MEMORIAS DESCRIPTIVASTEMA: CAPTACION Y CONDUCCION PARA PROYECTOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.

INTRODUCCION:El presente proyecto trata de abastecimiento de agua potable para una comunidad ubicada en la costa Ecuatoriana en la provincia de Santa Elena parroquia Atahualpa en donde es clima es clido, esta comunidad tiene una poblacin actual de 2196 habitantes.

Para diseo de la poblacin futura se calculo por medio de los mtodos lineal, geomtrico , logartmico y wappus donde de estos sacamos un promedio de poblacin proyectada a 20 aos, despus de haber calculado esa poblacin la consideramos poblacin futura luego de eso determinamos que tipo de tanque vamos a utilizar si: es de distribucin o tanque elevado y calculamos el volumen total de dicho tanque una vez obtenido el volumen procederemos a calcular los dimetros de impulsin y succin de la tubera, y finalmente calculamos los caudales de diseo de nuestro proyecto.

Por cuestiones de terreno y para tener una buena distribucin se adopt por crear un sistema de tanque de reserva (alimentacin por gravedad).

1.- DESCRIPCION DEL PROYECTO

GENERALIDADES:

La ejecucin del diseo se lo ha realizado de acuerdo a la informacin suministrada por los diseadores del proyecto. Las memorias que a continuacin se detallan se refieren al diseo de agua potable del sector el ATAHUALPA- la cual est ubicada en la provincia de SANTA ELENA. El estudio comprende lo siguiente:

El proyecto consiste en Disear el sistema de bombeo de una Poblacin ubicada en la regin de la costa, la comunidad tiene una poblacin actual de 2196 hab. Posteriormente la poblacin de diseo se calculara con 4 mtodos estudiados, a partir de los datos obtenidos de los censos anteriores.1.2. OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVOS GENERALES

Las presentes normas son aplicables a los estudios y reconocimiento de los sitios destinados a la construccin de las obras de captacin y conduccin de aguas para consumo humano.

1.2.2 OBJETIVO ESPECIFICO

Mejorar la calidad y aumentar la cantidad de agua para el consumo humano y el uso domiciliar para todos los miembros de la comunidad. Contribuir a la disminucin de los casos enfermedades de origen hdrico.

Capacitar un Comit de Agua Potable y Saneamiento en la comunidad para mantener la infraestructura y la administracin del proyecto en una manera auto-sostenible.

Preservar y proteger las cuencas que aportan agua a esta comunidad.

Capacitar a la comunidad sobre salud e higiene para que se beneficien lo mas plenamente de su suministro de agua potable.

2.- SISTEMA DE AGUA POTABLE:

2.1.- Generalidades.-

El sistema de agua potable comprende principalmente la red de distribucin de agua potable y las vlvulas que permiten operar y dar mantenimiento. Las tuberas de la red de distribucin han sido calculadas de acuerdo a la dotacin

2.2.- Poblacin.- El presente proyecto trata del diseo de la Red de Distribucin de Agua Potable, obra de captacin y tanque de reserva, la fuente de abastecimiento ser superficial (ro).

La comunidad para el abastecimiento de AA.PP, cuenta con una poblacin actual de 2196 Habitantes, posteriormente se considerara un periodo de Diseo de 20 aos y la poblacin proyectada al periodo de Diseo adoptado, se calcular por los diferentes mtodos especificados que son los siguientes:

Mtodo Logartmico Mtodo Geomtrico

Mtodo Lineal

Mtodo Wappus

La poblacin proyectada cada cinco aos con los diferentes mtodos al ao 2034, resulto de 4599 habitantes

DATOS DE REGISTROS DE CENSOS.

CENSOS POSTERIORES

AOSPOBLACION

1959412

1972735

1985956

19941234

20071800

20152196

2.3.- Consumo.-

El consumo de agua potable se estableci considerando una demanda en funcin del nmero de Habitantes y aplicando una dotacin de 170 Lts/hab x daDOTACIN DE AA.PP

POBLACINCLIMADotacin Media Futura (Lt/hab. Dia)

Hasta 5000 hab.Frio120 - 150

Templado130 - 160

Clido170 - 200

De 5000 hab. A 50000 hab.Frio180 - 200

Templado190 - 220

Clido200 - 230

Ms de 50000 hab.Frio> 200

Templado> 220

Clido>230

El caudal de Diseo es de 31.60 Lt/ Seg se adoptara para combatir el incendio tres hidrantes cada uno de 5 Lt/seg, el tiempo para combatir el incendio ser de 2 horas.2.4.-Trazado de la Red de Distribucin.-

El trazado de la red, parte de la conexin con la tubera de PVC del que pasa al frente de la va y que ser proporcionado por la empresa encargada.

