trabajo de acueducto y alcantarillado 1a parte

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Trabajo de Acueducto y Alcantarillado 1A Parte ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS GERMAN FELIPE CASTAÑO RODRIGUEZ CARTAGENA D. T y C. - 2015 RANDY ROBERTO ALVAREZ HAROLD DAVID LEITON MONCADA JAIR ENRIQUE TUIRAN GONZALEZ

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Acueducto y alcantarillado

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  • Trabajo de Acueducto y Alcantarillado 1A Parte

    ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS

    GERMAN FELIPE CASTAO RODRIGUEZ

    CARTAGENA D. T y C. - 2015

    RANDY ROBERTO ALVAREZ

    HAROLD DAVID LEITON MONCADA

    JAIR ENRIQUE TUIRAN GONZALEZ

  • . TABLA DE CONTENIDO .

    1. Introduccin. 2. Objetivos.

    2.1. Objetivo general. 2.2. Objetivos especficos.

    3. Plano topogrfico de poblacin escogida. 4. Informacin del POT.

    4.1. Plano nomenclatura de calles. 4.2. Plano cartogrfico.

    5. Informacin DANE. 6. Poblacin y periodo de diseo. 7. Caudal de diseo

    7.1. Dotacin neta y bruta. 7.2. Caudales

    7.2.1. Qmd 7.2.2. QMH 7.2.3. QMD

    8. Captacin y conduccin. 9. Planta de tratamiento de agua potable (PTAP). 10. Redes de distribucin. 11. Conclusiones. 12. Referencias bibliogrficas.

  • 1- INTRODUCCION .

    Cualquier asentamiento humano, no importando el nmero de habitantes que tenga, necesita disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades vitales. La solucin ms elemental consiste en establecerse en las proximidades de un ro o manantial, desde donde se acarrea el agua a los puntos de consumo. Otra solucin consiste en excavar pozos dentro o fuera de la zona habitada o construir aljibes. Pero cuando la poblacin alcanza la categora de autntica ciudad, se hacen necesarios sistemas de conduccin que obtengan el agua en los puntos ms adecuados del entorno y la aproximen al lugar donde se ha establecido la poblacin; para cubrir esta necesidad se emprenden obras de gran envergadura que puedan asegurar un suministro de agua, tal como lo son los Sistemas de Acueducto, por esta razn se hace importante es estudio de los sistemas de acueductos y todo lo que tiene que ver con su diseo, funcionamiento y mantenimiento.

    En este proyecto se llevar acabo la realizacin del diseo del sistema de acueductos de la poblacin de Clemencia en el departamento de Bolvar, para esto se pondrn en prctica los conceptos bsicos de acueducto, los requisitos mnimos, los valores especficos, lmites que deben tenerse en cuenta en los diferentes procesos involucrados en la conceptualizacin y en el diseo. Entre estos el clculo de la demanda de agua, las fuentes de abastecimiento, las captaciones de agua superficial o subterrnea, las aducciones y conducciones, las redes de distribucin.

    Para todo esto se debi hacer una hacer una investigacin que permitiera ver los recursos hdricos del municipio de estudio, la poblacin de diseo, que se utilizaron para estimar los caudales de diseo, los cuales son necesarios para determinar el periodo de diseo de los elementos estructurales para el abastecimiento de agua.

  • 2- OBJETIVO .

    2.1. - OBJETIVO GENERAL

    Disear un sistema de acueducto y alcantarillado.

    2.2. - OBJETIVOS ESPECIFICOS

    Calcular la demanda de agua.

    Calcular el caudal, determinar la captacin, conduccin, PTAP y redes de distribucin.

  • 3- PLANO TOPOGRFICO DE POBLACIN ESCOGIDA.

