UNIVERSIDAD NACIONAL

“SAN LUIS GONZAGA”

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

PLAN DE TESIS PARA OBTENER EL TITULO DE

INGENIERO CIVIL

TEMA:

“DISEÑO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGÜE DE LOS

ANEXOS: HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY, STA.

VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPIÑA, NVA. STA. LUCÍA, LA 75,

PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS CASTILLOS

DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”

PRESENTADO POR:

BACH. ALTAMIRANO ESPINOZA JESUS FELIX

BACH. CHOQUE GAVILAN ANGEL SAMUEL

ICA – PERÚ

2011

~ 1 ~

PLAN DE TESIS

I. DATOS GENERALES

1.1. Título: “DISEÑO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGÜE

DE LOS ANEXOS: HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY,

STA. VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPINA, NVA. STA. LUCÍA, LA

75, PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS

CASTILLOS DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”

1.2. Área de investigación

Construcción, Hidráulica y Geotecnia.

1.3. Disciplina

Saneamiento Básico.

1.4. Autores

Bachiller: Altamirano Espinoza, Jesús Félix.

Bachiller: Choque Gavilán, Ángel Samuel.

1.5. Plazo de ejecución

180 días calendarios.

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.

2.1. Identificación y Descripción del Problema

A la fecha, los centros poblados de estudio pertenecientes al distrito de

Santiago, provincia de Ica, cuenta con más de 2200 moradores en su

totalidad, quienes en la actualidad se abastecen de agua para el

consumo humano mediante un único reservorio elevado, cuyo servicio

es muy deficiente ya que la población solo puede recibir este recurso

unas cuantas horas a la semana, debido a que éste debe suministrar el

agua a la mayoría de centros poblados, y en otros casos compran el

agua a los Fundos, siendo estos últimos exagerados en su cobro,

además ellos cuentan con pozos solo para sus actividades

agropecuarias.

En lo concerniente al sistema de desagüe, estos centros poblados no

cuentan con un sistema con arrastre hidráulico que permita la

evacuación y tratamiento de aguas residuales, motivo por el cual

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realizan sus necesidades fisiológicas en pozos ciegos, y a la intemperie

que generan contaminación por falta de mantenimiento adecuado, lo

que origina una proliferación de enfermedades gastrointestinales en la

población descrita.

Es por eso la razón para la búsqueda de soluciones técnicas que nos

lleven a encontrar alternativas para dar una solución integral al

problema de saneamiento básico que se presenta en este caso.

2.2.OBJETIVOS

2.2.1. OBJETIVO GENERAL

Garantizar la prestación de servicios tanto de un abastecimiento

eficiente de agua potable, como el de recolección, tratamiento y

disposición final de las aguas residuales de los centros poblados

en mención del Distrito de Santiago, y que cumpla con los

estándares exigidos, aplicando una solución económica y que

contemple tecnología adecuada disponible en nuestro medio.

Para lo cual consideramos aprovechar las aguas subterráneas

como fuente del suministro; y por otro lado analizaremos la opción

de hacer un tratamiento de aguas residuales para su reutilización

en riegos agrícolas.

2.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Entre ellos tenemos:

Contribuir con la reducción de los índices de morbilidad por las

enfermedades gastrointestinales agudas, garantizando la

disponibilidad de los servicios adecuados.

Plantear la reutilización de las aguas servidas, previo

tratamiento para que puedan ser aprovechadas en actividades

agrícolas.

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Plantear un modelo de Capacitación/Entrenamiento de

potencial humano (educación sanitaria), generando hábitos y

prácticas de higiene.

2.3. IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN

El proyecto propuesto es importante porque se opta por la mejor

alternativa que garantice un adecuado almacenamiento y distribución

del agua, además de asegurar que los efluentes de las aguas

residuales cumplan con los estándares de salud exigidos en estos

casos, y en concordancia con la normatividad vigente, pueda ser

reutilizados para el riego local, para los diferentes centros poblados del

distrito de Santiago, para un período útil de servicio de 20 años.

