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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA COMUNIDAD EDUCATIVA AL SERVICIO DEL PUEBLO
UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL,
ARQUITECTURA Y DISEÑO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
UNIDAD COORDINADORA DE ESTUDIOS NO PRESENCIALES
“DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE PARA LA
COMUNIDAD DE EL MIRADOR, PARROQUIA SAN FRANCISCO DEL VERGEL, CANTÓN PALANDA
(CAPTACIÓN, CONDUCCIÓN, ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN)”
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTOR: Antonio Rodrigo León Cabrera
ASESORES: Ing. Freddy Correa Molina Ing. Luis Méndez Peralta
CUENCA - ECUADOR
2014
I
DEDICATORIA
Dedico el presente trabajo, con profundo cariño a mi esposa Rut, por su
apoyo incondicional, por su paciencia, por su sacrificio ayudándome en lo
posible para que este trabajo pueda llegar a un feliz término.
Antonio R. León C.
II
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por haberme dado salud e inteligencia suficiente.
A la Universidad Católica de Cuenca, y por su intermedio a la Escuela de
Ingeniería Civil, a sus dignas autoridades administrativas y académicas;
quienes con su colaboración ha sido posible terminar exitosamente mi
carrera.
A los Ingenieros Freddy Correa Molina y Luis B. Méndez Peralta, los
cuales aportaron sus conocimientos, sugerencias, indicaciones y una
adecuada metodología de enseñanza, aspectos elementales para la
culminación de la presente tesis de graduación.
Al GAD. Parroquial Rural de San Francisco del Vergel y a la comunidad
de el Mirador y Miraflores, por su abierta colaboración para la realización
del trabajo investigativo de campo.
El autor.
III
DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE PARA LA
COMUNIDAD DE EL MIRADOR, PARROQUIA SAN
FRANCISCO DEL VERGEL, CANTÓN PALANDA
(CAPTACIÓN, CONDUCCIÓN, ALMACENAMIENTO Y
DISTRIBUCIÓN)
1.- UBICACIÓN GEOGRÁFICA
SITIO: QUEBRADA EL MIRADOR
BARRIO: EL MIRADOR
PARROQUIA: SAN FRANCISCO DEL VERGEL
CANTÓN: PALANDA
PROVINCIA: ZAMORA
2.- GRUPO META
Moradores de la comunidad El Mirador, parroquia San Francisco
del Vergel.
3.- NÚMERO DE BENEFICIARIOS
DIRECTOS
Número de viviendas: 15
Número de habitantes: 90
Área aproximada de la comunidad beneficiada: 3,8 ha.
Periodo de diseño: 20 años.
Año horizonte del proyecto: 2035
INDIRECTOS
Número de viviendas: 27
IV
Número de habitantes: 131
Área aproximada de la comunidad: 1 ha.
4.- INSTITUCIONES PARTICIPANTES
Universidad Católica de Cuenca, facultad de Ingeniería Civil.
El GAD Parroquial Rural de San Francisco del Vergel, por medio de
su departamento técnico.
5.- TIEMPO DE DURACIÓN
12 meses
Inicio: enero 2013
Terminación: enero 2014
6.- CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS BENEFICIARIOS
Con el único objetivo de mejorar el nivel de vida de los pobladores
de la zona rural de la parroquia de San Francisco del Vergel,
específicamente la comunidad El Mirador, ya que carecen del
servicio básico de agua potable, además se ha identificado que los
moradores viven con recursos económicos muy bajos, y sufren de
enfermedades producidas por la insalubridad del medio.
7.- COSTO DEL PROYECTO
Son 92197,64 (noventa y dos mil ciento noventa y siete con
64/100, dólares americanos)
V
INDICE DE CONTENIDOS
DEDICATORIA…………………………………………………………………...I
AGRADECIMIENTO…………………………………………………………….II
DATOS GENERALES………………………………………………………….III
ÍNDICE DE CONTENIDOS…………………………………………………….V
1. RESUMEN EJECUTIVO…………………………………………………….1
2. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN…………………………………….2
2.1 Abastecimiento de agua actual…………………………………………4
2.2 Estado sanitario actual…………………………………………………...6
2.3 Fuente para el diseño…………………………………………………....7
3. ORGANIZACIONES PARTICIPANTES……………………………………8
4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO………………………………………….8
4.1 Propósito………………………………………………………………….8
4.2 Objetivos…………………………………………………………………..8
5. METODOLOGÍA DEL TRABAJO…………………………………………...9
5.1 Zona de estudio…………………………………………………………..9
5.2 Situación actual de la comunidad…………………………………….11
5.3 Organización comunitaria……………………………………………...12
6. PERSONAL………………………………………………………………….13
7. SUPUESTOS CLAVES…………………………………………………….13
8. ELEMENTOS ESTRATÉGICOS………………………………………….14
8.1 Participación ……………………………………………………………14
8.2 Sostenibilidad…………………………………………………………...14
8.3 Género…………………………………………………………………...14
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES……………………………………...15
VI
10. MONITOREO Y EVALUACIÓN………………………………………….16
10.1 Monitoreo………………………………………………………………16
10.2 Evaluación……………………………………………………………..16
10.3 Temas a evaluarse……………………………………………………16
10.4 Técnicas de evaluación………………………………………………17
10.5 Instrumentos de evaluación………………………………………….17
11. PRESUPUESTO GENERAL……………………………………………..18
CAPÍTULO I
I. NFORMACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO
1.1 POBLACIÓN ACTUAL…………………………………………………22
1.2 PERIODO DE DISEÑO..………………………………….………......23
1.3 POBLACIÓN FUTURA DE DISEÑO ………………………………...23
1.4 DOTACIÓN FUTURA. …………………….………………….............24
1.5 GASTOS DE CONSUMO. ……………………………..……………..25
1.5.1 Gasto medio (Qm)………………………………………………...26
1.5.2 Gasto o Caudal máximo (Qmd)………………………………….27
1.5.3 Gasto máximo horario (Qmh)……………………………………27
1.6 CAUDALES DE DISEÑO……………………………………………...28
1.7 FUENTE DE ABASTECIMIENTO.….………………………………..28
1.7.1 Análisis de la cantidad de agua disponible en la fuente. …......28
1.7.2 Análisis de la calidad de agua de la fuente …………………….29
1.8 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE TRATAMIENTO……….…………..31
CAPITULO II
2. DISEÑO DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE
2.1 CAPTACIÓN……………………………………………………………...32
2.1.1 Diseño de captación ……………………………………………..33
2.2 LÍNEA DE ADUCCIÓN.…………………………………………………47
2.2.1 Diseño hidráulico………………………………………………….50
2.2.2 Dimensionamiento y tipo de la tubería de aducción……….....55
2.2.3 Obras de arte ……………………………………………………..56
2.3 PLANTA DE TRATAMIENTO …………………………..……………..57
2.3.1 Filtro lento descendente …………………………………….......57
2.3.2 Sistema de desinfección…………………………………………65
VII
2.4 ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO …………………………….....72
2.4.1 Capacidad de almacenamiento…………………………………...72
2.4.2 Diseño estructural…………………………………………………..73
2.5 RED DE DISTRIBUCIÓN…………….…………………………………82
2.5.1 Diseño hidráulico de las redes …………………………….……..83
2.5.2 Redes y cotas de servicio. ……………………….……………….83
2.5.3 Presiones máximas y mínimas en la red……………….………..83
2.5.4 Dimensionamiento y tipo de tubería. ……………..…………......84
CAPITULO III
3. IMPACTO AMBIENTAL
3.1 GENERALIDADES………………………………………………….......85
3.2 PRONÓSTICO Y ANÁLISIS DE IMPACTOS…………………………85
3.3 IMPACTO NEGATIVO…………………………………………………..85
3.4 IMPACTO POSITIVO …………………………………………………...85
3.5 IDENTIFICACIÓN Y VALORACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES
……………………………………………………………………………..86
3.6 PLAN DE MANEJO ……………………………………………………..86
3.7 MATRIZ DE LEOPOLD……………………………………………….…87
CAPITULO IV
4. PRESUPUESTO DEL PROYECTO Y CRONOGRAMA DE
EJECUCIÓN
4.1 GENERALIDADES……………………………………………………....90
4.2 PRECIOS UNITARIOS……………………………………………….....92
CAPITULO V
5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA EL SISTEMA DE AGUA
POTABLE.
5.1 GENERALIDADES………..…………………………………………......93
5.2 SEGURIDAD EN LA OBRA ………..……………………………..…...94
5.3 NIVELES DE CONSTRUCCIÓN ……………………..………..……..95
5.4 PERIODOS DE PRUEBA ……………………………………….……..96
5.5 ESPECIFICACIONES GENERALES DE CONSTRUCCIÓN.……...96
5.6 HORMIGONES………………………………………………………...100
5.7 DOBLADO Y COLOCADO DEL ACERO DE REFUERZO……….105
VIII
5.8 PREPARACIÓN, DISEÑO, CONSTRUCCIÓN DEL ENCOFRADO
...…………………………………………………………………………106
5.9 MAMPOSTERÍA……………………………………………………….107
5.10 LINEAS DE ADUCCION Y DISTRIBUCIÓN……………………….109
5.11 INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA……………………………………115
5.12 PRUEBA HIDROSTÁTICA Y DE ESCAPE………………………..115
5.13 DESINFECCIÓN DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS……………....118
5.14 INSTALACIÓN DE CONEXIONES DOMICILIARIAS..……….......120
5.15 PINTURA………………………….…………………………………...121
5.16 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES…………....122
5.17 TUBERÍAS DE PRESIÓN DE CLORURO DE POLIVINILO PVC.125
5.18 VÁLVULAS………………………….…………………………………127
5.19 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS…………….……………………128
CAPITULO VI
6. GUÍA DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE
AGUA POTABLE
6.1 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO………….………134
CAPITULO VII
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………..………….......153
BIBLIOGRAFÍA
1
1. RESUMEN EJECUTIVO
En el presente trabajo se realizó el diseño del sistema de agua
potable para la comunidad de el “Mirador”, y a mediano plazo se dotará
de este servicio a la comunidad de Miraflores, parroquia San Francisco
del Vergel, Cantón Palanda, con la finalidad de mejorar el nivel de vida
de sus habitantes, siempre buscando opciones más favorables tanto en el
presupuesto para la ejecución de la obra como en la tarifa domiciliaria, sin
afectar a la cantidad y calidad de servicio de acuerdo a las normas
requeridas.
En la captación, se diseñó la infraestructura adecuada (Toma
dique con rejilla de fondo) acorde al caudal de la vertiente, topografía del
sector y a un análisis hidrológico. Con respecto a los diámetros de las
redes de conducción y distribución, se diseñaron en base a la fórmula de
Hazen-Willians y con la fórmula de Darcy-Weisback para el cálculo de las
pérdidas de carga. En el tratamiento se consideró el método más idóneo
(filtro lento descendente y desinfección), en base a los estudios
bacteriológicos y al análisis físico-química del agua.
Para la desinfección del agua se consideró la aplicación de tabletas
de cloro, tomando en cuenta las múltiples características del lugar.
También se realizó un estudio de impacto ambiental y se incluye
las especificaciones técnicas de construcción.
En el presente proyecto la inversión presupuestaria llega a un
monto de 92197,64 (noventa y dos mil ciento noventa y siete con 64/100
dólares americanos.
En la selección del método de tratamiento se lo hizo en base a la
norma y a los análisis químico y bacteriológico del agua, siendo suficiente
para la obtención de agua de buena calidad, aplicando algunas etapas del
método como: la filtración lenta descendente y la desinfección.
2
En la construcción del sistema de agua potable conlleva al estudio
de impacto ambiental, diferenciando así las acciones y los factores
ambientales que se ven afectados ya sea en forma positiva o negativa en
las diferentes etapas del proyecto, a través de una evaluación de la
magnitud e importancia de las mismas mediante la matriz de Leopold.
2. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN
Históricamente, el desarrollo de los pueblos ha estado
estrechamente vinculado con el agua. Los primeros asentamientos
humanos de importancia se ubicaron donde el agua estaba disponible.
Desde los tiempos más remotos el agua ha constituido un factor
fundamental en el desarrollo y la estructuración política, social y
económica de los pueblos, considerando que el agua es uno de los
elementos fundamentales para la vida, gracias a ella el hombre puede
desarrollarse y transformarse.
En los antiguos pueblos, el suministro de agua se hacía mediante
gravedad, con canales o tuberías utilizando materiales del medio como
madera o material pétreo.
Los sistemas de suministro de agua antes mencionados eran con
frecuencia inadecuados y rudimentarios, apenas cubrían los
requerimientos sanitarios básicos y tampoco se podía distribuir agua a
cada domicilio sino que a un lugar central desde el cual la población podía
llevar a sus hogares, por lo tanto nace la necesidad de construir
acueductos, de implementar tecnología en nuevos tipos de tuberías para
conducción desde lugares lejanos y la distribución domiciliaria.
Aproximadamente a principio del siglo diecinueve se dio inicio en las
ciudades y concentraciones humanas, a la aplicación de filtros y la
3
desinfección con cloro, lo que aumentó considerablemente la eficacia de
los tratamientos de agua potable.
En la actualidad a pesar de los nuevos adelantos tecnológicos en los
sistemas de suministro de agua potable, tomando en cuenta el acelerado
crecimiento poblacional de las ciudades, las aguas residuales generadas
de estas, comenzaron a contaminar tanto sus propias fuentes de
abastecimiento. Al respecto ya no solo se comienza a desarrollar nuevas
tecnologías para el mejoramiento de redes, sino que además, comienza la
preocupación por la protección de la salud de las comunidades con
métodos de tratamiento para las aguas.
Los factores más importantes que determinan la huella hídrica de un
país son:
a) el consumo de agua promedio por familia, b) los hábitos de
consumo de sus habitantes, c) el clima, y la evaporación d)
el riego agrícola. La huella hídrica mundial por categoría de
consumo en el año 2001 fue de: Uso doméstico 4.6%,
Industrial 9.6% y Agricultura 85.8%.
EL ACCESO DE AGUA POTABLE EN EL ECUADOR
Acceso Urbano
(62% de la población)
Rural (38% de la población)
Total
Agua
Definición amplia 97% 88% 94%
Conexiones domiciliarias
96% 74% 88%
Saneamiento Definición amplia 96% 84% 92%
Alcantarillado 62% 16% 45%
Fuente: Programa de Monitoreo Conjunto OMS/UNICEF para agua potable y saneamiento 2010.
CUADRO 1
Una persona requiere en promedio unos 20 litros de agua
diariamente para satisfacer sus necesidades de tipo doméstico.
El agua es esencial para la vida. No obstante, más de mil millones
de personas carecen de acceso al agua potable. Casi dos mil millones de
acceso a servicios de saneamiento.
4
El agua potable es el agua de superficie tratada pero sin
contaminación que proviene de manantiales naturales, pozos y otras
fuentes. Sin agua potable, las comunidades no pueden llevar una vida
sana y productiva, ya que a nivel mundial mueren diariamente alrededor
de cinco mil personas a causa de origen hídrico y de estas el 90% son
niños.
2.1 Abastecimiento de agua actual
El abastecimiento del líquido vital es inadecuado, careciendo de este
servicio cierta parte de la comunidad ya que la vertiente donde se hace la
captación, no posee la suficiente capacidad para satisfacer todas las
necesidades de la población por su poco caudal, disminuyendo peor aún
en épocas de estiaje, siendo así que las familias restantes de la población
tienen sus propias conexiones domiciliarias de fuentes independientes.
Fotografía tomada en el sitio de captación actual
Fig. 4
Por el momento la comunidad posee un sistema de abastecimiento
de agua, sin ningún tipo de tratamiento y desinfección.
La red de distribución constituida por un ramal y la conexión
domiciliaria de un solo grifo, implantadas sin contar con parámetros
técnicos por los mismos moradores, con una longitud aproximada de
2700m. y tubería de polietileno de ½ pulgada.
5
Fotografía tomada por el autor, conexión domiciliaria actual de un solo grifo
Fig.5
Algunos elementos que conforman el sistema como: tanque de
almacenamiento, conducción y distribución domiciliaria fue construido con
el esfuerzo propio de los moradores y la ayuda del municipio del cantón
Palanda.
La mayoría de las viviendas cuenta con conexión domiciliaria de un
solo grifo.
Índice de viviendas que poseen conexión domiciliaria, tomado de encuestas
realizadas por el autor.
Fig. 6
La línea de conducción conformada por tubería de polietileno de ½
pulgada de sección, con un recorrido de aproximadamente 1600 m,
careciendo de todos los dispositivos técnicos (válvulas de aire, válvulas
de desagüe, etc.) observándose el afloramiento de la tubería en ciertos
tramos.
Conexión domiciliaria de agua por familia
Si = 88,24%
No = 11,76%
6
Tubería de conducción actual del agua a la comunidad del Mirador
Fig. 7
El tanque de reserva construido de ladrillo y hormigón, con
dimensiones de 1.54m x 2.93 m x 1.13 m dándonos una capacidad de
5.10m3.
Fotografía tomada por el autor, tanque de reserva actual
Fig. 8
2.2 Estado sanitario actual.
La comunidad no cuenta con sistemas de alcantarillado de aguas
residuales ni pluviales, la eliminación de excretas se la realiza al aire libre
y en letrinas construidas en forma rústica.
Índice de eliminación de excretas, tomado de encuestas, realizadas por el autor.
Fig. 2
Eliminación de excretas
Aire libre = 94,12%
Letrinas = 5,88%
7
No existe en el sector ningún tipo de recolección de desechos
sólidos, la mayoría de las familias depositan los desechos sólidos en
botaderos al aire libre.
Índice de enfermedades por familia tomado de encuestas realizadas por el autor
Fig. 3
Las enfermedades más comunes que afectan a la comunidad el
Mirador son: gripales, parasitosis y diarreas; siendo los más vulnerables
los niños.
2.3 Fuente para el diseño.
La fuente donde se hará la captación para diseñar el presente
proyecto se llama “quebrada del Mirador” la misma que proviene de una
región densamente montañosa; que luego de algunas inspecciones al
lugar se ha determinado, junto con la comunidad, que la fuente es
apropiada tomando en cuenta el tipo, cantidad, calidad y ubicación, de la
cual los moradores del sector, a través del Presidente del GAD Parroquial
Rural de San Francisco del Vergel posee la adjudicación legal. (ANEXO
B)
3. ORGANIZACIONES PARTICIPANTES
En el presente proyecto han participado las siguientes entidades y
organizaciones:
0
5
10
15
20
Diarreas= 5 Parasitosis= 15 Gripales= 12
Incidencia de enfermedades por familia
8
- BENEFICIARIOS DIRECTOS: Moradores de la comunidad El
Mirador
- BENEFICIARIOS INDIRECTOS: Moradores de la comunidad
Miraflores.
- UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA: Unidad Académica de
Ingeniería Civil y Arquitectura, Facultad de Ingeniería Civil.
- El GAD parroquial rural del San Francisco del Vergel.
4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
4.1 Propósito
Dotar de agua potable a la comunidad de El Mirador, parroquia San
Francisco del Vergel, cantón Palanda, mejorando el nivel de vida de los
moradores.
4.2 Objetivos
4.2.1 Objetivos generales.
Realizar el diseño de un sistema de abastecimiento de agua potable que
proporcione un adecuado servicio de este líquido vital a la comunidad el
Mirador, parroquia San Francisco del Vergel, cantón Palanda, contando
con la cantidad y calidad de agua necesaria.
Contribuir en el mejoramiento de la salud una vez implementado el
proyecto en los diferentes domicilios de la comunidad.
4.2.2 Objetivos específicos.
9
Proporcionar el diseño definitivo del proyecto de agua potable por
gravedad para la comunidad el Mirador, consensuado entre el autor del
presente trabajo y el presidente del GAD Parroquial Rural de San
Francisco del Vergel y los moradores del mismo sector.
Mejorar las condiciones de vida de los moradores de la comunidad el
Mirador.
5…METODOLOGÍA DE TRABAJO
El presente proyecto contará con citas, referencias y consultas de
diversas fuentes, como el análisis de experiencias y criterios sobre el tema
servirá para elaborar un proyecto apegado a la realidad y de
funcionamiento óptimo.
A continuación se realizará un análisis riguroso sobre la información
recabada y con visitas técnicas en el sitio se puede determinar brevemente
los lugares en donde se implantará las diferentes unidades del sistema de
agua potable como: aducción, tratamiento, almacenamiento y distribución.
En el presente trabajo es básico contar con diferentes estudios
como: topográficos, hidro-geográficos e hidrológicos, químicos y
bacteriológicos, socio-económicos y grado portante del suelo.
5.1 Zona de estudio
5.1.1 Ubicación geográfica del proyecto.
La comunidad el Mirador pertenece a la Parroquia de San Francisco
del Vergel, Cantón Palanda, Provincia de Zamora Chinchipe.
La comunidad del Mirador está ubicada:
Altura : 1715 msnm.
Longitud este: 715111,42
Altitud Norte : 9479298,49
10
UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA COMUNIDAD EL MIRADOR
Fig. 1
5.1.2 Clima.
El clima de la comunidad se puede clasificar como templado
húmedo por estar ubicado en una región montañosa, con una temperatura
que oscila entre 17 – 20 ºC, No se registra periodos continuos de verano
mayores a un mes.
5.1.3 Características hidrológicas.
La fuente principal de agua es la quebrada el Mirador, la misma
que se encuentra a una distancia aproximada de 3,6 Km. De la
comunidad el Mirador.
Cabe indicar que la quebrada el Mirador nace de una región
montañosa con bosque primitivo, siendo una zona muy lluviosa debido a
su densa vegetación, garantizando todo el año abundante agua de buena
calidad.
5.1.4 Topografía y área de implementación.
San Francisco
del Vergel
El mirador
11
La zona del proyecto presenta una topografía irregular con
pendientes moderadas en la mayor parte del lugar a implementarse el
proyecto, no dejando de mencionar que en pequeños espacios hay
pendientes bastante pronunciadas.
El área a implementarse el proyecto en donde se ubicará la red de
distribución es aproximadamente 4 ha.
5.1.5 Vías de acceso.
La comunidad el Mirador cuenta con una vía de tercer orden de 3,20
m de ancho aproximadamente. Desde la ciudad de Palanda se hace un
recorrido aproximado de 27 Km. a la parroquia de San Francisco del
Vergel, siguiendo una carretera a unos 9 Km aproximadamente se llega al
lugar del proyecto.
La vía de acceso se encuentra en regular estado, siendo muy difícil
circular en época de invierno por la cantidad de derrumbes ocasionados.
5.2 Situación actual de la comunidad
5.2.1 Aspectos socio económicos.
De la investigación realizada en la comunidad el Mirador (ANEXO
B), para el presente estudio se ha determinado 15 viviendas
aproximadamente lo que representa 90 habitantes incluido una población
escolar de 17 alumnos.
De las encuestas aplicadas se pudo determinar un ingreso promedio
familiar mensual de $114.12 dólares. Lo cual se supone que les alcanza
para cubrir las necesidades básicas de alimentación.
12
La actividad principal es la crianza de ganado vacuno, por lo que se
puede observar por todas partes grandes pastizales. A sí también existe
cierta presencia de pequeños cultivos de plátano y yuca para consumo
local.
De acuerdo a la encuesta sobre el grado de cultura no hay
analfabetismo.
5.2.2 Infraestructura básica.
La comunidad cuenta en su mayoría con servicio eléctrico
proporcionado por la EERSA (empresa eléctrica regional del sur S.A),
notándose que la red de distribución se encuentra en buen estado.
Las viviendas se encuentran dispersas, observándose el mayor
número de casas se encuentran ubicadas en la rivera de la única
carretera que une a esta comunidad con los demás pueblos.
Notándose que la mayoría de viviendas son de madera con cubierta
de zinc y muy pocas de hormigón reforzado.
5.3 Organización comunitaria
La comunidad cuenta con dos organizaciones no jurídicas:
Comité de pro-mejoras barrial.
Comité central de padres de familia escolar.
Por las organizaciones, se puede deducir un gran espíritu de
trabajo comunitario existente en la población.
13
6. PERSONAL
Coordinador y responsable del proyecto
Antonio Rodrigo León Cabrera
Equipo de apoyo
Ing. Fredy Correa Molina, Ing. Luis Méndez P. por parte de la
Universidad Católica de Cuenca.
Arq. Gonzalo Vire, por parte del GAD parroquial rural de San
Francisco del Vergel.
Técnicos del GAD del Cantón Palanda.
Parte Interesada
Comité pro-mejoras de la comunidad El Mirador.
Comunidad Miraflores
Comunidad El Mirador.
Comité central de padres de familia escolar.
7. SUPUESTOS CLAVES
Implementar un sistema de agua potable apropiado para la
comunidad.
14
Apoyo económico y político-institucional de parte del Gobierno
Autónomo Descentralizado Parroquial Rural de San Francisco del
Vergel.
El compromiso de colaboración por parte de la comunidad, en el
transporte de materiales y mano de obra no calificada.
Conformación de una Junta General de Usuarios del Sistema de
Agua Potable.
