Caudales Nuevos.docx

TITULACIÓN DE INGENIERÍA CIVIL

SANITARIA I Estudio de Población futura y dotación previo al diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable en la Ciudad de Loja en la Urbanización “Rey Arturo”

INTEGRANTES: Grupo 6 Roni Rider Chamba Villa Luis Xavier Luzuriaga Aguilar Alex Eduardo Santín Torres Jennifer Carolina Peralta Torres Diseño por Grupo 6.2 Roni Rider Chamba Villa Luis Xavier Luzuriaga Aguilar

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INGENIERÍA CIVIL

INDICE 1.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 3

2.

OBJETIVOS ........................................................................................................................ 3

2.1.

OBJETIVO GENERAL ..................................................................................................... 3

2.2. 3.

Objetivo Específico ...................................................................................................... 3

MARCO TEÓRICO............................................................................................................. 4 3.1.

4.

PERIODO DE DISEÑO ............................................................................................... 4

DATOS Y CÁLCULOS ...................................................................................................... 5 4.1.

POBLACIÓN ............................................................................................................... 5

4.2.

Cálculos ........................................................................................................................ 5

4.3.

DENSIDAD POBLACIONAL ........................................................................................ 8

4.4.

POBLACIÓN FUTURA .................................................Error! Bookmark not defined.

4.5.

DOTACIÓN PER CÁPITA ............................................................................................. 8

4.6.

CAUDALES DE DISEÑO............................................................................................... 9

4.6.1.

Caudal medio diario (qmd). ...................................................................................... 9

4.6.2.

CAUDAL MAXIMO DIARIO (QMD) .................................................................... 9

4.6.3.

Caudal máximo horario (QMH).............................................................................. 10

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1. INTRODUCCIÓN

En base de satisfacer la necesidad de una población con el elemento vital que es el agua potable, el objetico de este estudio es abastecer la demanda de caudal o gasto de esta comunidad, en este caso se tratara acerca de la implementación de un sistema de agua potable. El agua es un factor de mejora de calidad de vida, permite el crecimiento de una población, al brindar una buena calidad de vida. El caudal máximo diario (QMD) es el principal que se pretende calcular ya que este permitirá el diseño de la planta de tratamiento. La dotación de la población será en función de la región climática y del número de habitantes de la urbanización REY Arturo objeto de estudio a abastecer, El objetivo de este trabajo será calcular el caudal necesario que debe tratar la planta de tratamiento para abastecer a dicha urbanización de agua de calidad conforme a la normativa vigente en nuestro país. 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo General Estudio de Población futura y dotación previa al diseño de la Planta Tratamiento de Agua Potable en la Ciudad de Loja en la Urbanización “Rey Arturo”. 2.2.OBJETIVO ESPECÍFICO 

Determinar la población futura de la zona de estudio para un periodo de diseño de 20 años



Conocer la dotación de agua por habitante requerida para diseño de la planta de tratamiento.

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3. MARCO TEÓRICO 3.1.PERIODO DE DISEÑO Tiempo durante el cual una estructura trabaja satisfactoriamente, sin tener que realizar ampliaciones o mejoras. Se tiene en cuenta ciertos criterios para determinar el periodo de diseño, los cuales son: 

Crecimiento poblacional.



Financiamiento.



Vida útil de los elementos del sistema.



Facilidad de ampliación.

En la tabla 2 de la norma CPE-INEN-1992 está la vida útil de los elementos del sistema. Para este caso nuestro diseño se tomara el periodo de diseño de 25 años por ser esta la vida útil más baja de un elemento de nuestro sistema y por la fácil ampliación a causa del crecimiento poblacional.

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4. DATOS Y CÁLCULOS 4.1.POBLACIÓN En el diseño de la planta de tratamiento de agua para la urbanización “Rey Arturo”, se realizará por tres métodos, de los cuales se escogerá uno tras realizar una comparación en los resultados teniendo en cuenta sus variables. Al tratarse de una población sin datos censales se tendrá en cuenta el índice de población dados por la norma para climas de sierra, r = 1. 4.2.CÁLCULOS Datos:

Edificios Casas Unifamiliares

Pisos

Departamentos por piso

5

2

Cantidad

Hab/vivienda Habitantes

95 37

5 5

132

TOTAL

4750 185 4935

𝑃. 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 𝑃. 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 + 𝑃. 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑃. 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 0.15 ∗ 𝑃𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑃. 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 0.15 ∗ 4935 ℎ𝑎𝑏 𝑃. 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 741 ℎ𝑎𝑏

Población inicial: Pi = 5676 hab. Tasa de crecimiento: r = 1 % Proyectar a: tf= 25 años Año inicial: ti= 2018

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4.2.1. Método geométrico 𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐(1 + 𝑟)𝑇𝑓−𝑇𝑢𝑐 𝑃𝑓 = 5676(1 + 0.01)2043−2018 𝑃𝑓 = 7280 𝐻𝑎𝑏

Donde: Pf=Población de diseño (hab) Puc=Población actual (hab) r= Tasa de crecimiento Tf= Tiempo Final (años) Tuc= Tiempo inicial (años)

