SUMARIO

MEMORIA DE CLCULO

1) PERIODO OPTIMO DE DISEO (POD)

El periodo ptimo de diseo es el tiempo de duracin de todos los elementos que componen el Proyecto

Existen diversos factores que determinan el periodo ptimo de diseo mencionndose algunos:

1.1 Crecimiento de la poblacin:

Es un factor que vara de un momento a otro es el ms complejo. Cuando el crecimiento de la poblacin es acelerada, se requiere de un perodo de diseo corto (10 a 20 aos) o los diseos de perodo corto son apropiados para poblaciones jvenes y en desarrollo con posibilidad de crecimiento rpido, en cuanto a poblacin y superficie. En cambio los perodos largos (30 aos a ms) son apropiados para ciudades que prcticamente han llegado a la saturacin. Tambin se considera a las ciudades de poca importancia donde no existe perspectiva de crecimiento en tiempo cercano.

a) Factor Material:

Es la vida til del equipo mecnico y las obras de ingeniera, que est en funcin de la resistencia fsica del material que lo constituye y el desgaste que sufren con el tiempo las tuberas de agua y las obras de arte

b) Factor Econmico:

Es el factor ms importante pues determina la magnitud de proyecto. Cuando uno elige perodos cortos de diseo el diseo ser costoso, pero quedar obsoleto en un corto plazo dando lugar a realizar nuevos estudios, ampliaciones que exigirn un costo mayor. Luego eligiendo un perodo ms largo, el proyecto quedar sobredimensionado y resultar antieconmico. Por lo tanto lo ms adecuado es escoger un tiempo de vida promedio o proveer por etapas, que se ejecuta dentro de un determinado nmero de aos.c) Factor Tcnico:

El criterio de proyectista es importante para determinar el factor tcnico.

d) Factor Tasa de Inters:

Es un factor muy importante por cuanto si la tasa de inters es baja se puede pensar en periodos largos. El crecimiento de la poblacin y la tasa de inters tienen cierta relacin; as a menor relacin de crecimiento menor tasa de inters, esto implica un menor funcionamiento en los primeros aos.

Esto nos indica que de acuerdo a las tendencias de aumento de la poblacin es conveniente elegir periodos ptimos de diseo mas largo para crecimientos lentos y viceversa. Generalmente los sistemas se disean y se constituyen para satisfacer la poblacin mayor que la actual.

El Reglamento Nacional de Edificaciones sugiere periodos de diseo basados en cantidades de habitantes de la poblacin en estudio de acuerdo al cuadro siguiente:

POBLACIN(Habitantes)PERIODO DE DISEO(Aos)

De 2,000 a 20,000 De 20,000 a ms1510

Entre alguno de los criterios para la determinacin del periodo de diseo podemos considerar:

Criterio Tiempo Poblacin:

De acuerdo a este criterio, se fijar primero el perodo de Diseo y despus se calcular la poblacin futura final. Este criterio se aplicar para ciudades pequeas, por lo que se utilizar este criterio en el presente proyecto.

Criterio Poblacin - Tiempo:Se asume una poblacin futura y luego se calcula el tiempo en que dicha poblacin ser real. Se aplica en ciudades grandes y de gran desarrollo.

Para este tipo de proyectos es usual elegir un perodo de vida til de estructuras entre 15 y 25 aos, dependiendo de la posibilidad de ampliaciones, incremento o decrecimiento poblacional.

La poblacin de la zona es de crecimiento moderado pues tiene una tasa de crecimiento de 1.20 %, por ende con muchas posibilidades de desarrollo pero con una rea urbana no definida y con una poblacin mucho menor de 20,000 habitantes, y Teniendo en cuenta los aspectos anteriormente mencionados y los que da El Reglamento Nacional de Edificaciones en su anexo N 03 Ttulo II, datos bsicos de diseo se considera un perodo de diseo de 20 aos para el presente proyecto

2) POBLACION DE DISEO

2.1 Poblacin Actual:

A la fecha se ha recopilado informacin poblacional de visita de campo, el mismo que nos permite la informacin.

Nmero de viviendas: 60Nmero de habitantes: 209

FUENTE: Encuesta comunal

Adicionalmente existe en un barrio de la comunidad de Lambras 9 viviendas con 37 habitantes ms lo que nos totaliza 209 habitantes y 60 viviendas.