3. MARCO TEORICO

3.1Perodo de diseo. Lapso durante el cual una obra o estructura puede funcionar sin necesidad de ampliaciones.

3.2Vida til. Lapso despus del cual una obra o estructura puede ser reemplazada por inservible.

3.3Poblacin futura. Nmero de habitantes que se tendr al final del perodo o etapa de diseo.

3.4Dotacin. Caudal de agua potable consumido diariamente, en promedio, por cada habitante. Incluye los consumos domstico, comercial, industrial y pblico.3.5Captacin. Estructura que permite incorporar la cantidad necesaria de agua desde la fuente de abastecimiento hacia el sistema de agua potable.

3.6Toma. Conjunto de dispositivos destinados a desviar el agua de la fuente hacia los elementos que constituyen la captacin.

3.10Conduccin a gravedad. Estructura que permite el transporte del agua utilizando la energa hidrulica.

3.11Flujo a presin. Se obtiene cuando la gradiente hidrulica est sobre la corona del tubo de conduccin.

3.12Flujo a superficie libre. Se obtiene cuando la gradiente hidrulica y la superficie del lquido dentro de un conducto coinciden.

3.13Conduccin por bombeo. Estructura con flujo a presin en la cual la energa necesaria para la circulacin del agua es provista por una bomba.

3.14Vertiente. Afloramiento de agua subterrnea que aparece en la superficie por diferentes causas.

3.15Conduccin. Conjunto de conductos, obras de arte y accesorios destinados a transportar el agua procedente de la fuente de abastecimiento, desde el lugar de la captacin hasta los tanques de almacenamiento o la planta de tratamiento.4. DISPOSICIONES GENERALES4.1Bases para el Diseo de un Sistema de Agua Potable

4.1.1Clasificacin de los sistemas de agua potable.

4.1.1.1Los sistemas de abastecimiento debern proyectarse considerando:

que los recursos hdricos destinados al consumo humano tienen la primera prioridad;

la preservacin y utilizacin mltiple de los recursos hdricos;

la cooperacin y coordinacin con los distintos organismos usuarios del agua;

las posibles expansiones consideradas en los planes regionales y nacionales de desarrollo, en lo referente a expansin urbanstica, administrativa e industrial de las ciudades y poblaciones a servir con el proyecto.

Bajo estas consideraciones es aconsejable planificar y disear simultneamente los sistemas de agua potable y alcantarillado.

En la planificacin de sistemas de abastecimiento de agua potable, se debe considerar la utilizacin de obras de conduccin ya construidas, previa la debida justificacin tcnica, econmica y la calificacin sanitaria de dichas obras.

4.1.2Perodo de diseo

Los sistemas de abastecimiento de agua potable deben garantizar la rentabilidad de todas las obras del sistema durante el perodo de diseo escogido.

Se debe estudiar la posibilidad de construccin por etapas de las obras de conduccin, redes y estructuras; as como tambin prever el posible desarrollo del sistema y sus obras principales, por sobre la productividad inicialmente estimada.

En general se considera que las obras de fcil ampliacin deben tener perodos de diseo ms cortos, mientras que las obras de gran envergadura o aquellas que sean de difcil ampliacin, deben tener perodos de diseo ms largos.

En ningn caso se proyectarn obras definitivas con perodos menores que 15 aos.

Para obras de ampliacin, el perodo de diseo se escoger dependiendo del caso5.- DESARROLLO DE TRABAJOPOBLACION DE DISEO

BASE DE DISEO.

