agua, saneamiento cuenca

PLANES MAESTROS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO PARA CUENCA, II FASE 1

EMPRESA PBLICA MUNICIPAL DE TELECOMUNICACIONES, AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO

Y SANEAMIENTO DE CUENCA ETAPA

Prstamo: BID No. 1753/OC-EC

Programa: Agua Potable y Saneamiento para Cuenca, Ecuador

ESPECIFICACIONES TECNICAS

Grupo Constructivo No. OBR/ E2-AP-CR1

CENTROS DE RESERVA: CASTILLA CRUZ (MS 02) Y SAN FRANCISCO (MS03),

SISTEMA MACHNGARA SUR

2009


I. INTRODUCCION................................................................................................................................................... 7

1 CARACTERIZACIN DEL REA DEL PROYECTO ........................................................................................... 7 1.1 LOCALIZACIN, AREA DE INFLUENCIA Y POBLACIN............................................................................ 7 1.2 DESCRIPCION DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION....................................................................................... 9

II. MEMORIA TCNICA........................................................................................................................................... 9 1 DESCRIPCION......................................................................................................................................................... 9 2 CRITERIOS Y PARMETROS DE DISEO.......................................................................................................... 9

2.1 NORMATIVA....................................................................................................................................................... 9 2.2 PERODO DE DISEO. ................................................................................................................................... 10 2.3 DOTACIONES. ................................................................................................................................................. 10 2.4 COBERTURA DE SERVICIO. .......................................................................................................................... 11 2.5 CAUDALES DE DISEO. ................................................................................................................................ 11 2.6 PRDIDAS DE CARGA.................................................................................................................................... 12 2.7 VELOCIDAD MXIMA ADMISIBLE. .............................................................................................................. 12 2.8 VELOCIDAD MNIMA ADMISIBLE................................................................................................................ 13 2.9 DIMETROS MNIMOS. .................................................................................................................................. 13 2.10 VOLMENES DE RESERVA.......................................................................................................................... 13 2.11 MATERIALES DE TUBERA Y ACCESORIOS. ............................................................................................. 13

3 CRITERIOS CONSTRUCTIVOS........................................................................................................................... 14 3.1 FORMA DE LA RESERVA................................................................................................................................ 14 3.2 CLASIFICACIN SEGN SU CONSTRUCCIN. .......................................................................................... 15 3.3 ELEMENTOS AUXILIARES EN LAS RESERVAS. ........................................................................................... 15

4 DISEO HIDRULICO SANITARIO DE LOS CENTROS DE RESERVA. ....................................................... 16 4.1 UBICACIN ..................................................................................................................................................... 16 4.2 DIMENSIONAMIENTO GEOMTRICO.......................................................................................................... 17 4.3 IMPLANTACIN. ............................................................................................................................................. 18 4.4 CMARAS DE VLVULAS............................................................................................................................... 18 4.5 SISTEMA DE SUBDRENES.............................................................................................................................. 20 4.6 OBRAS COMPLEMENTARIAS. ....................................................................................................................... 21 4.7 INTERCONEXIN ENTRE TANQUES EXISTENTES Y TANQUES A IMPLEMENTARSE............................ 21

5 SISTEMA DE BOMBEO DE LA RESERVA MS 07.............................................................................................. 21 5.1 CAUDALES DE DISEO Y TIEMPOS DE OPERACIN DIARIOS. .............................................................. 21 5.2 VOLMEN DE LA CMARA DE SUCCIN. .................................................................................................. 22 5.3 PRDIDAS DE CARGA EN LAS LNEAS DE IMPULSIN Y SUCCIN....................................................... 23 5.4 DIMETROS DE LAS LNEAS DE IMPULSIN Y SUCCIN. ...................................................................... 24 5.5 PARMETROS DE OPERACIN DEL SISTEMA. .......................................................................................... 25 5.6 CONFIGURACIN Y ACCESORIOS DE LAS LNEAS DE SUCCIN Y DESCARGA. ................................. 26 5.7 RESULTADOS DE LOS CLCULOS Y SELECCIN DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO. ............................. 28 5.8 DIMENSIONAMIENTO DE LAS VLVULAS DE CONTROL DE LAS LNEAS DE IMPULSIN................. 29

III. ESPECIFICACIONES TCNICAS DEL PROYECTO .............................................................................. 30 1 APLICACIN......................................................................................................................................................... 30 2 DEFINICIN DE TRMINOS Y ABREVIATURAS............................................................................................ 30 3 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Y LEGALES.................................................................................................. 34

3.1 ALCANCE DE LOS TRABAJOS ...................................................................................................................... 34 3.2 LEGISLACION APLICABLE ........................................................................................................................... 34 3.3 FISCALIZACION DE LA OBRA ...................................................................................................................... 34 3.4 SEGURIDAD Y DISPOSICIONES DE TRABAJO........................................................................................... 35 3.5 RESPONSABILIDAD TECNICA Y LEGAL DEL CONTRATISTA .................................................................. 36 3.6 MANO DE OBRA............................................................................................................................................. 37 3.7 MAQUINARIA Y HERRAMIENTAS ................................................................................................................ 37 3.8 CATASTRO DEL SISTEMA CONSTRUIDO.................................................................................................... 37 3.9 CANTIDADES DE OBRA A EJECUTARSE .................................................................................................... 38 3.10 MODIFICACIONES DEL PROYECTO......................................................................................................... 38 3.11 COSTO MAS PORCENTAJE ......................................................................................................................... 39 3.12 PERFILES Y TOPOGRAFIA ......................................................................................................................... 39


3.13 CUMPLIMIENTO DEL CRONOGRAMA DE TRABAJO.............................................................................. 39 3.14 PREPARATIVOS PARA INICIAR LA CONSTRUCCION.............................................................................. 40 3.15 NORMAS GENERALES SOBRE LA MEDICION Y PAGO DE LAS OBRAS ................................................ 40 3.16 CALIFICACION DE PROVEEDORES Y SUBCONTRATISTAS ................................................................... 41 3.17 MUESTRAS Y ENSAYOS ............................................................................................................................... 41 3.18 FUENTES DE MATERIALES PETREOS ...................................................................................................... 42

4 LOGSTICA GENERAL......................................................................................................................................... 43 4.1 CAMPAMENTOS............................................................................................................................................. 43 4.2 BODEGAS DE MATERIALES ......................................................................................................................... 44 4.3 TRANSPORTE Y BODEGAJE DE MATERIALES Y EQUIPOS...................................................................... 44 4.4 FOTOGRAFIAS ............................................................................................................................................... 45

5 ESPECIFICACIONES AMBIENTALES ............................................................................................................... 45 5.1 OBJETIVOS ..................................................................................................................................................... 45

6 OBRAS CIVILES.................................................................................................................................................... 45 6.1 MANTENIMIENTO Y REPOSICIN DE SERVICIOS E INSTALACIONES .................................................. 45 6.2 VAS DE ACCESO HACIA EL LUGAR DE LA OBRA.................................................................................... 46 6.3 DESBROCE Y LIMPIEZA................................................................................................................................ 47 6.4 REPLANTEO Y NIVELACIN ........................................................................................................................ 48 6.5 DEMOLICIN DE ESTRUCTURAS ............................................................................................................... 50 6.6 EXCAVACIONES............................................................................................................................................. 51

6.6.1 Clasificacin de Suelos para Excavaciones.................................................................................................................52 6.6.2 Profundidad de las Excavaciones ................................................................................................................................53 6.6.3 Tipo de Excavaciones segn la manera de ejecutarla .................................................................................................54 6.6.4 Excavaciones para conformar Plataformas o Cimentaciones .....................................................................................54 6.6.5 Excavaciones en Zanjas y Para pozos de Revisin ......................................................................................................56 6.6.6 Uso de Explosivos: Rotura de roca con dinamita, incluye perforacin .......................................................................57 6.6.7 Uso de Morteros Expansivos: Rotura de roca con mortero expansivo, incluye perforacin .......................................59 6.6.8 Excavaciones en Presencia de Agua............................................................................................................................60 6.6.9 Condiciones de Seguridad y Disposicin de Trabajo ..................................................................................................60 6.6.10 Depsito de Materiales provenientes de Excavacin.................................................................................................61

6.7 SOBREEXCAVACIONES................................................................................................................................. 62 6.8 DERRUMBES .................................................................................................................................................. 62 6.9 ABATIMIENTO DEL NIVEL FRETICO........................................................................................................ 63 6.10 ENTIBADOS .................................................................................................................................................. 63 6.11 RELLENOS .................................................................................................................................................... 65

6.11.1 Relleno con material de reposicin (cambio de suelo) ..............................................................................................65 6.11.2 Relleno para terraplenes o plataformas ....................................................................................................................66 6.11.3 Relleno alrededor de las estructuras .........................................................................................................................67 6.11.4 Relleno de Zanjas ......................................................................................................................................................67 6.11.5 Relleno con grava para drenes ..................................................................................................................................68 6.11.6 Ensayos......................................................................................................................................................................68

6.12 DESALOJO, LIMPIEZA Y SOBREACARREO DE MATERIAL PRODUCTO DE EXCAVACIONES..... 69 6.13 CONFORMACIN Y COMPACTACIN DE SUBRASANTE....................................................................... 71 6.14 SUMINISTRO Y COLOCACIN DE MATERIAL DE SUBBASE ................................................................. 71