2.2 Poblacin de diseo:

Para l clculo de la poblacin de diseo, tomaremos en cuenta las siguientes condiciones: No se cuenta con datos censales de nacimientos y defunciones especficamente de la zona; por lo tanto se hace inadecuado aplicar el mtodo racional para el clculo de la poblacin futura. La zona en estudio no cuenta con un numero definido de lotes de vivienda y con rea no definida (urbano rural), por lo tanto se hace inadecuado aplicar el mtodo de densidad poblacional. Los asentamientos humanos no son de formacin reciente y existe datos de los ltimos censos realizados en el ao 2007, por lo cual el clculo de la poblacin de diseo con el mtodo matemtico es ms aceptable con la realidad y caractersticas de la zona.

Por lo tanto la poblacin de diseo se estimara por mtodos adecuados para poblaciones en franco crecimiento dado por:

Mtodo de inters simple:

Donde:

:Poblacin futura.

:Poblacin inicial del ao base.

:Constante de crecimiento.

:Variacin de tiempo en aos.Donde:

=209 habitantes.

=1.20

Por tanto se tendr:

20259

Pf = 259 Habitantes.

3) POBLACIN DE SERVICIOS

La poblacin realmente servida con conexin es menor que la poblacin futura, esto significa que el perodo de diseo no toda la poblacin estar conectada al Sistema de Agua Potable.

La Organizacin Panamericana de la Salud, recomienda tomar para hallar la poblacin de servicio un 70% de la poblacin calculada como mnimo en un perodo no menor de 20 aos, para las ciudades de Amrica Latina.

4) DOTACION DE AGUA

La dotacin representa la cantidad de agua necesaria para el desarrollo de las actividades de un ncleo urbano, y esta dada en litros por habitantes por da (l/h/d); incluyendo en ella los consumos correspondientes al domestico, comercial, industrial y otros usos.

El consumo de agua de una poblacin es variable, porque se ve afectado de diversos factores que deben ser analizados y los cuales tenemos:

Los factores econmicos sociales, los cuales influyen directamente sobre el consumo de agua, es decir que la poblacin consume ms agua al mejorar su nivel de vida.

Los factores climatolgicos, mencionndose que en pocas de temperaturas altas la poblacin consume ms agua que en pocas de temperaturas bajas.

El tamao de la localidad, determinndose que el consumo de agua per cpita aumenta con el tamao de la comunidad.

Las medidas de control y medidas de agua, comprobndose que en viviendas que poseen medidor de agua el consumo es menor que las que no poseen medidor.

Segn su importancia, por las condiciones de clima y otros factores determinados de la zona, se considera el siguiente consumo domestico:

USOCONSUMO(lt/hab/dia)

Bebida y comidaLavado de ropaBao y aseo personalServicios sanitariosPerdidas y gastos eventuales1025252020

TOTAL100

Segn el Reglamento nacional de Edificaciones tenemos:POBLACIONESFRIO(lt/hab/dia)TEMPLADO CALIDO(lt/hab/dia)

De 2,000 a 10000De 10,000 a 50,000Ms de 50,000120150200150200250

Para poblaciones de zona rural, La dotacin es variable de acuerdo a usos y costumbres de cada localidad segn la norma del MINSA, se tiene:

Costa: Norte 70 L/h/dSur 60 L/h/dSierra: ms de 1500 m.s.n.m 50 L/h/dMenos de 1500 m.s.n.m 60 L/h/dSelva: 70 L/h/d

Asimismo la dotacin est en funcin al grado de cultura, actividad econmica y condiciones de saneamiento de la localidad.

Sin embargo para el presente proyecto asumiremos una dotacin de 50 lt/hab/da, por ser una zona rural Sierra con una latitud superior a los 1500 msnm.

5) VARIACION DE CONSUMO

5.1 Consumo Medio Diario

Es el promedio de los gastos diarios durante un ao de registros expresados en lt/seg.Representado por la siguiente expresin:

Por tanto:

5.2 Consumo Maximo Diario

Denominndose as al gasto en el da de mximo gasto de desage que se genera durante un ao, su clculo se requiere para disear tuberas y estructuras antes del reservorio e incluso el volumen del reservorio:

Donde:

:Coeficiente de variacin diaria, que vara entre 1.2 a 1.5Segn el R. N. E. y SEDAPAL, se considera:Kdmc = 1.3En el proyecto se usar:Kdmc = 1.3

El sistema no siempre funcionar adecuadamente existe un riesgo por prdida, robos, clandestinos, etc. se asume que representa un 5%, por tanto:

5.3 Consumo Maximo Horario

Es el gasto mximo de agua que se generan en una hora registrado el da de mximo gasto mediante observaciones medidas durante un ao, su clculo se requiere para disear tuberas y estructuras despus del Reservorio e incluso es tomado en cuenta para diseo de red de alcantarillado cuando corresponda:

Donde:

: Para Poblaciones de 2,000 a 10,000 Habitantes ser 2.0Para Poblaciones mayores a 10,000 Habitantes ser 1.8Para nuestro proyecto, asumiremos 2.0

El sistema no siempre funcionar adecuadamente existe un riesgo por prdida, robos, clandestinos, etc. se asume que representa un 5%, por tanto:

En Resumen, se tiene:

202590.150.210.32

5.4 Factor de Consumo Consumo Unitario El consumo unitario, se obtiene mediante la siguiente relacin.

Donde:

Por tanto:

6) RESERVORIO

Estructura destinada al almacenamiento y regulacin del volumen de agua disponible bsicamente, su funcin es almacenar en horas de bajo consumo (noches) para revertirlo en las de mximo consumo (maanas, medioda), este depsito debe tener tubera de ventilacin independiente,

Adjunto a esta estructura se tiene una caseta de vlvulas de control de tuberas de ingreso, salida y rebose y limpia, se pueden utilizar diseos tipos del MINSA.

El almacenamiento es uno de los factores importantes de un sistema de distribucin de Agua Potable. Entre las principales razones de su diseo, podemos mencionar: Permite Regular fluctuaciones de consumo. Estabiliza las presiones en el Sistema de Distribucin. Permite el diseo de la tubera de la lnea de conduccin de menor dimetro.

6.1 Ubicacin:

Se debe de ubicar en un punto de cota adecuada que permita dar a una presin todo el sistema de distribucin y todos los casos, lo ms cercano posible a la poblacin para el control.

6.2 Determinacin del Volumen

Se debe tener en cuenta tres componentes principales:

a) Regular las variaciones horarias.b) Volumen contra incendio (para nuestro proyecto no se tomarn en cuenta).c) Volumen de Reserva (para nuestro proyecto no se tomarn en cuenta).

6.3 Volumen de Regulacin

El porcentaje de regulacin es del gasto mximo diario.Sistemas por Gravedad: 25% de QmdSistemas por Bombeo: 30% de QmdEn nuestro proyecto

Como ya existe un reservorio de 14 m3 de volumen de almacenamiento este satisface plenamente la demanda aunque no se garantiza su llenado.

7) FUENTELa fuente de agua seleccionada es un canal de riego que conduce agua a otro Distrito pero que pasa por el mbito territorial de la zona del Proyecto, ubicado a una cota de 3694 m.s.n.m. a 8,276 mts de la comunidad de Lambras.

8) HIDROLOGAComo no se tiene informacin de medicin de caudales se realiz el aforo en Setiembre del 2010, usando el Mtodo Velocidad - rea, que consiste en medir la velocidad del agua superficial que discurre de la fuente tomando el tiempo que demora un objeto flotante en llegar de un punto a otro en una seccin uniforme.

Q = V x ADonde: Q = Caudal en (litros/segundo)V = Velocidad del objeto flotante en m/sA = Seccin transversal de la fuente en m2

9) DISEO HIDRULICO DE TUBERAS

Para lograr el movimiento de agua en sentido ascendente o descendente es necesario disponer de energa, para el presente proyecto nos limitamos al diseo de sistemas de agua potable por accin de la gravedad. Entre las Consideraciones Bsicas a tener en cuenta, podemos mencionar:

Cuando el agua fluye por una tubera se genera una cada o prdida de carga por friccin en funcin del dimetro del conducto, longitud y material del conducto.

Cuando el agua no fluye por una tubera se dice que el agua est en equilibrio esttico

Lnea de gradiente hidrulica representa nuevos niveles de energa en cada punto de la tubera, se puede decir esta lnea describe la presin existente.

9.1 Lnea de Conduccin

La lnea de conduccin ser diseada para conducir el gasto mximo diario (Qmd). Las prdidas de carga en la tubera (hf), se calcular mediante la frmula de Hazen y Williams Q = 0.00597 d2.63 S0.54Donde:Q = Caudal (Lps)S = Pendiente en milsimosd = Dimetro en pulgadas

Optaremos un dimetro comercial y econmico. En este proyecto utilizaremos Tubera PVC de dimetro de 2, C-7.5.

9.2

9.3 Lnea de Aduccin y Red de DistribucinSe disea para conducir el gasto mximo horario

CALCULO LINEA DE DISTRIBUCION

9.3Presiones

Lnea de ConduccinSe puede aceptar lo que indica la clase de tubera utilizada.

Lnea de Aduccin y Red de DistribucinSe permitir presiones dentro del rango siguiente:

Presin mnima = 5 m.c.a Presin mxima = 50 m.c.a