Análisis mejoramiento del sistema de agua de Pueblo Joven Buenos Aires, Perú (página 2)
5.2 Aforos
El caudal que se obtuvo de la quebrada por el método volumétrico es de 5.44 lt/seg. Y por el método del flotador es de 5.20 lt/seg
CALCULOS PARA EL DISEÑO | |||||||||||||||||||
PROYECTO: | AGUA POTABLE DEL PUEBLO JOVEN BUENOS AIRES | ||||||||||||||||||
UBICACIÓN : | |||||||||||||||||||
Localidad…………………: | BUENOS AIRES | ||||||||||||||||||
Distrito…………………….: | RUPA RUPA | ||||||||||||||||||
Provincia…………………: | LEONCIO PRADO | ||||||||||||||||||
Departamento…………..: | HUANUCO | ||||||||||||||||||
Región…………………….: | ANDRES AVELINO CACERES | ||||||||||||||||||
DATOS DE DISEÑO | |||||||||||||||||||
1.- | Periodo de diseño…….= | 20 | años a partir | 2005 | |||||||||||||||
2.- | Población de diseño.. = | ||||||||||||||||||
A.- | Población inicial : | B.- | Años para el que se calculara | ||||||||||||||||
la población futura : | |||||||||||||||||||
Año | Población | se calculará para los años: | |||||||||||||||||
1996 | 268 | ||||||||||||||||||
2000 | 416 | 1.- | 2005 | ||||||||||||||||
2004 | 584 | 2.- | 2015 | ||||||||||||||||
CALCULO DE LA POBLACION FUTURA : | |||||||||||||||||||
a.- | Método de la parábola de segundo grado: | P=A+BX+CX² | P= | Población futura. | |||||||||||||||
A= | Población inicial. | ||||||||||||||||||
Año | población | X | A= | 268 | B,C= | Constantes . | |||||||||||||
1996 | 268 | —– | B= | 34.5 | X= | Intervalo de tiempo. | |||||||||||||
2000 | 416 | 4 | C= | 0.625 | |||||||||||||||
2004 | 584 | 8 | |||||||||||||||||
2005 | 629 | 9 | población en el | 2005 | = | 629 | |||||||||||||
2015 | 1149 | 19 | población en el | 2015 | = | 1149 | |||||||||||||
b.- | Método geométrico o del interés compuesto | ||||||||||||||||||
donde: | Pf= Población futura | Pf=Po(1+r)^t | |||||||||||||||||
Po= Población inicial | |||||||||||||||||||
r= Razón de crecimiento | r= {Pf / Po}^(1/t) -1 | ||||||||||||||||||
t= No de años expresado en décadas | |||||||||||||||||||
Año | población | t | r | ||||||||||||||||
1996 | 268 | —– | —– | ||||||||||||||||
2000 | 416 | 0.4 | 2.0019 | promedio r = | 1.668 | ||||||||||||||
2004 | 584 | 0.4 | 1.3351 | ||||||||||||||||
2005 | 644 | 0.1 | población en el | 2005 | = | 644.2 | |||||||||||||
2015 | 1719 | 1.1 | población en el | 2015 | = | 1719 | |||||||||||||
c.- | Método del interés simple | Pf = Po * ( 1+r * t ) | r = ( Pf -Po )/( Po * t ) | ||||||||||||||||
Año | población | t | r | ||||||||||||||||
1996 | 268 | —– | —– | ||||||||||||||||
2000 | 416 | 0.4 | 1.3806 | promedio r = | 1.195 | ||||||||||||||
2004 | 584 | 0.4 | 1.0096 | ||||||||||||||||
2005 | 654 | 0.1 | población en el | 2005 | = | 654 | |||||||||||||
2015 | 1352 | 1.1 | población en el | 2015 | = | 1352 | |||||||||||||
d.- | Método Aritmético | Pf = Po +r * t | r = ( Pf -Po )/( t ) | ||||||||||||||||
Año | población | t | r | ||||||||||||||||
1996 | 268 | —– | —– | ||||||||||||||||
