lunes, 13 de julio de 2009

Planteamiento del problema

Planteamiento del problema
Formulación del problema
¿Qué aspectos técnicos tiene la Propuesta del Proyecto de Red de Agua – Desagüe para mejorar las condiciones de sanidad del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad 2009?
Realidad problemática
El CPM Nuevo Paraíso cuenta con servicio de luz a cargo de la empresa eléctrica Hidrandina y con el servicio de agua mediante 01 tanque elevado (de uso particular desde una cisterna, a través, de conexiones domiciliarias artesanales), lamentablemente la localidad no cuenta con servicios básicos de agua potable y desagüe, sólo se abastecen de agua a través de pozos artesanales los cuales no tienen el mantenimiento adecuado atentando contra la salud de los habitantes. La importancia de las redes de infraestructura del agua y desagüe, o de otra índole, está en la función de inserción social de las personas que las utilizan. La ausencia o la atención precaria de las redes representan, en mayor o en menor grado, una forma de exclusión social, además de las posibilidades de contraer enfermedades debido a exposición constante con los residuos sólidos. Una evaluación del funcionamiento de las redes refleja un retrato de su efectividad social como un factor de inclusión social de la población. Delante de las situaciones de no articulación con los servicios del agua y desagüe, los moradores evidencian formas de proceder que se expresan en prácticas cotidianas para suplir la falta de estos servicios básicos. Uno de estos es la utilización de pozos ciegos dentro de las viviendas. Las características básicas de estas formas de proceder son múltiples y repetitivas, son actitudes individuales (en el sentido de ser del ámbito familiar) o colectivas ambas fuertemente marcadas por su relación con la necesidad de mantener la habitabilidad de la casa.
En la ausencia de los servicios, situación en un ambiente en proceso de urbanización, se evidencia, en la dimensión individual, una respuesta a esa condición de vida. En el CENSO ‘93- INEI, sólo un 41% de viviendas del Distrito de Huanchaco (incluidas las de los CPM) estaban conectadas a red pública de un total de 3,798 viviendas, el 21% se abastecía a través de pozo, el 20% de pilón de uso público, mientras que un 18% lo hacía a través de un camión cisterna u otro medio.

Justificación

Justificación
El Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso se abastece de agua a través de pozos artesanales no saneados, no cuenta con desagüe, por lo que se está atentando contra la salud de sus pobladores, razón por la cual:
• La Propuesta de la Red de Agua y Desagüe beneficiará a los pobladores del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso, permitiendo orientar el desarrollo del mismo.
• Se logrará mejorar el servicio de abastecimiento de agua.
• Mejorará el ornato y las condiciones de vida de los pobladores.
• Disminuir enfermedades de origen gastrointestinal.

Objetivos

Objetivos

Objetivo General
Diseñar el Proyecto de la Red de Agua - Desagüe para el Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad, y de esta manera ofrecer a los pobladores de este sector una mejor calidad de vida.

Objetivos Específicos
· Diagnosticar las condiciones de sanidad del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad.
· Proponer de qué manera el Proyecto de Red de Agua – Desagüe mejorará las condiciones de sanidad del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad 2009.
· Validar la propuesta del Proyecto de Red de Agua – Desagüe para mejorar las condiciones de sanidad del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad 2009.

