I. INTRODUCCIN.El uso racional del agua es un tema incluido en la poltica general de gestin adecuada de los recursos naturales, asociada a un desarrollo sostenible que permita aprovechar el recurso agua al mximo y evitar su degradacin, para no comprometer ni poner en riesgo su disponibilidad futura; dicho concepto se aplica a proyectos de carreterasingeniera, construccionesarquitectura urbanismo y otros, agricultura con la finalidad de proteccin y conservacin de los recursos naturales como el agua u otros. Si el agua abastece a toda la poblacin, as como tambin si el agua es ptima para el consumo humano, con la finalidad del mejoramiento de la calidad de estos en beneficio de la poblacin de Afilador tingo Mara. Mejorar la calidad de vida de los habitantes del sector de afilador mediante el mejoramiento del sistema de agua potable.

Verificar el funcionamiento y las deficiencias del sistema de agua potable. Determinar clculos preliminares como son el caudal y poblacin futura. Realizar el levantamiento topogrfico

1.1 Antecedentes:Por datos referenciales, se tiene conocimiento que la captacin de agua potable del sector de Afilador fue instalada por los aos 1984, por un grupo de personas, residentes de dicha zona, y que a la fecha, despus de 30 aos es de apreciar el rpido y vertiginosos crecimiento poblacional y urbanstico, perdindose inclusive las extensas zonas agrcolas.Actualmente la situacin del reservorio de agua dificulta el abastecimiento del agua a todas las familias que habitan en dicho sector, debido a poseer instalaciones antiguas proyectadas para un menor nmero de personas.El desarrollo de la zona y el incremento de la poblacin en las localidades de Afilador-Tingo Mara, hacen que existan muchas necesidades, las pocas obras que se ejecutan no es suficientes, con la construccin del sistema de Agua potable, se tratara de consumir agua tratada y potabilizada.

1.2. Justificacion Debido a la problemtica de deficiencia que tiene este sistema de agua potable en la localidad de Afilador, para satisfacer a la ciudadana, se tiene la necesidad de implementar una estrategia que aumente la calidad de vida de las personas.Para restablecer los problemas que sufre la poblacin, se tiene como mira ejecutar sistemas de mejoramiento en el sistema de distribucin y saneamiento del agua. Para ofrecer una mejor calidad en servicio de agua potable a la ciudadana se piensa renovar las instalaciones de tuberas actuales, con la finalidad que brinde una mayor calidad de servicio; tambin se tiene como propsito realizar tratamientos de cloraciones al agua y la incorporacin de un par de sedimentadores aparte de l que ya est establecido, permitiendo una mejor calidad de servicio.

II. REVISIN DE LITERATURA

2.1. El aguaEs el elemento fundamental para la vida del hombre constituyendo entre el 59 al 66% del peso del cuerpo humano, su empleo es mltiple en las actividades del hombre. Sirve como elemento lquido primordial, se emplea en la agricultura, industria, aseo personal, minera, salud pblica, etc., (APRISABAC, 1997).El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. []Se localiza principalmente en los ocanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depsitos subterrneos (acuferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmsfera, embalses, ros y seres vivos.

2.2. El agua potable Agua potable es el agua que podemos consumir o beber sin que exista peligro para nuestra salud. Por eso, antes de que el agua llegue a nuestras casas, es necesario que sea tratado en una planta potabilizadora. En estos lugares se limpia el agua y se trata hasta que est en condiciones adecuadas para el consumo humano, (Csar Valdez, 1997).Existen requerimientos para que el agua sea potable, en primer lugar debe estar libre de organismos patgenos causantes de enfermedades, no contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o crnico sobre la salud humana, Ser aceptablemente clara (por ejemplo: baja turbidez, poco color, etc.), no salina, que no contenga compuestos que causen sabor y olor desagradables, que no cause corrosin o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua, y que no manche la ropa lavada con ella.En cada pas existen reglamentos en los que se consideran los lmites de tolerancia en los requisitos que debe satisfacer una fuente. Con la finalidad de conocer la calidad de agua de la fuente que se pretende utilizar se deben realizar los anlisis fsicos, qumicos y bacteriolgicos, (AGERO, R. 1997).

2.3. SISTEMAS CONVENCIONALES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

2.3.1 Abastecimiento y uso del aguaEl abastecimiento y uso del agua tiene por objeto la obtencin y el suministro de ella, para alimento y servicio de las personas, por muchos y variados sistemas econmicos y adecuados, teniendo en cuenta su cantidad y calidad (PRIETO, 2002).

2.3.2 Abastecimiento de aguaSegn PRIETO (2002), el abastecimiento debe conseguirse estudiando primero el lugar de obtencin y conduccin, su calidad y sanidad para evitar las enfermedades de orden hdrico. Tambin debe tenerse en cuenta la capacidad de la fuente, conduccin y almacenamiento con base en un gasto mnimo de 25 a 30 litros diarios por persona. El agua puede obtenerse:1. Recogiendo y almacenando el agua lluvia.2. Aprovechando el agua que corre por la superficie de la tierra, siguiendo los lechos de los ros, los cuales se forman en las montaas con las aguas de arroyos y manantiales, aumentando de manera progresiva su caudal por el aporte de una red de afluentes que van a servir a una misma cuenca.3. Empleando el agua filtrada por las capas del terreno, que manan naturalmente al exterior en los manantiales o captndola de las venas lquidas subterrneas.

