Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y … · 5.1 Cargas sísmicas ... • E-020 “Norma Técnica de Cargas”. ... El máximo desplazamiento relativo de entrepiso (calculado según

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN

DE AREQUIPA”

Doc.001

Rev. INFORME FINAL Fecha Julio 2017

Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A. Página 1 de 45

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA

DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA”

CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL PTAP

JULIO 2017

CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS Rev. Fecha Descripción Elaborado Revisado Aprobado

1 Julio 2017 DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS LKS SEDAPAR

Firmas de la Revisión Vigente:

1

Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos, Departamento

y Región de Arequipa

ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 3

2 NORMATIVA UTILIZADA ...................................................................................................... 3

3 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS .............................................................................................. 3

4 MATERIALES ........................................................................................................................ 4

5 CARGAS Y SOBRECARGAS .................................................................................................... 5

5.1 Cargas sísmicas ............................................................................................................. 5

5.2 Cargas de Viento ........................................................................................................... 5

5.3 Cargas de Nieve ............................................................................................................ 6

5.4 Fluidos y presión ........................................................................................................... 6

5.5 Cargas muertas ............................................................................................................. 6

5.6 Cargas vivas .................................................................................................................. 6

6 ANÁLISIS SÍSMICO ............................................................................................................... 6

6.1 ESTRUCTURAS CONTENEDORAS DE LÍQUIDO .............................................................. 6

6.2 EMPUJE DE TIERRA ....................................................................................................... 7

7 COMBINACIONES DE CARGA ............................................................................................... 8

8 BASES DE CÁLCULO ............................................................................................................. 8

8.1 CRITERIOS GENERALES ................................................................................................. 8

8.2 DESPLAZAMIENTOS ...................................................................................................... 9

8.3 ORGANIZACIÓN DE LAS ARMADURAS Y CUANTÍAS MÍNIMAS ..................................... 9

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Mapa sísmico del Perú. Fuente E030 Diseño sismo-resistente. ........................................ 5 Ilustración 2. Sistema mecánico equivalente de Housner ...................................................................... 7 Ilustración 3. Esquema para el método de Mononobe-Okabe ............................................................... 8

2


y Región de Arequipa 1 INTRODUCCIÓN

En este documento se presentan los parámetros generales para el diseño estructural de los elementos proyectados en la PTAR. El armado final de cada estructura proyectada se incluye en archivos específicos de cada uno.

2 NORMATIVA UTILIZADA

Las normas que se aplican al diseño y construcción de la presente estructura son las del

Reglamento Nacional de Edificaciones:

• E-050 “Norma Técnica de suelos y cimentaciones”.

• E-020 “Norma Técnica de Cargas”.

• E-030 “Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente”.

• E-060 “Norma Técnica de Concreto Armado “.

• ACI 318.

• ACI 350.3/350.3 R-17 “Diseño Sísmico de estructuras contenedoras de líquido”.

3 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS

A continuación se presentan los parámetros geotécnicos obtenidos del informe geológico geotécnico de la zona. En concreto los resultados se corresponden con la calicata C-10 del informe.

- % Finos 26.76 - % Arenas 40.25 - % Gravas 32.99 - Angulo de fricción ∅ = 28° - Cohesión 𝑐𝑐 = 8.9 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚2 - Peso unitario del suelo 𝛾𝛾 = 14.89 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 - Humedad W = 27.67% - Índice Plasticidad I.P.=7.25 - Tensión admisible (FS=3) 𝜎𝜎 = 2.84 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑐𝑐𝑚𝑚2

En los trabajos realizados en la zona de estudio se observa humedad media, mas no se encontró el Nivel freático.

3


y Región de Arequipa Cálculo coeficiente de balasto vertical: Hacemos uso de la fórmula de Bowles:

Siendo FS el factor de seguridad empleado para minorar la tensión admisible. Sustituyendo en la fórmula se obtiene un valor Kv = 3408 Ton/m3

Cálculo coeficiente de balasto horizontal Para los suelos arenosos el módulo elástico “E” del suelo aumenta con la presión efectiva de confinamiento, el valor de “kh” puede ser aproximado con la utilización de la siguiente ecuación:

Se utiliza la fórmula propuesta por Terzaghi para el valor de “nh”

En esta ecuación “C” es un coeficiente que varía entre valores mínimo del orden de 100 para arenas Sueltas, a un valor de 2100 para arenas Densas, y que puede ser aproximado en función de los resultados del SPT por la siguiente ecuación: Para nuestro suelo se asume un valor Nc = 7.53

El coeficiente de balasto horizontal queda por tanto de la siguiente forma:

Obteniéndose una relación de Kh= 227.5 z/B [Ton/m3]

4 MATERIALES

Los materiales empleados en las diferentes estructuras son los siguientes: Concreto simple:

• Solados f’c =100 kg/cm²

4


y Región de Arequipa Concreto estructural

• Concreto armado f’c =280 kg/cm². Según se indica en la Tabla 4.2 de la norma E.060, para concretos que se pretenda tengan baja permeabilidad en exposición al agua, la resistencia a compresión f’c deberá ser como mínimo 28 MPa

• Acero de refuerzo, f´y 4200 kg/cm2.

5 CARGAS Y SOBRECARGAS

5.1 Cargas sísmicas

De acuerdo al mapa de zonificación sísmica de la Norma de Diseño Sismo- resistente E 030, el lugar se encuentra en la zona sísmica 4, ya que así lo indica el RNE. De acuerdo a esto el coeficiente de zonificación para la determinación de las cargas de sismo es Z= 0,45 que representa la máxima aceleración horizontal con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. La fuerza sísmica vertical se considerará como una fracción del peso. Para las zonas 2 y 3, esta fracción será de 2/3 Z. Para la zona 1 no será necesario considerar este efecto.

Ilustración 1. Mapa sísmico del Perú. Fuente E030 Diseño sismo-resistente.

5.2 Cargas de Viento

La carga exterior (presión o succión) ejercida por el viento se supondrá estática y perpendicular a la superficie sobre la cual se actúa. Se calculará mediante la expresión:

5



Siendo, Vh = velocidad de diseño a la altura h, en Km/h y C = factor de forma adimensional.

5.3 Cargas de Nieve

No se ha considerado la posibilidad de este fenómeno en la zona del proyecto, por tanto las estructuras y/o elementos con tapa no están expuestos a la acción de carga de nieve.

5.4 Fluidos y presión

Correspondientes al empuje lateral de los fluidos sobre las paredes del elemento que corresponde, también tiene en cuenta el empuje del suelo sobre las paredes del elemento enterrados que lo contiene considerando además el efecto de la sobrecarga y/o presiones hidrostáticas que actúen sobre él.

5.5 Cargas muertas

Se ha considerado como cargas muertas al peso de los materiales, dispositivos de servicios equipos, tabiques y otros elementos soportados incluyendo el peso propio de la estructura.

5.6 Cargas vivas

Se ha considerado como cargas vivas al peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, y otros elementos móviles soportados por las estructuras.

6 ANÁLISIS SÍSMICO

6.1 ESTRUCTURAS CONTENEDORAS DE LÍQUIDO

El análisis sísmico se efectuó siguiendo las indicaciones de la norma Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures (ACI 350.3-01).

Los criterios de Housner están ya establecidos en el reglamento ACI 350.3- 1, con lo cual como alternativa se puede usar este para el cálculo de los parámetros sísmicos para el análisis de reservorios. En este modelo la masa impulsiva (Wi) representa a la masa de agua que permanece quieta durante la solicitación sísmica y la masa convectiva es la que olea, presentándose chapoteo en las paredes del reservorio esta masa vibra con un periodo diferente al de la estructura y al de la masa impulsiva. En el modelo la masa impulsiva se encuentra actuando a una altura hi y esta actúa moviéndose con el mismo periodo de vibración que el reservorio, es por este motivo que esta masa se aplicara en las paredes del reservorio con una magnitud de mitad en cada una de las dos

6


y Región de Arequipa paredes en que actué el sismo, por su parte la masa convectiva al tener un periodo diferente que el resto de la estructura se modela con resortes unidos a las paredes del reservorio, estos resortes tiene la rigidez calculada con las fórmulas correspondientes.

Ilustración 2. Sistema mecánico equivalente de Housner

6.2 EMPUJE DE TIERRA

Mononobe y Okabe (M-O) desarrollaron las bases de un análisis pseudo-estático con el fin de estimar las presiones que ejercen los suelos sobre los muros de contención durante un movimiento sísmico. Este método incluye en el cálculo la valoración de aceleraciones pseudo-estáticas horizontales y verticales, actuantes sobre la cuña activa de Coulomb. El empuje dinámico (sísmico) del suelo, se obtiene entonces a partir del equilibrio de la cuña luego de chocar esta, con la pantalla del muro. Empuje Dinámico (Mononobe-Okabe). Para aplicar este método debemos conocer el peso específico (ᵞ), el ángulo de fricción (ø) del suelo de relleno, ángulo de fricción (ᵟ) entre el suelo de relleno y el trasdós del muro, el ángulo (i) entre el talud de relleno y la horizontal y el ángulo (β) de inclinación de la superficie del trasdós del muro.

Además se define el ángulo 𝜃𝜃 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑐𝑐. 𝑡𝑡𝑎𝑎𝑘𝑘 ( 𝐾𝐾ℎ1−𝐾𝐾𝐾𝐾

)

Donde (Kh) será el coeficiente sísmico horizontal y (Kv) el coeficiente sísmico vertical, correspondientes a la zona para la cual se diseñará el muro. El método de Mononobe-Okabe, como ya se indicó anteriormente, considera el empuje del suelo de relleno como la acción de una cuña triangular activa de suelo sobre la pantalla del muro, este empuje se calculará así:

7



Ilustración 3. Esquema para el método de Mononobe-Okabe

Se define el coeficiente de empuje activo dinámico igual a:

Y el empuje activo total como:

𝐸𝐸𝑎𝑎𝐸𝐸 =12∗ Ɣ ∗ 𝐻𝐻2 ∗ (1 − 𝐾𝐾𝐾𝐾) ∗ 𝐾𝐾𝑎𝑎𝐾𝐾

El empuje activo total se puede dividir en una componente estática que actúa a H/3 sobre la base del muro, y una componente dinámica que actúa a 0.6H. La fórmula propuesta presenta valores del lado de la seguridad respecto a la descomposición en componente estática y dinámica.