Marco Teorico

Bases teóricas
SERVICIOS BÁSICOS Y COMUNALES
AGUA
El servicio de abastecimiento de agua en el distrito es deficiente. En el CENSO ‘93- INEI, sólo un 41% de viviendas estaban conectadas a red pública de un total de 3,798 viviendas, el 21% se abastecía a través de pozo, el 20% de pilón de uso público, mientras que un 18% lo hacía a través de un camión cisterna u otro medio.
§ Las Lomas cercano al Balneario, no tiene el servicio y se abastece de agua mediante piletas que son administradas por la misma empresa. Provisión del Servicio de Agua Potable en el Balneario Variable Características Generación De tipo subterránea. Pozo Tubular Rendimiento: 180 l/p/s Horas de bombeo: 10 hr. Equipo: de Bombeo sumergible (45HP) Regulación 01 Reservorio Tipo: Flotante Capacidad: 400 m3
§ CPM. Nuevo Paraíso Generación: mediante pozos artesanales particulares 01 pozo tubular - 01 tanque elevado (ambos de uso particular, que desde una cisterna, a través, de conexiones domiciliarias artesanales)
DESAGÜE
El servicio de desagüe en Huanchaco presenta déficit, sólo el Balneario tiene el servicio y sus redes tienen una antigüedad de 20 años; carecen de este centro poblado. El CENSO ‘93- 3) INEI, de un total de 3,865 viviendas; el 40% están conectadas a la red pública, el 44% a un pozo ciego y el resto a un río, acequia o manantial, (1161 viv.) tiene servicio higiénico conectado a red pública y sus aguas residuales van a las Lagunas de Oxidación ubicadas en el Tablazo. Características Generación Tipo usuario: Residencial – Comercial – Institucional Distribución Red de colectores con conexión domiciliaria Diámetro variable: 8" – 10” y 12” Tratamiento Final Cámara de Reunión (Estación de Bombeo) Línea de impulsión Planta de Tratamiento: Laguna de Oxidación Equipo eléctrico: 02 (tensión 220 voltios) Problemática Área servida:
§ CPM. NUEVO PARAÍSO
No tienen este servicio, es suplido por medio de pozos ciegos ubicados en el interior de las viviendas.
CONDICIONES BÁSICAS DE SANIDAD
§ SALUD AMBIENTAL
Según la dirección General de Salud Ambiental DIGESA, señalan los Componentes de Salud Ambiental y la definen como el conjunto de componentes externos al ser humano en los cuales es necesario actuar para garantizar la satisfacción de sus requerimientos de vivienda, alimentación, ocupación y recreación. Los componentes de salud ambiental son: Saneamiento, Riesgos Ambientales y Recursos Naturales.
§ ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR EL AGUA
Son las causadas por el agua contaminada por desechos humanos, animales o químicos. Las enfermedades transmitidas por el agua incluyen entre otras el cólera, la fiebre tifoidea, la Shigella, la poliomielitis, la meningitis, la hepatitis A y E y la di­arrea. Son enfermedades producidas por aguas residuales. La mayoría se pueden prevenir con un tratamiento previo a su uso. Algunas cifras ilustran la gravedad de la situación que conlleva convivir con aguas contaminadas: ü Cada día mueren en el mundo unas 6.000 personas a causa de la diarrea, sobre todo niños menores de cinco años. ü En 2001 murieron 1,96 millones de personas por diarrea infecciosa; 1,3 millones eran niños menores de cinco años. ü La diarrea ha provocado la muerte de más niños en los últimos diez años que en todos los conflictos armados desde la segunda guerra mundial. ü Entre 1.085.000 y 2.187.000 de las muertes producidas por diarrea pueden atribuirse al factor riesgo 'agua, sanidad e higiene'. el 90% de estas muertes corresponde a niños menores de cinco años. ü En china, india e indonesia, mueren dos veces más personas de diarrea que del virus del sida. ü Con simples medidas de higiene como lavarse las manos después de ir al baño o antes de preparar la comida, se evitaría la mayor parte de estas muertes.
§ INFECCIONES POR CONTACTO INDIRECTO CON EL AGUA
En el Encuentro Regional sobre campos electromagnéticos Latinoamérica y el Caribe con respecto al Perú se trataron el tema de Lineamientos de Política en Salud Ambiental. Si se toma en consideración las enfermedades transmitidas por excrementos, aguas negras y lodos de aguas negras, aumenta el número de destinadas formas de diseminación de las enfermedades entéricas y con ello aumenta la lista de infecciones posibles. Las formas comunes de transmisión, aparte de la efectuada a través del agua potable, son:
1) mediante los berros o bien los moluscos que se han cosechado o almacenado en agua contaminada con aguas negras (tifoidea, paratifoidea, disentería y hepatitis infecciosa.);
2) a través de vegetales y frutas contaminadas por heces, aguas negras, o lodos de aguas negras;
3) por exposición al suelo contaminado por excremento humano (lombriz intestinal);
4) mediante toda clase de alimentos contaminados por las moscas y otros bichos que también se alimentan de materia fecal humana;
5) por pescados y cangrejos procedentes de aguas contaminadas que se comen crudos;
6) mediante baños y otra exposición de aguas contaminadas.
§ ENFERMEDADES CON BASE EN EL AGUA
Son las causadas por organismos acuáticos que pasan una parte de su ciclo vital en el agua y otra parte como parásitos de animales. Estas enfermedades incluyen el gusano de Guinea, la paragonimiasis, la clonorquiasis y la esquistosomiasis. Las causantes de estas enfermedades son una variedad de gusanos (trematodos, te­nias, lombrices intestinales y nematodos del tejido, denominados colectivamente helmintos) que infectan al ser humano. Aunque estas enfermedades normalmente no son mortales, impiden a las personas llevar una vida normal y reducen la capa­cidad para trabajar. El predominio de enfermedades con base en el agua suele aumentar cuando se construyen presas, pues el agua estancada tras las presas es ideal para el desarro­llo de caracoles, huéspedes intermediarios de muchos tipos de gusanos. Por ejem­plo, la Presa de Akosombo, en el Lago Volta, en Ghana, y la Alta Presa de Asuán, en el Nilo, Egipto, han contribuido al enorme incremento de la esquistosomiasis en estas zonas. Algunas cifras indican que: ¨ De los 200 millones de personas en el mundo infectadas por el gusano que causa la esquistosomiasis, unos 20 millones son víctimas de consecuencias graves. aún se encuentra la enfermedad en 74 países. ¨ Los estudios muestran que la enfermedad ha disminuido un 77% en algunas zonas en las que se ha suministrado agua de mejor calidad y acceso a la sanidad. ¨ 88 millones de niños menores de quince años se infectan cada año con la esquis­tosomiasis. ¨ 80% de las transmisiones tienen lugar en áfrica subsahariana.
CONSIDERACIONES GENERALES
La red debe presentar un servicio eficiente y continuo por lo cual se diseño debe atender a la condición más desfavorable. Al estudiar las variaciones de consumo, definimos el consumo máximo horario. Esta condición debe ser satisfecha por la red de distribución a fin de no provocar deficiencias en el sistema. La red de distribución se define como la unidad del sistema que conduce el agua a los lugares de consumo. La importancia en la determinación de la red radica en poder asegurar la población el suministro eficiente y continuo de agua en cantidad y presión adecuada durante todo el periodo de diseño.