6.14.1 Material de Sub-base .................................................................................................................................................72 6.14.2 Colocacin del material.............................................................................................................................................73

6.15 SUMINISTRO Y COLOCACION DE ADOCRETO ....................................................................................... 73 6.16 BORDILLO PARTERRE ............................................................................................................................... 74 6.17 PREPARACION Y COMPACTACIN DE SUBRASANTE PARA ESTRUCTURAS .................................... 74 6.18 REPLANTILLOS ............................................................................................................................................ 75 6.19 GEOTEXTIL................................................................................................................................................... 75

6.19.1 Envo y Almacenamiento.............................................................................................................................................76 6.19.2 Instalacin ..................................................................................................................................................................76

6.20 SUMINISTRO Y COLOCACION DE MATERIAL GRANULAR (GRAVA).................................................... 77 6.21 ENCOFRADOS.............................................................................................................................................. 78

6.21.1 Diseo y materiales ...................................................................................................................................................78 6.21.2 Colocacin y sujecin ................................................................................................................................................78 6.21.3 Mantenimiento y limpieza de los encofrados .............................................................................................................79 6.21.4 Remocin de Encofrados ...........................................................................................................................................79

6.22 HORMIGONES.............................................................................................................................................. 80 6.22.1 Composicin ..............................................................................................................................................................80 6.22.2 Clasificacin del hormign........................................................................................................................................80


6.22.3 Diseo de Dosificacin y Control de Calidad............................................................................................................81 6.22.4 Preparacin ...............................................................................................................................................................82 6.22.5 Equipo y Proceso de mezclado ..................................................................................................................................83 6.22.6 Transporte .................................................................................................................................................................83 6.22.7 Procedimiento de hormigonado.................................................................................................................................84 6.22.8 Plan de hormigonado.................................................................................................................................................84 6.22.9 Compactacin ............................................................................................................................................................84 6.22.10 Acabado de las superficies.......................................................................................................................................85 6.22.11 Acabado de paredes interiores en contacto con el agua..........................................................................................86 6.22.12 Tolerancias para las obras de hormign .................................................................................................................86 6.22.13 Reparaciones del hormign .....................................................................................................................................86 6.22.14 Control de calidad del hormign .............................................................................................................................87

6.23 INSUMOS PARA LA ELABORACIN DE HORMIGONES Y MORTEROS ................................................. 88 6.23.1 Agua...........................................................................................................................................................................88 6.23.2 Arena y Grava............................................................................................................................................................89 6.23.3 Agregado Fino ...........................................................................................................................................................93 6.23.4 Agregado Grueso .......................................................................................................................................................94 6.23.5 Forma de las Partculas.............................................................................................................................................95 6.23.6 Almacenamiento de los Agregados ............................................................................................................................95 6.23.7 Muestras para Diseos de Mezclas............................................................................................................................96 6.23.8 Agregados para Morteros..........................................................................................................................................96 6.23.9 Cemento .....................................................................................................................................................................96 6.23.10 Ensayos ....................................................................................................................................................................98 6.23.11 Aceptacin Provisional o Rechazo...........................................................................................................................98 6.23.12 Aditivos ....................................................................................................................................................................99 6.23.13 Materiales para el curado del Hormign ..............................................................................................................101 6.23.14 Muestreo, Ensayos y Certificacin del Compuesto Curado ...................................................................................103 6.23.15 Laboratorios ..........................................................................................................................................................103

6.24 ELABORACIN DEL HORMIGN ............................................................................................................ 104 6.24.1 Hormign Premezclado ...........................................................................................................................................104 6.24.2 Hormign Elaborado en Sitio ..................................................................................................................................107 6.24.3 Colocacin del Hormign........................................................................................................................................108 6.24.4 Curado del Hormign ..............................................................................................................................................112 6.24.5 Conservacin de los encofrados en su lugar............................................................................................................115 6.24.6 Muestreo, Ensayos y Certificacin del Compuesto Curado .....................................................................................115 6.24.7 Tolerancias ..............................................................................................................................................................116 6.24.8 Terminados de los Hormigones ...............................................................................................................................118 6.24.9 Proteccin................................................................................................................................................................119 6.24.10 Resistencias y Ensayos...........................................................................................................................................119

6.25 HORMIGN CICLPEO............................................................................................................................ 121 6.26 BLOQUE DE PMEZ PARA LOSAS .......................................................................................................... 121 6.27 SUMINISTRO Y COLOCACIN DE ACERO DE REFUERZO.................................................................. 122 6.28 JUNTAS DE CONSTRUCCION................................................................................................................... 123 6.29 JUNTAS DE DILATACION ......................................................................................................................... 125 6.30 LOSAS PRETENSADAS DE HORMIGN .................................................................................................. 126 6.31 BASES Y ANCLAJES DE HORMIGN PARA TUBERA Y ACCESORIOS................................................ 127 6.32 ESCALONES PARA CMARAS Y POZOS DE REVISIN ......................................................................... 128 6.33 PINTURA PARA PAREDES......................................................................................................................... 128 6.34 REVESTIMIENTO EPXICO PARA CENTROS DE RESERVA (DOS MANOS) ...................................... 130 6.35 PRUEBAS DE ESTANQUEIDAD CENTROS DE RESERA ........................................................................ 132 6.36 MAMPOSTERAS ........................................................................................................................................ 134 6.37 MORTEROS ................................................................................................................................................. 137 6.38 ENLUCIDOS................................................................................................................................................ 138 6.39 POZOS DE REVISIN................................................................................................................................. 139 6.40 BROCALES Y TAPAS DE HORMIGN PREFABRICADO........................................................................ 140 6.41 POZO DE REVISION CON TUBO DE 600 mm .......................................................................................... 141 6.42 TUBERAS PVC PARA ALCANTARILLADO ............................................................................................. 141 6.43 CERRAMIENTOS Y PUERTAS DE MALLA................................................................................................ 145

7 SUMINISTRO E INSTALACIN DE ACCESORIOS DE LAS CAMARAS DE INGRESO Y SALIDA DE LAS RESERVAS............................................................................................................................................................... 146

7.1 SUMINISTRO DE ACCESORIOS DE HIERRO FUNDIDO DCTIL .......................................................... 147 7.2 INSTALACIN DE ACCESORIOS DE HIERRO FUNDIDO DCTIL ........................................................ 149 7.3 UNIONES MECNICAS SIMTRICA Y ASIMTRICAS DE HIERRO FUNDIDO DCTIL....................... 151


7.4 UNIONES O JUNTAS DE DESMONTAJE DE HIERRO FUNDIDO DCTIL ............................................ 152 7.5 TRAMOS CORTOS Y PASAMUROS DE HIERRO FUNDIDO DCTIL...................................................... 153 7.6 ADAPTADOR BRIDA - ENCHUFE............................................................................................................... 154 7.7 FILTROS ........................................................................................................................................................ 154 7.8 PLACAS REGULADORAS DE CAUDAL...................................................................................................... 155 7.9 MEDIDORES ELECTROMAGNTICOS DE CAUDAL ............................................................................... 156 7.10 BOMBAS CENTRIFUGAS........................................................................................................................... 158 7.11 JUNTAS BRIDADAS DE HIERRO DCTIL ............................................................................................... 160 7.12 COLLARINES DE HIERRO DCTIL.......................................................................................................... 161 7.13 SUMINISTRO E INSTALACIN DE TAPA DE HIERRO DCTIL 720 x 700 mm..................................... 161 7.14 SUMINISTRO E INSTALACIN DE TAPA DE HIERRO DCTIL MODULAR ........................................ 162

8 VLVULAS ......................................................................................................................................................... 163 8.1 VLVULAS DE COMPUERTA...................................................................................................................... 165 8.2 VLVULAS MARIPOSA ................................................................................................................................ 167 8.3 VLVULAS HIDRULICAS AUTOMTICAS DE CONTROL DE FLUJO.................................................. 168 8.4 VLVULAS DE AIRE..................................................................................................................................... 170 8.5 VLVULAS AUTOMTICA DE CONTROL DE NIVEL PARA RESERVAS CON PILOTO EXTERNO.. 171 8.6 VLVULA DE CONTROL DE BOMBEO...................................................................................................... 172 8.7 VLVULAS CHECK DE RETENCION DE CLAPETA ............................................................................. 174

9 OBRAS ARQUITECTONICAS - EDIFICACIONES........................................................................................... 174 9.1 SUM. INS. CERMICA 40x40 cm................................................................................................................. 175 9.2 SUM. INS. CERMICA 20x20 cm.................................................................................................................. 176 9.3 SUM. INS. VENTANA DE ALUMINIO, INCLUYE VIDRIO 6mm................................................................. 177 9.4 SUM. INS. CONJ. TUBERIAS Y ACC. AGUA PVC , ROSCALBE. ......................................................... 177 9.5 SUM. INS. INODORO.................................................................................................................................... 178 9.6 SUM. INS. LAVABO....................................................................................................................................... 178 9.7 SUM. INS. CONJ. TUBERIAS Y ACC. PVC 4 Y 2 SANITARIAS. ............................................................. 179 9.8 SUM. INS. PUERTA DE MADERA, INC CERRADURA. .............................................................................. 179 9.9 SUM. INS. CANAL DE ZINC DE 12x12 cm. ................................................................................................. 180 9.10 SUM. ALERO ENLUCIDO CON NERVOMETAL Y VARILLA DE 8mm. ................................................... 180 9.11 CUBIERTA DE FIBROCEMENTO.............................................................................................................. 180 9.12 CUBIERTA DE TEJA................................................................................................................................... 181 9.13 SUM. INS. PERFILERIA METALICA LAMINADO..................................................................................... 182 9.14 CIELO RASO CON ESTUCO DE YESO...................................................................................................... 184