7 COMBINACIONES DE CARGA

Las combinaciones de carga serán aplicadas según las cargas que actúen en cada elemento estructural.

8 BASES DE CÁLCULO

8.1 CRITERIOS GENERALES

Las estructuras fueron analizadas y calculadas estructuralmente de acuerdo a los siguientes criterios generales:

La resistencia nominal del concreto f’c se consideró igual a 280 kg/cm². Para el acero se supuso un esfuerzo de fluencia de 4200 kg/cm² con un módulo de elasticidad igual a 2100000 Kg/cm².

Los pesos de los elementos se estimaron a partir de sus dimensiones reales, considerando un

8


y Región de Arequipa peso específico de 2.40 Ton/m3.

El diseño para los elementos de concreto armado se efectúa empleando criterios de diseño a la rotura según las indicaciones de la Norma Peruana de Concreto Armado E-060. Se han creado modelos de todas las estructuradas proyectadas en el software Sap2000, ampliamente reconocido en el campo del cálculo estructural.

8.2 DESPLAZAMIENTOS

Los elementos de concreto reforzado sometidos a flexión deben diseñarse para que tengan una rigidez adecuada con el fin de limitar cualquier deformación que pudiese afectar adversamente la resistencia o el funcionamiento de la estructura bajo condiciones de servicio.

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso (calculado según el capítulo 5.2 de la NTE E.030 atualizada, de Diseño Sismorresistente), dividido entre la altura de entrepiso, no deberá exceder de 0,007.

8.3 ORGANIZACIÓN DE LAS ARMADURAS Y CUANTÍAS MÍNIMAS

Recomendaciones por fisuración Como armaduras se utilizaran barras corrugadas con separación no superior a 3 veces el espesor del muro o losa analizada o 40cm, la que sea menor. Las cuantías geométricas de las armaduras, tanto verticales como horizontales, deberán tener un valor mínimo con objeto de prevenir posibles fisuras debidas a la retracción y a las variaciones de temperatura. Es recomendable adoptar los siguientes valores, por cada cara y dirección.

• W (ancho fisura)=0.1mm, propio de ambientes agresivos, en flexión la cuantía mínima será del 0.0020 de la sección total del hormigón.

• W (ancho fisura)=0.2mm, en flexión la cuantía mínima será del 0.0015 de la sección total del hormigón.

9


y Región de Arequipa Además de las cuantías mínimas, para evitar problemas de fisuración se mantendrá un recubrimiento de 7cm en las paredes que tengan posible contacto con agua.

Cuantías mínimas por elementos El código NTE E.060 de Concreto Armado contempla las siguientes cuantías mínimas referidas a cada uno de los elementos.

• Para el caso de muros:

Refuerzo principal: 1.5 por mil del área de concreto en cada cara. Para la cuantía de la armadura a compresión se suele adoptar un valor del 30% del valor de la armadura a tracción, o la cuantía mínima en su defecto. Refuerzo transversal: 2 por mil del área de concreto en cada cara El código ACI adopta un valor de 4 por mil y añade que al menos la mitad de esta armadura horizontal se dispondrá en la cara exterior y al menos un tercio en la interior.

• Para el caso de la solera (placa de fondo):

2 por mil de área de hormigón en ambas direcciones y a repartir en ambas caras. Cuando el acero mínimo se distribuya en las dos caras de la losa, deberá cumplirse que la cuantía de refuerzo en la cara en tracción por flexión no sea menor de 0.0012.

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DE AREQUIPA”

Doc.001





CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL PTAR

JULIO 2017


1 Julio 2017 DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS LKS SEDAPAR


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ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 3

2 NORMATIVA UTILIZADA ...................................................................................................... 3

3 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS .............................................................................................. 3

4 MATERIALES ........................................................................................................................ 4

5 CARGAS Y SOBRECARGAS .................................................................................................... 5

5.1 Cargas sísmicas ............................................................................................................. 5

5.2 Cargas de Viento ........................................................................................................... 5

5.3 Cargas de Nieve ............................................................................................................ 6

5.4 Fluidos y presión ........................................................................................................... 6

5.5 Cargas muertas ............................................................................................................. 6

5.6 Cargas vivas .................................................................................................................. 6

6 ANÁLISIS SÍSMICO ............................................................................................................... 6

6.1 ESTRUCTURAS CONTENEDORAS DE LÍQUIDO .............................................................. 6

6.2 EMPUJE DE TIERRA ....................................................................................................... 7

7 COMBINACIONES DE CARGA ............................................................................................... 8

8 BASES DE CÁLCULO ............................................................................................................. 8

8.1 CRITERIOS GENERALES ................................................................................................. 8

8.2 DESPLAZAMIENTOS ...................................................................................................... 9

8.3 ORGANIZACIÓN DE LAS ARMADURAS Y CUANTÍAS MÍNIMAS ..................................... 9

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Mapa sísmico del Perú. Fuente E030 Diseño sismo-resistente. ........................................ 5 Ilustración 2. Sistema mecánico equivalente de Housner ...................................................................... 7 Ilustración 3. Esquema para el método de Mononobe-Okabe ............................................................... 8

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y Región de Arequipa 1 INTRODUCCIÓN

En este documento se presentan los parámetros generales para el diseño estructural de los elementos proyectados en la PTAR. El armado final de cada estructura proyectada se incluye en archivos específicos de cada uno.

2 NORMATIVA UTILIZADA

Las normas que se aplican al diseño y construcción de la presente estructura son las del

Reglamento Nacional de Edificaciones:

• E-050 “Norma Técnica de suelos y cimentaciones”.

• E-020 “Norma Técnica de Cargas”.

• E-030 “Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente”.

• E-060 “Norma Técnica de Concreto Armado “.

• ACI 318.

• ACI 350.3/350.3 R-17 “Diseño Sísmico de estructuras contenedoras de líquido”.

3 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS

A continuación se presentan los parámetros geotécnicos obtenidos del informe geológico geotécnico de la zona. En concreto los resultados se corresponden con la calicata C-23 del informe.

- % Finos 16.33% - % Arenas 71.47 - % Gravas 12.21% - Angulo de fricción ∅ = 28.2° - Cohesión 𝑐𝑐 = 7.9 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚2 - Peso unitario del suelo 𝛾𝛾 = 13.31𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑚𝑚3 - Humedad W = 17% - Índice Plasticidad I.P.=1.6 - Tensión admisible (FS=3) 𝜎𝜎 = 2.59 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑐𝑐𝑚𝑚2

En los trabajos realizados en la zona de estudio se observa humedad media, mas no se encontró el Nivel freático.

3


y Región de Arequipa Cálculo coeficiente de balasto vertical: Hacemos uso de la fórmula de Bowles:

Siendo FS el factor de seguridad empleado para minorar la tensión admisible. Sustituyendo en la fórmula se obtiene un valor Kv = 3108 Ton/m3

Cálculo coeficiente de balasto horizontal Para los suelos arenosos el módulo elástico “E” del suelo aumenta con la presión efectiva de confinamiento, el valor de “kh” puede ser aproximado con la utilización de la siguiente ecuación:

Se utiliza la fórmula propuesta por Terzaghi para el valor de “nh”

En esta ecuación “C” es un coeficiente que varía entre valores mínimo del orden de 100 para arenas Sueltas, a un valor de 2100 para arenas Densas, y que puede ser aproximado en función de los resultados del SPT por la siguiente ecuación: Para nuestro suelo se asume un valor Nc = 7.53

El coeficiente de balasto horizontal queda por tanto de la siguiente forma:

Obteniéndose una relación de Kh= 227.5 z/B [Ton/m3]. Se toma un valor de 58.3 Ton/m3.

4 MATERIALES

Los materiales empleados en las diferentes estructuras son los siguientes: Concreto simple:

• Solados f’c =100 kg/cm²

4


y Región de Arequipa Concreto estructural

• Concreto armado f’c =280 kg/cm². Según se indica en la Tabla 4.2 de la norma E.060, para concretos que se pretenda tengan baja permeabilidad en exposición al agua, la resistencia a compresión f’c deberá ser como mínimo 28 MPa

• Acero de refuerzo, f´y 4200 kg/cm2.

5 CARGAS Y SOBRECARGAS

5.1 Cargas sísmicas

De acuerdo al mapa de zonificación sísmica de la Norma de Diseño Sismo- resistente E 030, el lugar se encuentra en la zona sísmica 4, ya que así lo indica el RNE. De acuerdo a esto el coeficiente de zonificación para la determinación de las cargas de sismo es Z= 0,45 que representa la máxima aceleración horizontal con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. La fuerza sísmica vertical se considerará como una fracción del peso. Para las zonas 2 y 3, esta fracción será de 2/3 Z. Para la zona 1 no será necesario considerar este efecto.

Ilustración 1. Mapa sísmico del Perú. Fuente E030 Diseño sismo-resistente.

5.2 Cargas de Viento

La carga exterior (presión o succión) ejercida por el viento se supondrá estática y perpendicular a la superficie sobre la cual se actúa. Se calculará mediante la expresión:

5



Siendo, Vh = velocidad de diseño a la altura h, en Km/h y C = factor de forma adimensional.

5.3 Cargas de Nieve

No se ha considerado la posibilidad de este fenómeno en la zona del proyecto, por tanto las estructuras y/o elementos con tapa no están expuestos a la acción de carga de nieve.

