EXPEDIENTE TÉCNICO

PROYECTO :

“AGUA POTABLE MICULLAAMPLIACION Y MEJORAMIENTO”

JULIO DEL 2004

Tacna – Perú

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO : “AGUA POTABLE MICULLA –AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO”

UBICACIÓN : DEPARTAMENTO : TACNAPROVINCIA : TACNADISTRITO : PACHIALOCALIDAD : ANEXO MICULLA

1.0 GENERALIDADES.-El presente Expediente Técnico se elabora a solicitud de la población del Anexo de Miculla, quienes conjuntamente con la Municipalidad Distrital de Pachía han priorizado ante FONCODES la elaboración del mencionado estudio y su posterior ejecución.

La zona es considerada de pobreza y se ubica en una zona rural de la ciudad de Tacna, Distrito de Pachía, requiriendo el mejoramiento del sistema de agua existente, el cual en las condiciones actuales no es apto para consumo humano.

Para la elaboración del proyecto y la documentación complementaria adjunta, se siguieron los lineamientos exigidos por la FONCODES, así como lo normado en el Reglamento Nacional de Construcciones.

2.0 OBJETIVOS.-- El objetivo principal es mejorar el servicio de agua potable existente a fin

de contar con él en todas las viviendas del Anexo de Miculla.- Con esto se evitarán múltiples enfermedades y malestares que se

ocasionan a los pobladores de la zona, particularmente a los niños quienes son los más afectados con la falta de un adecuado servicio de agua potable.

- Mejorar el nivel de vida y los hábitos de higiene de la población en general, asegurando su bienestar.

- Consolidar el desarrollo socio - económico de la zona de influencia del proyecto, promoviendo el uso de la mano de obra local y generando así fuentes de trabajo temporales, como también la valorización de sus viviendas por el valor agregado que trae consigo el contar con las obras de saneamiento culminadas y en óptimas condiciones.

- Asimismo, capacitar a los pobladores en diversas actividades que les pueda generar ingresos económicos futuros.

3.0 METAS.-El proyecto tiene como meta la construcción de una nueva captación y desarenador del canal Caplina, mejorar dos tramos de la línea de conducción, mejorar el sistema de evacuación y desagüe de la planta de

tratamiento en general, mejorar la operatividad del sistema existente con la modificación del presedimentador, floculador y del sedimentador existentes, la construcción de un sistema de filtros lentos para mejorar la calidad del agua tratada y la renovación de redes de agua y línea de aducción.

4.0 CARACTERISTICAS GENERALES DE LA ZONA4.1 Ubicación geográfica

Departamento : TacnaProvincia : TacnaDistrito : PachíaLocalidad : Anexo de Miculla

4.2 Vías de accesoEl Anexo de Miculla se encuentra ubicado en la carretera Tacna-Pachía-Palca, a la altura del Km. 22. Asimismo, se encuentra a 3.50 Km. de distancia de la capital del Distrito de Pachía. Las pendientes de acceso a la zona van del orden del 3% al 4%.

4.3 AltitudMiculla se encuentra ubicada a 1,340 m.s.n.m.

4.4 Adquisición de materialesLos materiales e insumos de construcción, serán adquiridos en el ámbito de la jurisdicción del distrito de Tacna y alrededores, de donde se han cotizado los precios base para el presupuesto.

4.5 Situación social y económica de la poblaciónLa población del Anexo de Miculla, se caracteriza por ser una población que radica ya hace muchos años en la zona. En gran porcentaje los pobladores desarrollan una actividad agrícola, aunque también se tiene actividades ganaderas, elaboración de vinos, comercio a través de restaurantes y otros diversos. La pobreza constituye una realidad social que está presente en este anexo y en el distrito en general, dado que no es ajeno a la falta de condiciones adecuadas para acceder a una canasta de bienes y servicios básicos, con los cuales se pueda vivir adecuadamente.

4.6 Servicios básicosEl anexo de Miculla cuenta en un 45% del total de sus viviendas con el servicio de agua a nivel domiciliario, 16% cuenta con el servicio de alcantarillado y prácticamente el 100% cuenta con energía eléctrica.