10 ESPECIFICACIONES ELECTRICAS Y DE CONTROL .................................................................................. 185 10.1 AISLADORES DE PORCELANA TIPO ESPIGA CLASE ANSI 56-1. ......................................................... 185 10.2 AISLADORES DE PORCELANA TIPO ROLLO CLASE ANSI 53-2. .......................................................... 185 10.3 AISLADORES DE SUSPENSIN POLIMERO 35 Kv. ................................................................................ 186 10.4 ANALIZADORES DE ENERGIA ELECTRICA............................................................................................ 186 10.5 ARRANCADORES ELECTRONICOS SUAVES........................................................................................... 187 10.6 AUTOMATAS PROGRAMABLES PLC. ...................................................................................................... 188 10.7 BORNES DE CONEXION............................................................................................................................. 193 10.8 CABLE DE ACERO GALVANIZADO DE 9.51 mm. DE DIAMETRO......................................................... 194 10.9 CONDUCTOR DE ALUMINIO DESNUDO................................................................................................ 194 10.10 CONDUCTORES DE COBRE DESNUDO................................................................................................ 195 10.11 CONDUCTORES DE COBRE AISLADO TW............................................................................................ 195 10.12 CONDUCTORES DE CABLE AISLADO TTU. ......................................................................................... 197 10.13 CONDUCTORES DE COBRE APANTALLADO AISLADO TW. ............................................................. 198 10.14 CONTACTORES. ....................................................................................................................................... 199 10.15 DERIVADORES E INTERRUPTORES. ..................................................................................................... 200 10.16 FUENTES DE PODER CONMUTADAS. .................................................................................................. 200 10.17 GUARDAMOTORES.................................................................................................................................. 201 10.18 HERRAJERIA METALICA......................................................................................................................... 201 10.19 INTERRUPTORES DE CAUDAL. ............................................................................................................. 202 10.20 INTERRUPTORES DE NIVEL................................................................................................................... 203 10.21 INTERRUPTORES DE PRESION.............................................................................................................. 203 10.22 LAMPARAS DE SEALIZACION.............................................................................................................. 204 10.23 LAMPARAS FLUORESENTES. ................................................................................................................. 204 10.24 LAMPARAS ORNAMENTALES DE Na 150 W......................................................................................... 205


10.25 PAQUETE SOFTWARE SCADA................................................................................................................ 206 10.26 PARARRAYOS DE POLIMERO 10 kA, MOV............................................................................................ 207 10.27 PULSANTES DE CONTROL. .................................................................................................................... 207 10.28 RELES AUXILIARES. ................................................................................................................................ 208 10.29 RELES TERMICOS BIMETALICOS.......................................................................................................... 208 10.30 SECCIONADORES FUSIBLE TIPO ABIERTO 15/27 KV. ....................................................................... 209 10.31 SELECTORES ROTATIVOS. ..................................................................................................................... 210 10.32 TABLEROS DE REFASAMIENTO. ........................................................................................................... 210 10.33 TABLEROS DE FUERZA Y/O CONTROL (ESTRUCTURA METALICA). ............................................... 211 10.34 TEMPORIZADORES ELECTRONICOS.................................................................................................... 212 10.35 TERMOMAGNETICOS TIPO CAJA MOLDEADA. .................................................................................. 213 10.36 TERMOMAGNETICOS TIPO ENCHUFABLE.......................................................................................... 213 10.37 TOMACORRIENTES DOBLES POLARIZADOS....................................................................................... 214 10.38 TRANSFORMADORES TRIFASICOS CONVENCIONALES 2 DEVANADOS. ........................................ 215 10.39 TRANSFORMADORES DE CORRIENTE. ................................................................................................ 215 10.40 UNIDADES DE POTENCIA ININTERRUMPIBLE UPS. ......................................................................... 216


PLANES MAESTROS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO PARA LA

CIUDAD DE CUENCA

I. INTRODUCCIN 1 CARACTERIZACIN DEL REA DEL PROYECTO 1.1 LOCALIZACIN, REA DE INFLUENCIA Y POBLACIN La responsabilidad de la prestacin de los servicios de Agua Potable y Saneamiento dentro del cantn Cuenca, le corresponden a la Municipalidad de Cuenca a travs de la Empresa Pblica de Telecomunicaciones, Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento Ambiental ETAPA. ETAPA, en cumplimiento de sus objetivos, con miras a mantener y ampliar la cobertura de los servicios que presta, ha desarrollando los Diseos Definitivos de la segunda fase de los Planes Maestros de Agua Potable y Saneamiento con un horizonte de diseo al ao 2030, dentro de los cuales se encuentran los centros de reserva que se detallan a continuacin. Las reservas MS 02 Castilla Cruz, MS 03 San Francisco, MS 05 Rayoloma, MS 06 Bahuanchi, MS 07 Paccha y MS 10 Challuabamba forman parte del Sistema Machngara Sur, se encuentran localizadas hacia el sur oriente de la Ciudad de Cuenca, sus lmites naturales, condicionados por las zonas de presin y accidentes geogrficos, fueron establecidos en los estudios de factibilidad para los distintos subsistemas de abastecimiento. En esta zona se encuentran los centros parroquiales de: Nulti, El Valle, Paccha y la zona especial de Challuabamba, que a partir de julio de 1998, mediante Ordenanza , se incluy dentro del lmite urbano del Cantn Cuenca. Las reservas C2-1 Mutualista, C3 Planta de El Cebollar, C5 Cruz Verde y C6 Turi forman parte del Sistema Tomebamba Machngara y se encuentran ubicados dentro de la zona urbana del Cantn Cuenca. En el cuadro siguiente se presenta un resumen de las poblaciones y reas de servicio de estas reservas.


Cuadro N 2.1 Proyeccin de la poblacin por quinquenio para los Centros de Reserva pertenecientes a los sistemas Machngara Sur y Tomebamba Machngara.

Fuente: Diseos Definitivos de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa.

2003 2005 2010 2015 2020 2025 2030SUBSISTEMA MACHANGARA NORTE OCCIDENTAL

MN 01 Tixn 322.32 1747 1840 2083 2372 2690 3047 3447MN 02 San Jos 148.3 295 302 322 341 362 384 409MN 03 San Antonio 225.52 452 532 566 603 642 684 730MN 04 La Playa 70.1 433 466 660 907 1204 1559 1984MN 05 Checa 216.37 494 519 556 598 640 690 743MN 06 Corpanche Bajo 49.09 241 246 266 286 307 328 347MNO7 Corpanche Bajo 339.98 694 875 920 968 1014 1060 1108MN 08 Corpanche Alto 29.56 49 49 52 53 56 58 61

1401.24 4405 4829 5425 6128 6915 7810 8829SUBSISTEMA MACHANGARA NORTE ORIENTAL

MN 09 Retama Pungo 482.12 1188 1261 1332 1407 1484 1563 1644MN 10 La Dolorosa 239.4 674 691 732 779 829 881 934MN 11 Bibn 519.66 788 924 952 984 1017 1051 1088MN 12 El Cisne 378 560 660 688 717 748 782 819MN 13 Corazn de Jess 200.28 322 394 408 423 442 460 479MN 14 Octavio Cordero 158.49 372 420 445 470 500 529 564MN 15 Azhapud 434.48 518 664 679 695 710 729 745

2412.43 4422 5014 5236 5475 5730 5995 6273SUBSISTEMA MACHANGARA NORTE GRAVEDAD

MN 16 (T9) Ricaurte 254.52 765 786 836 889 943 1004 1063MN 17 El Guabo 169.55 313 339 356 371 390 407 428MN 18 Sidcay 72.47 201 217 234 252 270 291 313MN 19 Llacao 442.02 798 834 890 950 1014 1083 1161MN 20 Santa Mara 158.06 722 781 876 986 1114 1261 1432MN 21 Huariloma 243.02 761 783 843 908 981 1055 1135MN 22 Capulispamba 160.7 473 520 956 1713 2753 4006 5479MN 23 Challuabamba de Llacao 186.67 347 390 491 661 886 1162 1483MN 24 San Juan Pambo 350.35 344 517 589 715 887 1095 1340MN 25 Las Minas 308.74 297 490 495 502 512 523 536MN 26 Llactn 88.9 82 143 143 143 143 143 143