  • LAGUNA DE

    OXIDACIO

    N

    CARRIZAL

    CANDELARIA

    EL CARMEN

    LOM

    A FRESCA

    CARACOLI

    BASE MILITAR

    Calle 10A

    Cra 8

    Calle 10A

    Calle 2

    Calle 2A

    Calle 3 Calle 3A

    Calle 4

    Cra 11B

    Cra 11A

    Cra 11B

    Cra 11C

    Cra 12

    Calle 8

    Calle 5

    Cra 11

    Cra 13

    Calle 9

    Calle 7

    Calle 6

    Calle 5

    Cra 7A

    Calle 10

    Cra 6

    Cra 5A

    Cra 6

    Cra 7

    Calle 6

    Calle 8

    Cra 3

    Cra 7A

    Cra 6

    Cra 5

    Calle 4

    Calle 3A

    Calle 3

    Cra 8

    Cra 10

    Calle 12

    Calle 11

    Cra 5

    Cra 4A

    Cra 4

    Cra 15

    Cra 10

    Calle 9A

    CANEY

    Calle 15

    Calle 14

    Transv 13

    Calle 13

    Calle 10

    CALLE FRANCO

    Arroyo Hormiguero

    Carretera la Cordialidad

    Arroyo Arena

    ?

    ?

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    ?

    ?

    AL POZO DE CARACOLI

    NUEVO

    Carretera de la Cordialidad

    13 DE JUNIO

    SAN JOSE

    LA PAZ

    Calle 14

    FRANCO

    VIA A ARROYO GRANDE

    POZA VIEJA

    N=1'659.800

    E=862.000

    N=1'660.000

    N=1'660.200

    N=1'660.400

    N=1'660.600

    N=1'660.800

    N=1'661.000

    N=1'661.200

    N=1'661.400

    N=1'661.600

    E=862.200

    E=862.400

    E=862.600

    E=862.800

    E=863.000

    E=863.200

    E=863.400

    E=863.600

    E=863.800

    E=864.000

    E=864.200

    Arroyo El Zanjon

    INVASIO

    NCASA G

    RANDE

    EL MILAG

    ROSO

    BELLO HO

    RIZONTE

    EL SOCO

    RRO

    EL BOLSILLO

    CRUZ DE MAYO

    Cra 11

    HACIENDA

    PALMIR

    A

    HACIENDA

    LLANTER

    IA

    LA

    VIRGEN

    DEL CARM

    EN

    T E R R

    E N O

    S D E

    J U V E N A L C A B A R C A S

    CAMINO

    S A M U E L C O

    N E O

    T E R R

    E N O

    S D ER

    O B E R T O

    C O N E O

    T E R R

    E N O

    S D EJ O

    S E B L A N C O

    T E R R

    E N O

    S D E

    EL PURGATO

    RIO

    MUNDO

    N=1'659.800

    N=1'660.000

    N=1'660.200

    N=1'660.400

    N=1'660.600

    N=1'660.800

    N=1'661.000

    N=1'661.200

    N=1'661.400

    N=1'661.600

    PARQUE

    A BARRANQUILLA

    A CARTAGENA

    TANQUEALM

    ACENAMIENTO

    Cra 12

    N = 1660768.91

    E= 863322.29

    BM1

    COTA = 64.77M

  • CARRIZAL

    CANDELARIA

    EL CARMEN

    LOM

    A FRESCA

    CARACOLI

    Calle 10A

    Cra 8

    Calle 10A

    Calle 2

    Calle 2A

    Calle 3 Calle 3A

    Calle 4

    Cra 11B

    Cra 11A

    Cra 11B

    Cra 11C

    Cra 12Calle 8

    Calle 5

    Cra 11

    Cra 13

    Calle 9

    Calle 7

    Calle 6

    Calle 5

    Cra 7A

    Calle 10

    Cra 6

    Cra 5A

    Cra 6

    Cra 7

    Calle 6

    Calle 8

    Cra 3

    Cra 7ACra 6

    Cra 5

    Calle 4

    Calle 3A

    Calle 3

    Cra 8

    Cra 10

    Calle 12

    Calle 11

    Cra 5

    Cra 4A

    Cra 4

    Cra 15

    Cra 10

    Calle 9A

    CANEY

    Calle 15

    Calle 14

    Transv 13

    Calle 13

    Calle 10

    CALLE FRANCO

    Arroyo Hormiguero

    Carretera la Cordialidad

    Arroyo Arena

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    ?