4.7 ClimaEn el lugar del proyecto, el clima es seco con abundante sol durante gran parte del año. Se tiene información meteorológica obtenida en la Estación de Calana. La información disponible es continua y confiable, mensual y anual.

4.8 PrecipitaciónLa información pluviométrica permite establecer la casi ausencia de lluvias en la zona costera continental, con precipitaciones inferiores a 20 mm/año demostrando la zona de desierto en la que nos encontramos.Precipitaciones excepcionales leves ocurren durante el verano; principalmente cuando ocurre la presencia del fenómeno El Niño; que llegan a producir escorrentías y huaycos.

4.9 TemperaturaSe cuenta con información en la parte cercana al mar: estas varían desde temperaturas mínimas medias mensuales de 12,8 ºC (julio), hasta temperaturas máximas medias mensuales de 29,3 ºC (enero) En el lugar del proyecto, las variaciones con respecto a los datos anteriormente mencionados son mínimas pudiendo considerarse como aceptables estos datos para el proyecto.

4.10 Humedad RelativaLa humedad relativa está en función de la presencia de la brisa marítima que ingresa al continente, notándose que la humedad relativa es más alta durante las estaciones de invierno y en la zona litoral entre 75 y 82 %; durante las estaciones de verano la humedad relativa es menor entre 66 y 74 % (Calana).Debido a la zona relativamente elevada en la que se encuentra el proyecto, es más cercano a la realidad considerar los valores menores como los típicos del lugar.

4.11 NubosidadLa nubosidad es coincidente con la humedad relativa, aunque es característica de la zona la escasa nubosidad presente durante prácticamente todo el año, siendo muy concurrido por la población tacneña principalmente en los meses de invierno por su abundante sol.

4.12 TopografíaLa topografía del lugar del proyecto es relativamente plana en la calle principal con pendientes de hasta el 4%.

4.13 Condiciones de vida de la poblaciónEl anexo de Miculla presenta, en términos relativos con respecto al resto del departamento, indicadores positivos en salud. En cuanto al grado de servicios de saneamiento, cuenta con redes de alcantarillado, aunque muchas viviendas no han sido conectadas al sistema. Cuenta con agua gran parte del día y de la noche y a nivel domiciliario, pero esta no es apta para consumo, por un sistema de tratamiento deficiente en infraestructura y en control de calidad. En la zona existe alumbrado público a nivel domiciliario.

En Miculla se cuenta con la pista principal que es la carretera Tacna – Kollpa, en general no cuenta con veredas, sólo el terreno afirmado y relativamente plano.Solamente cuenta con C.E. Inicial y Primario e Iglesia católica. A cuatro Km de distancia, en la localidad de Pachía, capital del distrito, se cuenta con centros educativos de nivel inicial, primario y secundario, puesto de salud, Juez de Paz, Municipalidad, Gobernación, Iglesia Católica, restaurantes, etc.

4.14 Número de beneficiarios indirectos de la obra:Este proyecto beneficiará a 348 habitantes asentados actualmente en la zona, con una proyección de 20 años, como se detalla líneas abajo en las consideraciones de diseño. Este dato es coincidente con la cantidad de viviendas que se tiene en la actualidad, las cuales ascienden a 100 con un grado de ocupación de 3 a 4 personas por lote.

4.15 Fletes y transporte de materiales:Los fletes se han considerado en forma separada del costo unitario de insumos en todos los casos, salvo los agregados que ya es un costo cotizado del material puesto en obra y proveniente de la cantera Arunta, Distrito de Gregorio Albarracín, Tacna.

5 TIPO DE SUELO.-El tipo de suelo en los 40 cm superficiales corresponde a tierra de chacra, mezcla de arenas con arcillas y limos, y en los estratos siguientes hasta los 3.00 mts. y más, se tiene suelo conglomerado, mezcla de arenas y gravas con presencia de bolonería mediana a grande, teniendo una clasificación de terreno suelto para los fines del proyecto.

