DIAPOSITIVA N°02[1].pdf

aNALISIS

1. www.usat.edu.pe
MG. ING. IDROGO PEREZ CESAR ANTONIO
[email protected]
SANEAMIENTO Y ALCANTARILLADO
AMBIENTAL

2. TEMÁTICA
I.DEMANDA DE LOS SERVICIOS.
II.PROYECCIÓN DE POBLACIÓN.
III.CAUDALES DE DISEÑO.

3. DEMANDA DE LOS SERVICOS

4. 4
DEMANDA DE LOS SERVICOS
I.BASESDEDISEÑO
Lasbasesdediseñoestánconformadasporlosparámetros,formulasy
métodosdediseñodeloscomponentesdelossistemasdeaguapotabley
alcantarilladosanitario.
Laformulacióndelasbasesdediseñosedesarrollaparacadaproyecto.Son
importantesporquepermitentenerunavisiónclaradeloquesepretende
proyectarparadesarrollarelproyectoconconocimientodeloquesevaa
hacerencadamomento.Paralaformulacióndelasbasesdediseñose
requieredominarloscamposdeaplicacióneneldiseñodecadapartedecada
unosdelossistemas.Dependendeladisponibilidaddeinformaciónytiempo
pararecabareinvestigarydeterminaralgunasvariablesdelascualesno
existeinformación.
Lasbasesdediseñosepuedenordenardelasiguientemanera:
Parámetrosbásicos
Caudalesdediseño
Formulasdegobierno
Formulasdeaplicación
Métodosdeaplicación
Metasdegestión

5. 5
1.1.PARAMETROS DEDISEÑO
Asícomoparaeldiseñodeestructuras,existenparámetrosdediseño
comoson:lacapacidadportantedelterreno,lacargamuertaopeso
propiodelasestructuras,lacargaviva,laresistenciadelosmateriales,
ensaneamientoexistenparámetrosdediseñocomosonlossiguientes:
ParámetrosBásicos
Laformulacióndelosparámetrosdediseño,involucraefectuarestudios
dirigidosadeterminarlademandadelosserviciosdeaguayde
recoleccióndedesagües.
Entalsentidoestosestudiossonimportantesparadeterminarla
envergaduradelproyectoyson:
Estudiodelasfuentesdeagua,enlaquesedeterminalacantidadyla
calidaddelasaguasdelasposiblesfuentesdeagua.
Estudiodepoblación,enelquesedeterminacuantitativamente,la
poblaciónactual,latasadecrecimiento,ladensidadhab/vivyla
poblaciónfutura,geográficamenteseestimadondeseubicaraesa
poblaciónenelfuturo.

6. 6
Estudiodemercado,enelquesedeterminanelnumerodeusuarios:
actuales,factibles,potenciales;numerodeconexionesdomiciliarias:
domesticas,comerciales,industriales,estatales,sociales;conexiones
activasyconexionesencorte.
EstudiodeConsumos,cuandoexistepoblaciónopoblaciónservida
sedeterminanlosvolúmenesdeconsumodeaguaportipode
conexióndomiciliaria.
Cuandoelproyectonoestadirigidoaunapoblaciónexistente
usuariasdeunservicio,enausenciadeinformaciónestadísticase
usanlosvaloresdedotaciónsegúnreglamento.
Así,losparámetrosdediseñoquedaranconstituidosporlasvariables
dediseñocomoson:
Cantidaddeaguadelasfuentes.
Calidaddelasaguasdelasfuentesdeagua.
Poblaciónactual.
Poblaciónfutura.
Periododediseño.
Densidadhab/viv.
ConexionesDomiciliarias.
Consumos.

7. Dotación.
Coeficientesdevariación.
Coeficientederetorno.
Pérdidasdeagua.
Tasadeinfiltracióndeaguasdelluvia.
Tasadeinfiltracióndeaguassubterráneas.
Contribucionesporinfiltracionessubterráneas.
Contribucionesdeaguasdelluvia.
Contribucionesporconexioneserradas.
Precipitacióndelluvias.
Temperatura.
Cargasuperficialdeaplicación.
Demandadeaguapotable.
Demandadealcantarillado.

