memoria tecnica de los estudios del sistema...
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MEMORIA TECNICA DE LOS ESTUDIOS DEL SISTEMA DE AGUA
POTABLE DE LA CIUDADELA “MI CASITA LINDA”
1.- INTRODUCCION.-
El Gobierno Municipal del Cantón Santa Elena participa activamente en el proyecto de
urbanización “Mi Casita Linda” para lo cual se constituyó la empresa municipal de
vivienda (EMUVIVIENDA), buscando brindar soluciones al déficit habitacional en la
cabecera cantonal, por esta razón se ha lanzado el proyecto de vivienda MI CASITA
LINDA la misma que cuenta con 2198 soluciones habitacionales en una área
aproximada de 53.20 Ha, dotadas de los servicios básicos, siendo el objetivo principal
en elaborar los estudios de los sistemas sanitarios que son los siguientes: Los
estudios comprenden Sistema de abastecimiento de agua potable, Sistema de
alcantarillado sanitario, planta de tratamiento y Sistema de alcantarillado de aguas
lluvias para la urbanización MI CASITA LINDA.
1.1.- UBICACIÓN DEL PROYECTO
El Cantón Santa Elena se encuentra ubicada en la provincia de Santa Elena, y limita
al norte con el cantón Puerto López de la provincia de Manabí, al sur con el Océano
Pacífico y el cantón Playas; al este con los cantones Pedro Carbo, Isidro Ayora y
Guayaquil de la provincia del Guayas; y al oeste con el Océano Pacífico.
La urbanización MICASITA LINDA se encuentra ubicada en la cabecera cantonal del
cantón Santa Elena, a la margen derecha de la autopista Guayaquil- Salinas, en el
sector conocido como K2, al ingreso de la zona urbana de la ciudad, las coordenadas
geográficas de la urbanización MI CASITA LINDA son las siguientes:
El área del proyecto se encuentra en la sub-región cálida-seca y árida de la región
litoral. La población del cantón Santa Elena se ubica en la parte central de la
provincia, del mismo nombre.
Los componentes climáticos del periodo 1996-2010 son:
Precipitación (promedio anual)
Zona Árida Seca 112mm
Humedad relativa media 83 %
Heliofanía 1000 horas/año
Predomina un clima árido y seco con vegetación de desierto tropical. Los principales
factores que inciden sobre las condiciones climáticas son:
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Topografía general de la zona es plana, existen canales abiertos, que se unen o
descargan quebradas o ríos secos en el verano
1.2.- OBJETIVOS DEL PROYECTO.-
El objetivo general del presente proyecto es optimizar y dotar con las principales redes
de servicios Públicos como son: Sistema de Abastecimiento de Agua Potable,
Alcantarillado Aguas Servidas y Sistema de Tratamiento por medio de lagunas
aeróbicas y Alcantarillado Aguas Lluvias para la urbanización Mi Casota Linda de
2198 soluciones habitacionales en una área aproximada de 53.20 ha, ubicadas en el
cantón Santa Elena, Provincia de Santa Elena.
1.3.- INFRAESTRUCTURA DE AGUA POTABLE.-
El Sistema de Agua Potable de la Provincia de Santa Elena es abastecida por la
empresa de agua potable (AGUAPEN) a todos los cantones que conforman la
provincia, por ende es la encargada de regular los sistemas de servicios públicos
(agua potable, alcantarillado sanitario y pluvial, tratamiento de agua en la Península
de Santa Elena).
AGUAPEN es la corporación pionera en la Asociación de Municipios para administrar
servicios, participan: Salinas, Santa Elena y La Libertad, siendo el directorio
conformado por los tres alcaldes de la provincia.
La zona urbana de la provincia se abastece por medio de un sistema de bombeo que
se realiza en la represa del azúcar, en el trasvase de Santa Elena y llega hasta la
planta de tratamiento para agua potable, ubicada en el cruce a la parroquia Atahualpa
aproximadamente a 5km de la cabecera cantonal de Santa Elena.
Desde esta planta salen dos líneas de conducción de 800mm y 600mm que abastecen
a las ciudades de Santa Elena, Libertad y Salinas, dichas líneas de conducción
atraviesan de este a oeste los terrenos de la urbanización MI CASITA LINDA, y de
acuerdo a la factibilidad de consumo determinado por AGUAPEN, nuestro punto de
captación es en la línea de conducción de 600mm y se ha otorgado una factibilidad de
dotación de 72,39 l/s. En base a esta captación se ha diseñado el sistema de redes de
abastecimiento para agua potable de este estudio.
2.- PERIODO DE DISEÑO
En el proyecto habitacional de vivienda Mi Casita Linda, las obras de agua potable se
han diseñado para suministrar un buen servicio y correcto funcionamiento durante el
plazo que se determina de acuerdo con el crecimiento estimado de la población y con
la vida útil de los elementos del sistema.
