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“INCREMENTO DE CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE AGUA DEL RESERVORIO EN EL CPR
GUAYABO – ZONA 2 – DISTRITO DE PACHACÁMAC – LIMA - LIMA”
CENTRO POBLADO RURAL EL GUAYABO DISTRITO DE PACHACÁMAC
MEMORIA DE CÁLCULO
POBLACION DE DISEÑO Y DEMANDA DE AGUA
1. POBLACION DE DISEÑO
1.1 ESTIMACION DE LA POBLACION FUTURA
El método más utilizado para el cálculo de la población futura en las zonas rurales es
el analítico y con más frecuencia el de crecimiento aritmético. Este método se utiliza
para el cálculo de la población bajo la consideración de que estas van cambiando en
la forma de una progresión aritmética y que se encuentran cerca del límite de
saturación.
Según el censo poblacional y vivienda del Distrito de Pachacámac y del Centro
Poblado Rural el Guayabo tenemos:
Cuadro 01
CENSO DISTRITO PACHACAMAC CENTRO POBLADO GUAYABO
1940 3,597 -
1961 11,726 -
1972 - -
1993 19,850 467
Fuente: Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI)
Del cuadro anterior tenemos:
Cuadro 02
AÑO
Pa t P
Pa*t
r
r*t
(hab) (años) (Pf- Pa) P/Pa*t
1940 3,597
21 8,129 75,537 0.108 2.27
1961 11,726
32 8,124 375,232 0.022 0.70
1993 19,850
TOTAL - 53 - - - 2.97
r = 56 por cada 1,000 habitantes (56 °/oo)

Considerando, las normas generales para proyectos de abastecimiento de agua
potable con el medio rural el Ministerio de Salud recomienda un periodo de diseño de
20 años para todas las estructuras a diseñar.
En consecuencia para el año 2032; considerado un periodo de diseño de 20 años se
tendrá la población futura de:
a) Por el Método de Crecimiento Aritmético.
Pf (2032) = P2 (1993) x (1 + r x t)
Pf (2032) = 467 x (1 + 0.056 x 40)
Pf (2032) = 1,513 habitantes
b) Población De Saturation
Densidad: 7 hab/vivienda (norma de saneamiento)
N° de lotes = 405 lotes (plano de lotización)
Pf = 405 lotes x 7 hab/ vivienda
Pf = 2,835 habitantes
1.2 POBLACIÓN DE DISEÑO (PD)
Para el presente proyecto consideramos que la población de diseño para el año 2032
sea de 1,513 habitantes
PD = 1,513 habitantes

2. DEMANDA DE AGUA
2.1 DOTACION
El consumo de agua varía de acuerdo a las características económicas y sociales de
una población; estas pueden evidenciarse a través del tipo de vivienda, siendo
importante la variación del consumo por el tipo y tamaño de la construcción.
El consumo de agua varía también en función al clima, de acuerdo a la temperatura y
a la distribución de las lluvias; mientras que el consumo per cápita varía en relación
directa al tamaño de la comunidad.
De acuerdo a la norma de saneamiento se ha optado por asignar el proyecto una
dotación de 150 Lt/hab/día (para los asentamientos humanos y pueblos jóvenes).
D = 150 Lt/hab/día
2.2 COEFICIENTES DE VARIACION DE CONSUMO
De acuerdo a las normas de saneamiento; tenemos que los coeficientes más
recomendadas y más utilizadas son el 130% para el consumo máximo diario (Qmd) y
del 150% para el consumo máximo horario (Qmd)
-Consumo máximo diario (Qmd) =1.3 Qm (lt/seg)
-Consumo máximo horario (Qmh) =1.5 Qm (lts/seg)
2.3 CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Qm)
El consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estimación del
consumo per cápita para la publicación futura del periodo de diseño, expresado en
litros por segundo (lt/seg) y se determina de la siguiente manera:
Qm = Pf * dotación (d)
86,400 s/dia
Luego tenemos:
Qm = 1,513 * 150
86,400
Qm = 2.63 lts/seg