§ TIPOS DE CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN
Los tipos de redes de distribución dependen de la topografía, de la vialidad y de la ubicación de las fuentes de abastecimiento y del estanque, que son a saber:
Sistema De Circuito Abierto
Se emplean para ciudades, centros urbanos y rurales que se desarrollan a lo largo de una carretera o de un río, comienza de una matriz de la que se desprenden varias ramificaciones. Este sistema presenta una buena distribución de presiones y requiere de mayores diámetros. En caso de reparación, por tener una sola línea de alimentación, dejará en algunos casos sin agua a la mayor parte de la población.
Sistema De Circuito Cerrado
Consiste en un sistema de conductos principales que rodean a un grupo de manzanas de las cuales parten tuberías de diámetro menor unidades en sus extremos al conducto principal. Mayor seguridad en el normal abastecimiento a la localidad. Mayor economía ya que cada tramo de tubería puede ser alimentado por ambos extremos, y se consigue menores diámetros de tuberías, menores perdidas de carga. En el dimensionamiento de una red de circuito cerrado se trata de encontrar los gastos de circulación de cada tramo para lo cual nos apoyamos en algunas hipótesis estimativas en los gastos en los nudos. Para este proyecto se utilizara este tipo de red de distribución por las consideraciones indicadas anteriormente.
§ CAPTACIÓN DE FUENTES SUBTERRÁNEAS
Calidad del Agua
Significa que debe estar libre de microorganismos patógenos, de minerales y sustancias orgánicas que puedan producir efectos fisiológicos adversos. Debe ser estéticamente aceptable y, por lo tanto, debe estar exenta de turbidez, color, olor y sabor desagradable. Puede ser ingerida o utilizada en el procesamiento de alimentos en cualquier cantidad, sin temor por efectos adversos sobre la salud Deberá presentar sabor agradable y ser prácticamente incolora, inodora, límpida y transparente. El agua potable de uso domiciliario es el agua proveniente de un suministro público, de un pozo o de otra fuente, ubicada en los reservorios o depósitos domiciliarios. Ambas deberán cumplir con las características físicas, químicas y microbiológicas apropiadas.
Análisis físico - químico
Volumen de agua a extraer: No es posible fijar de una manera general el volumen de agua a extraer para el análisis químico, pues variara según las determinaciones a efectuar entre 1 a 5 litros.
Color
El color de las aguas naturales se debe a la presencia de sustancias orgánicas disueltas o coloidales, de origen vegetal y, a veces, sustancias minerales (sales de hierro, manganeso, etc.). Como el color se aprecia sobre agua filtrada, el dato analítico no corresponde a la coloración comunicada por cierta materia en suspensión.
El color de las aguas se determina por comparación con una escala de patrones preparada con una solución de cloruro de platino y cloruro de cobalto. El número que expresa el color de un agua es igual al número de miligramos de platino que contiene un litro patrón cuyo color es igual al del agua examinada. Se acepta como mínimo 0,2 y como máximo 12 mg de platino por litro de agua.
Olor
Está dado por diversas causas. Sin embargo los casos más frecuentes son:
·Debido al desarrollo de microorganismos
· A la descomposición de restos vegetales
· Olor debido a contaminación con líquidos cloacales industriales
· Olor debido a la formación de compuestos resultantes del tratamiento químico del agua.
· Las aguas destinadas a la bebida no deben tener olor perceptible. Se entiende por valor umbral de olor a la dilución máxima que es necesario efectuar con agua libre de olor para que el olor del agua original sea apenas perceptible. Se aceptan como valores máximos para un agua optima 2 a 10 unidades.
Sabor
Está dado por sales disueltas en ella. Los sulfatos de hierro y manganeso dan sabor amargo. En las calificaciones de un agua desempeña un papel importante, pudiendo ser agradable u objetable.
Determinación de pH
El pH óptimo de las aguas debe estar entre 6,5 y 8,5, es decir, entre neutra y ligeramente alcalina, el máximo aceptado es 9. Las aguas de pH menor de 6,5, son corrosivas, por el anhídrido carbónico, ácidos o sales ácidas que tienen en disolución. Para determinarlo usamos métodos colorimétricos o potenciométricos. Para poder decidir sobre la potabilidad del agua se requiere el control de un número elevado de parámetros químicos y determinados parámetros bacteriológicos. Dentro de los primeros cobra especial importancia el amonio, los nitratos y nitritos, indicadores de contaminación por excelencia.
Análisis Bacteriológico de aguas
Existe un grupo de enfermedades conocidas como enfermedades hídricas, pues su vía de transmisión se debe a la ingestión de agua contaminada. Es entonces conveniente determinar la potabilidad desde el punto de vista bacteriológico.
Toma de muestra
La muestra para análisis bacteriológico debe efectuarse con el mayor cuidado.
Envase
Se deben utilizar frascos esterilizados y con envoltura externa. La capacidad debe ser de 200 a 250 cc.
Envío de muestras
Debe transcurrir el menor tiempo entre la extracción y la llegada al laboratorio, y que durante ese tiempo se mantenga entre 4 y 10 ºC. De lo contrario se producen modificaciones cuali - cuantitativas de la flora bacteriana.
Toma de muestra
Se saca agua con un balde del pozo y luego se vierte en la botella, teniendo cuidado que no queden burbujas, luego tapar y guardar en un depósito con hielo.
§ SISTEMA DE ALCANTARILLADO
El sistema de alcantarillado es el conjunto de tuberías, cámaras de inspección, planta de tratamiento y todas las instalaciones que sean necesarias para asegurar la conveniente evacuación de las aguas servidas.
§ Aguas residuales domésticas Son aquellos desechos líquidos que se originan después de realizar las operaciones de limpieza, lavado y necesidades sanitarias de las viviendas, establecimientos comerciales, instituciones y edificios públicos.
§ Aguas residuales industriales Se les denomina así a los desechos líquidos provenientes de las industrias, variando su composición de acuerdo a las operaciones de la industria.
§ Aguas pluviales Son aquellas aguas provenientes del escurrimiento superficial del terreno a causa de las precipitaciones fluviales (lluvias) aunándose a esto las aguas de limpieza de las calles.
Para la recolección de las aguas residuales domesticas, industriales y de lluvia, existen dos sistemas:
§ SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO
Es un sistema mediante el cual las redes son diseñadas para recoger y conducir las aguas residuales junto con las aguas provenientes de las lluvias, además de las aguas de infiltración.
§ SISTEMA DE ALCANTARILLADO SEPARADO
Este sistema es concebido para recibir exclusivamente las aguas residuales urbanas, haciéndose del alcantarillado de las aguas provenientes de las lluvias, un sistema propio e independiente. Para el desarrollo del presente proyecto se escogió el sistema de alcantarillado separado; las aguas se evacuarán en primera instancia a una laguna de estabilización primaria y luego a una laguna secundaria.

