Reservorio diseño

Tema: Diseño de un
Reservorio
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL
DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO (IC-446)
DOCENTE: Ing. LEON PALACIOS, Edward
ALUMNOS: ALFARO JANAMPA, Sabino
DAMIANO ALARCON, Efraín Lizardo
HUAYCHA CONDE, Saturnino
JUAN DE DIOS SULCA, Hugo Alfredo
HORARIO: Lunes 1pm-3pm
Miércoles 9am-12md
AYACUCHO-PERU
2018

Diseño de un Reservorio
1Tema:
Índice
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................. 3
2. OBJETIVOS...................................................................................................................................... 4
2.1 GENERAL:............................................................................................................................... 4
2.2 SECUNDARIOS:...................................................................................................................... 4
3. MARCO TEÓRICO........................................................................................................................... 5
3.1 CONSIDERACIONES BASICAS................................................................................................... 5
3.2 CONSUMO DE AGUA.................................................................................................................. 5
3.3 DOTACION MEDIA DIARIA ....................................................................................................... 5
3.4 DOTACION FURURA DE AGUA ................................................................................................. 5
3.5 VARIACION DE CONSUMO........................................................................................................ 6
3.5.1 CAUDAL MEDIO DIARIO................................................................................................ 6
3.5.2 CAUDAL MAXIMO DIARIO............................................................................................. 6
3.6 CAUDAL MAXIMO HORARIO..................................................................................................... 6
3.7 RESERVORIOS DE ALMACENAMIENTO................................................................................... 6
3.7.1 CAPACIDAD DEL TANQUE DEL ALMACENAMIENTO................................................. 7
3.7.2 TIPOS DE RESERVORIOS............................................................................................... 7
Fig.01 Reservorios apoyado y elevado........................................................................................... 8
3.7.3 UBICACIÓN DEL RESERVORIO ..................................................................................... 8
3.7.4 CASETA DE VALVULAS.................................................................................................. 8
3.7.5 ACCESORIOS COMPLEMENTARIOS ........................................................................... 10
 Ventilación ........................................................................................................................... 10
 Limitadores de nivel............................................................................................................ 10
 Medidor de caudal ............................................................................................................... 10
 Borde libre............................................................................................................................ 10
 Tapa de acceso..................................................................................................................... 10
 Escaleras............................................................................................................................... 10
 Protección contra la luz natural ......................................................................................... 10
 Señalización y....................................................................................................................... 10
 Cerco de protección............................................................................................................. 10
4. DISEÑO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO............................................................................... 11
4.1 RESERVORIOS DE CONCRETO ARMADO DE SECCION CIRCULAR...................................... 11
4.1.1 CALCULO DE LA PARED CILINDRICA ........................................................................ 11

2Tema:
4.1.1.1 Tensiones horizontales ............................................................................................... 11
4.1.1.2 Cálculos de refuerzo .................................................................................................... 11
4.1.1.3 Calculo de momentos verticales................................................................................. 12
4.1.1.4 Verificación por corte.................................................................................................. 12
4.1.2 LOSA CUBIERTA........................................................................................................... 12
4.1.2.1 Metrado de cargas ....................................................................................................... 12
4.1.2.2 Determinación de los momentos y su corrección por rigidez de la pared cilíndrica
13
4.1.2.3 Calculo de refuerzo...................................................................................................... 13
4.1.2.4 Losa de fondo............................................................................................................... 14
4.1.2.5 Determinación de la zapata del muro cilíndrico ....................................................... 14
4.1.2.6 Calculo de la losa por presión de agua....................................................................... 14
5. RESULTADOS ............................................................................................................................... 15
RESULTADOS EN EXCEL ............................................................................................................ .24
6. ANEXOS ....................................................................................................................................... .25

3Tema:
1. INTRODUCCIÓN
Los sistemas de almacenamiento tienen como función suministrar agua para consumo humano a
las redes de distribución, con las presiones de servicio adecuadas y en cantidad necesaria que
permita compensar las variaciones de la demanda. Asimismo deberán contar con un volumen
adicional para suministro en casos de emergencia como incendio, suspensión temporal de la
fuente de abastecimiento y/o paralización parcial de la planta de tratamiento.
La importancia del reservorio radica en garantizar el funcionamiento hidráulico del sistema y el
mantenimiento de un servicio eficiente, en función a las necesidades de agua proyectadas y el
rendimiento admisible de la fuente.
Los estudios básicos, técnicos y socioeconómicos, que deben ser realizados previamente al diseño
de un tanque de almacenamiento de agua o reservorios, son los siguientes:
 Evaluación del sistema del abastecimiento de agua existente.
 Determinación de la población a ser beneficiada: actual, al inicio del proyecto y al final del
proyecto.
 Determinación del consumo promedio de agua y sus variaciones.