8. ELEMENTOS ESTRATÉGICOS
8.1 Participación
En la elaboración del sistema de agua potable están inmersos las
comunidades de El Mirador y Miraflores y el GAD parroquial rural de San
Francisco del Vergel.
8.2 Sostenibilidad
Luego de la ejecución del presente proyecto, hay el compromiso
por parte de la comunidad El Mirador de conformar la Junta General de
usuarios del sistema de agua potable, la misma que contribuirá en el
mantenimiento y un óptimo funcionamiento del sistema, junto al GAD
parroquial rural de San Francisco del Vergel, tomando en consideración
las diversas capacidades y destrezas de los moradores.
8.3 Género
El beneficio que generará el presente proyecto será tanto para las
mujeres como para los hombres, ya que será para el 100 % de los
pobladores.
15
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
# ACTIVIDADES
MESES
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Solicitud de
concesión de agua. X X X
2
Recopilación de
información ,
encuestas,
levantamiento
topográfico
X X X
4
Análisis de
alternativas para
ubicar el sector de la
captación
X
5
Diseño definitivo y
elaboración de
planos
X X X
6
Revisión y
correcciones,
coordinación con el
técnico del GAD San
Francisco (si lo
hubiere) y los
asesores de tesis.
X X X
7
Elaboración de
memorias, marco
teórico, informes y
presupuesto, revisión
de los asesores de
Tesis.
X X X
8
Presentación y
disertación del
trabajo de
investigación
X X
16
10. MONITOREO Y EVALUACIÓN
10.1 Monitoreo.
Coordinación entre los técnicos de la Universidad Católica de
Cuenca y responsable del diseño del proyecto, para la evaluación de las
diferentes etapas programadas.
Los beneficiarios del proyecto serán los responsables de todas las
actividades para los trabajos de campo.
10.2 Evaluación
El presente proyecto será evaluado y monitoreado por los técnicos
responsables de la Universidad Católica de Cuenca.
El control y seguimiento del trabajo de campo lo hará el equipo
técnico del GAD parroquial rural de San Francisco del Vergel y el GAD del
cantón Palanda.
Al final los beneficiarios darán el visto bueno del alcance y diseño
del proyecto.
10.3 Temas a evaluarse.
Criterios de diseño del sistema de agua potable.
Cumplimiento de Objetivos.
Cumplimiento del cronograma de actividades.
17
10.4 Técnicas de evaluación.
Medición de avances del diseño del sistema de agua
potable.
Pruebas de laboratorio.
Control de cada unidad componente del sistema.
10.5 Instrumentos de evaluación.
Memorias técnicas
Estudios topográficos y diversos planos del proyecto.
Registro fotográfico.
Pruebas de laboratorio.
18
11. PRESUPUESTO GENERAL
19
12. APÉNDICE O ANEXOS
ANEXO 1
Fig.4. Estado actual del sitio de captación…………………………………...4
Fig.5. Estado actual de la conexión domiciliaria un solo grifo……………...5
Fig.6. Índice de viviendas que poseen conexión domiciliaria……………....5
Fig.7. Red actual de conducción……………………………………………....6
Fig.2. Índice de eliminación de excretas……………………………………...6
Fig.8. Tanque de reserva actual……………………………………………….6
Fig.3. Índice de enfermedades por familia…………………………………...7
Fig.1. Ubicación geográfica de la comunidad El Mirador.………….. …….10
Fig.9. Dique-Toma con captación en el vertedero central…………. …….33
Fig.10. Dimensiones de los vertederos de estiaje y crecida…….........….35
Fig.11. Dimensionamiento de la canastilla en el tanque recolector…......38
Fig.12. Longitud de rejilla en el dique toma…………………………………41
Fig.13. Área mojada en el dique………………………………………….….44
Fig.14. Fuerzas actuantes sobre la sección del Dique…………………….45
Fig.15. Filtro lento descendente…..………………................................….58
Fig.16. Cámara dosificadora provichlor tab…………………………….….66
Fig.17. Instalación de provichlor tab………………………………………...68
Fig.18. Estanque de almacenamiento……………………………………….72
Fig.19. Parámetros para el diseño de la cúpula………………….………...75
ANEXO 2
Cuadro 1: El acceso de agua potable en el Ecuador……………………….3
Cuadro2: Métodos para el cálculo de la población futura………….……..23
Cuadro 3: Índice de crecimiento….…………………………………………..24
Cuadro4: Niveles de servicio para sistemas de abastecimiento de agua
y disposición de excretas y residuos líquidos. .......................25
Cuadro 5: Dotaciones de agua para los diferentes niveles de servicio….25
Cuadro 6: Cuadro de fugas…….……………………………………………..26
Cuadro 7: Volumen de aforo….………………………………………………29
Cuadro 8: Cuadro comparativo de resultados del análisis del agua….….30
Cuadro 9: Calidad bacteriológica del agua……………………………. …..31
Cuadro 10: Tratamiento probable…………………………………………....31
Cuadro 11: Fuerzas actuantes sobre el dique….…………………………..45
20
Cuadro 12: Valores del coeficiente K en pérdidas por accesorios…….....48
Cuadro 13: Valores del módulo de Young para las conducciones…….…50
Cuadro 14: Resumen diámetros en línea de aducción….………………...55
Cuadro 15: Clases de tubería en función de presión normas AWWA.…..56
Cuadro 16: Resumen de las obras de arte en red conducción………......57
Cuadro 17: Especificaciones técnicas del lecho filtrante………………….63
Cuadro 18: Comparación entre sistemas alternativos de desinfección….66
Cuadro 19: Cálculo de la dosis cloro Provichlor Tab...…………………….70
Cuadro 20: Cálculo de tarifa para agua potable Metodología Praguas.…71
Cuadro21: Cálculo del número de varillas para cada estación del estanque…………………………………………………………75
Cuadro 22: Resumen de las obras de arte en red distribución.… ……….84
Cuadro 23: Resumen diseño hidráulico….………………………………….84
Cuadro 24: Ancho de las zanjas según el diámetro de la tubería.……...111
ANEXO 3
Diagrama 1. Valores aproximados del coeficiente C…………………….159
Diagrama 2. Descarga máxima por metro lineal de cresta del
vertedero………………………………………………………………………159
ANEXO 4
Tabla 1. Coeficientes para el diseño de rejillas de captación…………...160
Tabla 2. Propiedades físicas del agua …………………………………….161
Tabla 3. Diámetros y resistencias de tubería PVC.………………………162
Tabla 4. Clases de tuberías en función de presión Normas ISO………163
ANEXO A
Plano 1: Captación con Rejilla de fondo.
Plano 2: Filtro lento descendente.
Plano 3: Sistema de desinfección.
Plano 4: Estanque de reserva.
Plano 5: Planta de tratamiento.
Plano 6: Obras de arte.
Plano 7: Emplazamiento planta de tratamiento y captación.
Plano 8: Emplazamiento red distribución principal 0+529.61 – 1+482.18
21
Plano 9: Emplazamiento del proyecto y red distribución principal
1+482.18 – 2+240.56
Plano10: Red aducción principal PI 0 – PI 34 Y red distribución principal
PI 34 PM 30
Plano11: Red de distribución principal PM 30 – PM 95
Plano12: Red de distribución principal PM 95 – PM 130
Plano13: Perfil de aducción PI 0 – PI 34
Plano14: Perfil de distribución principal PI 34 – PM 44
Plano15: Perfil de distribución principal PM 44 – PM 91
Plano16: Perfil de distribución principal PM 91 – PM 115
Plano17: Perfil de distribución principal PM 115 – PM 130
ANEXO B
Perfil de proyecto
Encuestas
Concesión del derecho de aprovechamiento de aguas por parte del
SENAGUA
Análisis Físico-Químico y bacteriológico de la fuente de agua
Análisis y justificación de la carga portante del suelo, en donde se
ubicará la planta de tratamiento.
Acta de aprobación del sistema de agua potable a construirse en la
comunidad.
Acta de compromiso del señor Segundo Manuel Garrido.
ANEXO C
Hoja de cálculo del diseño hidráulico de la red de aducción.
Hoja de cálculo del diseño hidráulico de la red de distribución.
CAPÍTULO I
INFORMACIÓN BÁSICA PARA EL DISEÑO
22
1.1 POBLACIÓN ACTUAL
Se realizó un censo poblacional en la comunidad El Mirador
(ANEXO B) para determinar el número de moradores que existen en el
lugar, dándonos un total de 15 viviendas, con un aproximado de 90
personas incluido una población escolar de 17 estudiantes, como
beneficiarios directos. De la misma manera en el barrio Miraflores se
contabilizó 131 personas incluido una población estudiantil de 25 alumnos
siendo beneficiarios indirectos, que en lo posterior de acuerdo a las
posibilidades económicas se extenderá la línea de distribución hacia dicho
barrio.
De este modo con los datos obtenidos, con motivo de la preparación
del presente proyecto, se determinó que las comunidades en estudio,
cuentan con un total de 179 moradores y una población escolar de 42
alumnos. Dato que servirá para diseñar la captación.
Para determinar la población actual, se recomienda tomar el 15% de
la población estudiantil como población adicional. Por lo tanto la población
actual se la obtiene de la siguiente manera:
Simbología:
Pa = Población actual.
Pc = Población censada.
Pe = Población estudiantil
Pa = Pc + 0.15.Pe
Pa = 179 + 0.15 (42)
Pa = 186 hab. (beneficiarios directos e indirectos)
Pa = 73 + 0.15 (17)
Pa = 76 hab (beneficiarios directos)
Pa = 106 + 0.15 (25)
Pa = 110 hab (beneficiarios indirectos)
23
1.2 PERÍODO DE DISEÑO
Teniendo en cuenta que el periodo de diseño podría diferir con el
periodo de vida útil de los principales elementos del proyecto; como
también las facilidades de construcción, ampliación o sustituciones;
crecimiento poblacional y realidad social-económica de la comunidad.
Considerando todos los factores antes mencionados se determina
un periodo de diseño de 20 años.
1.3 POBLACIÓN FUTURA DE DISEÑO
El sistema debe estar diseñado para abastecer suficientemente el
futuro crecimiento de la población; además debe tener el volumen
necesario de agua para un mayor gasto por habitante debido al desarrollo
socio-económico y tecnológico.
Para el cálculo de la población futura se pueden considerar tres
métodos definidos, como se muestra en el siguiente cuadro.
MÉTODOS PARA EL CÁLCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA
TIPO DE CRECIMIENTO FÓRMULA
Aritmético ( ) Geométrico ( ) Exponencial ( )
Fuente: http://www.ingenieríacivil.com/2008/04/3-diseo-del
sistema-de-abastecimiento.html
CUADRO 2
La población futura de diseño se calculará en base a la fórmula
geométrica recomendada por la norma CO 10.7-602 (tabla 5.1, V parte)
del Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de Obras
Sanitarias; norma aplicada en poblaciones rurales menores a 1000 hab.
24
INDICE DE CRECIMIENTO
REGIÓN GEGRÁFICA r (%)
Sierra Costa, oriente y Galápagos
1.0 1.5
Fuente: Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de Obras Sanitarias,
norma CO 10.7-602. Tabla 5.1. V parte
CUADRO 3
Se adopta un índice de crecimiento de 1.5% recomendado por la
norma para el sector del oriente.
Pf = Pa*(1+r)ⁿ
Simbología:
Pf = Población futura de diseño
Pa= Población actual
r = Tasa de crecimiento poblacional (1,5% para región Oriente;
norma CO 10.7-602 (tabla 5.1, V parte).
n = periodo de diseño
Pf = 186*( )
Pf = 251 hab. (beneficiarios directos e indirectos)
Pf = 76*( )
Pf = 103 hab. (beneficiarios directos)
Pf = 110*( )
Pf = 149 hab. (beneficiarios indirectos)
1.4 DOTACIÓN FUTURA.
Para determinar el volumen de agua necesario para satisfacer las
necesidades básicas por cada habitante/día a veinte años en el futuro, se
necesita conocer primeramente el nivel de servicio para sistemas de
abastecimiento de agua, para lo cual se ha considerado algunos factores
como: disposición de excretas y residuos líquidos para el sector rural que
se va a proveer a la comunidad. Haciendo un análisis entre autoridades y
la comunidad en general se escogió el nivel “IIb (AP, ERL) conexiones
domiciliarias con más de un grifo por casa y sistema de alcantarillado
25
sanitario”. Del Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de
Obras Sanitarias norma CO 10.7-602 Tabla 5.2, V parte. Como indica el
siguiente cuadro:
NIVELES DE SERVICIO PARA SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA, DISPOSICIÓN DE
EXCRETAS Y RESIDUOS LÍQUIDOS
NIVEL SISTEMA DESCRIPCIÓN
0 AP EE
Sistemas individuales, diseñar de acuerdo a las posibilidades técnicas, usos previstos del agua, preferencias y capacidad económica del usuario
Ia AP EE
Grifos públicos Letrinas sin arrastre de agua
Ib AP
EE
Grifos públicos más unidades de agua para lavado de ropa y baño. Letrinas sin arrastre de agua.
IIa AP EE
Conexiones domiciliarias, con un grifo por casa. Letrinas con o sin arrastre de agua.
IIb AP
ERL Conexiones domiciliarias con más de un grifo por casa. Sistema de alcantarillado sanitario.
Simbología: AP: Agua Potable. EE: Eliminación de excretas. ERL: Eliminación de Residuos Líquidos
Fuente: Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de obras Sanitarios, norma CO 10.7-602,
Tabla 5.2, V parte.
CUADRO 4
Una vez escogido el nivel de servicio se procede a establecer la
dotación futura mediante los siguientes niveles de servicio:
DOTACIONES DE AGUA PARA LOS DIFERENTES NIVELES DE SERVICIO
NIVEL DE SERVICIO CLIMA FRÍO (l/hab*día) CLIMA CÁLIDO (l/hab*día)
Ia 25 30
Ib 50 65
IIa 60 85
IIb 75 100
Fuente: Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de Obras Sanitarias, norma CO 10.7-
602, tabla 5.3, V parte.
CUADRO 5
Dotación futura = 75-100 l/hab*día, del que se tomará un valor intermedio
de 90 por la razón que la comunidad posee un clima templado.
Dotación futura = 90 l/hab*día
1.5 GASTOS DE CONSUMO
El consumo de agua es muy variable, así en épocas lluviosas es
evidente que disminuye el consumo de agua, por lo contrario en meses de
verano el consumo es mayor, en ciertas horas de la mañana el consumo
26
es máximo, siendo mínimo en las horas de la noche. De acuerdo a lo
enunciado se puede deducir que los consumos de agua muestran
variaciones estacionales, mensuales, diarias y horarias.
1.5.1 Gasto medio (Qm)
El gasto medio o consumo medio diario se obtiene con la siguiente
fórmula:
Qm = ( )
Donde:
Qm = Caudal medio (l/s)
f = Factor de fugas (1.20 según la norma CO 10.7-602 tabla
5.4, V parte)
D = Dotación futura (l/hab/día)
P = Población futura de diseño (hab)
CUADRO DE FUGAS
NIVEL DE SERVICIO FACTOR : f
Ia - Ib 1.1
IIa - IIb 1.2
Fuente: Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de Obras Sanitarias, norma CO
10.7-602, tabla 5.4, V parte .
CUADRO 6
Qm = ( )( )
Qm = 0.31 l/s (beneficiarios directos e indirectos)
Qm = ( )( )
Qm = 0.13 l/s (beneficiarios directos)
Qm = ( )( )
Qm= 0.19 l/s (beneficiarios indirectos)
27
1.5.2 Gasto o Caudal máximo diario (Qmd)
El gasto máximo diario se obtiene con la siguiente fórmula:
Qmd = Qm * Kmd
Donde:
Qmd = Caudal máximo diario (l/s).
Qm = Caudal medio diario (l/s)
Kmd = Factor de mayoración máximo diario. (según la norma es de
1.25)
Qmd = 0.13 l/s * 1.25
Qmd = 0.16 l/s (beneficiarios directos)
Qmd = 0.19 l/s * 1.25
Qmd = 0.24 l/s (beneficiarios indirectos)
Qmd = 0.31 l/s * 1.25
Qmd = 0.39 l/s (beneficiarios directos e indirectos)
1.5.3 Gasto máximo horario (Qmh)
El gasto o Caudal máximo horario se obtiene con la siguiente
fórmula:
Qmh = Qm * Kmh
Donde:
Qmh = Caudal máximo horario.
Qm = Caudal medio diario (l/s)
Kmh = Factor de mayoración máximo horario.(según la norma es de
3)
28
Qmh = 0.13 l/s * 3
Qmh = 0.39 l/s (beneficiarios directos)
Qmh = 0.19 l/s * 3
Qmh = 0.57 l/s (beneficiarios indirectos)
1.6 CAUDALES DE DISEÑO
Los caudales de diseño de un sistema de agua, de acuerdo a la
Norma CO 10.7-602 del Código Ecuatoriano para el diseño de la
construcción de Obras Sanitarias son:
Captación (benef. direct e indirect.) Qmd + 20% = 0.47 l/s
Conducción (benef. direct e indirect.) Qmd + 10% = 0.43 l/s
Conducción (benef. direct.) Qmd + 10% = 0.18 l/s
Conducción (benef. indirect.) Qmd + 10% = 0.26 l/s
Planta de tratamiento (benef. direct e indirect.) Qmd + 10% = 0.43 l/s
Red de distribución (benef. direct.) Qmh = 0.39 l/s
Red de distribución (benef. indirec) Qmh = 0.57 l/s
1.7 FUENTE DE ABASTECIMIENTO
La fuente de abastecimiento constituye la parte más importante para
que funcione un sistema de agua potable en cualquier población, ya que
depende de ésta, para garantizar un abastecimiento suficiente a la
población futura de diseño.
1.7.1 Análisis de la cantidad de agua disponible en la fuente.
Haciendo un simple análisis del tiempo desde hace
aproximadamente unos 30 años atrás, se puede deducir con propiedad,
que el sector donde se ubica el proyecto (quebrada el Mirador) lo
caracteriza por no tener periodos climáticos definidos. Por lo general se
presenta en cualquier época del año periodos cortos tanto de verano
como de lluvia que no pasan de ocho o quince días consecutivos,
29
presentándose casos extremos hasta máximo un mes de verano
consecutivo.
La medición del caudal en la fuente se la hizo por el método
volumétrico; como indica el siguiente cuadro:
VOLUMEN DE AFORO
CUADRO 7
1.7.2 Análisis de la calidad de agua de la fuente.
Para determinar la calidad de agua en la fuente seleccionada se
realiza dos tipos de análisis: Inspección sanitaria y análisis físico-químico
bacteriológico de la fuente.
En lo referente a la inspección sanitaria de la fuente se puede ubicar
las siguientes características:
- La cobertura vegetal del micro-cuenca de influencia de la fuente es
densamente montañosa.
- Realizando varios ejercicios de observación y cateo se identificó el
agua de color cristalino y sin ningún sabor.
30
- La fuente no tiene ninguna protección, por lo tanto puede ser
contaminada por cualquier agente externo.
Según el destino del agua, la eliminación de bacterias se realiza por
filtración o esterilización por luz ultravioleta, cloración y ozonización
(calidad y normativa del agua para consumo humano, pag 11)*
*
En la tabla siguiente se presenta un cuadro comparativo entre los
valores obtenidos para las muestras de agua analizadas.
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE AGUAS
PARÁMETROS UNIDAD RESULTADOS LÍMITE
PERMISIBLE
OBSERVACI
ÓN MUESTRA 1 MUESTRA 2
Color UC 0,00 0,00 100,00 Cumple
Turbiedad NTU 4,00 5,00 100,00 Cumple
Sólidos totales mg/l 36,10 34,10 1000,00 Cumple
Hierro total mg/l 0.06 0.02 1,00 Cumple
Manganeso mg/l 0,00 0,00 0,10 Cumple
Dureza magnésica mg/l 20,10 15,1 100,00 Cumple
Sulfatos mg/l 3,00 4,00 400,00 Cumple
Fluoruros mg/l 0,00 0,00 1,50 Cumple
Gérmenes Totales UFC/ml 98000,00 108000,00 30,00 No cumple.
Coliformes Totales NMP/ml 10,00 14,00 3000,00 Cumple
Coliformes fecales UFC/ml 0,00 0,00 600,00 Cumple
Hongos levaduras UFC/ml 0,00 0,00 0,00 Cumple
Fuente: Norma Técnica Ecuatoriana de calidad de Agua NTE INEN 1108.
CUADRO 8
De acuerdo a los análisis y resultados se determina que la fuente
(quebrada el Mirador) es apta para consumo humano. (ANEXO B).
Cumpliendo con las normas vigentes de la calidad de agua tanto en el
aspecto físico-químico como bacteriológico; que para dotar a la
comunidad se debe realizar un tratamiento de desinfección antes de la
distribución.
En cuanto a gérmenes totales no cumple con el parámetro,
siendo el límite permisible 30 mg/l, ya que en la primera muestra nos
da 98 mg/l y la segunda 108 mg/l.
* http://www.pnuma.org/recnat/documentos/capb.pat
31
1.8 SELECCIÓN DEL MÉTODO DE TRATAMIENTO.
Para seleccionar el método de tratamiento correcto, depende de la
calidad de agua de la fuente de diseño.
En el siguiente cuadro podemos observar algunas calidades de agua
y el tratamiento correspondiente acorde a la norma.
CALIDAD BACTERIOLÓGICA DEL AGUA
CLASIFICACIÓN NMP/100 ml DE BACTERIAS
COLIFORMES
Exige solo tratamiento de desinfección. 0 - 50
Exige métodos convencionales de
tratamiento 50 – 5000
Contaminación intensa que obliga a
tratamientos más activos. 5000 – 50000
Contaminación muy intensa que hace
inaceptable el agua menos que se recurra a
tratamientos especiales. Estas fuentes se
utilizarán solo en casos extremos.
Más de 50000
Fuente: Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de Obras Sanitarias
, norma CO 10.7-601 numeral 5.23 Tabla IV.5
CUADRO 9
Por lo general las aguas requieren un pre-tratamiento,
sedimentación simple y/o filtración lenta, según la norma:
TRATAMIENTO
CARACTERÍSTICAS DEL AGUA TRATAMIENTO PROBABLE
Turbiedad media < 10 UNT
NMP<1000 col/100 ml Filtración lenta
Turbiedad media < 50 UNT
NMP < 1000 col/100 ml Filtración lenta con pre tratamiento
Turbiedad media < 150 UNT
NMP < 5000 col/100 ml.
Filtración lenta con sedimentación simple y
pre tratamiento
Fuente: Código Ecuatoriano para el diseño de la Construcción de Obras Sanitarias,
norma CO 10.7-601 numeral 4.1.8.2 Tabla VI.1
CUADRO 10
En base al análisis físico-químico bacteriológico del agua y a las normas
técnicas citadas, se propone el siguiente método de tratamiento para
obtener agua potable. Tratamiento: Filtración lenta descendente,
desinfección y almacenamiento.
CAPÍTULO II
DISEÑO DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE
32
2.1 CAPTACIÓN
Como parte del presente proyecto se trata la obra de captación de
una fuente superficial sin regulación, es decir de una quebrada cuyo
caudal es superior al gasto máximo diario para cualquier época.
Como se trata de una quebrada relativamente de poco caudal,
podría diseñarse una estructura de captación, interceptando el flujo de la
quebrada y asegurando la captación del gasto requerido.
El diseño de la obra de captación que se escogió es del tipo dique-
toma con pozo de carga o caja de captación central con rejilla de
fondo (toma caucasiana), debido a las características particulares de la
fuente como: la topografía de la zona, la textura del suelo y la clase de la
fuente; tratando de no alterar la calidad, temperatura ni el caudal natural
de la quebrada.
A más de los factores expuestos, el método de captación que se
propone tiene algunas ventajas sobre otros que no se ve afectado por la
cantidad de sedimentos depositados por la corriente, esto es que cumple
sus propósitos aún en el caso extremo en el cual el pequeño embalse
formado por el dique se llene por completo de material de arrastre.
Cualquier tipo de construcción que capte el curso de la quebrada
estará expuesto a múltiples factores negativos, por lo que se tomará en
cuenta lo siguiente:
El nivel de entrada de las aguas deberá quedar a la máxima altura
posible para evitar ser alcanzada por los sedimentos.
El área de captación deberá protegerse contra el paso de material
grueso.
La velocidad de la corriente en las cercanías del área de captación
deberá ser adecuada para que no provoque excesiva sedimentación.
33
En lo referente a la estructura de hormigón deberá estar bien
diseñado, para evitar volcamiento y deslizamiento.
Por ser un curso de agua con poco transporte de sólidos y bajas
pendientes, se podrá utilizar captaciones localizadas en forma
perpendicular al sentido del flujo. (Según norma diseño para sistemas de
abastecimiento de agua potable, disposición de excretas y residuos
líquidos en el área rural. Proyecto WASHED-MIDUVI-SSA-USAID)
Gráfico Tomado de la pag. 259 (abastecimientos de agua teoría y diseño, Simón Arocha)
Dique - toma con captación en el vertedero central.
Fig. 9
2.1.1 Diseño de captación
Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer los
caudales de la fuente:
Qmin. = 1.05 l/s (estiaje)
Qmed.= 1.32 l/s (medio)
Qmáx.= 3.82 l/s (crecida)
Carga hidráulica sobre el vertedero de rebose (H)
En caudal medio y época de estiaje.