Hipotesis

Los aspectos técnicos de la Propuesta del Proyecto de Red de Agua – Desagüe para mejorar las condiciones de sanidad del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad 2009 son los siguientes:
- Diseño de Red de Agua – Desagüe en el Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso – Huanchaco – La Libertad.
- Estudio de suelos para determinar la profundidad para la colocación de tuberías, asimismo cual será el material utilizado.
- Estudio Topográfico de la zona para determinar las pendientes en cada calle del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso.
- Cálculo del consumo diario de agua potable, teniendo como referencia el número de habitantes de dicho sector.

Tipo de estudio

Nuestro trabajo de investigación se basa en Jacqueline Hurtado de Barrera, quien define a la investigación proyectiva como la elaboración de una propuesta, un plan, un programa o un modelo, como solución a un problema o necesidad de tipo práctico, ya sea de un grupo social, o de una institución, o de una región geográfica, en un área particular del conocimiento, a partir de un diagnóstico preciso de las necesidades del momento, los procesos explicativos o generadores involucrados y de las tendencias futuras, es decir, con base en los resultados de un proceso investigativo. La investigación proyectiva se ocupa de cómo deberían ser las cosas, para alcanzar unos fines y funcionar adecuadamente.
La investigación proyectiva involucra creación, diseño, elaboración de planes, o de proyectos; sin embargo, no todo proyecto es investigación proyectiva. Para que un proyecto se considere investigación proyectiva, la propuesta debe estar fundamentada en un proceso sistemático de búsqueda e indagación que requiere la descripción, el análisis, la comparación, la explicación y la predicción.
A partir del estadio descriptivo se identifican necesidades y se define el evento a modificar; en los estadios comparativo, analítico y explicativo se identifican los procesos causales que han originado las condiciones actuales del evento a modificar, de modo que una explicación plausible del evento permitirá predecir ciertas circunstancias o consecuencias en caso de que se produzcan determinados cambios; el estadio predictivo permitirá identificar tendencias futuras, probabilidades, posibilidades y limitaciones. En función de esta información, el investigador debe diseñar o crear una propuesta capaz de producir los cambios deseados.