2.3.3 CaptacionesMCGHEE (2000), indica que las fuentes de aguas superficiales estn sujetas a grandes variaciones en flujo, calidad y temperatura, y las estructuras de captacin deben ser diseadas para que el flujo requerido pueda ser usado a pesar de estas fluctuaciones naturales. La captacin en s consta de una abertura (a menudo Con rejillas de alguna forma) y un conducto que transporta el flujo a un colector de agua desde el cual puede ser bombeado a la planta de tratamiento. Para localizar las captaciones se deben considerar con anticipacin variaciones en el nivel de agua, requerimientos de navegacin, corrientes locales, patrones de deposicin y de socavacin de sedimentos, variaciones espacio-temporales en la calidad del agua, y la cantidad de desechos flotantes. La captacin en ros debe ser diseada, cuando sea posible, para tomar el agua desde un nivel muy ligeramente debajo de la superficie con el fin de evitar tanto los sedimentos en suspensin en niveles ms bajos como los desperdicios flotantes. Algunas grandes ciudades norteamericanas, como San Luis y Cincinnati, han construido complejas captaciones en ros que se asemejan a pilotes de puente con tomas a diferentes profundidades para acomodarse a las variaciones en el nivel del agua. Las pequeas ciudades pueden usar captaciones de tubo sencillo localizadas de manera que queden suficientemente por debajo del nivel ms bajo del agua, de tal forma que no impidan el trfico en el ro. Tales captaciones deben tambin estar sobre el fondo para que los materiales llevados por traccin no las cubran. Estos requerimientos a menudo hacen necesario que la abertura de la captacin est ubicada en el canal principal, el cual puede estar muy lejos de la ribera (MCGHEE, 2000). Segn PRIETO (2002), para la captacin de aguas en ros, existen dos casos: Si la cantidad de agua por utilizar es muy pequea, basta tomar directamente el agua construyendo a unos dos metros de la orilla del ro, una caja o tanque que tenga su base a un metro ms abajo que el nivel mnimo de las aguas en estiaje y pocas de mxima sequa. El orificio de entrada segn su dimetro podr tener un colador o una compuerta que permita regular la entrada de agua, segn las necesidades del servicio cuando el agua deba elevarse, en su orilla se instalarn las bombas de elevacin. Si el agua no se toma directamente del ro sino de excavaciones hechas en terrenos aledaos, constituidos por materiales de acarreos que forman excelentes capas filtrantes, se excavan pozos en estos terrenos donde se encontrar agua abundante a poca profundidad, con la ventaja de que ha sufrido una filtracin y por consiguiente es de mayor pureza que la que corre por el ro. Cuando se trata de grandes abastecimientos de agua, es necesario recurrir al embalse de aguas para construir un gran recipiente de alimentacin, instalando la toma en el interior del embalse, de modo que la carga de agua tenga una altura suficiente que asegure en todo caso la entrada del volumen previsto del lquido a la tubera de toma.

2.3.3.1. Tipos de captacinComo la captacin depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad de agua, el diseo de cada estructura tendr caractersticas tpicas. Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la captacin constara de tres partes: la primera, corresponde a la proteccin del afloramiento; la segunda, a una cmara hmeda que sirve para regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cmara seca que sirve para proteger la vlvula de control. El compartimiento de proteccin de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensin o rea adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando as sellado para evitar la contaminacin. Junto a la pared de la cmara existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del rea adyacente a la cmara y de aquietamiento de algn material en suspensin. La cmara hmeda tiene un accesorio (canastilla) de salida y un cono de rebose que sirve para eliminar el exceso de produccin de la fuente.

Figura 1. Cmara de captacin de un manantial de ladera y concentrado. Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura de captacin podr reducirse a una cmara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constar de dos partes: la primera, la cmara hmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse, y la segunda, una cmara seca que sirve para proteger las vlvulas de control de salida y desage. La cmara hmeda estar provista de una canastilla de salida y tuberas de rebose y limpia.

Figura 2. Captacin de un manantial de fondo y concentrado. Si existen manantiales cercanos unos a otros, se podr construir varias cmaras, de las que partan tubos o galeras hacia una cmara de recoleccin de donde se inicie la lnea de conduccin. Adyacente a la cmara colectora se considera la construccin de la cmara seca cuya funcin es la de proteger la vlvula de salida de agua. La cmara colectora tiene una canastilla de salida, un cono de rebose y tubera de limpia.

Figura 3. Captacin de un manantial de fondo y difuso.

La calidad del agua de las fuentes superficiales, por lo general, no son las adecuadas para el consumo humano, por lo que se requiere que se les d un tratamiento y desinfeccin previo a su consumo. (PROAGUA, 2002).

2.3.4 Aprovechamiento de agua de manantiales Los manantiales estn constituidos por las aguas subterrneas que emergen espontneamente sobre la superficie de los terrenos. Los manantiales abundan en los terrenos fcilmente permeables, donde la filtracin es muy notable y su rgimen tiene bastante estabilidad, pues la velocidad de las aguas subterrneas es insignificante y por ello sus crecidas casi no se aprecian. En los terrenos permeables los manantiales emergen generalmente en las depresiones ms bajas del terreno y especialmente en las partes ms bajas de los valles, aunque tambin hay manantiales que brotan a media ladera, segn la inclinacin de las capas del terreno y su profundidad (PRIETO, 2002).Las obras de captacin de aguas de manantiales sirven:A. Para aumentar la superficie de brote natural de aguas y mejorar su caudal. Para ello se excava un foso de un metro de ancho hasta llegar perpendicularmente a la direccin de los filetes lquidos, cuyo fondo tenga cierta pendiente hacia el pozo para facilitar la circulacin del agua. En el fondo del foso se instala un dispositivo de drenaje destinado a recoger el agua.B. Para proteger el agua de otras vecinas o superficiales que puedan ser contaminantes.C. Las que eviten escapes y filtraciones del manantial.

2.4. Transporte y distribucinSegn MCGHEE (2000), el agua, bien sea sacada de la superficie o de fuentes subterrneas, debe ser transportada a la comunidad y distribuida a los usuarios. El transporte desde la fuente al Junto de tratamiento puede ser provedo por acueductos, tuberas o canales abiertos, pero una vez ha sido tratada, el agua es distribuida mediante conductos cerrados presurizados. El bombeo puede ser necesario para traer agua al punto de tratamiento f es casi siempre parte del sistema de distribucin.