Donde:
Hmed = Carga hidráulica en caudal medio
34
Hmin = Carga hidráulica en caudal mínimo (estiaje)
Hmáx = Carga hidráulica en caudal máximo (invierno)
Asumiendo para el vertedero de rebose un largo de 0.3 m. (L)
Hmed. = (
)
Donde:
Q = caudal medio (m/s)
C = coeficiente 1 (diagrama 1)
L = 0.3 m (asumido)
Hmed. = (
)
= 0.0268 m. = 2.68 cm
.Hmin = (
)
= 0.023 m. = 2.30 cm
Carga sobre el vertedero: Hve = 2.30 cm ≈ 10.00 cm. (asumido por
razones constructivas, planos tipo (MIDUVI-IEOS) para agua y
saneamiento básico rural, Ministerio de Salud Pública, proyecto
FASBASE. pag. 6)
En época de invierno (crecida)
Tomando en consideración el ancho del cauce de 3 m.
Se asume para el vertedero de crecida un ancho de 1 m.
Qvr = C.L
Donde:
Qvr = Gasto a través del vertedero de rebose.
C = Coeficiente 1 (diagrama 1)
L = Longitud vertedero en caudal medio 0.3 m (asumido)
35
H = Carga vertedero asumido (0.1 m)
Qvr = 1(0.30) ( )
= 0.0316 m³/s = 31.62 l/s
Gasto a través del vertedero de crecida
Q = Qmax - Qvr
Q = 3.82 – 31.62 = -27.80 l/s
Hay un excedente de 27.80 l/s, con la longitud del vertedero de
rebose en caudal medio sería suficiente para absorber el caudal en época
de crecida.
Dimensiones de vertederos
Sin embargo basándose en los planos tipo MIDUVI, IEOS para agua
y saneamiento básico rural, Ministerio de Salud Pública, proyecto
FASBASE. pag. 7) se adoptaría las siguientes dimensiones:
DIMENSIONES DE LOS VERTEDEROS DE ESTIAJE Y DE CRECIDA
0.3
1.8 0.60.6
0.2
0.1
0.8
0.75
vertedero de crecidavertedero de crecidavertedero de crecida
vertedero de estiaje
Fig. 10
36
Área de captación
Donde:
A = Área de captación.
Qmd = Caudal máximo diario (0.47 l/s)
Hmin = Carga hidráulica mínima de estiaje (2.30 cm).
Cd = Coeficiente de descarga (recomendado 0.6 a 0.8)
Vmin = √ Velocidad de paso mínima.
Vmin = √ ( )( ) = 0.67m/s > 0.6 m/s OK.
A =
√ ( )
A = 0.00117m² = 11.69 cm²
Aplicando un factor de seguridad de 2- 3 (asumimos 3)
A = 11.69 cm² x 3 = 35.07 cm²
Diámetro del tubo de salida de la galería al cajón recolector (D).
D = √
D = √ ( )
D = 6.68 cm. → 15 cm. (asumido en base a los planos tipo (MIDUVI-
IEOS) para agua y saneamiento básico rural, Ministerio de Salud Pública,
proyecto FASBASE. pag. 6)
37
Tubería de limpia y rebose
En la tubería de rebose y de limpia se recomienda de 1 a 1,5% y
considerando el caudal máximo de aforo, se determina el diámetro
mediante la ecuación de Hazen y Williams (C=140)
D =
Donde:
D = Diámetro en pulg.
Q = Gasto máximo de la fuente.(0.47 l/s)
S =Pérdida de carga unitaria en m/m.(se adopta 1%)
D = ( )
( ) = 1.39 pulg. = 35.4 mm.
Se asume la tubería de rebose ø 50 mm y de limpieza ø 100 mm.
(MIDUVI-IEOS) para agua y saneamiento básico rural, Ministerio de
Salud Pública, proyecto FASBASE. pag. 6)
Dimensionamiento de la canastilla en el tanque recolector.
Se considera que el diámetro de la canastilla debe ser dos veces el
diámetro de la tubería de salida a la línea de aducción (Dc); que el área
total de ranuras (At) sea el doble del área de la tubería de la línea de
aducción; y que la longitud de la canastilla (L) sea 3Dc y menor de 6Dc.;
asumimos L =3Dc
38
detalle orificio
0.15 m
Dc=50mm 2Dc
3Dc
ORIFICIO
5 mm
198 perforaciones
Fig. 11
Dc = 5 cm = 50 mm (adoptado del plano tipo MIDUVI-IEOS);
Ac = π(Dc) ² / 4
Donde:
Ac = Área de la tubería de aducción.
Ac = 3.1416(5 cm)² / 4 = 19.64 cm²
At = 2Ac.
At = 2(19.64) = 39.27 cm²
Área de cada ranura (Ar), considerando perforaciones de D= 0.50
cm.
Ar = 3.1416(0.5 cm)² / 4 = 0.20 cm²
Nº de ranuras =
Nº de ranuras = 39.27/0.2 + 1 = 198
Tipo de rejilla y dimensionamiento del dique.
Teniendo un diámetro de 15 cm. Por lo tanto asumimos las
siguientes dimensiones del dique, en base a los planos tipo (MIDUVI-
IEOS) para agua y saneamiento básico rural, Ministerio de Salud Pública,
39
proyecto FASBASE. pag. 7) y Diseño Hidráulico, Sviatoslav Krochin,
editorial universitaria, Quito-Ecuador 1968; pag 102.
B = 45 cm (Distancia entre el borde anterior del muro y el borde
posterior de la galería)
Bo = 80 cm (ancho de la cresta del vertedero)
bo = 10 cm (ancho de la galería.)
So = 35 cm (Distancia entre el borde anterior del muro y el borde
anterior de la galería)
S = 32.5 cm (Distancia entre el borde anterior del muro y el borde
anterior de la rejilla)
Se considera:
Vmin = 0.67 m/s (velocidad mínima de entrada del agua a la galería)
Vmed = √ = √ ( )( ) = 0.72 m/s (velocidad media de
entrada del agua a la galería)
S =
Donde:
S = distancia horizontal entre el borde anterior de la cresta del
vertedero y el comienzo de la rejilla.(32.5 cm)(asumido en base
a planos tipo MIDUVI-IEOS)
Z/Bo = 2 % de inclinación de la rejilla. (en base a planos tipo
MIDUVI-IEOS y Diseño Hidráulico, Sviatoslav Krochin, editorial
universitaria, Quito-Ecuador 1968; pag 102.)
Bo = 80 cm (ancho de la cresta del vertedero)( asumido en base
a planos tipo MIDUVI-IEOS )
Vh =0.67 m/s (Velocidad mínima de entrada del agua a la
galería).
40
S = ( )
= 0.00092 m = 0.092 cm
S = ( )
S = 0.00106 m = 0.106 cm
S = 0.106 cm ⇰ se asume 32.5 cm. (Es correcta la medida
asumida.)
Cálculo del C₁.C₂ (coeficientes para el diseño de rejillas de
captación)
Para Qmin = 1.05 l/s
Qmd = C₁.C₂ [
( )
0.00047 = C₁.C₂ [
( )( )
C₁.C₂=
= 0.00225
Para Qmed = 1.32 l/s
Qmd = C₁.C₂ [
( )
0.00047 = C₁.C₂ [
( )( )
C₁.C₂=
= 0.00232
Usando un factor de seguridad de 3 para varillas, se tendrá:
3C₁.C₂ = 3(0.00225) = 0.00675 < 0.042 rejilla Tipo 7 (ANEXO 4
tabla 1)
3C₁.C₂ = 3(0.00232) = 0.00696 < 0.042 rejilla Tipo 7 (ANEXO 4
tabla 1)
41
La rejilla correspondiente al tipo 7, está compuesta de varillas
cuadradas de 1.5 cm de lado espaciadas a 1 cm, cubiertas con tela
metálica soldada.
Cálculo de longitud de rejilla en el dique toma
Rejilla de 10 cm de ancho. (asumido)
Área = 10 cm * 1 cm = 10 cm²
Espacios libres requeridos 35.07/10 = 3.51 cm.
Longitud de la rejilla = 3.51*1 + 4.51*1.5 = 10.28 cm ⇰ Se asume 30
cm (en base a planos tipo para agua y saneamiento básico rural MIDUVI-
IEOS, proyecto FASBASE pag. 5), a continuación presentamos:
LONGITUD DE REJILLA
0.100.10
0.30
para empotramiento
perf
il L
25x25x12 m
m
pletina 25x6 mm
espacio 2cm
0.10
Fig. 12
Cálculo de la galería
Dependiendo del diámetro requerido para la línea de aducción al
cajón recolector, en el presente caso es de ø= 150 mm. Asumiendo altura
de 0.20 m debajo de la parte más baja de la rejilla de captación,
manteniéndose una pendiente del 3% nos da la suficiente altura de
42
aducción entre las cotas de salida de la galería y entrada al cajón
recolector, considerando la seguridad de la estructura tanto en el
deslizamiento como el volcamiento del dique.
De acuerdo a las dimensiones determinadas nos conduce a las
siguientes dimensiones de la galería:
H = Carga requerida para el gasto de salida de la captación pueda
fluir por la tubería de conducción.
Vmin = Velocidad mínima de descarga (0.67 m/s)
H = 1.56 V²/2*g = 1.56 (0.67 m/s)²/2*9.8 = 0.036 m = 3.60 cm.
Espesor de las barras = 0.60 cm.
Pendiente rejilla 0.02*0.1 = 0.20 cm.
Una altura de seguridad = 13.40 cm
----------------
Calado inicial de la galería = 20 cm
Para tener la seguridad de que todas las piedras y arenas que han
pasado por la rejilla sean arrastradas, la velocidad del agua debe ser
alto o por lo menos V > 3√ . .( pag. 113 diseño hidráulico de
Sviatoslav Krochin).
Vf = Velocidad al final de la galería > 3√
e = Espacio entre barras de la rejilla (0.02m)
Vf = 3√ 1.328 m/s, No satisface, porque se recomienda
Vo = 1m/s y Vf = 2-3 m/s .( pag. 113 diseño hidráulico de Sviatoslav
Krochin).
Pero considerando:
S = Gradiente hidráulica (3% en base a planos tipo, para agua y
saneamiento básico rural MIDUVI-IEOS, proyecto FASBASE pag 6.)
Se obtiene la velocidad de la fórmula de Chezy V= √
El coeficiente C se obtiene de la fórmula de Manning C = (1/n)
43
Sustituyendo C se obtiene:
V =
Donde:
R = radio hidraúlico (D/4 = 0.15/4 = 0.04 m)
S = 3% = 0.03
n = coeficiente de rugosidad de Manning para Tubería PVC = 0.01
V =
= 2.04 m/s OK. está dentro del rango
recomendado ( 2-3 m/s) por lo tanto es correcta la gradiente
asumida.
Longitud asumida de la galería = 0.30 m.(ancho del vertedero)
Pendiente longitudinal de la galería = 0.03
Calado final de la galería =0.30*0.03 +0,20 = 0.21 m = 21cm.
(ANEXO A )
Cálculo del área mojada
Cota terreno en la captación = 1807 m.s.n.m.
Cota terreno en el cajón recolector = 1806.55 m.s.n.m.
ΔH = 1807 – 1806.55 = 0.45 m. Dándonos una pendiente
recomendada del 3%
44
ÁREA MOJADA EN EL DIQUE
H. max.
1807.32
1807.17
1807.50
a1 a4 a5a3a2
0.3
30.5
0.5 0.1
8
0.790.510.200.11
18071.30 0.89
Fig. 13
A1 = 1*0.33/2 = 0.17 m²
A2 = (0.5 + 0.33)*0.1/2 = 0.04 m²
A3 = 0.5 *0.20 = 0.10 m²
A4 = (0.5 + 0.18)*0.51/2 = 0.17 m²
A5 = 0.79*0.18/2 = 0.7 m²
Vqmax. = Qmax/Aqmax.
Donde:
(Aqmax) = Área mojada correspondiente a caudal máximo
(0.17 + 0.04 + 0.10 + 0.17 + 0.7 = 1.18 m²)
Qmax = Caudal máximo de aforo en invierno.(3.82 l/s)
Vqmax. = Velocidad del caudal de crecida (0.00382/1.18 = 0.0032
m/s)
Se ha podido observar en épocas de crecida, la quebrada tiene la
capacidad máxima de arrastre de masas, aproximadamente de 2 Kg.
45
FUERZAS ACTUANTES SOBRE LA SECCIÓN DEL DIQUE.
WA
0.5
0.2
0.1
Wa
WaWs
0.8
Fig. 14
Peso sedimento sumergido = 1100 Kg.
Peso del agua = 1000 Kg.
Peso del concreto = 2400 Kg.
F = Fuerza de Impacto.
Ws fuerza horizontal que ejerce el sedimento sobre el muro.
Wa fuerza horizontal que ejerce el agua sobre el muro.
FUERZAS ACTUANTES SOBRE EL DIQUE
Fuerzas F. Vertical (Kg) F. horizontal (Kg) Braz
o (m)
Mom.
Resis.
Mom.
Volc.
Concreto
w
(3*0.8*0.8-1.8*0.2*0.8)2400
= 3912.00
0.4
1564.80
Impacto
F = M*V
2*0.0032/9.81=0.0007
0.8
0.0006
Sedimentos
ws
0.5² * 1100/2 = 137.5
0.17
23.38
Agua
wa
wa
0.5² *1000/2 = 125
0.2*0.6*1000 = 120
0.17
0.30
21.25
36.00
Total
3912.00
1564.80
∑Mv
80.63
CUADRO 11
Verificación de la sección del dique.
Donde:
Cd = Factor de seguridad al deslizamiento >= 1.5
Cv = Factor de seguridad al volcamiento >= 2
a = posición de la resultante desde el borde delantero
46
e = excentricidad.
b = sección de la base del dique (0.8 m) (en base a planos tipo,
para agua y saneamiento básico rural MIDUVI-IEOS, proyecto
FASBASE pag 7.)
U = Hundimiento
Cv =
=
= 19.41 > 2 OK (sección mínima recomendada por el
MIDUVI-IEOS)
Cd =
=
= 10.23 > 1.5 OK (No necesita dentellón) (sección mínima
recomendada por el MIDUVI-IEOS)
a=
=
=
= 0.38 m.
Excentricidad e = b/2 – a
e = 0.8/ 2 – 0.38 m = 0.02 m.
tercio central b/6 = 0.8/6 = 0.13 m. > 0.02 m OK
U. máximo =
* (1+6e/b)
=
* (1 + 6*0.02/0.8) = 5623.50 Kg/m² = 0.56 Kg/ cm²
U. mínimo =
* (1 - 6*0.02/0.8) = 4156.50 Kg/m² = 0.42
Kg/cm²
(ANEXO A )
47
2.2 LÍNEA DE ADUCCIÓN
En el presente proyecto se contempla una línea de aducción por
gravedad ya que la topografía del terreno se presta para la aplicación de
este tipo.
Para el diseño de una línea de aducción por gravedad deben tenerse
en cuenta, los siguientes criterios:
Carga disponible o diferencia de elevación.
Capacidad para transportar el gasto máximo diario.
La clase de tubería capaz de soportar las presiones hidrostáticas.
La presión dinámica mínima en la línea de aducción será
equivalente a 5 metros de columna de agua. (norma de diseño para
sistemas de abastecimiento de agua potable, disposición de
excretas y residuos líquidos en el área rural, PROYECTO WASHED
CONVENIO SSA-USAID.518-001).
La longitud de diseño se ha incrementado en un 5% por el desnivel
del terreno.(Código Ecuatoriano para el diseño de la Construcción de
Obras Sanitarias, norma CO 10.7-602
El Diámetro mínimo de las tuberías en la línea de aducción será de
25 mm. (1 pulg.).(Norma diseño para sistemas de abastecimiento de
agua potable, disposición de excretas y residuos líquidos en el área
rural, Proyecto Washed convenio SSA-USAID-518-0081, Quito-
Ecuador 1995 pag. 27).
Estructuras complementarias como: tanque rompe presiones,
válvulas de aire, etc.)
Para los cálculos necesarios se utilizó las fórmulas de Darcy-
Weisback
Pérdida de carga.- Representa la pérdida de energía de un flujo
hidráulico a lo largo de la tubería por efecto del rozamiento.
48
Obtención de las pérdidas de carga en tuberías (Re < 100000)
Las pérdidas “h” aplicando la fórmula de Darcy Weisbach.
(
)
También se debe analizar las pérdidas de carga por accesorios o por
irregularidades, se pueden determinar experimentalmente, ya que se
originan de la disipación de energía motivada por las turbulencias, pueden
expresarse en función de la altura cinética corregida mediante un
coeficiente empírico K.
VALORES DEL COEFICIENTE K EN PÉRDIDAS POR ACCESORIOS
Accidente K L/D
Válvula esférica (totalmente abierta) 10 350
Válvula en ángulo recto (totalmente abierta) 5 175
Válvula de seguridad (totalmente abierta) 2.5 -
Válvula de retención (totalmente abierta) 2 135
Válvula de compuerta (totalmente abierta) 0.2 13
Válvula de compuerta (abierta ¾) 1.15 31
Válvula de compuerta (abierta ½) 5.6 160
Válvula de compuerta (abierta ¼) 24 900
Válvula de mariposa (totalmente abierta) - 40
T por salida lateral 1.80 67
Codo a 90º de radio corto (con bridas) 0.90 32
Codo a 90º de radio normal (con bridas) 0.75 27
Codo a 90º de radio grande (con bridas) 0.60 20
Codo a 90º de radio corto (con bridas) 0.45 -
Codo a 90º de radio normal (con bridas) 0.40 -
Codo a 90º de radio corto (con bridas) 0.35 -
Fuente: http://www.miliarium.com/Prontuario/Medio Ambiente/Aguas/
PerdidaCarga.asp
CUADRO 12
Cota Piezométrica.- Es la altura a la que se elevaría el agua en el
sistema hidráulico, cuando se instala en él, un tubo abierto a la atmósfera
llamado Piezómetro.
49
Presión Estática.- Es la presión total que ejerce el agua. De esta
manera, cualquier presión ejercida por un fluido la cual no es ejercida por
el movimiento o velocidad del fluido es llamada presión estática del fluido.
Para fluidos en reposo (estáticos) la presión dinámica es nula y la
presión estática es igual a la presión total. Mientras que la presión
dinámica actúa únicamente en la dirección del flujo, la presión estática
actúa por igual en todas las direcciones y siempre en ángulo recto todas
las superficies que contengan al fluido.
Presión Dinámica.- Cuando los fluidos se mueven en un conducto,
la inercia del movimiento produce un incremento adicional de la presión
estática al chocar sobre un área perpendicular al movimiento. La presión
dinámica depende de la velocidad y la densidad del fluido. (Presión
estática y dinámica, Wikipedia)
Celeridad.- La celeridad (a) es la velocidad de propagación de la
onda de presión a través del agua contenida en la tubería, su valor se
determina a partir de la ecuación de continuidad y depende
fundamentalmente de las características geométricas y mecánicas de la
conducción, así como de la comprensibilidad del agua ( el golpe de ariete)
√ (
)
Para realizar el cálculo, es necesario conocer el módulo de Young
de acuerdo al material del que está hecha la tubería como podemos ver
en el siguiente cuadro:
50
*VALORES DEL MÓDULO DE YOUNG PARA LAS CONDUCCIONES
material Módulo de Elasticidad (en Mpa=106 Nw/m2)
Acero 210000
Cobre 100000 – 130000
Fibrocemento 24500
Fundición dúctil 165000
Hormigón 15000 – 30000
H. armado camisa chapa 40000
Perspex 6500
Plomo 5000 -20000
Poli butileno 900
Poliéster 5000
Polietileno baja densidad 220
Polietileno media densidad 400
Polietileno alta densidad 900
Polipropileno 950
PVC rígido 2950
Roca 50000 - 60000
Fuente: Hidráulica de tuberías transitorios “Descripción y efectos, Protección de líneas hidráulicas”
Ing. Mireya Lapo Pauta
CUADRO 13
Golpe de ariete.- Es el aumento brusco de la presión de agua que
se produce dentro de la tubería, generalmente cuando una válvula se
cierra rápidamente, lo que provoca un sonido que a veces se oye
claramente en las tuberías.
Es importante saber que muchas válvulas, grifería y accesorios de
plomería están diseñados para funcionar y resistir una presión de hasta
150 lib/pulg². Esto nos da un ancho margen de seguridad contra
aumentos repentinos de presión ya que 60 lib/pulg² es la presión
promedio que soporta el sistema de distribución de agua de una ciudad. *
2.2.1 Diseño hidráulico
Longitud Parcial
LP= Abs Post – Abs Ant
Donde:
LP = Longitud parcial en m.
Abs Post = Abscisa posterior en m.→ 0+012.09
* http://es.wipedia.org/wiki/Presi%C 3%B3n_est%C3%A1tica.
51
Abs Ant =Abscisa anterior en m.→ 0+000.91
Reemplazando valores obtenemos:
LP = 0+012.09 – 0+000.91= 11.18 m.
a) Longitud mayorada 5%
L = 5%*LP
Donde:
L = Longitud mayorada en 5% en m.
LP = Longitud parcial en m.
L = 5%*11.18 m = 11.74 m.
b) Velocidad:
Donde:
V = velocidad del flujo en m/s.
Q = Caudal en m/s
Л = Pi = 3,1416 constante
D = Diámetro interno de la tubería
V =
(
)
= 0.73 m/s
c) Número de Reynolds
52
Re =
Donde:
Re = Número de Reynolds.
d = Diámetro interno de la tubería en m.
V = Velocidad en m/s
ρ = Densidad del agua para la temperatura elegida en Kg/m³
μ = Viscosidad del agua en N.s/m²
Re = ( )
= 11929.55
d) Coeficiente de fricción
f = 0.3164*
donde:
f = Coeficiente de fricción (tubos lisos y Re < 100000)
Re = Número de Reinolds.
f = 0.3164* = 0.03027
e) Pérdida de carga
hc = 0.0826 * f * (Q²/D ) * L
Donde:
hc = Pérdida de carga o energía en m.
f = Coeficiente de fricción (adimensional)
Q = Caudal en m³/s
53
D = Diámetro interno de la tubería en m.
L = Longitud de la tubería en m.
hc = 0.0826 * 0.03027 * ( )
( ) * 11.74 = 0.05 m.
f) Cota piezométrica
CP = CPant. – hc
Donde:
CP = Cota piezométrica en m.
CPant. = Cota piezométrica anterior en m.
hc = Pérdidas en m.
CP = 1807 – 0.05 = 1806.95 m.
g) Presión estática.
Pe = Cit –Ct
Donde:
PE = Presión estática en m.
Cit = Cota al inicio de tramo donde existe TRP en m.
Ct = Cota del terreno en cada punto en m.
Pe = 1807 – 1804.89 = 2.11 m.
h) Presión dinámica.
Pd = CP – Ct
54
Donde:
Pd = Presión dinámica en m.
CP = Cota piezométrica en m.
Ct = Cota del terreno en m.
Pd = 1806.95 – 1804,89 = 2.06 m.
i) Celeridad.
C =
√
Donde:
C = celeridad en m/s
E = Módulo de Young N/m² (2.950 x 10E6 para PVC)
e = Espesor de la tubería en mm.
D = Diámetro interior de la tubería en mm.
C=
√
= 322.96 m/s
j) Golpe de ariete
∆H =
Donde:
∆H = Golpe de ariete o Joukowsky en m.c.a
c = Celeridad en m/s
V = Velocidad media en m/s
g = Aceleración de la gravedad en m/s²
55
∆H =
= 11.19 m.
k) Sobrepresión
SP = ∆H + Pd
Donde:
SP = Sobrepresión o presión total en m.
∆H = Golpe de ariete o Joukowsky en m.
Pd = Presión dinámica en m.
Sustituyendo valores:
SP = 11.19 + 2.06 = 13.25 m.
En el punto de captación, cuya abscisa es 0+000.00 y cota 1807, el
agua será conducida hasta la planta de tratamiento ubicada en la abscisa
0+ 547.20 de cota 1793.36
2.2.2 Dimensionamiento y tipo de la tubería de aducción
A continuación se presenta un resumen de diámetros y longitudes
requeridas para la aducción, detalladamente se puede observar en las
hojas de cálculo (ANEXO C), y perfil de aducción principal (ANEXO A)
RESUMEN DIÁMETROS EN LA ADUCCIÓN
TRAMO DESDE HASTA DIAMETRO LONGITUD
DESARROLLADA
1 0+000 0+547.20 25 mm x 1.6 Mpa. 547.20 m
Fuente: El autor
CUADRO 14
La tubería suficiente a instalarse en el presente proyecto sería de
clase 150 = 105 mca, según las Normas AWWA (American Water Works
Association) de acuerdo a la resistencia a los esfuerzos provocados por
las presiones internas, pero en la Normativa Hidrosanitaria Ecuatoriana la
56
resistencia mínima a las presiones debe ser igual a 150 mca. Es decir
clase 250. Como indica el siguiente cuadro:
CLASES DE TUBERÍA EN FUNCIÓN DE PRESIÓN NORMAS AWWA
Clase Presión de trabajo
(lb/pulg²) Metros de agua (m.c.a)
100 100 70
150 150 105
200 200 140
250 250 175
300 300 210
Fuente: Abastecimiento, teoría y diseño de agua; Simón Arocha
CUADRO 15
2.2.3. Obras de arte.
La tubería de aducción se ha diseñado, tomando en consideración
las siguientes obras de arte:
a) Tanque rompe presión.