Resultados de diseño

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO
De acuerdo con el plan de trabajo, se procedió a la inspección ocular del terreno a levantar, el objetivo es conocer apropiadamente los accidentes topográficos a fin de disponer y resolver oportunamente los inconvenientes que por razones del mismo terreno pudiera dificultar la señalización.
RECONOCIMIENTO
Como información básica hemos obtenido el plano perimétrico del Centro Poblado Menor, realizado por COFOPRI, dicho plano fue necesario para establecer las necesidades topográficas del lugar. Se realizó el reconocimiento general de la zona del proyecto y de las metas físicas de la primera etapa. Efectivamente se constató que la localidad aún carece de este elemental servicio, toda vez que la infraestructura de agua aún está incompleta. A la fecha se cuenta con las siguientes metas físicas: Línea emisora: 597.85 metros lineal de tubería de PVC – NTP ISO 4435 de Ø 10”, instalada en la parte alta de huanchaco, cercana a la iglesia, hasta el tanque elevado ubicado en la Calle el Sol. Construcción de 18 Buzones de inspección. Excavación de zanjas 7,820 ml. Hasta una profundidad que fluctúa de 0.70 – 1.30 ml. de profundidad, faltando completar los trabajos para alcanzar el nivel de excavación.
TRABAJOS TOPOGRAFICOS
Se determinó la ubicación de los buzones realizando una nivelación de todas las calles del CPM Nuevo Paraíso, teniendo con referencia los planos obtenidos de COFOPRI, la nivelación un área aproximada de 2.55 Km2.
ESTUDIO DE SUELOS
En todo proyecto de ingeniería civil, la mecánica de suelos es importante para fines de cimentación de estructuras, debido a que estas requieren proveerlas de un soporte y una estabilización adecuada. Cuando se trata de un proyecto de abastecimiento de agua y desagüe para una determinada localidad, es recomendable hacer un estudio de suelos en la zona destinadas a la construcción de las redes de alcantarillado- reservorio y lagunas facultativas donde se construirán las estructuras posibles que componen el proyecto.
OBJETIVOS
·Conocer las características del suelo.
·Determinar las formaciones geológicas existentes en el lugar del proyecto.
·Prevenir los riesgos naturales y lograr una mayor durabilidad de la obra.
TRABAJO DE CAMPO
A fin de precisar las características del terreno realizamos 18 calicatas a cielo abierto a una distancia de 250 ml. cada calicata, lo cual está dentro de los rangos establecidos en el RNE, el cual indica 100 ml. como mínimo y 500 ml. como máximo.
TRABAJO DE LABORATORIO Y GABINETE
Los ensayos estándares realizados para conocer sus propiedades y clasificación son: Contenido de Humedad, Análisis Granulométrico, Límites de Consistencia, Peso Especifico, Próctor, a continuación detallaremos el procedimiento de cada uno de sus ensayos.
CONTENIDO DE HUMEDAD
Definido como la relación entre el peso del agua contenida en la muestra y el peso de la muestra secada al horno, expresado en porcentaje, cuya ecuación es la siguiente. Donde: W(%)=Contenido de Humedad en % Wn = Peso Total de la muestra en estado natural Ws = Peso de la muestra seca o peso de sólidos Ww = Peso del agua.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Consiste en la división del mismo en diferentes fracciones, seleccionadas por el tamaño de sus partículas componentes. Las partículas de cada fracción se caracterizan porque su tamaño se encuentra comprendido entre su valor máximo y un valor mínimo de la que la sigue correlativamente. Existen 2 tipos de análisis granulométrico:
a) Análisis Granulométrico Mediante Tamices Cuando la separación en fracciones se hace sencillamente por tamices, pues el material es granular y los porcentajes de piedras, grava y arena pueden determinarse fácilmente por este método, es decir para las partículas de 0.0074 mm (retenida en la malla 200).
b) Curva Granulométrica Así se denomina la grafica de distribución granulométrica se dibuja con porcentajes pasantes como ordenadas a escala aritmética y el tamaño de las partículas (mm) como abscisas en escala logarítmica. La calidad de la gradación de un suelo se determina con la curva granulométrica y se evalúa en base a dos parámetros. • Coeficiente de Uniformidad (Cu) Propuesto por Allem Hazen como una medida simple de la uniformidad del suelo. Donde: =Tamaño tal, que 60% en peso del suelo, sea igual o menor. =Llamado por Hazen diámetro efectivo, es el tamaño de tal que sea igual o mayor que el 10% en peso del suelo. • Coeficiente de Curvatura (Cc) Es un dato complementario, necesario para definir la uniformidad y esta dado por la expresión. Donde: =Se define análogamente que D10 y D60 anteriores, son valores que se obtiene de la curva granulométrica. ·
PESO ESPECÍFICO
Se define como la relación del peso del aire de un determinado volumen de material, a una determinada temperatura y el peso del aire de un volumen igual de agua destilada a la misma temperatura. Cuando el suelo está constituido por partículas mayores y menores de 4.45 mm (tamiz nº 4), la muestra deberá separarse y hacerse los análisis respectivos. Para partículas mayores a 4.75 mm (tamiz nº 4) se usa el método estándar de AASHTO T-85. Peso Específico Donde: A: Peso al aire de la muestra secada al horno (gr.) C: Peso de la muestra saturada, en agua (gr.) Para partículas menores a 4.75 mm (tamiz nº 4) se usa el método estándar de AASHTO T-100-70. Peso Específico Donde: Ws= Peso de la muestra secada al horno (gr.) Wa= Peso de picnómetro con agua hasta la marca de calibración (gr.) Wb= Peso del picnómetro lleno con el agua y suelo (gr.) ·
LIMITE DE CONSISTENCIA O LÍMITE DE ATTERBERG