5.4 Fluidos y presión

Correspondientes al empuje lateral de los fluidos sobre las paredes del elemento que corresponde, también tiene en cuenta el empuje del suelo sobre las paredes del elemento enterrados que lo contiene considerando además el efecto de la sobrecarga y/o presiones hidrostáticas que actúen sobre él.

5.5 Cargas muertas

Se ha considerado como cargas muertas al peso de los materiales, dispositivos de servicios equipos, tabiques y otros elementos soportados incluyendo el peso propio de la estructura.

5.6 Cargas vivas

Se ha considerado como cargas vivas al peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, y otros elementos móviles soportados por las estructuras.

6 ANÁLISIS SÍSMICO

6.1 ESTRUCTURAS CONTENEDORAS DE LÍQUIDO

El análisis sísmico se efectuó siguiendo las indicaciones de la norma Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures (ACI 350.3-01).

Los criterios de Housner están ya establecidos en el reglamento ACI 350.3- 1, con lo cual como alternativa se puede usar este para el cálculo de los parámetros sísmicos para el análisis de reservorios. En este modelo la masa impulsiva (Wi) representa a la masa de agua que permanece quieta durante la solicitación sísmica y la masa convectiva es la que olea, presentándose chapoteo en las paredes del reservorio esta masa vibra con un periodo diferente al de la estructura y al de la masa impulsiva. En el modelo la masa impulsiva se encuentra actuando a una altura hi y esta actúa moviéndose con el mismo periodo de vibración que el reservorio, es por este motivo que esta masa se aplicara en las paredes del reservorio con una magnitud de mitad en cada una de las dos

6


y Región de Arequipa paredes en que actué el sismo, por su parte la masa convectiva al tener un periodo diferente que el resto de la estructura se modela con resortes unidos a las paredes del reservorio, estos resortes tiene la rigidez calculada con las fórmulas correspondientes.

Ilustración 2. Sistema mecánico equivalente de Housner

6.2 EMPUJE DE TIERRA

Mononobe y Okabe (M-O) desarrollaron las bases de un análisis pseudo-estático con el fin de estimar las presiones que ejercen los suelos sobre los muros de contención durante un movimiento sísmico. Este método incluye en el cálculo la valoración de aceleraciones pseudo-estáticas horizontales y verticales, actuantes sobre la cuña activa de Coulomb. El empuje dinámico (sísmico) del suelo, se obtiene entonces a partir del equilibrio de la cuña luego de chocar esta, con la pantalla del muro. Empuje Dinámico (Mononobe-Okabe). Para aplicar este método debemos conocer el peso específico (ᵞ), el ángulo de fricción (ø) del suelo de relleno, ángulo de fricción (ᵟ) entre el suelo de relleno y el trasdós del muro, el ángulo (i) entre el talud de relleno y la horizontal y el ángulo (β) de inclinación de la superficie del trasdós del muro.

Además se define el ángulo 𝜃𝜃 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑐𝑐. 𝑡𝑡𝑎𝑎𝑘𝑘 ( 𝐾𝐾ℎ1−𝐾𝐾𝐾𝐾

)

Donde (Kh) será el coeficiente sísmico horizontal y (Kv) el coeficiente sísmico vertical, correspondientes a la zona para la cual se diseñará el muro. El método de Mononobe-Okabe, como ya se indicó anteriormente, considera el empuje del suelo de relleno como la acción de una cuña triangular activa de suelo sobre la pantalla del muro, este empuje se calculará así:

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Ilustración 3. Esquema para el método de Mononobe-Okabe

Se define el coeficiente de empuje activo dinámico igual a:

Y el empuje activo total como:

𝐸𝐸𝑎𝑎𝐸𝐸 =12∗ Ɣ ∗ 𝐻𝐻2 ∗ (1 − 𝐾𝐾𝐾𝐾) ∗ 𝐾𝐾𝑎𝑎𝐾𝐾

El empuje activo total se puede dividir en una componente estática que actúa a H/3 sobre la base del muro, y una componente dinámica que actúa a 0.6H. La fórmula propuesta presenta valores del lado de la seguridad respecto a la descomposición en componente estática y dinámica.

7 COMBINACIONES DE CARGA

Las combinaciones de carga serán aplicadas según las cargas que actúen en cada elemento estructural.

8 BASES DE CÁLCULO

8.1 CRITERIOS GENERALES

Las estructuras fueron analizadas y calculadas estructuralmente de acuerdo a los siguientes criterios generales:

La resistencia nominal del concreto f’c se consideró igual a 280 kg/cm². Para el acero se supuso un esfuerzo de fluencia de 4200 kg/cm² con un módulo de elasticidad igual a 2100000 Kg/cm².

Los pesos de los elementos se estimaron a partir de sus dimensiones reales, considerando un

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y Región de Arequipa peso específico de 2.40 Ton/m3.

El diseño para los elementos de concreto armado se efectúa empleando criterios de diseño a la rotura según las indicaciones de la Norma Peruana de Concreto Armado E-060. Se han creado modelos de todas las estructuradas proyectadas en el software Sap2000, ampliamente reconocido en el campo del cálculo estructural.

8.2 DESPLAZAMIENTOS

Los elementos de concreto reforzado sometidos a flexión deben diseñarse para que tengan una rigidez adecuada con el fin de limitar cualquier deformación que pudiese afectar adversamente la resistencia o el funcionamiento de la estructura bajo condiciones de servicio.

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso (calculado según el capítulo 5.2 de la NTE E.030 actualizada de Diseño Sismorresistente), dividido entre la altura de entrepiso, no deberá exceder de 0,007.

8.3 ORGANIZACIÓN DE LAS ARMADURAS Y CUANTÍAS MÍNIMAS

Recomendaciones por fisuración Como armaduras se utilizaran barras corrugadas con separación no superior a 3 veces el espesor del muro o losa analizada o 40cm, la que sea menor. Las cuantías geométricas de las armaduras, tanto verticales como horizontales, deberán tener un valor mínimo con objeto de prevenir posibles fisuras debidas a la retracción y a las variaciones de temperatura. Es recomendable adoptar los siguientes valores, por cada cara y dirección.

• W (ancho fisura)=0.1mm, propio de ambientes agresivos, en flexión la cuantía mínima será del 0.0020 de la sección total del hormigón.

• W (ancho fisura)=0.2mm, en flexión la cuantía mínima será del 0.0015 de la sección total del hormigón.

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y Región de Arequipa Además de las cuantías mínimas, para evitar problemas de fisuración se mantendrá un recubrimiento de 7cm en las paredes que tengan posible contacto con agua.

Cuantías mínimas por elementos El código NTE E.060 de Concreto Armado contempla las siguientes cuantías mínimas referidas a cada uno de los elementos.

• Para el caso de muros:

Refuerzo principal: 1.5 por mil del área de concreto en cada cara. Para la cuantía de la armadura a compresión se suele adoptar un valor del 30% del valor de la armadura a tracción, o la cuantía mínima en su defecto. Refuerzo transversal: 2 por mil del área de concreto en cada cara El código ACI adopta un valor de 4 por mil y añade que al menos la mitad de esta armadura horizontal se dispondrá en la cara exterior y al menos un tercio en la interior.

• Para el caso de la solera (placa de fondo):

2 por mil de área de hormigón en ambas direcciones y a repartir en ambas caras. Cuando el acero mínimo se distribuya en las dos caras de la losa, deberá cumplirse que la cuantía de refuerzo en la cara en tracción por flexión no sea menor de 0.0012.

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Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos,

Departamento y Región de Arequipa


DE AREQUIPA”

Doc.001





CRITERIOS DE DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

JULIO 2017


1 DOCUMENTO EMITIDO

PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE

LKS LKS SEDAPAR




ÍNDICE

1.0 PARÁMETROS DE DISEÑO ................................................................................................ 3

1.1 POBLACIÓN ...................................................................................................................... 3

1.2 CAUDALES ........................................................................................................................ 3

1.3 CALIDAD DEL AFLUENTE: ................................................................................................. 6

1.4 CALIDAD DEL EFLUENTE .................................................................................................. 8

1.5 RESUMEN DE LAS BASES DE DISEÑO ............................................................................. 10

ÍNDICE DE TABLAS TABLA Nº 1: POBLACIÓN TOTAL, COBERTURA Y POBLACIÓN SERVIDA ..................................... 3

TABLA Nº 2: CAUDALES A SER TRATADOS EN LA PTAR CHUQUIBAMBA ................................... 4

TABLA Nº 3: DEMANDA DE AGUAS RESIDUALES. ....................................................................... 5

TABLA Nº 4: CALIDAD DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA ...... 6

TABLA Nº 5: CARGA ORGÁNICA DE AGUAS RESIDUALES HACIA LA PTAR CHUQUIBAMBA ....... 7

TABLA Nº 6: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA EFLUENTES DE PTARS .............................. 8

TABLA Nº 7: CALIDAD BIOQUÍMICA DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS SEGÚN LA FEDERAL

WATER POLLUTION CONTROL ACT (1972) ......................................................................... 8

TABLA Nº 8: DIRECTRICES RECOMENDADAS SOBRE LA CALIDAD MICROBIOLÓGICA DE LAS

AGUAS RESIDUALES EMPLEADAS EN AGRICULTURA A ....................................................... 9

TABLA Nº 9: RESUMEN BASES DE DISEÑO DE LA PTAR CHUQUIBAMBA ................................. 11

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1.0 PARÁMETROS DE DISEÑO 1.1 POBLACIÓN

La población total estimada de Chuquibamba al año 2018 (Año 1) es de 2,849 habitantes. Se calcula que al año 2037, correspondiente al final del horizonte del proyecto, la población ascenderá a 2,945 habitantes. A su vez, se estima que para el año 20 serán atendidos el total de la población, es decir 2,945 personas, lo que corresponde a una cobertura de alcantarillado de 100.0%. En la tabla Nº 01 se presenta un resumen de la proyección de la población para diferentes períodos del proyecto.