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    ?

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    AL POZO DE CARACOLI

    NUEVO

    Carretera de la Cordialidad

    13 DE JUNIO

    SAN JOSE

    LA PAZ

    Calle 14

    POZA VIEJA

    Arroyo El Zanjon

    INVASIO

    NCASA G

    RANDE

    EL MILAG

    ROSO

    BELLO HO

    RIZONTE

    EL BOLSILLO

    CRUZ DE MAYO

    Cra 11

    LLANTER

    IA

    LA

    VIRGEN

    DEL CARM

    EN

    T E R R

    E N O

    S D E

    CAMINO

    EL PURGATO

    RIO

    MUNDO

    PARQUE

    Cra 12

    N = 1660768.91

    E= 863322.29

    BM1

    COTA = 64.77M

  • 4- INFORMACIN DEL POT.

    Vinculo de documentacin: ..\Desktop\Trabajo de Acueducto y Alcantarillado 1A Parte\pdm-unidad-por-clemencia-2012-15.-

    bolivar.pdf

  • 5- INFORMACIN DANE .

    Vinculo de documentacin:

    ..\Desktop\Trabajo de Acueducto y Alcantarillado 1A Parte\censo2015.PDF

    La siguiente imagen muestra la poblacin total del Municipio de Clemencia. En el Censo realizado en el ao 2005 y la estimacin poblacional del ao 2010.

    En base a estos datos encontrados en la pgina web del DANE.

    Imagen 1. Captura de archivo de censo realizado en clemencia, ao 2005.

  • 6- POBLACIN Y PERIODO DE DISEO .

    Segn el DANE en su ltimo censo realizado en el ao 2005 al municipio de Clemencia-Bolvar determino una poblacin de 11699 habitantes. Tambin se determin una poblacin estimada para el ao 2010 de 12059 habitantes. Con base a estas poblaciones se puede calcular el nivel de complejidad del sistema y por ende determinar todos los parmetros de diseo.

    A partir de la poblacin, se asigna el nivel de complejidad.

    Tabla 1. Tomada de RAS 2000

    El nivel de complejidad es Medio. De acuerdo al RAS, el periodo de diseo es de 25 aos.

    Tabla 2. Tomada de Nuevo RAS, Tabla B. 4.2.

    Con este periodo de diseo se procede a determinar a estimar la poblacin de diseo el cual se puede determinar con los diferentes mtodos de clculo de poblacin futura. Como el periodo de diseo es de 25 aos se proyectara la poblacin hasta el ao 2040.

  • 6.1- MTODO ARITMTICO .

    Dnde:

  • 7- CAUDAL DE DISEO .

    a. DOTACIN NETA Y BRUTA Los caudales utilizados para el diseo dependen de una dotacin neta, la cual es la cantidad mnima de agua requerida para satisfacer las necesidades bsicas de un habitante y esta depende del nivel de complejidad. Y sus valores mximos se establecen de acuerdo con las tablas siguientes:

    Tabla 3. Tomada de nuevo RAS Titulo B. Dotacin por habitante segn nivel de complejidad del sistema.

    La dotacin neta teniendo en cuanta el clima del lugar: clido, es de

    Posteriormente se determina la dotacin bruta, la cual es calculada teniendo en cuanta las perdidas en el sistema. El porcentaje de perdidas mximas admisibles no deber superar el 25% segn el RAS.