6 UBICACIÓN DE LA CANTERA DE AGREGADOS.-La provisión de agregados para la ejecución de la obra, será bajo la modalidad de “puesto en obra” a excepción de la arenilla para la cama de apoyo para la red de agua y las conexiones domiciliarias, la cual se obtendrá zarandeando el material proveniente de la excavación. La cantera Arunta ubicada aproximadamente a 29 Km del anexo de Miculla, en el sector del Cono Sur de Tacna, Distrito de Gregorio Albarracín, provee de agregados de características físicas aceptables, boleados, dado que son de origen de lecho de río con dureza y resistencia adecuadas, por lo que su utilización es casi generalizada en la ciudad de Tacna.También podría emplearse agregado de la zona de Calana, a 12 Km del lugar de ejecución del proyecto, donde existe una cantera de similares características a las señaladas pero que tiene el inconveniente de una inadecuada clasificación por parte de las personas que comercializan dicho agregado.

Se puede extraer de la cantera piedra de base, arena gruesa, agregado grueso y arena fina zarandeada. Los agregados se acopiarán en la cantera y serán trasladados mediante camiones volquete a la zona de trabajo.El agua para la construcción de la obra será proveniente del canal Caplina debidamente sedimentada o la que consume la población de los alrededores.

7 CALIDAD DEL AGUASe cuenta con los análisis del agua cruda del Canal Caplina, practicados por el laboratorio de Control de Calidad de EPS Tacna, dado que esta misma agua es empleada para el abastecimiento de la población de Tacna en su totalidad.Se aprecian parámetros fisico químicos aceptables, sin valores que excedan las normas nacionales, siendo un agua apta para consumo humano, previo tratamiento.

8 SISTEMA EXISTENTE – CONCEPCIÓN GENERAL DEL PROYECTOActualmente la localidad de Miculla cuenta con un servicio de abastecimiento de agua cuyo sistema carece de una inadecuada infraestructura de captación, además no cuenta con un sistema de filtros para clarificar completamente el agua, y la infraestructura existente no cuenta con un diseño adecuado, lo que hay que corregir.Se tiene una línea de conducción de PVC de Ø 3”, un reservorio de regulación de 20 m3 de capacidad así como redes de distribución de 1 ½” y ¾”.Debido a la falta de un desarenador en la captación y con las bajas velocidades en la línea de conducción este corre el peligro de obstruirse en corto tiempo. Asimismo, el existente en la planta de tratamiento se colmata continuamente en época de avenidas, por lo que se proyecta la construcción de un desarenador adicional en la captación de agua.Se ha considerado la construcción de un filtro lento de arena debido a su sencillez y eficiencia y a que “simula el proceso de purificación que se da en la naturaleza al atravesar el agua de lluvia los estratos de la corteza terrestre hasta encontrar acuíferos o ríos subterráneos”, siendo las consideraciones por las que se ha determinado dicho sistema las siguientes:- Es eficiente en la remoción de microorganismos pequeños sobre la

base de un proceso biológico natural de degradación química y biológica.- Es eficiente en la remoción de partículas que provocan la turbidez

del agua debido a la filtración que se produce lentamente, no se requiere la utilización de sustancias químicas floculantes para precipitar las partículas sólidas en suspensión.

- Requiere de áreas más pequeñas para tratar un mismo caudal en comparación con el filtro rápido y el costo inicial es menor.

- Se produce oxigenación del agua con el crecimiento de algas las cuales absorben el bióxido de carbono y otras sustancias químicas para formar material celular y oxígeno que se integra al agua y entra en reacción con impurezas orgánicas haciendo que estas sean más asimilables por los microorganismos.

El sistema del filtro lento se ha mejorado y complementa con la captación y pre-tratamiento, desarenadores, floculador, decantador, desinfección y reservorio, que nos aseguren la obtención de agua apta para consumo humano.

Ubicación de la planta de tratamiento.-La planta de tratamiento está ubicada con las siguientes condiciones:- Facilidad de acceso: existen caminos que permiten el acceso hasta

la misma planta - Ausencia de aguas subterráneas- Zona segura, no expuesta a riesgos naturales o humanos.