4Tema:
2. OBJETIVOS
2.1GENERAL:
 Diseñar un Reservorio de agua potable con las condiciones mínimas que debe cumplir
para una determinada población.
 Determinación del volumen de almacenamiento
2.2 SECUNDARIOS:
 Describir cada una de las partes de un reservorio.
 Aprender a utilizar las diferentes fórmulas empíricas que permiten el diseño de las
estructuras que compone un reservorio.
 Comprender y aplicar la NTP OS.030 Almacenamiento de agua para consumo humano
para diseñar el reservorio.

5Tema:
3. MARCO TEÓRICO
3.1CONSIDERACIONES BASICAS
Los aspectos mas importantes a considerarse para el diseno son la capacidad, ubicacion y tipo de reservorio.
3.2CONSUMO DE AGUA
La dotación mínima a adoptarse debe ser suficiente para satisfacer los requerimientos de
consumo: doméstico, comercial, industrial, social y público, así como considerar las pérdidas en
la red de distribución.
 Doméstico o residencial: A esta categoría pertenecen aquellos suscriptores que utilizan
el servicio exclusivamente para uso doméstico en la vivienda.
 Social: A esta categoría pertenecen aquellos predios utilizados para tareas de educación
y salud (escuelas, colegios, puestos de salud), exclusivamente.
 Oficial: Esta categoría comprende instancias y áreas públicas no comprendidas para
educación y salud, como son: jardines, parques, cuarteles, entidades del gobierno y otros.
 Comercial: es la categoría a la cual pertenecen los suscriptores que utilizan el agua con
fines de lucro dentro de alguna actividad comercial (restaurantes, lavado de vehículos,
etc.).
 Industrial: Es la categoría a la cual pertenecen aquellos suscriptores que utilizan el agua
para fines de lucro y en los que se lleva procesos industriales utilizándose el agua como
insumo en el proceso de transformación (fábricas de vinos, chicherías, etc.).
3.3 DOTACION MEDIA DIARIA
La dotación media diaria se refiere al consumo anual total previsto en un centro poblado dividido
por la población abastecida y el número de días del año. Es el volumen equivalente de agua
utilizado por una persona en un día.
Para el caso de sistemas nuevos de agua potable, con conexiones domiciliarias, la dotación media
diaria puede ser obtenida sobre la base de la población y la zona geográfica dada.
3.4DOTACION FURURA DE AGUA
La dotación futura se debe estimar con un incremento anual del 0,50% y el 2% de la dotación media
diaria, aplicando la fórmula del método geométrico:
𝐷𝑓 = 𝐷𝑜(1 +
𝑑
100
) 𝑡
Donde:
Df = Dotación futura en l/hab-d
Do = Dotación inicial en l/hab-d
d = Variación anual de la dotación en porcentaje
t = Número de años de estudio en años

6Tema:
3.5VARIACION DE CONSUMO
Son los caudales de diseño deben ser estimados para el dimensionamiento de los diferentes
componentes del sistema de agua potable. Se deben considerar los siguientes caudales:
3.5.1 CAUDAL MEDIO DIARIO
Es el consumo diario de una población, obtenido en un año de registros. Se determina con base en
la población del proyecto y dotación, de acuerdo a la siguiente expresión:
𝑄 𝑚𝑒𝑑 =
𝑃𝑓𝑥𝐷𝑓
86400
Donde:
Qmed = Caudal medio diario en l/s
Pf = Población futura en hab.
Df = Dotación futura en l/hab-d
3.5.2 CAUDAL MAXIMO DIARIO
Es la demanda máxima que se presenta en un día del año, es decir representa el día de mayor
consumo del año. Se determina multiplicando el caudal medio diario y el coeficiente k1 que varía
según las características de la población.
𝑄max⁡_𝑑 = 𝑘1 ∗ 𝑄 𝑚
Donde:
Qmáx_d = Caudal máximo diario en l/s
k1 = Coeficiente de caudal máximo diario (k1: 1,20 a 1,50)
Qmed = Caudal medio diario en l/s
3.6CAUDAL MAXIMO HORARIO
Es la demanda máxima que se presenta en una hora durante un año completo. Se determina
multiplicando el caudal máximo diario y el coeficiente k2 que varía, según el número de
habitantes, de 1,5 a 2,2.
𝑄max⁡_ℎ = 𝑘2 ∗ 𝑄max⁡_𝑑
Donde:
Qmax_h = Caudal máximo horario en l/s
k2 = Coeficiente de caudal máximo horario
Qmáx_d = Caudal máximo diario en l/s
3.7 RESERVORIOS DE ALMACENAMIENTO