2.4 CONSUMO MAXIMO DIARIO (Qmd) y HORARIO (Qmh)
 Caudal máximo diario (Qmd) = 1.30 * 2.63 = 3.42 lts/ seg
 Caudal máximo horario (Qmh) = 1.50 * 2.63 = 3.95 lts/ seg
2.5 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
Para proyectos de agua potable por gravedad el Ministerio de Salud recomienda una
capacidad de regulación del reservorio del 25 al 30 % del volumen del consumo
promedio diario anual (Qm).
Tenemos el volumen de almacenamiento:
Dónde:
VA: Volumen almacenado
VI: Volumen contra incendios
VR: Volumen de reserva
Según los datos tenemos:
 VA = 1,513 Hab x 150 lt/hab
VA = 226.95 m3
 VI = 0 (para poblaciones menores a 10,000 hab)
 VR = 25% del VA (para interrupción por servicio)
El volumen total es:
VT = 226.95 + 0 + 56.74
VT = 283.69 m3
Volumen del reservorio considerando el 25% de Qm:
V = 283.69 * 0.25 = 70.92 m3
Volumen asumido para el diseño (V) = 70 m3
VT = VA +VI + VR

Con el valor del volumen (V) se define un reservorio de sección circular cuyas
dimensiones son:
Radio (R) = 2.85 m
Altura de agua (h) = 275 m
Borde libre (BL) = 0.40 m
Altura total (H) = 3.15 m
CAUDAL DE BOMBEO
Cuando el sistema de abastecimiento de agua incluye reservorio de almacenamiento
posterior a la estación de bombeo; la capacidad de la tubería de sección, equipo de bombeo
y tubería de impulsión debe ser calculada con base en el caudal máximo diario y el número
de horas bombeo.
Tenemos:
Dónde:
Qb: Caudal de Bombeo (Of/seg)
Q maxd: caudal máximo diario (lt/seg)
N = número de horas de bomba
Luego:
Qb = 3.42 x 24
12
Qb = 6.84 lt/seg
TUBERIA DE SUCCION
El diámetro de la entrada de la bomba no debe ser tomada como indicación para el
diámetro de la tubería de sección. Para la tubería se adopta diámetros mayores con el
objeto de reducir las pérdidas de carga.
Tenemos:
Qb = Q max.d x 24
N

Dónde:
d = diámetro interno de la tubería de sección, (m)
Q = cantidad de bombeo (m3
/seg)
V = velocidad media de succión (m/seg)
Asimismo:
d = 4” = 0.1016m
Qb = 0.00684 m3/seg
Calculamos la velocidad media de succión:
0.1016 = 1.1284
Vs= 0.84 m/seg
0.6 m/seg ≤ Vs = 0.84 m/seg ≤ 0.9 m/seg ¡OK!
 Sumergencia mínima: (y)
Fijada entre el nivel mínimo del tirante en la cisterna y la boca de entrada a la tubería
de succión:
a) Y ≥ y2
+ 0.20 b) y ≥ 2.5 D + 0.10
2q
Y ≥ 0.872
+ 0.20 y ≥ 2.5 x 0.1 + 0.10
2*98
Y ≥ 0.24 mh y ≥ 0.35 m
Asumimos: Sumergencia = 0.40 m

 Holgura:
Comprendida entre el fondo del pozo y la sección de entrada a la tubería de succión;
se recomienda una altura mínima de 0.50 m.
TUBERÍA DE IMPULSIÓN
Para estación que no son operadas las 24 horas del día, el diámetro económico
viene dado por la siguiente expresión:
D = 1.37
Dónde:
D = Diámetro económico (m)
Q = Caudal de bombeo (m3/seg)
ɻ = N° de horas de bombeo
24
Reemplazando tenemos:
D = 1.3 (0.5)
D = 54 mm
Por lo tanto:
La velocidad de la tubería será:
Vi = Q = 0.00684 x 4 = 1.49 m/seg ≤ 1.5 m/seg ¡conforme!
A 3.1416x(0.0762)2
Asumimos: Holgura = 0.50 m
Asumimos: D = 75mm (3”)