8. 8
1.2.CAUDALESDEDISEÑO
Deestosparámetrosbásicossedesprendenlosparámetrosquevana
servirparadiseñarlasestructuras,comosonloscaudalesdediseño.
Estoscaudalesson:
Caudalpromedio
Caudalmáximodiario
Caudalmáximohorario
Caudalmínimo
1.3.FÓRMULASDEGOBIERNO
Lasfórmulasdegobierno,serefierenalasfórmulasquerigenelpaso
delasaguasporcanales,tuberíasyelementoshidráulicos.
Ejemplo:
FormuladeDarcyWeisbach.
FórmuladeManning.
Fórmuladelafuerzatractiva.
FórmuladeColebrook-White.
Fórmuladegobiernodeorificios,vertederos.

9. 9
1.4. FORMULAS DE APLICACIÓN
Se refieren a las fórmulas que se derivan de la aplicación del
Reglamento Nacional de Edificaciones, de Normas Referenciales
Nacionales o Internacionales o leyes de la economía.
Ejemplo para el diseño de reservorios:
Volumen de regulación = 25% del caudal promedio diario anual.
Período óptimo de diseño.
1.5. MÉTODOS DE DISEÑO
Se refieren a los métodos que se van aplicar en el diseño de los
componentes.
Ejemplo, para el diseño de redes de agua potable:
Método de seccionamiento.
Método de Hardy Cross.
Método de aproximaciones.

10. 10
II.CANTIDADDEAGUA
Lacantidaddeaguaquerequiereunsistemadeabastecimientodeagua
dependedediferentesvariablescomoson:
Población
Periododediseño
Consumodeagua
Coeficientesdevariación
2.1.CÁLCULODELAPOBLACIÓN
Laprediccióndelcrecimientopoblacionaldeberáserperfectamente
justificadadeacuerdoalascaracterísticasdelaciudad,susfactores
socio-económicosysutendenciadedesarrollo.
Lapoblaciónproyectadadebeserconcordadaconlasdensidadesdel
PlanReguladoroPlanDirectordedesarrollourbanodelalocalidadylos
programasdeexpansiónydesarrolloregional.
Laproyeccióndelapoblaciónserealizaempleandométodosque
utilizanlosdatosdeloscensosdepoblaciónyviviendadelINEI,
determinándoseporextrapolaciónlosvaloresfuturos.

11. 11
Losvaloresobtenidosdebenserconsideradoscomo
aproximadosdebidoalacomplejidaddelosfenómenosque
intervienenconelcrecimientopoblacional.
Lapoblaciónfuturaenlosproyectossecalculaporañosypara
eldiseñodeloscomponentessetienequedeterminarel
períododediseñoóptimo.Así,lapoblaciónfuturasecalcula:
a)Tratándosedeasentamientoshumanosexistentes,el
crecimientodeberáestaracordeconelplanreguladorylos
programasdedesarrolloregionalsiloshubiere;encasodeno
existirestos,sedeberátenerencuentalascaracterísticasdela
ciudad,losfactoreshistóricos,socioeconómicos,sus
tendenciasdedesarrolloyotrosquesepudieranobtener.
b)Tratándosedenuevashabilidadesparaviviendadeberá
considerarseporlamenosdensidaddepoblación
(asaturación)comosigue:

12. 12

13. PROYECCIÓN DE POBLACIÓN

14. 14
III.PROYECCIÓNDEPOBLACION
3.-METODOSDEESTIMACIONDEPOBLACIONFUTURA
·MétododelosComponentes
·ModelosMatemáticos
·MétodoGráfico
Acontinuaciónseexplicacadaunodeellos
3.1.MétododelosComponentes
Sedeterminanconociendocadaunodelosfactoresque
intervienenenelcrecimientoyeldesarrollodeunalocalidad,
talescomo:económicos(inversión),sociales(migraciones)y
políticos.
3.2.ModelosMatemáticos
a)InterésCompuesto
b)InterésSimple
c)Paráboladesegundogrado
d)IncrementosVariables
e)Racional

