MEMORIA DE CÁLCULO

CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEÑO

Población de diseño

Para determinar el período de diseño de la infraestructura a construir, consideramos lo señalado en el RNE, Norma OS-100, 1.2 Período de diseño, de acuerdo a los componentes del sistema a construir y respecto a la vida útil de los materiales, asumiendo como período de diseño 20 años.

En forma similar, para el cálculo de la población futura, consideramos la Norma OS-100, 1.3 Población, por lo cual asumiremos el criterio de tiempo población, en vista que la zona está en proceso de consolidación y crecimiento, Emplearemos el método aritmético para el cálculo de la población futura.

La Población a servir se encuentra asentada a lo largo de la Av. Collpa y son en un promedio de 24 familias las beneficiadas por este proyecto. Para realizar las proyecciones de agua y desague se tomaron en cuenta las tasas de crecimiento poblacional del distrito de Pocollay de 3.7% anual.

Población actual (2011) : 144 habitantes (24 familias)Población futura Pf (2031) : t = 20 años

Po (1+(r*t/100))144*(1+3.7*20/100))Pf = 251 habitantes

Dotación de agua

Los principales factores que afectan el consumo de agua son: el tipo de comunidad, factores económicos y sociales, factores climáticos y tamaño de la comunidad.Considerando estos factores que determinan la variación de la demanda de consumo de agua en las diferentes localidades rurales, el Ministerio de Salud asigna las dotaciones en base al número de habitantes (Cuadro No. 01) y a las diferentes regiones del país (Cuadro No. 02).

Cuadro No. 01Población

(habitantes)Dotación

(l/hab/día)Hasta 500500-1000

1000-2000

6060-80

80-100Fuente: Ministerio de Salud (1962)

Cuadro No. 02Región Dotación

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(l/hab/día)CostaSierraSelva

605070

Fuente: Ministerio de Salud (1984)

En nuestro caso, para determinar la dotación de agua promedio diaria anual por habitante, consideraremos lo señalado en el RNE, Norma OS-100, 1.4 Dotación de agua.Dotación : 220 Lit./hab./día (clima templado y cálido)Como vemos, existe diferencia entre ambos criterios de diseño señalados, primando lo contemplado en el RNE.

Caudales de diseño

Consideramos lo señalado en el RNE, Norma OS-100, 1.5 Variaciones de consumo, referidos al promedio diario anual de la demanda, con los siguientes coeficientes:- Máximo anual de la demanda diaria : 1.3- Máximo anual de la demanda horaria : 1.8 a 2.5Asimismo, de acuerdo a lo señalado en el RNE, Norma OS-100, 1.6 Demanda contra incendio, no consideraremos la demanda contra incendio en nuestros cálculos.

Población de diseño : 251 hab.Dotación : 220 lt/hab/díaCaudal máximo diario (K1) : 1.30 * QPDCaudal máximo horario (K2) : 2.00 * QPDCaudal promedio diario : QPD = 251*220/86400 = 0.64 lt/seg.

QPD = 0.64 lts/segCaudal máximo diario : QMD = 1.30 * 0.64

QMD = 0.83 l/sCaudal máximo horario : QMH = 2.00 * 0.64

QMH = 1.28 l/s

La red de distribución se calculará con la cifra que resulte mayor al comparar el gasto máximo horario con la suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendios para el caso de habilitaciones en que se considere demanda contra incendios.

Caudal Contra Incendio : 15 lit/seg

Caudal de Diseño : 15 + 0.83 lit/seg = 15.83 lit/seg

Diseño de la red de distribución (RD1)

El diámetro mínimo de las tuberías principales será de 75mm para uso de vivienda y de 150mm de diámetro para uso industrial.

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La velocidad máxima será de 3m/s, en casos justificados se aceptará una velocidad máxima de 5m/s. La presión estática no será mayor de 50m en cualquier punto de la red. En condiciones de demanda máxima horaria, la presión dinámica no será menor de 10m.

Se aplicará la fórmula de Hazen y Williams con un coeficiente de fricción para tubería de Policloruro de vinilo (PVC) C = 150.

Q = 0.2785 * C * D2.63 * Sf0.54

Las presiones obtenidas en todos los puntos de la red se encuentran por encima de las presiones mínimas requeridas. (10 m de columna de agua), con velocidades más bien bajas.

PARAMETROS DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO DE

ALCANTARILLADO:

Se considera que el 80% del caudal promedio de agua potable

consumido ingresa al sistema de Alcantarillado, entonces el caudal de

diseño para el sistema de desagüe será:

Qcd = 0.80 x (15.83 Lts/Seg.)

= 12.66 Lts/Seg.

El diámetro de la tubería será de 200 250 mm. Según lo indica el

R.N.E.

Se muestra la de verificación de velocidades en la tabla 01.

El cálculo hidráulico de las tuberías de Alcantarillado se verifica

utilizando la formula de Manning, el cuadro 01 y con un coeficiente de

Rugosidad de 0.01 correspondiente a tubería de PVC.

CUADRO 01 : Relación del grado de llenado (d/D) , gasto (Qp/Qt) y

velocidad (Vp/Vt)

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Se empleará para el diseño del colector la fórmula de Manning:

A * R2/3 * S1/2

Q = ------------------

n

Donde: Q = Caudal (m3/seg)

n = Coeficiente de rugosidad

= 0.009 para PVC

A = Area hidráulica (m2)

R = Radio hidráulico (m)

S = Pendiente (m/m)

Se obtiene:

- caudal máximo para un tirante de 75% (B1-B2) = 6.98

lts./seg OK!

- velocidad para el 50% del caudal máximo (B1-B2) = 1.54

m/segOK!

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Comentarios

El RNE, recomienda velocidades mínimas de 0.60m/s.

Como se puede apreciar en los cuadros adjuntos los tramos de

arranque, que en este proyecto en particular son comprendidos entre

cada buzón de la calles, están cumpliendo con este requisito,

presentándose velocidades recomendada por el RNE, pero se ha

comprobado en la realidad que si bien es cierto las velocidades son

mayores a las mínimas exigidas, no se presentan atoros cuando se

utilizan pendientes iguales o superiores al 1%.

Como se puede apreciar en los planos, a pesar de tener pendientes

superiores a la mínima (1%) no se logra superar la velocidad mínima de

0.60 m/s.

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