2.4.1. AcueductosEl trmino acueducto se refiere usualmente a conductos construidos de mampostera hechos con la pendiente hidrulica. Tales estructuras son operadas a presin atmosfrica y, a menos que la pendiente hidrulica disponible sea muy grande, tienden a ser mayores y ms costosas que las tuberas operadas bajo presin. Entre las ventajas je los acueductos estn la posibilidad de construccin con materiales locales disponibles, ms duracin que los conductos de metal y menor prdida de capacidad hidrulica con el tiempo. Entre sus desventajas estn la necesidad de proveer la mxima capacidad inicialmente y la probabilidad de interferencia con el drenaje local (MCGHEE, 2000).

2.4.2. TuberasLas tuberas son comnmente construidas de concreto reforzado, asbesto cemento, hierro dctil, acero o plstico y estn localizadas bajo la superficie del terreno slo lo suficientemente necesario para protegerlas contra el congelamiento y la carga de superficie, y para evitar otras estructuras de superficie. En sitios en los cuales las cotas del terreno (y tubera) varan por grandes cantidades, las altas presiones en puntos bajos pueden ser evitadas rompiendo la lnea de gradiente hidrulico con vertimientos o reservas auxiliares o instalando vlvulas especiales para reducir la presin (MCGHEE, 2000).

2.4.2.1. El sistema de tuberasSegn MCGHEE (2000), la red de tubera que conforma el sistema de distribucin puede ser subdividida en lneas principales o arteriales, lneas secundarias y pequeas conducciones de distribucin. Los conductos primarios o arteriales forman la estructura bsica del sistema y llevan el flujo desde la estacin de bombeo hasta y desde los tanques elevados de almacenamiento y a los varios distritos de la ciudad. Estas lneas se extienden en circuitos entrelazados con las tuberas a no ms de un kilmetro (3000 pies) de distancia. Los circuitos aseguran un servicio continuo incluso si una porcin del sistema es cerrado para reparaciones y proveen flujo desde dos direcciones para demanda contra incendios. Las lneas arteriales deben tener vlvulas a intervalos no mayores a 1.5 km (1 milla) y todas las lneas ms pequeas a ellas conectadas deben poseer vlvulas, de tal manera que un dao en las lneas ms pequeas no requiera el cierre de las grandes. Las grandes tuberas primarias deben estar provistas de vlvulas de purga en puntos bajos y de vlvulas de vaco y alivio de aire (ventosas) en puntos altos.Las lneas secundarias forman circuitos ms pequeos dentro de la tubera principal y van de una lnea principal a otra. Estn localizadas con espacios de dos a cuatro cuadras, sirviendo as para proveer grandes cantidades de agua a fin de combatir incendios sin excesiva prdida de presin.Las pequeas conducciones de distribucin forman una malla sobre toda el rea de servicio, abasteciendo agua a todos los usuarios y a los hidrantes para incendios. Estn conectadas a conductos principales, secundarios y a otros pequeos por ambos extremos y tienen vlvulas, de modo que el sistema pueda ser cenado para reparaciones sin privar de agua a una gran rea. El tamao de las tuberas pequeas est generalmente impuesto por el flujo para incendios excepto en reas residenciales con grandes lotes.

2.4.2.2. Clases de tuberasLas clases de tubera a seleccionarse estarn definidas por las mximas presiones que ocurran en la lnea representada por la lnea de carga esttica. Para la seleccin se debe considerar una tubera que resista la presin ms elevada que pueda producirse, ya que la presin mxima no ocurre bajo condiciones de operacin, sino cuando se presenta la presin esttica, al cerrar la vlvula de control en la tubera.En la mayora de los proyectos de abastecimiento de agua potable para poblaciones rurales se utilizan tuberas de PVC, son las tuberas que incluyen dimetros comerciales menores de 2 pulgadas y que fcilmente se encuentran en el mercado.

Cuadro 2.1. Clase de tuberas PVC y mxima presin de trabajo

Fuente: De Agero, R. (1997)

2.4.3. Mtodos de distribucinMCGHEE (2000), indica que el agua puede ser distribuida mediante gravedad, slo por bombas o por bombas junto con almacenamiento en lnea. La distribucin por gravedad es posible slo cuando la fuente de suministro est localizada en gran medida sobre el nivel de la ciudad. sta es la tcnica ms aconsejable, siempre que haya mltiples conductos bien protegidos llevando el flujo a la ciudad. Las altas presiones para combatir el fuego pueden requerir el uso de camiones con motobombas, y las reas bajas podran necesitar ser aisladas para prevenir la excesiva presin.El bombeo sin almacenamiento es el mtodo de distribucin menos aconsejable, puesto que no provee flujo de reserva en el evento de una falla de energa y las presiones fluctuarn en gran' proporcin con las variaciones en flujo. Dado que el flujo debe ser constantemente variado para coincidir con la impredecible demanda, se necesitan sofisticados sistemas de control. El uso de agua mximo y por consiguiente, el consumo de potencia pico probablemente coinciden con periodos altos de uso de alta potencia, incrementando el costo de esta ltima. Este tipo de sistema tiene la ventaja de permitir el aumento de presin para combatir incendios, aunque los usuarios individuales deben entonces estar protegidos por vlvulas reductor as de presin.

EI bombeo con almacenamiento es el mtodo de distribucin ms comn. El agua es bombeada a una tasa ms o menos uniforme. El exceso se almacena en tanques elevados distribuidos por todo el sistema. Durante periodos de alta demanda, el agua almacenada aumenta el flujo bombeado, ayudando as a equilibrar la tasa de bombeo y a mantener una presin ms uniforme en el sistema. Puede ser econmico, en algunos casos, bombear slo durante horas pico para minimizar el costo de energa.