METODO LINEALPOBLACION PROYECTADA

AOSPcik2020202520302035

196441234,9802370,9022545,8042720,7062895,608

197473535,6342374,1712552,3412730,5122908,683

198495640,0002396,0002596,0002796,0002996,000

1994123445,8102425,0482654,0952883,1433112,190

2004180036,0002376,0002556,0002736,0002916,000

20152196

SUMATORIA11942,12012904,24113866,36114828,481

PROMEDIO2388258127732966

METODO GEOMETRICOPOBLACION PROYECTADA

AOSPcir2020202520302035

19644120,033362587,5033048,8033592,3444232,788

19747350,027062509,5812867,9413277,4723745,484

19849560,027192511,2292871,7083283,9323755,330

199412340,027832519,0202889,5553314,5943802,154

200418000,018242403,7362631,1242880,0223152,465

20152196

SUMATORIA12531,06914309,13016348,36418688,220

PROMEDIO2506286232703738

METODO LOGARITMICOPOBLACION PROYECTADA

AOSPciK2020202520302035

19644120,05788

19747350,02629

19849560,02553

199412340,03775

200418000,01808

20152196

SUMATORIA0,16553

K PROMEDIO0,0332631310436634322

METODO DE WAPPUSPOBLACION PROYECTADA

AOSPcii2020202520302035

19644122,682552729,4413808,5256016,82413072,079

19747352,431542510,7173013,8883701,6934698,588

19849562,538072483,8542927,1343501,5624275,444

199412342,671112471,0862883,9073400,2554064,660

200418001,801802362,5002591,2092846,5123133,333

20152196

SUMATORIA12557,59815224,66319466,84629244,104

PROMEDIO2512304538935849

LA POBLACION PROYECTADA A 20 AOS SERA

METODOSPROYECCION A 20 AOS

METODO LINEAL2966HAB

METODO GEOMETRICO3738HAB

METODO LOGARITMICO4322HAB

METODO DE WAPPUS5849HAB

TOTAL16874HAB

PROMEDIO4219HAB

clima calido

DOTACION MEDIA FUTURA170lts/h.d

POBLACION DE DISEO4219hab

GRAFICA DE PROYECCIONES FUTURAS

CALCULO DEL VOLUMEN DEL TANQUE ELEVADO

tiempo de bombeo8horas

periodo de diseo20aos

METODO ANALITICOHorasC % C%S% S%(S-C)% (S-C)%V %

0 a 11100-1-115,5

1 a 21200-1-214,5

2 a 31300-1-313,5

3 a 41400-1-412,5

4 a 52600-2-610,5

5 a 641000-4-106,5

6 a 79,519,512,512,53-79,5

7 a 8827,512,5254,5-2,514

8 a 9734,512,537,55,5319,5

9 a 10438,512,5508,511,528

10 a 11341,5050-38,525

11 a 125,547050-5,5319,5

12 a 13956050-9-610,5

13 a 14561050-5-115,5

14 a 15364050-3-142,5

15 a 162,566,5050-2,5-16,50

16 a 17369,512,562,59,5-79,5

17 a 183,57312,5759218,5

18 a 1957812,587,57,59,526

19 a 2098712,51003,51329,5

20 a 218,595,50100-8,54,521

21 a 22297,50100-22,519

22 a 231,5990100-1,5117,5

23 a 2411000100-1016,5

GRAFICA DE VOLUMENES

EL MAYOR SUPERAVIT SE PRESENTA A LAS 10 A-A(50-36)%11,5%

EL MAYOR DEFICIT SE PRESENTA A LAS 16B-B(67-50)%16,5%

V =28%

K11,3

K22

incremento1,2

lts/sm3/dia

cmd8,301717,164

CMD10,791932,313

CMH16,6011434,327

Vd=313.257m3

VOLUMEN DE INCENDIONUMERO DE HIDRANTES3

CAUDAL DE CADA HIDRANTE5lts/s

TIEMPO DE DURACION2horas =7200s

Vi=72000lts

Vi=72m3

VOLUMEN DE EMERGENCIA

Ve=96.314m3

VT=481.571m3

ESQUEMA DE TANQUE ELEVADO

SISTEMA DE BOMBEO

DATOS

Poblacin actual2196habit

Poblacin futura4219habit

Dotacin media futura170lts/hab.dia

Tiempo de bombeo8horas

Periodo de diseo20aos

K11,3

K22

SABIENDO QUE:

lts/s

cmd8,3005

CMD10,7907

CAUDAL DE DISEO

X=0,333333333

Qdlts/sm3/s

32.3720,03237

DIAMETRO DE LA TUBERIA DE IMPULSION

mpulg

Di=0,1787,00i =7"

i =17,78cm

i =0,1778m

Ai=0,0248m2

Q=0,0324m3/s

Vi=1,3039m/s

SE CUMPLE 1.00Vi3.00

DIAMETRO DE LA TUBERIA DE SUCCION

CONDICIONSI

SI ADOPTAMOS UN S =8"

As=0,0324m2s =8"

Q=0,0324m3/ss =20,32cm

Vs=0,9983m/ss =0,2032m

Entonces el sistema seria:s =7"

i =8"