2000 | 416 | 0.4 | 370.00 | promedio r = | 395.00 | ||||||||||||||
2004 | 584 | 0.4 | 420.00 | ||||||||||||||||
2005 | 624 | 0.1 | población en el | 2005 | = | 624 | |||||||||||||
2015 | 1019 | 1.1 | población en el | 2015 | = | 1019 | |||||||||||||
e.- | Prorrateando entre todos los métodos y hallando el mas probable | ||||||||||||||||||
Método | pob. | pob | |||||||||||||||||
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| 2005 | 2015 | ||||||||||||||||
parábola | 629 | 1149 | POBLACION FUTURA | ||||||||||||||||
geométrico | 644 | 1719 | 1310 | Habitantes | |||||||||||||||
interés simple | 654 | 1352 | |||||||||||||||||
aritmético | 624 | 1019 | |||||||||||||||||
población final | 638 | 1310 | |||||||||||||||||
3.- | CALCULO DE LA DOTACIÓN : | ||||||||||||||||||
Según el Reglamento Nacional de Construcción: | |||||||||||||||||||
Viviendas…………………………….= | Múltiple, de tres a cuatro habitaciones. | ||||||||||||||||||
Clima…………………………………= | cálido |
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Intervalo de población…………….= | 1500 hasta 1000 habitantes. | ||||||||||||||||||
Dotación…………………………….= | 150 | lit./hab/dia | |||||||||||||||||
4.- | VARIACÍON DEL CONSUMO: | ||||||||||||||||||
K1= | Coeficiente máximo anual de la demanda diaria | ||||||||||||||||||
K1= | caudal de máxima demanda / caudal promedio diario | ||||||||||||||||||
K1= | debe de estar entre 1,20 y 1,50 | …………………………..= | 1.2 | ||||||||||||||||
k2= | Coeficiente máximo anual de la demanda horaria. | ||||||||||||||||||
k2= | caudal en hora de mayor consumo / caudal promedio horario. | ||||||||||||||||||
entre 2,000 y 10,000 hab……….= | k2 = | 2.5 | |||||||||||||||||
mayor que 10,000 hab……………= | k2 = | 1.8 | k2 = | 2.5 | |||||||||||||||
5.- | CAUDALES DE DISEÑO | ||||||||||||||||||
Datos de cálculo: | |||||||||||||||||||
Población de diseño = | 1310 | Hab. | |||||||||||||||||
Dotación = | 150 | lit./hab/dia | |||||||||||||||||
Coef. de variación diaria k1= | 1.2 | ||||||||||||||||||
Coef. de variación horaria k2= | 2.5 | ||||||||||||||||||
a.- | Población de servicio | ||||||||||||||||||
Ps = 90%*Pf……..= | 1179 | hab. | |||||||||||||||||
b.- | Consumo total de agua por año | ||||||||||||||||||
Ct = Dotación X población X No de días del año /1000 = | 64531 | m3/día | |||||||||||||||||
c.- | Consumo promedio diario anual | ||||||||||||||||||
Qp= Dotación X Población / ( 86400 seg. día) = | 176.80 | m3/día | |||||||||||||||||
d.- | Consumo diario máximo | ||||||||||||||||||
Qmd= Consumo promedio diario anual X K1 = | 212.16 | m3/día | |||||||||||||||||
e.- | Consumo máximo horario | ||||||||||||||||||
Qnh = Consumo promedio diario anual X K2 = | 442.00 | m3/día | |||||||||||||||||
Resumen de los caudales de diseño | |||||||||||||||||||
Lit/seg | m3/dia | ||||||||||||||||||
Qp= | 2.046 | 176.80 | |||||||||||||||||
Qmd= | 2.456 | 212.16 | |||||||||||||||||
Qmh= | 5.116 | 442.00 | |||||||||||||||||
