Estudio para Abastecimiento de Agua Potable en la Comuna de Coelemu, Región del Bíobío

8/19/2019 Estudio para Abastecimiento de Agua Potable en la Comuna de Coelemu, Región del Bíobío.

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ÍNDICE

/$ Resumen Ana #tico$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

/$ Resumen Ana #tico$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$)$ Resumen Amp iado$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

7$ Pa abras C a=es$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

,$ Introducci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

*$ Ob1eti=os$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

2$ Obras de Captaci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

>$ Obra de conducci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

-$ Estan5ue de Regu aci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

-$/$ Vo umen Estan5ue de Regu aci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$-$)$ Caracteri6aci"n Estan5ue de Regu aci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$


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//$ Bib iogra8#a$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Ane o A$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Ane o B$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Ane o C$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Índice de ilustraciones

I ustraci"n /% Vista en p anta de a Bocatoma$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

I ustraci"n )% Vista de per de a Bocatoma$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

I ustraci"n 7% Mapa ;oog e con ubicaci"n de Estan5ue de Regu aci"n '

Bocatoma (Norte &acia arriba0$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$I ustraci"n ,% Mode o EPANET! con indicaciones de presi"n ' =e ocidad! paracauda de dise?o$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Índice de tablas

Tab a /% Ca cu o =o umen de regu aci"n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Tab a )% Nodos ' caracteristicas$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Tab a 7% Tuberias ' caracteristicas$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Índice de ecuaciones

Ecuaci"n /% Cauda medio diario de agua potab e$ uente Nc&2


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1. Resumen Analítico

Esta segunda etapa de pro'ecto consta de dimensionamiento de unsistema 5ue pretende abastecer de agua potab e a oca idad de Coe emuubicada en a VIII Regi"n! C&i e$ Cabe destacar 5ue e presente pro'ecto es a

argo p a6o por o 5ue se consider" un periodo de pre=isi"n de )+ a?os para edise?o$ Luego de &aber ana i6ado en e primer estudio e comportamiento de

a pob aci"n! a demanda ' o8erta de os cauda es a 8uturo! se dise?ar4 a redde distribuci"n de acuerdo a as normas actua es$

Para e o se pro'ectan di=ersas obras 5ue permitir4n e correcto8uncionamiento de a red ta es como obras de regu aci"n! captaci"n! impu si"n!gri8os! cuarte es! c4maras etc$ de acuerdo a dimensionamiento de a redca cu ado se especi car4n con ma'or deta e en un p ano de dic&a red$

Es importante mencionar 5ue os cauda es de dise?o se determinaron en basea a norma NC&2


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En cuanto a dise?o de a red se &ace re8erencia a a norma NC&2


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Se considero necesario a uti i6aci"n de - gri8os en e sector con e n de

cump ir a norma NCJ2


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". Introducci#n

E agua potab e para consumo &umano es uno de os ser=icios b4sicos5ue debe disponer a sociedad para satis8acer sus necesidades de =ida$ Deacuerdo a as acti=idades de a pob aci"n durante e d#a! estaci"n de a?o! ademanda de agua se =e a8ectada durante e transcurso de d#a$ Por otro ado! esuministro de agua se rea i6a por medio de as 8uentes disponib es de sector5ue por medio de obras de conducci"n transportan e agua 5ue a =eces 5ueda

imitada a ciertos &orarios por un tema de costos(en caso de disponer debombas0 a un estan5ue! por medio de una p anta e e=adora$ Este estan5uepermita regu ar e cauda =ariab e (demanda0 por a pob aci"n ' e agua 5ueingresa (o8erta0 de ta 8orma de mantener un cierto e5ui ibrio ' optimi6ar dic&o=o umen$

Esta di8erencia entre e cauda o8ertado ' demandado &ace necesario deimp ementar obras 5ue permitan a macenar e agua cuando :sta seaabundante ' entregar ese e ceso a macenado cuando a demanda supere a ao8erta ogrando un e5ui ibrio$

Para e dise?o de as obras de conducci"n es necesario considerar asp:rdidas de carga de os tramos o 5ue permite tener contro adas as p:rdidasde carga asociadas a a 8ricci"n ' singu aridades$ Adem4s si se mira desde epunto de =ista econ"mico! se re5uerir4 de menor a tura a e e=ar ' a p antae e=adora re5uerir4 de menor potencia en su e1e para e=antar dic&a a tura deagua 5ue se traduce en un uso e ciente$

