Direccin Universitaria de Educacin a Distancia EAP Ingeniera Ambiental
TRABAJO ACADMICO
MECANICA DE FLUIDOS
2014-1Docente:JUVENAL TORDOCILLO PUCHUCNota:
Ciclo:VIMdulo I
Datos del alumno:FORMA DE PUBLICACIN:
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Uded de matricula:
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HASTA EL DOM. 15 JUNIO 2014A las 23.59 PM
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TRABAJO ACADMICO
Estimado(a) alumno(a):Reciba usted, la ms sincera y cordial bienvenida a la Escuela de Ing. Ambiental de Nuestra Universidad Alas Peruanas y del docente tutor a cargo del curso.En el trabajo acadmico deber desarrollar las preguntas propuestas por el tutor, a fin de lograr un aprendizaje significativo.Se pide respetar las indicaciones sealadas por el tutor en cada una de las preguntas, a fin de lograr los objetivos propuestos en la asignatura.DEBE CONSIDERAR LOS SIGUIENTES PASOS AL CARGAR EL TRABAJO ACADMICO EN EL CONTENT LERD:1. INGRESAR A LA PLATAFORMA ACADMICA EN LA OPCIN CURSO2. DESCARGAR EL TRABAJO ACADMICO Y RESOLVERLO3. INGRESAR A LA OPCIN TRABACAD4. ENVO DE ACTIVIDAD LUEGO EXAMINAR PARA CARGAR EL TRABAJO Y QUEDE PUBLICADO EN LA PLATAFORMA 5. VERIFICAR QUE EL NOMBRE DEL ARCHIVO A CARGAR SEA CORRECTO Y ENVIAREsperamos que usted tenga los mejores xitos acadmicos."Una voluntad fuerte es la mejor ayuda para alcanzar tus metas
Descripcin del trabajo a elaborar SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EN EL (PONER LUGAR DE ESTUDIO)
El trabajo consiste en la proyeccin de la utilizacin eficiente y gestin del agua en lugar de estudio (sede donde pertenece el estudiante). Teniendo la finalidad de abastecer eficientemente a poblacin usuaria y las servidas como deben ser gestionadas para su aprovechamiento secundario. Podra tomar en cuenta en su estudio - Estudio de la demanda.- Diseo del sistema de captacin y aduccin de agua bruta.- Planta Potabilizadora (anlisis de la calidad del agua, diseo del sistema de tratamiento de agua y de los lodos generados en el proceso de potabilizacin, estimacin de consumo energtico y estimacin de costos de inversin). - Diseo del sistema de aduccin de agua potable.- Diseo de los Depsitos elevados en las localidades.- Para el presente trabajo identificar en cada estudio adecuadamente los fundamentos de la mecnica de fluidos.
COMPRENDE
1. Enviado al Campus Virtual (Presentacin (2 Ptos))
2. Realiza adecuadamente el planteamiento de la problemtica y objetivos (6ptos) Titulo Planteamiento del problemaObjetivos generales3. Hace uso de los fundamentos de mecnica de fluidos dadas en clase convenientemente y relaciona con casos reales (8ptos)
Fundamento tericoDescripcin del lugar de estudio 4. Los bosquejos esquemticos de los posibles soluciones se ajustan a la realidad y no trasgreden las leyes de mecnica de fluidos (10ptos)
Presentacin esquemtica o descriptiva de posibles solucionesConclusionesBibliografa
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EN EL DISTRITO DE EL TAMBO (PUEBLOS JOVENES EN DESARROLLO) HUANCAYO
Planteamiento del problema
Uno de los principales problemas que afecta al Distrito de El Tambo, Provincia de Huancayo, es la escasez de agua potable que se ha presentado en los ltimos aos, siendo ms crtico durante la poca del verano sobre todo a partir de las 18:00 horas. Segn informacin de ltimos estudios realizados actualmente se considera que los habitantes del Distrito de El Tambo estn sufriendo mayores problemas relacionados con el abastecimiento de agua potable, tomando en cuenta que la poblacin del distrito viene creciendo de una manera acelerada incluso teniendo una poblacin mucho mayor a la de Huancayo Cercado. La poblacin de barrios en desarrollo como se les llama actualmente son uno de los sectores del distrito ms afectados por la crisis de la falta de agua, ya que en muchos casos no cuentan con un sistema pblico que les provea del vital lquido, obligndolos a cavar pozos o teniendo que consumir el agua de los riachuelos cercados o manantiales que en muchos casos es agua contaminada ya que no tiene ningn proceso de tratamiento ,aun cuando es obligacin del gobierno proporcionar una solucin a tan importante problema.La ciudad est en riesgo frente a la demanda del consumo de agua que se tiene en el presente como en un futuro en donde las fuentes de agua se reducen an ms y no se agilizan las medidas tomadas por las instituciones correspondientes para enfrentar esta situacin.La demanda de agua potable se ha incrementado proporcionalmente con la poblacin. El sistema de distribucin de agua potable opera en forma deficiente y no se ha podido suplir la demanda durante los ltimos aos, de igual manera el rpido incremento poblacional, ha impedido que se realice tratamiento a las aguas negras como se hace en otros pases.Por lo que la presente investigacin permitir dar a conocer posibles soluciones al problema de la escasez de agua en el Distrito Metropolitano de El Tambo, centrndose en los barrios ms pobres en donde la falta del vital lquido es ms significativa.