Es por eso que la justificación del proyecto radica en que, si se ejecuta

la opción planteada en el presente estudio, la salud de los moradores

se verá beneficiada por la prestación de estos servicios y por lo tanto se

logrará mejorar su calidad de vida.

2.4.DELIMITACIÓN DEL ESPACIO

El área de estudio se encuentra ubicado en la:

Región: ICA

Provincia: ICA

Distrito: SANTIAGO

El período de análisis y desarrollo del presente estudio de factibilidad se

llevará a cabo a partir del mes de septiembre del año en curso al mes

de marzo del 2012.

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III. MARCO HISTÓRICO

En el Perú en los últimos 20 años se incrementaron los programas de

abastecimiento de agua potable y saneamiento en el medio rural,

estableciéndose programas de apoyo social y de cooperación técnica por

parte del estado. Estos programas han sido hasta hoy insuficientes puesto

que los niveles de servicio alcanzados en muchos departamentos del país

son mínimos.

A nivel nacional se cuenta con un abastecimiento del 80%, sin embargo en

la zona de estudio se observa que la cobertura de este servicio es de pésima

calidad contando con muy pocas horas para su abastecimiento a la semana,

y también los métodos para almacenar el recurso no son del todo

adecuados, esto sumado a la precariedad económica de los pobladores, trae

como consecuencia que su nivel de vida sea bajo y nocivo para su salud, la

finalidad de este estudio es que la cobertura de este servicio sea óptimo con

los estándares recomendados.

A partir del mes de Mayo del año 1997, los servicios de Agua Potable y

alcantarillado depende de la E.P.S EMAPICA S.A. anteriormente fue

administrado directamente por el Concejo Distrital de Santiago. La

transferencia de los servicios, obedece a disposición de la Legislación

Vigente la cual conlleva a optimizar los servicios existentes y mejorar el

abastecimiento que se brinda actualmente a la población, quienes pagan por

un servicio no óptimo, además se busca que se pague una tarifa que

represente el justiprecio por el servicio que recibe el usuario.

La infraestructura del sistema de agua potable existente tiene una

abastecimiento intermitente como resultado de la sectorización del servicio,

a consecuencia de la falta de capacidad de la red y no contar con una

estructura para almacenamiento, que permita satisfacer la demanda en

horas punta, el cual genera un malestar en sus usuarios.

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IV. MARCO TEÓRICO

Según el tipo de fuente y la capacidad del acuífero de la zona de estudio, se

determina el tipo de obras de captación, considerando que en la zona solo

existe en forma permanente las aguas subterráneas, se emplearan obras de

captación compuestas por pozos tubulares profundos, los cuales se perforan

generalmente por el método de percusión.

Respecto a las líneas de conducción específicamente a las líneas de

impulsión se emplea en la determinación del Diámetro Nominal, la fórmula

de Bresse y la de Continuidad, con lo que se obtiene el diámetro más

económico.

Para el diseño del Reservorio, en primer lugar se determina el cálculo

hidráulico que permita conocer la capacidad de almacenamiento,

seguidamente se realiza el pre-dimensionamiento y mediante el análisis

dinámico se determinara los momentos y las fuerzas actuantes, información

esencial para el diseño de las estructuras de concreto armado con los que

se validan las dimensiones asumidas.

En el diseño de la red de distribución se empleara en la configuración de la

red como un sistema mallado acorde con la normativa de Saneamiento

OS.050. En el diseño de la red de colectores de desagüe se emplear el

sistema por arrastre hidráulico, en concordancia con las Normas de

saneamiento OS.070 en la que los Diámetros Nominales asumidos se

validan verificando que la Tensión Tractiva sea mayor o igual a un Pascal.

V. MARCO CONCEPTUAL

A continuación se adjunta los conceptos de los términos de mayor uso en la

investigación, que conlleve a uniformizar criterios:

Agua Subterránea:

Agua localizada en el subsuelo y que generalmente requiere excavación

para su extracción.

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Agua Potable:

Es el agua considerada apta para el consumo humano, que cumple con

las exigencias de control de calidad.

Caudal Máximo Horario:

Caudal más alto en un día, observado en el periodo de un año, sin tener

en cuenta los consumos por incendios, pérdidas, etc.

