Proyecto de sanitaria completo.docx[1]

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PLANO TOPOGRAFICO

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Nombre y apellido: GARY ALEX HURTADO VEIZAGA

Determinación de número: (G=7 + H=8 ; SUMA =15 - 9 = 6 PAR)

Densidad de población = 250hab./hect.

T= 20 años

Area=3 (100m∗100m)+4 (80m∗100m )=62000 m2∗1ha

10000m2

Area=6.2ha

DOTACION: VALLE

DENSIDAD DE CRECIMIENTO: 3.2%.

OBRA DE CAPTACION: DIQUE

ADUCCION: GRAVEDAD

TRATAMIENTO O FILTRADO: Filtro rápido

SISTEMA DE BOMBEO

TANQUE ALTO O BAJO

RED DE DISTRIBUCION

CON TANQUE

SEDIMENTACION

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DISENO DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

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PLANO TOPOGRAFICO

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=Sedimentadores =filtros =tanque

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1. INTRODUCCIÓNEn el presente trabajo se muestra parámetros para el diseño de un sistema de abastecimiento de agua potable desde verificar la calidad del agua que será captada, hasta el diseño de la red de distribución.

El agua es un elemento vital en la vida de todos los seres vivos, y es el elemento más afectado que la contaminación a través de los años.

De toda el agua que hay en la tierra, solamente el 2.60 % es agua dulce, además de este 2.60% los casquetes polares almacenan aproximadamente el 2.27 %, el resto de esta agua dulce es agua subterránea (0.32 %) y el agua superficial y atmosférica como son los ríos, lagos, etc. constituyen el 0.01 %.

Para las cantidades indicadas anteriormente concluimos que menos del 1% del agua suministrada sobre la tierra puede ser usada como agua potable Los seres humanos consisten principalmente en agua; el agua está en todos nuestros órganos y es transportada a todas partes de nuestro cuerpo para ayudar en funciones físicas.

pág. 3 sanitaria 1

Un gran porcentaje de enfermedades están netamente relacionadas con el consumo de agua NO POTABLE, esto debido a q en muchas poblaciones, la calidad del agua está muy ligada a la tasa de mortalidad en cada región, ciudad o zona.

2. OBJETIVOS2.1. OBJETIVO GENERALDiseñar el sistema de abastecimiento de agua potable 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOSo Determinar la calidad del agua.o Diseñar el sistema de captación.o Calcular el canal de conducción o Diseñar la planta de tratamiento.o Calcular el tanque de almacenamiento.o Diseñar la red de distribución.3. DESARROLLO 3.1. CALIDAD DEL AGUAMediante ensayos realizados a las aguas del río se observaron los distintos parámetros de calidad del agua3.1.1. Análisis organoléptico

Características Max. aceptable Observaciones-Color -Sabor y olor-Turbiedad-Solidos totales disueltos

15 UCVNinguno5UNT3000 mg/lt

UCV-unid. Color verdaderoDebe ser aceptableUNT-uni. Nefelometricas de turbiedadNo cumple lo permitido 1000mg/lt

Requisitos de radioactividad del agua potable:

pág. 4 sanitaria 1

Características Max. aceptable ObservacionesRadioac. Alfa globalRadioac.Beta global

0,05 Hg/L0,30 Hg/L

Si cumpleSi cumple

Requisitos microbiológicos:

Características Max. aceptable ObservacionesColiformes totalesColiformes fecales

30 ufc/ml20 ufc/ml

No cumpleNo cumple

Requisitos físico-químicos:

Características Max. aceptable Observaciones-Alcalinidad total

-Dureza total-pH-Arsenico As-Bario BaCadmio CdCalcio CaCianuro CN-Cloruros Cl-Cobre CuCromo Cr+6Fluor FHierro total FeMagnesio MgManganeso MnMercurio HgNiquel NiAluminio AlAmoniaco NH4+Antimonio SbSodio NaPotasio KNitritos NO-2Plomo PbSelenio SeSulfatos SO4-Zinc Zn

170.000 mg/lt CO3Ca

300.000 ml/lt CO3Ca8.5000.050mg/L1000 mg/L0.005 mg/L100.000 mg/L0.030 mg/L250.000 mg/L0.050 mg/L0.080 mg/L1.500 mg/L0.200 mg/L130.000 mg/L0.300 mg/L0.001 mg/L0.050 mg/L0.200 mg/L0.050 mg/L0.050 mg/L200.00 mg/L10.000 mg/L0.050 mg/L0.015 mg/L0.010 mg/L300.000 mg/L5.000 mg/L

Cumple

cumpleCumpleCumpleCumpleCumple cumpleno cumplecumple cumpleno cumplesi cumple si cumple si cumplesi cumplesi cumple si cumple si cumplesi cumplesi cumplesi cumplesi cumplesi cumpleno cumplesi cumplesi cumplesi cumple

pág. 5 sanitaria 1

3.2. PROYECCION DE LA POBLACION

La densidad de la población donde se distribuirá el agua es de 280 hab./hect.