Es necesaria la instalación de este accesorio cuando existe un fuerte
desnivel entre la captación y algunos puntos a lo largo de la línea de
conducción, los cuales pueden generar presiones superiores a la máxima
que puede soportar la tubería. (Guía de diseño para líneas de conducción
e Impulsión de sistemas de abastecimiento de Agua rural OPS/CEPIS,
pág. 8)
b) Válvulas de aire.
El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área
del flujo del agua, produciendo un aumento de pérdida de carga y una
disminución del gasto. Para evitar esta acumulación es necesaria instalar
válvulas de aire automáticas (ventosas) o manuales. (Guía de diseño para
líneas de conducción e impulsión de sistemas de abastecimiento de Agua
rural OPS/CEPIS, pag.7)
57
c) Válvulas de desagüe.
Los sedimentos acumulados en los puntos bajos de la línea de
aducción con la topografía accidentada, provocan la reducción del área de
flujo del agua, siendo necesario instalar válvulas de purga que permitan
periódicamente la limpieza de tramos de tubería. (Guía de diseño para
líneas de conducción e impulsión de sistemas de abastecimiento de Agua
rural OPS/CEPIS, pag.7)
RESUMEN DE LAS OBRAS DE ARTE EN RED DE ADUCCIÓN
TANQUE ROMPE PRESIÓN (0) VÁLVULAS DE AIRE VÁLVULAS DE PURGA (1)
DESCRIP Nº DIÁM. DESCRIP Nº DIAMETRO DESCRIP Nº DIAMETRO
PI21 1 25mmx1.6Mpa
Fuente: Resumen del diseño hidráulico del proyecto
CUADRO 16
El diseño hidráulico de la red de conducción se la realizó con la ayuda de
la hoja de cálculo adecuada (ANEXO C)
2.3 PLANTA DE TRATAMIENTO
Los filtros por lo general se utilizan como métodos de pre-
tratamiento, para prever los múltiples daños que pueden ocasionarse por
la presencia en exceso de sedimentos.
2.3.1 Filtro lento descendente.
La filtración lenta es un proceso necesario que se lo utiliza
principalmente para eliminar la turbiedad y desinfección del agua,
eliminando parte de las impurezas más finas que se encuentran en el
agua, además realiza separación de bacterias y partículas que no han
sido retenidas en las etapas de tratamiento anteriores.
En esta etapa del tratamiento se filtra el agua no tratada lentamente,
a través de una capa de arena que actúa como filtro y luego drena hasta
58
el fondo, sin añadir ningún desinfectante para facilitar el proceso de
filtración.
Un filtro lento consta básicamente de un tanque que contiene una
capa sobrenadante del agua que se va a desinfectar, un lecho filtrante de
arena, drenajes y un juego de dispositivos de regulación y control
(Tecnología en Breve, Published by the National Environmental Services
Center at West Virginia University, págs. Del 1- 9).
Según la norma 5.9.2 se diseña mínimo dos unidades para que
trabajen con el 65% de caudal a tratarse.
PVC 40 mm 1.013 Mpa PVC 40 mm 1.013 Mpa
PVC 40 mm 1.013 Mpa PVC 40 mm 1.013 Mpa
PVC 40 mm 1.013 MpaPVC 40 mm 1.013 Mpa
PVC 40 mm 1.013 Mpa PVC 40 mm 1.013 Mpa
PV
C 6
3 m
m 0
.61 M
pa
PV
C 6
3 m
m 0
.61 M
pa
Vereda
Lateral
Pri
nci
pal
Tubo LateralP
rinci
pal
PLANTA FILTRO LENTO DESCENDENTE
ancho de excavación
Fig. 15
Diseño del filtro lento descendente.
Para el diseño del filtro lento descendente se necesita algunos
datos, como:
Caudal de diseño Qmd = 0.43 l/s = 37.15 m³/día
Q por filtrar = 65% Qmd = 0.28 l/s = 24.19 m³/día
59
Tasa de filtración recomendada, según la norma vigente, la tasa de
filtración debe estar entre 0.1 y 0.2 m/h, es decir de 2.4 a 4.8 m³/m²/día.
Norma 5.9.2)
Adoptamos una tasa de filtración de 3 m³/m²/día
Cámara de filtración
En las dos unidades de filtración lenta cada una trabajará con el 65%
de caudal a tratarse.
a) Área de la cámara de filtración.
Af =
donde:
Qd =Caudal por filtrar en m³/día (24.19)
Tf = Tasa de filtración en m³/m²/día (3)
Af =
= 8.06 m²
b) Diámetro de los filtros(Ø)
Ø = √
donde:
Af = Área de la cámara de filtración m²
Ø = √
= 3.20 m
60
c) Área de los filtros.
AF =
donde:
D = Diámetro de los filtros en m.
AF =
= 8.04 m² (se construirá un filtro circular de
hormigón reforzado)
d) Sistema de drenaje y recolección de agua filtrada.
Q por filtrar (Qf) = 0.28 l/s = 0.00028 m³/s
AF = 8.04 m²
La velocidad de filtración (Vf) debe estar entre 0.10 – 0.20 m/h
(según norma 5.9.2)
Vf = Q/A
Vf = 0.00028/8.04 = 0.00003 m/s = 0.13 m/h OK cumple la norma
(0.10 – 0.20 m/h)
Diámetro de cada orificio (adoptado) =8 mm
Área de cada orificio Ao =5 m²
Velocidad en cada orificio (Vo) = 0.1 m/s (adoptado) no
mayor a 0.5m/s
Caudal que ingresa en cada orificio (Qo) = Ao*Vo
=5 * 0.1 = 5 m³/s
Nº de orificios = Qf/Qo
= 0.00028/5 = 56 asumimos 60 orificios.
61
e) Cálculo de diámetro de orificios, colector central y laterales
Nº de laterales por cada filtro = 4 u. 2 a cada lado del colector
principal.
Longitud de cada lateral = 1.30 m
Perforaciones por cada lateral = 15 ø 8 mm @15 cm.
Diámetro de perforación = 8 mm.
Caudal que ingresa en el lateral =Número de orificios*Qo
Caudal en el lateral = 15*5 = 7.5 m³/s
Área del tubo lateral = Caudal lateral / velocidad orificio adoptada
(0.10 m/s)
=7.5 / 0.1 = 0.00075 m²
Diámetro del tubo lateral = 2√
= 2√
= 0.0309 m = 30.9 mm.
Se asume tubería PVC de diámetro = 40 mm x 1.013 Mpa. (ANEXO
4)
Diámetro interior = 36 mm
Área del tubo lateral = 0.00102 m²
La velocidad en la tubería no debe ser mayor a 0.5 m/s.
Velocidad de circulación con este diámetro V= Q/A
V= 7.5 / 0.00102
V= 0.074 m/s OK (cumple < 0.5 m/s)
f) Cálculo del tubo colector central
Área del tubo colector = QL/V
Donde:
QL = caudal filtrado en m³/s (7.5 m³/s*4 laterales = 0.0003 m³/s)
V = Velocidad adoptado (0.10 m/s)
62
Área del tubo colector = 0.0003/0.10 = 0.003 m²
Diámetro del tubo colector = 0.061804 m = 61.804 mm.
Se asume diámetro tubo colector = 63 mm x 0.61 Mpa (ANEXO 4)
Diámetro interior del tubo colector = 59.2 mm
Área del tubo colector = 0.002753 m²
Velocidad con este diámetro = Q/A
= 0.0003/0.002753 = 0.1089 m/s
OK.(cumple < 0.5 m/s)
Resumen:
Número de lateral = 4 2 a cada lado.
Longitud de cada lateral = 1.30 m
Perforaciones por cada lateral = 15. ø 8 mm @15 cm.
Diámetro por perforación = ø 8 mm
Diámetro de tubo PVC lateral = 40 mm x 1.013 Mpa
Diámetro del tubo colector = 63 mm x 0.61 Mpa
g) Material filtrante
Las especificaciones técnicas dadas en las normas para filtros lentos
nos indican que el lecho filtrante debe cumplir con una serie de
espesores y diámetros, con una altura total adecuada del filtro.
A continuación se indica un cuadro de dimensiones que deben reunir
los materiales.
63
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL LECHO FILTRANTE
Posición en el lecho Espesor de capa (m) Diámetro (mm)
Borde libre
Película de agua
Capa de arena
0.20
1.00
1.00
0.15 -0.35
Capa de soporte
1º capa
2º capa
3º capa
0.10
0.10
0.10
1.00 – 1.40
4.00 – 5.60
16.00 – 23.00
Altura total del FLDA 2.50
CUADRO 17
h) Cálculo de pérdidas de carga
En material filtrante:
Arena seleccionada
hf=
donde:
hf = Pérdida en el lecho filtrante en cm.
d = Diámetro de las partículas del material filtrante (0.015 cm)
V = Velocidad de filtración en cm/s (0.10 m/h = 0.002778 cm/s)
Lo = Espesor o altura de la capa filtrante (100 cm)
hf =
= 7.5 cm
Primera capa de soporte
Lo (espesor de la capa) =10 cm
d (diámetro efectivo de la grava) =0.10 cm.
hf1 = 0.0168 cm.
64
Segunda capa de soporte
Lo (espesor de la capa) =10 cm
d (diámetro efectivo de la grava) =0.5 cm.
hf2 = 0.00067366 cm
Tercera capa de soporte
Lo (espesor de la capa) =10 cm
d (diámetro efectivo de la grava) =1.6 cm.
hf3 = 0.0000658 cm
Ht = hf + hf1 + hf2 + hf3
Ht = 7.5 + 0.0168 + 0.0006737 + 0.0000658 = 7.52 cm.
En orificios
Fórmula de Torricelli
Ho =
donde:
Ho = Pérdida de carga en orificios.
Cd = Para orificios (0.6)
A = Área total de orificios en m² (60*5 m² = 0.003 m²)
g = Aceleración de la gravedad en m/s²
Q = Caudal a filtrarse en m³/s (0.28 L/s = 0.00028 m³/s)
Ho =
( ) = 0.001233 m
Pérdida total:
HT = Ht + Ho
65
HT = 7.54 + 0.12 = 7.66 cm.
El filtro a diseñarse será de tipo circular con un diámetro de 3.20 m y
una altura de 2.50 m y se construirá con H.S reforzado. Ver (ANEXO A
PLANO DIMENSIONES FILTRO LENTO DESCENDENTE)
2.3.2 Sistema de desinfección.
Se puede considerar como última etapa de tratamiento, el sistema
de desinfección previo a su almacenamiento y distribución.
La desinfección es un proceso de destrucción o inactivación de
microorganismos patógenos que se encuentran en el agua. Un
desinfectante de buena calidad debe cumplir algunos requerimientos
básicos como:
Ser capaz de destruir agentes patógenos en un tiempo razonable a
la temperatura del sector.
No debe originar características desagradables o tóxicas en el
agua.
Debe ser de fácil adquisición, de costo económico y de manejo
sencillo en las condiciones en que será utilizado.
Debe dejar un efecto residual que contribuya a controlar
crecimiento de microorganismos o re contaminación.
Debe permitir análisis sencillos, rápidos, económicos y confiables
para determinar su concentración en el agua.
Para escoger el método de desinfección adecuado en el presente
proyecto, se ha efectuado un análisis minucioso de algunas alternativas
de desinfección, siendo la mejor la mejor alternativa la desinfección
mediante tabletas de cloro (PROVICHLOR TAB) por presentar las
mejores ventajas.
66
COMPARACIÓN ENTRE SISTEMAS ALTERNATIVOS DE DESINFECCIÓN
PRODUCT
O
RESIDU
AL DE
CLORO
ESTABILIDA
D EN
ALMACENA
JE
CONCENTRACI
ÓN DE CLORO
RIESGO
AL
MANEJAR
EL
PRODUCT
O
FORMA
QUIMIC
A
PH
ESTABILID
AD DEL
CLORO
RESIDUAL
Cloro
gas si alta 100%
Muy
alto gas
Baja
drásticame
nte
Muy baja
Hipoclori
to de
sodio
si Muy baja 10.80% alto líquido
Sube
drásticame
nte
Muy baja
Hipoclori
to de
calcio
si regular 65% alto Gran-
tab sube Baja
Probichl
or tab si Muy alta 62.5% bajo
Tablet
a 3” No modifica
Muy
estable
Bióxido
de cloro no regular 10-20% alto
Líquid
o-gas No modifica N/A
ozono no Muy baja N/A regular gas No modifica N/A
Luz uv no N/A N/A nulo
Métod
o
físico
No modifica N/A
Osmosis
reserva no N/A N/A nulo
Métod
o
físico
No modifica N/A
Fuente: Presentación de la distribuidora Austroriego- Loja
N/A = no aplica.
CUADRO 18
Los componentes de PROVICHLOR TAB ayudan a que el cloro se
vaya liberando controladamente en la cámara interna de equipos
dosificadores tipo cámara seca (PROVICHLOR, descripción del producto).
CÁMARA DOSIFICADORA PROVICHLOR TAB
Fuente: Tabletas de Provichlor,
De la distribuidora Austroriego-Loja
Fig.16
67
Se ha escogido el sistema de desinfección de agua PROBICHLOR
TAB por presentar algunas ventajas básicamente importantes como:
No necesita de energía eléctrica por lo que se puede utilizar
manualmente.
Nunca se está en contacto con las tabletas por lo que se tiene
más seguridad en el manejo del producto químico.
Tiene alta estabilidad en almacenaje y aplicación.
Posee una concentración de cloro del 60%.
No afecta la dureza ni el PH del agua.
Facilidad de instalación.
Es económicamente rentable.
La cantidad de cloro liberado por las tabletas se controla
mediante el flujo de agua que se suministra al clorado,
controlado con una válvula de compuerta y medido con un
flujómetro.
a) Instalación
La instalación del equipo es fácil y económica debido a que el agua
pasa por el clorador por medio de un impulso natural o por gravedad y se
captura el agua clorada en el tanque de almacenamiento. Además puede
o no necesitar una caseta para su instalación.
La cantidad de cloro liberado por las tabletas se controla mediante el
flujo de agua que se suministra al clorador. Esto controlado con una
válvula de compuerta y medido con un flujómetro.
Las tabletas están contenidas en cartucheras, las cuales entran por
la parte superior del clorador. Por lo tanto nunca se está en contacto con
las tabletas.
68
INSTALACIÓN DE PROVICHLOR TAB
Fuente: Forma de instalación de Provichlor Tab, tomado
de la presentación de Austroriego.
Fig.17
b) Cálculo del costo diario y mensual
Se procede a calcular el costo de este sistema de desinfección
adaptado a las siguientes condiciones:
- Caudal de tratamiento = 0.43 l/s = 25.8 l/min.
- Tiempo de funcionamiento = 24 horas durante 30 días del mes. =
1440 min.
- PH = 7,34
Kilogramos (Kg) de provichlor consumidas al día
TP = Q*D*Cc*H
donde:
TP = Tabletas de provichlor en Kg. en el día
Q = Caudal de tratamiento en l/min. (25.8 l/min.)
D = Dosificación en ppm = 1 recomendación de
fabricante.
Cc = Concentración de cloro = 62.5% (1.625)
H = Horas de inyección en min. (1440 min.)
69
TP = 25.8(1)(1.625)(1440)/1000000 = 0.0604 Kg/día
Kilogramos de cloro hora:
TPh = Q*D
donde:
TPh =Tabletas de provichlor en Kg., consumidas en una
hora.
Q =Caudal de diseño en l/s.
D =Dosificación en ppm.(1 parte por millón)
TPh =25.8(1)(60) / 1000000 = 0.00155 Kg/h
Para las condiciones anteriores se ha obtenido los siguientes
resultados:
Costo diario = $ 0.51
Costo mensual = $ 15.30
Se ha consultado precios, el valor del equipo clorador provichlor tab,
cuesta aproximadamente $1230,00.
70
CÁLCULO DE LA DOSIS CLORO PROVICHLOR TAB
ESTUDIOS Y SISEÑOS DEFINITIVOS DE AGUA
POTABLE PARA LA COMUNIDAD DE EL MIRADOR
CANTÓN PALANDA, PROVINCIA DE ZAMORA CHINCHIPE
Caudal 0.43
l/s
Cliente.
Caudal l/min.
25.80
Dosificación Horas Tabletas
Kg
Provichlor-
Tab al día
CONSUMO
PPM Inyec-
bombeo Consum./dia Al día diario mes
1 24 0.29 0.0604 $ 0.73 $ 21.90
Rend.
Ecuador
por calidad de
agua
0.7
30%
Ingresar
0.20 0.0423 $ 0.51 $ 15.30
Kg.CL2/hora
0.00155 flujómetro
Kg.CL2/día 0.0423*62.5% =
0.0264 Flujo l/min = 1.93
Rendimiento tambor 45.6 Kg. = 45.6/0.0423 = 1078 días Duración (días) tambor 216 u. = 216/0.29 = 744.83 días Flujo (l/s) =1.93/
60= 0.032 Precio/kilo = $ 12.06 Cálculo Inv/día = 30
En condiciones de PH (6,7 - 7,34)
Y = 6.571(0.0264) + 1.7601 = 1.93
CUADRO 19
71
CÁLCULO DE TARIFA PARA AGUA POTABLE SEGÚN METODOLOGÍA PRAGUAS POBLACIONES
RURALES (CONEXIONES RURALES)
DATOS COMENTARIOS
DOTACIÓN MENSUAL POR FAMILIA 13 m3
TARIFA MENSUAL POR USUARIO 2.00 USD
TARIFA MENSUAL ADOPTADO 2.00 USD
D.men x fam = ( )(
)
( )
CUADRO 20
Población actual (habitantes) 186 Habitantes
Índice de crecimiento en % 1.5 Tomado de la Normas CO 10.7-602(Cod.Ecu)
Periodo de análisis (años) 10.00 Siempre este valor, según PRAGUAS
Dotación en l/hab/día 90.00 Tomado de la Normas CO 10.7-602(Cod.Ecu)
CÁLCULOS HIDRÁULICOS Y OTROS
Población a los 10 años(habitantes) 216 Método geométrico de proyección
Caudal medio (l/s) 0.27 Fórmula invariable. Se aplica la Norma
Caudal máximo diario(l/s) 0.34 Fórmula invariable. Se aplica la Norma
Caudal máximo horario(l/s) 0.81 Fórmula invariable. Se aplica la Norma
Volumen de reserva(m3) 11.66 50% del volumen Media Diario Futuro
Volumen diario de agua(m3) 29,38 Es lo que produce el sistema al día
Volumen mensual de agua(m3) 881.40 Es lo que produce el sistema al mes
Volumen de agua en 10 años(m3) 105768.00 Es lo que produce el sistema en 10 años
Porcentajes de pérdidas % 20.00 Valor asumido de la norma
Metros cúbicos de vender(m3) 84614.40 Valor calculado
COSTOS DE Q. P y O
Químicos
Tabletas de Provichlor (costo en
USD/mes)
15.30
Cloro (costo en USD a los 10 años) 1836.00
Otros Químicos 0.00 Incluir si hubieren
Total Químicos 1851.30
Personal Sueldo mes Total en 10 años
Operador 50.00 6000.00 GAD. SFV.
Tesorero 0.00 0.00 Sueldo puede variar
Otros 0.00 0.00 Sueldo puede variar
Total Personal 6000.00
Otros Gastos Mensual Total en 10 años
Energía eléctrica 2.50 300.00 Puede variar
Gastos administrativos 21.60 2592.00 Asumido 0.10/usuar/mes
Otros 0.00 0.00
Total otros gastos 2892.00
TOTAL COSTOS DE Q. P y O 13335.30
COSTOS DE REPOSICIÓN DE ACTIVOS EN 10 AÑOS
Elemento Costo
0.00 Incluir los considerados en el diseño
0.00
Otros (siempre) 2592.00 Asumido USD 0.10/usuario/mes
TOTAL COSTOS DE REPOS.
ACTIVOS.
2592.00
TARIFA REFERENCIAL/m3 =
0.16
72
2.4 ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO
Al finalizar el proceso de desinfección, se construirá un tanque de
almacenamiento que permita mantener una cantidad de agua necesaria
para cubrir las variaciones horarias de consumo, según la norma CO 10.7
- 601 (Código Ecuatoriano para el diseño de la construcción de obras
sanitarias). No debe ser menor a 10 m³. Esta obra será construida de H.S.
reforzado. Y con todos los accesorios y obras adicionales que garanticen
su operación y mantenimiento. (Código Ecuatoriano para el diseño de la
construcción de obras sanitarias, Norma CO 10.7 -601, 6ta parte, numeral
5.5).
ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO
HACIA DISTRIBUCIÓN
Fig.18
2.4.1 Capacidad de almacenamiento:
Según la norma vigente, se recomienda tomar como volumen de
reserva, un valor que sea el 50% del consumo en un día de demanda
media para el final del periodo. Así tenemos:
Vr =
73
Donde:
Vr = Volumen de almacenamiento.
Qm = Consumo medio diario (0.31 l/s)
Vr =
Vr = 13.39 m³
El tanque de reserva tendrá de radio (R) = 1.65 m y altura = 1.65
m.(asumido) Con un volumen asumido = 14.11 m3
2.4.2 Diseño estructural.
a) Diseño de paredes:
Se realiza el siguiente análisis para determinar el refuerzo que se
requiere para la pared de un tanque de H.S. reforzado. Hay algunas
fuerzas principales que actúan sobre ella, como se indica en el gráfico.
F FrFr
Xo
X
d
Fuerzas que actúan en el tanque
F = ال*X*Xo*d
Donde:
Peso específico del agua.(1 Ton/m³ = 1000 Kg/m³ = 0.001 = ال
Kg/cm³)
74
X = Distancia del nivel máximo de agua (altura del tanque),
hasta el nivel de la sección que se está examinando.
d = Diámetro interior del tanque.(3.30 m)
Xo = Altura de la sección que se está examinando.(15 cm)
Fr = Fuerza de tensión en la pared de la sección que se está
examinando.(F/2)
F = Fuerza que resulta de la distribución de presión del agua
(trapezoidal) que actúa sobre un rectángulo vertical de dimensiones
Xo por d, a una distancia X a nivel de la capa de agua sobrenadante.
Para el armado se utilizará malla electro-soldada de 6 mm de
espesor, con una separación de 15 cm de separación (15 x 15 x 6) y un
esfuerzo admisible de 4200 Kg/cm².
D = diámetro o espesor de la malla electro-soldada.(0.6 cm)
H tanque = altura del tanque de almacenamiento (1.65 m = 165 cm)
fy = resistencia del acero 4200 Kg/cm²
b) Área transversal del hierro
A = πD²/4 = π(0.6)²/4 = 0.28 cm²
Luego, el número de varillas requerido es:
Nº = ال
Nº =
0.002105 X
Siguiendo con el diseño, se reemplazan en la expresión anterior
para cada nivel de la pared. Por ejemplo para la estación 3 se tiene el
siguiente cálculo X = 45 cm.
75
Nº = 0.002105*45
Nº = 0.094707
Nº = 1 varilla (adoptado)
CÁLCULO DEL NÚMERO DE VARILLAS PARA CADA ESTACIÓN DEL TANQUE.
Punto Distancia desde la
cima X (cm)
Nº de varillas
calculado
Nº de varillas
adoptado
0 0 0 1
1 15 0.031575 1
2 30 0.063150 1
3 45 0.094707 1
4 60 0.126300 1
5 75 0.157875 1
6 90 0.189450 1
7 105 0.221025 1
8 120 0.252600 1
9 135 0.284175 1
10 150 0.315750 1
11 165 0.347325 1
CUADRO 21
Por tanto la malla electro-soldada escogida es correcta.
c) Diseño de la cúpula:
En el diseño de la cúpula se han considerado los siguientes
parámetros:
PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE LA CÚPULA
R
Y
X
V
B
f = V - L
f = Y - L
f
L
Fig.19
Donde:
R = Radio del depósito (1.65 m)
V = Radio de la circunferencia que abarca la cúpula (m)
76
f = Flecha en cada estación (m)
β = Ángulo que forma la pared y el radio de la circunferencia, igual a
34.13º, con este ángulo se logra mayor estabilidad de los
componentes que forman la cúpula.
Para determinar los valores de f en cada estación, se coloca los ejes
de coordenadas y utilizando la ecuación de la circunferencia se tiene:
L =
V = √
Y = √
f = Y – L
Sustituyendo valores en las ecuaciones anotadas se tiene:
L =
⇰ L = 2.43 m.
V = √ 2.934 m ⇰ V = 2.93 m.
Y = √ cuando X = 0
Y = √ ⇰ Y = 2.934 m.