Sumergencia S

S min=0,50m

S=0,61M

CALCULO DE LA ALTURA DINAMICA DE SUCCION

ALTURA ESTATICA TOTAL

ALTURA ESTATICA DE SUCCION ( DIFERENCIA DE COTAS)16,5-13,5 =3m

SUMERGENCIAS=0,61m

ALTURA ESTATICA TOTAL DE SUCCIONHs=3,61m

PERDIDA DE LA CARGA DE SUCCION

CALCULOS POR LONGITUD EQUIVALENTE:

ACCESORIOSLongitud equivalente

VALVULA DE PIE CON COLADERA52,00m

CODO = 8" X 90 RADIO CORTO:6,40m

ENTRADA NORMAL:3,50m

LONGITUD EQUIVALENTE POR ACCESORIOS:61,90m

LONGITUD DE TUBERIA HORIZONTAL:2,30m

LONGITUD TOTAL EQUIVALENTE POR SUCCION

Ls=67,81M

PERDIDA DE LA CARGA UNITARIA

Para tuberia PVC, el coeficiente de rugosidad

C=

150

J=

0.0041m/m

Rs=

0,28

m

CALCULO DE LA ALTURA DINAMICA DE IMPULSION

ALTURA ESTATICA DE IMPULSION ( DIFERENCIA DE COTAS)61,00 -16,5 =44,50M

Hi=44,50M

PERDIDAS DE CARGAS EN LA IMPULSION (8")

CALCULO DE LA PERDIDA DEBIDO A LA EXPANSION CONCENTRICA DE 6" A 8"

EN LA TABLA, PARA EXPANSION GRADUALK=0,30

RELACION DE DIAMETROS: D2/D1=8/6=1,3333

POR LO TANTO Ki= 0.30x1.3333=0,40

hfl=0,0347m

PERDIDAS DE CARGA DE OTROS

ACCESORIOSLongitud equivalente

VALVULA DE RETENCION HORIZONTAL 8"(PESADA)25,00M

VALVULA DE COMPUERTA :1,40M

CODOS DE 8" X 454x3=12,00M

CODOS DE 8" X 903x6.40=19,20M

Suman=57,60M

LONGITUD REAL DE LA TUBERIA DE IMPULSION

L=92.6M

LONGITUD EQUIVALENTE TOTAL DE IMPULSION = 57.60+100,93Le=150.2M

PERDIDA DE LA CARGA UNITARIA

UTILIZANDO LA FORMULA RESPECTIVA J=0,00410m/m

RESULTA EL MISMA CARGA UNITARIA POR TRATARSE DEL MISMO DIAMETRO

PERDIDA DE CARGA TOTAL EN LA IMPULSION

Ri=0,65M

ALTURA DE VELOCIDAD EN LA DESCARGA:

hf=0,087M

ALTURA DINAMICA TOTAL

H=49.12M

POTENCIA DE LA BOMBA

P=17,81

E=84%

distribucin de caudal proporcional a la longitud alimentada

TRAMOSL NODOS mL ALIMENTADAL TOTALCAUDAL

AB232231,1463,18,5182937

BC248851,391099,3926,3920319

AD2481068,331316,3331,5999085

CD234535,45769,4518,4714696

DE278800,751078,7525,8965467

CF250849,381099,3826,3917919

EF228656,66884,6621,2372088

17184993,066711,06158,507251

demanda en nudos

NudoQ DOMESTICOQ INCENDIOQNUDOQ INGRESO

A8,518293698513,5182937173,507251

B26,39203191531,3920319

C31,5999084631,5999085

D18,4714695918,4714696

E25,89654665530,8965467

F26,3917918526,3917919

G21,2372087721,2372088

173,507251

DETERMINACION DE LOS DIAMETROS PROVISIONALES

12345678910

TRAMOLONGITUDQd (l/s)S(%)DIAMETRO (m)DIAMETRO (pulg)DIAMETRO ADOPTADO (pulg)DIAMETRO ADOPTADO INTERNO (m)Qo (l/s)Vo (m/s)