Por todo lo mencionado anteriormente nos atreveramos a cuestionarnos con la siguiente pregunta:
Cules son algunas alternativas de solucin de la escasez de agua potable en los barrios en desarrollo del Distrito de El Tambo?
Objetivos Generales
El objeto del presente trabajo es procurar el abastecimiento de agua apta para el consumo humano del populoso distrito de El Tambo (barrios en desarrollo) que cuenta con una poblacin actual de 150 000 habitantes. Con esta accin pretendemos que mejore la calidad de vida de la comunidad y contribuyamos a su desarrollo.Garantizando el suministro de Agua potable a las personas de la poblacin del distrito de El Tambo se busca los siguientes objetivos: Contar con agua de acuerdo a los estndares permitidos (Propiedades de los fluidos, viscosidad, densidad, etc.). Ya que en los barrios en desarrollo por el hecho de estar alejados no hay fiscalizacin alguna de la calidad de agua. Tener los equipos adecuados para la potabilizacin del agua, equipos que tengan un correcto funcionamiento en cuanto al flujo del agua, la corriente del agua, el caudal entre otros. Ya que actualmente El distrito de El Tambo y la Provincia de Huancayo cuentan con una de las aguas con peor calidad del pas.
Por lo adicionalmente dicho, otros objetivos a mencionar son:
Disminuir las tasas de mortalidad por enfermedades de origen hdrico. Provocar un impacto sanitario favorable en la poblacin infantil, ms vulnerable a las enfermedades.
Fundamento TericoEl agua potable es uno de los servicios bsicos de mayor importancia para la supervivencia de las personas en cualquier lugar del mundo, actualmente la escasez de Agua Potable es un problema mundial que nos est afectando cada da ms debido al rpido crecimiento de la poblacin y a otros factores como el calentamiento global. Por lo que la falta de agua en los pueblos en desarrollo del distrito de El Tambo ameritan a una pronta solucin debido al:
Crecimiento DemogrficoEl aumento de los habitantes en el mundo tiene como consecuencia implcita la reduccin de disponibilidad de agua dulce por persona. Dicha disponibilidad disminuye con la reduccin de la calidad del agua debido a su creciente contaminacin.Uso del agua en la Agricultura.La principal fuente de suministro de alimentos en el mundo es la agricultura. Gran parte del agua que utiliza depende de la lluvia, pero las tierras de regado representan alrededor de una quinta parte de la zona cultivable total de los pases en desarrollo.Aporte de la Tecnologa.De todos es conocido los grandes y rpidos cambios que suceden en los ltimos tiempos, una gran complejidad de gestionar pero por otro lado tenemos un avance tecnolgico que es un gran potencial si se utiliza con racionalidad y con visiones de futuro.
Descripcin Del Lugar De Estudio
Ubicacin Geogrfica
El distrito de El Tambo, se encuentra ubicado en la sierra central del pas, en el lado norte del distrito de Huancayo, hacia la orilla izquierda del ro Mantaro a 3,253 metros sobre el nivel del mar, y a 12 03 14 L.S. y 75 12 55 L.O. de G.
Estructura y Densidad Poblacional
El Tambo cuenta con un alto porcentaje de poblacin joven, entre las edades de 0-34 aos se concentra al 64.78% de la poblacin, mientras que entre las edades de 35-99 aos se encuentran el 35.22%. La relevancia de los jvenes, dentro del contexto distrital, deriva no solamente de su importancia numrica y del peso relativo que tienen, sino tambin de sus necesidades, demandas, problemticas y potencialidades particulares y de su participacin en las diferentes esferas de la vida econmica, poltica y social del distrito; por lo que estn llamados a reemplazar en pocos aos a las generaciones adultas actuales.