Se tiene:
f = Y – L = 2.934 – 2.426
f = 0.51 m.
d) Área de la cúpula.(AC)
77
AC = 2π * Y² * (1- Cos β )
AC = 2π * 2.934² ( 1 – Cos 34.13° ) = 9.32 m² = 93161.01cm².
Carga muerta:
CM = الf * T
Donde:
CM = Carga muerta en Kg/cm²
f = Peso específico del H.S (2.4 Ton/m³)ال
T = Espesor de la cúpula = 8 cm = 0.08 m.
CM = 2.4* 0.08 = 0.19 Ton/m² = 0.0192 Kg/cm²
Carga viva:
Cv = 200 Kg/m² = 0.02 Kg/cm²
La carga total de la cúpula será CT:
CT = CM + CV
CT = 0.0192 + 0.02 = 0.0392 Kg/cm²
Se adopta varillas de diámetro 8 mm. (Av = 0.503 cm²) y un
esfuerzo admisible del acero fy = 4200 Kg/cm².
Fuerza de tracción en la cúpula:
S =
Donde:
S = Fuerza de tracción en la cúpula (Kg)
CT = Carga total de la cúpula (0.0392 Kg/cm²)
78
AC = Área de la cúpula. (93161.01cm²)
β = Ángulo que forma la pared del tanque y el radio de la
circunferencia 34.13º
Av = Área de la sección de la varilla adoptada (0.503 cm²)
S =
S = 859.13 Kg.
Nº de varillas =
=
= 0.41 u ⇰ se adopta 1 ø 8 mm.
e) Armadura vertical del tanque de almacenamiento.
Para determinar la armadura vertical, se debe calcular la tensión
total de tracción que se produce para una determinada altura del líquido
en el depósito y para una determinada zona del mismo. Para el presente
caso se adopta dividir en tres fajas o zonas iguales, la altura total H del
tanque.
# de fajas = 3 (adoptado)
H = Altura total del tanque (1.65 m)
Hn = Altura del líquido de cada zona
Hn =
Hn = 1.65/3 = 0.55 m.
Se calcula las presiones máximas en los puntos más bajos de cada
zona:
P = ال*h
79
Donde:
h1 = 1.65 m ; h2 = 1.10 m ; h3 = 0.55 m.
P1= 1.65*1000 = 1650 Kg/cm²
P2 = 1.10*1000 = 1100 Kg/cm²
P3 = 0.55*1000 = 550 Kg/ cm²
Cálculo del empuje (E), que cada zona soportará:
E = ½ * P * h * d.
Donde:
d=diámetro del tanque.(3.30m)
h=0.583 m. altura de cada faja.
E1 = ½ * P1 * h1 * d = 1/2 * 1650 * 0.55 * 3.30 = 1497.38 Kg.
E2 = ½ * P2 * h2 * d = ½ * 1100 * 0.55 * 3.30 = 998.25 Kg.
E3 = ½ * P3 * h3 * d = ½ * 550 * 0.55 * 3.30 = 499.13 Kg.
Conocidas las fuerzas horizontales (E) sobre la pared, se calcula el
refuerzo que tendrá cada zona o sección. Como se asumió varilla electro-
soldada de 6 mm. (Av = 0.28 cm²), para lo cual se hace el chequeo
respectivo:
Área de acero por zona (Az):
(Az) = E/fy
AzP1= E1/fy = 1497.38/4200 = 0.36 cm² ⇰2 ø 6mm en 55 cm.
AzP2 =E2/fy = 998.25/4200 = 0.24 cm² ⇰1 ø 6mm en 55 cm.
AzP3 =E3/fy = 499.13 /4200 = 0.12 cm² ⇰1 ø 6mm en 55 cm.
La malla electro-soldada tiene diámetros de 6 mm cada 15 cm. Se
deduce que el refuerzo es suficiente, lo cual cumplirá con los
requerimientos estructurales del tanque a construirse.
80
Por lo tanto en las paredes se armará con dos mallas hexagonales
(una interior y una exterior) y en el centro una malla electro-soldada de
15*15*6
Espesor de las paredes (e)
Se ha considerado para una altura (h) de 1 m. en la parte más
profundo del tanque y el mortero de construcción deberá cumplir con los
siguientes requerimientos:
Resistencia de compresión fc = 210 Kg/cm²
Resistencia de tracción fh = 15 Kg/cm²
e = ال
Donde:
e= espesor de la pared del tanque.
H = altura L del tanque
D = diámetro del tanque.
h= altura de 1 m. en las parte más profunda del tanque.
fh= Límite de tracción del concreto.
.peso específico del agua =ال
e = ال
=
= 2.67 cm.
Asumimos un espesor de pared de 4 cm. Señalaremos que con los
enlucidos interior y exterior (2cm c/u), dándonos un espesor total de 8cm.
f) Cimentación
Para el chequeo de la cimentación, se debe determinar la carga total
que se va a trasmitir al terreno por metro lineal de pared.
81
Peso de la cúpula (Pc)
Peso de la cúpula por cada m² Pc = 1*1*0.08*2400 = 192 Kg/m²
Carga viva CV = 200 Kg/m²
Total Pc + CV =392 Kg/m²
Peso de toda la cúpula cargada Pc = πD² * Pc / 4
Donde:
D = diámetro del tanque (3.3 m)
Pc = Peso de la cúpula por c/m² (392 Kg/m²)
Pc = π(3.3)² * 392 / 4
Pc = 3352.77 Kg.
Compresión de la cúpula en el arranque: Cca =
Donde:
𝛂 = el ángulo de inclinación de la cúpula en el arranque es igual a 53º
por cuanto la flecha es ¼ de la cuerda.
Pc = Peso de la cúpula
Cca =
= 4198.12 Kg.
Desarrollo de la línea de arranque: L = π * D
Donde:
D = diámetro del tanque (3.3m)
L = π * 3.3 = 10,3673 m.
Comprensión de la cúpula en el arranque por metro lineal (ml) = Cca/L
82
Cca = 4198.12/10.3673 = 404.94 Kg.
La carga transmitida al terreno por ml. de pared (σs)
σs =
< σadm.(resistencia admisible del
suelo)
Peso de cúpula por ml. = 404.94 Kg
Peso de pared = 0.08*2.43*2400 = 466.56 Kg.
Peso de agua = 2.43 * 1*1000 = 2430.00 Kg.
PESO TOTAL = 3301.50 Kg.
b= 55 cm. (altura de cada faja de la pared)
d= 100 cm. (por cada metro)
σs =
= 0.60 Kg/cm² < carga portante del suelo 1.25 – 2.60
Kg/cm² (ANEXO B)
La carga transmitida al terreno por la estructura es menor.
Ver (ANEXO A Plano dimensiones tanque de almacenamiento VL =
14.11m³)
2.5 RED DE DISTRIBUCIÓN
La red de distribución es el conjunto de tuberías y accesorios que
permiten llevar el agua hasta los consumidores.
83
2.5.1 Diseño hidráulico de las redes
La red debe presentar un servicio eficiente y continuo. Por lo que su
diseño debe estar dirigido al punto más desfavorable. El diseño hidráulico
de redes de distribución se ha realizado con la ayuda de la hoja de cálculo
adecuada (ANEXO C)
2.5.2 Redes y cotas de servicio.
Para diseñar correctamente el tipo de red de distribución de agua
potable, se debe tomar en cuenta la topografía, la vialidad y la ubicación
de las fuentes de abastecimiento y del estanque de almacenamiento.
En el presente caso, debe realizarse la mayor parte de la distribución
a lo largo de una carretera, donde el diseño más conveniente puede ser
una arteria central para dar servicio a las viviendas ubicadas cerca de
ella.
2.5.3 Presiones máximas y mínimas en la red
La norma CO 10.7-602 recomienda seguir los siguientes criterios de
diseño de redes de distribución:
Caudal de diseño = caudal máximo horario
Presión estática máxima = 4 Kg/cm²
Presión dinámica mínima = 0.7 Kg/cm²
Diámetro mínimo de redes = 25 mm (3/4")
En las bases para el presente diseño se obtuvo un caudal de
distribución de 0.39 l/s distribuido para 15 viviendas nos da un caudal
unitario de 0.026 l/s.
84
Qu =
=
= 0.026 l/s
Los cálculos de la red de distribución, es igual que en la de
conducción, a continuación se presenta un cuadro resumen de las obras
de arte.
CUADRO RESUMEN DE LAS OBRAS DE ARTE DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN
VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN (PRV) (1)
VÁLVULAS DE AIRE (1) VÁLVULAS DE PURGA (2)
RAMAL Nº DIAMETRO RAMAL Nº DIAMETRO RAMAL Nº DIAMETRO
PM109 1 32mmx1.25 Mpa PM 66 1 32mmx1.25
Mpa PM18-PM122
2 32mmx1.25
Mpa
Fuente: Resumen del diseño Hidráulico del proyecto
CUADRO 22
2.5.4 Dimensionamiento y tipo de tubería.
A continuación se presenta el siguiente cuadro:
CUADRO DE RESUMEN DEL DISEÑO HIDRÁULICO
ORDEN DESCRIPCIÓN DIÁMETRO LONGITUD
(m)
1 Ramal PI34-PM130 32mmx1.25 Mpa 2240.56
Fuente: Resumen del diseño Hidráulico del proyecto
CUADRO 23
El dimensionamiento de la tubería de distribución se encuentra
detalladamente en la hoja de cálculo (ANEXO C), perfil distribución ramal
principal (ANEXO A)
CAPÍTULO III
IMPACTO AMBIENTAL
85
3.1 GENERALIDADES
Por lo general, la ecología ha definido al ambiente como el conjunto
de factores externos que actúan sobre un organismo, una población o una
comunidad. Estos factores son importantes para la supervivencia, el
crecimiento y la reproducción de los seres vivos e inciden directamente en
la estructura y dinámica de las poblaciones y de las comunidades.
3.2 PRONÓSTICO Y ANÁLISIS DE IMPACTOS.
Podemos decir que el impacto ambiental es la alteración favorable o
desfavorable que experimenta un elemento del medio ambiente como
resultado de efectos positivos o negativos derivados de la actividad
humana o de los cambios naturales en sí. El impacto ambiental por lo
general puede ser positivo o negativo.
3.3 IMPACTO NEGATIVO
Se puede considerar como la pérdida del valor natural, estético, de
productividad ecológica, también puede considerarse como el aumento de
los daños ocasionados por la contaminación, la erosión y demás riesgos
ambientales.
3.4 IMPACTO POSITIVO
Es la no existencia de impacto negativo sobre el ambiente, por el
contrario genera beneficios a la comunidad y/o a su entorno, antes y
después de la construcción del sistema de abastecimiento de agua
potable.
86
3.5 IDENTIFICACIÓN Y VALORACIÓN DE IMPACTOS
AMBIENTALES
La evaluación de impacto ambiental (EIA), se considera como el
conjunto de estudios y sistemas técnicos que permiten identificar y valorar
los efectos sobre el medio ambiente que causaría la construcción del
sistema de abastecimientos de agua potable.
Una vez identificado y valorado una serie de impactos negativos
podemos establecer un plan de manejo con el fin de evitar o disminuir los
efectos adversos del proyecto en el entorno.
3.6 PLAN DE MANEJO
El uso de matrices puede llevarse a efecto con una recolección de
datos técnicos y ecológicos, para lo cual se requiere cierta familiaridad
con el área afectada por el proyecto y con la naturaleza del mismo.
Las matrices de causa – efecto consisten en un listado de acciones
realizadas por el hombre y otro de indicadores de impacto ambiental.
Para aplicar el Método de Leopold, se ha hecho las siguientes
consideraciones:
87
COMPONENTE IMPACTO MEDIDA DE MITIGACIÓN
Aire Emisión de material
partículas y polvo
Humedecer las vías de acceso a la obra,
Transportar el material de excavación cubierto por
las rutas.
Agua
Contaminación del
agua superficial y
subterránea.
Durante la construcción de la obra respetar el
cauce de las aguas superficiales, no disponer
efluentes en causes o cursos de agua que sirvan
para abastecimientos.
Suelo Cambios físicos y
químicos del suelo
No mezclar el concreto directamente en el suelo,
En el mantenimiento de maquinaria hacerlo sobre
un polietileno para que los aceites y combustibles
no contaminen el suelo. Remover inmediatamente
el suelo, en caso de derrames accidentales de
combustible y restaurar el área afectada con
procedimientos sencillos.
Vegetación y
fauna
Remoción y afectación
de cobertura vegetal
Utilizar la infraestructura existente para el
alojamiento de los trabajadores. Disponer
adecuadamente el material orgánico para su
posible reutilización. Restaurar las zonas
afectadas con especies vegetales del medio.
Población
Cambio en la cultura de
las comunidades
cercanas.
Evitar la interrupción entre el tráfico peatonal y las
fuentes de trabajo. Disponer de rutas alternativas
en fechas cívicas y religiosas para la comunidad.
Mantener una adecuada señalización en el área
de la obra.
Paisaje Vista desagradable del
medio
Una vez que se ha culminado la obra recuperar y
restaurar el espacio público afectado.
Patrimonio
cultural
Deterioro al patrimonio
cultural
Delimitar el área y protegerlo de posibles
eventualidades que causen daño a toda
construcción consideradas como patrimonio o
restos arqueológicos.
3.7 MATRIZ DE LEOPOLD
Con la finalidad de valorar el impacto y su origen, que permita
estimar la magnitud e importancia que causará el proyecto sobre el medio
ambiente existente, se ha realizado una evaluación con aplicación del
método de Leopold, recomendado para estos casos. (La matriz de
Leopold para evaluación del impacto ambiental, Dr. Víctor M. Ponce)*
*
El algoritmo empleado para aplicar el método de Leopold es el
siguiente:
Delimitar el área a evaluar. En el presente proyecto, el área de
influencia lo constituyen todos los sectores por donde atraviesa el
* http://ponce.edu/la_matriz_de_leopold.html
88
proyecto. Adicionalmente se considera el área de drenaje de la
fuente que abastece al sistema.
Determinar las acciones que aplicará el proyecto sobre el área.
Determinar para cada acción que elementos se afectan. Esto se
logra mediante el rayado correspondiente a la cuadrícula de
interacción en la Matriz Causa-Efecto.
Determinar la importancia de cada elemento en una escala de 1 a
3.
Determinar la magnitud de cada acción de, sobre cada elemento
de, en una escala de 1 a 3.
Determinar cuantas acciones del proyecto afectan al ambiente,
desglosándolas en positivas y negativas.
Agregación de los resultados para las acciones.
Determinar cuántos elementos del ambiente son afectados por el
proyecto, desglosándolos en positivos y negativos.
Agregación de los resultados para los elementos del ambiente.
La agregación de los resultados de las acciones y de los elementos
del ambiente se realiza mediante la suma algebraica de los
productos de los valores de los valores de cada celda.
Con los valores de los pares ordenados de acciones y elementos
se grafica en un sistema de coordenadas donde las abscisas
representan la magnitud y las ordenadas la importancia de cada
interacción representada en el análisis matricial.
89
MATRIZ DE LEOPOLD
ACCIONES
COMPON
ENTES
Em
isió
n p
art
ícu
las y
po
lvo
Gen
era
ció
n d
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Dete
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reg
ació
n d
e
imp
ac
tos
Aire
1\3
3\1 3.33
Agua
1\3 3\3 1.33
Suelo
1\1 1\1 2.00
Vegetación
y fauna 3\1 1\2 1\1 1\1 5.50
Población
1\3 0.33
Paisaje
1\1 1.00
Patrimonio
cultural 1\1 1.00
Agregación
de
impactos
0.33 4.33 3.00 1.33 0.50 2.00 2.00 1.00 14.49
Intervalo del 1 al 3
1 : Bajo
2 : Medio
3 : Alto
CAPÍTULO IV
PRESUPUESTO DEL PROYECTO Y CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN
90
4.1 GENERALIDADES
a) Presupuesto
El presupuesto de una obra es una estimación del costo de un
proyecto que se lo obtiene en base al análisis de precios unitarios de los
elementos ligados para la construcción de una obra.
b) Costos directos
Son todos los elementos necesarios para la construcción de una
obra como: Mano de obra y equipos, los cuales analizados se pueda
obtener un precio unitario que determine adecuadamente el costo de cada
uno de los rubros considerados.
c) Costos indirectos
Es la suma de gastos técnico-administrativos necesarios para la
correcta realización de cualquier proceso productivo, es decir, son todos
aquellos gastos que se realizan para la ejecución de un proyecto y que no
han sido considerados como costo directo. (Manual de costos en la
construcción, departamento técnico, 8va edición, Quito-Ecuador 2004,
pag. 69)
Los costos indirectos comprenden:
Gastos de administración central.(alquileres, cargos
administrativos, reparación y mantenimiento, retenciones, gastos
de licitación, etc.)
Gastos en obra. (cargos de campo, construcciones
provisionales, fiscalización, fletes y acarreos, garantías,
imprevistos, utilidades, etc.)
91
DETALLE DEL PRESUPUESTO Y CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN.
ITEM
ACTIVIDAD UNIDAD CANTID
AD P. UNIT. MES 1 MES 2 MES 3 MES 4
1 Captación Q.
El Mirador
global 1 2796.62 100%
2796.62
2 Aducción principal
global 1 5605.86
100%
5605.86
3 Válvulas de
aire (1 u)
global 1 424.70
100%
424.70
4
Válvulas de purga (3 u)
global 1 1249.14
100%
1249.14
5 Filtro lento de
arena
global 1 20878.69 50% 50%
10439.35 10439.35
6 Caseta de cloración
global 1 6176.11
100%
6176.11
7 Estanque
ferrocemento
global 1 9136.56 100%
9136.56
8
Obras de arte en planta de tratamiento
global 1 3728.07
100%
3728.07
9 Red de
distribución
global 1 24084.53
100%
24084.53
10 Válvulas
reguladoras de presión(1)
global 1 983.38
100%
983.38
11 Conexiones domiciliarias
global 1 4663.18
100%
4663.18
INVERSIÓN MENSUAL PORCENTAJE MENSUAL
8402.48 12113.19 29480.09 29731.09
10.54 15.19 36.98 37.29
ACUM. 10.54
20515.67 49995.76 79726.85
25.73
62.71
92
4.2 PRECIOS UNITARIOS
.
CAPÍTULO V
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA EL SISTEMA DE AGUA
POTABLE
93
5.1 GENERALIDADES.
Las especificaciones del presente trabajo están basadas en las
especificaciones técnicas generales del MOP-001-2002.
El Contratista
Con aprobación del Fiscalizador, elegirá un lugar adecuado para su
instalación en obra, debiendo entregar dentro de 15 días, contados a
partir de la firma del contrato, la lista de todas las instalaciones que
creyera necesarias para la realización de la obra, indicando su
implantación en planos detallados. El Contratista será el encargado de
proporcionar las instalaciones adecuadas.
Equipos
Materiales y artefactos incorporados en la obra deberán ser nuevos.
Todos los trabajos requeridos deberán efectuarse por técnicos y obreros
entrenados en su oficio y de acuerdo a la práctica, en lo que a mano de
obra se refiere, para optimizar los rendimientos.
En los casos que existan normas y especificaciones de instituciones
locales, deberán satisfacerse las exigencias mínimas de esas normas o
reglamentaciones.
Materiales
Deberán satisfacer normas y reglamentaciones internacionales
reconocidas o que se usen de referencia (ISO, ASTM, ASHTO, ASSHO,
ANSÍ, AWWA, VDE, USAS, ASA, EET.EPCEA, NEMA, EEQ, IEC, NEC,
INEN, IEOS).
94
Las últimas ediciones de normas que se mencionen en los
documentos forman parte de estas especificaciones.
El Contratista deberá realizar a su costo, todos los ensayos y
pruebas descritas en estas especificaciones en lo que tiene que ver
principalmente a hormigones y suelos, y deberá informar los resultados
por escrito al Fiscalizador para su aprobación o control adicional.
El Contratista está obligado a realizar a base de los planos,
presentados en los documentos de la licitación, los respectivos planos de
taller, que serán elaborados.
Antes de la iniciación de los respectivos trabajos, para cada una de
las obras que constan en la presente licitación.
5.2 SEGURIDAD EN LA OBRA.
Será responsabilidad del contratista el preservar las propiedades
públicas y particulares situadas fuera de los límites de la construcción y
proteger de daños a los bienes particulares de cualquier naturaleza, que
se encuentren con derecho dentro o en las cercanías del proyecto.
Si cualquier servicio particular, público o privado, que pase a través
del emplazamiento fuera afectado por las obras, el contratista proveerá un
servicio alternativo satisfactorio en perfecto estado de operación a
satisfacción del propietario del servicio existente.
El Contratista deberá suministrar, elegir y mantener en los sitios de
emplazamiento, en las entradas o donde sean requeridas por el
Fiscalizador y la Dirección Provincial de Tránsito, todas las señales,
barreras, marcas, necesarias para la seguridad de los usuarios de las vías
95
públicas. El dimensionamiento y contenido de tales señales, deberán ser
aprobados por el Fiscalizador.
Durante todo el tiempo de ejecución de la obra, el contratista deberá
ofrecer condiciones razonables de seguridad y comodidad a los usuarios
y moradores.
Deberá mantenerse acceso adecuado a las propiedades adyacentes
a la obra, así como a los caminos públicos que intercepta el proyecto.
Hasta la recepción definitiva de la obra, el Contratista deberá tomar
las precauciones necesarias para garantizar la seguridad de todas las
personas que tiene derecho a estar presentes en la obra o pasar por la
misma, especialmente empleados del contratista y del Fiscalizador.
5.3 NIVELES DE CONSTRUCCIÓN.
El Contratista al inicio de la construcción, deberá reponer en el
terreno existente, por una sola vez los ejes del proyecto, debidamente
referenciado.
El Contratista deberá suministrar y colocar todas las estacas y
puntos de control de la obra.
El Contratista será el único responsable de la precisión de las líneas
y cotas de los varios elementos de la obra. El Contratista deberá notificar
al Fiscalizador cualquier error o discrepancia aparente que él encuentre
en levantamientos previos, en planos y otros documentos, para su
corrección o interpretación, antes de proceder al trabajo pertinente.
96
5.4 PERIODO DE PRUEBA.
Es obligación del Contratista mantener y conservar en buenas
condiciones la obra durante el período de construcción hasta la recepción
definitiva. Deberá dedicar todo el equipo, personal y materiales
necesarios para conservar las obras en buen estado.
Durante el periodo de prueba, el Contratista deberá corregir,
complementar o reemplazar, por su cuenta cualquier falla, parte
inconclusa o defectuosa de la obra que, a juicio del Fiscalizador, se deba
a deficiencias u omisiones en la construcción efectuada.
5.5 ESPECIFICACIONES GENERALES DE CONSTRUCCIÓN.
Replanteos.
Especificaciones:
Todos los trabajos de replanteo deben ser realizados con aparatos
de precisión, tales como teodolitos, niveles, cintas métricas, etc. y por
personal técnico capacitado y experimentado. Se deberá colocar mojones
de hormigón perfectamente identificados, con la cota y abscisa
correspondiente.
Medición y pago:
El replanteo se lo pagará por Ha en caso de áreas o Km en caso de
longitudes (conducciones o ramales abiertos)
Desbroce y limpieza
Definición:
97
Este trabajo consistirá en efectuar alguna, algunas o todas las
operaciones siguientes: cortar, desraizar, quemar y retirar de los sitios de
construcción los árboles, arbustos, hierbas" o cualquier vegetación
comprendida dentro del derecho
de vía, las áreas de construcción y los bancos de préstamos indicados en
los planos o que ordene desbrozar el Ingeniero Supervisor de la Obra.
Especificaciones:
En las zonas indicadas en los planos o señaladas por el Fiscalizador
se eliminarán todos los arbustos, troncos, cercas vivas, matorrales y
cualquier otra vegetación, además de tocones y hojarasca; también se
incluye la remoción de capas de tierra vegetal hasta la profundidad
indicada en los planos o por el Fiscalizador, así como la disposición en
forma satisfactoria al Fiscalizador de todo el material proveniente de la
operación de desbroce y limpieza.
Excavación
Definición:
Se entiende por excavaciones, en general, al remover y quitar la
tierra u otros materiales con el fin de conformar espacios para alojar
mampostería, hormigones y otras obras.
En este rubro se trata de toda clase de excavaciones que no sean
las de zanjas para alojar tuberías de agua potable y alcantarillado, tales
como excavaciones para canales y drenes, estructuras diversas
cimentación en general.
Especificaciones:
98
Las excavaciones se realizarán de acuerdo con los datos del
proyecto, excepto cuando se encuentren inconvenientes imprevistos que
tienen que ser superados de conformidad con el criterio de la
Fiscalización.
El trabajo final de las excavaciones se realizará con la menor
anticipación posible a la construcción de la mampostería, hormigón o
estructura, con el fin de evitar que el terreno se debilite o altere por la
intemperie.
En ningún caso se excavará tan profundo que la tierra del plano de
asiento sea aflojada o removida. El último material a excavar será
removido a pico y pala en una profundidad de 0.50 m dando la forma
definitiva del diseño.
