INDICE

Pág.

1. ANTECEDENTES.....................................................................................................................2

2. RESUMEN DEL PROYECTO.........................................................................................................4

2.1. SISTEMA DE AGUA POTABLE............................................................................................4

2.1.1. TANQUE DE ALMACENAMIENTO.......................................................................5

2.1.2. RED DE DISTRIBUCIÓN.........................................................................................5

2.1.3. FORMA DE DISTRIBUCIÓN...................................................................................7

2.1.4. CONEXIONES DOMICILIARIAS............................................................................7

3. LINEA DE BASE CONCEPTUAL..........................................................................................8

3.1. DATOS PARA EL DISEÑO.............................................................................................8

3.2. TOPOGRAFIA UTILIZADA.............................................................................................8

4. MEMORIA DE CALCULO.......................................................................................................9

4.1 SISTEMA DE AGUA POTABLE..........................................................................................9

4.1.1. DETERMINACION DE LAS DOTACIONES UNITARIAS DE AGUA POR TIPO DE SERVICIO.................................................................................................................9

4.1.2. BASES DE CALCULO.............................................................................................9

4.2. RED DE DISTRIBUCIÓN...............................................................................................13

4.2.1SISTEMA DE AGUA POTABLE......................................................................................13

5 CALCULO ESTRUCTURAL.............................................................................................25

6 COMPUTOS METRICOS...................................................................................................25

7 ANEXOS……………………………………………………………………….……………26

PROYECTO SISTEMA DE AGUA POTABLE

“HUASCA AUNQUE RANCHO CLIZA”

1. ANTECEDENTES

La Urbanización del proyecto, se encuentra ubicada en la Provincia Germán Campero en el Municipio de Cliza, en la zona denominada Huasca Aunque Rancho Fig1, del departamento de Cochabamba. Se encuentra al Suroeste de la ciudad de Cochabamba, distante a 45 Km. del centro de la capital

Figura 1 Ubicación del proyecto

El predio tiene una superficie total de 324,895.64m² (32.49 Ha), la superficie para viviendas comprende 29,781.88 m² correspondiente a 39 lotes, de equipamiento y vías con una superficie de 7,574.327 m2. Fig. 2.

FIG. 2. IMAGEN DE SUPERFICIES DE LA URBANIZACIÓN

Topográficamente la superficie total del predio es regular, sin embargo, se aclara que el proyecto deberá estar en base de un terreno llano en su totalidad con una cota de 2693 m.s.n.m, es decir que en la etapa de construcción debe estar nivelada toda el área del proyecto.

En el lugar ya existen los servicios de electricidad pero aún no cuenta con telefonía.

En cuanto a los servicios básicos (Agua y Alcantarillado), la zona aún no cuenta con estos sistemas. De acuerdo a una visita técnica al lugar, se observó que el sector es terreno natural, cuyos trabajos preliminares ya han sido realizados como ser desbroce de todo el sector y se dio inicio el trabajo de nivelado. En cuanto al sistema de alcantarillado, la mayoría de las viviendas aledañas tienen pozos sépticos.

2. RESUMEN DEL PROYECTO

El objetivo general del Proyecto Desarrollado es el Diseño de la red de

distribución agua po table . Esto significa lograr un Diseño adecuado a los requerimientos de las instituciones nacionales y departamentales y de forma particular del cliente (Comunidad Huasa Aunque Rancho), de manera que se permita la adecuada provisión futura de servicios básicos para los lotes y viviendas de la misma.

2.1. SISTEMA DE AGUA POTABLE

El primer objetivo de este módulo del proyecto, considera el diseño de los siguientes componentes principales:

Red de distribución. Conexiones domiciliarias de agua potable.

