Proyecto de sanitaria completo.docx[1]

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Nombre yapellido:GARYALEXHURTADO VEIZAGA
Determinaciónde número:(G=7+ H=8 ; SUMA =15 - 9 = 6 PAR)
Densidadde población = 250hab./hect.
T= 20 años
Area = 3(100 m ∗ 100 m)+ 4(80 m ∗ 100 m) = 62000m2
∗
1 ha
10000 m2
Area = 6.2 ha
DOTACION:VALLE
DENSIDAD DE CRECIMIENTO: 3.2%.
OBRA DE CAPTACION: DIQUE
ADUCCION:GRAVEDAD
TRATAMIENTO O FILTRADO: Filtrorápido
SISTEMA DE BOMBEO
TANQUE ALTO O BAJO
RED DE DISTRIBUCION
CON TANQUE
SEDIMENTACION

pág. 2 sanitaria 1
470
475
480
485
490
495
500
500
505
PLANO TOPOGRAFICO
100
100
8080
100100
=Sedimentadores =filtros =tanque

pág. 3 sanitaria 1
1. INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se muestra parámetros para el diseño de un sistema de
abastecimiento de agua potable desde verificar la calidad del agua que será captada,
hasta el diseño de la red de distribución.
El agua es un elemento vital en la vida de todos los seres vivos, y es el elemento más
afectado que la contaminación a través de los años.
De toda el agua que hay en la tierra, solamente el 2.60 % es agua dulce, además de
este 2.60% los casquetes polares almacenan aproximadamente el 2.27 %, el resto de
esta agua dulce es agua subterránea (0.32 %) y el agua superficial y atmosférica
como son los ríos, lagos, etc. constituyen el 0.01 %.
Para las cantidades indicadas anteriormente concluimos que menos del 1% del
agua suministrada sobre la tierra puede ser usada como agua potable
Los seres humanos consisten principalmente en agua; el agua está en todos
nuestros órganos y es transportada a todas partes de nuestro cuerpo para
ayudar en funciones físicas.

pág. 4 sanitaria 1
Un gran porcentaje de enfermedades están netamente relacionadas con el consumo de
agua NO POTABLE, esto debido a q en muchas poblaciones, la calidad del agua está
muy ligada a la tasa de mortalidad en cada región, ciudad o zona.
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
Diseñar el sistema de abastecimiento de agua potable
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
o Determinar la calidad del agua.
o Diseñar el sistema de captación.
o Calcular el canal de conducción
o Diseñar la planta de tratamiento.
o Calcular el tanque de almacenamiento.
o Diseñar la red de distribución.
3. DESARROLLO
3.1. CALIDAD DEL AGUA
Mediante ensayos realizados a las aguas del río se observaron los distintos
parámetros de calidad del agua
3.1.1. Análisis organoléptico
Características Max. aceptable Observaciones
-Color
-Sabor y olor
15 UCV
Ninguno
UCV-unid. Color verdadero
Debe ser aceptable

pág. 5 sanitaria 1
-Turbiedad
-Solidos totales
disueltos
5UNT
3000 mg/lt
UNT-uni. Nefelometricas de
turbiedad
No cumple lo permitido 1000mg/lt
Requisitos de radioactividad del agua potable:
Radioac. Alfa global
Radioac.Beta global
0,05 Hg/L
0,30 Hg/L
Si cumple
Si cumple
Requisitos microbiológicos:
Coliformes totales
Coliformes fecales
30 ufc/ml
20 ufc/ml
No cumple
No cumple
Requisitos físico-químicos:
-Alcalinidad total
-Dureza total
-pH
-Arsenico As
-Bario Ba
Cadmio Cd
Calcio Ca
Cianuro CN-
Cloruros Cl-
Cobre Cu
Cromo Cr+6
Fluor F
Hierro total Fe
Magnesio Mg
Manganeso Mn
Mercurio Hg
Niquel Ni
Aluminio Al
Amoniaco NH4+
Antimonio Sb
Sodio Na
170.000 mg/lt CO3Ca
300.000 ml/lt CO3Ca
8.500
0.050mg/L
1000 mg/L
0.005 mg/L
100.000 mg/L
0.030 mg/L
250.000 mg/L
0.050 mg/L
0.080 mg/L
1.500 mg/L
0.200 mg/L
130.000 mg/L
0.300 mg/L
0.001 mg/L
0.050 mg/L
0.200 mg/L
0.050 mg/L
0.050 mg/L
200.00 mg/L
Cumple
cumple
Cumple
Cumple
Cumple
Cumple
cumple
no cumple
cumple
cumple
no cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple
si cumple