Se tiene un área de aporte que se muestra a continuación

Area=3 (100m∗100m)+4 (80m∗100m )=62000 m2∗1ha

10000m2

Area=6.2ha

ρ=250 habha

ρ=habitantesArea

habitantes=ρ∗Area

pág. 6 sanitaria 1

habitantes=250 habha

∗6.2ha

habitantes=1550

Ya con la población inicial se calculara la población futura con los distintos métodos que se muestran a continuación.

3.2.1. Método aritméticoDatos:

i=3.2% Po=1550habs t=20años

Solución:

Pt=Po(1+ i100

t )=1550(1+ 3.2100∗20)

Pt=2542habs

3.2.2. Método geométricoDatos:


Solución:

Pt=Po(1+ i100 )

t

=1550(1+ 3.2100 )20

Pt=2910habs .

pág. 7 sanitaria 1

3.2.3. Método WappausDatos:


Solución:

Pt=Po( 200+¿200−¿ )=1550 ( 200+3.2∗20200−3.2∗20 )

Pt=3009habs .

Según el siguiente cuadro determinaremos que la población de diseño será:

Pf=3009hab .

3.3. CAUDAL DE DISEÑOSegún los datos de la siguiente en función a la población determinaremos la dotación de agua para cada habitante:

pág. 8 sanitaria 170-100

Dotacion=100 ¿hab∗dia

3.3.1. Caudal medio diarioQmed=Pob∗¿̇

Qmed=3009hab∗100 ¿hab∗día

/86400 diaseg

Qmed=3.5 ¿seg

3.3.2. Caudal máximo diario Qmaxd=Qmed∗K1

Qmaxd=3.5 ¿seg

∗1.5

Qmaxd=5.25 ¿seg

3.3.3. Caudal máximo horarioQmaxh=Qmaxd∗K2

Qmaxh=5.25 ¿seg

∗2

Qmaxh=10.5 ¿seg

3.4. OBRA DE CAPTACIÓN

Por las condiciones del cauce donde se realizara la captación se la realizara mediante la construcción de un dique.Los parámetros de diseño que se asumieron son los siguientes

H=2m b=0.667m W=2400 Kgm3

pág. 9 sanitaria 1

Donde:

H= Altura máxima de agua

b= ancho de corona

Solución:

B=0.86 b+√2.45b2+0.71H 2 h=1.19b

B=0.86 (0.667 )+√2.45(0.667)2+0.71(2)2 h=1.19(0.667)

B=1.409m h=0.794m

Se pondrá una rejilla para impedir el paso de la palizadaAt=A s+Af

As=n∗s∗L

Af= c∗Qξ∗va

pág. 10 sanitaria 1

Af=L∗a∗(n+1)

Encontramos el área de flujo

Af= 2∗5.25 x10−3

( 2.42∗0.01250.03

∗sin (90 ))∗1

Af=0.0104m2

0.0104=0.15∗0.04∗(n+1 )

n=2baras

As=2∗0.012∗0.15

As=0.0036

At=0.0186m2


3.5. OBRA DE CONDUCCIÓN La obra de conducción se realizara mediante un canal abierto de sección rectangularo El Coeficiente de Rugosidad de Manning, se asumió para una

superficie de mampostería con cemento en buenas condiciones.n=0.020

o La base también se asumió.B=12.4 cm

o El caudal que utilizamos es máximo diario por que el sistema tiene tanque elevado de almacenamiento.

Q=0.00758 m3

seg

Ya con todos los datos disponibles, se procede a calcular el tirante y distintos parámetros hidráulicos del canal.

