Informe-vicita-acuifero-piñipampa-sistema-vilcanota 2 Unidad.docx

Universidad Andina Del Cusco

P.A.P. De Ing. Civil

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULDAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ACUIFERO PIÑIPAMPA – SISTEMA VILCANOTA (SEDACUSCO) Docente

: ING. MOSQUEIRA LOVON CARLOS ALBERTO

Semestre

: 2017-I

Alumnos

:

Cusco - Perú 2017

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Contenido 1

Introducción .............................................................................................................................. 3

2

Objetivos ................................................................................................................................... 3

3

Acuífero Piñipamapa - Sistema Vilcanota – Cusco .................................................................. 3 3.1

Ubicación ............................................................................................................................ 4

3.2

Descripción Del acuífero ..................................................................................................... 4

3.3

Parámetros De Los Acuíferos ............................................................................................. 5 Planta De Bombeo Collana - Sistema Vilcanota – Cusco......................................................... 8

4 4.1

Ubicación .......................................................................................................................... 11

4.2

Descripción De La Planta de Bombeo .............................................................................. 12

5

CONCLUCIONES .................................................................................................................. 14

6

ANEXOS ................................................................................................................................ 15

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Introducción

La ciudad del cusco cuenta con el servicio de agua potable a partir de cuatro sistemas de abastecimiento, Vilcanota, piuray, Kor Kor y Salkantay, todos estos sistemas administrado por SEDACUSCO. En el siguiente informe se estudiara el sistema Vilcanota la cual actualmente brinda el servicio de agua potable a un 51% de la población cusqueña, el sistema Vilcanota abarca cuatro distritos de la cuidad del cusco, (Santiago, Wanchaq, San Sebastián y San jerónimo).

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Objetivos

 Analizar el funcionamiento de los pozos de captación.  Identificar los componentes de una captación subterránea en acuífero (pozos).  De acuerdo a los datos obtenidos de las mediciones en planta calcular los parámetros del acuífero como: permeabilidad (k) y transmisibilidad (T).  Conocer el sistema de bombeo de una captación.  Hallar la potencia de las bombas que se requiere para transportar el agua.

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Acuífero Piñipamapa - Sistema Vilcanota – Cusco

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3.1

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Ubicación

Los pozos de captación del sistema Vilcanota se encuentra ubicado en el distrito de Andahuaylillas, provincia de Quispicanchis, departamento Cusco. El Distrito de “Andahuaylillas” se encuentra ubicado en la Sierra Sur del país, entre las Coordenadas Geográficas de 13° 39´04.82" de Latitud Sur y 71° 40´55.03" de Longitud Oeste con respecto al Meridiano de Greenwich. Está asentado a una altura de 3087 msnm.

Mapa, coordenadas GPS e imagen de satélite “pozos de captación acuífero piñipampa”       3.2

DEPARTAMANETO: CUSCO PROVINCIA: Quispicanchis DISTRITO: Andahuaylillas LATITUD SUR: 13° 39´04.82" LATITUD OESTE: 71° 40´55.03" ALTITUD: 3,087. MSNM.

Descripción Del acuífero

El Acuífero de piñipamapa consta de 4 pozos que se perforaron de forma paralela a la rivera del rio Vilcanota, constituyendo este el principal medio de recarga de dicho acuífero. 4

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El acuífero de piñipampa corresponde al “sistema de abastecimiento Vilcanota”, los ´pozos de captación funcionan de forma alternada bombeando las aguas captadas de 11.00 PM A 4.00 PM logrando así un total de 18 horas de bombeo constante. La litología del acuífero consta de 5 estratos los cuales se presentan a continuación.

POZO N° 1

POZO N° 2

1. Arena con arcilla. 2. Boloneria con grava. 3. Grava arena con clásicos. 4. Arena con grava de permeabilidad alta. 5. arenisca con lutita.