Caudal Medio:

Caudal promedio de los caudales diarios en un periodo de un año.

Criterios de Diseño:

Guías de Ingeniería que especifican objetivos, resultados o límites que

debe cumplirse en el diseño de un proceso, estructura o componentes

de un sistema.

Dotación percápita

Agua que se asigna a una persona para satisfacer sus necesidades

durante el periodo de un día.

Agua Residual Doméstica:

Agua de origen doméstico, comercial e institucional, que contiene

desechos fisiológicos y otros provenientes de la actividad humana.

Parámetros de Diseño:

Conjunto de datos para las condiciones finales e intermedias del diseño

que sirven para el dimensionamiento, cálculos hidráulicos de los

diferentes componentes de un sistema integral de abastecimiento de

agua potable, recolección y tratamiento de aguas residuales.

Descarga controlada:

Regulación de la descarga del agua residual cruda para eliminar las

variaciones extremas de caudal y calidad

Tensión Tractiva:

Es el esfuerzo tangencial unitario asociado al escurrimiento por

gravedad en la tubería de alcantarillado, ejercido por el líquido sobre el

material depositado.

Manejo de aguas residuales:

Conjunto de obras de recolección, tratamiento, disposición y acciones de

operación, monitoreo, control y vigilancia con relación a tas aguas

residuales

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VI. SISTEMAS DE HIPÓTESIS

VI.1. Hipótesis

Mediante el diseño de los sistemas de abastecimiento de agua potable,

como el de recolección, tratamiento y disposición final de las aguas

residuales de los centros poblados en mención del Distrito de Santiago,

se garantizará un servicio de agua y evacuación de los desagües que

cumpla con los estándares exigidos.

VI.2. Variables

VI.2.1.Variable Independiente

Diseño del sistema integral de agua para consumo humano y

desagüe para los Centros Poblados del distrito de Santiago,

provincia de Ica, departamento de Ica.

VI.2.2.Variable Dependiente

Garantizar el abastecimiento de agua potable y evacuación del

desagüe a los pobladores de los Centros Poblados del distrito de

Santiago, provincia y departamento de Ica.

VII. METODOLOGÍA

VII.1.Diseño Básico de la Investigación

El estudio se desarrollará a un nivel descriptivo – explicativo, donde

tratamos de confirmar las características del problema en investigación,

y básicamente explicar y ofrecer alternativas de solución a las causas y

factores que se generan en el territorio de la zona de estudio.

VII.2.Unidad de análisis (Universo de Investigación)

Los centros poblados HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY,

STA. VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPIÑA, NVA. STA. LUCÍA, LA

75, PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS

CASTILLOS DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”

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VII.3.Metodología de la Investigación

Descriptiva – Explicativa.

VII.4.Equipos a utilizar

VII.4.1. Equipos de campo:

Teodolito

Nivel

Miras

Estacas

Wincha

Cámara Fotográfica

VII.4.2. Equipos de gabinete, software y útiles de oficina:

Laboratorio de Mecánica de Suelos

Computadora

Software: Autocad, SAP 2000, Autocad Civil 3D, S10 Costos y

Presupuestos, Microsoft Office, etc.

Útiles de escritorio.

VII.5.Técnicas y procesamiento de Análisis de Datos

Se realizarán visitas a la zona de estudio, donde se obtendrá

información de campo, la cual posteriormente se procesará en gabinete

siguiendo una secuencia metodológica convencional, y así se podrá la

hallar las mejores opciones en cuanto a la infraestructura que permita

satisfacer la demanda para los servicios de agua y desagüe que

resulten acordes con la solución económica, tecnología disponible y un

nivel de servicio aceptable.

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VIII. PROYECTO

CONTENIDO GENERAL DE LA TESIS

“DISEÑO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGÜE DE LOS

ANEXOS: HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY, STA.

VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPIÑA, NVA. STA. LUCÍA, LA 75,

PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS CASTILLOS

DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”

CONTENIDO

INTRODUCCION.

CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1.1. Descripción del Proyecto.