D

(dispuesto)B (m) A (área)

P

(perímetro)Rh A*Rhˆ2/3 Q*n/√S

0.5 0.124 0.0620 1.124 0.05516 0.008984 0.001384

0.4 0.124 0.0496 0.924 0.05368 0.007058

0.3 0.124 0.0372 0.724 0.05138 0.005141

0.2 0.124 0.0248 0.524 0.04733 0.003245


0.1 0.124 0.0124 0.324 0.03827 0.001408

0.09 0.124 0.0112 0.304 0.03671 0.001233

0.099 0.124 0.0123 0.322 0.03812 0.001391

SEDIMENTADOR

1) En dependencia del tipo de tratamiento (filtración)


En el caso de nuentro proyecto para los datos necesarios se considera como un tipo de sedimentador intermedio.

2) Calculo del area superficial total del sedimentador (Ast), que se requiere para tratar el gasto total Q que entra en la planta.

Q/Ast = valor Ast = Q/valor(de tabla)

Q=5.25= lt/S = 453.6 m3/dia

Ast=453.630

3)Adoptar las dimensiones del sedimentación.

Se recomienda: longitud = 5 metros

Ancho = 1,5 metros

Por tanto el As = 5 x 1,5 = 7.5 m2 area de cada sedimentador


AST=15.12 m2

4)Calculo del numero de sedimentadores para tratal Qtotal (Ns)

Ns = Ast/As1 Ns=15.127.5

Donde:*Ast= obtenida en paso 2 *As1= obtenida en paso

5m

5) Comprobar que la carga superficial (Cs) para un sedimentador cumple con los requisitos a defectos dados en la tabla de recomendaciones para el diseño.

Cs1 = Q1/As1

Donde: Q1 = Q/Ns, Ns = obtenido en paso 4 As1= obtenida en paso 3

Q 1=453.62

Cs1=226.87.5

6) Calculo del volumen de uno de los sedimentadores (V1)

tR = V/Q, V1 = tR*Q1


Ns=2.02 m2≃ 2m1,5m

Q1 = 226.8

Cs1 = 30.24 m3/m2 dia , entre 20 y 40

Dónde: tr = del paso 1 Q1= del paso 5

V1 = 0,104∗226.8=23.59m3 /dia

tR=2,5horas

Convirtiendo a días

Tr=0,104dia

6.1) si se desea calcular el volumen total de todos los sedimentadores

VT = V1*Ns VT = tR*Q Vt=23.59∗2

Donde: Ns= de paso 4

7)Calculo de la altura media de los sedimentadores (hm1) hm1 = V1/As1 Donde: V1= de paso 6 As1= de paso 3

.hm1 = V1/As1

Hm1=23.59/7.5

Hm1=3,28m

8)Calculo de la altura de la pared de salida (hps) y de la profundidad máxima en la zona de sedimentación (hmax).De las recomendaciones para el diseño de sedimentadores, se conoce que la pendiente de fondo se asume una pendiente del:

So = 1% cuando hay barredores mecánicos


Hm1=3.15

V1 = 23.59m3/dia

Vt = 47.18

So = 3% o mas cuando no hay barredores mecánicos.

Partiendo que la media obtenida en el 7mo paso, esta ubicada en el centro de la longitud del tanque entonces: se calcula hps y hmax se la siguiente manera:

Hps = hm1 – Dy Hps = 3.15 –0,025 = 3.125 m

Hmax = hm1 + Dy Hmax = 3.15 + 0,025= 3,175 m

So = Dy/Dx ,

Donde

Dy = So x Dx=0,01*2.5=0,025m

Dx = L/2 =5/2= 2.5m

9) Caudal de fango que llega a un sedimentador (Qf1)

Qf1 = (CT x Ss x Q1 x 86400) / (ɣfangox 109) (m3/dia)

CT = Cte= 0,75 (concentración de partículas que sedimentan 0,68 a 0,75)

Ss = solidos totales (mg/lt)=200 (mg/lt)

Q1= caudal de un sedimentador (lt/sg) = 2.625 (lt/sg)

ɣfango= Peso especifico fango (gr/cm3)(1,01 a 1,04 gr/cm3)= 1,02 gr/cm3


3,175 m 3.15 m 3.125 m

1%

Qf1 = (0,75 x 200 x 2.625 x 86400) / (1,02x 109) =

Qf1 = 0,0335(m3/dia)

a) Vf1 = Qf1 x t(extracción de lodos) (m3)

Asumo t=19 dias

Vf1=0,0254 m3/dia x 19 dia

b) Volumen fango total

Vft = Vf1 x Ns = 0,4826 m3 x 3

c) Calculo de la tolva

C1) selecciono numero de tolva (No) =3

A1 Tolva = (As+Af)/2 (m2)