2435 5103 5800 6709 8090 9893 12030 14513SISTEMA MACHANGARA SUR

MS 01 Sta. Teresita de Monay 300.87 1611 1691 2016 2412 2937 3535 4209MS 02 Castilla Cruz 185.55 1251 1348 1949 2724 3799 5075 6542MS 03 San Francisco 461.81 4322 4566 5512 6607 7885 9305 10862MS 04 El Censo 333.15 1511 1563 1708 1860 2034 2220 2419MS 05 Rayoloma 687.35 2825 3147 4162 5369 6932 8710 10662MS 06 Bahuanchi 357.15 1444 1534 2034 2676 3570 4619 5827MS 07 Paccha 418.62 1535 1632 1784 1960 2155 2381 2630MS 08 San Miguel de Bahuanch 272.46 637 652 691 733 778 825 875MS 09 Nulti 834.31 2283 2427 3227 4418 5961 7784 9885MS 10 Challuabamba 368.50 1329 1442 2323 3786 5739 8097 10838MS 11 El Arenal 133.75 181 228 233 239 245 252 258

4353.52 18929 20230 25639 32784 42035 52803 65007SISTEMA TOMEBAMBA MACHNGARA

C1 San Pedro Cebollar 155.11 4922 5290 5911 6470 6907 7380 7725C2 -1 Muturalista 120.61 8177 8538 9187 9769 10314 10797 11091C2-2 Mutualista 105.27 3403 3728 4383 4987 5504 6020 6503C3 Cebollar 1164.88 66814 71659 80971 89782 98054 105784 113077T4 Cristo Rey 252.32 32085 32083 32094 32104 32111 32119 32129C4 Cristo Rey 103.36 7655 8433 9797 10960 11892 12593 13015C5 Cruz Verde 643.72 36059 37598 40668 43562 46424 49220 51879T5 Miraflores 564.17 45116 46789 49828 52307 54518 56472 58382T6 Milchichig 334.34 10440 10787 11627 12397 13054 13635 14041C6 Turi 301.91 21046 21793 23172 24495 25742 26882 27930T7 Totoracocha 181.51 7185 8329 10333 12256 14153 15923 17536T8 Ricaurte 157.58 1642 1823 2484 3144 3771 4435 5182T9 Ricaurte 833.96 13125 14714 19403 23944 27729 31857 36241T2 Patamarca 124.80 4962 5129 5465 5971 6416 6808 7182T3 Trigales 178.55 5230 5555 6107 6645 7146 7549 7924T1O C. Caldern 298.42 3760 4437 5540 6652 7722 8742 9590T11 La Merced 164.57 1614 1875 2469 3132 3903 4761 5705T12 Patamarca Ochoa Len 924.92 5776 6061 7563 9434 11604 14140 17119

6610 279011 294621 327002 358011 386964 415117 442251

NOMBRE

POBLACIN TOTAL

POBLACIN TOTAL

POBLACIN TOTAL

POBLACIN TOTAL

POBLACIN TOTAL

RESERVA POBLACIN SERVIDA (Hab)AREA (Ha)


1.2 DESCRIPCIN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIN Las reservas MS 02, MS 03, MS 05, MS 06, MS 07 y MS 10 del sistema Machngara Sur sern alimentadas por ramales abiertos desde la PTAP Tixn. Las reservas C2-1, C3, C5 y C6 del sistema Tomebamba Machngara sern alimentadas desde la PTAP El Cebollar y desde la PTAP Tixn a travs de la lnea de conduccin Tixn El Cebollar.

II. MEMORIA TCNICA 1 DESCRIPCIN. Los Diseos Definitivos de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa, se desarrollaron con el fin de satisfacer la demanda de servicios bsicos de agua potable y alcantarillado como consecuencia del incremento poblacional que se prev para el ao 2030. Este crecimiento de la poblacin y la saturacin del centro de la ciudad, significar que las reas que en la actualidad tienen caractersticas urbano-marginales o rurales, se transformarn a futuro en zonas de gran desarrollo urbanstico. 2 CRITERIOS Y PARMETROS DE DISEO. Para el presente estudio se adoptaron los criterios y parmetros de diseo establecidos en los Planes Maestros de Agua Potable y Saneamiento para la Ciudad de Cuenca II Etapa. 2.1 NORMATIVA. Los criterios de diseo se basan principalmente en las Normas para el estudio y diseo de sistemas de Agua Potable y disposicin de aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, del ex-IEOS (Instituto Ecuatoriano de Obras Sanitarias) publicada en el Registro Oficial No. 6 del 18 de Agosto de 1992, integrante del Cdigo Ecuatoriano de la Construccin CO 10.07 60, Parte Novena, Obras Sanitarias, que es de carcter obligatoria. Como referencia complementaria se ha recurrido a las siguientes normativas:

Reglamento Tcnico del sector de agua potable y saneamiento bsico, RAS 2000, de la

Direccin de Agua Potable y Saneamiento Bsico, Ministerio de Desarrollo Econmico de la Repblica de Colombia

Normas para la redaccin de proyectos de Abastecimiento y Saneamiento de Poblaciones,

MOPU (Ministerio de Obras Pblicas y Urbanismo), 1976, Espaa.

Asociacin Brasilea de Normas Tcnicas.


ANSI American National Standard Institute.

Los parmetros adoptados han sido el resultado de la consulta a la legislacin mencionada anteriormente y del criterio adoptado por el consultor, sobre la base de su experiencia. 2.2 PERODO DE DISEO. El volumen de almacenamiento necesario es tambin creciente a lo largo del tiempo; sin embargo, considerando que tanto los volmenes de obras civiles como las cantidades de vlvulas y accesorios de control para estas obras y por tanto los costos correspondientes se incrementa sustancialmente segn el nmero de etapas en las que se construya, complicando adicionalmente su operacin conjunta, se define conveniente disearlos para la capacidad total proyectada e implementarlos en primera etapa. Para dimensionar los centros de reserva se tom como horizonte de planeamiento al ao 2030; considerando un perodo de diseo de 30 aos, segn los criterios establecidos en el numeral 4.1.1 Perodo de Diseo del capitulo 4 Disposiciones Generales de la Norma para Estudio y Diseo de Sistemas de Agua Potable y Disposicin de Aguas Residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes del ex Instituto Ecuatoriano de Obras Sanitarias (Ex IEOS). 2.3 DOTACIONES. Se tomaron como base los estudios de consumo realizados en la Conceptualizacin del Sistema de Abastecimiento de Agua Potable que forma parte de los Diseos Definitivos de los Planes Maestros de Agua Potable y Saneamiento para la Ciudad de Cuenca II Etapa. En los cuadros siguientes se presentan un resumen de las dotaciones netas y brutas por quinquenio que sirvieron para dimensionar los centros de reserva de los diferentes subsistemas. Dotaciones Netas y Brutas por quinquenios para las zonas: Urbana Consolidada y Especial

TASAS DE CONSUMO

DOTACIN BRUTA l/hab-da

AO RESIDENCIAL

l/hab-da COMERCIAL

l/hab-da INDUSTRIAL

l/hab-da ESPECIAL

l/hab-da

DOTACINNETA

l/hab-da

PERDIDASFSICAS +

mm l/hab-da

DOTACIN BRUTA ASUMIDA l/hab-da

2003 203 20 8 14 245 41% 415 415 2005 203 20 8 14 245 37% 389 389 2010 203 20 10 14 245 32% 360 360 2020 203 20 10 14 245 28% 340 340 2025 203 20 10 14 245 25% 327 330 2030 203 20 10 14 245 25% 327 330

245 25% 327 330 mm = prdidas por submedicin Fuente: Diseo Definitivo de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa.


Dotaciones Netas y Brutas para los Centros Parroquiales y Rurales.

ZONA DE SERVICIO

DOTACIN NETA

l/hab-da

% DE PRDIDAS

DOTACIN BRUTA

l/hab-da

CENTROS PARROQUIALES (*)

150

25

200

RURAL (*)

113

25

150

(*) Se aplica a partir del ao 2005. Fuente: Diseo Definitivo de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa. 2.4 COBERTURA DE SERVICIO. Se adoptan para el ao horizonte los siguientes valores de cobertura de servicio:

Porcentajes de cobertura de servicio.

POBLACIN SERVIDA COBERTURA (%)

Urbano consolidado y zonas especiales 98

Cabeceras Parroquiales 95

Rural 80 (*)

(*) El 80% de cobertura, se fundamenta en la actual cobertura existente en las zonas rurales estimada en un 60% dentro del rea de influencia del proyecto, los planes de expansin de la empresa ETAPA, el costo por instalacin y las limitaciones tcnicas para que en el futuro nuevas reas sean anexadas al proyecto. Fuente: Diseo Definitivo de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa. 2.5 CAUDALES DE DISEO. Los caudales de diseo fueron calculados mediante el empleo de las siguientes frmulas: Caudal Medio Diario (Qmd) Qmd = P x Dbruta / 86400 (l/s) En donde: P = poblacin futura Dbruta = Dotacin bruta Caudal Mximo Diario (QMD) QMD = KMD x Qmd En donde KMD = Coeficiente de variacin de consumo mximo diario. Se adopta KMD = 1,3.


Caudal Mximo Horario (QMH) QMH = KMH x QMD = KMH x KMD x Qmd = K2 x Qmd En donde KMH = Coeficiente de variacin de consumo mximo horario. Se adopta KMH = 1,4. El resultando de KMD * KMH = K2 = 1.82. 2.6 PRDIDAS DE CARGA. Para el clculo de prdidas de carga en las tuberas a presin, se adopt la frmula experimental de Hazen-Williams.