7Tema:
Son los que regulan la diferencia de volumen que se produce entre el ingreso de agua al reservorio
(teóricamente constante) y la salida de agua, constituida principalmente por la demanda horaria,
la cual es variable durante las horas del día.
La función principal es almacenar agua cuando el suministro es menor que el consumo y entregar
el déficit cuando el consumo supera al suministro; y suministrar presión adecuada a la red de
distribución para satisfacer la demanda de agua.
3.7.1 CAPACIDAD DEL TANQUE DEL ALMACENAMIENTO
En todo el sistema de agua potable debe disponerse de un volumen de agua almacenado, para
efectuar la regulación entre la producción de agua y la extracción para el consumo, esencialmente
variable.
Este volumen de agua almacenado se proyectará considerando que, simultáneamente a la
regulación para hacer frente a la demanda, debe lograrse el diseño más económico del sistema de
distribución y mantener una reserva prudencial para los casos de interrupción de las líneas de
energía o fuentes de abastecimiento.
3.7.1.1 Volumen de Regulación
El volumen de regulación será calculado con el
diagrama masa correspondiente a las variaciones
horarias de la demanda. Cuando se comprueba la no
disponibilidad de esta información, se deberá
adoptar como mínimo el 25% del promedio anual de
la demanda como capacidad de regulación, siempre
que el suministro de la fuente de abastecimiento sea
calculado para 24 horas de funcionamiento. En caso
contrario deberá ser determinado en función al
horario del suministro.
3.7.1.2 Volumen Contra incendio
En los casos que se considere demanda contra
incendio, deberá asignarse un volumen mínimo
adicional de acuerdo al siguiente criterio: Fig.01 Volumen del reservorio
 50 m3 para áreas destinadas netamente a vivienda.
 Para áreas destinadas a uso comercial o industrial deberá calcularse utilizando el gráfico
para agua contra incendio de sólidos del anexo 1, considerando un volumen aparente de
incendio de 3,000 metros cúbicos y el coeficiente de apilamiento respectivo.
Independientemente de este volumen los locales especiales (Comerciales, Industriales y otros)
deberán tener su propio volumen de almacenamiento de agua contra incendio.
3.7.1.3 Volumen de Reserva
De ser el caso, deberá justificarse un volumen adicional de reserva.
3.7.2 TIPOS DE RESERVORIOS