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El Periodo de diseño se lo puede establecer en base a los siguientes criterios:
- Nuevos servicios 20 - 50 años
- Ampliaciones 15 - 20 años
- Obras de Emergencias 3 - 5 años
Es necesario indicar que el periodo asumido nos determinara el intervalo de tiempo
comprendido entre la puesta en servicio de la obra y el momento en que esta deja de
prestar sus servicios eficientes para lo cual fue diseñada.
En consideración a estos factores, el Periodo de Diseño adoptado será de 20 años,
esto permitirá definir el tamaño del proyecto en base a la población a ser atendida al
final del mismo., teniendo en cuenta la ejecución del proyecto con un periodo de
diseño mayor requerirá mayor inversión inicial, pero luego no necesitara de nuevas
inversiones por un buen tiempo.
3.- POBLACIÓN DE DISEÑO
La población de diseño contempla la cantidad de habitantes proyectada al periodo de
diseño elegido, en virtud que el porcentaje de población flotante no se cumpliría
porque la cantidad de vivienda es fija o sea para 2198 vivienda del proyecto.
Se ha estimado una población a servir es de 5 habitantes por vivienda, teniendo en
cuenta que son 2198 solares que conforman la Urbanización, por tanto la población
total a servir es de 10990 habitantes.
4.- DOTACION DE AGUA
Dotación es la cantidad de agua potable consumida, en promedio por cada habitante,
y por encontrarse el proyecto en un área urbana, el consumo fluctúa entre 120 y 200
lts/hab/dia este sector
Dada la Factibilidad al estudio por parte de Aguapen-EP a la urbanización Mi Casita
Linda, se ha considerado una dotación de 150 lts/hab/día. De acuerdo a las normas
de diseño Aguapen-EP
5.- BASES DEL DISEÑO.-
Se establece con los coeficientes de máxima demanda horaria y diaria de acuerdo al
tipo de tubería a implementarse en el diseño.
Coeficiente de máxima demanda diaria: 1.40 (140 %)
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Coeficiente de máxima demanda horaria: 2.00 (200 %)
Coeficiente de rugosidad, tubería de PVC: C = 120 K = 0.713
El método para el cálculo de la Red de distribución de agua potable diseñada se aplica
el Método de Hardy Cross, con la aplicación de la fórmula de Hansen Williams, que se
basa en el equilibrio de presiones (perdidas de carga), y el balance de los caudales
(correcciones), hasta obtener diferencias mínimas aceptables.
5.1 CAUDAL DE DISEÑO
5.1.1 CAUDAL DIARIO MEDIO.-
Se calcula en base de la población a saturación y la dotación pre-capita, que equivale
al consumo promedio para un dia normal del año, con estos antecedentes procedemos
a realizar el cálculo del consumo medio diario para nuestra ciudadela:
5.2 CAUDAL MAXIMO DIARIO
El caudal máximo diario es la cantidad de agua requerida para el proyecto ciudadela
Mi casita linda, para poder satisfacer las necesidades de este elemento en un dia del
año de máximo consumo. Este consumo oscila entre coeficientes que están en los
140 y 200 % de acuerdo a las normas y recomendaciones de Aguapen-EP., el cual se
ha tomado como base el consumo medio diario de 140 % obtendremos lo siguiente:
5.3 CAUDAL MAXIMO HORARIO
Es el consumo máximo que se produce en una hora de un dia cualquiera del año,
sobrepasando también el consumo medio diario el cual se lo denomina “ consumo
pico” para poder satisfacer las necesidades de este elemento vital al proyecto;
tomando como base el caudal de consumo medio diario tenemos lo siguiente:
Para nuestro proyecto se ha establecido el consumo máximo horario igual dos veces
al consumo medio diario; por lo tanto:
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6.- ESTUDIO DE PRESIONES.-
Considerando una presión existente en el punto de toma de la red de agua potable de
20 lbrs/pulg2, tenemos:
6.1 PRESION DE ENTRADA
Para Q = 44.20 lts/seg
Ø = 8” (200 mm)
L = 118.50 m Presión: 20 lbrs/pulg2
6.1 PRESION DE SALIDA
De acuerdo a la red distribución de agua potable consiste en predeterminar los
diámetros y luego analizar desde el punto de vista hidráulico las presiones existentes
en el punto de toma, proyectándose una red cuyos diámetros cumplan con las
demandas obtenidas y las presiones mínimas requeridas en los circuitos o nudos de la
red. Se adjunta planillas de cálculo.
6.2CALCULO DE CISTERNA RESERVORIO Y ESTACION
Demanda diaria es de 2747.50 metros cúbicos diarios, la reserva va hacer de 8 horas, 850 mt3 de capacidad., que comprende de Cisterna y Tanque elevado con las siguientes dimensiones.