87.485.185.1 ***643,10 = DCQJ Donde: J = Prdida de carga unitaria m/m C= Coeficiente de H.W Q= Caudal en m3/s D = Dimetro en m. Los valores del coeficiente C de Hanzen Williams adoptados para los diferentes tipos de tuberas son presentados en el Cuadro.

Valores del coeficiente C de Hazen Williams.

EDAD DE LA TUBERA

MATERIAL

NUEVA

USADA

VALOR ADOPTADO

HIERRO DCTIL

140

135

130

PVC

150

125

130

ACERO SOLDADO

120

90

110

ACERO CON REVESTIMIENTO

140

135

130

Fuente: Catlogo de Fabricantes: SAINT GOBAIN PAM para tuberas de hierro fundido dctil. Plastigama para tuberas de PVC y

Acebedo Neto para las tuberas de acero. 2.7 VELOCIDAD MXIMA ADMISIBLE. La velocidad mxima estar limitada por las mximas presiones producidas por fenmenos de golpe de ariete, sin embargo se tom como criterio los siguientes valores.


Velocidades mximas admisibles

COMPONENTE

VALOR LMITE PROPUESTO (m/s)

Conduccin agua cruda 4 Conduccin agua tratada 4 Red de distribucin 3

2.8 VELOCIDAD MNIMA ADMISIBLE. La velocidad mnima est condicionada por la necesidad de que no se produzca sedimentacin de partculas en suspensin principalmente en las conducciones de agua cruda. Este valor depender, adems de las caractersticas de autolimpieza, de la calidad del agua y de la magnitud de los fenmenos hidrulicos que se produzcan en la tubera. Las velocidades mnimas recomendadas son descritas a continuacin. Velocidades mnimas admisibles.

(*) Valor variable en funcin de los dimetros mnimos adoptados y el tamao de malla de la red de distribucin.

2.9 DIMETROS MNIMOS. De acuerdo con lo establecido en el documento Criterios y Parmetros de Diseo de los Diseos Definitivos de Agua Potable y Saneamiento para la ciudad de Cuenca II Etapa, el dimetro mnimo adoptado para las lneas de conduccin fue de 80 mm, por lo tanto se adopta este valor. 2.10 VOLMENES DE RESERVA. Para el clculo del volumen de reserva se tom el criterio establecido en los Planes Maestros de Agua Potable y Saneamiento para la Ciudad de Cuenca II Etapa, en el que se establece, conforme a la Norma Brasilea NB 594, que el volumen de almacenamiento sea igual a 1/3 del volumen distribuido en el da de mximo consumo al final del perodo de diseo. 2.11 MATERIALES DE TUBERA Y ACCESORIOS. En el documento de Conceptualizacin de los Sistemas Machngara Norte y Sur que forma parte de los Diseos Definitivos de Agua Potable y Saneamiento para la ciudad de Cuenca II Etapa, se

COMPONENTE

VALOR LMITE

PROPUESTO (m/s) Conduccin agua no tratada 0,6 Conduccin agua tratada 0,3 Red de distribucin 0,3 (*)


sugiere, basndose en un anlisis tcnico y econmico, que el material a colocarse en las lneas de conduccin sea hierro fundido dctil (HD). Para las cmaras de vlvulas de las reservas y estaciones de bombeo se recomienda la colocacin de accesorios de H.D. con extremos bridados. 3 CRITERIOS CONSTRUCTIVOS. Para el diseo de los centros de reserva se han considerado tambin algunas caractersticas constructivas que facilitarn su adecuado funcionamiento y por ende garantizarn un buen servicio. (Ref. 14 Ingeniera Hidrulica Aplicada a los Sistemas de Distribucin de Agua, Garca Andrs, Aguas de Valencia, 1996). 3.1 FORMA DE LA RESERVA. Descripcin Terica: En cuanto a la forma del depsito, tericamente, la mejor es la que para el mismo volumen da el menor permetro o la menor superficie mojada. Esta forma ideal es la esfrica. Pero la construccin de un depsito esfrico es difcil y costosa. As pues, las formas ms usadas son la cilndrica y la paraleleppeda, dependiendo su eleccin en cada caso de muchas circunstancias. Ventajas y Desventajas: El depsito de forma esfrica presenta la menor cantidad de paredes para un volumen dado y tiene la ventaja de que toda ella est sometida a esfuerzos de compresin y tensin simples, lo cual se traduce en la necesidad de menores espesores de pared. Su principal inconveniente estriba en aspectos constructivos, lo cual para depsitos de hormign armado obliga a encofrados de costos muy elevados. Sin embargo, sus caractersticas estructurales la hacen muy recomendable en el caso de depsitos a presin. Una forma muy utilizada es la cilndrica. En los depsitos de forma cilndrica, las paredes, sometidas a esfuerzos de tensin simple, presentan ventajas estructurales, pero tambin el inconveniente de encofrado para el caso de depsitos de hormign armado. En el depsito en forma de paraleleppedo, debido a sus formas rectas, aparecen momentos que obligan a espesores mayores y esfuerzos tambin mayores. Sin embargo, esta forma (nicamente paredes rectas) reduce considerablemente los costos de construccin y hace que sea de lo ms utilizada. Solucin: Para el diseo de los centros de reserva se ha adoptado la forma de paraleleppedo para aquellas cuyo volumen vara entre 200 m3 y 5000 m3.


3.2 CLASIFICACIN SEGN SU CONSTRUCCIN. Por lo que se refiere a su disposicin sobre el terreno, las reservas pueden clasificarse en: Enterradas, es el caso de la reserva C2-1 de la Mutualista perteneciente al subsistema

Tomebamba Machngara. En los Planes Maestros la reserva se ubic totalmente enterrada por motivos de cota, asegurando de esta manera su alimentacin por gravedad desde la PTAP Tixn. Sin embargo de acuerdo al estudio de suelos realizado en el sitio de implantacin de esta reserva, se observa que el material existente es de tipo relleno, por tanto, una vez construido y dadas las caractersticas del material de la zona, no habra necesidad de rellenarlo hasta dejarlo completamente enterrado, por lo que el tanque quedara semienterrado.

Semienterradas: Es el caso de los restantes centros de reserva, lo cuales por cuestiones

topogrficas se han dispuesto de esta manera, adems de que presentan una buena integracin con el paisaje y cuyos costos son moderados, y no plantean problemas de accesibilidad a los equipos de mantenimiento.

3.3 ELEMENTOS AUXILIARES EN LAS RESERVAS. Exceptuando la reservas ubicadas en: la PTAP de El Cebollar (5000 m3); Turi (500 m3) y

Rayoloma (1500 m3) que son de una sola celda, todas disponen de un tabique divisorio cuya finalidad es separar la reserva en dos celdas con la finalidad de permitir la limpieza por partes.

Las soleras son un elemento muy delicado en la construccin de una reserva, al que no suele

prestrsele la suficiente atencin. Es preciso asegurarse de que su estanqueidad sea perfecta, ya que pueden producirse fugas importantes que no son fciles de detectar. Suelen construirse de hormign en masa o armado y es condicin imprescindible que dispongan de una pequea pendiente (1%) que permita la circulacin del agua para el momento de la limpieza de la reserva. Aunque las diferencias de temperatura no son grandes cuando la reserva est llena, hay que prever con atencin las juntas de dilatacin necesarias y construirlas con pendiente suficiente hacia el desage, de modo que ste puede realizarse adecuadamente.

Las cubiertas de las reservas pueden considerarse divididas en abovedadas y planas,

constituyendo su principal caracterstica el que sean de la menor superficie posible. Debido a la accin solar y a los efectos de la lluvia y del fro, ste es el elemento de la reserva que ms puede afectar a la temperatura del agua contenida en su interior as como generar figuraciones. De igual manera para evitar el estancamiento del agua lluvia en la parte superior de las reservas es necesario construirlas con una pendiente mnima (2%) que permita el lavado automtico del agua lluvia que cae sobre su cubierta.

Es importante tener en cuenta la formacin de aguas de condensacin, muy activas

qumicamente, en la cara interior de las cubiertas por lo que adems de su eventual aislamiento es obligada la colocacin de ventilacin con su correspondiente proteccin antipjaros, que permita la eliminacin de estas condensaciones.


Bajo las estructuras diseadas para almacenamiento de agua, debern construirse sistemas de sub drenajes conforme se establece a continuacin.

El terreno natural ser conformado con pendiente del 1% al 2% a partir de uno o ms ejes de las estructuras proyectadas, en su base se deber colocar un replantillo de piedra de tamao mximo 15 cm y emporado el mismo, mediante grava natural o triturada, se hormigonar una losa de concreto (fc=210 kg/cm2), de 10 cm de espesor, trabajos que debern ser ejecutados en forma inmediata una vez terminada la excavacin, a fin de evitar alteraciones del terreno natural muy particularmente por la presencia y acumulacin de aguas de lluvias. Simultneamente coincidiendo con los ejes a partir de los cuales se han establecido las pendientes y a lo largo de toda la longitud de stos, se debern construirse cunetas de hormign de un ancho libre de 20 cm y una altura mnima en uno de sus extremos de 15 cm, con una pendiente longitudinal del 1%, cuyos bordes superiores estarn a nivel de la losa establecida. Cunetas que debern ser conectadas a un sistema de drenaje para la evacuacin de posibles aguas de filtracin.