8Tema:
3.7.2.1 R. Apoyados
Son estructuras de almacenamiento que se constituyen sobre el terreno, en las zonas de cotas
(metros sobre el nivel del mar) elevadas respecto a la población.
3.7.2.2 R. Elevados
Son reservorios que se construyen sobre una estructura elevada del nivel del terreno en zonas de
topografía plana.
Fig.01 Reservorios apoyado y elevado
3.7.3 UBICACIÓN DEL RESERVORIO
La ubicacion está determinada principalmente por la necesidad y conveniencia de mantener la
presion en la red dentro de los límites de servicio, garantizando presiones minimas en las
viviendas más elevadas ypresiones maximas en las viviendas más bajas. De acuerdo a la ubicacion,
los reservorios pueden ser de cabecera o flotantes. En el primer caso se alimentan directamente
de la captación, pudiendo ser por gravedad o bombeo y elevados o apoyados, y alimentan
directamente de agua a la poblacion. En el segundo caso, son tipicos reguladores de presion, casi
siempre son elevados y se caracterizan porque la entrada y la salida del agua se hacen por el
mismo tubo.
3.7.4 CASETA DE VALVULAS
3.7.4.1 Tubería de llegada
El diámetro esta tubería está definido por la línea de impulsión, y deberá estar provisto de una
válvula compuerta de cierre de igual diámetro antes de la entrada al reservorio.
La distancia entre la generatriz inferior de la tubería de ingreso y la generatriz superior de la
tubería de rebose debe ser mayor a 5 cm. La zona de entrada se ubica en el nivel superior del
tanque, sobre el nivel máximo del agua; es recomendable adosar el tubo de entrada a un pilar y
terminarle con un codo que evite la proyección hacia arriba del líquido
3.7.4.2 Tubería de Salida
El diámetro de la tubería de salida será el correspondiente al diámetro de la matriz de
distribución, debiendo estar provisto de una válvula compuerta de cierre.
La tubería de salida debe ser calculada de modo que la velocidad máxima a través de los elementos
que la constituyen no sobrepase 1,5 veces la velocidad en la tubería que sigue a la misma y no

9Tema:
debe sobrepasar una pérdida de carga de 0,50 m. La tubería de salida debe ubicarse en la parte
baja del reservorio y deberá estar provista de una canastilla de succión.
La tubería de salida debe estar ubicada a una altura mínima de 1/3 a 1/2 del diámetro (D) de la
misma, entre la parte inferior de la tubería o criba (colador) y el fondo del pozo, con un mínimo
de 0,10 m. La distancia horizontal entre el colador de salida y la pared más próxima del tanque
debe ser como mínimo igual a D/2, con un mínimo de 0,10 m.
3.7.4.3 Tubería de limpia
Se deberá ubicar en el fondo del reservorio el cual deberá contar con una pendiente no menor a
1% hacia la tubería de limpieza. El diámetro de la tubería de limpieza será diseñado para permitir
el vaciado del tanque en tiempo no mayor a 2 horas.
La tubería de limpieza deberá estar provista de una válvula compuerta y no es recomendable que
descargue directamente al alcantarillado sanitario, por lo cual deben tomarse las previsiones
necesarias para evitar contaminaciones, preferentemente se debe descargar al alcantarillado
pluvial.
𝐴𝑜 =
2 ∗ 𝑆 ∗ √ℎ
𝐶𝑑 ∗ 𝑇 ∗ √2𝑔
Donde:
T = Tiempo de vaciado en segundos
S = Área superficial del tanque en m2
h = Carga hidráulica sobre la tubería en m
Cd = Coeficiente de contracción
Cd = 0,60 a 0,65
A0 = Área del orificio de desagüe en m2
g = Aceleración de la gravedad en m/s2
3.7.4.4 Tubería de Rebose
La tubería de rebose debe ser dimensionada para posibilitar la descarga del caudal de bombeo
que alimenta al reservorio.
El diámetro de la tubería de rebose estará determinado por la altura de la cámara de aire en el
reservorio, evitándose presionar la tapa del mismo. En todo caso, es aconsejable que el diámetro
de la tubería de rebose no sea menor que el diámetro de la tubería de llegada. Para el cálculo debe
emplearse la fórmula general de orificios:
𝑄 = 𝐶𝑑 ∗ 𝐴 ∗ √2ℎ𝑔
Donde:
Q = Caudal máximo diario o caudal de bombeo en m3/s
Cd = Coeficiente de contracción (Cd = 0.60)
A = Área del orificio de desagüe en m2

10Tema:
g = Aceleración de la gravedad en m/s2
h = Carga hidráulica sobre la tubería de desagüe en m
3.7.4.5 By-Pass
Se instalara una tubería con una conexión directa entre la entrada y la salida, de manera que
cuando se cierre la tubería de entrada al reservorio de almacenamiento, el caudal ingrese
directamente a la línea de aducción. Esta constara de una válvula compuerta que permita el
control del flujo de agua con fines de mantenimiento y limpieza del reservorio.
Fig.04 Vista de perfil de barraje
3.7.5 ACCESORIOS COMPLEMENTARIOS
 Ventilación
 Limitadores de nivel
 Medidor de caudal
 Borde libre
 Tapa de acceso
 Escaleras
 Protección contra la luz natural
 Señalización y
 Cerco de protección

