Municipalidad Distrital de Sinsicap

Municipalidad Distrital de Sinsicap2011

DISEO DE REDES DE DESAGE

PROYECTO: "MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA Y ALCANTARILLADO DEL CASERIO PURRUMPAMPA SINSICAP- OTUZCO- LA LIBERTAD"

I. CALCULO DE LA POBLACIN FUTURA

PERIODO DE DISEO

Se denomina as, al horizonte en el tiempo para el cual se denomina el sistema, de acuerdo con las proyecciones de perspectivas del desarrollo del rea en proyecto, se definirn etapas de construccin de las obras sin perder la objetividad del conjunto.

El periodo de diseo se encuentra ligado a las proyecciones de crecimiento de la poblacin, como las caractersticas de los componentes del sistema.

El Perodo de Diseo ser de 20 aos.

POBLACIN DE DISEO

Corresponde al nmero de habitantes que tendrn acceso al servicio directo del Sistema de alcantarillado, constituyendo el parmetro bsico para el diseo del sistema.

Los clculos de proyeccin de poblacin, deben adaptarse a la tendencia de crecimiento en el pasado y a las perspectivas de desarrollo de la comunidad, de acuerdo con los recursos naturales disponibles en el rea, cuidando de no sobreestimar esas posibilidades, con riesgo de sobredimensionar el sistema.

Deber analizarse cual de las tendencias siguientes se adapta a las caractersticas de la localidad.

El crecimiento poblacional que vamos a adoptar de habitantes por vivienda en este sector, ser de 6 hab. / Vivienda.

Actualmente en la zona de estudio existen 88 viviendas, entonces la poblacin actual es:

Po = Densidad por viviendas

Po = 6 Habitantes x 88 viviendas

Po = 528 habitantes.

Para el clculo de la poblacin de diseo se usar el mtodo geomtrico:

Pf = Po (1 + r) t

Donde:

Pf = Poblacin Futura

Po = Poblacin actual (216 habitantes)

r = Tasa de crecimiento anual (2.25%)

t = Periodo de diseo (20 aos)

La Tasa de crecimiento 1993 de purrumpampa es de 6.29% la Distrital, la misma que el proyectista considera un valor alto. Por lo que se tom en cuenta la tasa de crecimiento establecida por el INEI en el ltimo censo. (1.50%) considerando que el rea a servir est entrando en un proceso de saturacin.

Pf = 528 x (1 + 2.25%) 20Pf = 823.95 habitantes.

II. SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLANTEAMIENTO GENERAL

En el presente proyecto desarrollar una red que recibir solo las aguas residuales.

Descripcin actual del sistema: Actualmente el sector en estudio no cuenta con sistema de alcantarillado.

PARMETROS DE DISEO

Documentacin que contamos para el diseo de la red:

Plano Topogrfico del rea a servir, con curva de nivel a cada metro, identificando las calles, definicin de lotes.

Perfil Longitudinal de eje de las calles

Porcentaje de contribucin de agua al desage C: La cantidad de agua de desage, que es recibida por la red no es igual a la cantidad con la que es abastecida el rea en estudio. La relacin entre el volumen de desage y el volumen de agua abastecida o factor de reingreso, pueden variar entre 0.70 y 1.30 teniendo en cuenta los tipos de abastecimiento de agua.

El cuadro N 01 indica la relacin de desage Agua Potable para diversos pases y la fuente de procedencia.

Tabla N 01 Factor de reingreso o Relacin Desage Agua Potable

PAISC

% de Contribucin DesagePROCEDENCIA

PERU0.80

0.90Ministerio de Vivienda

SEDAPAL LIMA

BRASIL0.78 0.85Compaa de Tecnologa de Saneamiento Ambiental CETESA

VENEZUELA0.80Instituto de Normas sanitarias

ESTADOS UNIDOS0.60 0.70Instituto de Normas Sanitarias Fair & Geyer

En este proyecto Tomamos como valor de C = 80% correspondiente a las normas del RNE.

Variacin de Caudales o consumo: Las variaciones de caudales de desage son menores a las variaciones del sistema de abastecimiento de agua potable, debido a que parte del agua de consumo no va a la red de desage, a que las infiltraciones atenan las variaciones del agua de consumo que no va a la red de desage y debido al efecto de escurrimiento de las conductas libres que regularizan los caudales disminuyendo los mximos y elevando los mnimos. Cuando no hay estudio de las variaciones de los caudales de desage se utilizan las mismas relaciones de variacin que de los sistemas de abastecimiento.

Considerando el tipo de poblacin, clima y costumbre de los pobladores se ha asignado una dotacin de 120 litros por habitante y por da, para clima fro.

Gasto Promedio de Desage Qp: Provienen del consumo diario de agua y puede ser hallado en forma similar afectndolo por el factor de reingreso llamado tambin porcentaje de contribucin. Se emplea la siguiente expresin:

P x D x C

86400

Donde:

Qp = Gasto promedio de desage (lts./ seg.)