15. 15

17. 17

18. 18

19. 19

20. 20

21. 21

22. 22

23. 23

24. 24

26. CAUDALES DE DISEÑO

27. 27
IV.DEMANDADEAGUAPOTABLE
4.1.INTRODUCCIÓN
Elaguaesunbieneconómicoyporsuscaracterísticases
necesariaeinsustituible.
Elserviciodeaguaespagadoporlosusuariosycomobien
económico,elniveldeconsumodelmismoestásujetoasus
ingresos,alatarifayalacalidaddelosserviciosporelcualpaga.
Elconceptodedotaciónesunadefiniciónquenotomaen
cuentaladecisióndelusuarioenfuncióndesucapacidad
adquisitivaporloqueesteconceptoestádejándosedeusar,
parafinesdeestimacióndelademandaensistemasexistentes.

28. 28
4.2.DEFINICIONES
Dotación:Eselvolumendiariodeaguapotablequeunapersona
necesitaparasatisfacersusnecesidadesvitales.Seexpresaen
lt/(hab/día).
Demandaunitaria:Eselvolumendeaguapotablequeun
usuarioestádispuestoaconsumirbajocondicionesestablecidas
talescomo:calidaddelservicio,tarifa,ingreso,etc.
Consumo:Eselvolumendeaguautilizadoporunapersonaen
undíasinrestricciones.
Demandadeagua:Eslacantidaddeaguaquerequiereuna
población,parasatisfacersusnecesidades,basadaenla
estimacióndelvolumendeaguapotablequeunusuarioestá
dispuestoaconsumirbajocondicionesdecalidaddelservicio,
tarifa,ingreso,etc.Seexpresaenm3/año.

29. 29
4.3DOTACIÓN
Ladotaciónpromediodiariaanualporhabitante,sefijaráen
baseaunestudiodeconsumostécnicamentejustificado,
sustentadoeninformacionesestadísticacomprobadas(RNE).
Sisecomprobaralanoexistenciadeestudiosdeconsumoynose
justificarasuejecución,seconsideraránlossiguientesvalores
CUADRO
DOTACIONES SEGÚN TIPO DE USO Y CLIMA
TIPO DE USO Clima FríoClima cálido
Para sistemas con conexiones domiciliarias 200I/hab/d250I/hab/d
Programas de vivienda con lotes de área menor o igual a 90 m2120 I/hab/d150 I/hab/d
Para sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores para
camión cisterna o piletas públicas
30 l/hab/d50 l/hab/d
Fuente: (1) Norma OS.100 Reglamento Nacional de Edificaciones.

30. 30
Lashabilitacionesdetipoindustrialdeberándeterminarsede
acuerdoalusoenelprocesoindustrial,debidamente
sustentado.
Enlaprácticaseusanlosvaloresdedotación,cuandonoexiste
sistemadeabastecimientodeagua.
4.4.CONSUMO
Elconsumonetoeslacantidaddeaguausadaefectivamenteen
cadaunadelasactividadesqueserealizaenunalocalidad.
Clasificacióndelosconsumos
Losconsumosseclasificanen:
Consumodoméstico
Consumocomercial
ConsumoIndustrial
Consumopúblicooestatal
Consumosocial

31. 31
Consumodoméstico
Elconsumodomésticoserefierealconsumoquehacenlos
usuariosenlasviviendas,enlasactividadespropiasdelconsumo
enlavivienda.Esvariablesegúnseadoptenmedidasdeuso
racionaldelagua,educacióndelosusuarios.Enlaactualidadlos
aparatossanitariosaúngeneranelevadosconsumos,motivoporel
cual,sehandesarrolladodiseñosyaccesoriosparadisminuirlos
volúmenesdeconsumoydescargadelosaparatos(dispositivos
ahorradores).
Consumocomercial
Elconsumocomercialserefierealconsumoquerealizanlos
usuariosenloslocalesdondeseefectúanactividadesdeservicio
comercial,varíadeacuerdoalusoquehacendelaguaenellocalo
establecimiento.Enestosconsumosseclasificanlosrestaurantes,
hoteles,tiendas,fuentesdesoda,etc.