1.2. Justificación, Alcances y Objetivos del Proyecto.

1.3. Ubicación del Proyecto.

1.4. Aspectos Geográficos.

1.5. Aspectos Topográficos.

1.6. Aspectos Hidrológicos.

1.7. Aspectos Urbanísticos.

1.8. Aspectos Meteorológicos.

1.9. Aspectos Demográficos.

1.10. Aspectos Socioeconómicos.

1.11. Servicios Públicos.

CAPÍTULO II

2. ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE RESERVORIO ELEVADO

2.1. Excavación de Calicatas y Obtención de Muestras.

2.2. Densidad de Campo

2.3. Perfiles estratigráficos.

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2.4. Clasificación del suelo.

2.5. Interpretación de los resultados.

2.6. Capacidad Portante del suelo con fines de Cimentación.

CAPÍTULO III

3. ENSAYOS DE LABORATORIO

3.1. Análisis de los límites de Consistencia del Suelo.

3.2. Análisis Granulométrico del Suelo.

3.3. Ensayo de Corte Directo del Suelo.

3.4. Análisis físico-químico del suelo.

CAPÍTULO IV

4. EVALUACIÓN DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE EXISTENTE

4.1. Descripción del sistema existente de agua potable.

4.1.1. Fuente de Abastecimiento

4.1.2. Obras de Captación

4.1.3. Líneas de Conducción

4.1.4. Obras de Almacenamiento

4.1.5. Tratamiento del Agua

4.1.6. Redes de Distribución

4.1.7. Conexiones Prediales

4.2. Diagnóstico y pronóstico del sistema de agua potable existente.

4.3. Infraestructura para la Solución del Sistema Integral de Agua Potable

para un periodo de vida útil de 20 años.

CAPÍTULO V

5. EVALUACIÓN DEL SISTEMA INTEGRAL DE ALCANTARILLADO EXISTENTE

5.1. Descripción del sistema existente de recolección, tratamiento y

disposición final de las Aguas Residuales.

5.2. Diagnóstico y pronóstico del sistema integral existente de Alcantarillado.

5.3. Infraestructura para la solución del sistema integral de Alcantarillado

para un periodo de vida útil de 20 años.