Se entiende así, al grado de cohesión de las partículas de un suelo y su resistencia a aquellas fuerzas exteriores que tienen a deformar o distribuir su estructura. Los límites de consistencia de un suelo, están representados por contenidos de humedad, siendo los principales: Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Contracción. La determinación de estos límites es un tanto arbitrario si se quiere, pero tiene la ventaja de dar una idea general de las características de un suelo, de allí que su uso se ha generalizado. • Límite Líquido: Contenido de humedad que corresponde al límite arbitrario entre los estados de consistencia líquidos y plásticos de un suelo. Para su determinación se tomara como el contenido de humedad correspondiente a 25 golpes. El límite líquido de un suelo da una idea de la existencia al corte cuando tiene un determinado contenido de humedad. Un suelo cuyo contenido de humedad sea aproximadamente mayor o igual a su límite líquido, tendrá una resistencia a la corte prácticamente nula. Los materiales granulares como arena y limo, tienen límites líquidos bajos (25-35%) y las arcillas mayores a 40%. • Límite Plástico: Propiedad que tiene un suelo de deformarse, sin llegar a romperse. La plasticidad se define como el contenido de humedad que tiene el suelo en el momento de pasar del estado plástico al semisólido; es decir cuando empieza a requebrarse al amasarlo en rodillos de 1/8 (3mm) de diámetro aproximadamente. Las arenas no tienen plasticidad, los limos la tiene, pero muy pocos; en cambio las arcillas y sobre todo aquellas ricas en material coloidal, son muy plásticas. Si se construye terraplenes o sub bases deberá evitarse compactar el material cuando su contenido de humedad sea igual a su límite plástico, la capacidad para soportar cargas aumenta rápidamente cuando disminuye el contenido de humedad, cuando está por debajo del límite plástico y disminuye rápidamente cuando el contenido de humedad sobrepasa el límite plástico. En conclusión; Cuando tratamos de compactar suelo, debe hacerse antes de que su contenido de humedad sea igual o superior a su límite plástico.
RED MATRIZ
Es la tubería que va desde el Reservorio hasta la zona de servicio. Hidráulicamente se pueden establecer redes: abiertas, cerradas y mixtas. En este proyecto planteamos el sistema cerrado que va desde el reservorio a los puntos de ramificación como se muestra en los planos. Para el pre dimensionamiento de la red se ha considerado las áreas de influencia de cada tubería. Teniendo en cuenta el caudal de diseño y dividido entre el área total de la zona a abastecer se halla el caudal que debe conducir cada tubería. Se empleará tubería de plástico PVC por lo que le corresponde un coeficiente de rugosidad (C) igual a 150. Los métodos existentes para realizar el diseño hidráulico de la red matriz es a través de un proceso iterativo aplicando el método de Hardy Cross y el otro método de mayor aproximación es el método de simulación hidráulica aplicando el software EPANET, que se basa en las formulas de HAZEN WILLIAMS y Darcy Wesman, realizando hasta más de 40 iteraciones, logrando así obtener buenos resultados en poco tiempo. Se ha chequea que los diámetros iníciales cumplan con las presiones indicadas en el Reglamento de Edificaciones, el cual indica que las presiones máximas y mínimas en la red de distribución serán de 50 m. y 15 m. de columna de agua respectivamente, que se debe considerar para la red matriz. Cuando los puntos de entrega de agua son en pileta, las presiones de servicio podrán ser menores a las consideradas para los puntos de entrega de la red matriz. Como, las presiones en la red son menores de 50 m.c.a. , la clase de tubería a usar será A-5 para toda la red de distribución.
ACCESORIOS
En lo referente a los cambios de dirección de las redes de agua potable se deberán emplear codos, sin embargo podrían proyectarse la ejecución de líneas curvas que al momento de tender la tubería gradualmente se amolden al trazo de las calles, siempre que el ángulo de deflexión entre dos tubos consecutivos no exceda a los valores permitidos por el fabricante y que podrían dificultar la prueba hidráulica correspondiente.
VÁLVULAS
Existen válvulas que sirven para interrumpir el tránsito de flujo de agua, ya sea debido a un mantenimiento y/o para efectuar limpiezas por zonas sin causar interrupción total o parcial del servicio en la periferia, es decir permite aislar un determinado sector de un centro poblado para así poder cumplir y a la vez facilitar los trabajos efectuados por la empresa encargada de los servicios de saneamiento. Para la colocación de estas válvulas hay que tener en cuenta lo siguiente: § Al efectuar el cierre de una o más válvulas para aislar y proceder a reparación de un tramo o circuito, la longitud de este no debe exceder de más de 200ml de tubería. § Cada tramo debe aislarse a lo más mediante el cierre de cuatro válvulas. § Deberán colocarse cerca de las intersecciones de las calles y en la prolongación de las líneas de propiedad.
ANCLAJES
A fin de contrarrestar el empuje que pueda presentar debido a la presión interna de la tubería deberán diseñarse anclajes de concreto en los siguientes casos:
§ Cambios de dirección.
§ Cambios de diámetros.
§ Válvulas de compuerta.
§ Terminales de líneas taponados.
§ Curvas verticales.
Las dimensiones y formas de los anclajes se determinaran teniendo en cuenta la presión de la línea, el diámetro del tubo, clase de terreno y tipo de accesorio. TUBERÍAS
Las tuberías de la red de distribución se colocaran teniendo en cuenta lo siguiente:
§ En las calles de 20m. de ancho o menos, se proyectará una línea de agua potable a un lado de la calzada y de ser posible en el lado de mayor altura, a menos que se justifique la instalación de dos líneas paralelas.
§ En las calles y avenidas de más de 20m. de ancho se proyectará a cada lado de la calzada una línea, salvo el caso en que se justifique la instalación de una sola línea.
§ La distancia mínima entre los planos verticales tangentes a la tubería de agua potable y una de alcantarillado instaladas paralelamente no será menor de 2m. medidas horizontalmente.
§ La distancia entre la línea de propiedad y el plano vertical tangente al tubo no será menor 0.80m.
§ En caso de vías vehiculares, las tuberías de agua potable deben ser proyectadas con un recubrimiento mínimo de 0.80m. Sobre la clave del tubo.
§ En las vías peatonales pueden reducirse estas distancias y las profundidades; siempre y cuando se diseñe una protección especial para evitar su fisuramiento o ruptura.
§ La mínima distancia entre tuberías de agua potable y cables eléctricos instalados paralelamente será de 1.0m.
PERIODO DE DISEÑO
Teniendo en cuenta el periodo recomendable de las etapas constructivas del Sistema de alcantarillado, la realidad económica de la población, el tiempo que llevará la ejecución del proyecto y la población a servir, consideramos un periodo de diseño para estructuras de 15 años. El Ministerio de Salud recomienda también el mismo periodo. Por lo tanto: Periodo de Diseño = 15 Años
POBLACION ACTUAL