En general, los parámetros de diseño, considerados en el proyecto, se indican a continuación:

Periodo de diseño 20.0 años

Consumo per cápita (diseño) 90 L/ hab-día

Volumen Tanque elevado HºAº 25.8 m3

Red de distribución 120 m3(Un tanques de 60 m3)

Red de distribución principal Sub sistema 5 (Red Abierta)

Diámetro mínimo 25 mm (1”)

Diámetro máximo 50 mm (2”)

Caudal mínimo 0.006 l/s

Caudal máximo 0.068 l/s

Coeficiente ‘c’ de rugosidad Hazen-Williams 150

Velocidad máxima tubos de PVC 1.04 m/s

Profundidad mínima:

Red principal por la calzada pública 1 m (Calles de tráfico medio)

Longitud máxima de la red principal 4198.00 m

2.1.1. TANQUE DE ALMACENAMIENTO

Su principal objetivo es el de almacenar agua. Tiene como función mantener el volumen de agua de reserva y garantizar las presiones de servicio en la red de distribución para satisfacer la demanda de agua.

El tipo de tanque de almacenamiento adoptado en el presente proyecto es

de “Tanque Elevado”.

Las características definidas en este proyecto, son las siguientes:

Volumen del tanque de distribución 25.8m3

Objetivo: Almacenamiento y abastecimiento de agua

Altura: 16.80 m

Materiales: Hormigón Armado.

Bombas de impulsión.

1 pza. de 3 hp

El volumen de agua previsto para cada tanque es el volumen capaz de soportar un incendio de una duración en promedio de 1.5 hora, a razón de 10 l/s.

2.1.2. RED DE DISTRIBUCIÓN

Se ha proyectado para la red de distribución las siguientes consideraciones que la tubería, accesorios y dispositivos permitan el suministro de agua a los consumidores de forma constante, con presión apropiada, en cantidad suficiente y calidad adecuadaSe ha tomado en cuenta el tendido de tuberías por las calles, con una longitud aproximada de 4198.00 metros, cuyas características finales son las siguientes:

FIG. 3 RED DE AGUA POTABLE DEL SISTEMA

Material PVC.

Calidad Clase 9, según NB-213-77, Tipo1 Grado1.

Presión de trabajo 7 Kg/cm2 (70m.c.a.)

Largo unitario 4 metros (Tipo Pex)

Tipo de Unión Espiga – campana con anillo de goma

Diámetro nominal

Mínimo 1” (25 mm)

Máximo 2" (50 mm).

Válvulas

Válvula Compuerta 9 válvulas

Se ha diseñado la red con una presión máxima de 15.58 m.c.a. y una presión mínima en el punto más desfavorable de 11.77 m.c.a.. Las mismas cumplen con los requerimientos de la norma NB 689, la cual indica que para

poblaciones menores que 2000 habitantes, la presión dinámica no debe ser menor a 5 m.c.a..

Se tiene prevista la instalación de válvulas de purga, operación y aislamiento para reparaciones y mantenimiento en ubicaciones expresadas en los planos de diseño.

2.1.3. FORMA DE DISTRIBUCIÓN

Debido a la concepción inicial del proyecto, y los antecedentes generales descritos párrafos arriba, se optado que la distribución sea por gravedad, con el objeto de garantizar la presión suficiente en la red.

2.1.4. CONEXIONES DOMICILIARIAS

Para el abastecimiento de lotes y viviendas, se ha previsto la instalación de acometidas domiciliarias, las cuales consisten en una tubería de conexión de 1/2" (12.7mm) de PVC E-40 y las mismas características del material de red. Esta tubería ingresará a cada predio hasta el nivel de la acera antes de la línea de propiedad.

En este punto se instalarán las piezas especiales de regulación, corte y medición en cámaras. (Ver Figura6).

Se ha previsto la instalación de las siguientes unidades:

40 conexiones domiciliarias con micro medición.

Todo el trabajo a realizar del tendido de la red, debe ser ejecutado por profesionales entendidos en la materia y las conexiones hacia la vivienda serán realizadas por la administración de la Ciudadela o la entidad competente.