6.- | VOLUMEN DE REGULACIÓN: | Se considera el volumen de regulación promedio del 25 % | |||||||||||||||||
del promedio anual de la demanda. | |||||||||||||||||||
V reg.= | 44.20 | m3 | |||||||||||||||||
7.- | VOLUMEN DE RESERVA : | Se considera un volumen de reserva de 20 % del volumen | |||||||||||||||||
de regulación . Y se obvia el volumen contra incendios por limitaciones del reglamento. | |||||||||||||||||||
V res.= | 8.84 | m3 | |||||||||||||||||
8.- | VOLUMEN CONTRA INCENDIO: | ||||||||||||||||||
No se considera por limitaciones del reglamento | V inc.= | 0 | m3 | ||||||||||||||||
VOLUMEN TOTAL DE ALMACENAMIENTO | V reg.= | 44.20 | m3 | ||||||||||||||||
V res.= | 8.84 | m3 | |||||||||||||||||
V inc.= | 0 | m3 | |||||||||||||||||
V total= | 54.00 | m3 | |||||||||||||||||
El reservorio tendrá las siguientes medidas interiores | |||||||||||||||||||
si se considera rectangular: | B= | 3.50 | mt. | ||||||||||||||||
L= | 3.50 | mt. | |||||||||||||||||
H= | 4.71 | mt. |
Planos
6.1 PERFIL LONGITUDINAL DEL AREA EN ESTUDIO
EST | P V | V AT | AI | VAD | COTA | Observaciones |
A | BM | 2.843 | 704.843 |
| 702.000 | Captación |
| 1 |
|
| 3.669 | 701.174 | quebrada |
B | 1 | 2.475 | 703.649 |
| 701.174 | Tubería |
| 2 |
|
| 2.418 | 701.231 | quebrada |
| 3 |
|
| 3.610 | 700.039 | quebrada |
C | 3 | 1.345 | 701.384 |
| 700.039 | quebrada |
| 4 |
|
| 1.788 | 699.596 | quebrada |
| 5 |
|
| 3.418 | 697.966 | quebrada |
D | 5 | 1.023 | 698.989 |
| 697.966 | quebrada |
| 6 |
|
| 2.747 | 696.242 | quebrada |
| 7 |
|
| 2.279 | 696.710 | roca |
E | 7 | 0.427 | 696.137 |
| 695.710 | roca |
| 8 |
|
| 2.615 | 693.522 | reservorio auxiliar |
F | 8 | 3.094 | 696.616 |
| 693.522 | reservorio principal |
| 9 |
|
| 0.320 | 696.296 | reservorio principal |
| 10 |
|
| 1.845 | 694.771 | Tubería |
| 11 |
|
| 1.317 | 695.299 | Tubería |
| 12 |
|
| 1.311 | 695.305 | parte baja |
| 13 |
|
| 2.056 | 694.560 | parte baja |
| 14 |
|
| 2.345 | 694.271 | parte baja |
Revisión bibliográfica
7.1.-Población Futura (Pf):Una obra de agua potable es diseñada para abastecer a una población que obedeciendo a la naturaleza humana se multiplica, incrementa o reproduce. Así una población futura es indispensable para la construcción de estas obras; por ello los estudiosos han propuesto muchos criterios que se manifiestan en formulas para calcular la población resultante al final del periodo de vida de la obra o periodo de diseño.
Para calcular las poblaciones futuras se citan los siguientes métodos:
Métodos de crecimiento simple.
Método de crecimiento compuesto.
Regresión lineal e interpolación.
Método analítico.
Método comparativo.
Método racional.
7.2.-Periodo de diseño (t): Se considera como el tiempo de funcionamiento optimo que tendrá el sistema, el mismo que estará en función de todos los elementos de los que consta el sistema: Obras de captación, sedimentador, filtro rápido, filtro lento, reservorio, línea de distribución.