P = Poblacin Futura (338 Habitantes)

D = Dotacin o contribucin per. cpita (120 l/hab/dia)

C = Factor de reingreso o porcentaje de contribucin (%), 80%

Qp = (823.95 hab) x (120 lts./hab./da) (0.80) / 86400

Qp = 0.916 l.p.s.

Gasto mximo diario de desage Qmd: Se calcula basndose en el caudal afectado por un factor K1 llamado coeficiente de variacin diaria. La relacin a emplear:

Qmd = Qp x K1

Donde:

Qmd = Gasto mximo diario (lts./ seg.)

Qp = Gasto promedio de desage (lts./ seg.)

K1 = Coeficiente de variacin (1.30)

Qmd = 0.916 l.p.s. x 1.30

Qmd = 1.191 l.p.s.

Gasto mximo horario de desage Qmh: Es el caudal mximo de desage Qmh en una determinada hora y que se emplea para el clculo de red de colectores.

Puede ser hallado en funcin del caudal promedio:

Qmh = Qp x K1 x K2

Donde:

Qmh = Gasto mximo horario (lts./ seg.)

Qp = Gasto promedio de desage (lts./ seg.)

K1 = Coeficiente de variacin (1.30)

K2 = Coeficiente de variacin (1.80)

Qmh = 1.191 l.p.s. x 1.30 x 1.80

Qmh = 2.79 l.p.s.

Caudales de infiltracin Qinfi. Caudal de Infiltracin: El agua del subsuelo puede penetrar a los conductos de desage, debido a que trabajan como canales abiertos. Esta infiltracin puede realizarse a travs de las uniones, roturas, paredes de los buzones o tapas de ellas.

Segn las normas del ministerio de salud estima los siguientes valores:

Buzones 380 lts./ da / Buzn (0.0046 lts./seg./Buzn)

Colector 20,000 lts./da /Km. (0.231 lts/seg./Km.)

Para Tubera:Q inf-col = (20,000 lts./ da/ Km.)*2.4791 / 86400

Qinf-col = 0.574 lts/seg.

Para Buzones:Q inf-buz = (380 lts./ da/ Buzn)*41 Buzones / 86400Q inf-buz = 0.180 lts/seg.

Aporte de Precipitacin pluvialDe acuerdo a los datos estadsticos de precipitacin obtenidos de zonas similares al rea en estudio se ha determinado un precipitacin media de 9.20 mm/dia.

Usando la frmula de Berki Ziegler obtenemos el valor de contribucin.

Qlluvia = 0.022 E*A*P* (S/A)

Donde:E: Coeficiente medio de flujo = 0.30

A: rea drenada (Ha) = 16.38 HaS: Pendiente media del terreno (o/oo)

P: Precipitacin media (cm/hora)

Cuadro N 02 . Valores usuales de E

DESCRIPCINE

reas densamente pobladas0.70 0.75

Zonas residenciales comunes0.50 0.65

Zonas Sub Urbanas0.30 0.45

Campos de Cultivo0.20 0.30

Parque y jardines0.15 0.25

Qlluvia = 0.022 0.30*16.38*0.0038* (172.00/16.38)Qlluvia = 1.331 lts/seg.Calculo del Caudal de Diseo Qd

Qd = Qmh + Q inf. Tubera + Q inf. Buzn + Qlluvia

Donde :

Qp = Caudal de diseo (l.p.s.)

Qmh = Caudal Mximo horario (l.p.s.)

= 2.79 L.p.s.

Qinf. Tubera = Caudal de Infiltracin por tubera= 0.574 L.p.s.

Qinf. = Caudal de Infiltracin por buzn

= 0.180 L.p.s.

Qlluvia = Caudal por aporte de lluvia

= 1.331 L.p.s.

Entonces:

Qd = 4.875 l.p.s. Caudal UnitarioEl caudal unitario es coeficiente utilizado, para el clculo de una red de desage y se expresa por metro lineal de tubera o por metros cuadrados de rea a drenar.

Las determinaciones del caudal unitario sirven para hallar los caudales que aporta cada tramo al colector, se puede determinar la forma en funcin de la longitud de la tubera.

Qu = Qd. / L

Donde.

qu = Caudal unitario (l.p.s)

Qd = Caudal de diseo (l.p.s.)

L = Longitud Total de la tubera (m)

Qu = 4.895 / 2479.13

Qu = 0.00197 l.p.sIII. SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

Los sistemas de alcantarillado se disean y construyen de acuerdo a una serie de condiciones locales, de cada ciudad por lo que su concepcin tcnico econmico es muy variable. Este sistema ser diseado para el agua residual de tipo domstico, infiltracin y lluvia.

Ver Clculo de tubera en: Calculo hidrulico de la red de alcantarillado

A continuacin se detallan los componentes de un sistema de alcantarillado.

CONEXIONES DOMICIALIARA

Conexin domiciliaria es la tubera que conduce las aguas servidas de las viviendas hasta el colector que pasa por la calle.

En nuestro caso, recomendamos un dimetro mnimo de 4. La ejecucin de la conexin domiciliaria normalmente es efectuada a solicitud del interesado, pero en este caso se proyecta en conjunto.