1. Material orgánico con arena. 2. Grava, arena con boloneria en matriz, grava limosa. 4. Grava, arena con menor presencia de boloneria 3. Arenisca con lutita

Esquema de los pozos en piñipampa

3.3

Parámetros De Los Acuíferos

Criterio De Ubicación De Los Piezómetros

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La ubicación de los piezómetros alrededor del pozo tres, radica en que este esté ubicado entre los pozos 2-4, así la construcción de los piezómetros alrededor del pozo tres, sirve para medir el abatimiento, también con la operación de los pozos 2 y 4. Todos los piezómetros tendrán cuatro ventanas de ingreso de 10 cm de ancho por 20 cm de alto, ubicadas en el nivel a 1.5m y 2.5 mts, medido desde el borde superior.

ITEM

PROF(M)

DISTANCIA DIAMETRO MATERIAL VENTANAS AL POZO EN MM DE N°3 INGRESO

PZ-01

3.00

30.00

700.00

PVC

SI

PZ-02

3.00

30.00

700.00

PVC

SI

PZ-03

3.00

30.00

700.00

PVC

SI

PZ-04

3.00

30.00

700.00

PVC

SI

DATOS OBTENIDOS EN PLANTA Los datos a continuación presentados fueron obtenidos de las mediciones realizadas en la planta de extracción (pozos) piñipampa, para luego hallar la permeabilidad y transmisibilidad del acuífero.

N° 1 2 3 4 5 6 7

DESCRICION Diámetro Del Pozo Principal Distancia Del Pozo Al Primer Piezómetro Distancia Entre El 1er Piezómetro Y El Segundo Caudal Extraído Potencia Abatimiento Piezómetro 1 Abatimiento Piezómetro

CANT 500 26 30.4 220 65 5.2 4.85

Determinación De La Permeabilidad Y La Transmisibilidad Formula Acuífero Libre:

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UND Mm M M lit/seg M M M

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𝐾 ∗ 𝜋 ℎ12 − ℎ02 𝑄 = ∗ 𝑟1 2.31 log 𝑟0

Donde: Q =caudal m3/dia K = permeabilidad m3/dia/m2 h1 =nivel en la curva de abatimiento para un radio r1 r1 = radio al cual deseamos conocer el nivel de abatimiento r0 =radio del pozo (del eje a la pared)

DATOS M = 65 Q = 440 l/s = 38016 K= ? H1 = 4.85 => 60.16 H0= 5.2 => 59.8 r0 = 0.55 r1 y r2 = 0.6

UND DATOS OBT (m) (m3/dia) (m3/dia/m2) (m) K= (m) (m)

UND

0.07532956

(m3/dia/m2)

4.8964

(m3/dia/m2)

(m) T=



CANT

Véase tabla de caculo en los Excel, (adjuntamos CD con las tablas)

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Cálculos

o POZOS 𝐾 ∗ 𝜋 ℎ1 2 − ℎ0 2 𝑄= ∗ 𝑟 2.31 log(𝑟1 ) 0 

Pozo principal – piezómetro 1 (calculamos la permeabilidad)

38016 =

𝐾 ∗ 𝜋 60.162 − 592 ∗ 26.55 2.31 log( ) 0.275

De donde se tiene que 𝐾1 = 401.367 𝑚3 /𝑑í𝑎/𝑚2 

Pozo principal – piezómetro 2 (calculamos la permeabilidad)

38016 =

𝐾 ∗ 𝜋 59.8 − 592 ∗ 2.31 log(57.55) 0.275

De donde se tiene que 𝐾2 = 682.564 𝑚3 /𝑑í𝑎/𝑚2

Calculamos el promedio de la PERMEABILIDAD: 𝐾𝑝𝑟𝑜𝑚 = 541.966 𝑚3 /𝑑í𝑎/𝑚2 Entonces tenemos que la TRANSMISIBILIDAD es:

𝑇 = 59𝑚 ∗ 541.966 𝑚3 /𝑑í𝑎/𝑚2 8

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𝑇 = 31975.994 𝑚3 /𝑑í𝑎/𝑚

o LINEA DE CONDUCCION

1: Piñipampa (3083.69 m.s.n.m.) 2: Rumicolca (3103.89 m.s.n.m.) 3: Qollana (3223.39 m.s.n.m.) 4: Larapa (3425.00 m.s.n.m.) 5: Quencoro Las pendientes las calculamos de la siguiente manera:

𝑆=

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 − 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑

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  

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𝑆1−2 = 0.85% 𝑆2−3 = 0.53% 𝑆3−4 = 5.46%

 𝐻𝑓 → 𝑃𝑖ñ𝑖𝑝𝑎𝑚𝑝𝑎 − 𝑅𝑢𝑚𝑖𝑐𝑜𝑙𝑐𝑎 𝐿 = 2370𝑚 ; 𝑆 = 0.85% 𝐻𝑓 = 0.0085 ∗ 2370 = 20.15 𝑚𝑐𝑎  𝐻𝑓 → 𝑅𝑢𝑚𝑖𝑐𝑜𝑙𝑐𝑎 − 𝑄𝑜𝑙𝑙𝑎𝑛𝑎 𝐿 = 22 717𝑚 ; 𝑆 = 0.53% 𝐻𝑓 = 0.0053 ∗ 22 717 = 120.40 𝑚𝑐𝑎  𝐻𝑓 → 𝑄𝑜𝑙𝑙𝑎𝑛𝑎 − 𝐿𝑎𝑟𝑎𝑝𝑎 𝐿 = 3690𝑚 ; 𝑆 = 5.46% 𝐻𝑓 = 0.0546 ∗ 3690 = 201.47 𝑚𝑐𝑎

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5 5.1

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Planta De Bombeo Collana - Sistema Vilcanota – Cusco

Ubicación

La planta de bombeo del sistema Vilcanota se encuentra ubicado en el distrito de san jerónimo, departamento Cusco. El Distrito de “San Jerónimo” se encuentra ubicado entre las Coordenadas Geográficas de 13° 32´51.39" de Latitud Sur y 71° 52´02.42" de Longitud Oeste con respecto al Meridiano de

Greenwich. Está asentado a una altura de 3,233. MSNM. Mapa, coordenadas GPS e imagen de satélite “Planta de Bombeo Sistema Vilcanota”      

DEPARTAMANETO: CUSCO PROVINCIA: Cusco. DISTRITO: San Jerónimo. LATITUD SUR: 13° 32´51.39" LATITUD OESTE: 71° 52´02.42" ALTITUD: 3,233. MSNM. 11

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5.2

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Descripción De La Planta de Bombeo

Sistema de Bombeo: Estos sistemas (conformados principalmente por bombas y otros equipos) tienen la finalidad de distribuir agua de un lugar a otro. El fluido debe vencer una serie de factores (por ejemplo, la altura y las pérdidas por fricción) desde un nivel energético inicial a un nivel energético mayor. VISITA

El Acuífero de piñipampa consta de 4 pozos que se perforaron de forma paralela a la rivera del rio Vilcanota, constituyendo este el principal medio de recarga de dicho acuífero. Estas plantas son las que se encargan de transportar el agua por medio del bombeo a otras plantas para que finalmente se distribuya en la ciudad del cusco. Este acuífero tiene un funcionamiento el cual empieza desde las 11 de la noche hasta las 4 de la tarde ya que en estas horas la energía cuesta menos. Este sistema presenta 4 bombas, de las cuales dos funcionan y dos están paradas, luego estas se cambian y las otras dos entran en funcionamiento y las que ya funcionaron se apaga. De la planta de Piñipampa se lleva el agua hacia la planta de Rumicolca, luego de esta se transporta a la planta de Qollana, de esta se lleva al reservorio R-12, para que finalmente de esta se distribuya a otros reservorios y estos abastezcan a la población. Explicando sobre la visita, se pudo ver que estas bombas, tienen un propio transformador ya que estas no funcionan con la misma energía que los artefactos, estos funcionan con un voltaje de 440voltios. Cada pozo principal cuenta con dos pozos adicionales llamados piezómetros, los cuales se encargan de controlar el nivel de agua. En cada casa, existe una bomba vertical, un tanque para disminuir el golpe de ariete, que se genera cuando se empieza la succión y cuando se apaga la bomba y el agua retorna, también se tiene un sensor de nivel para poder controlar el abatimiento el pozo. Cada pozo tiene un equipo de protección, que cuando ocurre algún problema este reacciona en segundos, sino el motor se puede malograr.