11Tema:
4. DISEÑO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO
Para el diseño estructural de reservorios de pequeñas y medianas capacidades se recomienda
utilizar el método de Portland Cement Association (ref. Nro 15 y 19), que determina momentos y
fuerzas cortantes como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la
teoría de Plates and Shells de Timoshenko, donde se consideran las paredes empotradas entre sí.
De acuerdo a las condiciones de borde que se fijen existen tres condiciones de selección, que son:
 Tapa articulada y fondo articulado.
 Tapa libre y fondo articulado.
 Tapa libre y fondo empotrado.
4.1RESERVORIOS DE CONCRETO ARMADO DE SECCION CIRCULAR
4.1.1 CALCULO DE LA PARED CILINDRICA
4.1.1.1 Tensiones horizontales
La tensión es obtenida mediante la siguiente fórmula, se entra a la tabla del PCA:
El valor de “C” se obtiene de la tabla I del PCA, mediante la siguiente relación:
Donde:
F = Factor de selección
H = altura total de reservorio C = Coeficiente
D = diámetro del reservorio W = Peso del agua
t = espesor de muro R = Radio
4.1.1.2 Cálculos de refuerzo
De acuerdo al diagrama de tensiones anulares, se calculará el refuerzo a cada tercio de la altura,
según la relación siguiente:
Donde:
As=área del acero en cm2 As min = área de acero mínimo
T = Tensión en Tn /m b = 100 cm
fs = fátiga de trabajo en kg / cm2 t = espesor de muro en cm
Dado que todo el anillo trabaja a tracción, el concreto sólo es recubrimiento del acero, por lo que
se considerará fs = 1,000 kg/cm2
T CWHR
2
.
H
D t
T
As
fs

smin 0.025b.tA 

12Tema:
4.1.1.3 Calculo de momentos verticales
Con el valor del factor de selección, entramos a la tabla VII del PCA:
En condición última, el momento último máximo será Mu = M x 1.5 en kg − m/m
El Momento Máximo (Ma) que toma la sección será:
Donde:
f 'c = Resistencia a la compresión
b = 1m
d = t − recubrimiento
Si el Momento Máximo Ma > Momento último máximo Mu, colocar cuantía mínima como
refuerzo en la sección:
Siendo el espaciamiento máximo
4.1.1.4 Verificación por corte
Según la tabla XVI del PCA, el corte máximo será en condición última con:
Será:
4.1.2 LOSA CUBIERTA
4.1.2.1 Metrado de cargas
Asumiendo un espesor de losa, se realiza el metrado de cargas para determinar el
momento último Wu.
Donde:
Wd = carga muerta
Wl = carga viva
3
. .M Coef W H
2
0.263.f'c.b.dMa 
*100
Av
S
As

3t
2
.
H
D t
2
1.5 .V Coef WH
2
0.53 ' ( )
V kg
v f c
bd cm
 
1.5 1.8Wu Wd Wl 

13Tema:
4.1.2.2 Determinación de los momentos y su corrección por rigidez de la
pared cilíndrica
 Rigidez relativa:
Paredes: coef1 (tabla XVIII)
Losa: coef2 (tabla XIX)
 Coeficientes de distribución:
Pared:
Losa:
Donde:
t = espesor de losa asumido
H=altura del reservorio
Momento máximo Mmáx = 0.125Wu R2
R = Radio del reservorio.
Distribución de momentos en la pared y losa conforme a los coeficientes calculados.
Efectuar la distribución de momentos con los coeficientes “d” calculados, utilizando
Hardy Cross e ingresar el momento de corrección resultante “Mc”.
En la tabla XII, se presentan los detalles de cálculo del momento radial (Mr) y el
momento tangencial (Mt).
Factor de corrección a los coeficientes de momentos:
 Verificación por Flexión: En kg-m/m
Si el Mmax > al máximo momento actuante: la sección es correcta
4.1.2.3 Calculo de refuerzo
Sentido radial:
3
1
1 1.
t
K coef
H

3
2
1 1.
t
K coef
H

1
1
1 2
k
d
k k


2
2
1 2
k
d
k k


. 2
.
correc
M
coef
W R

2
max 0.263 'M f cbd
(d )
2
M
As
a
Fy

 
 (d )
2
M
As
a
Fy

 