Tabla Nº 1: Población total, cobertura y población servida

Año

Población total

Cobertura Población

servida

Habitantes (%) Habitantes

0 2,017 2,844 80.7 2,291 1 2,018 2,849 100.0 2,849 5 2,022 2,869 100.0 2,869

10 2,027 2,894 100.0 2,894 15 2,032 2,919 100.0 2,919 20 2,037 2,945 100.0 2,945

Fuente: Elaboración propia

Para la determinación de la curva de crecimiento poblacional se ha determinado con los datos de los censos (1972, 1981, 1993 y 2003) y con los diferentes modelos: aritmético, geométrico, parabólico y curva exponencial modificada. Las estimaciones se han realizado en forma independiente para la localidad de Chuquibamba. Finalmente se eligió el método geométrico para la estimación de la población. Se eligió el modelo geométrico y una tasa de crecimiento de 0.17% anual, como resultado de los análisis poblacional de los años 1972 - 2007. Esta tasa es equivalente al último periodo intercensal 1993 - 2007. De acuerdo a los criterios planteados y conforme a lo establecido en los términos de referencia, el periodo de diseño será igual a 20 años, cuyo horizonte es el año 2037.

1.2 CAUDALES La cantidad de aguas residuales depende de la población servida o grado de cobertura del sistema de alcantarillado, de la cantidad de agua consumida, las condiciones climáticas y el tipo de sistema de alcantarillado. En la tabla Nº 02 se presenta un resumen de la proyección de la población servida y los

3



caudales de aguas residuales hacia la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR). Tabla Nº 2: Caudales a ser tratados en la PTAR Chuquibamba

Año Población

servida (habitantes)

Caudal promedio Caudal máximo horario

m3/d L/s m3/d L/s

0 2,844 448.41 5.19 807.14 9.34 1 2,849 449.28 5.20 808.70 9.36 5 2,869 451.87 5.23 813.37 9.41

10 2,894 457.92 5.30 824.26 9.54 15 2,919 461.37 5.34 830.47 9.61 20 2,945 464.83 5.38 836.69 9.68


En el diseño de los procesos de tratamiento de la PTAR Chuquibamba se considerarán los caudales al final del horizonte del proyecto (Año 20).

En la siguiente tabla N° 03 se adjunta el cálculo del caudal máximo diario y caudal promedio. En la

4

Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos, Departamento y Región de Arequipa

Tabla Nº 3: Demanda de Aguas Residuales.

COBERTURA (%)

2016 B 2840 80.7% 19.3% 2291 881 902 97 17 30 1 1047 272426 56336 10698 57990 2,193 399643 8.33 8.33 719357.01 262565.31

2017 0 2844 100.0% 0.0% 2844 1094 1094 95 19 27 1 1236 327908 54771 11894 51998 2,193 448765 9.35 9.35 807776.40 294838.39

2018 1 2849 100.0% 0.0% 2849 1096 1096 95 19 27 1 1238 328508 54771 11894 51998 2,193 449364 9.36 9.36 808855.44 295232.24

2019 2 2854 100.0% 0.0% 2854 1098 1098 95 19 27 1 1240 329107 54771 11894 51998 2,193 449964 9.37 9.37 809934.48 295626.09

2020 3 2859 100.0% 0.0% 2859 1100 1100 96 19 27 1 1243 329707 55347 11894 51998 2,193 451140 9.40 9.40 812051.28 296398.72

2021 4 2864 100.0% 0.0% 2864 1102 1102 96 19 27 1 1245 330306 55347 11894 51998 2,193 451739 9.41 9.41 813130.32 296792.57

2022 5 2869 100.0% 0.0% 2869 1103 1103 96 19 27 1 1246 330606 55347 11894 51998 2,193 452039 9.42 9.42 813669.84 296989.49

2023 6 2874 100.0% 0.0% 2874 1105 1105 96 19 27 1 1248 331205 55347 11894 51998 2,193 452638 9.43 9.43 814748.88 297383.34

2024 7 2879 100.0% 0.0% 2879 1107 1107 96 19 27 1 1250 331805 55347 11894 51998 2,193 453238 9.44 9.44 815827.92 297777.19

2025 8 2884 100.0% 0.0% 2884 1109 1109 96 19 27 1 1252 332404 55347 11894 51998 2,193 453837 9.45 9.45 816906.96 298171.04

2026 9 2889 100.0% 0.0% 2889 1111 1111 97 19 27 1 1255 333004 55924 11894 51998 2,193 455013 9.48 9.48 819023.76 298943.67

2027 10 2894 100.0% 0.0% 2894 1113 1113 97 19 28 1 1258 333603 55924 11894 53924 2,193 457539 9.53 9.53 823569.36 300602.82

2028 11 2899 100.0% 0.0% 2899 1115 1115 97 19 28 1 1260 334203 55924 11894 53924 2,193 458138 9.54 9.54 824648.40 300996.67

2029 12 2904 100.0% 0.0% 2904 1117 1117 97 19 28 1 1262 334802 55924 11894 53924 2,193 458737 9.56 9.56 825727.44 301390.52

2030 13 2909 100.0% 0.0% 2909 1119 1119 97 19 28 1 1264 335402 55924 11894 53924 2,193 459337 9.57 9.57 826806.48 301784.37

2031 14 2914 100.0% 0.0% 2914 1121 1121 97 19 28 1 1266 336001 55924 11894 53924 2,193 459936 9.58 9.58 827885.52 302178.21

2032 15 2919 100.0% 0.0% 2919 1123 1123 98 20 28 1 1270 336601 56500 12520 53924 2,193 461738 9.62 9.62 831129.12 303362.13

2033 16 2925 100.0% 0.0% 2925 1125 1125 98 20 28 1 1272 337200 56500 12520 53924 2,193 462338 9.63 9.63 832208.16 303755.98

2034 17 2930 100.0% 0.0% 2930 1127 1127 98 20 28 1 1274 337799 56500 12520 53924 2,193 462937 9.64 9.64 833287.20 304149.83

2035 18 2935 100.0% 0.0% 2935 1129 1129 98 20 28 1 1276 338399 56500 12520 53924 2,193 463537 9.66 9.66 834366.24 304543.68

2036 19 2940 100.0% 0.0% 2940 1131 1131 98 20 28 1 1278 338998 56500 12520 53924 2,193 464136 9.67 9.67 835445.28 304937.53

2037 20 2945 100.0% 0.0% 2945 1133 1133 98 20 28 1 1280 339598 56500 12520 53924 2,193 464736 9.68 9.68 836524.32 305331.38

Flujo Maximo de horario de

desague (lt/seg)


desague (m3/año)


desague (lt/seg)


desague (lt/dia)

FLUJO PROMEDIOS (l/día)

CONSUMO TOTAL

CONECTADO

CONSUMO SOCIAL

CONSUMO DOMESTICO

CONSUMO COMERCIAL

CONSUMO INDUSTRIAL

CONSUMO ESTATAL

POBLACIONVIVIENDAS SERVIDAS (unidades)

CONEXIONES

CNX SOCIAL

CNX IND

CNX ESTAT

TOTAL CNX

OTROS MEDIOS

(*)

POBLACION SERVIDA (hab) CNX

COMERCNX

DOMECONEX.

FLUJO MAXIMO HORARIO DE DESAGUE

AÑO



1.3 CALIDAD DEL AFLUENTE: Para el diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales para la localidad de Chuquibamba se tendrá en cuenta la Norma Técnica OS.090 –Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales- del Reglamento Nacional de Edificaciones que establece que para comunidades sin sistema de alcantarillado o que cuyas aguas no han sido caracterizados, debe efectuarse el cálculo a partir del siguiente aporte per cápita para aguas residuales domésticas, teniendo en cuenta los siguientes valores:

DBO 5 días, 20°C, g/hab-día 50 Sólidos en suspensión g/hab-día 90 Nitrógeno Kjedhal total g/hab-día 12 Coliformes fecales N° de bacterias/hab-día 2 x E11

De este modo, para el horizonte del proyecto (Año 2037), la planta de tratamiento deberá tener la capacidad de tratar las aguas residuales provenientes de 2,945 habitantes que generan un caudal promedio de 464.83 m3/d. Con esta información, a partir del balance de masa, se obtienen los siguientes valores de parámetros de calidad:

Demanda bioquímica de oxígeno 316 mg/L Sólidos en suspensión 570 mg/L Nitrógeno Kjedhal 76 mg/L Coliformes fecales 1.27 E+08 NMP/100 ml

Por otro lado, en el mes de Febrero del año 2017, en el marco del presente estudio, LKS contrató al laboratorio Certificaciones del Perú S.A. – CERPER (Laboratorio acreditado por INACAL) para la realización de un estudio de caracterización de las aguas residuales drenadas por la localidad de Chuquibamba. El monitoreo y toma de muestras se realizó, en forma puntual, en el último buzón del colector (AR-1) que ingresa a las lagunas de oxidación Atitirca. El punto de muestreo AR-1 se ubicó en las coordenadas UTM WSG 84: 18L0752256 Este y 8246086 Norte. En la tabla Nº 04 se presentan los resultados de la caracterización indicados en el informe de ensayo Nº 3-03282/17.

Tabla Nº 4: Calidad de las aguas residuales en la localidad de Chuquibamba



Descripción

Código de Laboratorio : H/S 17002476

Fecha 23.02.2017

Hora: 11:00 am

Parámetros in situ Unidad Valor Temperatura °C 17.7 pH pH 7.27

Conductividad Eléctrica µS/cm 1741

Parámetros Físico químicos DB05 mg/L 589.5

Alcalinidad total mg/L 293.6

Nitrógeno Amoniacal mg/L 49.1

Ortofosfatos mg/L 5.75

Sólidos disueltos mg/L 1013

Sulfatos mg/L 31.6

Parámetros Microbiológicos

Coíiformes Totales NMP/100mL 4.9 E+7

Coliformes Fecales NMP/100mL 4.9 E+7

Fuente: Informe de ensayo Nº 3-03282/17.

