulfatos como SO4200.00 mg/l400.00 mg/l4.00 mg/l4.00 mg/l

Nitratos como NO3-10.00 mg/l45.00 mg/lNegativo mg/lNegativo mg/l

Calcio como Ca++75.00 mg/l200.00 mg/l14.35 mg/l7.92 mg/l

Magnesio como Mg++30.00 mg/l150.00 mg/l27.07 mg/l1.80 mg/l

SOLIDOS TOTALES73.20 mg/l72.30 mg/l

CONCLUSIONAPTOAPTO

ANALISIS BACTEREOLOGICO

CARACTERISTICASValor Maximo Permisible para agua sin desinfectarANALISIS-SECTOR-01ANALISIS-SSECTOR-02

Coliformes totales3 UFC/100 ml0 UFC/100 ml0 UFC/100 ml

Coliformes fecales0 UFC/100 ml0 UFC/100 ml0 UFC/100 ml

CONCLUSIONAPTOAPTO

Como se aprecia los anlisis de laboratorio muestran resultados dentro de los valores mximo deseables para ambos sectores los cuales los califica como APTO para consumo humano, adems segn el cuadro N 32, el agua para ambos sectores contiene menos a 50 UFC/100 ml de coliformes totales lo cual amerita una desinfeccin, por lo cual e opta por la cloracin del agua.

4.4. DESINFECCION DEL AGUAEl agua cruda en su estado natural, sea de origen superficial o subterrneo, no puede ser utilizada para la bebida sin un adecuado tratamiento, por no encontrarse lo suficientemente pura desde el punto de vista de su calidad sanitaria.Al pasar a travs del suelo o por la superficie de la tierra el agua se va contaminando y puede arrastrar organismos vivos, nocivos para la salud humana, como son bacterias, virus y parsitos.El tratamiento de desinfeccin, es siempre obligatorio para que el agua pueda ser distribuida al consumo. En el Pas el mtodo de desinfeccin autorizado por el Ministerio de Salud y la reglamentacin pertinente, es la cloracin.La cloracin consiste entonces en la adicin de cloro al agua, ya sea cloro puro o alguno de sus compuestos, en las dosis adecuadas para cumplir la normativa vigente respecto a la calidad bacteriolgica y a la concentracin de desinfectante activo residual que debe estar presente en todo punto de la red de distribucin de agua potable.

INDICADORES DE CONTAMINACINCorresponden a grupos de microorganismos que permiten clasificar el agua desde un punto de vista sanitario para sus diferentes usos.

Microorganismos indicadoresSon los generalmente llamados organismos indicadores de contaminacin o marcadores de la calidad sanitaria del agua. Organismos Indicadores: Bacterias coliformes totales. Su presencia indica una higiene insuficiente durante las distintas etapas del procesamiento de agua potable: captacin/produccin/almacenamiento/distribucin/manipulacin posterior. Organismos Index: Escherichia coli. Estn relacionados directamente con un riesgo potencial a la salud de los consumidores, ya que indican posible presencia de organismos patgenos, debido a contaminacin de tipo fecal.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CLORO COMO DESINFECTANTEVentajas Destruye los organismos causantes de enfermedades, realizando esta accin a la temperatura ambiente y en un tiempo relativamente corto. Es inocuo para el hombre y los animales, en las dosis utilizadas en la desinfeccin de las aguas. Deja un efecto residual que protege al agua potable de eventuales contaminaciones posteriores. Su concentracin en el agua potable es determinada fcilmente. Es de bajo costo, comparado con otros desinfectantes como el ozono o el dixido de cloro. En el agua de baja turbiedad y pH menor de 8 unidades, es muy eficaz contra las bacterias relacionadas con enfermedades transmitidas por el agua.

Desventajas Cuando existe turbiedad, los microorganismos adheridos a las partculas quedan protegidos y no son afectados por la accin del cloro. Es ineficaz contra los virus y los quistes de protozoos en las dosis, temperatura y tiempos de contacto normalmente usadas en la cloracin del agua para fines de potabilizacin.

PRODUCTOS QUMICOS MS UTILIZADOSExisten tres productos ampliamente utilizados, para llevar a cabo la cloracin de agua potable, dada sus propiedades desinfectantes: Hipoclorito de sodio NaOCl: Es un lquido transparente de color amarillo mbar. Posee una densidad aproximada de 1,2 g/cm3. Se suministra en bidones plsticos hasta de 50 litros o ms. Contiene cloro desde un 10% a 12%. Hipoclorito de calcio Ca(OCl)2. Es un producto seco, granulado o en polvo, de color blanco. Se comercializa en tambores metlicos o bolsas plsticas. Para su aplicacin se debe preparar una solucin. Contiene cloro alrededor dl 60% al 70% de cloro. Cloro Cl2: Es un gas amarillo verdoso a temperatura ambiente y presin atmosfrica. Se comercializa envasado en forma lquida a alta presin y baja temperatura, en cilindros o contenedores metlicos de acero. Contiene cloro al 100%.