Cisterna: 600 m3
Largo = 18.00 ml
Ancho = 12.00 ml
Altura = 3.30 ml (Incluida cámara de aire 0.50 m)
Tanque Elevado: 250.00 m3
Largo = 7.30 ml
Ancho = 7.00 ml
Altura = 5.00 ml
Bomba 25 hp Q=65 l/s CDT = 29 metros
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7.- HIDRAULICA DE CONDUCTOS A PRESION.-
Los componentes hidráulico en las redes de distribución tales como tuberías válvulas y
piezas especiales son sensibles a la presión que se someten en una red, es posible
manejar y evaluar el comportamiento del sistema de distribución que está diseñado
frente a las demandas de consumo. Es posible calcular la perdida por fricción
mediante el método hidráulico de Hansen Williams. Para el proyecto el sistema de
distribución es por medio de mallas en toda el área, estas se conectan entre redes
primarias y secundarias y válvulas para poder ser cerrado para reparaciones o
mantenimiento.
8.- CONFORMACION DE LA MALLA Y CIRCUITO DE LA RED.-
8.1- TRAZADO DEL CIRCUITO.-
Para efectos del cálculo, se ha sectorizado en tres Circuitos la ciudadela, los que sean
enumerados de la siguiente forma: Circuito I, Circuito II, Circuito III
Este criterio pone a su alcance al calculista a conseguir que los circuitos encierren o
abarquen áreas similares para el análisis de redes a presión en el ambiente tradicional
del diseño
.
8.2.- CALCULO DEL CIRCUITO
9.- DIAGRAMA HIDRAULICO DE CAUDALES POR NUDO.-
El Diagrama de Circulación principal de la red, se encuentra detallado en el plano
AP 2/2, donde se encuentra el resultado de la entrada y salida de caudales en cada
nudo que conforma cada circuito.
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10.- EXPLICACION DEL SOFTWARE USADO.-
Para el cálculo de la red distribución de agua potable de la Ciudadela se aplicó el
método de redes cerradas que consisten en formar circuitos para el balance de los
caudales en la tubería se lo ha realizado por un sistema analítico y convencional
aplicando el método de Hardy Cross, que es un método eficiente para este tipo de
redes aplicado en este estudio.
12.- CONCLUSIONES DE PRESIONES ENCONTRADA.-
Dada las características de la topografía del terreno donde se encuentra en una zona
irregular, con diferencia de cotas nivel de terreno entre 1 y 3 metros de altura, las
pérdidas de carga encontradas y por el balance de caudales de equilibrio son
aceptables por las cuatro correcciones que se efectuaron. Como conclusión tenemos
que las presiones en cada tramo de los Circuitos de entrada y salida en los nudos
existe un balance de presión y simultaneo en la red diseñada.
Ing. Milton Benavides Moreno
Reg. Prof. G -1669
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CÁLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
DE LA CIUDADELA " MI CASITA LINDA"
CALCULADO Ing. Milton Benavides M.
FECHA jun-16
CIRCU ITO
T R A M O
DIAMETRO Q
lts/min L
mts
PRIMERA CORRECCION SEGUNDA CORRECCION
PRESION ENTRADA
ELEVACION DEL
TERRENO
PRESION SALIDA
hf 1,85*h/Q ΔQ Q hf 1,85*h/Q ΔQ Q
A - B 8" 2100,0 119,20 0,8473 0,0007 5,72 2105,72 0,8515 0,00075 -0,56 2105,16 9,16 0,15 9,31
B - C 6" 350,00 238,10 0,2504 0,0013 11,95 361,95 0,2649 0,00135 1,93 363,88 9,31 -0,26 9,57
I C - D 4" -107,40 139,90 -0,1229 0,0021 5,72 -101,68 -0,1129 0,00205 -0,56 -102,24 9,57 -0,89 8,69
D - E 6" -255,6 239,00 -1,0128 0,0073 5,72 -249,88 -0,9692 0,00718 -0,56 -250,44 8,69 0,97 9,66
E - A 6" -403,8 20,70 -0,0286 0,0001 5,72 -398,08 -0,0279 0,00013 -0,56 -398,64 9,66 0,03 9,68
-0,0667 0,0116 -5,72 0,0065 0,01146 0,56
B - F 8" 724,05 172,50 0,17059 0,0004 51,59 775,64 0,1946 0,0005 1,21 776,85 9,31 0,81 10,12
II F - G 4" 124,60 237,70 0,26738 0,0040 -6,23 118,37 0,2414 0,0038 -2,49 115,88 10,12 -0,74 9,37
G - C 4" -92,30 195,60 -0,13501 0,0027 -6,23 -98,53 -0,1502 0,0028 -2,49 -101,02 9,37 -0,35 9,02
C - B 6" -350,0 238,10 -0,2504 0,0013 -11,95 -361,95 -0,2649 0,0014 -1,93 -363,88 9,02 0,26 9,29
0,05258 0,0084 6,23 0,0209 0,0084 2,49
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CÁLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
DE LA CIUDADELA " MI CASITA LINDA"
CALCULADO Ing. Milton Benavides M.