De la tabla Nº 04 se observa que el parámetro de DBO es de 589.5 mg/l en el horario de 11:00 am. Con la información existente, no es posible determinar los valores de contribución per cápita correspondiente a la DBO y SST para las condiciones actuales de una población servida de 2,844 habitantes y un caudal promedio de 448.41 m3/d. En tal sentido, en el diseño de la PTAR Chuquibamba se considerarán los valores per cápita indicados en la norma OS.090 como un factor de seguridad. En la tabla Nº 05 se indica la carga orgánica total y unitaria de las aguas residuales que ingresarán a la PTAR para diferentes años y teniendo como referencia la Norma OS 0.90.

Tabla Nº 5: Carga orgánica de aguas residuales hacia la PTAR Chuquibamba

Año Caudal promedio Carga orgánica (DBO)

7



Población Servida (Hab)

Qp (l/s) m3/d mg/L kg/d

0 2,844 5.19 448.41 316 141.70 1 2,849 5.20 449.28 316 141.97 5 2,869 5.23 451.87 316 142.79

10 2,894 5.30 457.92 316 144.70 15 2,919 5.34 461.37 316 145.79 20 2,945 5.38 464.83 316 146.88


1.4 CALIDAD DEL EFLUENTE

La calidad del efluente para plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas o municipales deberá cumplir como mínimo con los Límites Máximos Permisibles indicados en el Decreto Supremo Nº 003-2010-MINAM y que son un referente obligatorio para la obtención de la autorización de vertimiento por parte de la Autoridad Nacional Del Agua (ANA) de acuerdo con el articulo Nº 133 del Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos (D.S .Nº 001-2010-AG).

En la tabla Nº 06 se muestran los valores de la calidad del efluente indicados en el Decreto Supremo Nº 003-2010-MINAM.

Tabla Nº 6: Límites Máximos Permisibles para efluentes de PTARs

Parámetros Unidades Valor

DBO5 Total mg/l 100

DQO mg/L 200

SST mg/l 150

PH --- 6.5 – 8.5

Temperatura ºC 35

Coliformes Termotolerantes NMP/100 ml 10,000

Fuente: Decreto Supremo Nº 003-2010-MINAM.

Sin embargo, las tecnologías de tratamiento que incluyen procesos biológicos permiten obtener valores menores de estos parámetros. Por esta razón, la calidad bioquímica del agua residual tratada cumplirá con las recomendaciones de la Federal Water Pollution Control Act de 1972 (Public Law 92-500) (Ver tabla Nº 07) sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas.

Tabla Nº 7: Calidad bioquímica de aguas residuales tratadas según la Federal Water

8



Pollution Control Act (1972)

Característica de la descarga

Unidad Concentración

promedio 30 días

Concentración promedio

7 días DBO5 Sólidos suspendidos pH

mg/L mg/L

--

30 30

6.0 – 9.0

45 45

6.0 – 9.0 Por otro lado, el objetivo del proyecto incluye el uso del efluente tratado de la PTAR para el riego de terrenos de cultivo de tunas de cochinilla, arboles de eucaliptos y reforestación en la Quebrada seca, por lo cual es importante mencionar que se deberá considerar lo indicado en el Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos que señala (Artículo150.- Criterios para evaluar la calidad del agua para reuso):

“Las solicitudes de autorización de reuso de aguas residuales tratadas serán evaluadas tomándose en cuenta los valores que establezca el sector correspondiente a la actividad a la cual se destinará el reuso del agua o, en su defecto, las Guías de la Organización Mundial de la Salud”.

A la fecha, no existen Normas sectoriales que definan los Límites máximos permisibles (LMP) para cada tipo de reuso, por lo tanto sólo sería aplicable las Directrices Sanitarias de la OMS, las mismas que se muestran en la tabla Nº.08.

Tabla Nº 8: Directrices recomendadas sobre la calidad microbiológica de las aguas residuales empleadas en agricultura a

Categoría Condiciones de

aprovechamiento Grupo

expuesto

Nematodos intestinalesb

(media aritmética N° de huevos por

litro c)

Coliformes fecales (media geométrica

N° por 100 ml c)

A

Riego de cultivos que comúnmente se consumen crudos, campos de deporte, parques públicos d

Trabajadores, consumidores

públicos ≤ 1 ≤ 1000d

B

Riego de cultivos de cereales industriales y

Trabajadores ≤ 1 No se recomienda

ninguna forma

9



Categoría Condiciones de

aprovechamiento Grupo

expuesto

Nematodos intestinalesb

(media aritmética N° de huevos por

litro c)

Coliformes fecales (media geométrica

N° por 100 ml c)

forrajeros, praderas y árboles e

C

Riego localizado de cultivos en la categoría B cuando ni los trabajadores ni el público están expuestos

Ninguno No es aplicable No es aplicable

a En casos específicos, se deberían tener en cuenta los factores epidemiológicos, socioculturales y ambientales de cada lugar y modificar las directrices de acuerdo con ello

b Especies Ascaris y Trichuris y anquilostomas c Durante el período de riego d Conviene establecer una directriz más estricta (≤ 200 coliformes fecales por 100 ml) para prados

públicos, como los de los hoteles, con los que el público puede entrar en contacto directo e En el caso de los árboles frutales, el riego debe cesar dos semanas antes de cosechar la fruta y esta

no se debe recoger del suelo. No es conveniente regar por aspersión.

En relación con el cuadro anterior y en función del riego de cultivos que se pretende producir en estos campos, le correspondería la Clase B, es decir riego de cultivos de cereales industriales y forrajeros, praderas y árboles, en donde se recomienda que la concentración de Nematodos intestinales (media aritmética N° de huevos por litro sea menor a 1 y no existe limitación alguna con respecto a los coliformes. Sin embargo, en el objetivo del proyecto, tomaremos como referencia una concentración de coliformes fecales de 1000 NMP/100 ml en el efluente de la PTAR.

1.5 RESUMEN DE LAS BASES DE DISEÑO En la tabla Nº 09 se presenta el resumen general de las bases de diseño para el dimensionamiento de las estructuras hidráulicas y de los procesos para el tratamiento de aguas residuales municipales en el área del proyecto. Los valores de caudal correspondiente al año horizonte del proyecto (Año 2037) han sido redondeados en el marco del concepto de cifras representativas a fin de minimizar el nivel de incertidumbre. De esta manera, el valor de 5.38 l/s fue redondeado a 5.55 l/s

10



y el de 9.68 l/s a 10 l/s. Estos valores redondeados, no significan ningún desmedro en el diseño de la PTAR, sino más bien se convierte en parte del factor de seguridad en el diseño.

Tabla Nº 9: Resumen Bases de Diseño de la PTAR Chuquibamba

Parámetro Año 2018 Año 2027 Año 2037 Población total (hab) 2,844 2,894 2,945 Población servida (hab) 2,291 2,894 2,945

Caudal promedio m3/día L/s Caudal máximo horario m3/día L/s

449.28

5.20

808.70 9.36

457.92

5.30

824.26 9.54

464.83

5.38

836.69 9.68

Caudales de diseño (L/s) Estructuras hidráulicas Procesos de tratamiento

10

5.55

10

5.55

10

5.55 Parámetros de calidad del Afluente Demanda bioquímica de oxígeno (mg/L) Sólidos suspendidos totales (mg/L) NTK (mg/L) Coliformes fecales (NMP/100 ml)

316 570 75

1.2 E+08

316 570 75

1.2 E+08

316 570 75

1.2 E+08 Cargas orgánicas promedio (kg DBO5/día)

141.97 144.70 146.88

Parámetros de calidad del efluente Demanda bioquímica de oxígeno (mg/L) Sólidos suspendidos totales (mg/L) Coliformes fecales (NMP/100 ml) Nematodes (Huevos/L)

30 30

1.0E+03 < 1

30 30

1.0E+03 < 1

30 30

1.0E+03 < 1


11




DE AREQUIPA”

Doc.001

Rev. INFORME FINAL Fecha Juio 2017




CRITERIOS DE DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

JULIO 2017


1 DOCUMENTO EMITIDO

PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE

LKS LKS SEDAPAR



y Región de Arequipa ÍNDICE

1.0 PARÁMETROS DE DISEÑO ................................................................................................ 3

1.1 POBLACIÓN ...................................................................................................................... 3

1.2 CAUDALES ........................................................................................................................ 3

1.3 CALIDAD DE LAS FUENTE DE AGUA ................................................................................. 7

1.4 CALIDAD DEL AGUA TRATADA ....................................................................................... 12

1.5 RESUMEN DE LAS BASES DE DISEÑO ............................................................................. 14

ÍNDICE DE TABLAS TABLA Nº 1: POBLACIÓN TOTAL, COBERTURA Y POBLACIÓN SERVIDA ..................................... 3

TABLA Nº 2: CAUDALES A SER TRATADOS EN LA PTAP CHUQUIBAMBA ................................... 4

TABLA Nº 3: DEMANDA DE AGUA POTABLE. ............................................................................. 5

TABLA Nº 4: OFERTA DE AGUA CRUDA PARA LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA .................... 6

TABLA Nº 5: CALIDAD DE LAS FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA LOCALIDAD DE

CHUQUIBAMBA AÑO 2015 ......................................................................................................... 7

TABLA Nº 6.- CALIDAD DE LAS FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA LOCALIDAD DE

CHUQUIBAMBA AÑO 2016 ......................................................................................................... 9

TABLA Nº 7: CALIDAD DE LAS FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA LOCALIDAD DE

CHUQUIBAMBA AÑO 2017 ....................................................................................................... 10

TABLA Nº 8: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS Y

PARASITOLÓGICOS ................................................................................................................... 12

TABLA Nº 9: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CALIDAD ORGANOLÉPTICA ........................ 12

TABLA Nº 10. RESUMEN BASES DE DISEÑO DE LA PTAP CHUQUIBAMBA ............................... 14

2


y Región de Arequipa 1.0 PARÁMETROS DE DISEÑO 1.1 POBLACIÓN

La población total estimada de Chuquibamba al año 2018 (Año 1) será de 2,849 habitantes. Se calcula que al año 2037, correspondiente al horizonte del proyecto, la población ascenderá a 2,945 habitantes. A su vez, se estima que para el año 2037 serán atendidos el total de la población, es decir 2,945 personas, lo que corresponde a una cobertura de agua potable de 100.0%. En la tabla Nº 01 se presenta un resumen de la proyección de la población para diferentes períodos del proyecto.