Cuando a juicio de la Fiscalización el terreno en el fondo o plano de
fundación tenga poca resistencia o sea inestable, se realizará sobre
excavaciones hasta hallar suelo resistente o se buscará una solución
adecuada.
Cuando se realice sobre excavación, se rellenará hasta el nivel
requerido utilizando tierra, material granular u otro material aprobado por
la Fiscalización; la compactación se realizará con un adecuado contenido
de agua, en capas que no excedan los 15 cm. de espesor y con el empleo
de un compactado mecánico.
Los materiales, producto de la excavación, se colocarán
temporalmente a los lados de las excavaciones, pero en tal forma que no
dificulten la realización de los trabajos.
Medición y pago: Las excavaciones se medirán en m3, con
aproximación de un decimal, determinándose tos volúmenes en obra
99
según el proyecto. No se considerarán las excavaciones hechas fuera del
proyecto, ni la remoción de derrumbes originados por causas imputables
al contratista.
Se tomarán en cuenta las sobre excavaciones cuando éstas sean
debidamente aprobadas por el Ingeniero Supervisor.
Relleno.
Especificaciones:
Los rellenos serán realizados según el proyecto con tierra, grava,
arena y cascajo o enrocamiento respectivamente. El material podrá ser
producto de las excavaciones efectuadas para alojar la estructura, de otra
parte de las obras, o bien de bancos de préstamos, procurándose que el
material excavado en la propia estructura, sea utilizado para el relleno.
Previamente a la construcción del relleno, el terreno estará libre de
troncos, ramas, etc., y de toda materia orgánica. La Fiscalización
aprobará el material que se empleará en el relleno, ya sea que provenga
de las excavaciones o de explotación de bancos de préstamos.
Relleno sin compactar:
Es el depósito del material con su humedad natural, sin
compactación alguna, salvo la que produce su propio peso.
Esta operación podrá ser ejecutada indistintamente a mano o con el
uso de equipo mecánico, cuando el empleo de este no dañe la estructura.
Relleno compactado:
100
Es el que se forma colocando capas horizontales, no mayores de 15
cm con la humedad óptima que requiera el material de acuerdo con la
prueba Proctor. Cada capa será compactada uniformemente mediante el
empleo de pisones de mano o neumáticos hasta obtener la máxima
compactación (95%).
Medición y pago:
La formación de relleno se medirá tomando como unidad el m3 con
aproximación de un decimal. Al efecto se determinará directamente en la
estructura el volumen de los diversos materiales colocados, de acuerdo
con las especificaciones respectivas y las secciones del proyecto.
No se estimará para fines de pago los rellenos hechos por el
constructor fuera de las líneas del proyecto, ni los rellenos hechos para
ocupar sobre excavaciones imputables al constructor.
5.6 HORMIGONES
Se entiende por hormigón al producto endurecido resultante de la
mezcla adecuada de cemento Portland según la especificación ASTM-
C150, por agregados fino y grueso, agua y aditivo aprobados por la
fiscalización.
Tipos de hormigones.
Hormigón Ciclópeo.
Es el hormigón simple, al que se añade hasta un 40% en volumen
de piedra, de preferencia angular de tamaño variable entre 10 y 25 cm. de
diámetro. El hormigón ciclópeo tiene una resistencia a los 28 días de 149
Kg/cm2. Para construir se coloca primeramente una capa de hormigón
simple de 15 cm. de espesor.
101
Sobre la cual se coloca a mano una capa de piedra, sobre ésta otra
capa de hormigón simple de 15 cm. y así sucesivamente. Se tendrá
cuidado para que las piedras no estén en ningún momento a distancias
menores de 5 cm, entre ellas y los bordes de las estructuras.
La dosificación de hormigón varía de acuerdo a las necesidades:
a). De dosificación 1:3:6 y que es utilizado regularmente en muros
de sostenimiento de gran volumen, cimentaciones de mayor espesor y
otros.
b). De dosificación 1:2:4 y que es utilizada regularmente en obras
hidráulicas y estructuras voluminosas resistentes.
Hormigón Simple.
Es el hormigón en el que se utiliza ripio de hasta 5 cm. de diámetro y
desde luego tiene todos los componentes de hormigón.
La dosificación del hormigón varía de acuerdo a las necesidades:
a). Hormigón simple de dosificación 1:3:6, cuya resistencia a los 28
días es de 140 Kg/cm2 y es utilizado regularmente en construcción de
muros de hormigón de mayor espesor, pavimentos, cimientos de edificios,
pisos y anclajes de tubería.
b). Hormigón simple de dosificación 1:2:4, cuya resistencia a los 28
días es de 210 Kg/cm2 y es utilizado regularmente en construcción de
muros voluminosos y obras de hormigón de hormigón armado en general.
c). Hormigón simple de dosificación 1:1.5:4, y que es utilizado
regularmente en construcción de estructuras hidráulicas sujetas a la
erosión del agua y estructuras especiales.
102
Hormigón Armado.
Es el hormigón simple al que se añade hierro de refuerzo de acuerdo
a requerimientos propios de cada estructura.
Fabricación del Hormigón.
Generalidades
El Constructor deberá disponer un equipo principal de dosificación
de mezclado, en óptimas condiciones de funcionamiento, de tal manera
de alcanzar un esfuerzo mínimo de rotura a los 28 días de f’c=210
Kg/cm2.
Agregados
Para los diferentes tamaños, se podrá utilizar un dispositivo de
pesaje individual o acumulativo. En los compartimentos, los agregados
deberán tener contenido uniforme de humedad. No se permitirá uso de
agregado fino, cuyo contenido de humedad sea mayor al 8 por ciento.
Cemento
La dosificación del cemento se la hará al peso, automáticamente y
separada de los otros ingredientes. No se permitirá el pesaje acumulativo
de los agregados. Un sistema de vibrado deberá asegurar la descarga
completa del cemento de la mezcladora.
Agua
Se la dosificará al peso o al volumen. Una instrumentación adecuada
deberá permitir su medición, según los requerimientos en cada mezcla.
103
Aditivos
El equipo de dosificación deberá corresponder a las
recomendaciones de los fabricantes de aditivos. Poseerá un sistema de
medida de dosificación que permitirá variar la cantidad de descarga,
según convenga.
Dosificación.
Generalidades
La dosificación podrá ser cambiada cuando fuere conveniente, para
mantener la calidad de hormigón requerido en las distintas estructuras o
para afrontar las diferentes condiciones que se encuentren durante la
construcción.
Especificaciones:
Proporción de las mezclas y ensayos.‐ La resistencia requerida de
los hormigones se ensayará en muestras cilíndricas de 13,5 cm. (6") de
diámetro por 30,5 cm. (12") de altura, de acuerdo con las
recomendaciones y requisitos de las especificaciones ASTM C‐172, C‐
192, C‐39.
Los resultados de los ensayos a compresión, a los 7 y 28 días,
deberán ser iguales a las resistencias especificadas; y, no más del 10%
de los resultados de por lo menos 20 ensayos (4 cilindros por cada
ensayo; 1 se ensayará a los 7 días y los 3 restantes a los 28 días),
deberán tener valores inferiores al promedio.
Curado del hormigón
104
Generalidades.
El contratista deberá contar con los medios necesarios para efectuar
control de humedad, temperatura, curado, etc. del hormigón,
especialmente durante los primeros días después del vaciado, a fin de
garantizar un normal desarrollo del proceso de hidratación del cemento y
de la resistencia del hormigón.
Especificaciones:
El curado del hormigón podrá ser efectuado siguiendo las
recomendaciones del comité 612 del ACI. De manera general podrán
utilizarse los siguientes métodos: esparcir agua sobre la superficie
endurecida, utilizar mantas impermeables de papel o plástico que reúnan
las condiciones de las especificaciones ASTM C‐161, emplear
compuestos líquidos que formen una membrana sobre la superficie del
hormigón y que satisfaga las especificaciones ASTM C‐309, recubrir las
superficies con capas de arena que se mantengan humedecidas.
Curado con Agua. Los hormigones curados con agua deberán ser
mantenidos húmedos durante el tiempo mínimo de 14 días. El curado
empezara tan pronto como el hormigón haya endurecido para prevenir
cualquier daño que pudiera ocasionar el humedecimiento de su superficie
y, continuamente hasta completar el tiempo especificado de curado o
hasta que sea cubierto de hormigón fresco.
El hormigón se mantendrá húmedo, recubriéndolo con algún material
saturado en agua o por un sistema de tubos perforados, rociadores
mecánicos, mangueras porosas o cualquier otro método que mantenga
húmeda la superficie continuamente.
105
Los encofrados que estuvieren en contacto con el hormigón fresco
también deberán ser mantenidos húmedos.
5.7 DOBLADO Y COLOCADO DEL ACERO DE REFUERZO.
Definición:
Es el conjunto de operaciones necesarias para cortar, doblar, formar
ganchos y colocar las varillas de acero de refuerzo utilizadas para la
formación del hormigón armado.
El constructor suministrará todo el acero de acuerdo a la cantidad y
a la calidad estipulada en los planos. Estos materiales serán nuevos y
aprobados por la Fiscalización. El acero usado o instalado por el
Constructor sin la respectiva aprobación de la Fiscalización será
rechazado, retirado de la obra y reemplazado por el acero adecuado.
Especificaciones:
Colocación del hierro estructural. El hierro estructural para ser
colocado en obra debe estar libre de escamas, grasa, arcilla, oxidación,
pintura o cualquier materia extraña que pueda reducir o destruir la
adherencia.
Todo hierro estructural una vez colocado en obra, llevará una
marca de identificación que concordará con aquellas establecidas en los
planos estructurales.
Todo hierro estructural será de las dimensiones establecidas,
doblado en frío colocado en obra, como se especifica en los planos
estructurales. Los estribos u otros hierros que estén integrados con otra
armadura, serán debidamente asegurados con alambre negro N° 16 en
106
doble lazo, los extremos del cual serán colocados hacia el cuerpo
principal del hormigón a fin de prevenir cualquier desplazamiento.
El límite de fluencia del hierro será de f’c= 4200 Kg/cm3. Medición y
pago. No se verterá hormigón antes que la Fiscalización haya
inspeccionado, verificado y aprobado la colocación de acero de refuerzo.
Para realizar análisis de la calidad del acero de refuerzo, este será
muestreado por el Constructor, siguiendo las normas INEN y bajo la
supervisión de la Fiscalización, en la fuente del suministro, en el lugar de
distribución o en el sitio de las obras. Si la Fiscalización decide realizar un
muestreo en fábrica o en el lugar de la distribución, el Constructor
notificará por lo menos con 15 días hábiles de anticipación el lugar y la
fecha de embarque, a fin de que la Fiscalización tenga tiempo suficiente
para realizar el muestreo. La Fiscalización verificará los resultados de los
ensayos, sobre muestras escogidas, en un laboratorio de ensayos
calificado o autorizado por el INEN.
5.8 PREPARACIÓN, DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y REMOCIÓN DEL
ENCOFRADO.
Definición:
Se entenderá por encofrados las formas volumétricas que se
confeccionan con piezas de madera, metal o de otro material resistente
para que soporten el vaciado del hormigón, con el fin de amoldarlo a la
forma prevista.
Generalidades:
Se utilizarán encofrados cuando sea necesario confinar el hormigón
y proporcionarle la forma y dimensiones indicadas en los planos, deberá
107
tener suficiente rigidez para mantener su posición y resistir las presiones
resultantes del vaciado y vibrado del hormigón. Será sellado para evitar
pérdida del mortero. Las superficies que estén en contacto con el
hormigón, deberán encontrarse completamente limpias, libres de toda
sustancia que no fuere especificada.
Remoción de los encofrados. Para facilitar la operación de curado y
permitir la más pronta reparación de las imperfecciones de las superficies
de hormigón, el Fiscalizador autorizara la cuidadosa remoción de los
encofrados tan pronto como el hormigón haya alcanzado "la resistencia
suficiente para soportar el estado de carga inicial y prevenir su
desprendimiento; cualquier reparación o tratamiento que se requiera en
estas superficies, se las hará inmediatamente; se efectuara el tipo de
curado apropiado.
Medición y pago:
Los encofrados se medirán en metros cuadrados con aproximación a
un decimal. Al efecto se medirán directamente en su estructura las
superficies de hormigón que fueran cubiertas por las formas al tiempo que
estuvieran en contacto con los encofrados.
5.9.. MAMPOSTERÍA.
Definición:
Es la unión de mampuestos por medio de morteros. Los
mampuestos son bloques de forma y tamaños regulares y pueden ser
piedras, ladrillos y bloques.
Especificaciones:
108
Mampostería de ladrillo (38*18*7 cm): aplicable a muros de plantas
arquitectónicas acotadas a 20 cm. Mampostería de bloque hueco
(40*20*10): aplicable a muros de plantas arquitectónicas acotadas a 10
cm. Se asentarán los ladrillos y bloques con su dimensión longitudinal
perpendicular al eje del muro. Las piezas humedecidas se colocarán
humedecidas en hiladas continuas, con sus juntas verticales alternadas.
Los ladrillos y bloques se asentarán sobre un tendel de mortero con
una mezcla de una parte de cemento Portland y seis de arena (1:6),
generalmente es de mayor espesor que el que se desee usar en las
demás juntas horizontales, normalmente entre 10 y 15 mm.
Mampostería de piedra
Las rocas para mampostería serán sólidas y duraderas, libres de
defectos y de partes desgastadas o descompuestas.
Para la cara vista en mampostería de piedra, las piedras serán del
tipo molón, no tendrán bordes redondeados, ni serán rebajadas a cincel,
aunque se permitirá usar una cantidad moderada de herramientas para
rebajar grandes protuberancias.
Las piedras mostrarán una cara no menor de 100 cm2 y no mayor
de 1250 cm2 en área, y ninguna será menor de 125 mm de asiento; éstas
serán seleccionadas para dar una distribución más pareja de piedras
grandes y pequeñas.
Enlucidos
Definición:
109
Es la colocación de una capa de mortero de arena‐cemento, en
paredes, tumbados, columnas, vigas, etc. Con el objeto de obtener una
superficie regular, uniforme y limpia.
Especificaciones:
El enlucido se compone de dos capas de mortero grueso de 1 cm.
de espesor, una capa de mortero fino y una lechada de cemento.
a) Para el mortero grueso se empleará arena de graduación 70‐3
mm, en una relación cemento-arena de 1:2.
b) El enlucido fino deberá componerse de arena de graduación 0‐1
mm y se aplicará con un espesor de 0,5 cm. La relación cemento‐
arena será de 1:1.
c) Sobre el enlucido fino se aplicará una lechada de cemento (una
parte de cemento y una parte de agua), que se alisará
cuidadosamente.
Medición y Pago:
Los enlucidos medidos en metros cuadrados con aproximación de
un decimal. Determinándose la cantidad directamente en obra y en base a
lo determinado en el proyecto y las órdenes del Ingeniero Supervisor,
efectuándose el pago de acuerdo a los precios unitarios del Contrato.
5.10 LÍNEAS DE ADUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN.
Excavación de zanjas.
Se entenderá como excavación de zanjas las que se realicen según
el proyecto para atojar las tuberías de líneas de conducción o redes de
agua potable, incluyendo las operaciones necesarias para compactar o
110
limpiar el replantillo y taludes de las mismas, la remoción del material
producto de las excavaciones, colocación adecuada y la conservación de
dichas instalaciones por el tiempo que se requiera para la instalación
satisfactoria de la tubería. Incluyendo igualmente las operaciones que
deberá efectuar el constructor para aflojar el material manualmente ó con
equipo mecánico previamente a su excavación, cuando se requiera.
Especificaciones:
Trabajos que deben realizarse. El Contratista adquirirá todos los
materiales y mano de obra, herramientas, plantas y equipos requeridos
para la excavación y relleno de zanjas, para las tuberías de distribución,
interconexiones, así como las piezas especiales, válvulas de compuerta,
conexiones de servicio y para la limpieza y evacuación de los materiales
excavados sobrantes; todo esto de acuerdo con los planos
confeccionados para el objeto, de manera que el trabajo quede completo
y listo para la operación.
Planos.
La localización y detalles de las tuberías de distribución,
interconexiones están indicados en los planos respectivos.
Zanjas.
Se excavaran las zanjas de acuerdo con las alineaciones y
gradientes necesarias. La profundidad se ceñirá a lo indicado en los
perfiles longitudinales. Los tramos de zanja entre dos pozos consecutivos,
seguirán una línea recta y tendrán una sola gradiente.
111
Antes de excavar la zanja en una cuadra, deberán considerarse los
diámetros de las tuberías que vayan en cada una de las interconexiones,
para determinar la profundidad de dicha excavación.
La profundidad de la zanja será de 0,80 m, para tuberías diámetro
63 mm y 90 mm. Las zanjas para tuberías que lleven agua a baja presión
deberán ser excavadas a una profundidad suficiente para asegurar,
después de la consolidación del relleno, una profundidad mínima normal
de cubierta de 1 m, medido desde la superficie del terreno al tope de la
tubería; donde se requiera que la tubería sea colocada a una profundidad
que no permita que esta condición sea satisfecha, la tubería será
protegida como se indica en los planos o como proponga el Contratista,
con la aprobación del Fiscalizador.
Ancho de las zanjas.
El ancho de la zanja será lo suficientemente amplio de forma que
permitirá el libre trabajo de los obreros colocadores de tubería.
El ancho mínimo libre de obstrucciones de las zanjas para tuberías
de agua, deberá ser 0,50 m, con excepción de los sitios donde haya
enchufes o proyecciones para conexiones.
ANCHO DE LAS ZANJAS SEGÚN EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA
Diámetro de tuberías (mm) Ancho de zanjas (m)
32-40-50 0.50
63-90-110 0.60
150-200-250-300 0.70
350-400 0.80
450 0.90
500-550 1.00
600 1.10
700-1000 1.80
Fuente: INCOP
CUADRO 24
112
Fondo de la zanja.
El fondo de la zanja se la emparejara mediante el uso de una regla
de igual longitud que los tramos de tubería o piola extendida, de manera
que los extremos de tramos contiguos quedan centrados.
El fondo de la zanja deberá hallarse limpio y libre de piedras y
terrones, de modo que los tubos se apoyen uniformemente sobre el suelo
en toda su longitud.
Cuando el fondo de la zanja sea rocoso, se excavara hasta una
profundidad mínima de 8 cm. Por debajo del nivel requerido y luego se la
rellenara con tierra o arena perfectamente apisonada, hasta el nivel
fijado.
Extracción del agua de las zanjas.
Durante todo el periodo de trabajo, se mantendrán las zanjas secas,
excepto durante lluvias excepcionalmente fuertes. El agua proveniente de
las zanjas será dispuesta en tal forma que no ocasione daños a la salud
pública ni a las propiedades públicas o privadas, ni tampoco al trabajo que
se halle en proceso.
Medición y Pago:
La excavación de zanjas se medirá en metros cúbicos con
aproximación de un decimal. Al efecto se determinaran los volúmenes de
las excavaciones realizadas por el constructor según el proyecto y/o las
órdenes del Ingeniero Supervisor de la obra.
No se considerara para fines de pago las excavaciones hechas por
el constructor fuera de las líneas del proyecto y/o órdenes del Ingeniero
113
Supervisor ni la remoción de derrumbes originados por causas imputables
al constructor.
La excavación de zanjas será pagada al constructor a los precios
estipulados en el contrato para los conceptos de trabajo que se señalan
en las especificaciones siguientes:
Relleno de las excavaciones de zanjas.
Definición:
El relleno es el conjunto de operaciones necesarias para llenar,
hasta completar, las secciones que fije el proyecto, los vacíos existentes
entre las tuberías y las secciones de las excavaciones hechas para
alojarlas.
El material que se use para relleno estará libre de raíces, cenizas,
hojas y todo material inadecuado; tampoco contendrá rocas mayores de
0,20 cm de largo, y en caso de existir, estas no podrán usarse en un
espesor de 0,61 m sobre la tubería; en el resto del relleno, dichas rocas
serán distribuidas en tal forma que todos los intersticios queden llenos por
material fino.
El material que se use junto a las tuberías será proveniente del
subsuelo, será uniforme y libre de rocas y terrones.
Los tubos deberán ser recubiertos con una primera capa de tierra
escogida o arena, de 10 cm encima de la clave; el espacio entre el tubo y
el talud de la zanja deberá rellenarse a pala, apisonar con sumo cuidado
hasta alcanzar los 10 cm indicados anteriormente; luego irán capas
sucesivas de 20 cm de espesor aproximadamente, debidamente
apisonadas, hasta llegar a la parte superior de la zanja.
114
El material para el relleno desde los 10 cm encima de la clave será
de tierra fina seleccionada, exenta de piedra u otros materiales duros.
Los rellenos en los pozos de revisión deberán ser ejecutados
totalmente con tierra fina seleccionada, en capas de 20 cm
aproximadamente, apisonados hasta llegar al nivel del terreno.
Espesor de las capas.
En capas paralelas al nivel final se depositará y distribuirá el material
y cubrirá todo el ancho de la zanja. La altura de las capas de material
suelto será tal que al apisonarlo, las capas no excedan en 0,20 m de
espesor.
Apisonado.
Cada capa será apisonada con las herramientas adecuadas, de
manera de evitar asentamientos una vez que se ha terminado el relleno.
La superficie de relleno deberá quedar lisa, uniforme y al nivel adecuado.
Limpieza.
Tan pronto como el relleno sea terminado, el contratista o el
encargado de la obra quitarán todos los materiales sobrantes. Las
herramientas y las estructuras provisionales serán retiradas de inmediato,
y toda la tierra, las ramas, etc., provenientes de la excavación y que
hayan sobrado, serán desalojadas a un lugar adecuado; el sitio de la obra
deberá quedar limpio a satisfacción del Fiscalizador.
Medición y Pago:
115
La formación de relleno se medirá tomando como unidad el m3 con
aproximación de un decimal. Al efecto se determinara directamente en la
estructura el volumen de los diversos materiales colocados, de acuerdo
con las especificaciones respectivas y las secciones del proyecto.
No se estimará para fines de pago los rellenos hechos por el
constructor fuera de las líneas del proyecto, ni los rellenos hechos para
ocupar sobre excavaciones imputables al constructor.
5.11 INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA.
Especificaciones:
El Contratista tomará toda clase de precauciones para impedir que
materiales extraños entren en la tubería, antes y durante su colocación en
la zanja. Durante las operaciones de instalación, no se pondrá dentro de
la tubería ningún despojo, herramienta o cualquier otro material.
El Contratista deberá suministrar la tubería, válvulas y otros
accesorios, de los tamaños, tipos, clases y dimensiones indicadas en los
planos y de acuerdo a lo especificado en el numeral 900.
El contratista deberá incluir en su análisis de costos, el suministro,
transporte, instalación, pruebas y almacenamiento.
5.12 PRUEBA HIDROSTÁTICA Y DE ESCAPE.
Especificaciones:
El Contratista deberá probar la validez estructural de las diversas
unidades en la línea, incluyendo tubería, válvulas y anclajes y probar la
impermeabilidad de la línea.
116
El Contratista proveerá bombas, manómetros, calibradores, gatos,
puntales y todos los aparatos necesarios para llevar a cabo todas las
pruebas requeridas por el Fiscalizador.
Antes de la realización de las pruebas, el Contratista notificara al
Fiscalizador, con no menos de 48 horas de anticipación, su intención de
probar una sección de tubería.
Pruebas hidrostática y de escapes.
El Contratista realizara las pruebas hidrostáticas como se indica:
Redes de distribución: se realizaran pruebas en tramos de 50 a 100
m de longitud de tubería instalada.
Líneas de conducción:
Se realizarán pruebas en tramos no mayores a 500 m de longitud de
tubería instalada.
El tramo de la tubería a probarse se lo aislará completamente de las
secciones aprobadas y se lo taponará en forma adecuada, de manera que
permita realizar una prueba segura y apropiada.
Se proveerá de dos piezas para los extremos, que serán usadas
como tapones de la tubería.
Estas piezas se las instalarán mediante uniones mecánicas a los
extremos del tramo de tubería a probarse y se las apuntalará y asegurará
de tal manera que no cause ningún daño a la tubería.
117
La presión de prueba a la que se someterá la tubería será igual al
150% de la máxima presión hidrostática que vaya a resistir el sector a
probarse, en todo caso no será menor que la presión nominal de trabajo
de la tubería.
La tubería se la llenará con agua por lo menos 24 horas antes de
efectuar la prueba, y esta tendrá una duración mínima de una hora.
Todas las tuberías, uniones, piezas especiales y válvulas
descubiertas serán examinadas cuidadosamente durante la prueba y
aquellas uniones que presentaren signos visibles de escape, se las hará
reajustar.
El Contratista abrirá de nuevo la zanja, a su costo, para reparar
cualquier escape.
La prueba de escape (duración mínima: dos horas), será efectuada
luego de que la prueba hidrostática se haya completado
satisfactoriamente.
La obra instalada no será aceptada si el escape en galones por hora
es mayor que el calculado con la fórmula:
L =
Donde:
L = Escape permitido en galones por hora.
N = Número de uniones en el tramo probado.
D = Diámetro nominal de la tubería en pulgadas.