pág. 6 sanitaria 1
Potasio K
Nitritos NO-2
Plomo Pb
Selenio Se
Sulfatos SO4-
Zinc Zn
10.000 mg/L
0.050 mg/L
0.015 mg/L
0.010 mg/L
300.000 mg/L
5.000 mg/L
si cumple
si cumple
no cumple
si cumple
si cumple
si cumple
3.2. PROYECCION DE LA POBLACION
La densidad de la población donde se distribuirá el agua es de 280 hab./hect.
Se tiene un área de aporte que se muestra a continuación
Area = 3(100 m ∗ 100 m)+ 4(80 m ∗ 100 m) = 62000m2
∗
1 ha
10000 m2

pág. 7 sanitaria 1
Area = 6.2 ha
ρ = 250 hab
ha⁄
ρ =
habitantes
Area
habitantes = ρ ∗ Area
habitantes = 250
hab
ha
∗ 6.2 ha
habitantes = 1550
Ya con la población inicial se calculara la población futura con los distintos métodos
que se muestran a continuación.
3.2.1. Método aritmético
Datos:
i = 3.2% Po = 1550 habs t = 20 años
Solución:
Pt = Po (1 +
i
100
t) = 1550 (1 +
3.2
100
∗ 20)
𝑃𝑡 = 2542 ℎ𝑎𝑏𝑠
3.2.2. Método geométrico
Datos:

pág. 8 sanitaria 1
𝑖 = 3.2% 𝑃𝑜 = 1550 ℎ𝑎𝑏𝑠 𝑡 = 20 𝑎ñ𝑜𝑠
Solución:
𝑃𝑡 = 𝑃𝑜 (1 +
𝑖
100
)
𝑡
= 1550(1 +
3.2
100
)
20
𝑃𝑡 = 2910 ℎ𝑎𝑏𝑠.
3.2.3. Método Wappaus
Datos:
𝑖 = 3.2% 𝑃𝑜 = 1550 ℎ𝑎𝑏𝑠 𝑡 = 20 𝑎ñ𝑜𝑠
Solución:
𝑃𝑡 = 𝑃𝑜 (
200 + 𝑖𝑡
200 − 𝑖𝑡
) = 1550(
200 + 3.2 ∗ 20
200 − 3.2 ∗ 20
)
𝑃𝑡 = 3009 ℎ𝑎𝑏𝑠.
Según el siguiente cuadro determinaremos que la población de diseño será:
𝑃𝑓 = 3009ℎ𝑎𝑏.

pág. 9 sanitaria 1
3.3. CAUDAL DE DISEÑO
Según los datos de la siguiente en función a la población determinaremos la
dotación de agua para cada habitante:
Dotacion = 100
lt
hab ∗ dia
3.3.1. Caudal medio diario
Qmed = Pob ∗ Dot
Qmed = 3009hab ∗ 100
lt
hab∗día
/86400
dia
seg
Qmed = 3.5
lt
seg
3.3.2. Caudal máximo diario
Qmaxd = Qmed ∗ K1
Qmaxd = 3.5
lt
seg
∗ 1.5
𝑄 𝑚𝑎𝑥 𝑑 = 5.25
𝑙𝑡
𝑠𝑒𝑔
3.3.3. Caudal máximo horario
Qmax h = Qmaxd ∗ K2
Qmax h = 5.25 lt
seg⁄ ∗ 2
70-100

pág. 10 sanitaria 1
Qmax h = 10.5
lt
seg
3.4. OBRA DE CAPTACIÓN
Por las condiciones del cauce donde se realizara la captación se la realizara mediante
la construcción de un dique.
Los parámetros de diseño que se asumieron son los siguientes
𝐻 = 2 𝑚 𝑏 = 0.667 𝑚 𝑊 = 2400
𝐾𝑔
𝑚3
Donde:
H= Altura máxima de agua
b= ancho de corona
Solución:
B = 0.86b + √2.45b2 + 0.71H2 h = 1.19b
B = 0.86(0.667) + √2.45(0.667)2 + 0.71(2)2 h = 1.19(0.667)
B = 1.409 m h = 0.794 m

Se pondrá una rejilla para impedir el paso de la palizada
At = As + Af
As = n ∗ s ∗ L
Af =
c ∗ Q
ξ ∗ va
Af = L ∗ a ∗ (n + 1)
Encontramos el área de flujo
Af =
2 ∗ 5.25x10−3
(2.42 ∗
0.0125
0.03
∗ sin(90)) ∗ 1
Af = 0.0104𝑚2
0.0104 = 0.15 ∗ 0.04 ∗ (n + 1)
n = 2 baras
As = 2 ∗ 0.012 ∗ 0.15
As = 0.0036
At = 0.0186 m2