FIG. 6 DETALLE CONEXION DOMICILIARIA

3. LINEA DE BASE CONCEPTUAL3.1. DATOS PARA EL DISEÑO

• Se asumirá la distribución parcelaria y vial definida por el cliente y aprobada por la institución correspondiente, con relación de superficies y usos varios.

• Para la estimación de caudales de servicio (Agua potable) se han utilizado las recomendaciones de la Norma Boliviana de Instalaciones Sanitarias y la experiencia del Consultor.

3.2. TOPOGRAFIA UTILIZADA

Los datos utilizados son los proporcionados por el plano de emplazamiento, inspección visual y datos verbales de los beneficiarios Estos datos fueron utilizados como base para los diferentes componentes diseñados para el presente proyecto. El terreno, luego de los movimientos de tierra quedará completamente plano, es importante e imprescindible que la verificación y explanación del terreno será por parte del propietario y de los ejecutores del proyecto.

4. MEMORIA DE CALCULO

4.1 SISTEMA DE AGUA POTABLE

De acuerdo a las características requeridas se han realizado los siguientes análisis para el diseño del sistema de agua potable en la comunidad Huasa Aunque Rancho.

Partimos del supuesto fundamental de que la fuente de agua, será de la fuente de un pozo perforado; el mismo que dotará la demanda presente y futura de cada subsistema.

El caudal mínimo recomendado necesario en boca de pozo, deberá ser de:

Subsistema 5: 4.2 I/s equivalente a 252 l/min (considerando llenar el tanque elevado en 8 horas).

4.1.1. DETERMINACION DE LAS DOTACIONES UNITARIAS DE AGUA POR TIPO DE SERVICIO

Consumo doméstico: 150 lt/hab./díaContra Incendios: 10 It/seg (un grifo por 1 hora)

4.1.2. BASES DE CALCULO

Se tiene (60 viviendas) se asume que cada vivienda tendrá una cantidad media de 5 hab/vivienda.

Subsistema 5

a) Población

De acuerdo a los datos asumidos se tiene que la población inicial es de 300 habitantes, la tabla 1 muestra la proyección de la población siguiendo el método propuesto por la NB-689

300 412 1 31,236 31,236 31,262 31,262300 412 2 32,472 32,523 32,578 32,577300 412 3 33,708 33,863 33,952 33,947300 412 4 34,944 35,258 35,388 35,375300 412 5 36,180 36,711 36,890 36,863300 412 6 37,416 38,223 38,462 38,413300 412 7 38,652 39,798 40,110 40,029300 412 8 39,888 41,438 41,839 41,712300 412 9 41,124 43,145 43,656 43,467300 412 10 42,360 44,922 45,567 45,295300 412 11 43,596 46,773 47,580 47,200300 412 12 44,832 48,700 49,702 49,185300 412 13 46,068 50,707 51,945 51,254300 412 14 47,304 52,796 54,317 53,410300 412 15 48,540 54,971 56,831 55,656300 412 16 49,776 57,236 59,499 57,997300 412 17 51,012 59,594 62,336 60,437300 412 18 52,248 62,049 65,359 62,979300 412 19 53,484 64,606 68,587 65,628300 412 20 54,720 67,267 72,041 68,388

Poblaciones Futuras asumidas: 54,700 67,300 72,000 68,400

Población Inicial(Po)

Índice de Crecimiento

( i )

Periodo diseño

( t )

Método Aritmético Método Geométrico Método de Wappaus

Método Exponencial

𝑃𝑓=𝑃𝑜(1+𝑖∗𝑡/100) 𝑃𝑓=𝑃𝑜(1+𝑖/100)^𝑡 𝑃𝑓=𝑃𝑜((200+𝑖∗𝑡)/(200−𝑖∗𝑡)) 𝑃𝑓=𝑃𝑜∗e^((𝑖∗𝑡)/100)

b) Consumo de Agua

Para casos en los que se trata de diseños de implementación nueva, la dotación media diaria está recomendada por la Norma Boliviana NB 689, que en el presente caso la dotación media varía con la situación geográfica, en la zona de los valles varía de acuerdo con la población, el caso es que para la población obtenida se asume la dotación de 90 [l/hab-d], por el hecho de ser una zona de urbanización en la zona del proyecto. Tabla 2.2:

Fuente: Norma Boliviana NB 689

c) Cálculo de los Caudales de Diseño

Cálculo del Caudal medio diario

El Consumo medio diario (Qmd) es determinado en base a la población calculada y la dotación media adoptada:

Qmd=Pf ×Df86400

Donde:

Qmd =Caudal medio diario en l/s

Pf = Población futura en habitantes (72000 habitantes)

Df = Dotación futura en l/hab-d (90 [l/hab-d])

Qmd=¿0.75 l/s

Cálculo del Caudal máximo diario

Para el cálculo del Caudal máximo diario se utilizará un coeficiente k1 de 1.50

Qmaxd=k 1∙Qmd

Dónde:

Qmaxd =Caudal máximo diario en l/s

k1Coeficiente de Caudal máximo diario 1,20 a 1,50 (véase NB-689 -2.3.3.2 y A. Rocha)

Qmd = Caudal medio diario en l/s

Qmaxd=¿0.90 l/s

Cálculo del Caudal máximo horario

Para el cálculo del Caudal máximo horario se utilizará un coeficiente k2 de 2 según la tabla 2.3 de la NB-689.

Qmaxh=k2 ∙QmaxdDónde:

Qmaxd = Caudal máximo horario en l/s

k 2 = Coeficiente de Caudal máximo horario (2)

Qmaxd =Caudal máximo diario en l/s

Qmaxh=¿1.80 l/s

d) Tanque de almacenamiento

Para la elección del volumen del tanque de almacenamiento se considera la población total del subsistema, para esta elección se consideran los siguientes volúmenes:

Volumen de regulación

El Volumen de regulación es calculado mediante la siguiente expresión, con C=0.25 (presentada en la NB-689):

V r=C ∙Qmax. d ∙t r

Dónde:

V r = volumen de regulación en m3

C = coeficiente de regulación (0.15-0.3)

Qmax ,d = Caudal máximo diario en m3/d

t r = tiempo en días (1 día)

V r=¿15.29 m³

Volumen de reserva

El volumen del tanque para reserva es calculado mediante la siguiente expresión:

V ℜ=3.6 ∙Qmax .d ∙ tℜ

Dónde:

V ℜ= Volumen de reserva en m3

Qmax .d= caudal máximo diario en l/s (6.22 l/s)

tℜ= tiempo en horas (4)

V ℜ=¿ 9.94 m³

El volumen que tiene que tener nuestro tanque será capaz de cubrir nuestros requerimientos de volúmenes, por lo tanto se tiene que:

El volumen del tanque es de 25.23 m3

4.2. RED DE DISTRIBUCIÓN

NORMAS Y REGLAMENTOS UTILIZADOS

El presente proyecto en lo que respecta a la red de distribución, fue elaborado en base a:

Norma Boliviana NB 689

Norma Boliviana NB-213-77

4.2.1SISTEMA DE AGUA POTABLE

La red se diseñará para un caudal circulante de 1.80 l/s que corresponde al caudal máximo horario.

Para obtener las alturas y caudales en un determinado instante se resuelven simultáneamente las ecuaciones de conservación del caudal en los nudos y las ecuaciones de pérdidas en todos los tramos de la red.

Este proceso, conocido como “equilibrado hidráulico”, requiere el uso de métodos iterativos para resolver las ecuaciones de tipo no lineal involucradas. WaterCAD v7.0 emplea a tal fin el Algoritmo del Gradiente.

El procedimiento descrito, referente al sistema WaterCAD, se aplicara los siguientes parámetros

Material PVC Clase 9 o equivalente

Coef. Hazen Williams 150Presión máxima en cada nudo 15.58 mca.Presión mínima 11.77mca.DN mínimo 1 in.