2.4.4. AlmacenamientoSegn MCGHEE (2000), el agua es almacenada para equilibrar tanto las tasas de bombeo a corto plazo como el suministro y la demanda a largo plazo, y para suministrar agua durante emergencias como incendios y prdida de capacidad de bombeo.El almacenamiento elevado puede obtenerse mediante embalses de tierra, acero o concreto en terrenos altos o por columnas reguladoras o tanques elevados. Las columnas reguladoras son estructuras cilndricas, por lo comn de dimetro relativamente pequeo. La cantidad de agua que una columna reguladora tiene disponible para prevencin de fuego es aquel volumen sobre el nivel que provee una presin residual de 140 kPa (20 Ib/pul2) en las bombas para incendios. Los tanques elevados (figura 7.6) son diseados y construidos en acero con una capacidad de hasta 15,000m3 (4 x 106 gal) por firmas que se especializan en este trabajo. En sistemas grandes, un nmero de tanques elevados pueden ser ubicados en algunos puntos para minimizar las variaciones de presin durante periodos de alto consumo. La capacidad de los tanques de almacenamiento elevados depende de las variaciones de flujo esperadas en el sistema. El equilibrio de la tasa de bombeo, es decir, la provisin de suficiente capacidad para permitir el bombeo a una tasa constante, requiere normalmente un almacenamiento entre 15 y 30% del uso diario mximo. El almacenamiento puede tambin ser necesario para equilibrar la demanda en un prolongado periodo de alto uso, como en un periodo fro en invierno o uno seco en verano. El almacenamiento de este tipo es particularmente conveniente cuando la capacidad de la fuente o planta de tratamiento es limitada. El almacenamiento requerido puede determinarse slo a partir del estudio de extensos registros de con sumo de agua. Los datos sobre periodos de alto uso son empleados para construir diagramas de masas, de los cuales se obtiene el almacenamiento requerido. La cantidad calculada debe ser aumentada para proveer el crecimiento futuro. Los tanques de almacenamiento elevados en reas de alto consumo y baja presin incrementarn la presin durante periodos de uso pico sin aumentar el tamao de la tubera principal de agua, ya que los tanques se llenan durante la noche cuando el consumo es bajo y la presin es alta. Cuando el uso es alto, los tanques proveen agua al sistema y mantienen la presin en sus inmediaciones. Los tanques elevados estn comnmente provistos de vlvulas automticas que se cierran cuando el tanque est lleno y se abren cuando la presin en las tuberas principales disminuye por debajo de la presin que se presenta en el fondo del tanque.

2.4.5. Aforo. Segn PRIETO (2002), es necesario determinar la cantidad de agua que contiene una fuente o que pasa por una corriente. En el primer caso debe ubicarse el recipiente, y en el segundo caso debe aforarse la corriente determinando la velocidad del agua, y la seccin de paso de la misma en el tramo que se desea, para aplicar la frmula:

2.4.5.1. Mtodo del flotadorBRIONES Y GARCA (1997), indican que el mtodo del flotador se utiliza para medir la velocidad del caudal, no el gasto directamente. Los flotadores proporcionan una medicin aproximada de la velocidad de flujo y se utilizan cuando no se requiere gran exactitud o cuando no se justifica la compra de dispositivos de aforo ms precisos. Los flotadores miden la velocidad superficial del agua y se utilizan en el aforo de surcos, acequias, canales, ros y diques. Durante la medicin, se registra el tiempo que tarda un pequeo flotador en recorrer una distancia conocida (usualmente de 10 m), marcada previamente sobre un tramo recto y uniforme. Dicho tramo es seleccionado para las observaciones a lo largo del dueto de prueba.

Figura 4. Esquema del mtodo de flotador.

El flotador es soltado repetidas veces unos cuantos metros aguas arriba de la seccin de prueba, cronometrando el tiempo de recorrido, para obtener un promedio. Luego, la velocidad superficial se determina dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo promedio de viaje del flotador.

Como la velocidad superficial es mayor que la velocidad promedio del caudal, es necesario corregir la medicin del flotador multiplicndola por un coeficiente que vara de 0.65 a 0.80; misma que debe ser de 0.65 para pequeos caudales (acequias) y de 0.80 para grandes caudales (ros, diques y canales).Generalmente las acequias y canales de uso agrcola no estn revestidos. Su seccin transversal, construida en tierra, no es uniforme, por tanto, la determinacin del rea debe hacerse dividiendo el espejo del agua en varios segmentos iguales, de tal forma que se tenga una serie de figuras geomtricas consistente en tringulos y trapecios, cuyos lados estarn dados por las profundidades (di) del agua y, las alturas, por la longitud del segmento (x/n).

Figura 5. Corte transversal del canal.rea total:

, de donde, y generalizando la expresin para tirantes, tenemos que:

En los cuales:Anchura del espejo del agua. Nmero de segmentos en que se divide el espejo.Profundidad del agua o tirante y se debe observar (n - 1) tirantes, para (n) segmentos en una seccin. Entre los objetos que pueden servir como buenos flotadores se encuentran una bola de caucho, un trozo de madera, un limn, una hoja seca o un envase plstico tapado.Al multiplicar el rea de la seccin transversal (A) por la velocidad promedio del flujo (v), se obtiene el caudal (Q) para la corriente aforada.

2.5. Diseo de sistemas de distribucin de aguaMCGHEE (2000), nos indica que el diseo detallado de un sistema de distribucin de agua es afectado por la topografa local, la densidad de poblacin existente y esperada y la demanda comercial e industrial. Primero, el caudal debe ser desagregado en subreas individuales del sistema. Luego, un sistema de circuitos entrelazados debe ser empleado. Los flujos desagregados son entonces asignados a varios nadas del sistema. El diseo involucra la determinacin de los tamaos de las arterias, las lneas secundarias y las pequeas conducciones de distribucin requeridas para asegurar que las presiones y velocidades deseadas en el sistema se mantengan bajo una variedad de condiciones de flujo de diseo.Estas condiciones estn basadas en la tasa mxima de flujo diario ms uno o ms incendios, dependiendo del tamao de la comunidad. La tasa de flujo para incendios depende del tipo de sub rea individual.En general, aquellos sitios de incendio que estn lo ms distante, bien sea vertical u horizontalmente de la planta de bombeo, sern crticos para el diseo; sin embargo, en general es usualmente necesario suponer varios sitios de incendio con el fin de asegurar que todas las reas estn adecuadamente protegidas.