Sobre estas losas y cunetas de hormign se colocar una capa drenante, con un espesor mnimo en los extremos de las estructuras de 10 cm, la cual estar constituida por grava natural o triturada, la misma que una vez colocada presentar una superficie horizontal. Material sobre el cual se colocar un nuevo replantillo de hormign simple muy pobre y poroso, con el fin de proteger estas capas drenantes mientras se preparan las faenas de hormigonado.

El material granular a ser utilizado para la capa drenante, deber ser material cribado o triturado, duro, limpio, libre de materia orgnica, terrones de arcilla. Es importante tambin la colocacin de una membrana geotextil la cual se extender a lo largo de toda la superficie que est en contacto entre el terreno natural y el material filtrante.

4 DISEO HIDRULICO SANITARIO DE LOS CENTROS DE RESERVA. Formando parte del Subsistema Machngara Sur tenemos las reservas MS 02 Castilla Cruz, MS 03 San Francisco, MS 05 Rayoloma, MS 06 Bahuanchi, MS 07 Paccha y MS 10 Challuabamba las cuales son abastecidas a gravedad desde la PTAP Tixn, cabe recalcar que la reserva MS 07 Paccha tiene un sistema de bombeo para abastecer a la reserva MS 08 San Miguel de Bahuanchi. En cuanto a las reservas que forman parte del subsistema Tomebamba Machngara tenemos la reserva C2-1 Mutualista, C3 PTAP El Cebollar, C5 Cruz Verde y C6 Turi, las cuales sern abastecidas a gravedad desde la PTAP El Cebollar. 4.1 UBICACIN Los sitios de implantacin de las reservas fueron definidos en los Diseos Definitivos de Agua Potable y Saneamiento para la ciudad de Cuenca II Etapa, sin embargo considerando las posibles afecciones a ms de un predio en algunos casos se ha procedido a reubicar la reserva conservando la cota, de tal manera que se afecte solamente a un propietario.


Los sitios finalmente definidos (cuyo detalle se presenta en los planos) cumplen los siguientes requisitos: Se localizan lo ms cerca posible al centro de gravedad de la zona de servicio, para balancear de

mejor manera los dimetros de las respectivas redes de distribucin. Tienen un acceso directo a travs de vas existentes. En cada sector se han identificado sitios de topografa lo ms plana posible que minimice el

costo y seguros desde el punto de vista geolgico. La altitud de los sitios aseguran presiones dinmicas mnimas adecuadas en los puntos ms altos

de los sectores de servicio. 4.2 DIMENSIONAMIENTO GEOMTRICO. La capacidad de las reservas fue establecida como 1/3 del volumen distribuido en el da de

mximo consumo al final del perodo de diseo, acorde a lo establecido en la Norma Brasilea NB 594.

En general las reservas mayores o iguales a 200 m3 de capacidad, debern construirse en dos

celdas rectangulares, con la finalidad de facilitar su operacin y mantenimiento. Las reservas C3, C6 y MS 05 sern de una sola celda ya que deben funcionar conjuntamente con las reservas ya existentes en cada uno de esos sectores.

El Cuadro presenta las dimensiones adoptadas para cada uno de los tanques de acuerdo con su

capacidad.

Dimensiones de las Reservas.

VOLUMEN m3 LARGO m ANCHO m 1 CELDA ALTURA

m 100 5 4 2.5 200 8 5 2.5 500 12.5 8 2.5 750 15 10 2.5

1000 13.5 10 3.7 1500 20 10 3.7 4000 25 23 3.4 5000 35.4 29.4 5.6

Fuente: Diseos Definitivos de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa. Adems de la altura neta til se considera una altura libre superior variable en funcin del

volumen del tanque. La losa de fondo tendr una pendiente aproximada de 1% hacia las cmaras de desage, lo que

representa una altura de agua adicional en la parte frontal de los tanques.


Cada una de las cmaras de los respectivos tanques incluyen en su losa superior la

correspondiente boca de visita, as como ductos de admisin de aire; complementariamente se dispone de una escalera marinera para acceder a su interior.

4.3 IMPLANTACIN. En atencin a las recomendaciones dadas en el estudio geotcnico de las reservas se prev ubicar los tanques semienterrados, con lo que se asegura su implantacin en un estrato con capacidad portante apropiada, sin tener que realizar grandes excavaciones ni rellenos. Adems se tiene una profundidad adecuada para las tuberas de ingreso y salida; se permite la inspeccin permanente de las paredes de los tanques en buena parte de su altura para advertir eventuales fisuras y filtraciones de agua que pudieran generarse quiz como resultado de asentamientos diferenciales o problemas derivados de sismos. 4.4 CMARAS DE VLVULAS. Las reservas por lo general presentan dos cmaras de vlvulas, una de entrada y otra de salida, con miras a facilitar su inspeccin y maniobra. Estas dos cmaras agrupan todos los tramos de tubera y accesorios correspondientes a las lneas de entrada, salida, desage y desborde. El arreglo de tuberas intenta facilitar al mximo la circulacin interna y el acceso a las vlvulas y medidor de flujo. Aspectos especficos considerados en el diseo de las tuberas, arreglo de las vlvulas y accesorios son: a) Lnea de ingreso Por estar en operacin permanente, el dimetro de la tubera considera velocidades recomendadas inferiores a los 3,5 m/s para los caudales transportados por las lneas de conduccin con el objeto de evitar problemas erosivos al revestimiento interno. Dependiendo de la cota de la reserva y de la necesidad de colocar vlvulas reductoras de presin el esquema de instalacin de la cmara de entrada puede variar como lo demuestran los planos de las reservas, sin embargo existe un criterio general que es el siguiente: Si el dimetro de la vlvula es mayor a 300 mm se considera la instalacin de una vlvula

mariposa y si es menor se instalan vlvulas de compuerta o esfrica para cierre hermtico seguro del ingreso de agua. Esta vlvula permite el desmontaje de cualquier elemento de la lnea de ingreso, cuando por alguna razn deba ser reparado o sustituido; su operacin ser en extremo ocasional, por lo que se considera solamente operacin manual. El tipo de vlvula ha sido seleccionado para facilitar su maniobra de apertura y cierre, considerando que en todos los casos estar sometida a presiones elevadas.

Vlvulas reductoras de presin, la finalidad es disminuir la presin de llegada a las reservas de

tal forma que est entre los 10 a 20 m.c.a, por lo tanto dependiendo del diferencial de presin y del dimetro de la tubera de llegada, estas pueden ser multichorro o vlvulas reductoras de


presin en serie. A continuacin de las vlvulas reductoras se han instalado una placa orificio removible cuya finalidad ser regular el caudal a travs del diferencial de presin existente antes y despus de la misma. En funcin del caudal y del diferencial de presin, se ha estimado el dimetro nominal necesario para estas vlvulas, resultando en general inferiores a los de la tubera de la lnea de ingreso.

Las vlvulas de control fueron diseadas de acuerdo a los criterios establecidos en el documento

Criterios y Parmetros de Diseo y a las simulaciones hidrulicas tanto en rgimen permanente como transitorio realizadas en los Diseos Definitivos de los Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la Ciudad de Cuenca II Etapa. Para la determinacin de los dimetros y coeficientes de caudal o flujo se ha utilizado el software suministrado por el fabricante de las vlvulas ROSS y una macro en Excel desarrollada con este objeto.

Vlvulas de flotador con piloto externo, generalmente se instalan fuera de la reserva, en la

cmara de vlvulas y tienen el propsito de controlar el cierre y apertura de la alimentacin a la reserva. Normalmente se ha previsto instalar una vlvula para cada cmara de la reserva.

Accesorios.- incluye tees, codos, reductores, tramos rectos, uniones mecnicas y uniones de

desmontaje, cuya finalidad es favorecer la distribucin de caudal hacia las dos cmaras adems de facilitar el montaje y desmontaje. En las reservas localizadas en puntos bajos se ha previsto la colocacin de un tamiz de retencin de pequeos slidos, para minimizar el riesgo de fallos en su operacin debido a obturaciones de los orificios del sistema multichorros o de las pequeas tuberas de alimentacin a los pilotos hidrulicos.