BUZONES

Son estructuras que forman parte de los sistemas de aguas servidas y/o pluviales, permitiendo la inspeccin y limpieza y desatoros de los colectores.

Son llamadas tambin cmaras de inspeccin, y se proyectarn en los siguientes casos :

En el inicio de todo colector.

En todos los empalmes de colectores.

En los cambios de direccin.

En los cambios de pendiente.

En los cambios de Dimetro de tubera.

En los cambios de material de las tuberas.

La distancia entre cmaras de inspeccin y limpieza consecutivas esta limitada por el alcance de los equipos de limpieza, la separacin mxima depende del dimetro de la tubera.

Cuadro N 03

Espaciamiento Mximo entre colectores de acuerdo al dimetro.

DimetroDistribucin Mxima

Entre Buzones (mts)

Pulg.mm

4100 mm60

6150 mm60

8200 mm80

10 12250 300 mm100

> 12> 300 mm150

Forma y Dimensiones : Los buzones estn constituidos de tres partes:

La Base o solado, cuerpo a pared y el cono superior; el solado y techo sern de 0.20m y la parte del cuerpo ser de forma cilndrica construida de concreto ciclpeo o armado

Las bases se proyectan in situ de concreto armado para buzones con altura mayo de 3mts. o sin armado para alturas menores de 3mts.

En los buzones las canaletas de la base o solado debern tener forma y pendiente igual que la de los colectores que lleguen al buzn. Adems se debe considerar una pendiente de 25% entre el borde de la media caa y las paredes laterales de la cmara.

El dimetro del buzn variar funcin a la altura proyectada del buzn de los colectores, de acuerdo a los siguientes requisitos. Profundidad Mnima = 1.00

Dimetro Interior

Tuberas de hasta 800 mm

: 1.20 m.

Tuberas de hastas 1200 mm

: 1.50

Altura de Buzn

Buzn con alturas de 1.20m hasta 3.00 : 1.20 m.

Buzn con altura mxima de 3 mts : 1.50 m La parte superior deber contar con una tapa de acceso o entrada que consiste en un cono concntrico o excntrico que termina en un dimetro no menor de 0.60 m. donde se apoya la tapa de ingreso que puede ser de fierro fundido o de concreto armado.

En los buzones de inspeccin de ms de 2 mts de profundidad podr aceptarse tuberas que no lleguen al nivel del fondo, siempre y cuando su llegada sea de 1.00 m a mas sobre el fondo de la cmara de inspeccin. COLECTOR

El colector en forma general evacua las aguas residuales. Debe cumplir ciertos requerimientos tcnicos del proyecto y construccin del sistema por su importancia tcnica y econmica.

Los requisitos tcnicos estn referidos a:

Gastos

Dimetros

Profundidad

Tensin tractiva Pendiente

Tirante

Gasto : La capacidad del sistema se disear de acuerdo a los caudales establecido en el en el consumo.

Dimetro mnimo : El Dimetro mnimo de los colectores sanitarios es establecido de acuerdo a las condiciones locales.

El Valor Mmimo de la Tubera principal ser de 150 mm y en Ramales que recolectan aguas servidas de 01 vivienda de 100 mm.

Profundidad: El colector se instalar a una profundidad mnima de tubera de 1.00 m sobre la clave de la misma. Tiene que permitir el drenaje de todos los lotes que dan frente a la calle.

Pendiente mxima y mnima: Las pendientes mnimas de diseo, de acuerdo a los dimetros y para las condiciones de tubo lleno son aquellas la tensin tractiva superior a 1 paPara la eleccin de las pendientes del colector se debe tener presente los siguiente:

Si la pendiente del terreno es mayor que la pendiente mnima, se adopta la pendiente del terreno.

Si la pendiente del terreno es menor o igual que la pendiente mnima, se adopta la pendiente mnima.En Pendiente mxima se debe tener en cuenta no sobrepasar el valor mximo de la velocidad de 5 m/s, considerando a tubo lleno y la velocidad permisible para el funcionamiento con tirante igual a 75% del dimetro.

Tirante: Los colectores de red de alcantarillado deben tener una capacidad hidrulica del 75% de la tubera para el gasto de diseo.

Clculo Hidrulico: Para el Clculo Se recomienda emplear la expresin de Manning. En ambos casos se tomaran los siguientes coeficientes de rugosidad.

Asbesto Cemento

0.010

Cermica Vitrificada0.010

PVC

0.010

Concreto y FF

0.013

La formula a emplear es:

Donde:

Q = Caudal (m3/s)

V = Velocidad (m./s)

R = Radio Hidrulico (D / 4)

S = Pendiente Hidrulica

n = Coeficiente de rugosidad.En el caso de las velocidades sean inferiores a 0.6 m/s deben cumplir con lo establecido en el RNE que indica la tensin tractiva mnima.Qp=

EMBED Equation.3

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Mejoramiento y Ampliacin del Sistema de Agua y Alcantarillado del Casero de Purrupampa Sinsicap Otuzco - La Libertad

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