Tabla Nº 1: Población total, cobertura y población servida

Año Población

total Cobertura

Población servida

Hab (%) hab

0 2,017 2,844 88.13 2,506 1 2,018 2,849 100.0 2,849 5 2,022 2,869 100.0 2,869

10 2,027 2,894 100.0 2,894 15 2,032 2,919 100.0 2,919 20 2,037 2,945 100.0 2,945


Para la determinación de la curva de crecimiento poblacional se ha determinado con los datos de los censos (1972, 1981, 1993 y 2003) y con los diferentes modelos: aritmético, geométrico, parabólico y curva exponencial modificada. Las estimaciones se han realizado en forma independiente para la localidad de Chuquibamba. Finalmente se eligió el método geométrico para la estimación de la población. Se eligió el modelo geométrico y una tasa de crecimiento de 0.17% anual, como resultado de los análisis poblacional de los años 1972 - 2007. Esta tasa es equivalente al último periodo intercensal 1993 - 2007. De acuerdo a los criterios planteados y conforme a lo establecido en los términos de referencia, el periodo de diseño será igual a 20 años, cuyo horizonte es el año 2037.

1.2 CAUDALES El caudal de agua potable que demanda una población depende principalmente de las condiciones climáticas, uso, actividades y costumbres en una zona determinada.

3



En la tabla Nº 02 se presenta un resumen de la proyección de la población servida y la demanda de agua en el horizonte del proyecto.

Tabla Nº 2: Caudales a ser tratados en la PTAP Chuquibamba

Año Población

servida (habitantes)

Caudal promedio Caudal máximo diario

m3/d L/s m3/d L/s

0 2,844 743.90 8.61 967.07 11.19 1 2,849 744.76 8.62 968.19 11.20 5 2,869 749.08 8.67 973.81 11.27

10 2,894 758.59 8.78 986.17 11.41 15 2,919 765.50 8.86 995.15 11.51 20 2,945 770.69 8.92 1,001.89 11.59


De la tabla anterior, se observa que la población tiene una demanda de agua de 11.59 l/s (Caudal máximo diario) al final del horizonte del proyecto (Año 2037).

En la siguiente tabla N° 03 se adjunta el cálculo del caudal máximo diario y caudal promedio.

4

Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos, Departamento y Región de Arequipa

Tabla Nº 3: Demanda de Agua Potable.

COBERTURA (%) DEMANDA AGUA

C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL

2016 B 2840 88.13% 11.87% 2503 963 848 153 1001 81 14 95 17 2 19 25 2 27 1 0 1 972 171 1143 377908 68968 11957 65239 2,742 526812 8.76 276255 11.39 15.77

2017 0 2844 100.0% 0.0% 2844 1094 1094 0 1094 95 0 95 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1236 0 1236 409885 68463 11894 64998 2,742 557982 8.61 271525 11.19 15.50

2018 1 2849 100.0% 0.0% 2849 1096 1096 0 1096 95 0 95 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1238 0 1238 410635 68463 11894 64998 2,742 558732 8.62 271840 11.21 15.52

2019 2 2854 100.0% 0.0% 2854 1098 1098 0 1098 95 0 95 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1240 0 1240 411384 68463 11894 64998 2,742 559481 8.63 272156 11.22 15.53

2020 3 2859 100.0% 0.0% 2859 1100 1100 0 1100 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1243 0 1243 412133 69184 11894 64998 2,742 560951 8.66 273102 11.26 15.59

2021 4 2864 100.0% 0.0% 2864 1102 1102 0 1102 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1245 0 1245 412883 69184 11894 64998 2,742 561700 8.67 273417 11.27 15.61

2022 5 2869 100.0% 0.0% 2869 1103 1103 0 1103 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1246 0 1246 413257 69184 11894 64998 2,742 562075 8.67 273417 11.27 15.61

2023 6 2874 100.0% 0.0% 2874 1105 1105 0 1105 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1248 0 1248 414007 69184 11894 64998 2,742 562824 8.69 274048 11.30 15.64

2024 7 2879 100.0% 0.0% 2879 1107 1107 0 1107 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1250 0 1250 414756 69184 11894 64998 2,742 563574 8.70 274363 11.31 15.66

2025 8 2884 100.0% 0.0% 2884 1109 1109 0 1109 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1252 0 1252 415505 69184 11894 64998 2,742 564323 8.71 274679 11.32 15.68

2026 9 2889 100.0% 0.0% 2889 1111 1111 0 1111 97 0 97 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1255 0 1255 416255 69905 11894 64998 2,742 565793 8.73 275309 11.35 15.71

2027 10 2894 100.0% 0.0% 2894 1113 1113 0 1113 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1258 0 1258 417004 69905 11894 67405 2,742 568950 8.78 276886 11.41 15.80

2028 11 2899 100.0% 0.0% 2899 1115 1115 0 1115 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1260 0 1260 417753 69905 11894 67405 2,742 569699 8.79 277201 11.43 15.82

2029 12 2904 100.0% 0.0% 2904 1117 1117 0 1117 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1262 0 1262 418503 69905 11894 67405 2,742 570448 8.80 277517 11.44 15.84

2030 13 2909 100.0% 0.0% 2909 1119 1119 0 1119 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1264 0 1264 419252 69905 11894 67405 2,742 571198 8.81 277832 11.45 15.86

2031 14 2914 100.0% 0.0% 2914 1121 1121 0 1121 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1266 0 1266 420001 69905 11894 67405 2,742 571947 8.83 278463 11.48 15.89

2032 15 2919 100.0% 0.0% 2919 1123 1123 0 1123 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1270 0 1270 420751 70625 12520 67405 2,742 574043 8.86 279409 11.52 15.95

2033 16 2925 100.0% 0.0% 2925 1125 1125 0 1125 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1272 0 1272 421500 70625 12520 67405 2,742 574792 8.87 279724 11.53 15.97

2034 17 2930 100.0% 0.0% 2930 1127 1127 0 1127 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1274 0 1274 422249 70625 12520 67405 2,742 575542 8.88 280040 11.54 15.98

2035 18 2935 100.0% 0.0% 2935 1129 1129 0 1129 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1276 0 1276 422999 70625 12520 67405 2,742 576291 8.89 280355 11.56 16.00

2036 19 2940 100.0% 0.0% 2940 1131 1131 0 1131 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1278 0 1278 423748 70625 12520 67405 2,742 577040 8.90 280670 11.57 16.02

2037 20 2945 100.0% 0.0% 2945 1133 1133 0 1133 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1280 0 1280 424497 70625 12520 67405 2,742 577790 8.92 281301 11.60 16.06

CON

SUM

O

ESTA

TAL

CON

SUM

O

COM

ERCI

AL

Qp (t/seg)

CON

SUM

O

TOTA

L CO

NEC

TAD

O

TOTAL CONEXIONESOTROS MEDIOS

(*) CON

SUM

O

IND

UST

RIA

L

CONEXIONES DOMESTICO

CON

SUM

O

DO

MES

TICO

Qp (m3/año)

CONEXIONES SOCIALES

CONSUMO DE AGUA (l/día)

Qmh (lt/seg)

Qmd (lt/seg)

CON

SUM

O

SOCI

ALCONEXIONES

ESTATALESCONEX.

VIV

IEN

DA

S SE

RVID

AS

(uni

dade

s)

CONEXIONES INDUSTRIALES

AÑOPO

BLA

CIO

N

POBL

ACI

ON

SER

VID

A

(hab

)

CONEXIONES COMERCIALES



Respecto a la oferta de agua, actualmente el abastecimiento a la localidad de Chuquibamba es del tipo subterránea a través de 4 manantiales: Cabracancha, El Calato, Pacchia y Umpuyo, ubicadas en la parte alta de la localidad urbana. Según los aforos realizados por SEDAPAR e indicados en el perfil del proyecto, la producción total de estas fuentes es de 6.63 l/s y el flujo es conducido mediante un tubería de PVC de Ø4” hacia una cámara de desinfección existente. Por otro lado, la Municipalidad de Condesuyos con el financiamiento del Gobierno Regional de Arequipa, construyeron la nueva captación denominada “Palljaruta”, que ha permitido ampliar la producción de agua. Esta nueva captación cuenta con resolución de licencia de uso poblacional de la Autoridad Nacional del Agua – Ministerio de Agricultura otorgado a la Municipalidad Provincial de Condesuyos mediante la Resolución Administrativa Nº 0097-2010-ANA/ALA.CM. Según esta resolución, se ha autorizado captar un caudal de 7.00 l/s provenientes del manantial Palljaruta que son conducidos por una tubería de PVC de Ø6” que se junta con el flujo de los otros 4 manantiales antes de ingresar a la cámara de desinfección existente.

En la tabla Nº 04 se muestra un resumen de la oferta de agua existente en la localidad de Chuquibamba.