32. 32
Consumoindustrial
ElConsumoindustrialserefierealconsumoquerealizanlos
usuariosenloslocalesindustriales,varíadeacuerdoaltipode
industriasegúnlosprocesosquedesarrollalaindustria,la
tecnologíaqueutiliza.
Consumoestatal
Elconsumoestatalserefierealconsumoquerealizanlos
usuariosenloslocalesestatalesopúblicos,tambiénvaríade
acuerdoaltipodeestablecimientoquesetrate.Ejemplosde
establecimientosestatalessonloscolegios,losCentrosdeSalud,
losMinisterios,etc.Losconsumoscomerciales,industrialesy
estatales,sonindependientesdelnúmerodehabitantesdela
localidad.

33. 33
Consumosocial
Enelpaíssetieneestetipodeconsumo,quecomoseindicaes
decaráctersocial.Elconsumosocialserefierealconsumoque
realizanlosusuariosatravésdepiletaspúblicasyalbergues,alos
queseaplicantarifassociales.
4.5CONSUMONETO
Elconsumonetoestambiéndenominadodemandaagregada,
eslasumadelosconsumosdomésticos,comerciales,
industriales,estatales.
Losconsumostípicosdeconsumocomercialeindustrialse
muestranenelsiguientecuadro.

34. 34
Fuente: Ricardo López Cualla.
Elementos de Diseño para acueductos y alcantarillados.

35. 4.6.Pérdidasdeagua
Laspérdidasdeaguaenunsistemadeabastecimientodeaguase
calculancomoladiferenciadevolumendeaguaproducidoyel
volumenutilizadoporlosusuarios,expresadoenporcentaje.
EnelpaíslaspérdidasdelsistemaselosdenominanÍndicede
AguaNoContabilizadaoNoFacturada(IANCoIANF).
4.7. Consumo total
El consumo total de la población se calcula, incrementando las
pérdidas de agua. Se calcula con la formula:

36. 4.8.VARIACIONESDECONSUMO
Elconsumodeaguadeunaciudadvaríasegúnlasestaciones,
lascostumbres,losdíasdelañoylashorasdeldía.
Loscoeficientesdevariaciónbásicosson:
Coeficientemáximodiario.
Coeficientemáximohorario
Coeficientemáximomaximorum
Coeficientemínimo
4.8.1.Coeficientemáximodiariok1
Elcoeficientedevariaciónmáximodiarioeselmáximovalorque
varíaelconsumorespectodelconsumopromediodiarioanual,se
simbolizacomok1.Elcoeficientedevariaciónmáximodiariovaría
entre1.3y1.8,dependiendodeltamañodelapoblación.El
coeficienteesinversamenteproporcionalaltamañodela
población.Secalculaapartirdelosregistrosdiariosdeconsumos
deaguadeunapoblación.

38. 4.8.2.Coeficientemáximohorario
Elcoeficientemáximohorarioeselmáximovalorquevaríael
consumoenundíarespectodelpromediodeconsumodeese
día,selosimbolizacomok2.Elcoeficientedevariaciónhorario
varíaentre1.8y2.5.Elcoeficienteesmenorenpoblaciones
grandesymayorenpoblacionespequeñas,debidoaqueen
poblacionesmenoressepresentasimultaneidadenlosconsumos
porlascostumbres.Enlasciudadesgrandes,elcoeficientees
menordebidoaloheterogéneodelosconsumosdebidoaquese
presentandiferentesconsumosadiferenteshorasdeldía.Es
inversamenteproporcionalaltamañodelapoblación.