E presente in8orme consiste en e dise?ar as obras de conducci"n 'distribuci"n de agua potab e! desde 5ue :sta e agua captada de una 8uente asuministro dentro de una red de distribuci"n en a oca idad de Coe emu$

Tanto para e dise?o como a =eri caci"n os par4metros de c4 cu o se&acen re8erencia a as siguientes normas 5ue deber4n ser consideradas en eestudio% Nc&2> /! Nc& /777 o8$ >- ' Nc& //+7$

>


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$. %b&eti!os

En re aci"n a estudio de abastecimiento de agua potab e para Coe emu!esta segunda entrega tiene como ob1eti=o o siguiente%

• Encontrar os cauda es 5ue permitir4n dise?ar e tramo de a impu si"n 'de a red de agua potab e ' as# dise?ar as obras determinando edi4metro! ongitud ' un tra6ado adecuado 5ue minimice os costosasociados a :sta$

• Determinar e estan5ue de regu aci"n (' =o umen de regu aci"n0$• Rea i6ar e dise?o de a red de distribuci"n$• De nir e tipo de captaci"n 5ue tendr4 e sistema de agua potab e$• La p anta e e=adora 5ue cump a con os re5uisitos de a norma Nc&2


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'. %bras de Captaci#n

Las obras de captaci"n =an en re aci"n a tipo de 8uente de recurso!como se =io en a entrega anterior! a so uci"n m4s "ptima para eabastecimiento de a pob aci"n de Coe emu! es a tra=:s de r#o Itata! por o 5uese uti i6ar4 una bocatoma permanente$

EL cauda de e tracci"n es de ! a oca i6aci"n de abocatoma es agua arriba de a pob aci"n para e=itar en o posib e 5ue e agua=enga contaminada$ De acuerdo a os par4metros de agua en e punto dee tracci"n se deber4 e=a uar a presencia de una p anta de tratamiento$

A continuaci"n se entrega un es5uema de a bocatoma a uti i6ar%

Ilustraci#n 1: (ista en planta de la )ocatoma


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Ilustraci#n 2: (ista de per*l de la )ocatoma

A continuaci"n se muestra en e p ano donde ser4 emp a6ada a obra decaptaci"n ' e Estan5ue de Regu aci"n$

Ilustraci#n 3: +apa ,oo-le con ubicaci#n de Estan ue de Re-ulaci#n / )ocatoma0Norte acia arriba

. %bra de conducci#n

La distancia entre e Estan5ue de Regu aci"n ' a bocatoma de


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e e=adora! sin embargo esto no es desarro ado 'a 5ue se encuentra 8uera dea cance de este traba1o$

4. Estan ue de Re-ulaci#n4.1. (olumen Estan ue de Re-ulaci#n

Para determinar e =o umen con 5ue debe contar e estan5ue deregu aci"n para a comuna de Coe emu! se uti i6aron as disposiciones de anorma NCJ 2


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,ra*co 1: Consumo orario de Coelemu

En base a esta cur=a se ca cu a e =o umen de demanda acumu ado enmetros c bicos de />-/$

Se dispone 5ue e cauda 5ue a imente a estan5ue de regu aci"n!pro=eniente de a captaci"n! o &aga de 8orma continua durante as ), &oras$

Con os datos entregados se procede a obtener as cur=as de Ripp e!con o 5ue se determina e =o umen de regu aci"n para un cauda constantedurante ),F&rs$G! correspondiente a 7-


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,ra*co 2: Cur!as Ripple

! corresponde a =o umen de incendio$ Para su estimaci"n seprocedi" a uti i6ar e a goritmo descrito en e inciso 2$)$) de a norma c&i ena2


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4.2. Caracteri5aci#n Estan ue de Re-ulaci#n

E estan5ue de regu aci"n ser4 un estan5ue semienterrado e cua tendr4una a tura de - metros ' un di4metro de /+ metros! entregando e =o umen

necesario ' otorgando a dem4s una re=anc&a de /+ FcmG$ Lo anteriorca cu ado para a pob aci"n tota de a Comuna de Coe emu$

/,


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6. Red de Distribuci#n

E sector en estudio corresponde a a pob aci"n oca i6ada a noreste deCamino OHJiggins! de p ano entregado como antecedente$ Es importante tener

en c aro 5ue a traba1ar con e So8t are EPANET! todos os par4metros en 1uego8ueron redondeados a dos decima es$