4.2.2. Método Ex-IEOS 𝑷𝒇 = 𝑃𝑖 ∗ 𝑒 𝑟(𝑡𝑓−𝑡𝑖)

𝑷𝒇 = 5676 ∗ 𝑒 0.01(2043−2018) 𝑷𝒇 = 7288 ℎ𝑎𝑏 Donde: r= Coeficiente de incremento Pf= Población futura (hab) Pi= Población inicial (hab) Página 6 de 12

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tf= tiempo final (años) ti= tiempo inicial (años)

4.2.3. Método de Wappaus

𝑷𝒇 = 𝑃𝑖 ∗

𝑷𝒇 = 1472 ∗

𝑷𝒇 = 𝑃𝑖 ∗

(200 + 𝑖 ∗ 𝑡) (200 − 𝑖 ∗ 𝑡) (200 + 1 ∗ 25) (200 − 1 ∗ 25)

(200 + 𝑖 ∗ 𝑡) (200 − 𝑖 ∗ 𝑡)

𝑷𝒇 = 7298 Donde: Pf = Población futura (hab) Pi = Población inicial de referencia (hab) t = Periodo de diseño, a partir del año dato para la población inicial (años) i = Índice de crecimiento anual (%)

Tf= Tiempo final Ti= Año inicial

La población futura será por cuanto la mayor, por motivos de seguridad en este caso ya que la variación de métodos no es excesivo. Siendo la población futura 1892 hab. Página 7 de 12

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4.3. DENSIDAD POBLACIONAL

Población futura (Pf): 7298 Hab. Área: 4 Ha 𝑫𝒑𝒐𝒃𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏𝒂𝒍 =

𝑷𝒇𝒖𝒕𝒖𝒓𝒂 Á𝒓𝒆𝒂

= 𝟐𝟏𝟕𝟎

𝑯𝒂𝒃 𝑯𝒂

4.4. DOTACIÓN PER CÁPITA Para la dotación de diseño se utiliza la información proporcionada en la tabla 3 de la norma CPEINEN-1992

Al ser la población menor a 5000 habitantes y tratarse de un clima templado la dotación media futura será de 150 (l/hab/día).

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4.5. CAUDALES DE DISEÑO. Para un buen diseño de suministro de agua potables es necesario determinar la cantidad de agua que se va a necesitar para abastecer a la zona de estudio, considerando casos como, incendios, uso recreacional, comercial, industrial, tanto como un volumen de reserva en tiempos se sequía, Se detallaran los cálculos de los caudales necesarios para diseño. 4.5.1. CAUDAL MEDIO DIARIO (QMD). 𝑞𝑚𝑑 =

𝑞𝑚𝑑 =

𝐷 ∗ 𝑃𝑓 ∗𝑓 86400

150 ∗ 7298 ∗ 0.8 86400

𝑞𝑚𝑑 = 10.136 𝑙/𝑠 Donde: D = dotación futura Pf = Población futura f = factor rango entre 0.7 – 0.8 4.5.2. CAUDAL MAXIMO DIARIO (QMD)

𝑄𝑀𝐷 = 𝑞𝑚𝑑 ∗ 𝑘𝑚á𝑥. 𝑑í𝑎 𝑄𝑀𝐷 = 10.136 ∗ 1.5 𝑄𝑀𝐷 = 15.204 𝑙/𝑠 Donde: qmd = caudal medio diario Página 9 de 12

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kmáx.día = factor de mayoramiento rango entre 1.3 – 1.5

4.5.3. CAUDAL MÁXIMO HORARIO (QMH).

𝑄𝑀𝐻 = 𝑞𝑚𝑑 ∗ 𝑘𝑚á𝑥. ℎ𝑜𝑟 𝑄𝑀𝐷 = 10.136 ∗ 2.1 𝑄𝑀𝐷 = 21.286 𝑙/𝑠

Donde: qmd = caudal medio diario kmáx.hor. = factor de mayoramiento rango entre (2 – 2.3) qmd Caudal contra incendios.

El caudal contra incendios será de 10 l/s.  Caudal de diseño. Página 10 de 12

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El caudal de diseño según el elemento del sistema se encuentra en la tabla 5 de la norma CPEINEN-1992.

Para nuestra red de distribución nuestro caudal de diseño será de Recomendaciones y Conclusiones: 

Conocer los datos censales de la zona en la cual necesitamos implementar la obra.



Usar el método del EX – IEOS, pues es el requerido por la norma para la realización de un proyecto, los otros dos métodos quedan a criterio.



No exceder en el periodo de vida útil usado para cálculos, el máximo recomendado para un sistema de agua potable es de 25 años.



Para la distribución de lotes las dimensiones consideradas fueron de (10 x 15) m2.

Referencias Aldás, J. C. (2011). Diseño de alcantarillado sanitario y pluvial y tratamiento de aguas servidas de 4 lotizaciones unidas (varios propietarios), del cantón El Carmen. Recuperado de http://repositorio.puce.edu.ec/bitstream/handle/22000/2650/T-PUCE3204.pdf;jsessionid=9965937C989BEED574F2A21E255E2EB3?sequence=1 Página 11 de 12

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