7.3.-Demanda de dotación: Referido al volumen diario que cada habitante requiere para su con consumo.
7.4.-Consumo promedio diario anual, caudal medio (Qm.) A lo largo del año se consumen diferentes cantidades de agua o caudales (lt/seg.), el promedio de estas cantidades corresponde al caudal medio.
7.5.-Consumo máximo diario (Qmd.): En el día cuando la población requiere la mayor dotación que se registra durante el año se dá el Qmd.
7.6.-Consumo máximo horario (Qmd): En el día de mayor consumo se registra la hora en que la población consume la mayor dotación en todo el día.
7.7Toma De Muestras Para El Análisis Físico Y Químico:
Limpiar el área cercana a la quebrada, eliminando la vegetación y cuerpos extraños, en un radio mayor al afloramiento.
Ubicar el ojo de la quebrada y construir un embalse lo mas pequeño posible utilizando para el efecto material libre de vegetación y dotarlo, en su salida, de un salto hidráulico para la obtención de la muestra.
Retirar los cuerpos extraños que se encuentran dentro del embalse.
Dejar transcurrir un mínimo de 30 minutos entre el paso anterior y la toma de muestra.
Tomar la muestra en un envase de vidrio de boca ancha.
Enviar la muestra al laboratorio lo mas pronto posible, con tiempo limite de 72 horas.
7.8 Toma De Muestra Para El Análisis Bacteriológico:
Utilizar frascos de vidrio esterilizados proporcionados por el laboratorio.
Si el agua de la muestra contiene cloro, solicitar un frasco para este propósito.
Durante el muestreo, sujetar el frasco por el fondo, no tocar el cuello ni la tapa.
Llenar el frasco sin enjuagarlo, dejando un espacio de un tercio (1/3) de aire.
Tapar y colocar el capuchón de papel.
Etiquetar con claridad los datos del remitente, localidad, nombre de la fuente, punto de muestreo, el nombre del muestreador y la fecha del muestreo.
Enviar la muestra al laboratorio a la brevedad posible de acuerdo a las siguientes condiciones:
1 a 6 horas sin refrigeración.
6 a 30 horas con refrigeración.
7.9 Características Físicas Del Agua:
Color: El color del agua se debe por lo general a la presencia de materiales orgánicas coloreadas (sobre todo ácidos húmicos y fúlvicos) relacionadas con el humus del suelo. Influye considerablemente en él la presencia de hierro y otros metales, ya sea en forma de impurezas de origen natural o como productos de la corrosión. El color también pude ser consecuencia de la contaminación de la fuente del agua por afluentes industriales y constituir el primer indicio de una situación peligrosa.
La ley general de aguas establece los limites respecto al color de la siguiente forma
CLASIFICACION | GRADO |
Aguas de clase I | Ausente |
Aguas de clase II | Máximo 10 unidades |
Aguas de clase III | Máximo 20 unidades |
Aguas de clase IV | Máximo 30 unidades |
Aguas de clase V | Máximo 40 unidades |
Los colores inferiores a 15UCV son por lo general aceptables para los consumidores pero esto pueden variar según las circunstancias locales.
Turbidez: Generalmente la apariencia del agua con una turbiedad inferior a 5 unidades nefelométricas es aceptable para los consumidores, aunque esto puede variar según las circunstancias locales. No obstante, se recomienda que la turbidez se mantenga lo mas baja posible, debido a sus efectos microbiológicos
Clasificación de las aguas según el Laboratorio de salinidad de los EE.UU.:
0 a 250 umhos | Salinidad baja (C1) |
250 a 750 umhos | Salinidad media (C2) |
750 a 2250 umhos | Salinidad alta (C3) |
2250 a 5000 uhmos | Salinidad muy alta (C4) |
Sólidos Totales Disueltos: El total de sólidos disueltos (TSD)en el agua comprende sales inorgánicas (principalmente de calcio, magnesio, potasio, y sodio, bicarbonato, cloruros y sulfatos)
Se considera generalmente que, con concentraciones del TSD inferiores a 600ppm, el agua tiene sabor agradable, que se deteriora progresivamente cuando la concentración sobrepasa 1200ppm. El agua con concentraciones del TSD muy reducidas puede resultar inaceptable debido a su insipidez.