Estratificacin SocioeconmicaLa Estratificacin Socioeconmica, es un estudio tcnico orientado a clasificar la poblacin del distrito en grupos socioeconmicos homogneos denominados estratos. Mediante un censo de estratificacin por manzanas se investiga aspectos relacionados con las viviendas. Dichos aspectos se denominan variables de estratificacin y corresponde a:a. Las Caractersticas fsicas externas de las viviendasb. Su entorno inmediato y su contexto urbanstico, el inventario de las variables se realiza en el terreno mediante la observacin directa, es decir, sin hacer preguntas a las personas. Los Municipios distritales pueden tener entre uno y seis estratos, dependiendo de la heterogeneidad social y econmica de sus viviendas. En el distrito de El Tambo es necesario realizar este estudio de estratificacin ya que esto nos permitir: El uso de tarifas diferenciales en el cobro de los servicios Orienta la planeacin de la inversin pblica. Facilita la aplicacin de subsidios a los ms pobres (vivienda, salud, servicios pblicos, educacin, etc.) Permite el control nacional para evitar abusos y manipulacin. Base de liquidacin en las tarifas del Impuesto Predial. Educacin: Base cobro de matrcula en establecimientos pblicos de educacin superior. Instrumento para la focalizacin de programas sociales (mejoramiento servicio pblico, campaas saneamiento, etc.) Otros cobros asociados a la vivienda (alumbrado pblico, licencias de construccin, lneas demarcacin, contribucin y valorizacin) Usos privados: mercadeo, publicidad, estudios varios
Servicios Bsicos E Infraestructura De La ViviendaLa vivienda est asociada a las condiciones de vida de los hogares del Distrito. Las viviendas en su mayora son construidas con material noble en toda la zona urbana caracterizndose por ser casas independientes, departamentos y otros. Tambin existen viviendas antiguas construidas en adobe y complementadas con material noble. Existe una menor cantidad de viviendas construidas con paredes de adobe y/o tapia, con piso de tierra.
Acceso de Agua para Consumo Humano.Con respecto al acceso de la poblacin del distrito al abastecimiento de agua, segn los ltimos Censos Nacionales 2007, el 82,6% de las viviendas del distrito cuentan con el servicio de agua potable dentro de la vivienda, el 13,5% tiene acceso a la red pblica fuera de su vivienda y existen otras fuentes diversas de acceso al agua como el 0,5% al piln de uso pblico; el 0,1% al camin cisterna, el 0,3% al pozo, 0,4% al ro y acequia, un 2.0% que tiene acceso al agua proporcionado por el vecino y un 0,7% de otros no especificados. Datos que nos sern de gran importancia para el desarrollo de nuestro trabajo de investigacin.
Presentacin Esquemtica O Descriptiva De Posibles SolucionesPara poder brindar soluciones acordes a la situacin actual de los barrios en desarrollo se tendr que realizar un estudio de los siguientes aspectos que son de gran importancia: Estudio de la poblacin. Estudio de las necesidades de consumo domstico diarias. Principales tipos de fuentes (Manantiales, Arroyos, Grandes corrientes y ros, Legalidad de las fuentes y Cantidad y calidad del agua)
Luego de realizar todos estos pasos previos podremos realizar lo siguiente:
CaptacinTeniendo en cuenta que por todos los poblados en desarrollo pasan muchos riachuelos o ros menores la captacin se realizara en el cauce principal del ro o riachuelo en donde se va a colocar un pequeo azud de hormign para asegurar el caudal necesario en la entrada a la derivacin.Para realizar esta captacin la toma de la derivacin se va a reforzar con hormign en los bordes y en el fondo. Al aplicar estas medidas a la canalizacin se evitar, que en las diferentes crecidas del ro se obstruya o se deforme la derivacin.Es muy importante a la hora de realizar la derivacin que exista suficiente pendiente para que el agua alcance los filtros llegar a los filtros de arena y para que el rebosadero vierta al cauce principal del ro.Las dimensiones del cauce sern una profundidad de 40 cm y un ancho de 50 cm, con un caudal mnimo de 50 m3/h, a una velocidad de 0,6 m/s. Este caudal ser el necesario para asegurar el servicio continuo de agua a los filtros lentos, contando con las prdidas de carga y la evaporacin.Al inicio de la toma de derivacin se colocarn unas rejas para realizar un desbaste de los slidos ms voluminosos, la distancia entre los barrotes ser 120 mm. A mitad del trayecto se clorarn otras rejas con una separacin de 50 mm entre los barrotes, por ltimo antes de los filtros de arena se realizara un desbaste fino, con una separacin de 5 mm.Antes del primer desbaste de la derivacin se ubicar una compuerta para regular el paso del agua cuando se den crecidas en el ro. Se colocar otra compuerta, regular el paso del agua a los filtros de arena, estar situada detrs del rebosadero que conducir el agua sobrante al cauce principal del ro.En la siguiente figura se plasma una posible propuesta donde reflejan todas las caractersticas y dimensiones de la captacin.En ninguna parte de la derivacin habr problemas por la colmatacin ya que estas dimensiones son muy pequeas y la limpieza puede efectuarse en cualquier momento por el equipo de mantenimiento.