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Los diámetros de la tubería varían según el pozo, en el principal es de 700mm ya que es desde aquí donde se maneja todo, y en el resto es de 500mm. La vez que se encendió una bomba, se puedo observar que tiene una gran capacidad de sección, y al momento de apagar la bomba, se observó que este pozo se recupera rápidamente.

RUMICOLCA La planta de Rumicolca, se pudo observar que presenta dos bombas, también presenta el tanque para reducir el golpe de ariete, no se logró entrar pero si se pudo observar la planta desde afuera, y en la explicación, esta consistía en que es este punto en el que se almacena el agua de piñipampa, para luego ser bombeado a la planta de qollana, se lleva mediante tubería, pero se observó que en algunos tramos la tubería que lleva el agua estaba puesta superficial ya esta zona es rocosa y es difícil hacer zanjas para que entre la tubería. En aquí se hace el trabajo mayor ya que se tiene que transportar el agua una distancia grande. PLANTA DE QOLLANA La planta de Qollana al igual que el de Piñipampa presenta sus propios transformadores, ya que las maquinas trabajan con 440voltios. En esta parte es donde se realiza la desinfección del agua mediante cloro gas, a las casas llega no menos de 0.5 de cloro. Solo se hace ese tratamiento. La dureza que tiene esta agua está dentro de los parámetros permisibles para el consumo del agua esta agua fluctúa entre 380 a 460 ppm. Es en esta planta donde se almacena el agua que proviene de Rumicolca, en un tanque cisterna subterráneo de 1000m3 de capacidad. Esta planta también presenta una pequeña planta para transformar la energía a 440 voltios para el uso de las maquinarias, también presenta el tanque para absorber el golpe de arite. Es este el último lugar donde se bombea el agua hacia el reservorio de cabecera R-12 que a partir de este reservorio se distribuye al resto por sistema de gravedad.

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CONCLUCIONES

 Del informe presentados se pudo observar, la permeabilidad tiene un valor de k= 0.07532956, lo que nos indica que nuestro acuífero consta de una buena permeabilidad.  La buena permeabilidad del acuífero, hace que el tiempo de estabilización de la napa freática en el proceso de extracción es muy rápida.

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ANEXOS

Figura 4: sensor de nivel que se encuentra en la planta de piñipampa Figura 2 : -caseta donde se encuentra la bomba

Figura 3: motor y tanque para absorber el golpe de ariete. Figura 1: Planta Piñipampa

|

Figura 6: tableros de control de piñipampa

Figura 5: medición del piezómetro para observar el abatimiento

15 Figura 7: llegada del agua de Rumicolca, almacenamiento en tanque subterráneo de 1000m3, por la tubería pequeña entra el agua con cloro par su desinfección.

Figura 8: caseta de cloración

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Figura 9: inyectores de cloro

Figura 11: ensayo para ver ver si el agua presenta los niveles de cloro

Figura 10: proceso de inyección de cloro para mezclarse con el agua

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Figura 12: ensayo para observar la dureza del agua

Figura 13: sensor de nivel que se encuentra en la planta de Qollana

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Figura 14: indicador de Caudal

Figura 15: Pequeña planta eléctrica que transforma la energía a 440voltios

Figura 16: tanque para absorber el golpe de ariete ubicado en la planta de Qollana

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Figura 17: Planta de Rumicolca