3.5. OBRA DE CONDUCCIÓN
La obra de conducción se realizara mediante un canal abierto de sección rectangular
o El Coeficiente de Rugosidad de Manning, se asumió para una superficie de
mampostería con cemento en buenas condiciones.
𝑛 = 0.020
o La base también se asumió.
𝐵 = 12.4 𝑐𝑚

o El caudal que utilizamos es máximo diario por que el sistema tiene
tanque elevado de almacenamiento.
𝑄 = 0.00758
𝑚3
𝑠𝑒𝑔
Ya con todos los datos disponibles, se procede a calcular el tirante y distintos
parámetros hidráulicos del canal.
D
(dispuesto)
B (m) A (área)
P
(perímetro)
Rh A*Rhˆ2/3 Q*n/√S
0.5 0.124 0.0620 1.124 0.05516 0.008984 0.001384
0.4 0.124 0.0496 0.924 0.05368 0.007058
0.3 0.124 0.0372 0.724 0.05138 0.005141
0.2 0.124 0.0248 0.524 0.04733 0.003245
0.1 0.124 0.0124 0.324 0.03827 0.001408
0.09 0.124 0.0112 0.304 0.03671 0.001233
0.099 0.124 0.0123 0.322 0.03812 0.001391

SEDIMENTADOR
1) En dependencia del tipo de tratamiento (filtración)
En el caso de nuentro proyecto para los datos necesarios se considera como un
tipo de sedimentador intermedio.

2) Calculo del area superficial total del
sedimentador (Ast), que se requiere para tratar el gasto total Q que
entra en la planta.
Q/Ast = valor Ast = Q/valor(de tabla)
Q=5.25= lt/S = 453.6 m3/dia
𝐴𝑠𝑡 =
453.6
30
3)Adoptar las dimensiones del sedimentación.
Se recomienda: longitud = 5 metros
Ancho = 1,5 metros
Por tanto el As = 5 x 1,5 = 7.5 m2 area de cada sedimentador
4)Calculo del numero de sedimentadores para tratal Qtotal (Ns)
Ns = Ast/As1 𝑁𝑠 =
15.12
7.5
Donde:
*Ast= obtenidaen paso 2
*As1= obtenidaenpaso
AST=15.12 m2
Ns=2.02 m2 ≃ 2m
1,5m

5m
5) Comprobar que la carga superficial (Cs) para un sedimentador cumple con
los requisitos a defectos dados en la tabla de recomendaciones para el
diseño.
Cs1 = Q1/As1
Donde:Q1 = Q/Ns,Ns= obtenidoenpaso4
As1= obtenidaenpaso3
𝑄1 =
453.6
2
Cs1 =
226.8
7.5
6) Calculo del volumen de uno de los sedimentadores (V1)
tR = V/Q, V1 = tR*Q1
Dónde: tr = del paso 1
Q1= del paso 5
V1 = 0,104 ∗ 226.8 = 23.59 𝑚3/𝑑𝑖𝑎
tR=2,5horas
Convirtiendo a días
Tr=0,104dia
6.1) si se desea calcular el volumen total de todos los sedimentadores
Q1 = 226.8
Cs1 = 30.24 m3/m2 dia , entre 20 y 40
V1 = 23.59m3/dia

VT = V1*Ns
VT = tR*Q Vt = 23.59 ∗ 2
Donde: Ns= de paso 4
7)Calculo de la altura media de los sedimentadores (hm1)
hm1 = V1/As1
Donde: V1= de paso 6
As1= de paso 3
.hm1 = V1/As1
Hm1=23.59/7.5
Hm1=3,28m
8)Calculo de la altura de la pared de salida (hps) y de la profundidad máxima
en la zona de sedimentación (hmax).
De las recomendaciones para el diseño de sedimentadores, se conoce que la
pendiente de fondo se asume una pendiente del:
So = 1% cuando hay barredores mecánicos
So = 3% o mas cuando no hay barredores mecánicos.
Partiendo que la media obtenida en el 7mo paso, esta ubicada en el centro de la
longitud del tanque entonces: se calcula hps y hmax se la siguiente manera:
Hps = hm1 – Dy Hps = 3.15 –0,025 = 3.125 m
Hmax = hm1 + Dy Hmax = 3.15 + 0,025= 3,175 m
Hm1=3.15
Vt = 47.18 m3/dia