En cuanto a las características del Centro Poblado Menor Nuevo Paraíso, en el periodo intercensal del año 1993 el incremento de la Población fue de 2.9% anual. El CPM presenta una densidad poblacional de 795 Hab/Km2. En tanto la población del CPM Nuevo Paraíso, al 2008, cuenta con la siguiente población. Nro de viviendas = 479 lotes Población actual = 1379 Hab. Nota: Se ha constatado un promedio de 1379 habitantes. Población del diseño = 2620 Hab.
DOTACION DE AGUA
- Consumo doméstico Según el R.N.E. si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se considerará por lo menos para sistemas con conexiones domiciliarias una dotación de 220 lt./hab./día en clima templado y cálido
VARIACIONES DE CONSUMO
Máxima anual de la Demanda Diaria Consideramos K1 = 1,3 Máximo anual de la demanda Horaria Consideramos K2 = 1,8
DESCRIPCIÓN DEL POZO
·Perforación: El pozo será perforado utilizando el método de percusión, en la cual la entubación de revestimiento seguirá de cerca el avance de la perforación. Esta perforación se realiza mediante el movimiento alternativo (bajada y subida) de una pesada masa que en su caída va fracturando o disgregando los estratos, las cuales son extraídos por medio de una cuchara de limpieza.
·Entubación: Es preciso entubar el pozo con la finalidad de revestir definitivamente el pozo, para sostener las paredes de la perforación y constituir la conducción hidráulica que pone los acuíferos en comunicación con la superficie. Existen dos formas de entubación: · Entubación provisional, la cual solo sirve para el sostenimiento de la pared del pozo solo durante la construcción, luego para dar paso a la tubería definitiva. · Entubación definitiva, la cual se queda definitivamente en el pozo, además que tiene orificios en la parte inferior denominado rejillas, para la filtración del agua del pozo. la que se tomará en cuenta para este caso será la primera.
·Rejilla: En acuíferos no consolidados o poco consolidados es necesario colocar un dispositivo de admisión denominado rejilla, para retener los materiales sueltos, permitir que el agua entre en el pozo sin pérdida excesiva de carga e impedir el paso de material fino durante el bombeo, con un mínimo de pérdida de carga. Esta rejilla o filtro se ubica en la parte inferior de la zona saturada y cubriendo de ½ a 1/3 de la misma. Se escogen las aberturas de rejillas para permitir que el 50% de la formación pueda pasar al pozo durante su desarrollo. • Criterios de Selección y Dimensionamiento de la Rejilla:
§ Longitud: La longitud de la rejilla depende del espesor y estratificación del acuífero y del posible descenso dinámico del nivel de aguas. La rejilla debe tener la mayor longitud posible, esta rejilla nunca debe quedar en seco, para prolongar su vida, es por eso que el nivel dinámico debe estar por encima del tope de la rejilla en su parte posterior. Generalmente la longitud de la rejilla es de 1/3 a ½ del espesor de la capa saturada para conseguir un grado óptimo de eficiencia.
§ Tamaño de la ranura: La selección adecuada del tamaño óptimo de la rejilla se efectúa cuando se conozca el análisis granulométrico. Para el caso de pozos sin relleno de gravas debe seleccionarse un tamaño de ranura que retenga del 30% al 50% de la arena. Para el caso de colocar relleno de grava artificial, las aberturas de ranura deben estar de acuerdo con el tamaño de la grava que se emplee, recomendablemente que tenga al menos el 90% del material de relleno.
§ Diámetro: Para determinar el diámetro de la rejilla se toma en cuenta el área abierta necesaria para proporcionar la cantidad de agua que se precise sin provocar una velocidad de admisión excesiva. Una velocidad de admisión adecuada a 3m/seg. O menor, puesto que una mayor velocidad provoca incrustaciones en la rejilla con agua, con un contenido de sales disueltas relativamente alto. La velocidad de admisión se calcula dividiendo el caudal previsto del pozo por la cantidad total del área abierta y conseguir una velocidad de admisión menor.
§ Relleno de grava: Es un procedimiento que consiste en colocar grava seleccionada en la parte de afuera de la rejilla y la pared del acuífero. La justificación del relleno de grava se da en las siguientes situaciones: · Para estabilizar acuíferos constituidos por arenas uniformes y evitar el bombeo de arena. · Cuando el material del acuífero son areniscas pobremente cementadas. · En formaciones muy estratigráficas que constan de capas de poco espesor alterando material fino, entrefino y grueso. La dificultad de determinar con precisión el espesor de cada estrato.
RESERVORIO
El objetivo principal del reservorio es garantizar que no falte el líquido elemento a distribuir a la población, así como su adecuado control. Según las condiciones del terreno y la distribución de las curvas de nivel se optó por ubicar la zona para la construcción del reservorio en la Manzana II (intersección con Av. Cerro de La Virgen), manteniendo las presiones mínimas permisibles para la totalidad de la red de distribución.
SISTEMA DE ALCANTARILLADO
El sistema de alcantarillado es el conjunto de tuberías, cámaras de inspección, planta de tratamiento y todas las instalaciones que sean necesarias para asegurar la conveniente evacuación de las aguas servidas. Aguas residuales domésticas Son aquellos desechos líquidos que se originan después de realizar las operaciones de limpieza, lavado y necesidades sanitarias de las viviendas, establecimientos comerciales, instituciones y edificios públicos. Aguas residuales industriales Se les denomina así a los desechos líquidos provenientes de las industrias, variando su composición de acuerdo a las operaciones de la industria. Aguas pluviales Son aquellas aguas provenientes del escurrimiento superficial del terreno a causa de las precipitaciones fluviales (lluvias) aunándose a esto las aguas de limpieza de las calles. Para la recolección de las aguas residuales domesticas, industriales y de lluvia, existen dos sistemas:
SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO
Es un sistema mediante el cual las redes son diseñadas para recoger y conducir las aguas residuales junto con las aguas provenientes de las lluvias, además de las aguas de infiltración. Para el desarrollo del presente proyecto se escogió el sistema de alcantarillado combinado; las aguas se evacuarán directamente a una laguna de oxidación.
SISTEMA DE ALCANTARILLADO SEPARADO
Este sistema es concebido para recibir exclusivamente las aguas residuales urbanas, haciéndose del alcantarillado de las aguas provenientes de las lluvias, un sistema propio e independiente.