7.10 Topografía: Etimológicamente la palabra topografía procede del griego "topo" = lugar, y "grafos" = dibujo. Es la ciencia que con el auxilio de las matemáticas nos ayuda a representar gráficamente (mediante un dibujo), un terreno o lugar determinado, con todos sus accidentes y particularidades naturales o artificiales de su superficie.
7.11 Levantamiento Topográfico: Conjunto de operaciones realizadas sobre el terreno, con los instrumentos adecuados, que posteriormente nos permitirá la confección del plano de ese lugar o zona. Estas operaciones tienen como finalidad la determinación de datos numéricos suficientes para confeccionar el plano. Como es preciso realizarlas sobre el propio terreno, se las denomina como "trabajo de campo".
7.12 Curvas De Nivel: Es el procedimiento que se emplea para poder dibujar y saber interpretar, con cierta exactitud, el relieve del terreno.
Existen otros procedimientos para dar idea del relieve, tales como el sombreado con diversos colores, o bien dibujando pequeños montes agrupados o no según la importancia del relieve.
Pero el método mas exacto, preciso y fácil de manejar para determinados cálculos es el procedimiento de "curvas de nivel".
Se define curva de nivel como la línea imaginaria o real, que une todos los puntos del terreno o del plano que tienen la misma cota.
Las curvas de nivel separadas a distancias muy regulares indican que la pendiente es uniforme.
Si las curvas están muy separadas en una determinada dirección indican una pendiente suave (figura A).
Si las curvas están más próximas, la pendiente seguirá siendo uniforme, pero será más escarpada (figura B).
Si se trata de una colina donde la línea que pretendemos seguir muestra que las curvas de nivel en la parte superior están más próximas entre sí que las de la parte inferior, sabremos que la pendiente se hace más escarpada al acercarse a la cumbre (figura C).
Si las líneas están más próximas hacia el nivel inferior, la colina será más plana en la cumbre y la pendiente será mas escarpada hacia su base (figura D).
7.13 Característica De Las Curvas De Nivel
Toda curva de nivel es cerrada. En todo mapa o plano estará cerrada bien dentro o bien fuera de él.
Dos curvas no pueden cortarse.
Dos o mas curvas pueden unirse o confundirse en una sola en un punto o en un tramo (pendientes de 90 grados).
Una curva de nivel no puede dividirse en dos o mas curvas.
7.14 Perfiles: Muchas veces para darse una idea exacta de la forma del terreno, se recurre a la obtención de "perfiles".
Un "perfil" es la intersección de un plano vertical con los horizontales, (que son los que nos dan las curvas de nivel) y, después se hace girar el plano vertical hasta que coincida con el de comparación.
Una ladera no tiene por que ser de igual pendiente en todo su descenso o ascenso. En todo caso estará formada por dos o mas laderas. Viendo la figura, en la que se representa el perfil de una ladera, se comprende lo que queremos decir.
La ladera esta formada por tres cuestas con diferentes pendientes. El tramo A-B es el de mayor pendiente, le sigue después el B-C y, por último, el C-D. En este caso las tres cuestas se unen entre si por líneas horizontales y paralelas a las curvas de nivel, pues bien, a estas intersecciones se les llaman "líneas de cambio de pendiente". Hay que aclarar también que las líneas de cambio de pendiente no tienen que ser forzosamente horizontales.
Las laderas, con arreglo a su perfil, se pueden dividir en "cóncavas"y "convexas".