40. Secalculaapartirdelosregistroshorariosdeconsumosdeaguade
unapoblación.
Valormáximo(m3)
k2=------------------------------------------
Valorpromediodeldía(m3)
LanormaOS.100refierelosiguiente:Enlosabastecimientospor
conexionesdomiciliarias,loscoeficientesdelasvariacionesde
consumoreferidosalpromediodiarioanualdelademanda
deberánserfijadosenbasealanálisisdeinformaciónestadística
comprobada.
Delocontrariosepodránconsiderarlossiguientescoeficientes:
Máximoanualdelademandadiaria1.3
Máximoanualdelademandahoraria1.8a2.5
LanormadeSEDAPALprecisa:k1=1.3yk2=2.6

41. 4.8.3.Coeficientemáximomaximorumofactordemayoración
Elcoeficientemáximomaximorumeselmáximovalordel
consumoenlahorademayorconsumoeldíademayorconsumo,
respectodelpromediodeconsumodeesedía,sesimbolizacomo
k3.
k3=k1.k2
Elfactordemayoraciónhasidoinvestigadoporvariosautores,
quienespresentaronlassiguientescorrelacionesparaestimarel
valordeF=k1.k2,enfuncióndelapoblaciónPexpresadaenmiles
dehabitantes.

42. 4.8.4.Coeficientemínimo
Elcoeficientemínimoeselvalordeconsumoquesepresenta
enlahorademenorconsumo,respectodelpromediode
consumodeesedía,selosimbolizacomok4.

43. Se calcula a partir de los registros horarios de consumos de agua
de una población.
Valor mínimo (m3)
k4 = ------------------------------------------
Valor promedio del día (m3)

44. 5.CAUDALESDEDISEÑODEAGUA
5.1.Caudalpromediodiario
Elcaudalpromediodiariosedefinecomoelpromediodelos
consumosdiariosduranteunaño.Seexpresacomolarelacióndel
volumentotalconsumidoporlapoblaciónenundía(consumo
neto).
Tambiénsedefinecomoelcaudalcorrespondientealpromediode
loscaudalesdiariosutilizadosporunapoblacióndeterminada,
dentrodeunaseriedevaloresmedidos.Aestecaudaltambiénse
lodenominaporlaformadecalcular,caudalpromediodiario
anual.
Cuandosepresentainsuficienciadedatosmedidosestecaudal
mediodiarioseobtienedelarelacióndeladotaciónnecesariayel
parámetrodelapoblacióntotal.
Población(hab)xDotación(l/hab/d)
Qp=---------------------------------------------------
86400seg/d

45. 5.2.CaudalMáximoDiario
Eselcaudalmáximocorrespondientealdíademáximoconsumo
delaseriededatosmedidos,deigualmaneraenausenciade
datosestecaudalseconsiguemediantelaaplicacióndeun
coeficientedevariacióndiaria.
Qmd=Qp.K1
5.3.CaudalMáximoHorario
Eselcaudalcorrespondientealahorademáximoconsumoenel
díademáximoconsumoyseobtieneapartirdelcaudalmedioy
uncoeficientedevariaciónhoraria.
Secalculaconlafórmula:
Qmh=Qp.k2

46. 5.4.Caudalmáximomaximorumofactordemayoración
Eselcaudalquesepresentaenlahorademayorconsumo
coincideconeldíademayorconsumo.
Secalculaconlafórmula:
Qmm=Qp.k1.k2
5.5.CaudaldeBombeo
Eselcaudalrequeridoporlasinstalacionesdestinadasaimpulsar
elaguaalospuntoselevadosdelsistemadeabastecimientode
aguaynoesmasqueestimarelcaudalequivalentealcaudal
medioparaelnumerodehorasdebombeonecesariaqueno
puedeexcedelas16horasdiarias.