Descripción del proyecto.-El proyecto tiene por finalidad ampliar y mejorar el sistema de abastecimiento de agua potable de la localidad de Miculla, constando de lo siguiente:- Captación- Desarenador en la captación del canal Caplina- Mejorar dos tramos de la línea de conducción de PVC Ø 3”- Mejorar el sistema de evacuación y desagüe de la planta de tratamiento

en general- Mejorar la operatividad del sistema existente con la modificación del

floculador, del pre-sedimentador y sedimentador existentes.- Construcción de un sistema de filtros lentos- Mejoramiento del sistema de distribución de agua.

9 PRESUPUESTO.-El proyecto tiene los siguientes costos:Captación de agua S/. 1,899.05Desarenador en la Captación S/. 15,751.89Líneas y redes de agua S/. 20,574.18Planta de tratamiento: modif.. sist. Existente S/. 9,354.14Filtros lentos S/. 18,295.93Varios S/. 1,020.00Módulo de herramientas S/. 743.22Aporte comunal S/. 3,438.90Flete S/. 1,973.04

---------------Total Costo Directo del proyecto: S/. 73,050.35

El costo directo total del proyecto asciende a la suma de S/. 73,050.35 (Setentaitres mil cincuenta y 35/100 Nuevos Soles), incluido I.G.V., con precios a Julio del 2004.

10 PLAZO DE EJECUCION DE OBRA.-El plazo para ejecutar la obra será de 75 días calendario (2.5 meses).

11 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO.-La Operación y mantenimiento del sistema estará a cargo de la Municipalidad Distrital de Pachía, quien organizará un Comité de Administración para el sistema ejecutado.

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MEMORIA DE CALCULO

CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEÑOPoblación de diseñoPara determinar la población de diseño asumiremos el criterio de tiempo población, en vista que la zona está en proceso de consolidación y crecimiento, concordando con el RNC respecto a la vida útil de los materiales, asumiendo como período de diseño 20 años. Emplearemos el método aritmético para el cálculo de la población futura.

Población inicial : Po = 251 hab. (Censo de 1993)Tasa de crecimiento anual : r = 3.5 % (Fuente: “Perfil socio

demográfico del departamento de Tacna” INEI, Folleto No. 22

Población actual (2004) : t = 11 añosPo (1+(r*t/100))251*(1+3.5*11/100))348 habitantes

Población futura Pf (2024) : t = 20 añosPo (1+(r*t/100))348*(1+3.5*20/100))Pf = 592 habitantes

Dotación : De acuerdo con el R.N.C. asumiremos150 Lit./hab./día (zona rural, costa, clima

cálido)

Caudales de diseñoPoblación de diseño : 592 hab.Dotación : 150 lt/hab/díaCaudal máximo diario (K1) : 1.30 * QPDCaudal máximo horario (K2) : 2.00 * QMDCaudal promedio diario : QPD = 592*150/86400 = 1.03 lt/seg.

QPD = 1.03 lts/segCaudal máximo diario : QMD = 1.30 * 1.03

QMD = 1.34 l/sCaudal máximo horario : QMH = 2.00 * 1.34

QMH =2.67 l/s

Diseño de la captación de agua del canal CaplinaSe reubicará la captación de agua 25 m aguas arriba de la existente.Dado que se cuenta con la Resolución Administrativa No.123-2002-DRA.T/ATDR.T, del 04 de Setiembre del 2002, en la cual se otorga una Licencia de uso de aguas superficiales del Canal Caplina con un caudal máximo de 2 l/s, así como se autoriza la colocación de una tubería de PVC de 4” controlada con una llave de válvula, se dará este tratamiento a la captación.

Se observa que con una pendiente del 2% se obtienen velocidades superiores a 0.60 m/s.Se colocará en el canal posterior un vertedero triangular con fines de medición de caudales, como se muestra en los planos y en las hojas de cálculo adjuntas, así como una tubería de evacuación de lodos debido a la presencia de sedimentos que se tendrá en esta zona.