2.5.1. Construccin de sistemas de distribucin de aguaMCGHEE (2000), indica que por lo general, las lneas de agua son instaladas en las partes pblicas o retrocesos de las calles. La cubierta provee proteccin contra las cargas por trfico y congelacin, y vara desde la ms pequea de 0.75 m (2.5 pies) en el sur hasta la ms grande de 2.4 m (8 pies) en el norte. Las zanjas deben ser lo suficientemente anchas, de manera que provean espacio para unir las secciones de la tubera e instalar los accesorios requeridos. De ordinario, es adecuado un espacio libre de cerca de 150 mm (6 pulgadas) en ambos lados lo cual requiere un ancho de zanja de unos 1760 mm (68 pul) para una tubera de 1200 mm (48 pul). El ancho de la zanja debe ser aumentado en las uniones y accesorios. Para una distancia de 900 mm (3 pies) en las uniones debe proveerse una profundidad extra de 150 mm (6 pul) y un ancho extra de 250 mm (10 pul) en ambos lados.Como quiera que las zanjas de las tuberas son relativamente de poca profundidad es poco probable que requieran puntales excepto en tierras inestables. En excavaciones en roca, la zanja debe ser cortada a un nivel de al menos 150 mm (6 pul) bajo el nivel final de la tubera, siendo necesario poner entre la roca y la tubera un lecho de arena o relleno puro. 2.5.2. Mantenimiento en sistemas de distribucinSegn MCGHEE (2000), entre las operaciones que involucra el mantenimiento de sistemas de distribucin se tienen la limpieza ocasional, el servicio de vlvulas e hidrantes, la inspeccin de fugas, las reparaciones, la desinfeccin de secciones reparadas y, en algunas reas, el deshielo de tuberas congeladas.La acumulacin de sedimentos, el xido y el crecimiento de las bacterias, pueden reducir substancialmente la capacidad hidrulica de la tubera cuando sta envejece. La limpieza con una variedad de herramientas, por ejemplo marranos con cerdas de metal sobre su permetro, recupera una gran parte de la prdida de capacidad. Se rompe el extremo ms bajo de la tubera y se instala un ramal de 45 para llevar la lnea a la superficie de la calle. Se coloca un mango especial en el extremo superior y se inserta un pequeo flotador atado a un cable. La vlvula superior se abre luego y el flujo lleva el flotador y el cable atado a travs de la lnea.Cuando el cable ha llegado al extremo ms bajo, se le ata un cable ms largo y se halla a travs de la tubera. Despus se ata un raspador al cable y se halla a travs de la tubera, descargando el material acumulado. El mejoramiento no es permanente, siendo necesario emprender la limpieza con intervalos regulares. En comparacin con las tuberas ordinarias de hierro, las tuberas de plstico, cemento, asbesto cemento, y las recubiertas de cemento son menos susceptibles a necesitar limpieza.

Las inspecciones de fuga son llevadas a cabo cuando, de acuerdo con la comparacin de los registros de bombeo y de las lecturas de los medidores de los usuarios, se hace evidente que un escape excesivo est ocurriendo. Es posible probar secciones individuales de la tubera si se les asla mediante el cierre de vlvulas en ambos extremos y se les abastece de flujo a travs de un hidrante para incendio. Un medidor en la lnea del hidrante mide el caudal, y un alto caudal en la noche, cuando el consumo normal es bajo, indica la presencia de una fuga. La desinfeccin de las tuberas existentes es necesaria luego de reparaciones o modificaciones que involucren el corte de la tubera. El drenaje de la seccin reparada a travs de hidrantes adyacentes y la aplicacin del procedimiento usado para tuberas principales nuevas es usualmente exitosa. El crecimiento de bacterias en las tuberas viejas puede producir problemas en el sabor y en el olor, que a menudo pueden ser corregidos mediante cloracin de la seccin afectada. El cloro se inyecta a la tubera principal y e! flujo, proveniente de un hidrante para incendio, se pone a prueba hasta que muestre un residual de cloro sustancial.

2.6. Proteccin de la calidad del agua en los sistemas de distribucinSi bien el agua producida por los sistemas de abastecimiento pblico generalmente cumple las normas rigurosas de calidad cuando deja la estacin de bombeo, se puede deteriorar a medida que pasa a travs del sistema de distribucin. Como se ha mencionado antes, algunos materiales orgnicos pueden traspasar las paredes de las tuberas de plstico, los metales pueden disolverse de las tuberas o soldaduras, y las fibras de asbesto pueden soltarse de tuberas de asbesto cemento. Adems, bacterias autotrficas pueden crecer dentro de las tuberas usando la alcalinidad de los iones carbonatos y bicarbonatos del agua como fuente principal de carbono. La materia orgnica producida por este crecimiento puede luego ayudar a otras vidas microbiales, generando problemas de sabor, de olor y de color (MCGHEE, 2000).

2.6.1. Anlisis de aguasAntes de captar o utilizar las aguas, debe conocerse su calidad y potabilidad mandando hacer anlisis qumicos y bacteriolgicos. Pero antes de recurrir al laboratorio de anlisis, se puede hacer un ensayo rpido y prctico como el de ver si en tal agua el jabn produce espuma, pues de lo contrario es una agua dura o que contiene sales no recomendables para la salud y para ciertos materiales (PRIETO, 2002).