Vlvulas de compuerta en cada ramal de alimentacin a las correspondientes cmaras del tanque

para poder aislarlas durante las operaciones de limpieza. Dada la baja periodicidad de maniobra se prev tambin vlvulas de accionamiento manual.

b) Lnea de salida: Se ubica a una altura mnima sobre la losa de fondo del tanque para igualmente minimizar el volumen no utilizable del mismo. Su dimetro considera que la prdida de carga no debe ser mayor 0, 5 m, para evitar volmenes muertos por lo tanto la velocidad de salida queda limitada a 2 m/s para el caudal mximo horario futuro. Los ramales de salida de cada cmara disponen de una vlvula de compuerta para suspender el servicio y/o aislar la cmara para limpieza. Luego de la junta de las dos lneas de salida se prev la instalacin de un medidor tipo electromagntico (tecnologa que posibilita la transmisin remota de informacin), el cual se ubica en una depresin de la lnea para asegurar que el tubo medidor se encuentre siempre lleno de agua. El tamao nominal del medidor de caudal ha sido seleccionado en funcin del catlogo de la marca KROHNE, considerando un caudal medio igual al caudal medio diario futuro al ao 2025 (se considera este ao debido a que la vida til del macro medidor es igual a 15 aos), y comprobando que el caudal mximo de medicin sea superior al caudal mximo horario futuro; a base de estos criterios resulta que el dimetro nominal del tubo medidor es inferior al de la tubera de salida, por lo que la instalacin considera los reductores pertinentes, as como las longitudes mnimas de los


tramos rectos aguas arriba y abajo del medidor de diez dimetros de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes. Se puntualiza que la ubicacin del medidor de flujo en la lnea de salida facilitar el registro directo de los volmenes acumulados consumidos, as como de las variaciones horarias de caudal. Como ltimo accesorio de la lnea de salida, se tiene una vlvula de aire combinada (VAC) para permitir fundamentalmente la admisin de aire a la lnea de salida cuando se suspenda el servicio. c) Lneas de desage y desborde: Los desages parten de los sumideros previstos al interior de cada cmara del tanque, los que posibilitan el vaciado total durante las operaciones de limpieza. Cada ramal dispone de la correspondiente vlvula de compuerta (para asegurar un sellado hermtico). Las lneas de desage llegan a un pozo central, desde el cual se evacuar el agua hasta el receptor final. Los desbordes parten de las respectivas cajas recolectoras del caudal de exceso, ubicadas en la parte interna superior de las cmaras del tanque, se juntan en una bajante que llega al pozo central de desage. En el caso de tanques menores a 100 nicamente se colocar un tubera de rebose en sustitucin de las cajas. El diseo prev el referido pozo central de desage al interior de la cmara, para facilitar la evacuacin de un caudal importante de agua que podra generarse de una fuga accidental en un accesorio o tubera, sin que exista el riesgo de inundacin de la cmara. Para evitar el acceso de olores desde el exterior el sistema prev un sifn a la salida. El receptor final de las aguas de desage y desborde debera ser el sistema de alcantarillado pluvial. Considerando que en algunos casos, no se dispone de estos colectores, en el momento de la construccin de los tanques, el desage se realizar a la cuneta o en el punto ms adecuado para producir la evacuacin de las aguas con el menor dao posible de acuerdo con los propietarios de la zona. Para el dimensionamiento de las tuberas y estructuras se adoptaron los siguientes criterios: Los dimetros de las lneas de desage consideran que los tiempos de vaciado emergentes de las

cmaras llenas no sean muy prolongados. Para los dimetros seleccionados se tienen tiempos mximos de vaciado en el rango de 2 a 4 horas.

Los vertederos de rebose considerados son rectangulares para reservas mayores a 200 m3. Las lneas de desborde, han sido seleccionados de manera que las prdidas en el ingreso sean reducidas, evitando una profundizacin excesiva de las cmaras recolectoras del caudal desbordado. Los dimetros tienen la capacidad de descargar el caudal de ingreso ms un 10%, por seguridad.

4.5 SISTEMA DE SUBDRENES. El informe geotcnico de las reservas recomienda que para la evacuacin de pequeas cantidades de agua que pudieran infiltrarse a travs de las paredes laterales o losa de fondo, se construya un sistema de drenaje localizado en su base. Este sistema contempla una capa de material granular bajo


la cimentacin del tanque sobre una base impermeable de hormign simple; se complementa con zanjas rellenas de material granular que permiten la concentracin del agua infiltrada hacia la parte central-frontal del tanque, desde donde se conduce el agua mediante un canal revestido de hormign y con pendiente 1% hacia la descarga ubicada en la cmara de salida de la reserva. 4.6 OBRAS COMPLEMENTARIAS. El diseo considera las siguientes facilidades adicionales: El registrador de caudal electromagntico est localizado dentro de la cmara de salida

adicionalmente sta tiene el espacio adecuado para la colocacin de los controles de accionamiento remoto de las vlvulas de salida y los correspondientes equipos si ETAPA decide implementar a futuro un sistema remoto de operacin.

Va de acceso y rea de parqueo. Cerramiento perimetral. Garita de Control. 4.7 INTERCONEXIN ENTRE TANQUES EXISTENTES Y TANQUES A IMPLEMENTARSE. Las reservas a construirse MS 02 de Castilla Cruz, C3 de PTAP El Cebollar y C6 de Turi se interconectan a las reservas existentes las cuales se encuentran a la misma cota de fondo, los detalles de interconexin se pueden observar en los planos de detalle respectivos. 5 SISTEMA DE BOMBEO DE LA RESERVA MS 07. 5.1 CAUDALES DE DISEO Y TIEMPOS DE OPERACIN DIARIOS. Es importante mencionar que la bibliografa tcnica recomienda de manera general que el caudal de diseo (capacidad) de los sistemas de bombeo se defina como el consumo diario previsto, dividido para el nmero de horas de bombeo adoptadas. Con respecto a la capacidad de las estaciones de bombeo las normas nacionales emitidas por la Subsecretara de Saneamiento Ambiental (SSA, 1992), presentan las siguientes directrices: En su numeral 5.2.1 indican: La capacidad de la estacin de bombeo ser suficiente para

manejar el caudal de diseo previsto para la etapa correspondiente. En el numeral 5.4.1, se dice: El nmero, tipo y capacidad de las bombas y de los equipos

auxiliares depender del caudal, de sus variaciones y de la seguridad del sistema y tendr amplia capacidad para cubrir los caudales mnimos y mximos.

Considerando lo expuesto el caudal de diseo se determinan a base del siguiente anlisis:


Para asegurar la continuidad del servicio an en casos extremos en los que a la hora de mximo

consumo el tanque de reserva al cual se alimenta se encuentre cercano al nivel mnimo es necesario que el tanque sea alimentado con un caudal igual al mximo caudal previsto que deba salir del mismo. Alimentar al tanque con un caudal superior al mximo consumo que deba salir del mismo implicara sobredimensionar innecesariamente la capacidad de la estacin de bombeo que lo alimenta, incrementando por tanto los costos de los equipos electromecnicos, sistemas de suministro y control de energa elctrica, tuberas y accesorios de las lneas de succin e impulsin.

El tiempo de operacin diario de los distintos sistemas de bombeo de operacin intermitente, se

enmarca en el rango sugerido de 8 a 15 horas. En efecto puesto que las distintas estaciones estarn diseadas para caudales iguales al mximo horario del conjunto de los distintos sectores de servicio ubicados a cotas mayores y considerando que el caudal mximo horario representa un 182% del caudal medio (segn los coeficientes de mayoracin de la demanda adoptados para el proyecto), implica un tiempo medio de bombeo de 13.2 horas diarias al final del perodo de diseo. Durante los aos previos, puesto que el caudal de bombeo es nico en cada caso, se tendrn tiempos de bombeo inferiores, segn se detalla en los reportes de clculo de cada estacin.

Para el caso de caudales de diseo muy bajos, para los cuales se define que los equipos de

bombeo trabajarn con reducidas eficiencias, se propone incrementar los caudales de diseo a valores con los cuales, sin incrementar el tamao nominal de las bombas ni la potencia nominal del motor, se alcance su rendimiento ptimo. De esta manera, se reduce los tiempos diarios de operacin de las bombas y por tanto el consumo global de energa elctrica.

5.2 VOLUMEN DE LA CMARA DE SUCCIN. En la generalidad de los casos, las cmaras de succin corresponden a las celdas de los tanques de reserva, cuyo volumen ha sido determinado considerando la normativa pertinente para abastecer las demandas de las redes de distribucin as como de los sistemas de bombeo y rebombeo. Las normas de la SSA, en su numeral 5.2.4.2, indican que el volumen de la cmara de succin se determinar en base al mnimo ciclo (tiempo) entre la parada y arranque de la bomba), recomendndose para potencias instaladas de hasta 75 KW (rango al que corresponde el presente proyecto) un tiempo de 15 a 20 minutos. Con estas consideraciones, el volumen de la cmara se obtiene empleando las siguientes ecuaciones:

)(*1*6.31 qQtVs =

qtVs *2*6.32 = Donde: Vs1: Volumen de la cmara de succin considerando un tiempo de bombeo mnimo t1 (m3) Vs2: Volumen de la cmara de succin considerando un tiempo de parada mnimo t2 20 minutos


t1: Tiempo mnimo de un ciclo de bombeo (t1= 2 horas) t2: Tiempo mnimo de un ciclo de parada (t2=0.333 horas, equivalente a 20 minutos) Q: Caudal de diseo de la estacin de bombeo (l/s); en este caso Q=QMH q: Caudal permanente de alimentacin al tanque de succin (l/s); q=QMD 5.3 PRDIDAS DE CARGA EN LAS LNEAS DE IMPULSIN Y SUCCIN. a) Lnea de impulsin Dada su importante longitud, las prdidas de carga se deben principalmente a la friccin del fluido en todo su trayecto; en este caso, las prdidas menores en accesorios representan un porcentaje menor con respecto a las anteriores. Para efectos del clculo, se considera la frmula de Hazen-Williams, apropiada para flujo de agua en rgimen turbulento:

87.4851.1

851.1

**)*(*65.10

DiCQLkHfi =

Donde: Hfi: Prdidas de carga por friccin en la lnea de impulsin (m) k: Factor de mayoracin de la longitud real de la lnea de impulsin para considerar el efecto de las prdidas menores en accesorios. L: Longitud real de la lnea de impulsin (m) C: Coeficiente de prdidas de carga, dependiente del material de la tubera Di: Dimetro real interno de la tubera de la lnea de impulsin (m) El factor de mayoracin de la longitud por concepto de prdidas locales, se lo adopta en funcin de los rangos anotados en el Cuadro siguiente:

Valores del factor de mayoracin k

Longitud real de la lnea de impulsin (m)

Valor adoptado de k

< 500 1.10 500-1000 1.05 >1000 1.00

b) Lnea de succin La lnea de succin se caracteriza por su pequea longitud, razn por la cual, las prdidas de carga se producen fundamentalmente en los accesorios. La prdida de carga en cada accesorio se determina de acuerdo a los siguientes coeficientes:


Coeficientes de prdida de carga.