As=0,5

Af= 0,4 x 0,4 A1tolva= (0,5^2 + 0.4^2)/2

C3)Calculo de altura de tolva (y)

De V1 tolva = A1tolva x y

Y = V1 tolva/A1 tolva


Vf1=0,633 m3

Vf1=1,901 m3

A1tolva=0,205 m2

Siendo V1 tolva = Vf1/No tolvas

Y = 0,161/0,205 =0,78 m∅=tan−1 1,040,05

=87°>45

C4)Calculo del angulo (ⱷ) de la tolva (mayor o igual a 45 grados)

∅=tan−1 0,780,05

=87 °>45

Filtrado Rapido

Para el filtro rápido adoptaremos una medida de L=3m A=1m


Calculo el número de filtros rapido

Q :18.9 m3/hr

Vf :3.1 m/hr

Nf= QdAmax∗Vf

Nf= 18.93.1∗3

=2,03

Calculo de área de tanque para filtro rápido


Nf=2

Aq= QNf∗Vf

Aq= 18.92∗3.1

=3.15

CALCULO DE CLORACIONConcentracion deseada

D=7.5mg/lt = 7.5 g/m3 =0.75%

Peso hipoclorito necesario

Q=21 m3/hr P=18.9∗d=18.9∗7.5

Peso hipoclorito comercial

Pc=P*100/r Pc=P∗10075

=157∗10075

Demanda solución liquida

qs=Pc∗100c

=209.33∗10010


P=141.75 gr/hr

P=189 gr/hr

qs=1890 l/hr

Aq=3.15 m2/filtro

Para la tercer parte de lo que es, el proyecto de curso, se verá lo que incumbe en la distribución de caudales a partir del tanque de

almacenamiento hacia la red de distribución para que llegue agua potable a cada vivienda.

Almacenamiento

- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

1. VOLUMEN DE REGULACIÓN

Como el sistema que se tiene para el tratamiento del agua es por gravedad, se adoptará la siguiente fórmula que es para un abastecimiento para 24 horas que tiene el día.

V reg=(15−30 )%∗Qmax

V reg=0,225∗453.6m3

día

V reg=102,06m3

2. VOLUMEN DE LUCHA CONTRA INCENDIOS

No es necesario para poblaciones menores a 10.000 habitantes, ya que resulta anti-económico tal cálculo e inversión para una población que no tiene una probabilidad de incendio que sea considerable.

3. VOLUMEN DE RESERVA

V res=Qmax d∗4hr∗1día24hr

V res=453.6m3

día∗4 hr∗1día

24hr


V res=75,6m3

4. VOLUMEN DEL TANQUE

Como no se tiene un volumen de lucha contra incendios solo se sumará el volumen de regulación con el volumen de reserva.

V tanque=V reg+V res

V tanque=102,06m3+75,6m3

V tanque=177,66m3

5. DIMENSIONES ECONOMICAS

La altura económica del tanque es:

He=23∗(2∗V tanque )15

He=23∗(2∗177,66m3 )

15

He=2,16m

Se adoptará el caso de un tanque elevado, por consiguiente será de sección rectangular.

Para sección cuadrada:


alturaladocuadrado

=0,5−0,7

Entonces, asumido será:

alturaladocuadrado

=0,6

La altura es:

H=(V tanque

4 )1 /3

H=( 177,66m34 )1/3

H=3,54m

El lado de la sección cuadrada es:

HL

=0,6

3,54mL

=0,6

L=6m

RED DE TUBERIAS


- CAUDAL DE CADA NUDO

Se calculará el caudal de agua que sale de los tramos de la red de distribución a partir de los nudos tronco.


DENSIDAD DE POBLACION

Se la dio inicialmente como dato, en la primera parte.


ρ=250 habha

DOTACION DE AGUA PARA LA POBLACION

¿̇250 ¿hab∗dia

CAUDALES EN LOS NUDOS

Qn=A∗ρ∗¿̇

QA=0,7ha∗250habha

∗250 ¿hab∗dia

=0 ,5064 ls

QB=1,4ha∗250habha

∗250 ¿hab∗dia

=1 ,0127 ls

QC=2,1ha∗250habha

∗250 ¿hab∗dia

=1.5191 ls

QD=0,6 ha∗250habha

∗250 ¿hab∗dia

=0 ,4340 ls

QE=1,2ha∗250habha

∗250 ¿hab∗dia

=0 ,8681 ls

QF=1,8ha∗250habha

∗250 ¿hab∗dia

=1 ,3021 ls

∑Qn=5.6424ls


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