14Tema:
Sentido anular:
4.1.2.4 Losa de fondo
Asumiendo el espesor de la losa de fondo.
4.1.2.5 Determinación de la zapata del muro cilíndrico
Cargas en servicio
Donde:
El ancho b de la cimentación se calculará considerando el 10% del peso total o peso de la
zapata.
4.1.2.6 Calculo de la losa por presión de agua
 Metrado de cargas:
Donde:
e = espesor de losa de fondo
H = altura total del reservorio
γco = peso específico del concreto
γa=peso específico del agua
w = peso propio + peso del agua
 Determinación de momentos:
Calculando momentos para una porción de losa de 1 m2 y considerando sus cuatro bordes
empotrados, de acuerdo al ACI, será:
(d )
2
M
As
a
Fy

 
 (d )
2
M
As
a
Fy

 

min 0.0018 .As b d
( )d lW W
P
L


2
4
D
A

 L D
11.1
t
xP
b


Pr . .1.5copeso opio e
. .1.5apesoDelAgua H 
1
A
m
B
 

15Tema:
 Refuerzo:
5. RESULTADOS
5.1 Población
 En este informe, los cálculos correspondientes a población para determinar la demanda y oferta
se determinará la población actual.
 Para el cálculo de la población actual (2018) se ha aplicado el método de densidad de población
obtenida de la siguiente manera:
5.1.1 Número de Viviendas
Se deberá cuantificar la cantidad de viviendas o lotes.
Tenemos la cantidad de viviendas de la localidad:
CUADRO Nº 5.1
NUMERO DE VIVIENDAS ACTUAL Y TOTAL DE LA LOCALIDAD
Descripción Cantidad
Lotes c/conexión 1517
Lotes s/conexión(fuera del área de servicio) 92
VIVIENDAS ACTUAL 1609
Lotes Vacíos (*) 10
Lotes con cultivo (*) 28
VIVIENDAS TOTALES 1647
2
0.025 ( / )M WS kg m m
 
2
max 0.263 ' ( / )M f cbd kg m m 
maxM M colocarCuantiaMinima
 
2
min 0.0018 . ( )As b d cm
Población = Nº viviendas x Densidad poblacional (hab/Viv.)

16Tema:
5.1.2 Densidad Poblacional.
La densidad poblacional es igual a 6.135 hab/viv para la localidad.
CUADRO Nº 5.2
CANTIDAD TOTAL DE LA POBLACIÓN ACTUAL
Año 2018
POBLACIÓN
total
Viviendas dens. (Hab/Viv.)
localidad x 1609 6.16 9912
5.2 Período de Diseño
5.2.1 En función a la población
El periodo de diseño se determina por el tamaño de la población objetivo, según los siguientes rangos
de población:
CUADRO Nº 5.3
PERIODO DE DISEÑO EN FUNCIÓN DE POBLACIÓN
Población Periodo
Para poblaciones de 1,000 a 15,000 habitantes 10 a 15 años
Para poblaciones de 15,000 a 50,000 habitantes 15 a 20 años
Para poblaciones mayores a 50,000 habitantes 30 años
5.2.2 En función a los componentes
El periodo de diseño puede ser determinado por los componentes y equipamiento que integrarán el
proyecto, así tenemos:
CUADRO Nº 5.4
PERIODO DE DISEÑO EN FUNCIÓN DE LOS COMPONENTES

17Tema:
a) Componentes Período
Redes de agua secundarios y principales
Colectores secundarios y principales
20 a 30 años
Redes de agua, aducción, conducción
Colectores, interceptores y emisores
30 a 50 años
b) Equipos Período
Mecánico 5 a 10 años
Combustión 5 a 10 años
Eléctrico 10 a 15 años
5.2.3 Por Análisis Matemático
Para el cálculo teórico del periodo de diseño, existen diversas metodologías todas de carácter teórico,
podemos mencionar entre ellas las siguientes:
a) Periodo Optimo de Diseño sin Déficit:
b) Periodo Optimo de Diseño con Déficit:
Donde:
a = Factor escalar de economía
r = Tasa de interés
Xo = Periodo de Déficit
6.0
9.0
7.0
)(
)
1
(
xx
x
r
a
xx
o
o
i