Accesorio Coeficiente K Entrada del tanque de reserva a lnea de succin 1.00

Tee normal o reductora 1.00 Codo de 90 1.00

Codo de 45 o Yee 0.50 Vlvula de compuerta (abierta) 0.15

Otras prdidas menores y tramos de tubera 1.00 Puesto que la lnea de succin est compuesta por tuberas y accesorios de distintos dimetros, para un clculo suficientemente aproximado de la velocidad de flujo a considerarse en las prdidas se consideran las prdidas en el mltiple distribuidor y en el ramal de alimentacin a cada bomba. 5.4 DIMETROS DE LAS LNEAS DE IMPULSIN Y SUCCIN. Puesto que las prdidas de carga por friccin en la lnea de impulsin, constituyen un componente importante de la altura total de bombeo y por tanto de la potencia requerida en el sistema (y con ello del consumo y costo de la energa elctrica consumida), es importante definir los dimetros con los cuales se minimizan los costos globales de implementacin y operacin del sistema durante su perodo de servicio. En efecto, para reducir estas prdidas, se requiere incrementar el dimetro de la tubera de impulsin, lo que representa, a su vez, un incremento de costos iniciales de implementacin del sistema. Con objeto de balancear adecuadamente los costos de la lnea de impulsin con los de la energa requerida durante todo el perodo de operacin del sistema de bombeo, se han desarrollado criterios y frmulas empricas producto de la experiencia y evaluacin de sistemas previos, los cuales se exponen en la documentacin y bibliografa tcnica sobre este tema. En el presente proyecto se considera el siguiente modelo para estimar el dimetro ptimo de la lnea de impulsin, el cual involucra parmetros hidrulicos, as como costos de la tubera y energa elctrica:

46.0154.0

**35.1 QFEdi

= Frmula de Vibert.

Donde: di: Dimetro del conducto de impulsin sugerido (m). Q: Caudal bombeado (m/s). E: Costo del KWH de energa elctrica (USD/KWH). F: Costo del Kg de hierro fundido de la tubera (USD/Kg). Para el presente proyecto y condiciones actuales, considerando los costos promedio de la energa elctrica y de la tubera de Hierro Fundido dctil, para el caso de la frmula de Vibert se tiene: E= 0.074 USD/KWH


F= 1.0 USD/Kg

46.0*90.0 Qdi = Frmula de Vibert, aplicada a condiciones de este proyecto Como criterios adicionales se tienen los siguientes:

La velocidad debe estar en el rango entre 1 y 3 m/s La prdida de carga por friccin no debera superar un 10% de la altura geomtrica de

bombeo. Con respecto a la lnea de succin su dimetro se seleccionar considerando una velocidad de hasta 1.5 m/s, con lo cual se verificar que las prdidas de carga no originen problemas de cavitacin segn se tratar posteriormente. 5.5 PARMETROS DE OPERACIN DEL SISTEMA. a) Curvas caractersticas de las bombas y del sistema Los distintos tipos de bombas estn caracterizadas por una familia de curvas que relacionan el caudal bombeado con otros parmetros tales como: altura total de bombeo, altura de succin mnima necesaria, eficiencia mecnica y potencia mecnica absorbida por la bomba. Cabe precisar que cada bomba especfica tiene su propia familia de curvas, la cual corresponde adems a una determinada velocidad rotacin y viscosidad del fluido. De otra parte, la denominada curva del sistema, es la relacin entre el caudal bombeado (Q) y la altura total de bombeo (HT), la misma que para el caso de tanques abiertos a la atmsfera, corresponde al desnivel geomtrico entre los niveles de agua de los tanques de succin y descarga ms las perdidas de presin debidas a la friccin en las lneas de succin e impulsin. Para el caso de varias bombas trabajando en paralelo la curva de altura total de bombeo vs. caudal, se obtiene sumando los caudales de la curva de cada bomba correspondientes a una altura de bombeo determinada. b) Alturas netas de succin requerida y disponible La altura de succin positiva neta requerida por una bomba (NPSHR), es la presin absoluta requerida por la bomba a la altura de su eje de rotacin para operar normalmente, sin problemas de cavitacin. Su valor se obtiene de las curvas caractersticas del equipo especfico que se seleccione (suministradas por el fabricante). En efecto, si la presin absoluta en la lnea de succin, desciende por debajo de la presin de vapor del fluido, ste se evapora y forma bolsas o cavidades gaseosas, las cuales al ser conducidas por el impulsor de la bomba hacia la zona de alta presin de la carcaza, se colapsan (disuelven) violentamente generando el tpico problema de cavitacin caracterizado por sobrepresiones puntuales, vibraciones y ruidos que deterioran fsica y operativamente al equipo.


De su parte, la altura de succin positiva neta disponible (NPSHD), se calcula como la presin esttica absoluta disponible a la altura del eje de rotacin de la bomba, restando las prdidas de carga por friccin en la lnea de succin y la presin de vapor el fluido. Los valores de NPSH se expresan normalmente en metros o pies de altura equivalente de la columna del fluido. Segn puede verificarse en los planos de montaje de los sistemas de bombeo, en todos los casos del presente proyecto los equipos trabajan con carga positiva de succin. c) Velocidades especficas de impulsin y succin El anlisis de estos parmetros es importante en la seleccin de tipo de bomba y diseo de su impulsor, as como en la eficiencia (rendimiento) del sistema y el nmero ptimo de etapas de bombeo. Los valores de estos parmetros y en base a los criterios contenidos en el Cuadro es posible seleccionar las caractersticas del sistema. Criterios para seleccionar el tipo de bomba, basados en la velocidad especfica de impulsin.

Rango de valores de Ns (RPM)

Tipo de flujo en la carcaza y de impulsor

500 - 4000 Bombas de flujo centrfugo, impulsor radial 4000 - 8000 Bombas de flujo mixto (axial-centrfugo) > 8000 Bombas de flujo axial, impulsor tipo turbina

5.6 CONFIGURACIN Y ACCESORIOS DE LAS LNEAS DE SUCCIN Y DESCARGA. Las caractersticas bsicas de los accesorios que se describen a continuacin son complementadas con la informacin presentada en las especificaciones tcnicas para su suministro, instalacin y pruebas. a) Lnea de succin Se considera lo siguiente: Una tubera matriz o mltiple distribuidor conectado directamente a la(s) celda(s) de los tanques

alimenta al conjunto de bombas mediante derivaciones a cada una de ellas. Este sistema de alimentacin es independiente de las lneas de alimentacin a las redes de distribucin para minimizar las variaciones de presin en la lnea de succin.

La derivacin a cada bomba cuenta con una vlvula de cierre para poder aislarla del sistema.


La lnea de succin no requiere de vlvulas de pie (tipo check) para evitar el descebado de las bombas, puesto que el nivel de agua en el tanque estar siempre por encima del eje de dichos equipos.

Para evitar el ingreso de aire a la lnea de succin (por formacin de vrtices), se prev que su

clave est a una profundidad mnima desde la superficie de agua igual al dimetro nominal, para configuraciones como las adoptadas en el presente caso en el que la lnea de succin es horizontal (para el caso de succin vertical, se recomienda una sumergencia mnima igual a 1.5 veces el dimetro de la tubera). La posibilidad de formacin de estos vrtices est prcticamente eliminada si adems se considera las bajas velocidades de ingreso y prdidas de carga en la lnea de succin y el hecho de que los tanques dispondrn de sensores de mnimo nivel emergente de parada de la bomba en cada cmara de succin superiores a la mnima requerida, segn se indica posteriormente.

b) Lnea de descarga A la salida de cada bomba, en la lnea de impulsin, se prev la instalacin de una vlvula de

compuerta para posibilitar su aislamiento y desmontaje. Las lneas de salida de cada bomba se juntan a 45 en un mltiple recolector que constituye el

inicio de la lnea de impulsin. A la salida del mltiple, es decir al inicio de la lnea de imp

agua, saneamiento cuenca

Documents