1-271,221,500,900,0642,5380,203232,491,00

2-369,771,500,900,0642,5380,203232,491,00

3-4112,41,500,900,0642,5380,203232,491,00

4-586,561,760,850,0692,7180,203231,580,97

5-1060,352,150,800,0752,9580,203230,640,94

6-771,221,500,900,0642,5380,203232,491,00

7-869,772,690,700,0843,3080,203228,660,88

8-9113,454,450,500,1084,2480,203224,220,75

9-1092,66,880,700,1194,6980,203228,660,88

10-1552,110,220,600,1425,6080,203226,530,82

11-1270,621,500,900,0642,5380,203232,491,00

12-1373,691,760,850,0692,7180,203231,580,97

13-14113,453,130,600,0913,5980,203226,530,82

14-1592,65,770,600,1154,5280,203226,530,82

15-2164,0216,960,400,1857,30100,25439,280,78

16-1742,141,500,900,0642,5380,203232,491,00

17-1872,131,500,900,0642,5380,203232,491,00

18-1975,591,970,850,0722,8380,203231,580,97

19-20113,953,520,600,0953,7580,203226,530,82

20-2195,715,370,500,1164,5580,203224,220,75

21-226023,020,500,1997,85100,25443,910,87

REGIMEN DE FLUJORc/DsK

Subcritico NF30,05

Supercritico NF>1,1 6-80,4

8-100,2

>100,05

CALCULO DE LAS MALLAS POR EL METODO DE HARDY CROSS111121314151617181920

TRAMOQ/QoV/Vod/DR/RoH/DV (m/s)V/2gR (m)(N/m)d (m)

1-20,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

2-30,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

3-40,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

4-50,060,4730,1960,4810,1280,4610,0110,0242,0370,040

5-100,070,4920,210,510,1400,4650,0110,0262,0330,043

6-70,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

7-80,090,520,2320,5540,1610,4600,0110,0281,9330,047

8-90,180,6430,3230,7290,2360,4800,0120,0371,8160,066

9-100,240,6870,3790,8240,280,6070,0190,0422,8740,077

10-150,390,7870,4880,9920,3810,6440,0210,0502,9660,099

11-120,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

12-130,060,4730,1960,4810,1280,4610,0110,0242,0370,040

13-140,120,570,270,630,1880,4660,0110,0321,8840,055

14-150,220,6720,3620,7950,2660,5500,0150,0402,3770,074

15-210,430,810,5161,0280,4080,6280,0200,0652,5620,131

16-170,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

17-180,050,4530,1820,4490,1160,4540,0110,0232,0140,037

18-190,060,4730,1960,4810,1280,4610,0110,0242,0370,040

19-200,130,580,280,650,1970,4750,0110,0331,9440,057

20-210,220,6720,3620,7950,2660,5020,0130,0401,9810,074

21-220,520,860,5761,0940,4720,7450,0280,0693,4070,146

RESUMEN

Para nuestro proyecto se ha tomado una parroquia de la provincia de Santa Elena, con una poblacin de 2196 en la actualidad para el abastecimiento de agua potable con sus respectivos diseos y clculo para un periodo de 20 aos de vida til del proyecto.

Se tuvo que hacer un estudio socio econmico de la zona tomando datos de censos anteriores del sector, para determinar la tasa de crecimiento se investig en la pgina del INEC y esto permite estimar una probabilidad de la poblacin futura proyectada mediante la aplicacin de mtodos tales como; lineal, geomtrico, logartmico y wappus.

Aplicando estos mtodos se lleg a obtener un resultado promedio de la poblacin futura; dando el valor de 4955 habitantes proyectado a 20 aos.

Se estudi la topografa de la zona para analizar los posibles diseos en aplicar, optando el de mayor eficiencia y mayor ahorro econmico en la inversin, y asi se determin el uso de sistemas de bombeo y de tanque elevado para la distribucin del agua potable.En base a investigacin a tablas y normas se tom el consumo futuro y se calcul el consumo medio diario y a su vez tambin el consume mximo diario y consumo mximo horario proyectado.

Teniendo los datos de los consumo se realiz el clculo del tanque de succin y el tanque elevado de la poblacin, en base al diseo que se adopt para nuestro proyecto.

Se realiz el clculo del sistema de bombeo y altura dinmica con todos los parmetros, normas e investigaciones explicadas en este documento.Se realiz el clculo de la potencia de la bomba en base a los resultados del sistema de bombeo.

La red de distribucin con todos sus clculos, dimetros y caudales son especificados mediante planos aprobados con anterioridad. ANEXOS:

PLANOS

Cmd QUOTE ( lts/S)

Vd QUOTE

CMD QUOTE K1.Cmd

Vi QUOTE

Ve QUOTE

Qd QUOTE

X QUOTE

X QUOTE

Di QUOTE

A QUOTE

Q QUOTE

S QUOTE s +0.10

Ls= 3.61m+61.90m+2.30m

hf1 QUOTE

hfl=(0.40)(0.8126)^2/(2(9.81) )

Ri= (J x le ) + hfl

Ri= (0.0048 x 150.20 ) + 0.024

hf QUOTE

H= Hs+Hi+Rs+Ri+hf

P QUOTE

22