Diseño del desarenador contiguo a la captaciónTiene por objeto separar del agua las partículas de grava, arena gruesa y arena fina que se encuentran en el agua cruda. En el agua a tratar observamos partículas de grano fino que necesitan de un régimen laminar lento para su sedimentación.Por tanto diseñaremos desarenadores lentos, continuos y en paralelo, con dos unidades mellizas, evacuación por arrastre, para eliminar el 100% de las partículas mayores a 0.005 cmPara el diseño del desarenador empleamos el caudal o consumo máximo diario.Caudal máximo diario : QMD = 1.34 l/sCaudal de diseño : Qd = 0.00067 m3/seg (en cada unidad)

Mediante la Ley de Stokes calculamos la velocidad de sedimentación:Vs = (g*(Ss-1)*D2)/(18*µ)Vs = 0.00017 m/seg = 0.017 cm/seg

Se recomienda una profundidad entre 1.0 m y 3.0 m, una velocidad horizontal máxima de 0.17 m/seg y la razón entre la velocidad horizontal del agua y la velocidad de sedimentación de las partículas inferior a 20.Por tanto, Vh = 0.045 cm/segObtenemos: B = 1.50 m (ancho del desarenador)

L2 = 6.00 m (Largo del desarenador)L1 = 0.50 m (Longitud en la entrada)LT = 6.50 mH = 1.00 m (Altura del desarenador)

Lo que verificamos en hoja “Dimensionamiento del desarenador” que se adjunta.

Verificación de la capacidad de la línea de conducción existente.-La línea de conducción la verificamos con el consumo máximo diario (Qmd)Caudal máximo diario : QMD = 1.34 l/sDebe tener un velocidad mínima de 0.60 m/seg y la máxima admisible de 5 m/s para tubos de PVCSe aplicará la fórmula de Hazen y Williams con un C = 140

Q = 0.2785 * C * D2.63 * Sf0.54

Cota ingreso : CI = 1259.23 (a la salida del desarenador)Cota llegada : CLL = 1256.22 ( al ingreso del pre-

sedimentador en Planta de tratamiento)Longitud : L = 769.06 mCoeficiente HW : C = 140

Diámetro D = 75 mm Obtenemos:Velocidad : V = 0.30 m/seg (baja)Pérdida de carga : Sf = 1.66 m/km

hf = 1.28 m (OK)

Probemos con 2”Diámetro : D = 50 mmObtenemos:Velocidad : V = 0.68 m/seg (OK)Pérdida de carga : Sf = 11.97 m/km

hf = 9.02 m (Demasiado)

Por lo tanto, no realizaremos el cambio de la línea de conducción, pues cuenta con la capacidad suficiente aunque no llega a la velocidad mínima recomendable, aún contando con una cota superior a la existente.Solamente se realizará el cambio de tubería en los tramos que se requiere.

Verificación del diseño del floculador existente en la Planta de tratamientoSe cuenta con un floculador hidráulico de flujo horizontal, el cual es adecuado para plantas pequeñas menores de 50 l/s.Tenemos: L = 4.50 m (longitud del floculador)

A = 2.50 m (ancho del floculador)N = 22 (número de canales)H = 0.60 m (altura del canal incluido borde libre)B = 0.15 m (borde libre)

El floculador se diseña con el consumo máximo diario (Qmd)Caudal: QMD = 1.34 l/sSe recomienda velocidades entre 0.10 y 0.60 m/s, (Arboleda, CEPIS) dado que tenemos bajo caudal, asumimos:

v = 0.10 m/sAsimismo, se recomienda tiempos de retención entre 15 y 30 minutos, asumimos

t = 15 minPara un período de mezcla de 15 minutos y una velocidad de flujo de 0.10 m/s, la distancia total recorrida por el agua debe ser:

L = 0.10 m/s * 15 m * 60 s = 90 mEl volumen de agua a mezclar en cada período de 15 minutos es:

V = Qt = 0.00134*15*60 = 1.21 m3El área transversal requerida de un canal entre bafles es:

A = 1.21 m3/90 m = 0.0134 m2Asumimos una distancia entre bafles de 0.10 m, por lo que la profundidad del agua sería:

d = 0.0134/0.10 = 0.134 m = 13.40 cmEl espacio libre entre los tabiques y la pared del tanque será:

e = 1.50 * 0.10 = 0.15 m

Para un ancho útil de la cámara de floculación de 2.50 m la longitud efectiva de cada canal será:

l = 2.50 – 0.15 = 2.35 mPor lo tanto el número requerido de canales será:

N = 90 / 2.35 = 38Con un espesor de tabique de 1” de madera tratada, la longitud interior de la cámara de floculación será:

L = 38*0.1 +37*0.0254 = 4.70 mDado que tenemos una longitud total de 4.50 m y siendo la diferencia mínima, asumimos la modificación del floculador solamente con la colocación de 35 bafles de madera espaciados cada 10 cm.

La pérdida por fricción en el tanque, según la fórmula de Manning será:hf = (nv)2L/R4/3 = (0.013*0.1)2*35*2.35/(0.0134/0.368)4/3

hf = 0.01 mLa pérdida adicional h en floculadores de flujo horizontal se calcula, según Arboleda (CEPIS), empleando Manning como sigue:

h = 3*(N-1)*v2/2g = 3*34*0.102/2*9.8 = 0.05 mPor tanto, la pérdida de carga total será:

H = hf + h = 0.01 + 0.05 = 0.06 mEl gradiente de velocidad para una temperatura de 15°C deberá estar entre 10 y 100 s-1 según Arboleda (CEPIS), por tanto:

G = ((g*H)/(ût))^(1/2) = = ((9.8*0.06)/(1.139*10-6*15*60))^(1/2) = 23.95 s-1 OK!

El número adimensional de Camp, Gt, deberá estar entre 10,000 y 100,000Gt = 23.95 * 15 * 60 = 21,555 OK!

Pendiente en el floculador:Según Manning:

Q = AR2/3S1/2/nReemplazando, tenemos:

S = 0.014%Por lo tanto, no es necesario modificar la pendiente del floculador, que es horizontal.

Verificación del diseño del decantador existente en la Planta de tratamientoOriginalmente en la planta de tratamiento se diseñaron filtros lentos los cuales no se concluyeron, quedando las estructuras de concreto convertidas en dos decantadores, pero con salida de agua por la parte del fondo, lo que se debe corregir.Tenemos: L = 4.90 m (longitud del decantador)

A = 3.70 m (ancho del decantador)H = 2.80 m (altura máxima del nivel de agua)B = 0.45 m (borde libre)

El decantador se diseña con el caudal máximo diario (Qmd)Caudal: QMD = 1.34 l/sObtenemos:

Cs = 3.18 (Carga superficial)Vh = 0.01 cm/seg (Velocidad horizontal)

Los resultados se observan en la hoja de cálculo adjunta.

Diseño de los filtros lentos en la Planta de tratamientoOriginalmente en la planta de tratamiento se diseñaron filtros lentos los cuales no se concluyeron, quedando las estructuras de concreto convertidas en dos decantadores, lo que debe corregirse en esta oportunidad.Se diseñan dos unidades de filtros lentos, con el caudal máximo diario (Qmd)Caudal: QMD = 1.34 l/sLa tasa de filtración debe estar comprendida entre 2 y 14 m3/m2/díaLecho filtrante:

- La grava se colocará en 3 espesores, y en los tamaños señalados en la siguiente tabla:

CapasDiámetros (mm)

Alturas (cm)Mínimos Máximos

1 0.5 – 2.0 1.5 – 4.0 52 2.0 – 2.5 4.0 – 15.0 53 5.0 – 20.0 10.0 – 40.0 10

- El espesor de la arena será de 0.80 m, con los espesores de raspaje que se hagan pueden ser llevados hasta los 0.50 m como mínimo debido a que con espesores menores la eficiencia se reduce considerablemente.