Tabla Nº 4: Oferta de agua cruda para la localidad de Chuquibamba

Fuente / Manantial

Caudal de producción

(l/s) Antigüedad Estado físico

Estado operativo

Cabracancha

6.63

> 30 años Regular Adecuado El Calato > 50 años Regular Adecuado Pacchia > 60 años Regular Adecuado

Umpuyo > 60 años Regular Adecuado

Palljaruta 7.0 < 10 años Bueno Adecuado TOTAL 13.63

Fuente. PMO SEDAPAR – Trabajo en campo.

De la tabla Nº 03, se observa que la oferta actual de agua en la zona es de 13.63 l/s, valor superior a la demanda al final del periodo de diseño (Qmd= 11.59 l/s), por lo cual se garantiza la disponibilidad del recurso hídrico al año 2037. El flujo total (11.59 l/s) será conducido hacia una planta de tratamiento de agua y posteriormente a los reservorios de almacenamiento para ser distribuida a la población.


y Región de Arequipa 1.3 CALIDAD DE LAS FUENTE DE AGUA

Para el diseño de la planta de tratamiento de agua potable para la localidad de Chuquibamba se tendrá en cuenta la Norma Técnica OS.020 – Plantas de Tratamiento de Agua para Consumo Humano - del Reglamento Nacional de Edificaciones que establece los criterios básicos de diseño de los procesos de tratamiento. Inicialmente, se requiere conocer la calidad físico-química y microbiología del agua cruda de las diversas fuentes de agua que abastecen a la localidad de Chuquibamba para definir el grado de tratamiento requerido. Los valores de los parámetros físico-químicos, inorgánicos y microbiológicos de las fuentes de agua serán comparados con los Estándares de Calidad Ambiental de Agua (ECAs) establecidos en el Decreto Supremo Nº 15-2015-MINAM. En las tablas Nº 05 y 06 se muestran los resultados de los análisis físico-químicos, microbiológicos e inorgánicos (metales pesados) de los años 2015 y 2016 en las diversas fuentes de agua. En el año 2015, los análisis inorgánicos (metales pesados) fueron realizados por el laboratorio Certificaciones del Perú S.A. (CERPER) según se indica en el informe de ensayo Nº 3-15992/15 mientras que los análisis físico-químicos y microbiológicos fueron realizados por el Departamento de Control de Calidad y efluentes de SEDAPAR según reportes Nº 003-2015/F.Q. Inspecciones y Nº 067-2015/ BACT inspecciones. Respecto a los resultados del año 2016, los análisis físico-químicos, microbiológicos e inorgánicos (metales pesados) fueron realizados por el Departamento de Control de Calidad y efluentes de SEDAPAR según Reportes de laboratorio Nº 007-2016/ F.Q. Inspecciones y Nº 096-2016/ BACT inspecciones de fecha 22 de junio de 2016.

Tabla Nº 5: Calidad de las fuentes de abastecimiento de agua a la localidad de Chuquibamba año 2015

Parámetros Unidades M5 -

Fuente Palljaruta

M6 - Fuente Cabracancha

M7- Fuente

Umpuyo

ECA (Categoría 1 A)

A1: aguas que pueden ser

potabilizadas con

desinfección

A2: Aguas que pueden ser

potabilizadas con trat.

convencional

Fisicoquímicos

Turbiedad UNT 1.69 2.10 0.50 5.0 100 Dureza total mg/l 19.38 132.6 115.26 500 ** Cloruros mg/L 3.98 301.2 99.57 250 250 Conduc. eléctrica µS/cm 63 1193 623 1500 1600 pH Unidad 7.9 8.42 7.65 6.5 – 8.5 5.5 – 9.0

7



Parámetros Unidades M5 -

Fuente Palljaruta

M6 - Fuente Cabracancha

M7- Fuente

Umpuyo



potabilizadas con

desinfección



convencional

Temperatura ºC 15.2 19.6 19.9 ∆ 3 ∆ 3 Sólidos Disueltos Totales mg/l 31 580 303 1000 1000

Nitratos mg/L 0.51 0.63 1.99 50 1.5 Sulfatos mg/l 3.52 11.08 7.68 250 500 Inorgánicos Aluminio (Al) mg/l 0.044 0.0135 < 0.0025 0.90 5.00 Antimonio Total mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.02 0.02 Arsénico (As) mg/l < 0.0005 0.2285 0.048 0.01 0.01 Bario (Ba) mg/l 0.0123 0.0241 0.0029 0.70 1.0 Berilio (Be) mg/l < 0.00015 < 0.00015 < 0.00015 0.012 0.04 Bismuto mg/l < 0.0025 < 0.0025 < 0.0025 --- --- Boro (B) mg/l < 0.05 2.991 0.4555 2.4 2.4 Calcio (Ca) mg/l 4.77 29.33 27.38 --- --- Cadmio (Cd) mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.003 0.005 Cobalto (Co) mg/l < 0.0003 < 0.0003 < 0.0003 --- --- Cobre (Cu) mg/l < 0.0003 < 0.0003 0.0046 2.0 2.0 Cromo total mg/l < 0.0005 < 0.0005 < 0.0005 0.05 0.05 Estaño (Sn) mg/l < 0.00025 < 0.00025 < 0.00025 --- --- Estroncio mg/l 0.039 0.221 0.1157 --- --- Fosforo mg/l < 0.05 < 0.05 < 0.05 0.1 0.15 Hierro (Fe) mg/L < 0.05 < 0.05 < 0.05 0.30 1.00 Litio (Li) mg/L < 0.00025 0.7558 0.2092 --- --- Magnesio (Mg) mg/L 1.797 13.64 9.223 --- --- Manganeso (Mn) mg/L 0.0057 0.0151 0.0058 0.4 0.4 Mercurio (Hg) mg/l < 0.00005 < 0.00005 < 0.00005 0.001 0.002 Molibdeno (Mo) mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.07 ** Níquel (Ni) mg/l < 0.00035 < 0.00035 < 0.00035 0.07 ** Plata (Ag) mg/l < 0.00005 < 0.00005 < 0.00005 --- --- Potasio (K) mg/l 2.876 23.33 8,948 --- --- Plomo (Pb) mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.01 0.05 Selenio (se) mg/l < 0.0025 < 0.0025 < 0.0025 0.04 0.04 Silicio total (Si) mg/l 20.71 39.03 37.68 --- --- Sodio (Na) mg/l 2.888 168.5 64.16 --- --- Uranio (U) mg/l < 0.00005 < 0.00005 < 0.00005 0.02 0.02 Talio mg/l < 0.00025 < 0.00025 < 0.00025 --- --- Vanadio mg/l < 0.0005 0.0151 0.0058 --- --- Zinc (Zn) mg/l < 0.0005 < 0.0005 < 0.0005 3.0 5.0 Microbiológicos

Coliformes totales NMP/100 ml 23 1.6 E+3 1.6 E+4 50 5000

Coliformes termotolerantes

NMP/100 ml < 1.8 1.1 E+2 4.5 20 2000

**: No presenta valor en ese parámetro para la sub categoría.

Fuente: Reporte Nº 089-2015/ BACT zonales (SEDAPAR) e informe de ensayo 3-15992/15 (CERPER)

8



Tabla Nº 6.- Calidad de las fuentes de abastecimiento de agua a la localidad de Chuquibamba año 2016

Parámetros Unidades Fuente Pajllaruta

Ing. Res. Pajllaruta Umpuyo,

Cabracancha

Cámara recolectora

Cabracancha Umpuyo



potabilizadas con

desinfección



convencional Fisicoquímicos

Turbiedad UNT 2.32 2.96 0.68 5.0 100 Color 5 10 N.D. 15 100 Dureza total mg/l 26.26 58.59 105 500 ** Cloruros mg/L 3.02 98.63 96.61 250 250 Conductividad eléctrica µS/cm 75 412 715 1500 1600

pH Unidad 7.8 7.98 8.10 6.5 – 8.5 5.5 – 9.0 Temperatura ºC 6.5 16 17.10 ∆ 3 ∆ 3 Sólidos Disueltos Totales mg/l 29 156 272.2 1000 1000

Nitratos mg/L 0.545 1.629 2.425 50 50 Nitrógeno amoniacal mg/L 1.12 1.12 1.12 1.5 1.5

Sulfatos mg/l 3.68 7.99 8.72 250 500 Inorgánicos Aluminio (Al) mg/l 0.056 0.035 N.D. 0.90 5.00 Arsénico (As) mg/l 0.001 0.025 0.06 0.01 0.01 Calcio (Ca) mg/l 16.16 40.40 72.73 --- --- Hierro (Fe) mg/L N.D. N.D. N.D. 0.30 1.0 Magnesio (Mg) mg/L 2.42 4.36 7.76 --- --- Manganeso (Mn) mg/L 0.009 0.05 0.005 0.4 0.4 Sodio (Na) mg/l 2.98 33.75 56.6 --- --- Zinc (Zn) mg/l 0.0064 0.0072 0.0061 3.0 5.0 Microbiológicos

Coliformes totales NMP/100 ml 49 1.6 E+4 1.6 E+4 50 5000

Coliformes termotolerantes

NMP/100 ml 33 < 1,8 4.5 20 2000


Fuente: Departamento de Control de Calidad y efluentes SEDAPAR Por otro lado, en el mes de Febrero del año 2017, como parte del presente estudio, LKS contrató al laboratorio Certificaciones del Perú S.A. – CERPER (Acreditado por INACAL) para la realización de un estudio de caracterización de las fuentes de agua que abastecen a la localidad de Chuquibamba. El monitoreo y toma de muestras se realizó, en forma puntual, en la tubería que ingresa (AS-1) a la cámara de desinfección. El punto de muestreo AS-1 se ubicó en las

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coordenadas UTM WSG 84: 18L0750755 Este y 8248021 Norte. En la tabla Nº 07 se presentan los resultados de los análisis indicados en el informe de ensayo Nº 3-03281/17.