2.7. Determinacin del caudalSegn PRIETO (2002), es necesario determinar la cantidad de agua que contiene una fuente o que pasa por una corriente. En el primer caso debe ubicarse el recipiente, y en el segundo caso debe aforarse la corriente determinando la velocidad del agua, y la seccin de paso de la misma en el tramo que se desea, para aplicar la frmula:

Segn VILLN (2002). Aforar una corriente significa determinar a travs de mediciones, el caudal que pasa por una seccin dada y en un momento dado.

a) Mediante aforo volumtricoEste mtodo consiste en hacer llegar la corriente, a un depsito o recipiente de volumen (V) conocido, y medir el tiempo (T) que tarda en llenarse dicho depsito. Para calcular el caudal, hacer: Calcular o medir el volumen del depsito o recipiente (V). Con un cronmetro, medir el tiempo (T), requerido para llenar el depsito. Calcular el caudal con la ecuacin:

Donde:Q = caudal, en l/s m3/sV = volumen del depsito, en L o m3T = tiempo en que se llena el depsito, en sEste mtodo es el ms exacto, pero es aplicable solo cuando se miden caudales pequeos.

2.8. Impacto AmbientalCon el desarrollo del proyecto se contribuir a mejorar la calidad del servicio de agua, mediante la dotacin de ms ambientes completamente equipados.Las obras programadas constituyen solo el uso de mano de obra para el Mejoramiento y Ampliacin, se respetar las caractersticas propias del terreno, toda accin relacionada al desarrollo del proyecto estar orientada con la provisin necesaria de en lo mnimo causar dao alguno al medio ambiente.

2.8.1. Se tomar en cuenta las siguientes consideraciones Se implementar un programa para el recojo y eliminacin segura de los lquidos residuos slidos contaminantes, producidos durante la prestacin de los servicios, para esto se dispondran de recipientes y bolsas de colores para el almacenamiento temporal de los residuos, luego se normar su destino hacia los hornos de incineracin y/o relleno sanitario, previo tratamiento. Tambin para la salud ocupacional de los trabajadores, se implementarn normas de seguridad, durante los procesos de Mejoramiento y Ampliacin. Todo el material y equipo que ser utilizado en la obra deber cumplir con las Normas Tcnicas Peruanas aprobado por INDECOPI. Solo se aceptarn materiales y equipos que se ajusten a Normas Nacionales e Internacionales, cuando estas garanticen una igual o superior a las que sealan las normas nacionales.

2.8.2. Seguridad y LimpiezaEl mejoramiento y ampliacin cumplir estrictamente con las disposiciones de seguridad, atencin y servicios del personal, de acuerdo a las Normas Vigentes. De acuerdo al tipo de obra y al riesgo de la labor que realizan los trabajadores, el constructor les proporcionar los implementos de produccin tales: protectores, guantes, lentes, mscaras, mandiles, botas, etc. Deber sealizar el rea de trabajo mediante cintas y barreras de proteccin, en horas de la noche es necesario colocar carteles de seguridad y faros adems de disponer personal de seguridad en las zonas donde exista peligro para los vehculos y/o peatones.

2.8.3. Elementos Ambientales Afectados Medio Fsico

Aire: No se afectar el aire existente de la zona, porque no habr emisiones de polvo. Agua: Tampoco el agua ser afectada, porque los residuos slidos no son de alto riesgo. Suelo: No tendr un efecto negativo, porque no se realizar remocin de escombros, pero dicho efecto no tendr impacto negativo, para esto los residuos slidos sern reciclados en un nicho. Relieve: Tampoco se ver afectado. Porque la construccin y ampliacin no es de gran magnitud. Paisaje: El paisaje en el fondo no se ver afectado, por la misma magnitud de la obra.

Medio Ambiente Flora: En el proyecto para realizar la obra no se deforestar reas verdes, por lo tanto no tendr impacto negativo. Fauna: Tampoco la fauna se ver afectado por el proyecto.

Medio Socioeconmico y CulturalEn lo respecto a este rubro, el proyecto tendr un efecto positivo, en especial en la generacin de empleo temporal y mejorarlas condiciones de infraestructura fsica que requerir el proyecto.En conclusin, con el proyecto no se afecta ningn dao relacionado con el aprovechamiento de los recursos naturales y la gestin del medio ambiente. A continuacin presentamos el esquema de sistematizacin del Impacto Ambiental de la Infraestructura a construir.

III. MATERIALES Y MTODOS. 3.1. Caractersticas generales de la zona de estudio3.1.1 Ubicacin de la zona de estudio

Regin:Hunuco. Provincia:Leoncio Prado. Distrito:Rupa Rupa. Localidad:Tingo Mara. Centro poblado:Afilador

3.1.2 Acceso al proyectoEl acceso desde la localidad de Tingo Mara hacia la zona de influencia, se efecta tomando la ruta Tingo Mara Afilador km 2 1/2, luego de llegar al punto de inicio que es la Afilador (punto de inicio) se camina por un camino privado perteneciente a la empresa Cooperativa Naranjillo para llegar a los ojos de Agua del sector de Afilador (Casero final del proyecto).

3.1.3 Aspectos del casero

3.1.3.1. DESCRIPCIN DEL RE. Ubicacin.Las localidades dentro del rea de influencia del proyecto se ubican dentro de la jurisdiccin del distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado y departamento de Hunuco. Clima.Los periodos lluviosos estn entre los meses de diciembre y marzo, y el periodo de sequa entre los meses de junio y agosto. En cuanto al resto de meses del ao, estos presentan lluvias espordicas y aisladas.

Zonas de vida.Debido al incremento de poblacin hay una disminucin de recursos naturales, haciendo que la poblacin opte como vocacin principal y potencial sea las actividades de construccin y fbricas de ladrillos, as como la extraccin de materiales (hormign, piedra y arena) en las playas cercanas y pertenecientes al dicho sector.

Capacidad de uso mayor de los suelos.Debido al incremento de la poblacin, hoy en da las reas geogrficas de cultivo desaparecieron quedando una mnima o casi nada

3.2. Materiales empleados para desarrollar el trabajoLos materiales empleados para el desarrollo del trabajo son:

GPS (GARMIN)Para calcular la altitud y Coordenadas Geogrficas.

Wincha de 50 m Para medir las distancias cortas necesarias.