    Dnde:

  • Tabla 4.Tabla de prdidas.

    b. CAUDALES

    Como el caudal de diseo debe combinar las necesidades de la poblacin de diseo y los costos de la construccin de un acueducto para un caudal excesivo. Se trabaja con tres tipos de caudales:

    Qmd QMH QMD

    i. QMD

    Corresponde al promedio de los consumos diarios en un perodo de un ao y puede calcularse mediante la siguiente ecuacin:

    ii. QMD

  • Corresponde al consumo mximo registrado durante 24 horas durante un perodo de un ao.

    Como es un sistema nuevo, se toma = 1,30.

    Por otra parte en cuanto al caudal de incendio. Sabiendo que el nivel de complejidad de la poblacin determinada es bajo, se debe tener en cuenta lo siguiente. Descrito en el manual RAS:

    El consultor debe justificar si la proteccin contra incendio se considera necesaria.

    Se tendr en cuenta que la presin requerida para la proteccin contra incendios puede obtenerse mediante el sistema de bombas del equipo del cuerpo de bomberos y no necesariamente de la presin en la red de distribucin. Adems, deben considerarse las siguientes especificaciones:

    1. Los hidrantes se instalarn preferiblemente en las tuberas matrices con la capacidad para conducir al menos 5 L/s y descargarn un caudal mnimo de 5 L/s.

    2. Se recomienda una distancia mxima de 300 m entre los hidrantes. La disposicin final de los hidrantes debe ser recomendada por el diseador de acuerdo con las exigencias de la zonificacin urbana.

    iii. QMH

    Corresponde al consumo mximo registrado durante una hora en un perodo de un ao sin tener en cuenta el caudal de incendio.

  • 8- CAPTACIN Y CONDUCCIN .

    Las captaciones son estructuras que se sitan directamente sobre las fuentes de abastecimiento, con el propsito de captar el caudal que se requiere para el suministro de una localidad.

    TIPOS DE CAPTACIONES

    Pozos profundos

    De conformidad con la Resolucin 2320 de 2009, para el caso de obras de captacin de agua subterrnea (pozos profundos), el perodo de diseo se especifica en la tabla B. 5.1.

    Capacidad de diseo

    Para todos los niveles de complejidad del sistema, la capacidad de las estructuras de toma debe ser hasta de 2 veces el caudal mximo diario (QMD) definidas anteriormente.

    ADUCCIONES

    Perodo de diseo

    El perodo de diseo de las aducciones o conducciones es funcin del nivel de complejidad del sistema y se encuentra establecido en la tabla B. 6.16.

  • CAUDAL DE DISEO

    Para calcular el caudal de diseo de las obras de aduccin y/o conduccin deben tenerse en cuenta los siguientes requisitos:

    1. Para los niveles de complejidad del sistema bajo y medio, la aduccin y/o conduccin deben disearse con el caudal mximo diario (QMD) correspondiente al final del perodo de diseo o ao horizonte del proyecto, si se cuenta con almacenamiento aguas abajo. Para estos niveles de complejidad del sistema, como criterio primordial debe utilizarse en todo sistema un almacenamiento. En casos excepcionales, con la aprobacin previa de Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, se pueden disear aducciones y/o conducciones sin almacenamiento. En estos casos se debe disear con el caudal mximo horario (QMH), utilizando el coeficiente de consumo mximo horario segn lo dispuesto en el numeral B.2.8.2.3. En aquellos casos, para estos niveles de complejidad del sistema, en que se cuente con sistemas de bombeo ya sea en las aducciones o en las conducciones, el caudal de diseo corresponde al caudal mximo diario (QMD) proyectado al periodo de diseo, afectado por el porcentaje de horas diarias de bombeo.

    2. Para los niveles de complejidad del sistema medio alto y alto, la aduccin y/o conduccin debe disearse con el caudal mximo diario (QMD). En estos casos es obligatoria la existencia de almacenamiento de agua.

    En conclusin este tipo de aduccin trabajara con el caudal mximo diario (QMD) ya que cuenta con el almacenamiento aguas abajo.