Cuando en un plano nos encontramos curvas de nivel sensiblemente rectas y paralelas entre si, tal que la distancia en la proyección disminuye en el sentido ascendente de las curvas de nivel, se trata de una ladera "cóncava". Al contrario, cuando la distancia de las curvas de nivel en la proyección se va haciendo mayor, en el sentido ascendente del terreno, tendremos una ladera "convexa".
7.15 Coordenadas Utm: La gran relación entre las naciones, en toda las ramas y aspectos, desde el comercial hasta el cultural, hace que los sistemas, códigos y demás elementos se unifiquen. A ello se tiende también en el campo de la cartografía. Los sistemas de proyección utilizados por los distintos países, o grupos de ellos, son varios.
Después de la segunda guerra mundial los EE.UU. utilizan la proyección cilíndrica denominada Universal Tranversa Mercator, en siglas UTM., y gestionan hasta patrocinar su adopción universal.
En la proyección UTM, se supone un cilindro tangente a un meridiano de la esfera terrestre, perpendicular al eje de la tierra y en el que el eje del cilindro, coincide con el de la Tierra.
Este sistema (UTM), aplicado a grandes extensiones en longitud, hace que a medida que la representación se aleja del meridiano de tangencia, las deformaciones aumentan. Por ello se recurre al artificio de subdividir la superficie terrestre en 60 husos de 6E de amplitud, que constituyen 60 proyecciones iguales, pero referidas cada una al meridiano central del huso respectivo y al Ecuador.
Con la proyección cilíndrica obtenemos una serie de líneas verticales y horizontales, proyección de meridianos y paralelos que nos dan la cuadrícula del plano. Por trigonometría esférica se determina las intersecciones de meridianos con paralelos y con ellos se construye el canevas de la proyección.
Bibliografía
Vierendel (1993) .Abastecimiento de Agua y Alcantarillado. 4ta Edición.
www.parametros-leyesdeagua.com
Ana Elizabeth Medina Bailón. Abril1998.colección e identificación de hongos xelafagus en el BRUNAS.Tingo María- Perú .
ANÁLISIS FISICO QUÍMICO DEL AGUA DE LA QUEBRADA COCHEROS
Análisis Físico |
|
Examen Físico | Resultado |
Turbidez | 2.74NTU |
Conductividad eléctrica | 201 |
Salinidad | 0.10% |
Temperatura | 24.9°C |
Ph | 7.1 |
Sólidos Totales | 95.0 mg/lt. |
Examen Organoléptico |
|
Color | 1.0 UC |
Olor | Aceptable |
Sabor | Aceptable |
ANALISIS MICROBIOLOGICO |
|
Examen Bacteriológico | Resultado |
Coliformes totales | 180.0 UFC/100ml |
Coliformes termotolerantes | 98.0 UFC/100ml |
Examen Micológico | Resultado |
Mohos | 71.0 UFC/100ml |
Levaduras | 69.0 UFC/100ml |
Examen Parasitológico | Resultado |
Numero de enteroparásitos (*) | 6 |
(*) Número de huevos y/o quistes de enteroparásitos/100ml |
Se realizo nuevamente el Análisis Físico Químico del agua de la fuente obteniéndose los siguientes resultados:
Análisis Físico |
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Realizado el DIA Miércoles 13 de Octubre |
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Reservorio auxiliar | Captación | quebrada | ||||
T ambiente | 26.5 | 23.3 | 22.2 | |||
T agua | 22.3 | 21.2 | 21.8 | |||
pH | 7.53 | 8.08 | 8.03 | |||
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Análisis microbiológico |
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realizado el DIA Lunes 25 de Octubre |
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Numeración de microorganismos |
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Aerobio viables | coliformes |
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2.2x 10 ml | <200/ml |
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Según estos resultados esta agua solo puede ser consumida después de ser hervida, de lo contrario podría tener efectos negativos en la población.
Autor:
Jose Gustavo Campero Sanchez.
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