- El tamaño efectivo de la arena deberá ser lo más cercano posible a 0.3 mm y el coeficiente de uniformidad entre 1.5 y 3, para que los poros sean lo bastante regulares que aseguren una buena porosidad. Lo ideal es que se encuentre en un rango entre 1.8 a 2.0. La granulometría de la arena se define a través del tamaño efectivo (d10), y el coeficiente de uniformidad (CU). El tamaño efectivo (d10) es el tamaño del grano en mm, por debajo del cual sólo debe de estar el 10% en peso de la muestra. El coeficiente de uniformidad CU es la relación entre el tamaño en mm por debajo del cual está el 60% en peso de la muestra (d60) y el tamaño efectivo (d10).

CU = d60 / d10

N = 2 (Número de unidades)L = 3.25 (Largo de cada unidad)A = 2.00 (Ancho de cada unidad)

El drenaje seleccionado es de ladrillo tipo Hércules 1, de 14 x 24 x 10 cm, formando canales de 0.14 x 0.14 m con ranuras de 2 cm.Este ladrillo deberá estar con sus orificios tapados con mezcla cemento arena 1:4En la hoja de cálculo adjunta, se indican las dimensiones y criterios adoptados.

Verificación del reservorio de almacenamientoEl reservorio debe garantizar el funcionamiento hidráulico del sistema y el mantenimiento de un sistema eficiente.

De acuerdo al RNC, se considera un 25% del promedio anual de la demanda (Qp)V reservorio = 0.25 * Qp * 86400 /1000 = 22.19 m3

Dimensiones del reservorio existente: L = 3.00 mA = 3.00 mH = 2.27 mV = 20.43 m3

Dado que se tiene un déficit de 1.76 m3 y siendo este un volumen muy pequeño, no se proyectará la construcción de un reservorio adicional, pues además se cuenta con una fuente autorizada de 2.0 l/seg, superior al consumo máximo diario que es de 1.34 l/seg.

Verificación de la línea de conducción de la planta al reservorioLa línea de conducción de la planta al reservorio la verificamos con el consumo máximo diario (Qmd)Caudal máximo diario : QMD = 1.34 l/sDebe tener un velocidad mínima de 0.60 m/seg y la máxima admisible de 5 m/s para tubos de PVCSe aplicará la fórmula de Hazen y Williams con un C = 140

Q = 0.2785 * C * D2.63 * Sf0.54

Cota salida de los filtros : CS = 1254.25Cota llegada al reservorio existente : CLL = 1253.69Longitud : L = 104 mCoeficiente HW : C = 140Diámetro existente : D = 50 mm = 0.050 mObtenemos:Velocidad : V = 0.68 m/seg OK¡Pérdida de carga : Sf = 11.97 m/km Mal

hf = 1.24 m Mal

Por lo tanto, debemos realizar el cambio de la tubería en la línea de conducción, pues produce demasiada pérdida de carga para las condiciones de trabajo.

Probando con tubería PVC 75 mm:Cota salida de los filtros : CS = 1254.25Cota llegada al reservorio existente : CLL = 1253.69Longitud : L = 104 mCoeficiente HW : C = 140Diámetro proyectado : D = 75 mmObtenemos:Velocidad : V = 0.30 m/seg BajaPérdida de carga : Sf = 1.66 m/km Bien

hf = 0.17 m BienPresión de llegada en el reservorio : H = 0.39 m

Por lo tanto, realizaremos el cambio de la línea de conducción desde los filtros hasta el reservorio con tubería PVC Ø 75 mm, aunque sea baja la velocidad encontrada.Verificación de la línea de aducción del reservorio a la redLa línea de aducción del reservorio a la red la verificamos con el consumo máximo horario (Qmh)Caudal máximo horario : QMH = 2.67 l/sDebe tener un velocidad mínima de 0.60 m/seg y la máxima admisible de 5 m/s para tubos de PVCSe aplicará la fórmula de Hazen y Williams con un C = 140

Q = 0.2785 * C * D2.63 * Sf0.54

Cota salida del reservorio : CS = 1251.43Cota en inicio red de distribución : CR = 1242.08Longitud : L = 163.50 mCoeficiente HW : C = 140Diámetro existente : D = 1 ½” = 3.81 cm=38.10mmObtenemos:Velocidad : V = 2.34 m/seg OK!Pérdida de carga : Sf = 160.96 m/km

hf = 26.32 m MALPor lo tanto, debemos cambiar la línea de aducción por ser insuficiente su capacidad para el período de diseño de nuestro proyecto.