DN máximo 2 in.

Se incluye los reportes de cálculo de la modelación computacional (en ambos casos) realizado con el paquete computacional WaterCAD v7.0

Todas las dimensiones expresadas en planos concuerdan con los requerimientos del proyecto.

En la tabla 2 se muestra la distribución de caudales en las tuberías siguiendo esto el método de longitud equivalente el caudal máximo horario es de 1.80 l/s , se tiene una longitud total de

88.50 88.00 84.30 0.036

88.50 68.00 72.00 87.00 157.80 0.068

43.50 42.50 22.50 54.30 0.023

42.50 84.50 77.00 102.00 0.044

84.50 93.50 89.00 0.038

93.50 83.00 67.50 122.00 0.052

85.00 42.50 0.018

71.50 65.50 68.50 0.029

71.50 35.80 0.015

72.00 96.50 43.50 98.00 155.30 0.067

96.50 98.50 97.50 0.042

97.50 96.50 97.00 0.042

84.50 97.50 91.00 0.039

54.50 84.50 69.50 0.030

54.50 27.30 0.012

91.50 87.00 89.30 0.038

79.50 91.50 85.50 0.037

84.00 79.50 98.50 131.00 0.056

95.50 84.00 89.80 0.038

31.50 95.50 93.50 0.040

96.50 91.50 94.00 0.040

99.00 96.50 97.80 0.042

80.00 99.00 89.50 0.038

90.50 51.00 87.47 114.50 0.049

51.50 61.50 83.25 98.10 0.042

61.50 30.80 0.013

62.50 31.30 0.013

98.00 90.50 94.30 0.040

73.00 98.00 85.50 0.037

52.00 73.00 62.50 0.027

80.00 50.00 77.78 103.90 0.045

80.00 40.00 0.017

50.00 49.50 49.80 0.021

46.50 49.50 48.00 0.021

46.50 23.30 0.010

98.50 96.00 97.30 0.042

96.00 74.00 85.00 0.036

74.00 37.00 0.016

68.00 34.00 0.015

52.50 96.50 74.50 0.032

52.50 27.00 39.80 0.017

27.00 13.50 0.006

22.50 94.00 58.30 0.025

57.50 94.00 75.80 0.032

57.50 95.00 76.30 0.033

95.00 47.50 0.020

41.50 74.00 77.00 96.30 0.041

41.50 20.80 0.009

74.00 60.00 67.00 0.029

60.00 30.00 0.013

61.50 88.50 75.00 0.032

80.00 80.50 80.30 0.034

67.50 65.50 66.50 0.029

83.00 85.00 84.00 0.036

63.00 62.50 62.80 0.027

51.50 51.00 51.30 0.022

80.00 80.00 80.00 0.034

4198.00 1.800

Nudo Long 1 Long 2 Long 3 Long 4 Longitud [m] Caudal en el tramo [l/s]

J-1

J-2

J-3

J-4

J-5

J-6

J-7

J-8

J-9

J-10

J-11

J-12

J-13

J-14

J-15

J-16

J-17

J-18

J-19

J-20

J-21

J-22

J-23

J-24

J-25

J-26

J-27

J-28

J-29

J-30

J-31

J-32

J-33

J-34

J-35

J-36

J-37

J-38

J-39

J-40

J-41

J-42

J-43

J-44

J-45

J-46

J-47

J-48

J-49

J-50

J-51

J-52

J-53

J-54

J-55

J-56

J-57

TABLA Nº3 DISTRIBUCION DE CAUDALES EN NUDOS

5 CALCULO ESTRUCTURAL

Se incluye en Anexo 1 del presente documento,

6 COMPUTOS METRICOS

Se incluye en Anexo 2 del presente documento, las estimaciones de volumetría requeridos y el presupuesto del mismo.

ANEXO 1

ANEXO 2