  • 9- REDES DE DISTRIBUCIN . Perodo de diseo

    Para todos los niveles de complejidad del sistema, los proyectos de redes de distribucin de acueducto debern ser analizados y evaluados teniendo en cuenta el perodo de diseo, llamado tambin horizonte de planeamiento del proyecto, con el fin de definir las etapas de diseo segn las necesidades del proyecto, basadas en la metodologa de costo mnimo. El perodo de diseo de las redes de distribucin de agua potable es funcin del nivel de complejidad del sistema y se encuentra establecido en la siguiente tabla.

    Caudal de diseo

    El caudal de diseo para todos los niveles de complejidad del sistema ser el caudal mximo horario (QMH).

    Planta de tratamiento de agua potable (PTAP).

    Caudal de diseo

    Deben satisfacerse los requerimientos mnimos de agua para la poblacin, considerando la dotacin bruta establecida anteriormente.

    El caudal de diseo de la planta de tratamiento debe ser el caudal mximo diario cuando se cuente con almacenamiento, o en su defecto el

    caudal mximo horario.

  • 10- CONCLUSIONES .

    Luego de haber realizado este trabajo, se puede concluir que los sistemas de acueductos son de gran importancia para los asentamientos humanos, pues el agua potable es una necesidad bsica que se debe satisfacer y la mejor forma de hacerlo es a travs de los sistemas de acueducto. Para la poblacin de Clemencia, as como para todas las poblaciones es de vital importancia la existencia de un acueducto; para el diseo de este se tuvo en cuenta el nmero de habitantes en esta poblacin y con base en este se pudo establecer que el sistema de complejidad necesario para el sistema de acueducto de esta poblacin deba ser un sistema de complejidad Medio y por ende, el perodo de diseo deba ser de 25 aos. Adems, se determinaron parmetros importantes para el diseo del acueducto, como lo son: el caudal de diseo en el cual calcularon valores importantes como la dotacin neta y bruta, la cual fue de 125 L/hab/da y de 166,66 L/hab/da respectivamente. Se calcularon tambin los diferentes tipos de caudales necesarios para el diseo adecuado del sistema de acueducto como lo son: El Caudal Medio Diario (Qmd), El Caudal Mximo Diario (QMD) y El Caudal Mximo Horario (QMH) y se obtuvo que los valores ptimos para el sistema de acueducto eran de , y respectivamente. Por ltimo, se determinaron los caudales de diseo para las obras de aduccin y redes de distribucin teniendo en cuenta el sistema de complejidad, que en este caso es Medio y se obtuvo que para las obras de aduccin el caudal de diseo deba ser El Caudal Mximo Diario (QMD) el se dijo anteriormente que era de y para las redes de distribucin se obtuvo que el caudal de diseo era El Caudal Mximo Horario (QMH) l es de , as como tambin se determin que el perodo de diseo teniendo en cuanta el nivel de complejidad del sistema era de 25 ao.

  • 11- REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .

    EPA. Storm Water Management Model Users manual. 2007. EPA. EPANET 2. Manual del usuario.

    Va Internet:

    http://www.clemencia-bolivar.gov.co/index.shtml. http://sirio.ua.es/proyectos/proyecto1/0105.pdf. http://www.consorciodeaguas.com/web/GestionAmbiental/documentos/vario

    s/Anejo_6.pdf. http://fluidos.eia.edu.co/suministroydisposiciondeaguas/temasdeinteres/qdis

    enoalcantarillado/qdisenoalcantarillado.htm. http://cra.gov.co/apc-aa-

    files/37383832666265633962316339623934/4._Sistemas_de_acueducto.pd

    f-

    http://diariodelagua.com/legislacion/ras/.

    Buttler and Davies. Urban Drainage. Spon Press. 2004. Chow, V.T. Hidrulica de canales abiertos. Mc Graw Hill, 1994 Chow, V.T. Hidrologa aplicada, Mc Graw Hill, 1994. Cualla, R. Elementos de diseo de acueductos y alcantarillados. 2da

    edicin. Escuela Colombiana de Ingeniera. 1995.