6.1. Empla5amiento del Estan ue de Re-ulaci#n

E estan5ue de regu aci"n uti i6ado para e sector en estudio ser4oca i6ado a una cota de 72- metros ' ser4 de tipo e e=ado! 'a 5ue a cota en

e ugar so o a can6a os 72)!* FmG

6.2. Diseño / dimensionamiento de la red de

distribuci#n

Seg n o estab ecido en a NC&2


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Ecuaci#n 1: Caudal medio diario de a-ua potable. 7uente Nc '61 o8. 1664

6.2.1.2. Caudal m9 imo diario

Ecuaci#n 2: Caudal m9 imo diario de a-ua potable. 7uente Nc '61 o8. 1664

6.2.1.3 Caudal m9 imo orario

Ecuaci#n 3: Caudal m9 imo orario de a-ua potable. 7uente Nc '61 o8. 1664

/2


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Tanto e 8actor de d#a de m4 imo consumo como e de a &ora dem4 imo consumo 8ueron recomendados por a SISS! 'a 5ue son os =a ores 5uecon ma'or 8recuencia son uti i6ados$

6.2.1.". Caudal de incendio

Para un gri8o de /++FmmG de di4metro se estima 5ue e cauda deuti i6ado por e es de%

ina mente se determin" 5ue e cauda de dise?o es e m4 imo diarioinc uido e =o umen de incendio$ Adem4s se debe tener en cuenta para edise?o ciertas condiciones b4sicas ta es como a incorporaci"n de cuarte es!gri8os! di4metros m#nimos! etc$ ue aseguran e 8uncionamiento adecuado desistema de distribuci"n$

6.2.2. Nudos de la red

Para rea i6ar e dise?o ' representar asegurar a dotaci"n de agua a cadapunto de a oca idad! se rea i6" un mode o simp i cado en donde se di=idi" ared en distintos nudos$ De esta 8orma es posib e asignar a demanda de uncon1unto de casas 5ue rodean e nudo ' poder comprobar con e so8t areEPANET as presiones de ser=icio! p:rdidas de carga ' as =e ocidades en a

tuber#a$Se consideraron )7 nudos para toda a oca idad a os cua es se es

asign" su respecti=a cota ' demanda de acuerdo a a cantidad de casas$ (Vertab a n ) en ane o B0$

6.2.3. Cuarteles

De acuerdo a a norma! e 4rea ser=ida debe estar di=idida en cuarte esos cua es deben estar ubicados de manera 5ue a ongitud tota de as tuber#as

sea menor 5ue /+++ m$ Esto permite tener a red di=idida en sectores o 5uepermitir4 en caso de mantenci"n o a guna e=entua idad rea i6ar os cortes deagua por tramos$

Cabe destacar 5ue en a red dise?ada se uti i6aron dos cuarte esindependientes para a pob aci"n abastecida seg n o indicado en e p ano$

/>


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6.2.". ;uberías

E di4metro nomina 5ue se consider" para a red principa 8ue de /*+mm! ' para os dem4s tramos de //+ mm! con e cepci"n de pasa1es o tramos

na es donde se usaron ca?er#as de /++ mm! todas as tuber#as usadas ser4nde PVC de c ase /+! aun cuando se podr#a &aber usado menores! esto sedetermino por seguridad ' para 8aci itar a construcci"n (e=itando a me6c a dec ases0$ La norma especi ca 5ue e di4metro nomina m#nimo debe ser de/++mm para a red de distribuci"n ' para e caso de pasa1es se aceptan >*mm!por o 5ue se cump e dic&a normati=a$

La tuber#a 5ue conecta os gri8os tiene un di4metro nomina de /++mm$ Edi4metro m#nimo especi cado en a norma NC&2


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6.2. . C9maras

De acuerdo a a NC&2+ mca$

De acuerdo a an4 isis rea i6ado con e so8t are EPANET! e punto con presi"nm4s ba1a es de /2!