CAUDAL DE AGUAS A EVACUAR
Aporte Aguas Domesticas Depende exclusivamente del agua suministrada. el Reglamento de Edificaciones recomienda que se considere el 80% del caudal del agua consumida como aporte de contribución al alcantarillado, es decir que este porcentaje se aplicara al caudal máximo correspondiente a la demanda horaria Esta contribución de Aguas servidas será la que llegue al Sistema General de la Red a través del futuro Emisor final.
TRAZO DE LA RED DE ALCANTARILLADO
El diseño de la red de alcantarillado se ha realizado siguiendo el siguiente procedimiento: Se trazó la red de flujo del sistema de alcantarillado sobre un plano planimétrico - altimétrico de toda la localidad; la equidistancia entre curvas de nivel es de 1.00 m. Luego se les asigna a los buzones una numeración correlativa, también se indica el sentido del flujo en cada tramo de tuberías. Se determina las áreas de influencia de cada tramo que conforman la red de distribución. Se elabora un cuadro de cálculo de caudales de diseño teniendo como datos las áreas de influencia y longitud del tramo. Las tuberías, según recomendaciones del R.N.E deben ser diseñadas para la conducción del caudal máximo con una altura de flujo de 75% del diámetro de la tubería. Para realizar el cálculo hidráulico haremos uso de la tabla de los elementos proporcionales y el procedimiento a seguir es el siguiente: Se determina la pendiente más conveniente a utilizar en cada tramo, así como también el diámetro de la tubería. Conociendo la pendiente y el diámetro, se calcula el caudal y la velocidad a tubo lleno QLL y VLL; usando las expresiones (I) y (II) respectivamente. Conociendo el caudal parcial del tramo (caudal aguas arriba + contribución del tramo) Qp , calculamos la relación Qp / QLL Con la relación de gastos hallada en el paso anterior se ingresa a la tabla de elementos proporcionales y se verifica la relación Y/D, si esta relación es mayor de 0.75 se adopta un diámetro comercial inmediato superior y se repite el proceso anterior; pero si la relación es menor o igual a 0.75, en la misma tabla se obtiene la relación entre las velocidades a tubo parcialmente lleno y a tubo lleno VP / VLL. Con la relación de velocidad VP / VLL hallada en el paso anterior procedemos a calcular la velocidad real, multiplicándolo por VLL calculado el paso anteriormente descrito. Esta velocidad real debe tener comprendida dentro de los límites de la velocidad máxima y mínima establecida por el R.N.E que son de 3.0 m/seg y 0.6 m/seg respectivamente para el caso de tubería de concreto. Solamente se aceptara velocidades menores a las mínimas en los 300 metros iniciales de cada colector, siempre y cuando estén diseñados con pendientes mayores o iguales al 10 mil.
CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Cálculo de tuberías Se ha empleado la fórmula simplificada de MANNING, para tubería de PVC (n=0.010), según el R.N.E. Para el diseño de las redes de servicio se ha tenido en cuenta las Normas Técnicas de Edificaciones S-1.00 de infraestructura Sanitaria RNC para poblaciones Urbanas. En los planos que forman parte del Expediente Técnico, se podrá apreciar con mayor detalle las características del proyecto.
CÁMARA DE INSPECCION
Denominados también buzones; son los puntos de reunión en los cuales descargan los colectores y deben tener las dimensiones tales que permitan el ingreso de una persona para que pueda inspeccionar y realizar la limpieza de las tuberías en caso de obstrucción o cuando tengan que llevar a cabo el mantenimiento de los mismos.
UBICACIÓN DE BUZONES
Según el Reglamento de Edificaciones (S100) se proyectarán cámaras de inspección al inicio de todo colector, en todos los empalmes de colectores, en los cambios de pendiente, en los cambios de dirección, en los cambios de diámetro, en los cambios de material y en todo lugar donde sea necesaria por razones de inspección y limpieza. Se proyectaran cámaras de inspección en los siguientes casos: Al inicio de todo colector. En todos los empalmes de colectores. En los cambios de pendiente. En los cambios de dirección. En los cambios de diámetro. En los cambios de material. En todo lugar donde sea necesaria por razones de inspección y limpieza.
DIMENSIONES DE LOS BUZONES
El diámetro interior de los buzones será de 1.20m para tuberías hasta de 800 mm de diámetro y de 1.50 m para tubería hasta de 1200mm de diámetro. Para tuberías de diámetros mayores, las cámaras de inspección será de diseño especial. En el fondo de los buzones se deberá diseñar media caña en dirección del flujo, y una pendiente del 25% entre el borde de la mediacaña y las paredes laterales. En las cámaras de inspección en que las tuberías no lleguen al mismo nivel, se deberá proyectar un dispositivo de caída cuando la descarga o altura de caída con respecto al fondo del buzón sea mayor de 1.00 m. La separación máxima entre buzones será: Para tuberías de 150mm : 80.00 m Para tuberías de 200 a 250 mm : 100.00 m Para tuberías de 300 a 600 mm : 150.00 m Para tuberías de diámetro mayores : 250.00 m
UBICACIÓN DE TUBERIAS
Se tomarán las recomendaciones dadas por el Reglamento Edificaciones (S 100) y que se detallan a continuación. En las calles de 24 m de ancho o menos se proyectará una línea de alcantarillado, de preferencia en el eje de la calle. La distancia entre la línea de propiedad y el plano vertical tangente al tubo deberá ser 1.50 m como mínimo. Los colectores se proyectarán a una profundidad mínima tal que asegure el drenaje de todos los lotes que den frente a la calle, considerando que por lo menos las 2/3 parte de cada lote en profundidad, puedan descargar por gravedad, partiendo de 0.30 m por debajo del nivel del terreno y con una línea de conexión predial al colector de 15 por mil de pendiente mínima. Las pendientes mínimas de diseño de acuerdo a los diámetros serán aquellas que satisfagan la velocidad mínima de 0.60 m/ seg con el caudal de diseño.
CONEXIÓN PREDIAL
Esta conexión es la que permite la evacuación de las aguas servidas de los lotes hacia la red de alcantarillado y estarán ubicadas a una distancia entre 1.20 m y 2.00 m de la línea de propiedad, izquierda o derecha. El diámetro mínima para esta conexión será de 100mm (4”) con una pendiente mínima de 15 por mil. Para llevar a cabo esta conexión se contará además de la tubería, una caja de registro y un elemento de empalme que permita la descarga del flujo en caída libre sobre la clave del tubo colector.