So = Dy/Dx ,
Donde
Dy = So x Dx=0,01*2.5=0,025m
Dx = L/2 =5/2= 2.5m
9) Caudal de fango que llega a un sedimentador (Qf1)
Qf1 = (CT x Ss x Q1 x 86400) / (ɣfangox 109) (m3/dia)
CT = Cte= 0,75 (concentración de partículas que sedimentan 0,68 a 0,75)
Ss = solidos totales (mg/lt)=200 (mg/lt)
Q1= caudal de un sedimentador (lt/sg) = 2.625 (lt/sg)
ɣfango= Peso especifico fango (gr/cm3)(1,01 a 1,04 gr/cm3)= 1,02 gr/cm3
Qf1 = (0,75 x 200 x 2.625 x 86400) / (1,02x 109) =
Qf1 = 0,0335(m3/dia)
a) Vf1 = Qf1 x t(extracción de lodos) (m3)
3,175 m 3.15 m 3.125 m
1%

Asumo t=19 dias
Vf1=0,0254 m3/dia x 19 dia
b) Volumen fango total
Vft = Vf1 x Ns = 0,4826 m3 x 3
c) Calculo de la tolva
C1) selecciono numero de tolva (No) =3
A1 Tolva = (As+Af)/2 (m2)
As=0,5
Af= 0,4 x 0,4 A1tolva= (0,5^2 + 0.4^2)/2
C3)Calculo de altura de tolva (y)
De V1 tolva = A1tolva x y
Y = V1 tolva/A1 tolva
Siendo V1 tolva = Vf1/No tolvas
Y = 0,161/0,205 =0,78 m∅ = 𝐭𝐚𝐧−𝟏 𝟏,𝟎𝟒
𝟎,𝟎𝟓
= 𝟖𝟕° > 45
C4)Calculo del angulo (ⱷ) de la tolva (mayor o igual a 45 grados)
Vf1=0,633 m3
Vf1=1,901 m3
A1tolva=0,205 m2

∅ = 𝐭𝐚𝐧−𝟏
𝟎, 𝟕𝟖
𝟎, 𝟎𝟓
= 𝟖𝟕° > 45
Filtrado Rapido
Para el filtro rápido adoptaremos una medida de L=3m A=1m

Calculo el número de filtros rapido
Q :18.9 m3/hr
Vf :3.1 m/hr
𝑁𝑓 =
𝑄𝑑
𝐴𝑚𝑎𝑥∗𝑉𝑓
𝑁𝑓 =
18.9
3.1 ∗ 3
= 2,03
Nf=2

Calculo de área de tanque para filtro rápido
𝐴𝑞 =
𝑄
𝑁𝑓∗𝑉𝑓
𝐴𝑞 =
18.9
2∗3.1
= 3.15
CALCULO DE CLORACION
Concentracion deseada
D=7.5mg/lt = 7.5 g/m3 =0.75%
Peso hipoclorito necesario
Q=21 m3/hr 𝑃 = 18.9 ∗ 𝑑 = 18.9 ∗ 7.5
Peso hipoclorito comercial
Pc=P*100/r 𝑃𝑐 =
𝑃∗100
75
=
157∗100
75
Demanda solución liquida
𝑞𝑠 =
𝑃𝑐∗100
𝑐
=
209.33∗100
10
P=141.75 gr/hr
P=189 gr/hr
qs=1890 l/hr
Aq=3.15m2/filtro

Para la tercer parte de lo que es, el proyecto de curso, se verá lo que incumbe en la
distribución de caudales a partir del tanque de almacenamiento hacia la red de
distribución para que llegue agua potable a cada vivienda.
Almacenamiento
- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
1. VOLUMEN DE REGULACIÓN
Como el sistema que se tiene para el tratamiento del agua es por gravedad,
se adoptará la siguiente fórmula que es para un abastecimiento para 24 horas
que tiene el día.
𝑽 𝒓𝒆𝒈 = ( 𝟏𝟓 − 𝟑𝟎)% ∗ 𝑸 𝒎𝒂𝒙
𝑽 𝒓𝒆𝒈 = 𝟎, 𝟐𝟐𝟓 ∗ 𝟒𝟓𝟑. 𝟔
𝒎 𝟑
𝒅í𝒂
𝑽 𝒓𝒆𝒈 = 𝟏𝟎𝟐, 𝟎𝟔𝒎 𝟑
2. VOLUMEN DE LUCHA CONTRA INCENDIOS
No es necesario para poblaciones menores a 10.000 habitantes, ya que resulta
anti-económico tal cálculo e inversión para una población que no tiene una
probabilidad de incendio que sea considerable.
3. VOLUMEN DE RESERVA
𝑽 𝒓𝒆𝒔 = 𝑸 𝒎𝒂𝒙 𝒅 ∗ 𝟒 𝒉𝒓 ∗
𝟏 𝒅í𝒂
𝟐𝟒 𝒉𝒓