Equipo topogrfico.Para realizar levantamiento topogrfico para la obtencin de las curvas de nivel, cotas y desniveles.

Balde de 3lt.Para medir el caudal de manantial por el mtodo volumtrico.

Cronmetro.Para medir el tiempo de llenado del recipiente.

Manguera.Para direccionar el chorro de agua al recipiente.

Cmara digital.Para captar imgenes paso a paso de los trabajos que se vienen realizando.

3.3. Mtodos de Clculos para el diseo de los componentes.

3.3.1. Mtodo para clculo de Caudales.El mtodo que empleamos para calcular el caudal de manantial es el Mtodo Volumtrico. Este mtodo consiste en hacer llegar la corriente, a un depsito o recipiente de volumen (V) conocido, y medir el tiempo (T) que tarda en llenarse dicho depsito. Para calcular el caudal, hacer:

Calcular o medir el volumen del depsito o recipiente (V). Con un cronmetro, medir el tiempo (T), requerido para llenar el depsito. Calcular el caudal con la ecuacin:

Donde:Q = caudal, en lit/s m3/seg.V = volumen del depsito, en Litro o m3T = tiempo en que se llena el depsito, en seg.Este mtodo es el ms exacto, pero es aplicable solo cuando se miden caudales pequeos.

3.3.2. Mtodo para clculo de poblaciones futuras.

Donde:Pf = Poblacin FuturaPo=Poblacin actualr=Tasa de crecimientot=Perodo de diseo (se considera 20 aos de acuerdo a las normas vigentes).

3.3.3. Clculo de Dimetro de la lnea de Conduccin.Para el clculo hidrulico del dimetro de la tubera de la Lnea de Conduccin se ha utilizado la frmula exponencial de Hazen y Williams en el sistema mtrico:

Dnde:Q = caudal o flujo en m3/segC = coeficiente de flujo que depende de la naturaleza y el estado de la Superficie interna de los tubos.D = dimetro de la tubera en metros.S = prdida de carga en metros p por metro lineal del conducto.

3.4. Descripcin de los trabajos de campo realizadosa) Reconocimientos de la zona de estudio, es decir, hicimos una primera visita para conocer el lugar donde se encuentra el proyecto para realizar el recorrido total desde la Captacin hasta el reservorio y del reservorio hasta la red de distribucin evaluando previamente la ubicacin, las caractersticas y el el estado en que se encuentran los componentes del sistema de agua potable (captacin, reservorio, redes de distribucin y conexiones domiciliarias) el cual ha sido posible con el apoyo de un poblador de la zona, ya que la estructura de captacin se encuentra ms de un Kilmetro de distancia desde el casero.

b) En una segunda visita nos reunimos con una de las autoridades del pueblo (teniente gobernador) para solicitarle formalmente el permiso para realizar los trabajos en dicha zona ya que estaremos entrado con frecuencia para la recoleccin de datos y muestras para la desarrollo del trabajo. El teniente gobernador nos brind cierta informacin del funcionamiento y deficiencias del sistema de agua potable en la actualidad.

c) Nuestra tercera visita consisti en realizar el aforo para el clculo del caudal por el mtodo volumtrico: En un balde de capacidad 1 litro, se mide con el cronmetro el tiempo que transcurre para llenar dicho recipiente.

Con el cual obtenemos el Caudal que aflora del manantial.Se realizaron 03 pruebas obtenindose 03 caudales (Q1, Q2, Q3) por lo que el Caudal final es el promedio de los 03 Caudales.

d) Seguidamente se realiz el levantamiento topogrfico desde la captacin hasta el reservorio Trabajo de gabinete Con los datos recolectados, procedimos a determinar el caudal dividiendo el volumen en litros entre el tiempo promedio en segundos, obtenindose el caudal L/s. Al momento de realizar el levantamiento ubicamos el GPS en la primera estacin para saber cul es su coordenada. Luego de ello, con la ayuda de la brjula nos orientamos hacia el norte. Una vez cuadrados estos dos datos, continuamos con el levantamiento. Los datos obtenidos los procesamos con la ayuda de Microsoft Excel para obtener las coordenadas, las cuales fueron insertadas a AutoCAD para la obtencin de nuestro Plano Topogrfico en Planta. El plano del Perfil Longitudinal lo obtuvimos mediante los desniveles que nos arrojaba los ngulos cenitales.

3.5. Bases del proyectoA. Estos trabajos consisten en la Evaluacin de una Obra ya ejecutada o Elaboracin de un proyecto nuevo en una localidad que considere los siguientes tres aspectos en forma integral:1. Aprovechamiento del agua: Sistemas de agua potable (fuente superficial o subterrnea), mediante el uso de conductos cerrados (Presin).2. Coleccin y eliminacin de aguas servidas de uso domstico, incluyendo ubicacin y estructuras de planta de tratamiento.3. Evacuacin de aguas pluviales mediante el uso de conductos abiertos.B. Los trabajos pueden tratarse de obras nuevas, ampliaciones, rehabilitacin, mejoras, y reconstruccin.

IV. RESULTADOS:

4.1. Propuestas de soluciones4.1.1. ALTERNATIVAS DE SOLUCIN Debido al sesgo que tienen los proyectos de agua, las acciones planteadas se diferencian principalmente a su localizacin, tecnologa o sistema constructivo, diseo arquitectnico, entre otros aspectos bsicamente tcnicos. Para poder alcanzar los medios fundamentales resultado, se plantean la siguiente accin en el sistema constructivo:

ALTERNATIVA Mejoramiento y ampliacin del sistema de agua potable por gravedad del sector de Afilador-Tingo Mara, distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado

A. PARA SISTEMA DE AGUA POTABLECAPTACION: Actualmente la captacin para el abastecimiento del sistema existente corresponde a una fuente de agua superficial con caudal insuficiente, para el presente proyecto se propone la construccin de un reservorio mejorado, se est planteando la construccin de una nueva captacin de ladera tipo C-1, que permte brindar un mejor servicio.CONEXIONES DOMICILIARIAS: Las pocas conexiones domiciliarias existentes se encuentran en mal estado, no tienen cajas de registro, no tienen vlvulas de paso. Para ampliar la cobertura y mejorar el servicio, se propone la instalacin de cajas con llaves.