P = Presión promedio de prueba será igual a la presión de trabajo en
cualquier punto a lo largo del tramo probado. (La presión de
118
trabajo será igual a la presión estática más 70 lb/pg2 por golpe
de ariete).
Previo a la prueba el Contratista se asegurará que los anclajes estén
completos y todos los ramales de salida estén apropiadamente anclados.
Además de las pruebas en secciones separadas, a su terminación,
todas las líneas serán probadas en conjunto ó en partes, en forma similar
a lo indicado. Las pruebas no serán permitidas contra una válvula
cerrada.
Las tuberías principales serán esterilizadas con una solución de
cloro de al menos 50 mg/1, después de probarse y limpiarse.
5.13 DESINFECCIÓN DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS.
Especificaciones:
El interior de las tuberías y accesorios que se utilizaran en la obra
debe mantenerse libre, en lo posible, de tierra y materias extrañas.
Cuando la tubería vaya a ser colocada en obra, debe mantenerse libre de
materias extrañas. Si la tubería tiene suciedades, que en opinión del
Fiscalizador no serán desalojadas durante la operación de lavado, se
procederá a la limpieza del interior del tubo y de ser el caso, aplicara una
solución bactericida.
Las soluciones para esta limpieza pueden hacerse con los
compuestos químicos que se indican en la sección de Desinfección. No
debe usarse ningún otro tipo de compuesto sin tener la aprobación previa
a las autoridades sanitarias.
119
Lavado preliminar. Antes de proceder a la clorinación, las tuberías
deben ser cuidadosamente lavadas utilizando la presión y los desagües
que se dejaran para este objeto.
Se entiende que el lavado remueve únicamente los sólidos livianos y
que no es posible confiar en lo que se pueda remover por este método
cualquier materia pesada que se haya introducido en la tubería al
momento de su colocación. Si no se han instalado hidrantes al final de
una tubería principal deberá colocarse una toma de derivación, lo
suficientemente grande como para permitir desarrollar en la tubería una
velocidad superior a 0.75 m/s.
Antes de poner en servicio cualquier nueva red ó sectores de red
que han sido separados ó ampliados, la tubería debe ser clorinada de tal
manera que un residuo de cloro no menor de 10 ppm se mantenga en la
red después de 24 horas de haber sido llenada esta.
Forma de aplicar el cloro. Puede seguirse cualquiera de los
siguientes métodos descritos en su orden de preferencia: Hipoclorito de
calcio (conocido comercialmente por Percloron, Pittcloro y HTH).
Cal‐cloro (conocida comercialmente como cloruro de cal ó "polvo
decolorante"). Hipoclorito de sodio ó "agua decolorante".
El uso de cloruro de calcio que tiene un bajo contenido de cloruro
produce residuos que pueden interferir con la operación de alimentación.
Al estar expuesto a los agentes atmosféricos y a la luz, solar, ocasiona
pérdidas de contenido de cloro antes y después de haber sido mezclado
con el agua.
Preparación de la mezcla.
120
El hipoclorito de calcio de alta concentración ó el cloruro de cal
deben prepararse en una mezcla de agua antes de introducirlos en la red.
El polvo debe prepararse en forma de pasta y luego diluir hasta
obtener una solución 3.5.1.10 3.5.1.11 3.5.1.12 ppm.
La preparación de una solución requiere las siguientes proporciones
del compuesto en polvo con agua.
SOLUCIONAL 1%
COMPUESTO CANTIDAD (libras) VOLUMEN DE AGUA
(galones)
Hiploclorito de calcio de alta concentración
(65-70% de CI) 1 7.50
Cloruro de Cal (32-35 % de CL) 2 7.50
Hipoclorito de sodio (5.25 % de CL) 1 4.25
Fuente: INCOP
5.14 INSTALACIÓN DE CONEXIONES DOMICILIARIAS.
Definición:
Se entenderá por instalación de conexiones domiciliarias el conjunto
de operaciones que deberá ejecutar el constructor para conectar
mediante tuberías y piezas especiales, la tubería de la red de agua
potable con la llave de paso o medidor ubicados en la línea de fábrica del
usuario, de acuerdo a lo señalado en el plano tipo correspondiente.
Especificaciones:
La instalación de conexiones domiciliarias se hará de acuerdo a lo
señalado en los planos en forma simultánea hasta donde sea posible, en
cuyo caso deberán probarse juntamente con esta.
121
Los diámetros de las conexiones domiciliarias que quedaran
definidos por el diámetro nominal de la tubería de conexión podrá ser de
tres tipos: conexiones domiciliarias de '1/2". 3/4" y 1" (12. 18 y 25 mm
respectivamente).
Todos los materiales que se utilicen en la instalación de conexiones
domiciliarias deberán llenar los requisitos que señala la especificación
pertinente.
La te de derivación se conectará directamente a la tubería de la red
de distribución en la unión que para el efecto se hará en la misma por
medio de herramienta adecuada y aprobada por el ingeniero supervisor.
Medición y Pago:
La instalación de conexiones domiciliarias será medida para fines de
pago en unidades completas por cada conexión, considerándose como
unidad de instalación completa, a satisfacción del Ingeniero Supervisor,
de todo el conjunto de piezas que conformen la conexión domiciliaria,
incluyendo cuando hubiere la instalación de medidores.
No se estimará y pagará al Constructor los trabajos que deba
ejecutar para desmontar y volver a instalar las conexiones que no sean
aprobadas por el Ingeniero Supervisor, por encontrarse defectuosas ó que
no hayan resistido la prueba de presión.
El suministro de los materiales para las conexiones domiciliarias, la
excavación de las zanjas y la ruptura y reposición de adoquinado ó
pavimentos que deba hacer el Constructor, le serán estimados y
liquidados por separado de acuerdo con los conceptos de trabajos que
correspondan en cada caso.
122
La instalación de conexiones domiciliarias le será pagada al
constructor a los precios unitarios estipulados en el contrato.
5.15 PINTURA
Especificaciones:
Todo elemento de acero negro, hierro galvanizado, accesorios de
tubería, soportes, etc. Serán pintados con dos capas de pintura antióxido,
excepto donde se señale otra forma.
Antes de ser pintados, los elementos deberán estar completamente
limpios, para lo cual se utilizarán métodos mecánicos, eléctricos o
químicos que no produzcan rayado, escoriaciones u otro tipo de
deficiencia en los elementos a pintarse.
5.16 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES
Cemento
Especificaciones:
El Constructor suministrará con oportunidad el cemento a la obra en
calidad y la cantidad necesaria.
El cemento será Portland Tipo 1 y no del tipo 1E y cumplirá todos los
requerimientos con la norma ASTM C‐150 de la última edición.
Agregados
Especificaciones:
123
La arena y la grava serán de banco natural ó procedente de la
trituración de piedras. Las operaciones incluyen la extracción del material
en bruto del banco de préstamos, su acarreo a la planta de lavado y
cribado incluye el suministro de agua necesaria y las operaciones para
retirar el material de planta, colocarlo en bancos de almacenamiento y
transportarlo para su utilización.
En el caso de obtención por trituración se incluye la extracción de la
piedra, su fragmentación, su transporte a la trituradora, la clasificación, el
almacenamiento temporal del material y su utilización.
La arena para la fabricación de hormigón y mortero, consistirá en
fragmentos de roca duros de un diámetro no mayor de 5 mm. Estará libre
de polvo, tierra, pizarras, álcalis, material orgánico, tierra vegetal, mica y
otras substancias perjudiciales.
Agua
Especificaciones:
El agua a usarse tanto para el lavado de agregados como para la
preparación de morteros u hormigones para el curado del hormigón será
agua fresca, libre de toda sustancia que interfiera el proceso normal de
hidratación del cemento. Se rechazará el agua que contenga sustancias
nocivas‐ como aceites, ácidos, sale. ÁLCALIS, materia orgánica, etc.
El Constructor presentará a la Fiscalización los resultados de los
análisis físico‐químicos del agua. Y de los ensayos de resistencia con
morteros de cemento.
124
Para la aprobación del agua, la resistencia promedio obtenida será
95% ó más de la resistencia obtenida al prepararse el mortero con agua
destilada. La especificación a utilizarse será la ASTM‐C 109.
Piedra para mampostería
Especificaciones:
La piedra para mampostería deberá ser de calidad aprobada y
procedente de canteras o yacimientos, será sólida, resistente y durable,
exenta de resquebrajamientos o rajaduras u otros defectos que
perjudicaren su resistencia: libres de material vegetal, tierra u otros
materiales objetables.
Toda piedra alterada por acción de la intemperie ó que se encuentre
meteorizada‐ será rechazada.
La piedra para mampostería será molón de calidad aprobada,
deberá tener las caras planas y no presentara superficies redondeadas,
deberá estar exenta de resquebrajamiento u otros defectos estructurales y
no se emplearan aquellos desgastados ó afectados por la intemperie.
Las piedras para mampostería no deberán tener depresiones ó
protuberancias que pudieren disminuir su resistencia ó que impidan sean
debidamente asentadas: la forma será tal que satisfaga los
requerimientos arquitectónicos y estructurales de la mampostería
especificada.
Bloques
Especificaciones:
125
Son mampuestos que se utilizarán para la construcción de paredes.
Tendrán formas rectangulares y serán fabricados en base a
dosificaciones de arena y cemento.
Deben tener un coeficiente medio de rotura a la compresión de 45
Kg/cm2. Y para una muestra cualquiera un valor mínimo de 35 Kg/cm2,
que se obtendrá con el área total del bloque sin descontar huecos.
Los bloques que se utilicen en mampostería no soportante pueden
estar fabricados con dosificaciones arena, cemento y piedra pómez. Para
que estos bloques puedan ser utilizados deben tener un coeficiente medio
a la rotura 17.5 Kg/cm2 y un valor mínimo de 15 Kg/cm2 para muestra
cualquiera, valores que se obtendrán trabajando con el área total del
bloque.
5.17 TUBERÍAS DE PRESIÓN DE CLORURO DE POLIVINILO PVC.
las siguientes normas: AWWAC‐900 "Polyvinyl Chioride (PVC)
Pressure Pipe 4 In. Through 12 In. For Water" A STM D2241 "Standard.
Specifcation for Polyvinyl Chioride (PVC) Plástic Pipe (SDR‐PR)": y las
siguientes.
Normas INEN 504. 506. 507. 508. 1333. 1367. 1368. 1369. 1371.
1372. 1373.
Especificaciones:
Materiales apropiados para agua potable. El material PVC empleado
en la tubería y otros elementos, no deberán contener ingredientes que al
desprenderse en el agua potable sean considerados tóxicos. El material
PVC deberá ser aprobado y certificado como apropiado para su uso en
redes de agua potable, según las normas INEN 1372 y 1373.
126
Tolerancias de fabricación. Los tubos serán de la mayor longitud que
permita su diámetro.
Tolerancias y variaciones en cuanto a dimensiones y espesores
cumplirán con las especificaciones AWWA. Designación C‐90Ü. ASTM D
2241 ó INEN 1373.
Sistemas de unión. Los sistemas de unión de los tubos entre sí ó de
estos con los demás accesorios de las conducciones, se harán mediante
roscas en sus extremos para diámetros de tubería menores a 60 mm. Y
para diámetros mayores podrán ser del tipo espiga campana, soldada ó
automática, con anillo de caucho para producir el sello hidráulico.
Las tuberías. Deberán ser de material homogéneo, sección circular,
espesor uniforme, dimensiones y espesores de acuerdo con la Norma
INEN 1373. La superficie cilíndrica interior de los tubos será lisa y
uniforme. La tubería no deberá tener defectos tales como: abolladuras y
aplastamiento.
Accesorios. Los accesorios para los diferentes tipos de tubería
podrán ser de PVC, fabricados por moldes a inyección o a partir del tubo y
su resistencia a la presión interna deberá ser como mínimo, igual a la de
los tubos que conectan.
Tubería de PVC Espiga‐campana. Esta tubería está constituida por
material tecno plástico compuesto de cloruro de POLIVINILO,
estabilizantes, colorantes, lubricantes y exento de plastificantes. La
adición de estabilizantes deberá ser tal que garantice la imposibilidad de
exceder los límites establecidos por las normas de calidad de agua.
Junta espiga‐campana. Para efectuar este tipo de Junta, el diámetro
interior de la campana corresponderá al diámetro exterior de la espiga.
127
Esta unión podrá realizarse con pegante de presión, soldadura con
solvente o al calor. Los pegamentos deberán tener características de
aceptabilidad comprobada y de efectos no tóxicos para la salud.
La unión realizada con espiga‐campana deberá garantizar un
perfecto acople mecánico así como una adecuada impermeabilidad que
evite las fugas de agua fuera de las normas establecidas.
Accesorios de PVC de campana. Consisten en codos, tés, cruces,
reductores, adaptadores, uniones y tapones.
Los diámetros interiores de los accesorios corresponderán a los
diámetros exteriores de las tuberías, superficies internas y extremas serán
lisas y libres de defectos Los accesorios serán circulares, y sin
achatamiento o alargamiento en sus diámetros Los accesorios
garantizaran una perfecta unión mecánica y una adecuada estanqueidad.
Se desganaran por sus diámetros nominales y deberán resistir las
presiones especificadas para las tuberías, y cumplirán las normas INEN
1373.
5.18 VÁLVULAS.
Generalidades
Se requerirán en el proyecto válvulas de cierre y válvulas de aire.
Las válvulas de diámetro nominal menor que 60 mm tendrán un cuerpo de
bronce con extremos roscados y deberán sujetarse a lo dispuesto en las
respectivas normas ISO o de la AWWA.
Válvulas de compuerta.
Especificaciones:
128
Las válvulas de compuerta tendrán caja de hierro, con montaje total
de bronce, sobre disco y caras paralelas. Se abrirán con un movimiento
contrario al de las manecillas del reloj. Serán de extremos lisos para
acoplarse directamente a la tubería de PVC. Mediante uniones Gibault.
Todas las válvulas serán de vástago estacionario de 50, 8 a 23, 2
mm, inclusive para usarlas en tubería instalada horizontalmente, llevaran
tuercas de operación de cuadro ó dado de 56.8 mm por lado. Estarán
diseñadas para resistir las presiones fijadas por las tuberías. Llevaran
marcadas en relieve los siguientes datos: marca, diámetro nominal y
presión de trabajo.
Todas las válvulas deberán ser probadas hidrostáticamente durante
un periodo de 30 minutos a 1 1/2 veces la máxima presión de trabajo.
Cajas de válvulas de HF.
Es el accesorio que permite el alojamiento en su interior de válvulas
para su operación y protección de la intemperie.
Especificaciones:
Las cajas de válvulas deben ser de hierro fundido con acabados de
buena calidad. La caja válvula estará formada por dos elementos, un
anillo al que en la parte superior se acoplará una tapa. La que en su lugar
exterior llevara impreso en bajorrelieve la palabra AGUA y que estará
unido al cerco del anillo por medio de una cadena soldada, la caja
propiamente dicha cuya parte inferior del cerco ó anillo debe adaptarse
para recibir un neplo ó tubo PVC de 150 mm ó 200 mm y cuya longitud se
determinará en sitio.
5.19 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS
129
Proceso de construcción del ferrocemento.
El presente capítulo tiene por objetivo dar a conocer experiencias,
recomendaciones y formas de construcción de tanques de agua potable
con uso de ferrocemento.
A continuación trataremos los aspectos preliminares de la
construcción como son:
a). Selección del terreno: El lugar donde se implantará el tanque de
reserva de agua potable, debe ser de preferencia suelo firme, duro y seco
con buena resistencia (1.5 Kg/cm2).
b). Preparación del área de cimentación: Luego de haberse
seleccionado el sitio de emplazamiento del tanque y estar completamente
limpia toda el área de cimentación, a más de un área adicional para el
movimiento del personal y movimiento de los materiales se hará lo
siguiente:
Excavación.
Se procederá a excavar el terreno superficial vegetal que no sea
apto para cimentar el tanque, o también la excavación se la hará de
acuerdo al nivel del proyecto. Se recomienda extraer como mínimo 30 cm
de profundidad del suelo.
Señalización perímetro del tanque.
Una vez que se ha nivelado y llegado a la cota de cimentación, se
señalará una circunferencia con una cuerda, de radio igual a la del tanque
a construirse, dejando como testigo una varilla en el centro del tanque
para cualquier medición ó comprobación.
Cimiento para pared.
130
Teniéndose señalado el perímetro del tanque, bajo esta línea se
excavará una zanja de 30 cm. De ancho (15 cm. a cada lado) y 30 cm. de
profundidad para el cimiento de la pared. Estas zanjas se las rellenará
con roca, grava y gravilla debidamente ajustadas hasta el nivel de
cimentación.
Sumidero.
Excavar un área de 40 cm. de lado por 20 de profundidad, distante
20 cm de la pared del tanque a Fin de poder recolectar las aguas y poder
también ubicar puntos de salida a la red desagüe y desborde del tanque.
Drenaje
En caso de que el terreno este sujeto a aportaciones de aguas de
infiltración, superficiales o extrañas para evacuarlas, se tendrá que hacer
un sistema de drenaje, el mismo que consistirá en hacer una excavación
de 30 cm. de ancho por 30 cm. de profundidad, bajo el nivel de
cimentación, tal como se indica en los planos. En obras de diámetro
pequeño, esta zanja se la rellenará con material granular y por ella
evacuara las aguas; en otros casos, es necesario ubicar tuberías de
desagüe perforadas en el interior, para lo cual se cuidará la pendiente de
los ramales secundarios y principales a fin de que se evacuen sin ningún
problema las aguas. La pendiente mínima será del 1%. Las zanjas se las
rellenará hasta el nivel de cimentación debidamente compactada y la
tubería principal de drenaje debe sobresalir del área de cimentación.
Empedrado.
Se realizará un empedrado de 15 cm. con piedras bien colocadas,
ajustadas firmemente y niveladas.
Fundición de piso
131
Replantillo
Una vez que se tiene lista la base del tanque, se cubre el área
excavada con una capa de 5 cm. De hormigón f’c=210 Kg/cm2. Marcar
nuevamente la circunferencia del tanque sobre el hormigón fresco con
una piola de largo igual a su radio interior, y sobre esta base colocar una
capa de malla hexagonal de 5/8" dejando para traslape con la pared unos
20 a 30 cm. de largo.
Encofrado de pared.
Se realizará cualquier tipo de encofrado circular interior de los
descritos en capítulos anteriores del presente trabajo. Si se opta por hacer
sectores de pared ó utilizando tabla triplex en cualquiera de los casos el
cajón de madera ubicado en el centro del tanque debe estar
completamente fijo, para lo cual en el replanteo debe dejarse alambres ó
varillas para su sujeción en caso contrario debe fijarse con clavos.
Es importante dejar entre el encofrado de la pared y la primera capa
de replantillo del piso, una abertura de 3 cm. aproximadamente para
poder doblar y empotrar las varillas de la pared en el piso.
Colocación del refuerzo.
Una vez terminado el encofrado circular, es procedente poner una
delgada capa de aceite para encofrados, luego de lo que se ubicara las
capas de mallas hexagonales interiores requeridas de acuerdo a la
capacidad del tanque y del cálculo.
Estas capas deben estar bien tensadas y su traslape con las capas
superiores deben ser simultaneas, nunca a la vez. Los traslapes se los
realizaran en diferentes puntos, jamás el traslape inferior en el mismo
132
punto del traslape superior. De acuerdo con los cálculos, se colocará
malla electro soldada para lo cual en la parte inferior se tendrá que
romper la última varilla longitudinal a fin de que las varillas transversales
puedan doblarse y anclarse al piso.
.
CAPÍTULO VI
GUÍA DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO DEL
SISTEMA DE AGUA POTABLE.
134
6.1 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
La elaboración de un Manual de Operación y Mantenimiento tiene
por finalidad principal presentar una metodología apropiada para obtener
un correcto funcionamiento del proyecto a construir, tomando en cuenta
esto y para garantizar el servicio y la conservación del Sistema de Agua
Potable, a continuación se presenta una Guía de Operación y
Mantenimiento de cada una de las partes del sistema.
Esta guía ha sido elaborada en base al documento disponible en la
Subsecretaría de Saneamiento Ambiental.
Operación y mantenimiento de la captación
Como el tipo de captación seleccionado es del tipo rejilla de fondo,
los problemas más frecuentes que se pueden presentar son los
siguientes:
- Aumento violento del cauce, aguas arriba de la captación, después
de las lluvias fuertes.
- Arrastre de troncos y piedras de gran tamaño que pueden afectar la
estructura de captación.
- Erosión en las áreas cercanas a las bases de los muros de la presa
en las laderas, como consecuencia del empuje de las aguas.
- Retención de materiales (gravas, hojas, etc.) en la rejilla de
captación los cuales no pudieron ser arrastrados por el agua en su paso y
que pueden dar origen al crecimiento de algas en la pared anterior a la
presa.
Operación:
135
Es necesario que el operador verifique todos los días el caudal que
llega al tanque de reserva, mediante observación visual. Si se mantiene
dicho caudal en el régimen normal, se considerará que la operación es
adecuada.
En función de lo anterior, el operador del sistema debe realizar las
actividades indicadas en el cuadro siguiente en forma sistemática:
Frecuencia : Diario
Tiempo Estimado : 1 hora
Actividades
Observación del caudal que llega al tanque de almacenamiento. Si
nota disminución, inspeccionar las obras de captación y conducción a fin
de detectar y corregir las deficiencias que halle.
Frecuencia : Variable
Tiempo Estimado : Variable
Actividades
Manipuleo de válvulas según la frecuencia a establecer con el
encargado de Operación y Mantenimiento.
Condiciones de Funcionamiento
Estando la estructura de captación en servicio las válvulas deberán
mantenerse en las siguientes posiciones:
- La de salida de la captación al desarenador, abierta.
- La de limpieza, cerrada.
136
Encontrándose la estructura fuera de servicio, sea para limpieza o
reparación, se mantendrán las válvulas en las posiciones siguientes:
- La de salida de la captación al desarenador, cerrada.
- La de limpieza, abierta.
Mantenimiento:
Dentro de las actividades regulares de mantenimiento, se deben
efectuar labores periódicas de limpieza, para lo cual el operador pedirá la
colaboración de la Junta, la comunidad y, del Gobierno Municipal si es
que tales acciones así lo justifican.
En casos necesarios procederá oportunamente a efectuar las
siguientes acciones:
- Avisar a la Junta sobre la interrupción del servicio.
- Conseguir personal adicional necesario, para la actividad programada.
- Tener listo el equipo de trabajo.
- Cortar el servicio de distribución cuando sea necesario en horas de bajo
consumo.
- Cerrar la válvula de salida a la conducción al inicio de la jornada de
trabajo y abrir la válvula de limpieza.
A continuación se presentan las principales actividades de mantenimiento:
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Semanal 4 horas Inspección de la captación, paralimpieza
de material sedimentado sobre rejilla y
detectar problemas. Responsable:
Operador.
137
Trimestral 1 día Limpieza de material depositado aguas
arriba de las estructuras del sistema.
Responsable: Operador, comunidad.
Semestral 1 día Control y mantenimiento de válvulas,
accesorios, seguridades.
Responsable: Operador.
Semestral 1 día Inspección general del sistema con el fin
de llenar los formularios y detectar los
problemas existentes.
Responsable: Operador.
Anual 1 día Limpieza y arreglos para la buena
conservación de la estructura. Pintura de
las estructuras y/o instalaciones.
Desinfección.
Responsable: Operador, Comunidad.
Materiales Requeridos
Palas, picos, barras, bailejo, cepillo metálico, juego de llaves,
cemento, lubricantes, empaques.
Operación y mantenimiento de la aducción
Los problemas que generalmente se presentan en la aducción son:
- Obstrucción parcial o total de la tubería por deficiente
funcionamiento de las válvulas de aire y/o desagüe. Esta deficiencia se
nota por la disminución o irregularidad del caudal de llegada, desde la
fuente. En el caso de estar instaladas válvulas de tipo manual, se corrige
138
generalmente la obstrucción con la operación de las mismas; en cambio,
si son automáticas, es necesaria su reparación.
- Obstrucción total o parcial de la tubería, por falta de válvulas, a
causa de un diseño deficiente, tal circunstancia se advierte en la misma
forma que la anterior. Para corregir el problema, es necesario comunicar a
la unidad de Operación y Mantenimiento municipal, con el fin de que el
personal técnico proceda a solucionar el caso:
- Roturas de tubos, por diversas causas como sobrepresiones
internas, obstrucciones bruscas, acciones externas, fallas en la calidad
del material, desplazamientos horizontales o verticales de la línea, no
absorbidos por las juntas, soportes o anclajes, etc., deben ser detectados
y corregidos mediante la reparación y/o reposición de los tubos malos.
- Deficiente limpieza y desbroce de la conducción, para una
adecuada inspección de la misma.
- Fugas por causas diversas, que se detectan por inspección
minuciosa de la línea. Cualquier área húmeda anormal sobre la línea
enterrada, debe ser explorada. Se corrige la anomalía, con la reparación
correspondiente.
- Maniobras rápidas de las válvulas que producen sobre presiones
en las tuberías, llamadas golpe de ariete que pueden producir roturas.
A fin de evitar el golpe de ariete, debe operarse lentamente el
cabezal de la válvula.