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de manera de no crear un impacto considerab e en os terrenos de os&abitantes$

Debido a 5ue a red debe insta arse en a gunos tra'ectos concana i6aciones! se debe tener en consideraci"n 5ue :stas deben estar comom#nimo +!7 m respecto de di4metro e terior de a tuber#a de agua potab e ' enning n caso sobre :stas$

No se considera a insta aci"n de =entosas en e sistema! esto debido a5ue no e isten puntos a tos! de &ec&o e estan5ue esta en e punto mas a to '

uego e sistema =a &acia puntos de e e=aci"n$

6.2.12. +odelo E ANE;

Ca cu ada con e cauda de dise?o de nido! cauda m4 imo diario mas ungri8o 8uncionando$ Adem4s en e se indican en un costado os rangos '=e ocidades de sistema! a pesar de e istir =e ocidades mu' ba1as no sepueden ba1ar os di4metros debido a o 5ue estipu a a norma$

)+


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Ilustraci#n ": +odelo E ANE;> con indicaciones de presi#n / !elocidad> para caudal dediseño

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De acuerdo a estudio! se deducen as siguientes conc usiones 5ue seconsideran de importancia%

• Con respecto a =a or de os coe cientes de &ora de m4 imo consumo 'de d#a de m4 imo consumo se estimaron de acuerdo a in8orme de osp anes de desarro o de a oca idad de Coe emu Sur$ Como son sectorescercanos! es posib e asumir 5ue e comportamiento en a oca idadCoe emu Sur no tiene grandes =ariaciones con respecto a a de toda aciudad$

• Se puede obser=ar 5ue en a cur=a de consumo &orario! en e d#a dem4 imo consumo! e promedio de todos os cauda es en e d#a entrega ecauda m4 imo diario$ As# tambi:n como e m4 imo consumo!corresponde a cauda de m4 imo consumo ca cu ado anteriormente$

• E cauda de dise?o es mu' sensib e as obras de captaci"n! conducci"n' regu aci"n dependen directamente de n mero de &oras 5ue traba1a abomba para e e=ar e agua &asta e =o umen de regu aci"n$ Mir4ndo odesde e punto de =ista econ"mico mientras menos &oras traba1e abomba en &orario de ba1a tari8a se estar#an optimi6ando os recursos$

•

La red de distribuci"n cump e con a norma NC&2


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11. )iblio-ra8ía

• APR C&i e ( $aprc&i e$c 0• Apuntes de Jidroge" ogo Ra Campi o (APR C&i e0• P anes de Desarro o de a oca idad Coe emu! VIII Regi"n$• Apuntes de pro8esor Santiago Birrer$• Nc&2-• Nc& //+7 o8


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Ane o A

?ora

Demanda@ Bs

Demanda

Acumulada @ Bs

(olumen

Acumulado@m3

%8ertaConstant

e @m3

%8ertaAcumulada @m3

Di8erencia

1 /)!*2 /)!*2 ,*!)) >,!/< >,!/< )-!2 /)!*2 )*!/) ,!/< /,-!7- *>!


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Ane o )

Par4metros a1ustados a dos decima es$

Nodo Vi=$ Aso$E e=aci"nFmG

DemandaF sG

Presi"nFm$c$aG

/ + 72+!2 + />!))) /+ 7*-!/ /2!+- /** /) 72+!) +!+< /2! +!+* ),!,*> /) 7*2!) +!+< )+!,/) /, 7*)!7 +!// ),!-,/7 + 7*)!/ + )*!+,/, /2 7*+!2 +!/) )2!*,/* /, 7,-!> +!// )-!,,/2 - 7,>!* +!+2 ) 2 7,2!, +!+* 7+!>,

/- /, 7,-!> +!// )-!,,/< /, 7,2!/ +!// 7/!+,)+ - 7,/!/ +!+2 72!+,)/ 2 7,/!/ +!+* 72!+,)) 2 7,2!< +!+* 7+!),)7 2 7,*!, +!+* 7/!>,

;abla 2: Nodos / características

)*


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Ane o C

Par4metros a1ustados a dos decima es$

Tuber#aLargoFmG

Di4metroFmmG

CaudaF ts sG

Ve ocidadFm sG

/ 7+!>2 /*+ />!27 /) //2!+7 /*+ />!27 /7 ,)!,> /++ +!) +!+/, ,+!2/ /++ +!+- +!+/* *+!2> /++ +!+< +!+/2 , ,2!,> /*+ /!72 +!+-

- //-!// /++ +!+< +!+/< ,,!,< /*+ /!/- +!+>

/+ /,,!7 //+ +!)/ +!+)// ,*!2* /*+ +!-- +!+*/) /)7!+2 //+ +!+, +!+//7 /2!+) /++ +!+> +!+//, 7)!< /++ +!+> +!+//* ,)!-* /*+ +!>* +!+,/2 /7/!* /*+ +!)/ +!+)/> ),!)) /++ +!)/ +!+/

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