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CAPÍTULO VI

6. PARÁMETROS DE DISEÑO DE LAS OBRAS PROYECTADAS

6.1. Período de diseño.

6.2. Métodos de Población de diseño para determinar la población futura.

6.2.1. Método Aritmético

6.2.2. Método Geométrico

6.2.3. Método de Incrementos Variables

6.2.4. Método de Saturación

6.2.5. Método de Crecimiento Aritmético

6.3. Dotación.

6.4. Caudales de diseño.

CAPÍTULO VII

7. DISEÑO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE

7.1. Obras de captación

7.2. Línea de Impulsión.

7.3. Estructuras para almacenamiento.

7.3.1. Diseño Hidráulico

7.3.2. Diseño Estructural de Reservorio Elevado

7.3.3. Instalaciones Hidromecánicas

7.4. Tratamiento del agua.

7.5. Redes de distribución.

7.6. Conexiones domiciliarias para Agua.

CAPÍTULO VIII

8. DISEÑO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUAS RESIDUALES

8.1. Conexiones domiciliarias para desagüe.

8.2. Colectores.

8.3. Emisor.

8.4. Infraestructura para el Tratamiento de las aguas residuales.

8.5. Disposición final de las aguas servidas.

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CAPÍTULO IX

9. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

9.1. Aspectos Generales.

9.1.1. Generalidades.

9.1.2. Antecedentes.

9.1.3. Objetivos.

9.1.4. Justificación.

9.1.5. Metodología.

9.1.6. Marco Legal Aplicable.

9.2. Diagnóstico ambiental.

9.2.1. Diagnóstico del Medio Físico.

9.2.2. Diagnóstico del Medio Biológico.

9.2.3. Diagnóstico Socio-Económico.

9.3. Identificación de Impactos Ambientales.

9.3.1. Impactos Ambientales en la etapa de Construcción.

9.3.2. Impactos Ambientales en la etapa de Operación.

9.3.3. Impactos Ambientales en la etapa de Abandono.

9.4. Plan de Manejo Ambiental.

9.4.1. Plan de Mitigación de los impactos.

9.4.2. Plan de Monitoreo Ambiental.

9.4.3. Plan de Contingencias.

9.5. Conclusiones del estudio.

CAPÍTULO X

10.EXPEDIENTE TÉCNICO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE

10.1. Memoria descriptiva.

10.2. Presupuesto.

10.3. Costos Unitarios.

10.4. Especificaciones Técnicas.

10.5. Cronograma Ejecución de Obra.

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CAPÍTULO XI

11.EXPEDIENTE TÉCNICO DEL SISTEMA INTEGRAL ALCANTARILLADO

11.1. Memoria descriptiva.

11.2. Presupuesto.

11.3. Costos Unitarios.

11.4. Especificaciones Técnicas.

11.5. Cronograma Ejecución de Obra.

CAPÍTULO XII

12.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

12.1. Conclusiones.

12.2. Recomendaciones.

Bibliografía

ANEXOS

Panel Fotográfico.

Planos.

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Bibliografía:

1. MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO,

Reglamento Nacional De Edificaciones, OS - Obras de Saneamiento.

2. JOHNSON, El agua subterránea y los pozos.

3. ROGER AGÜERO PITTMAN, Agua Potable para Poblaciones Rurales.

4. ALBERTO REGAL M., Abastecimiento de Agua y Alcantarillado.

5. SIMÓN AROCHA RAVELO, Abastecimiento de Agua; Teoría y diseño.

6. PABLO APAZA HERRERA, Redes de Abastecimiento de agua.

7. JULIO RIVERA FEIJOO, Diseño Sísmico de Reservorios Elevados.

8. JULIO RIVERA FEIJOO, Diseño sísmico de Reservorios con estructura

tubular de soporte.

9. TERENCE J. MCGHEE, Abastecimiento de Agua y Alcantarillado.

10. AURELIO HERNANDEZ MUÑOZ, Saneamiento y Alcantarillado.

11. METCALF Y EDDY, INC, Ingeniería de aguas residuales: Tratamiento,

vertido y reutilización.

12. RICARDO ALFREDO LOPEZ CUALLA, Diseño de Acueductos y

Alcantarillados.

13. EDUARDO ARIAS GOVEA, Alcantarillado y Drenaje Pluvial.

14. SIMÓN AROCHA RAVELO, Alcantarillado.

15. BABBIT E. H. BAUMAN E.R., Alcantarillado y Tratamiento de Aguas

Residuales, CECSA.

16. JAIRO ALBERTO ROMERO ROJAS, Tratamiento de Aguas Residuales.

17. GTZ - Manual de Disposición de Aguas Residuales.

18. CEPIS. II, Curso Taller Sobre Lagunas de Estabilización: Diseño,

Construcción, Operación, Evaluación y Mantenimiento.

19. HIDROSTAL, Principios Básicos de Hidráulica para Bombas Centrifugas e

instalaciones.

20. VICENTE CONESA FERNÁNDEZ VITORA, Guía Metodológica para la

Evaluación del Impacto Ambiental.

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TIEMPO DE EJECUCIÓN DE LA TESIS ( SEPTIEMBRE 2011 A MARZO DEL 2012 )

ITEM

DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES PROGRAMADASPERÍODO DE EJECUCIÓN (MESES)

1 2 3 4 5 6

1.00 Información básica para el proyecto.

2.00 Recopilación de datos de campo, excavación de calicatas y extracción de muestras, levantamiento topográfico.

3.00 Ensayos de laboratorio.4.00 Evaluación del sistema de agua existente.5.00 Evaluación del sistema de alcantarillado existente.6.00 Establecimiento de los parámetros de diseño para las obras proyectadas.7.00 Diseño del sistema integral de agua.

8.00 Diseño del sistema integral de alcantarillado.

9.00 Estudio de Impacto Ambiental

10.00 Elaboración del Expediente Técnico, Conclusiones y Recomendaciones.

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