DEMANDA DE CLOROAl agregar cloro o algn producto derivado de cloro al agua, se producen una serie de reacciones qumicas entre el cloro agregado y las sustancias o impurezas que contiene el agua.Dentro de estas reacciones de oxidacin/reduccin, el cloro se combina con: El nitrgeno amoniacal que pueda estar presente, para formar cloraminas, a las cuales se les denomina cloro combinado utilizable. Los aminocidos, sustancias protenicas, sustancias orgnicas y sustancias inorgnicas como (Fe, Mn, NO2, H2S), con los cuales produce distintos compuestos. Esta parte del cloro agregado, no es utilizable para la desinfeccin. La cantidad de cloro que debe aadirse en el proceso de desinfeccin, para alcanzar un nivel deseado de cloro residual en un determinado tiempo de contacto, se llama Demanda de cloro. La Demanda de cloro es propia de cada agua y se determina caso a caso en forma experimental, mediante ensayos de laboratorio. Como es lgico de esperar, por lo general, las fuentes de tipo subterrneo ejercen una menor demanda de cloro que las fuentes de tipo superficial.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PODER DESINFECTANTE DE CLOROEl poder desinfectante del cloro depende de varios factores entre los que se mencionan como los ms importantes: Tiempo de contacto Forma y concentracin de cloro residual Temperatura y PH del agua Algunos ejemplos:

CLORO RESIDUALEl cloro residual (tambin llamado cloro residual total), es la suma de cloro libre y cloro combinado, dentro de este ltimo se encuentran las Cloraminas: NH2Cl: Monocloramina NHCl2: Dicloramina NHCl3: Tricloruro de nitrgenoLas cloraminas tienen menos efectividad desinfectante y requieren un mayor tiempo de contacto que el cloro libre, por lo que cuando existe amoniaco en el agua tratada, es necesario trabajar sobre el punto de quiebre, para lograr una buena eficiencia del proceso.

CLORACION SOBRE EL PUNTO DE QUIEBRELa cloracin sobre el punto de quiebre consiste en aadir al agua tanto cloro como sea necesario para oxidar todo el amoniaco presente, dejando adems un residual de cloro libre, formado por HClO y ClO-. La razn principal para aadir cloro suficiente hasta obtener cloro residual libre, es que la desinfeccin desde el punto de vista germicida, se lograr con toda seguridad.La curva de cloracin sobre el punto de quiebre pasa por un mximo debido a la formacin de cloraminas y despus baja a un valor mnimo denominado Break point o punto de quiebre, donde las cloraminas se destruyen completamente por efecto del exceso de cloro.La adicin de cloro ms all del Break point, dar como resultado un aumento proporcional del cloro libre disponible, que indica que la demanda ha sido satisfecha.Esta curva es dependiente de cada tipo de agua.

CAPITULO IVLINEA DE CONDUCCION

1. GENERALIDADESLa lnea de conduccin es la parte del sistema que transporta el agua desde el sitio de la captacin hasta un tanque de regulacin, Planta potabilizadora o un crucero predeterminado de la red. Tambin se considera como parte de la lnea de conduccin al conjunto de conductos, estructuras de operacin y especiales y cruceros.Su capacidad se calcular con el gasto mximo diario (Qmd), o con el que se considere conveniente segn el sitio de procedencia.De los accesorios que se tienen que instalar junto con las lneas de conduccin, se debern tomar en cuenta las vlvulas de seccionamiento, vlvulas de aire, combinadas, de flotador, altitud, check, de alivio de presin, desfogues, etc., cuya ubicacin y cantidad variar de acuerdo al proyecto en cada caso.

2. CRITERIOS DE DISEOPara el diseo la tubera debe seguir, en lo posible, el perfil del terreno y su localizacin se escoge para que sea la ms favorable, con respecto al costo de construccin y las presiones resultantes. Nunca debe quedar completamente horizontal. Se debe tener especial atencin en la lnea de gradiente hidrulico, ya que mientras ms cercana est la conduccin a esta lnea, la presin en los tubos es menor; esta condicin puede traer como consecuencia un ahorro en el costo de la tubera. En ocasiones, las altas presiones internas se pueden eliminar rompiendo la lnea de gradiente hidrulico con la instalacin de almacenamientos auxiliares, como embalses cajas rompedoras de presin. La velocidad en la tubera debe ser lo suficientemente grande para prevenir que se depositen sedimentos en ella, considerando la mnima de 0.60 m/s y una velocidad mxima de 3 m/s para tubos de concreto y de 5 m/s para tubos de asbesto cemento, acero y PVC.En el caso de que tenga que colocarse la tubera superficial, deber ser de acero similar, considerando la construccin de atraques especiales.Se colocaran vlvulas de expulsin de aire cuando haya cambio de direccin en los tramos con pendiente positiva, en los tramos con pendiente uniforme se colocaran como mximo cada 2.0km. Generalmente, en conducciones a presin, las estructuras de proteccin ms importantes son las cajas rompedoras de presin. En conducciones muy largas es recomendable y en ocasiones obligado, utilizar estas estructuras con la finalidad de mejorar el funcionamiento hidrulico de la conduccin. Se debe evitar pendientes del 30 % para evitar velocidades excesivas.

3. DISEO DE LA LINEA DE CONDUCCION3.1. CAUDAL DE DISEOPara el diseo de lneas de conduccin se utiliza el caudal mximo diario para el perodo del diseo seleccionado.

3.2. CARGA ESTATICA Y DINAMICALa Carga Esttica mxima aceptable ser de 50 m y la Carga Dinmica mnima ser de 10 m.

Figura N 09. Cargas estticas y dinmica