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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN. ………………………………………………..……….. 3
OBJETIVOS. ……………………………………………………..………… 3
.JUSTIFICACION. ……………………………………………….………… 3
ALCANSES. ……………………….………………………………..…….. 4
REVICION DE LITERATURA……………………………..…………....… 5
CÁLCULOS. ………………………………………………….….…...…... 10
Periodo de diseño. ………………………………………………... 10
Estimación de la Población. ……………………………………...... 11
Densidad Poblacional. …………………….……………………....13
Dotación. ………………………………………….……………….. 14
Caudal de Diseño. ………………………………………………..... 16
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. …….………….…...…... 17
BIBLIOGRAFIA. …..……………………………………………..….……18
PLANOS. …………………………………………………..………19
ANEXOS. ………………………………………………….………20
Universidad Nacional de Cajamarca Ingeniería Civil
I. INTRODUCCIÓN
Todo lugar donde habitan grupos de personas requieres tener los servicios básicos
de agua potable y alcantarillado para tener un mejor nivel de vida. Para esto se realizara el
llamado “Abastecimiento de Agua y Alcantarillado”.
Para este trabajo, teniendo una ciudad ficticia, vamos a calcular los diversos
parámetros básicos de diseño que se necesitan para abastecer de agua potable y realizar el
alcantarillado de dicha ciudad. Dentro de los parámetros mencionaremos algunos como el
caudal medio de consumo de la población, la tasa de crecimiento, la población futura,
expansión futura, etc.
Sea realizara una pequeña investigación domiciliaria que consiste en tomar las
lecturas del medidor por tres días como mínimo para obtener la dotación doméstica,
mientras que para los usos complementarios usaremos el RNC. Pero en la vida profesional
se usará solo uno de estos métodos.
II. OBJETIVOS
- Determinar los parámetros básicos de diseño.
o Determinara el periodo de diseño.
o Estimar la población.
o Calcular la dotación para una ciudad ficticia.
o Determinar el caudal de diseño.
- Elaborar un plano de una ciudad ficticia con un área de 40 Ha como mínimo para
viviendas, con área adicional para usos complementarios.
- Realizar un pequeño trabajo de investigación para calcular la dotación domestica.
III. JUSTIFICACIÓN
Es necesario aprender a realizar estos cálculos, ya que son básicos para diseñar la
línea de conducción, plantas de tratamiento, línea de aducción, etc.
Además, el agua es elemento vital para las personas, por tal motivo es importante
aprender a abastecer de agua a las ciudades mediante trabajos de ingeniería, y así evitar
epidemias, mejorando la calidad de vida de las personas.
Abastecimiento de Agua y Alcantarillado Pág. 2
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IV. ALCANCES
- Para un proyecto de abastecimiento de agua y alcantarillado debemos realizar
también un estudio socioeconómico; pero para nuestro trabajo no vamos a
considerar es aspecto.
- Se tendrá una CIUDAD FICTICIA, compuesta de 40 Has solamente de viviendas,
distribuidas de la siguiente forma:
o 10 Ha, de manzanas de 60 x 60 m.
o 10 Ha, de manzanas de 80 x 80 m.
o 10 Ha, de manzanas de 100 x 100 m.
o 10 Ha, de manzanas de 120 x 120 m.
Así mismo debe completarse con un área adicional para usos complementarias
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- Escuela - Plaza de Armas- Hotel - Parque
V. REVISIÓN DE LITERATURA
1. PERIODO DE DISEÑO:
Es el tiempo en el cual la estructura funciona eficientemente, dependiendo de la
tasa de crecimiento poblacional, expansión futura poblacional, tiempo de la vida útil de las
estructuras, costo del proyecto.
Para escoger el periodo de diseño debemos tener en cuenta el RNC y el criterio de
cada uno de nosotros.
Según el RNC: Para poblaciones entre 2000 y 20000hab: Pd15 años
Según la tasa de crecimiento del método del interés compuesto:
T C Método del
Interés compuesto (%)
Periodo de diseño
(años)
< 1 30 – 20
1 – 2 25 – 15
> 2 20 - 10
2. ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN:
Se usan los siguientes modelos:
- Modelo racional
- Modelo gráfico
- Modelo comparativo
- Modelo de población
- Modelo matemático:
Método aritmético
Método geométrico
Método de interés simple
Método de interés compuesto
A. Métodos matemáticos
a. Método aritmético: Para este método se supone la tasa de crecimiento poblacional constante.
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Pf =P i+k A (T f−T i )
K A=P f −Pi
T f −T iDonde:
Pi : Población inicial en miles Pf : Población final en miles Ti : Tiempo inicial en años Tf : Tiempo final en años KA : Tasa de crecimiento
b. Método geométrico: Este método considera una tasa de crecimiento proporcional a la población.
Pf =P i∗ek G (T f−T i)
KG=Ln( P f )−Ln( Pi )
T f−T i
Donde: Pi : Población inicial en miles Pf : Población final en miles Ti : Tiempo inicial en años Tf : Tiempo final en años KG : Tasa de crecimiento poblacional.
c. Método de interés simple: Supone el crecimiento poblacional igual al crecimiento de un capital de interés simple, tomando como razón el promedio obtenido de las variaciones expresadas en porcentaje.