Operación:
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
139
Diario 1 hora Control de la descarga en el tanque de
reserva mediante el aforo, para verificar
el funcionamiento normal de la aducción.
Mensual Variable Manipuleo controlado de válvulas para
verificar su correcto funcionamiento.
Verificar si existen obstrucciones en las
válvulas de desagüe. Observar si existen
indicios de roturas, fugas o conexiones
ilícitas.
Trimestral Variable Verificar si existen lugares en los cuales
la conducción no esté instalada a
suficiente profundidad.
Mantenimiento
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Mensual Variable Inspección de la línea para control del
funcionamiento general del sistema.
Responsable: Operador.
Mensual 4 horas Purga de válvulas. Responsable:
Operador.
Trimestral 4 horas Verificar el funcionamiento de las
válvulas de aire y repararlas.
Responsable: Promotor.
Trimestral 2 días Limpieza y desbroce de la línea de
conducción. Responsable: Operador,
Comunidad.
140
Semestral 1 día Inspección del funcionamiento hidráulico
y mantenimiento de la línea.
Responsable: Operador.
Semestral Variable Corregir la conducción en lugares donde
esté instalada a profundidad insuficiente.
Responsable: Operador.
Anual 1 día Revisión de válvulas y reparación de ser
el caso. Responsable: Operador.
Materiales Requeridos
Machete, juego de llaves, lubricantes, pintura anticorrosiva, empaques.
Operación y mantenimiento del filtro lento de arena
La filtración lenta descendente es un proceso de purificación del
agua que consiste en hacerla pasar a través del lecho poroso de arena
como medio filtrante. Durante este paso, la calidad del agua se mejora
considerablemente por reducción del número de bacterias, eliminación de
materias en suspensión y en estado coloidal. En la superficie de un lecho
de arena se forma una película delgada constituida por una gran variedad
de microorganismos, biológicamente activos, que descomponen la
materia orgánica mientras gran parte de la materia inorgánica en
suspensión queda retenida. La limpieza de los filtros lentos se realiza con
un procedimiento relativamente simple de remover periódicamente la
parte superior del lecho filtrante.
Operación
- Puesta en servicio de un filtro
141
Cuando se ha terminado la construcción de una unidad, el lecho
filtrante se llena con agua limpia desde el fondo para expulsar las
burbujas de aire presentes en los intersticios de la arena, para ello se
utiliza el agua filtrada de la otra unidad.
Cuando el nivel de agua llega a una altura suficiente por encima del
lecho de arena (0.10 m), puede admitirse la entrada normal del agua no
filtrada en forma tal que no se produzca turbulencia. Para conseguir este
propósito se abre la válvula de entrada del agua en forma lenta. Ahora el
filtro debe hacerse funcionar por unas cuantas semanas para permitir la
formación de la capa biológica y de las capas adherentes que rodean los
granos del lecho filtrante o sea el llamado "proceso de maduración".
Durante este proceso la velocidad de filtración es gradualmente
incrementada hasta alcanzar la velocidad de filtración de diseño.
- Regulación del nivel de los vertederos de salida
El nivel de la parte superior de los vertederos de salida debe estar
ligeramente más alto que la superficie del lecho filtrante (0.05 m) para
evitar que se creen presiones negativas en el lecho filtrante.
Si el vertedero de salida está compuesto por una estructura rígida,
se debe prestar especial atención durante el rea-renamiento del filtro con
el fin de que el nivel superior de la capa de arena no sobrepase el nivel
del vertedero.
- Operación de la válvula de salida del filtro
Después del debido proceso de maduración, el filtro operará
exitosamente por varias semanas con la válvula de salida casi cerrada.
Luego, conforme empieza la parte superior del lecho de arena a
colmatarse, es decir a llenarse los espacios vacíos, se va abriendo
142
gradualmente la válvula, un poco cada día, para compensar la pérdida de
carga y para mantener el flujo con un valor constante.
A continuación se presentan las labores sistemáticas de operación
para los filtros lentos descendentes:
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Diario 2 horas Controlar el ingreso del agua al tanque y
la salida a la cámara de agua clara.
Diario 2 horas Limpieza de hojarasca u otro material
filtrante en los filtros.
Variable Regular las válvulas para mantener el
agua cruda en nivel constante.
Mantenimiento
- Limpieza del filtro
Cuando, después de un período de operación de varias semanas, la
válvula de salida está totalmente abierta y la tasa de flujo empieza a
decrecer, entonces la resistencia del lecho del filtrante se ha tornado muy
alta, y debe procederse a limpiar el filtro.
En forma secuencial y con fines prácticos se detallan a continuación
los siguientes pasos que se cumplen durante la limpieza de un filtro:
Paso 1: Se operan las válvulas de tal manera que en el filtro, el nivel
de agua descienda hasta llegar a cubrir unos 2 cm a la capa de arena.
143
Paso 2: Cuando el nivel de agua en el filtro bajó al nivel antes
indicado, se cierra la válvula de salida del mismo.
Paso 3: Se raspa con un rastrillo de jardinero toda la capa superior
de la arena. Esta operación se llama "raspado del filtro".
Paso 4: Terminado el raspado se abren las válvulas de entrada,
salida y desagüe del filtro con el objeto de continuar el proceso de filtrado.
Es importante que esté cerrada la válvula de interconexión de los filtros,
para mantener la independencia de las unidades.
A continuación se observa si se clarifica el agua por un lapso de
unos 15 minutos.
Paso 5: Si el agua no se clarifica suficientemente para ser entregada
al servicio, se extiende la observación del filtrado hasta 30 minutos. Si al
cabo de este tiempo no se observa mejora en la clarificación, se debe
proceder al "descabezado del filtro".
Paso 6: Al no conseguir la limpieza deseada con el raspado del filtro,
se debe proceder al descabezado del mismo (pequeña capa superficial de
arena de unos 2.5 cm que se quita del lecho filtrante para su lavado fuera
del filtro y su utilización posterior, en el proceso de restitución del lecho).
Para ello se cierra la válvula de entrada y se mantienen abiertas las
válvulas de salida, desagüe e interconexión de filtros, con el fin de drenar
el agua que se encuentra en la unidad.
Una vez drenada toda el agua se procede a quitar unos 2.5 cm de la
capa superficial de todo el filtro con una pala plana. Este material es
lavado hacia afuera para su lavado posterior.
144
Paso 7: Hecho el descabezado, se mantiene cerrada la válvula de
entrada, se cierran las válvulas de salida y desagüe y se abre la válvula
de interconexión de filtros. Seguidamente se abre lentamente la válvula
de salida del filtro para permitir el ingreso del agua filtrada del agua
filtrada de la otra unidad, hasta llegar a cubrir unos 2 cm la superficie de la
capa de arena.
Al llegar a este nivel se cierra la válvula de interconexión de filtros y
se abren las válvulas de entrada y de desagüe lo cual permitirá reiniciar el
proceso de filtración. Al clarificarse el agua, se procede a cerrar la válvula
de desagüe completándose así el proceso de limpieza de la unidad.
Es recomendable que en la planta de tratamiento, en lugares
apropiados y visibles, se expongan los esquemas ilustrativos de las
posiciones de las válvulas, para las diferentes condiciones de
funcionamiento con el fin de que la secuencia recomendada se cumpla en
forma apropiada.
- Rea-renamiento de un filtro:
Después de varios años de operación (3-4 años) y de unos 20-30
descabezados el lecho filtrante alcanza su menor espesor permisible por
lo cual debe reponerse la arena hasta su nivel original.
El nuevo medio filtrante debe colocarse por debajo de una capa del
medio filtrante antiguo (de 0.30 a 0.50 m es suficiente).
Por este nuevo procedimiento, la nueva capa superior, que es más
rica en vida bacteriana, es reubicada en la parte más alta del lecho
filtrante, lo cual permite que el filtro rea-renado se torne operable con un
período mínimo de remaduración.
145
A continuación se presenta las actividades de mantenimiento:
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Semanal 2 horas Remoción regular de natas, algas
flotantes, etc. Responsable: Operador.
Mensual 6 horas Raspado de filtros. Responsable:
Operador.
Mensual Variable Limpieza y desbroce del área adyacente
al filtro. Responsable: Operador.
Trimestral 1 día Descabezado del filtro y lavado del
material removido. Responsable:
Promotor, Operador.
Trimestral 1 día Inspección del mantenimiento y
funcionamiento de la unidad.
Responsable: Promotor.
Anual Variable Limpieza general de conservación y
pintura en caso necesario.
Responsable: Operador, Comunidad.
Anual Variable Reposición del material filtrante en caso
de que se requiera. Responsable:
Promotor, Operador.
Materiales Requeridos
146
Palas planas, rastrillo de jardinero, cuchara de albañil, brocha,
pinturas, empaques, lubricantes, juego de llaves, arena para el filtro,
tamices, carretillas de mano.
Operación y mantenimiento de la desinfección con tabletas de cloro
La desinfección se define como la eliminación de agentes
infecciosos (bacterias y microorganismos patógenos) por medio de la
aplicación directa de sustancia químicas en el agua.
Operación
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Mensual 0.25 horas Control del caudal a ser clorado.
Medición de la cantidad de agua que
pasa por el flujómetro.
Mensual 0.25 horas Colocación de pastillas de cloro.
Mantenimiento
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Trimestral 0.5 días Limpieza de equipo clorador.
Responsable: Promotor.
Materiales Requeridos
Pastillas de cloro, clorador.
147
Operación y mantenimiento de reservas
Los problemas más frecuentes se refieren a las deficiencias en la
operación de válvula y a la falta de mantenimiento.
Operación
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Variable 1 hora Operación de válvulas según régimen de
servicio.
Mantenimiento
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Semanal 1 hora Mantener cerradas y aseguradas las
tapas de inspección. Responsable:
Operador.
Mensual 2 horas Limpieza de sedimentos, sin ingresar al
interior del tanque, manipulando la
válvula de limpieza. Responsable:
Operador.
Mensual 4 horas Limpieza y desbroce del área adyacente
al tanque. Responsable: Operador.
Trimestral 0.5 días Verificación del funcionamiento e
inspección de mantenimiento.
Reparación de grietas o fugas.
Responsable: Operador.
148
Semestral 8 horas Limpieza de sedimentos ingresando al
interior del tanque. Requiere lavado
parcial posterior y desinfección.
Responsable: Operador.
Semestral 4 horas Revisar las condiciones sanitarias
alrededor del tanque y corregirlas si es
necesario. Responsable: Operador.
Anual 1 día Revisión del funcionamiento de las
válvulas y corrección si es necesario.
Responsable: Operador.
Anual Variable Adecuaciones y pintura general del
tanque. Reparación de cerramientos.
Responsable: Operador, Comunidad.
Materiales Requeridos
Palas, balde, escoba, juego de llaves, empaque, pintura, brocha,
cloro, cemento, lubricantes.
Operación y mantenimiento de la distribución
Los problemas más generalizados en la distribución son los
siguientes:
- Presiones débiles en las partes más altas, principalmente en las
horas de máximo consumo. Este problema se agudiza cuando disminuye
la producción de la fuente.
- Conexiones o interconexiones clandestinas domiciliarias, para cuya
verificación se requiere la inspección permanente de las viviendas.
149
- Válvulas del sistema de distribución en mal estado de
funcionamiento.
- Roturas y fugas no detectadas y no reparadas.
- Olores y sabores desagradables en el agua, causados por falta de
limpieza periódica y oportuna de los extremos de la red. Para evitar este
problema, basta abrir por pocos minutos las válvulas de limpieza o en su
defecto las llaves interiores de la conexión intra-domiciliaria más cercana
al tramo en análisis.
- Cajas de válvula destruidas.
Operación
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Variable 1 hora Operación de válvulas para distribución
del agua, de acuerdo a la sectorización
de la red y según lo requiera el servicio.
Mantenimiento
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Mensual 1 hora Apertura total por varias veces de las
válvulas de limpieza en horas de menor
consumo para eliminar los depósitos.
Responsable: Operador.
Mensual 1 día Inspección de uso indebido, desperdicio
y conexiones clandestinas.
Responsable: Operador.
150
Mensual 1 día Inspección de fugas de la red y
reparación inmediata. Responsable:
Operador, de ser el caso pedir ayuda al
Municipio.
Trimestral 1 día Inspección de la eficiencia del
mantenimiento.
Responsable: Municipio.
Eventual 1 día Reparación de roturas.
Responsable: Operador, Comunidad.
Anual 1 día Revisión de válvulas.
Responsable: Operador.
Nota: Si las válvulas se encuentran duras, use kerosene o aceite de
baja viscosidad entre el vástago y la contratuerca superior, pues esto
facilita el manejo.
Materiales Requeridos
Juego de llaves, empaques, lubricante, cloro, palas, picos, barretas,
tuberías y accesorios, tarrajas, llaves de cadena, sierra.
Operación y Mantenimiento de Conexiones Domiciliarias
Operación
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Variable 0.25 horas Operación de la llave de paso de
acuerdo a los requerimientos.
151
Mensual Variable Lectura de medidores.
Mantenimiento
Frecuencia Tiempo Estimado Actividades
Mensual 1 hora Realizar el mantenimiento de medidores
en el taller de reparaciones.
Responsable: Operador.
Mensual 1 día Medir pérdida de carga de los medidores
en el banco de prueba. Responsable:
Operador.
Mensual 1 día Inspección de fugas de la conexión
domiciliaria. Responsable: Operador.
Trimestral 1 día Inspección de la eficiencia del
mantenimiento. Responsable: Municipio.
Materiales Requeridos
Juego de llaves, empaques, lubricante, cloro, palas, picos, barretas,
tubería y accesorios, tarrajas, llave de cadena, sierra.
CAPÍTULO VII
COCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
153
CONCLUSIONES
El desarrollo del presente trabajo contribuyó en la formación
profesional del futuro ingeniero civil.
De a acuerdo al análisis físico-químico y bacteriológico del agua y
tomando en cuenta la norma técnica ecuatoriana NTE INEN 1108
(requisitos del agua potable). En cuanto a gérmenes totales
podemos determinar que las muestras no cumplen con los
parámetros aceptables aptas para el consumo humano, siendo el
límite permisible 30 mg/l; ya que en la primera muestra nos da 98
mg/l y la segunda 108 mg/l. Por lo tanto para garantizar la
potabilidad del agua se incorporó un sistema de desinfección que
mejorará la calidad bacteriológica del agua entre el 60 y 99.9%.
El método de tratamiento que se aplica en el presente proyecto,
que consta del filtración lenta y desinfección, con el mismo se
garantiza una buena potabilidad del agua, ya que la norma indica
hasta 50 NTU. (unidades de turbiedad nefelométrica), de turbiedad
solo requiere desinfección y filtración lenta descendente como
base, ya que el primer análisis nos arroja 4 NTU y el segundo 5
NTU.
En base a los resultados que nos arrojó las encuestas, se
determinó problemas sanitarios en la población relacionadas con
la falta de agua potable, con la ejecución del presente proyecto se
mejorará las condiciones de salubridad de los habitantes.
Con respecto al filtro lento, según la norma, en poblaciones
menores a 1000 habitantes se debe diseñar un solo filtro por
economía, pero en el presente proyecto se ha puesto dos unidades
para que cada uno trabaje con el 65% del caudal total de diseño;
con lo cual también se garantizará su mantenimiento adecuado.
154
En lo referente a la aducción y distribución se ha considerado los
diámetros adecuados y las presiones estáticas máximas y las
presiones dinámicas mínimas y máximas proporcionadas por la
norma, colocando las respectivas válvulas tanto de aire, purga y
reguladoras de presión como indican los planos correspondientes.
RECOMENDACIONES
Al GAD ejecutor
Al gobierno ejecutor seguir estrictamente las especificaciones
técnicas detalladas en los planos y en la memoria técnica.
Contratar una persona para el mantenimiento permanente a través
de los respectivos controles.
Emprender socializaciones, con todos los operadores de agua
potable del cantón en el buen manejo de los recursos y equipos de
los diferentes sistemas de agua potable.
Emprender una campaña de concientización dirigidos a usuarios
para economizar el agua.
Coordinar con la comunidad en el cuidado del micro- cuenca en
donde se encuentra la fuente de agua y evitar la contaminación
orgánica y la deforestación del bosque.
Todos los accesorios y tuberías a utilizarse en el presente diseño
son de material PVC, debido a su rentabilidad económica, fácil
manejo constructivo y excelente accesibilidad en el mercado.
155
Para la desinfección del agua se utilizará tabletas de cloro por ser
más económico y de fácil aplicación, además los equipos para la
aplicación de las tabletas de cloro tienen una vida útil
aproximadamente de 10 años.
En el cálculo de la tarifa domiciliaria según la metodología praguas
para poblaciones rurales, se determina un costo de $ 0.16/m³,
teniendo una dotación de 13 m³/familia lo que nos da una tarifa de
$ 2.00/mes/domicilio.
A la comunidad
Colaborar en el adecuado y permanente cuidado del micro-cuenca
en donde se encuentra la fuente.
Proporcionar un adecuado y continuo mantenimiento al sistema de
agua potable con el fin de evitar daños y garantizar un buen
funcionamiento, durante el tiempo de 20 años previstos en el
diseño.
Colaboración de toda la comunidad, tanto en la etapa de
construcción como en la de mantenimiento.
Colaborar con mano de obra no calificada para abaratar costos en
la etapa de construcción, de la misma manera colaborar en el
periodo de mantenimiento y la participación de todos los usuarios
para conformar la junta de agua potable del barrio.
156
BIBLIOGRAFÍA
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Vega S.r.I. Caracas-Venezuela 1977.
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de Agua Potable, disposición de excretas y residuos líquidos en el área
urbana.
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Básicos de Salud en el Ecuador, Planos Tipo para agua y Saneamiento
Básico Rural, Quito- Ecuador 1994.
Hidráulica de Canales Abiertos; Ph.D. Ven te Chow, Ediciones McGRAW-
HILL, Colombia 1994.
Manual de Costos en la Construcción (8va edición) Departamento
Técnico de la Cámara de la Construcción de Quito- Ecuador 2004.
Mecánica de Fluidos e Hidráulica, Tercera Edición (1996). Ranald V.
Giles, Jack B. Evenett, PH. D. Cheng Liu. Impreso en Edigrafos, S. A.
España.
MIDUVI-SSA-USAID (1995). Cartilla para operadores de sistemas de
agua potable rural. Proyecto Washed, Convenio SSA-USAID Nº 518-
0081. Componentes de operación y mantenimiento, Quito-Ecuador.
Normas y Bases de Diseño del Programa Praguas, Guía de Operaciones
Técnicas del Programa Praguas.
157
Norma técnica ecuatoriana NTE, INEN 1108, agua potable. Primera
revisión requisitos (2003).
Normas para estudio y diseño de sistemas de agua potable y disposición
de aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, (1993),
MIDUVI, Subsecretaría de Saneamiento Ambiental.
PROYECTO WASHED (1995) convenio MIDUVI-SSA-USAID-518-0081.
Norma de diseño para sistemas para sistemas de abastecimiento de agua
potable, disposición de excretas y residuos líquidos en el área rural.
Documento técnico Nº 01-NT.
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National Enviromental Services Center at West Virginia University
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http://www.aguaessalud.com/agua2.htm
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La matriz de Leopold para la evaluación del impacto ambiental. Dr. Víctor
M. Ponce. En la pag.
Web: http://ponce.sdsu.edu/la_matriz_de_leopold.htm
158
Guía de diseño para líneas de conducción e impulsión de sistemas de
abastecimiento de agua rural OPS/CEPIS, lima 2004.
Web: http://www.bvsde.paho.org/tecapro/documentos/agua/e105-04Disenoimpuls.pdf
Guía para el diseño y construcción de captación de manantiales, Cap.III,
OPS/CEPIS, Lima 2004. Pág.
Web:http:/www.bvsde.opsoms.org/bvsacg/guialcalde/2sas/d23/017_roger_dise%C3%B1ocaptacion
manantiales/captación_manantiales.pdf
Guía de diseño para líneas de conducción e impulsión de sistemas de
abastecimiento de Agua rural OPS/CEPIS, Lima 2004. Pag.
Web: http://www.bvsde.paho.org/tecapro/documentos/agua/e105-Disenoimpuls.pdf.
Ingeniería Sanitaria UTN-FRRO, Características del agua potable, unidad
3, (2005).Ingeniero Jorge Orellana. Pag.
Web:http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/cátedras/civil/ing_sanitaria/Ingenieria_Sanitaria_A4_Capi
tulo_03_Caracterisiticas_del_agua_potable.pdf
159
ANEXO 3
Valores aproximados del coeficiente C en la expresión q=CH^3/2
Fuente: Abastecimientos teoría y diseño de agua, Simón Arocha
Diagrama 1
Descarga máxima por metro lineal de Cresta de Vertedero. Fuente: Abastecimientos teoría y diseño de agua, Simón Arocha
Diagrama 2
160
ANEXO 4
COEFICIENTES PARA EL DISEÑO DE REJILLAS DE CAPTACIÓN
TIPO DESCRIPCIÓN C₂ C₁ C₁ C₂
1
Barras cuadradas de 1 cm de lado,
espaciadas 1 cm c/u
0.45 0.50 0.225
2
Barras cuadradas de 1 cm de lado,
espaciadas 2 cm c/u
0.55 0.65 0.357
3
Barras cuadradas de 1.5 cm de lado,
espaciadas 1 cm c/u
0.45 0.40 0.180
4
Barras cuadradas de 1.5 cm de lado,
espaciadas 2 cm c/u
0.55 0.56 0.308
5
Igual al tipo 1, pero con tela metálica de
espesor 2 mm.
0.30 0.18 0.054
6
Igual al tipo 2, pero con tela metálica
soldada.
0.37 0.23 0.085
7
Igual al tipo 3, pero con tela metálica
soldada.
0.30 0.14 0.042
8
Igual al tipo 4, pero con tela metálica
soldada.
0.37 0.20 0.074
Fuente: Abastecimientos teoría y diseño de agua, Simón Arocha
tabla 1
161
PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
Temperatura(º
C)
Peso
específi
co
(KN/m³)
Densida
d
(Kg/m³
Módulo
de
elasticid
ad
(KN/m²)
Viscosidad
dinámica(N
.s/ m²)
Viscocida
d
cinemátic
a (m²/s)
Tensión
superficial(N/
m)
Presió
n de
vapor
(KN/m)
0 9,805 999,8 1,98 1,781
1,785
0,0765 0,61
5 9,807 1000,
0
2,05 1,518
1,519
0,0749 0,87
10 9,804 999,7 2,10 1,307
1,306
0,0742 1,23
15 9,798 999,1 2,15 1,139
1,139
0,0735 1,70
20 9,789 998,2 2,17 1,102
1,003
0.0728 2,34
25 9,77 997,0 2,22 0,890
0,893
0.0720 3,17
30 9,764 995,7 2,25 0,708
0,800
0.0712 4,24
40 9,730 992,2 2,28 0,653
0,658
0.0696 7,38
50 9,689 988,0 2,29 0,547
0,553
0,0679 12,33
60 9,642 983,2 2,28 0,466
0,474
0,0662 19,92
70 9,589 977,8 2,25 0,404
0,413
0,0644 31,16
80 9,530 971,8 2,20 0,354
0,364
0,0626 47,34
90 9,466 965,3 2,14 0,315
0,326
0,0608 70,10
100 9,399 958,4 2,07 0,282
0,294
0,0589 101,3
3 Fuente: METCALF & EDDY, INC. Ingeniería de aguas residuales. Mc Graw Hill 3ra. Edición (1995)
Tabla 2
162
DIÁMETROS NORMALIZADOS (NOMINAL E INTERIOR) PARA
TUBERIAS DE PVC
DN (mm) DI (mm)
4 atm 6 atm 10 atm 16 atm
16 - - - 13,6
20 - 17,5 - 17
25 22,6 22,6 22 21,2
32 29,6 29,2 28,4 27,2
40 37,2 36,4 36 34
50 47,2 46,4 45,2 42,6
63 59,4 59,2 57 53,6
75 71,4 70,6 67,8 63,8
90 86,4 84,6 81,4 76,6
110 105,6 103,6 99,4 93,6
125 120 117,6 113 106,4
140 134,4 131,8 126,6 119,2
160 153,6 150,6 144,6 136,2
180 172,8 169,4 162,8 153,2
200 192 188,2 180,8 170,4
225 216 211,8 203,4 191,4
250 240,2 235,4 226,2 213
280 269 263,6 253,2 238,4
315 302,6 296,6 285 268,2
355 341 334,2 321,2 302,4
400 384,2 376,6 361,8 340,6
450 432,4 423,8 407 383,2
500 480,4 470,8 452,2 425,8
1Mpa = 9,81 atm.
Tabla 3
163
CLASES DE TUBERÍA EN FUNCIÓN DE PRESIÓN NORMAS ISO
(International Organization for Standardization)
Clase(Kg/cm2) m.c.a Presión(lib/plg2) atmósfera
5 50 71.5 5
10 100 143.0 10
15 150 214.5 15
20 200 286.0 20
25 250 357.5 25 Fuente: Abastecimientos teoría y diseño de agua, Simón Arocha, pag. 24
Tabla 4