Tabla Nº 7: Calidad de las fuentes de abastecimiento de agua a la localidad de Chuquibamba año 2017

Parámetros Unidades Ing. Caseta de cloración

ECA (Categoría 1 A) A1: aguas que

pueden ser potabilizadas

con desinfección



convencional Fisicoquímicos

Color UCV 4.51 5.0 100 Turbiedad UNT 0.90 15 100 Dureza total mg/l 115.7 500 ** Cloruros mg/L 88.9 250 250 Conductividad eléctrica µS/cm 592 1500 1600 pH Unidad 8.14 6.5 – 8.5 5.5 – 9.0 Temperatura ºC 16.7 ∆ 3 ∆ 3 Sólidos Disueltos Totales mg/l 376 1000 1000 DBO mg/L < 2.0 3.0 5.0 Sulfatos mg/l 10.9 250 500 Inorgánicos Aluminio (Al) mg/l 0.0222 0.90 5.00 Antimonio Total mg/l < 0.00002 0.02 0.02 Arsénico (As) mg/l 0.0809 0.01 0.01 Bario (Ba) mg/l 0.00931 0.70 1.0 Berilio (Be) mg/l < 0.00015 0.012 0.04 Bismuto mg/l 0.0025 --- --- Boro (B) mg/l 0.77 2.4 2.4 Calcio (Ca) mg/l 23.6 --- --- Cadmio (Cd) mg/l < 0.00005 0.003 0.005 Cobalto (Co) mg/l < 0.0003 --- --- Cobre (Cu) mg/l < 0.0003 2.0 2.0 Cromo total mg/l 0.0005 0.05 0.05 Estaño (Sn) mg/l < 0.00025 --- --- Estroncio mg/l 0.128 -- --- Fosforo mg/l < 0.1 0.10 0.15 Hierro (Fe) mg/L 0.06 0.3 1.0 Litio (Li) mg/L 0.244 --- --- Magnesio (Mg) mg/L 9.96 --- --- Manganeso (Mn) mg/L 0.00951 0.4 0.4 Mercurio (Hg) mg/l < 0.00005 0.001 0.002 Molibdeno (Mo) mg/l < 0.0002 0.07 ** Níquel (Ni) mg/l 0.00035 0.07 ** Plata (Ag) mg/l < 0.00005 --- --- Potasio (K) mg/l 9.63 --- --- Plomo (Pb) mg/l 0.0002 0.01 0.05 Selenio (se) mg/l < 0.0010 0.04 0.04 Silicio total (Si) mg/l 35.5 --- ---

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Parámetros Unidades Ing. Caseta de cloración

ECA (Categoría 1 A) A1: aguas que

pueden ser potabilizadas

con desinfección



convencional Sodio (Na) mg/l 66.1 --- --- Uranio (U) mg/l 0.00050 0.02 0.02 Talio mg/l < 0.00002 --- --- Vanadio mg/l 0.0114 --- --- Zinc (Zn) mg/l < 0.0005 3.0 5.0 Microbiológicos Coliformes totales NMP/100 ml 79 50 5000 Coliformes termotolerantes NMP/100 ml < 1.8 20 2000


Fuente: Informe de ensayo Nº 3 – 03281/17 (CERPER)

De las tablas anteriores se tiene los siguientes comentarios acerca de la calidad del agua de las diversas fuentes: • La turbiedad en las fuentes de Palljaruta, Cabracancha y Umpuyo varió entre 0.50 y

2.96 UNT, siendo menores al ECA de 5.00 UNT establecido para la subcategoría 1A. • Los valores de los parámetros físico-químicos como dureza total, cloruros, sólidos

disueltos totales, nitratos y sulfatos de las diversas fuentes de agua se encuentra por debajo de los ECAs para las subcategorías A1 y A2.

• La concentración de metales pesados en las fuentes de agua es inferior a los ECAS de las subcategorías A1 y A2, a excepción del arsénico que supera el ECA de 0.01 mg/L en las fuentes de Cabracancha y Umpuyo.

• La concentración de coliformes totales en los años 2015 y 206 en las fuentes de Cabracancha y Umpuyo varió entre 1.6 E+3 NMP/100 ml y 1.6E+4 NMP/100 ml respectivamente, valores que cumplen con el ECA de la subcategoría A2 “Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional”.

• La concentración de coliformes totales en la fuente de Palljaruta en los años 2015 y 2016 fue de 49 y 23 NMP/100 ml, valores que cumplen con el ECA de la subcategoría A1 “Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección”.

En general, después de reunirse todas las fuentes de agua, éstas pueden ser clasificadas dentro de la Subcategoría A2 “aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional”. En tal sentido, en el diseño de los procesos de la planta de tratamiento de agua se deberá tener especial consideración en la eliminación de los siguientes contaminantes: • Remoción de la turbiedad, especialmente en épocas de lluvia. • Remoción de arsénico mediante procesos convencionales.

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• Sistema de desinfección eficaz que permita la remoción total de Coliformes totales, fecales y E. Coli.

1.4 CALIDAD DEL AGUA TRATADA La calidad del agua tratada a la salida de la planta de tratamiento Chuquibamba deberá cumplir con los límites máximos permisibles establecidos en el Reglamento de Calidad de Agua para Consumo Humano aprobado mediante Decreto Supremo N° 031-2010-SA. En las tablas Nº 08 y 09 se indican los límites máximos permisibles de los parámetros microbiológicos, parasitológico y organolépticos.

Tabla Nº 8: Límites máximos permisibles de parámetros microbiológicos y parasitológicos

Parámetros Unidad de medida Límite máximo permisible

Bacterias Coliformes totales UFC/100 ml a 35ºC 0 (*)

E. coli UFC/100 ml a 44.5ºC 0 (*) Bacterias Coliformes fecales o termotolerantes UFC/100 ml a 44.5ºC 0 (*)

Bacterias heterotróficas UFC/100 ml a 35ºC 500 Huevos y larvas de helmintos, quistes y ooquistes de protozoarios patógenos

Nº Org/L 0

Virus UFC/ml 0 Organismos de vida libre como algas, protozoarios, copépodos, rotíferos, nematodos en todos sus estadios evolutivos.

Nº org/l 0

UFC: Unidad Formadora de Colonias (*) En caso de analizar por la técnica del NMP por tubos múltiples = < 1.8 /100 ml

Tabla Nº 9: Límites máximos permisibles de calidad organoléptica

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Parámetros Unidad de medida Límite máximo

permisible

Olor --- Aceptable

Sabor --- Aceptable

Color UCV escala Pt/Co 15

Turbiedad UNT 5

pH Valor de pH 6.5 a 8.5

Conductividad (25 ºC) Uhmo/cm 1500

Sólidos Totales Disueltos mg.L-1 1000

Cloruros mg Cl.L-1 250

Sulfatos mg SO4.L-1 250

Dureza total mg CaCO3.L-1 500

Amoniaco mg N.L-1 1.5

Hierro mg Fe.L-1 0.3

Manganeso mg Mn.L-1 0.4

Aluminio mg Al.L-1 0.2

Cobre mg Cu.L-1 2.0

Zinc mg Zn.L-1 3.0

Sodio mg Na.L-1 200

Respecto a los parámetros orgánicos e inorgánicos, se verificó que la concentración de metales pesados, a excepción del arsénico, cumplen con los ECAs para las subcategoría A1 y A2, por lo cual cumplirá con las concentraciones de agua para consumo humano. Asimismo, el agua potable a la salida de la planta de tratamiento deberá tener una concentración de cloro libre residual no menor a 0.5 mg/L para evitar su contaminación durante su conducción en las redes de distribución.

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y Región de Arequipa 1.5 RESUMEN DE LAS BASES DE DISEÑO

En la tabla Nº 10 se presenta el resumen general de las bases de diseño para las estructuras hidráulicas y de los procesos para el tratamiento de aguas en el área del proyecto. Los valores de caudal correspondiente al horizonte del proyecto (Año 2037) han sido redondeados en el marco del concepto de cifras representativas a fin de minimizar el nivel de incertidumbre. De esta manera, el caudal máximo diario de 11.59 l/s ha sido redondeado a 12 l/s a fin de considerar una capacidad adicional para compensar las pérdidas en la remoción de lodos y para la limpieza de la unidades. Estos valores redondeados, no significan ningún desmedro en el diseño de la PTAP, sino más bien se convierte en parte del factor de seguridad en el diseño. Por otro lado, al no existir información del ciclo hidrológico completo de la calidad de las fuentes de agua, especialmente en la captación Palljaruta, se ha establecido que el agua cruda alcanzará un valor de turbiedad de 100 UNT en épocas de lluvia.

Tabla Nº 10. Resumen Bases de Diseño de la PTAP Chuquibamba

Parámetro 2018 2027 2037 Población total (hab) 2,844 2,894 2,945 Población servida (hab) 2,291 2,894 2,945 Caudal promedio m3/día L/s Caudal máximo diario m3/día L/s

744.77

8.62

968.19 11.20

758.59

8.78

986.17 11.41

770.69

8.92

1,001.89 11.59

Caudales de diseño (L/s) Estructuras hidráulicas y Procesos de tratamiento

12

12

12

Parámetros de calidad del agua cruda Turbiedad (NTU) (90% del tiempo) Color (UC) Coliformes totales (NMP/100 ml) Coliformes fecales (NMP/100 ml)

100 < 15

5.0E+04 2.0E+03

100 < 15

5.0E+04 2.0E+03

100 < 15

5.0E+04 2.0E+03

Parámetros de calidad del agua tratada Turbiedad (NTU) Color (UC) Coliformes totales (UFC/100 ml) Coliformes fecales (UFC/100 ml)

< 5

< 15 0 0

< 5

< 15 0 0

< 5

< 15 0 0


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Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y … · 5.1 Cargas sísmicas ... • E-020 “Norma Técnica de Cargas”. ... El máximo desplazamiento relativo de entrepiso (calculado según