r
a
x
12.1
)1(6.2 


18Tema:
Para nuestro caso las estimaciones realizadas por el Consultor sobre los períodos óptimos de diseño,
en base a factores de economía de escala y el periodo de déficit existente. Se han tomado los periodos
independientemente para los diferentes componentes del proyecto, el cual varía entre 12 a 19 años,
determinándose el momento óptimo de la inversión de los componentes en términos de uso eficiente de
los recursos económicos.
5.3 Calculo de la Población Futura
5.3.1 Metodología de Cálculo
 Cada vez más, y con propósitos de planeamiento económico, social, político y comercial,
usuarios de los diferentes ámbitos del quehacer nacional, demandan conocer la población total, para
determinar la capacidad potencial de consumidores.
 Cuando los encargados de hacer estas proyecciones inician su trabajo, se enfrentan al gran
dilema de cuál metodología, se debe utilizar.
 Existen diversos métodos de estimar las poblaciones. Para propósitos del presente Proyecto, se
han enunciado dos metodologías de cálculo de la proyección de población, que se dan a través de:
- Método de Densidad de Población:
Este método ha sido usado en el presente informe para la determinación de la población actual.
- Métodos Matemáticos:
Ésta metodología establece estimaciones que se realizan en base a funciones de tipo matemático, como
la lineal, geométrica, parabólica y/o exponencial, suponiendo un comportamiento de la población según
este tipo de función.
5.4 Proyección de la Población
Para el desarrollo de la proyección de la población se ha considerado un crecimiento del tipo
geométrico, debido a que este comportamiento es el que más se adecua a su realidad por lo que, se usará
la siguiente ecuación para hallar la proyección a partir del año 2018.

19Tema:
Donde:
Pf: Población final en el año “n”
Po: Población inicial (Año 2018)
r: tasa de crecimiento = 3.00 % (distrito de Ayacucho)
t: tiempo entre el año de inicio y el año n.
En el cuadro Nº 4.9, se muestra la evolución del crecimiento proyectado de la población, tomando
como base la población descrita en el Cuadro Nº 5.2. Para ello se empleado como base la relación
matemática (tipo geométrico).
CUADRO Nº 5.5
PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN
AÑO Hab.
2018 9251
2019 9251
2020 9529
2021 9815
2022 10109
2023 10413
2024 11243
2025 11580
2026 11298
2027 12286
2028 12655
2029 13034
2030 13426
Pf = Pi x ( 1+ r ) T

20Tema:
2031 14555
2032 14992
2033 15442
2034 15905
2035 16383
2036 16874
2037 17380
2038 17902
5.5 Horizonte del Proyecto
El periodo de diseño será igual a 20 años, cuyo horizonte es el año 2038.
5.6 Calculo de la Demanda de Agua y Alcantarillado
5.6.1 Consumos
Para el final del periodo de diseño se requerirá la demanda máxima diaria, máxima horaria que se
presentan a continuación:
a. Demanda Máxima diaria:
Qmd = K1 x Qp
Donde:
Qmd : Caudal máximo diario
K1 : 1.3 (Coeficiente adimensional del Reglamento Nacional de Edificación RNE, Norma OS.100,
numeral 1.5).
Qp : Caudal promedio

21Tema:
b. Demanda Máxima horaria:
Qmh = K2 x Qp
Donde:
Qmh : Caudal máximo horario
K2 : 1.8 (Coef. del RNE, Norma OS.100 numeral 1.5)
Qp : Caudal promedio
5.7 Justificación de la Dotación
Se ha realizado el cálculo de la Dotación de agua en función al crecimiento poblacional servida con
conexiones en el horizonte del proyecto:
CUADRO Nº 5.6
DOTACIÓN
AÑO Hab.
DOTACION
(l/hab/dia) Qm(L/s)
2018 9251 142 15.12
2019 9251 142 15.12
2020 9529 140 15.35
2021 9815 140 15.81
2022 10109 140 16.29
2023 10413 138 16.54
2024 11243 138 17.85
2025 11580 138 18.39
2026 11298 136 17.68
2027 12286 132 18.66
2028 12655 132 19.22
2029 13034 132 19.80
2030 13426 131 20.24
2031 14555 131 21.94
2032 14992 129 22.26