POTENCIA DEL EQUIPO DE BOMBEO
Tenemos:
Pb = Qb x Hb
76n
Dónde:
Pb = Potencia de la bomba y del motor (HP)
Qb = Caudal de bombeo (lt/seg)
Hb = Altura manométrica total (m)
ŋ = Eficiencia del sistema de bombeo
n = ŋmotor + ŋbomba
También se cumple:
Hb = hs + hi + Δhs + Δhi
Hb = Altura manométrica total (m)
hs = Altura de succión (m)
hi = Altura de impulsión (m)
Δhs = Perdida de carga en la succión (m)
Δhi = Perdida de carga en la tubería de impulsión (m)
Tenemos:
Qb = 6.84 lt/seg
n = 70 %
 Calculo de la altura dinámica de elevación
- Altura estática total (succión + impulsión)
Altura estática de succión = 133.85 – 132.00 = 1.85
Altura estática de impulsión = 148.85 – 133.85 = 15.00
Altura estática Total = 1.85 + 15.00 = 16.85 m

- Perdidas en la Succión (Ds = 4” = 0.1016 m)
Se calculan por longitudes equivalentes utilizando lo siguiente:
Válvula de pie con coladera = 23.00
Codo de radio largo de 90° = 2.10
Reducción excéntrica (6D) = 0.61
Entrada (borda) = 3.20
Longitud de tubería recta = 4.45 (1.85+2.20+0.40)
Longitud Total Equivalente = 33.36 m
Utilizando la ecuación de Hazen – Williams
Q = 0.2785 x C x D2.63
x J0.54
C = 150 (tubería de PVC)
Q = 0.00684 m3
/seg
Despejando la perdida de carga total (J)
Perdida en la succión = 0.0067 x 33.36
J = 0.22m
- Perdidas en la Impulsión (Di = 3” = 0.0762 m)
Expansión concéntrica (12D) = 0.91
Válvula de rotación horizontal = 6.30
Válvula de compuerta = 0.50
Codo de radio largo 90° (4 codos) = 6.40
Codo de 45° (2 codos) = 2.40
Tee con cambio de dirección = 5.20
Tubería (1.00x3+2.00+43.00+3.50) = 4.45
Longitud total equivalente = 73.21 m
J = 0.027 m
Perdida de impulsión = 0.027 x 73.21 = 1.99

- Altura de velocidad en la descarga ( Vi)
Vd
2
= (1.49)2
= 0.11m
2g 2 x 9.81
- Altura dinámica de elevación = 16.85+0.22+1.99+0.11
= 19.17 m
Luego tenemos:
Pb = 6.84 x 19.17
76 x 0.70
Pb = 2.47 HP
Por lo tanto:
VOLUMEN DEL POZO DE SUCCIÓN
Calculo del volumen mínimo del pozo de succión:
Tiempo de retención: θ = 3 a 5 minutos
V = Q x θ = 0.00684 x (5x60) = 2.05 m3
Área mínima = 5 x Ds = 5 x 0.0762 = 0.38 m2
Sumergencia = S = 2.5 x Ds + 0.1 = 2.5x0.1016+0.1 = 0.35m Ξ 0.40m
Altura de coladera de 3” = 0.20m
Distancia al fondo a la coladera = 0.50m
Altura del pozo = (N max – N min) + 0.40 + 0.20 + 0.50 + B.L.
= 132.85 – 132.00 + 0.40 + 0.20 + 0.50 + 0.30
= 2.25 m
Área del pozo = 2.05 = 0.91 m2
≥ 0.38 m2
2.25
Adoptando una sección cuadrada se tiene que A = B = 1.00 m (mínimo)
Tenemos que la sección del reservorio existente es:
Asumimos: Pb = 3 HP

A = B = 4.00 m
H = 2.25 m.

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