Pf =P i+Pi×K IS×(T f−T i )
K IS=Pf−Pi
Pi(T f−T i )
Donde: Pi : Población inicial en miles Pf : Población final en miles Ti : Tiempo inicial en años Tf : Tiempo final en años KIS : Tasa de crecimiento poblacional.
d. Método de interés compuesto: Considera que el crecimiento poblacional es igual al crecimiento de un capital al interés compuesto, cuyo aumento tiene la forma de una curva exponencial.
Pf =P i(1+K IC )T f −T i
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K IC=(P f
P i )1(T f −T i)−1
Donde: Pi : Población inicial en miles Pf : Población final en miles Ti : Tiempo inicial en años Tf : Tiempo final en años KIC : Tasa de crecimiento poblacional.
3. DOTACION:
Las dotaciones estarán dadas de acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones (RNC).
Consumo Doméstico :
La dotación doméstica se hallará mediante la lectura de medidores correspondiente al domicilio de cada alumno y según el número de personas que residen en dicha casa. Así mismo se comparará con el consumo realizado por mes, el cual se observa en los recibos de servicio de agua potable.
Consumo Doméstico = Población de Diseño x Dotación Doméstica
Consumo Comercial y Público:
Las dotaciones estarán dadas de acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones (RNC). Con respecto a su área útil y al servicio que se ofrece.
Área Complementaria
DotaciónCantida
d UnidadPlaza de Armas 2.00 L/m2/dHotel 500.00 L/Dor./dIglesia 0.50 L/m2/dMunicipalidad 6.00 L/m2/dHospital 600.00 L/Cam./dPolicía 50.00 L/Pol./dColegio 50.00 L/Alum./dEscuela 50.00 L/Alum./dEstadio 1.00 L/Esp./dParque 2.00 L/m2/dCementerio 1.00 L/m2/dMercado 15.00 L/m2/d
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Área Complementa
ria% Área
ÚtilObservación
Plaza de Armas 100Iglesia 80Municipalidad 80Parque 100Cementerio 50 Por áreas verdes
Según el RNC recomienda 200 lt/día, para poblaciones de 10,000-50,000, vemosque éste valor difiere del obtenido en las lecturas hechas en el medidor, pero paraeste caso asumiremos dicho valor (obtenido del medidor) ya que podría ser el másadecuado para la obtención de resultados posteriores.
:. Dotación domestica: 95.8 L/p/dQ Domestico = P Total * Dotación
Q Domestico = 1870267.9 L/d
Q Domestico = 21.65 L/s
2. CONSUMO OTROS USOS (L/uso/d)
A) CONSUMO COMERCIAL:
Mercado: Área total = 6400 m²Dotación (RNC) = 15 L/m²/d
Se tendrá en cuenta las dotaciones de acuerdo al área útil de algunas áreascomplementarias, como pueden ser:
Área Complementaria Área Tot. % Área Útil Área ÚtilPlaza de Armas 14400.0 100 14400Iglesia 3600.0 80 2880Municipalidad 5100.0 80 4080Parque 2400.0 100 2400Cementerio 6400.0 50 3200
Área complementaria Aporte Dotación (RNC) Caudal(L/d)
Caudal(L/s)Cantidad Unidad Cantidad Unidad
Plaza de Armas 14400 m² 2.0 L/m²/d 28800.0 0.33Hotel 40 Dormitorios 500.0 L/Dor./d 20000.0 0.23Iglesia 2880 m² 0.5 L/m²/d 1440.0 0.02Municipalidad 4080 m² 6.0 L/m²/d 24480.0 0.28Hospital 30 Camas 600.0 L/cam./d 18000.0 0.21Policía Nacional 40 Policías 50.0 L/Pol./d 2000.0 0.02Colegio 600 Alumnos 40.0 L/Alum./d 24000.0 0.28Escuela 200 Alumnos 40.0 L/Alum./d 8000.0 0.09Estadio 3000 Espectador 1.0 L/Esp./d 3000.0 0.03Parque 2400 m² 2.0 L/m²/d 4800.0 0.06Cementerio 3200 m² 1.0 L/m²/d 3200.0 0.04
Total 137720.0 1.59
Q Público = 1.59 L/s
Q Otros Usos = Q Público + Q ComercialQ Otros Fines
= 2.48 L/s
Q Total = Q Domestico + Q Otros Fines
Q Total = 24.13 L/s
:. Q Domestico 21.65 L/s 89.70 % ≥ 70%Q Otros Fines 2.48 L/s 10.30 % ≤ 30%
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Q Total 24.13 L/s
V. CAUDAL DE DISEÑO.
1. CAUDAL MEDIO:
Luego: Q Domestico 21.65 L/s 89.70 % ≥ 70%Q Otros Fines 2.48 L/s 10.30 % ≤ 30%Q Total 24.13 L/s
Luego:Q m = 24.13 L/s
Nota: Dicho caudal será utilizado para el diseño del Reservorio
Por lo Tanto la Dotación Per Cápita será:
Dot. P.C. = 106.75 L/p/d
2. CAUDAL MAXIMO DIARIO:
1.2 ≤ K1 ≤ 1.5 El mayor valor es considerado para ciudades pequeñasEl menor valor es considerado para ciudades grandes
Consideramos : K1 = 1.3 ( Según el MINSA )
Luego:Q máx d = 31.37 L/s
Nota: Dicho caudal será utilizado para el diseño de las Estructuras de Captación,Línea de Conducción y Plantas de Tratamiento