22Tema:
2033 15442 129 22.92
2034 15905 129 23.61
2035 16383 127 23.94
2036 16874 127 24.66
2037 17380 127 25.40
2038 17902 127 26.16
Para el presente análisis se considera los parámetros de requerimiento de producción de agua y la
población servida, es decir:
 La columna (02); es la población servida (habitantes).
 La columna (04); es el caudal promedio o requerimiento de producción de agua promedio, (lps).
 La columna (03); es la Dotación de agua per cápita (l/hab/dia), en el horizonte del proyecto que
va decreciendo en función a las pérdidas de agua en el sistema que tiene en el año 2018 un
30% y tendrá en el año 2028 un 22% de pérdidas.
Por lo tanto, la Dotación per cápita se puede obtener mediante la siguiente ecuación:
Dotación Per cápita = Caudal Promedio x 86400 …………… (I)
Población Servida
Reemplazando los datos de las columnas respectivas en la ecuación (I) a lo largo del horizonte del
proyecto se tiene en el cuadro, que para el año 1 una dotación per cápita de 142 l/hab/día, mientras que
este valor tendrá el año 12 (Periodo Optimo de diseño) un valor de 131 l/hab/dia.
5.8 Oferta
5.8.1 Agua Potable
Se presentan los volúmenes de almacenamiento y los cuadros de los volúmenes existentes:
CUADRO Nº 5.7
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

23Tema:
CUADRO Nº 5.8
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO PROPUESTO
Volumen m3
Volumen de Regulación 445 m3
Volumen Contra Incendio 50 m3
Volumen de Reserva 53 m3
Sub Total Volumen 548 m3
Volumen Propuesto 550.00
0 0.00 0 0 0
1 50.00 39 328 418
2 50.00 41 338 429
3 50.00 41 344 435
4 50.00 42 354 446
5 50.00 44 365 458
6 50.00 47 388 485
7 50.00 48 400 498
8 50.00 49 412 511
9 50.00 50 418 518
10 50.00 50 419 520
11 50.00 52 432 534
12 50.00 53 445 548
13 50.00 57 476 583
14 50.00 59 490 599
15 50.00 60 498 608
16 50.00 62 513 625
17 50.00 63 529 642
18 50.00 64 537 652
19 50.00 66 554 670
20 50.00 68 570 689
AÑO
DEMANDA
VOLUMEN
ALMACEN.
m3
VOLUMEN
D/REGUL.
M3
VOLUMEN
P/RESERVA
M3
VOLUMEN
C/INCENDIO
M3

24Tema:
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO.
Volumen de regulación: m^3
Volumen de reserva: m^3
Volumen contra incendio: m^3 por ser > 10000 hab la poblacion.
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO: m^3 REDONDEANDO 550 m^3
ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN.
Método de diseño : METODO DE CARGA DE TRABAJO.
Referencia bibliográfica: Ing Fernando Moral-Hormigón Armado.
CONDICIONES RESERVORIO RESERVORIO
CIRCULAR RECTANGULAR
Seguridad del reservorio. bien regular
Efecto de la presión de agua. uniforme en el perímetro irregular
Cantidad de refuerzo. menor mayor
Factibilidad de agrietamiento. no si
Area de construcción. menor mayor
Costo de construcción. mayor menor
Encofrado especial. si no
Mano de obra calificada. si si
El tipo de reservorio, por las condicones antes mencionadas será circular.
DATOS DE DISEÑO.
PREDIMENSIONAMIENTO
Altura útil de agua (h): m.
Profundidad de solera respecto al tubo de salida (w): m.
Altura libre (h'): m.
Cálculo del diámetro:
h'=
h=
H= m.
V= m^3.
D= m. w=
D=
CALCULO DEL ESPESOR DELA PARED
H=
D=
cm.
:diámetro del refuerzo. r= cm.
r :recubriento t= cm.
espesor asumido cm.
445
53
50
10.97
5
24.0932
5.8
0.2
0.5
24.0932
10.9681
5.8
6.5
10.9681
548
0.5
6.50
0.2
1.27
548
DISEÑO DE RESERVORIO EN EXCEL.
hπ*
V*4
D
h*
4
D*π
V
whh'H
2



rDHt  **25.0



25Tema:
6. ANEXOS
A continuación se presentan los planos…

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