FECHA jun-16
CIRCU ITO
T R A M O
DIAMETRO
Q lts/min
L mts
PRIMERA CORRECCION SEGUNDA CORRECCION PRESION ENTRAD
A
ELEVACION DEL
TERRENO
PRESION
SALIDA
hf 1,85*h/Q ΔQ Q hf 1,85*h/Q ΔQ Q
B - H 6" 400,0 709,30 0,9632 0,0045 -57,82 342,18 0,7190 0,0039 -3,70 338,48 9,31 -3,72 5,59
III H - I 4" 139,15 487,20 0,6850 0,0091 -57,82 81,33 0,2696 0,0061 -3,70 77,63 5,59 2,73 8,32
I - F 160" -121,70 332,80 -0,3557 0,0054 -57,82 -179,52 -0,7274 0,0075 -3,70 -183,22 8,32 1,73 10,05
F - B 8" -724,05 172,50 -0,17059 0,0004 -51,59 -775,64 -0,1946 0,0005 -1,21 -776,85 10,05 -0,81 9,24
1,1219 0,0194 57,82 0,0666 0,0180 3,70
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CÁLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
DE LA CIUDADELA " MI CASITA LINDA"
CALCULADO Ing. Milton Benavides M.
FECHA jun-16
CIRCU ITO
T R A M O
DIAMETRO Q
lts/min L
mts
TERCERA CORRECCION CUARTA CORRECCION PRESION ENTRADA
ELEVACION DEL
TERRENO
PRESION SALIDA
hf 1,85*h/Q ΔQ Q hf 1,85*h/Q ΔQ Q
A - B 8" 2105,16 119,20 0,8511 0,0007 -0,32 2104,84 0,8509 0,00075 -0,07 2104,77 9,16 0,15 9,31
B - C 6" 363,88 238,10 0,2679 0,0014 0,28 364,16 0,2683 0,00136 0,06 364,22 9,31 -0,27 9,58
I C - D 4" -102,24 139,90 -0,1139 0,0021 -0,32 -102,56 -0,1145 0,00206 -0,07 -102,63 9,58 -0,89 8,69
D - E 4" -250,44 239,00 -0,9735 0,0072 -0,32 -250,76 -0,9759 0,00720 -0,07 -250,83 8,69 0,98 9,67
E - A 6" -398,64 20,70 -0,0279 0,0001 -0,32 -398,96 -0,0280 0,00013 -0,07 -399,03 9,67 0,03 9,70
0,0037 0,0115 0,32 0,0008 0,01151 0,07
B - F 8" 776,85 172,50 0,19518 0,0005 -0,59 776,26 0,1949 0,0005 -0,12 776,14 9,31 0,81 10,12
II E - G 4" 115,88 237,70 0,23403 0,0037 -0,60 115,28 0,2323 0,0037 -0,13 115,15 10,12 -0,73 9,38
G - C 4" -101,02 195,60 -0,15630 0,0029 -0,60 -101,62 -0,1578 0,0029 -0,13 -101,75 9,38 -0,34 9,04
C - B 6" -363,88 238,10 -0,26787 0,0014 -0,28 -364,16 -0,2683 0,0014 -0,06 -364,22 9,04 0,27 9,31
0,00505 0,0084 0,60 0,0011 0,0084 0,13
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CÁLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
DE LA CIUDADELA " MI CASITA LINDA"
CALCULADO Ing. Milton Benavides M.
FECHA jun-16
CIRCU ITO
T R A M O
DIAMETRO
Q lts/min
L mts
TERCERA CORRECCION CUARTA CORRECCION PRESION ENTRAD
A
ELEVACION DEL
TERRENO
PRESION
SALIDA
hf 1,85*h/Q ΔQ Q hf 1,85*h/Q ΔQ Q
B - H 6" 338,48 709,30 0,7063 0,0039 -0,01 338,47 0,7063 0,0039 -0,01 338,46 9,31 -3,71 5,60
III H - I 4" 77,63 487,20 0,2470 0,0059 -0,01 77,62 0,2470 0,0059 -0,01 77,61 5,60 2,75 8,36
I - F 4" -183,22 332,80 -0,7581 0,0077 -0,01 -183,23 -0,7582 0,0077 -0,01 -183,24 8,36 1,76 10,11
F - B 8" -776,85 172,50 -0,1952 0,0005 0,59 -776,26 -0,1949 0,0005 0,12 -776,14 10,11 -0,81 9,31
0,0001 0,0179 0,01 0,0002 0,0179 0,01
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