Tipo de sistema: sistema de gravedad sin tratamientoEsquema del sistema proyectado: adjuntoPlanteamiento de alternativa de solucin al problema: la alternativa de solucin al problema es la siguiente:

Construccin de una nueva Captacin en la fuente superficial de agua de afilador: con una caja de reunin, aletas de encauzamiento, sistema de rebose y limpieza, filtros de material granular seleccionado, para luego colocar un sello de concreto, tapa sanitaria metlica, la fuente tiene un caudal aproximado de 4lt/seg. Construccin de un nuevo reservorio: Reservorio apoyado de concreto armado, con unas capacidad de almacenamiento de 25m3, tapa sanitaria metlica, sistema de ventilacin, sistema de control esttico, sistema de rebose y limpieza, llevar adosado una caseta de vlvulas, con tapa sanitaria metlica. La coloracin se realizara a la salida del reservorio usando principalmente polvo hipoclorito Ampliacin de la red de distribucin, con tubera de diferente dimetro.

4.2. Clculos de la Demanda y Disponibilidad en forma detallada y sustentada. ANLISIS DE LA DEMANDA

4.2.1. .Los servicios y beneficios que cada proyecto alternativo ofrecerLos servicios que el proyecto ofrecer, es mejorar la condiciones de agua entre los centros poblados de produccin agropecuario con los mercados de consumo, dichos tramos abarcan el sector de Afilador, por lo tanto a demanda est constituida por la poblacin beneficiaria y el excedente de produccin.

4.2.2. Diagnstico de la situacin actual de la demanda y sus determinantesEl presente proyecto es el mejoramiento y ampliacin del sistema de agua potable, por lo tanto, se debe estimar el flujo actual y proyectado, es necesario determinar la poblacin y la produccin agropecuaria total. Se utiliza este mecanismo por ser una zona rural y con impedimentos de agua en la zona. Ya que la demanda se determina en base a la poblacin, abastecimiento de agua y produccin agropecuaria.

4.2.3.La poblacin demandante sin proyectoAl ao 2014(ao 0) la poblacin de referencia de las comunidades en estudio; es de 1000 habitantes, mientras que dicha poblacin al ao 2032 (ao 20) tendr una poblacin de 415 habitantes, se proyect la demanda en base al crecimiento poblacional de 1.8%.La poblacin en el sector de afilador creci significativamente desde sus aos de inicio de construccin de este reservorio en los aos de 1984 el consumo de agua potable atravs de esta fuente aumento en el nmero de usuarios.

Periodo de diseoEste proyecto tiene un periodo de diseo de 20 aos hacia la poblacin futura

Poblacin inicialA la actualidad la poblacin del sector de afilador consta de 1000 habitantesTabla.N1AosPoblacin (habitantes)

1984100

2002350

20141000

4.2.3. Poblacin futuraCon el incremento del crecimiento poblacional se evala que de aqu a 20 aos la poblacin aumentara significativamente.

TABLA.N2 Aos de calculo de la poblacin futura.

AoAos transcurrido

202410

203420

TABLA.N3.Mtodo de la parbola de segundo gradoAoPoblacin (habitantes)Intervalo de tiempo (x)Constante (b)Constante (c)Poblacin Futura (2024)Poblacin Futura (2034)

19841250-11.1111.34318292926

200236018

2014100030

Fuente de elaboracin propia

TABLA.N4.Mtodo geomtrico o del inters compuesto

AoPoblacin (habitantes)"t" Nmero de aos (dcadas)razn de crecimiento "r"

198412500

20023601.80.80

201410001.21.34

202420711

203442902

Fuente de elaboracin propia

TABLA.N5. mtodo del inters simpleAoPoblacin (habitantes)"t" Nmero de aos (dcadas)razn de crecimiento "r"

198412500

20023601.81.04

201410001.21.48

202422631

203435262

Fuente de elaboracin propia

TABLA.N6. mtodo aritmticoAoPoblacin (habitantes)"t" Nmero de aos (dcadas)razn de crecimiento "r"

198412500

20023601.8130.56

201410001.2533.33

202413321

203416642

Fuente de elaboracin propia

TABLA.N7. protateo de las poblaciones futuras estimadasMtodoPoblacin Futura (habitantes)

20242034

Parabola18292926

Inters Compuesto20714290

Inters Simple22633526

Aritmtico13321664

Promedio18743102

Fuente de elaboracin propia

TABLA.N8. Poblacin futura del C.P. DE AFILADORLocalidadPoblacin Futura (habitantes)

20242034

AFILADOR18743102

Fuente de elaboracin propia

TABLA.N9.Demanda .

Periodo de diseo ( aos):20

Poblacin Futura (habitantes):3102

Dotacin (lt/hab/dia):70

Coeficiente de variacin diaria K1:1.2

Coeficiente de variacin horaria K2:1.5

a. Poblacin de servicio Ps (habitantes) 2791

b. Consumo total de agua por ao-Ct (m3/ao) 79244.05

c. Consumo promedio diario anual-Qm (l/s): 2.51

d. Consumo diario mximo-Qmd (l/s): 3.02

e. Consumo mximo horario-Qmh (l/s): 3.77

7. VOLUMEN DE REGULACION-Vr (m3) 54.28

8. VOLUMEN DE RESERVA-Vre (m3) 10.86

9. VOLUMEN CONTRA INCENDIO Vci (m3)0.00

10. VOLUMEN TOTAL DE ALMACENAMIENTO Vt ( m3) 65.13

CAPTACION 1

REPETICIONESTiempo (Seg)VOLUMEN (Lt)

13.916

24.116

34.216

43.916

5416

64.116

7416

83.816

93.916

104.116

Promedio416

Qmax4 Lt/seg