𝑽 𝒓𝒆𝒔 = 𝟒𝟓𝟑. 𝟔
𝒎 𝟑
𝒅í𝒂
∗ 𝟒 𝒉𝒓 ∗
𝟏 𝒅í𝒂
𝟐𝟒 𝒉𝒓
𝑽 𝒓𝒆𝒔 = 𝟕𝟓, 𝟔𝒎 𝟑
4. VOLUMEN DEL TANQUE
Como no se tiene un volumen de lucha contra incendios solo se sumará el
volumen de regulación con el volumen de reserva.
𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆 = 𝑽 𝒓𝒆𝒈 + 𝑽 𝒓𝒆𝒔
𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆 = 𝟏𝟎𝟐, 𝟎𝟔𝒎 𝟑
+ 𝟕𝟓, 𝟔𝒎 𝟑
𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆 = 𝟏𝟕𝟕, 𝟔𝟔𝒎 𝟑
5. DIMENSIONES ECONOMICAS
La altura económica del tanque es:
𝑯𝒆 =
𝟐
𝟑
∗ (𝟐 ∗ 𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆 )
𝟏
𝟓
𝑯𝒆 =
𝟐
𝟑
∗ ( 𝟐 ∗ 𝟏𝟕𝟕, 𝟔𝟔𝒎 𝟑)
𝟏
𝟓
𝑯𝒆 = 𝟐, 𝟏𝟔𝒎
Se adoptará el caso de un tanque elevado, por consiguiente será de sección
rectangular.

Para sección cuadrada:
𝒂𝒍𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒍𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒖𝒂𝒅𝒓𝒂𝒅𝒐
= 𝟎, 𝟓 − 𝟎, 𝟕
Entonces, asumido será:
𝒂𝒍𝒕𝒖𝒓𝒂
𝒍𝒂𝒅𝒐 𝒄𝒖𝒂𝒅𝒓𝒂𝒅𝒐
= 𝟎, 𝟔
La altura es:
𝑯 = (
𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆
𝟒
)
𝟏/𝟑
𝑯 = (
𝟏𝟕𝟕, 𝟔𝟔 𝒎 𝟑
𝟒
)
𝟏/𝟑
𝑯 = 𝟑, 𝟓𝟒 𝒎
El lado de la sección cuadrada es:
𝑯
𝑳
= 𝟎, 𝟔
𝟑, 𝟓𝟒𝒎
𝑳
= 𝟎, 𝟔
𝑳 = 𝟔 𝒎

RED DE TUBERIAS
- CAUDAL DE CADA NUDO
Se calculará el caudal de agua que sale de los tramos de la red de distribución a partir de
los nudos tronco.

 DENSIDAD DE POBLACION
Se la dio inicialmente como dato, en la primera parte.
𝝆 = 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
 DOTACION DE AGUAPARA LA POBLACION
𝑫𝒐𝒕 = 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
𝒉𝒂𝒃 ∗ 𝒅𝒊𝒂
 CAUDALES EN LOS NUDOS
𝑸 𝒏 = 𝑨 ∗ 𝝆 ∗ 𝑫𝒐𝒕
 𝑸 𝑨 = 𝟎, 𝟕𝒉𝒂 ∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
𝒉𝒂𝒃∗𝒅𝒊𝒂
= 𝟎, 𝟓𝟎𝟔𝟒
𝒍
𝒔
 𝑸 𝑩 = 𝟏, 𝟒𝒉𝒂 ∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
= 𝟏, 𝟎𝟏𝟐𝟕
𝒍
𝒔
 𝑸 𝑪 = 𝟐, 𝟏𝒉𝒂 ∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
= 𝟏. 𝟓𝟏𝟗𝟏
𝒍
𝒔
 𝑸 𝑫 = 𝟎, 𝟔𝒉𝒂 ∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
= 𝟎, 𝟒𝟑𝟒𝟎
𝒍
𝒔
 𝑸 𝑬 = 𝟏, 𝟐𝒉𝒂 ∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
= 𝟎, 𝟖𝟔𝟖𝟏
𝒍
𝒔
 𝑸 𝑭 = 𝟏, 𝟖𝒉𝒂 ∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒉𝒂𝒃
𝒉𝒂
∗ 𝟐𝟓𝟎
𝒍𝒕
= 𝟏, 𝟑𝟎𝟐𝟏
𝒍
𝒔
∑ 𝑸 𝒏 = 𝟓. 𝟔𝟒𝟐𝟒
𝒍
𝒔

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