Con tubería PVC Ø 75 mmCota salida del reservorio : CS = 1251.43Cota en inicio red de distribución : CR = 1242.08Longitud : L = 163.50 mCoeficiente HW : C = 140Diámetro proyectado : D = 3” = 75 mmObtenemos:Velocidad : V = 0.60 m/seg OK!Pérdida de carga : Sf = 5.95 m/km

hf = 0.97 m OK!Presión al inicio de la red distribución: Paducc = 8.38 m (columna/agua)Con diámetros mayores tendremos menores pérdidas de carga (mayor presión en la red) pero menor velocidad.Por tanto, cambiaremos la red de aducción con una tubería PVC Ø 75 mm.

Verificación de la red de distribuciónLa red de distribución la verificamos con el consumo máximo horario (Qmh)Caudal máximo horario : QMH = 2.67 l/sDebe tener un velocidad mínima de 0.60 m/seg y la máxima admisible de 5 m/s para tubos de PVC. Se debe lograr una presión mínima de 10 m de columna de agua en cualquier punto de la red.Se aplicará la fórmula de Hazen y Williams con un C = 140

Q = 0.2785 * C * D2.63 * Sf0.54

Se tiene:

L = 2,700 m longitud total red de distribución,paralela a la carretera Tacna-Calientes

Cota inicio : 1242.08 m Cota final red: 1126.66 mDiferencia de cotas: 115.41 mPor lo tanto dividiremos la red en tres tramos, a fin de tener cotas piezométricas menores de 50 m en cada tramo. Se incluirán válvulas reductoras de presión al inicio del tramo 2 y del tramo 3.Tramo 1:Cota nudo 1 : 1242.08 mCota nudo 2 : 1201.87 mC : 140Longitud : 1,029.00 mCaudal : 2.67 lpsEjecutando Hazen y Williams, obtenemos:Diámetro : 3” – 75 mmVelocidad : 0.60 m/segPresión nudo 1 : 8.38 mCota piezométrica 1 : 1,2501.46Presión nudo 2 : 42.64 mCota piezométrica 2 : 1,244.51Pérdida de carga en tramo: 5.95 m/KmPérdida de carga total: 5.95 m

Tramo 2: (Construcción futura)Colocando una válvula reguladora de presión al inicio del tramo:Cota nudo 2 : 1201.87 mCota nudo 3 : 1165.00 mC : 140Longitud : 709.00 mCaudal : 0.68 lpsEjecutando Hazen y Williams, obtenemos:Diámetro : 2” – 50 mmVelocidad : 0.35 m/segPresión nudo 2 : 10.00 mCota piezométrica 2 : 1,211.87 mPresión nudo 3 : 44.26 mCota piezométrica 3 : 1,209.26 mPérdida de carga en tramo: 3.41 m/KmPérdida de carga total: 2.61 m

Tramo 3: (Construcción futura)Colocando una válvula reguladora de presión al inicio del tramo:Cota nudo 3 : 1,165.00 mCota nudo 4 : 1,126.66 mC : 140Longitud : 954.00 m

Caudal : 0.32 lpsEjecutando Hazen y Williams, obtenemos:Diámetro : 1 ½” – 38 mmVelocidad : 0.28 m/segPresión nudo 3 : 10.00 mCota piezométrica 3 : 1,175.00 mPresión nudo 4 : 45.33 mCota piezométrica 4 : 1,171.99 mPérdida de carga en tramo: 3.22 m/KmPérdida de carga total: 3.01 m

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