Mantenimiento de la captacinLo ms importante es evitar la colmatacin en las instalaciones de la derivacin, para lo que es imprescindible realizar una limpieza de todo el fondo de la canalizacin semanalmente.Diariamente hay que revisar el caudal del ro para regular la compuerta de entrada a la derivacin y as evitar que en las crecidas entre tanta agua que pueda daar las instalaciones.Las rejas de desbaste tienen que estar siempre limpias de objetos que impidan el paso regular del agua.
TratamientosUna vez calculado el flujo de agua disponible se procede a analizar la calidad de dicha agua mediante anlisis de laboratorio.Los principales tipos de contaminacin que se pueden encontrar en el agua en las zonas rurales, son restos de fertilizantes y pesticidas con presencia de microorganismos patgenos. Para comprobar si existe alguno de estos elementos, Se analizan los siguientes parmetros en los Laboratorios de los entes responsables caso del Per es DIGESA.Los anlisis fsicos qumicos que se tendran que realizar son los siguientes parmetros teniendo que ser realizados in situ.
Lo ms importante a destacar de los posibles resultados a obtener son una elevada cantidad de microorganismos. En los resultados se obtiene un PH de 6, cuando la OMS advierte que el agua es apta para consumo humano entre los valores de 6,5 y 8,5 de PH, en caso de tener un bajo PH para subirlo aadiremos unas piedras que utilizan ellos para aumentar la basicidad del agua.
Mantenimiento de los filtrosLa operacin del filtro lento se basa en el control de la velocidad de filtracin, la medicin y la calidad del agua producida. Se ha de realizar por tanto un control del caudal de entrada realizar anlisis de la turbidez (con los equipos necesarios). La manutencin se basa en la recuperacin de la prdida de carga en los medios filtrantes con el lavado superficial y las descargas del fondo. Para lograr un adecuado funcionamiento es muy importante que la puesta en marcha del filtro se realice lentamente para poder alcanzar la formacin y maduracin de la capa biolgica en un tiempo ms corto. Son tareas del operario regular el nivel de agua sobrante, remover el material flotante, medir la velocidad de filtracin y decidir la limpieza del lecho. En el rea superficial del lecho de arena es donde se acumula la mayor parte del material inorgnico, orgnico y la biomasa. El raspado de esta parte permite recuperar la conductividad hidrulica del filtro. Para ello se ha de drenar el agua sobrante, raspar la capa superior, retirar el material raspado, nivelar la superficial de arena y comprobar la profundidad del lecho.
ConduccinPara llevar el agua desde la bomba hasta el depsito la conduccin se realizar por medio de tuberas de PVC de 90 mm de dimetro exterior y de un timbraje de 16 atm. La longitud de tubera necesaria es de 2.500 metros, un codo de 90 y otro de 45. Se entierra a 0,70 metros de profundidad para evitar que se deteriore con la exposicin al sol. Entre la zanja y la tubera se situar una cama de arena para evitar daos en la tubera. A continuacin se muestra un esquema de la instalacin de la tubera que comunica el depsito con la motobomba.
AlmacenamientoLa capacidad estimada para el tanque de almacenamiento es de 150 m3, que ser ms del agua necesaria para abastecer a cada poblacin en un da de la poca seca. Con 150 m3 y una motobomba de caudal 30 m3/h, el depsito tardara en llenarse 5 horas. En la situacin ms desfavorable, es decir si en un da concreto hubiera un aumento de la demanda, llenar 1/3 de la capacidad total del depsito supondra 1 hora y 15 minutos.
Tuberas del depsitoSera necesario colocar una tubera para vaciar el depsito y poder limpiarlo, ser de PVC dimetro de 125 mm, terminada en una pieza del tipo racor-brida, (tambin se llama brida-liso), con una brida ciega atornillada que sirve de tapa, solo se puede quitar aflojando los tornillos y es mucho ms barato que una vlvula cualquiera y evitar que nadie la abra para coger agua. Cuando se afloja la brida ciega sale el agua del fondo del depsito, esta agua del fondo normalmente no es potable.
DesinfeccinEn el depsito se instalar un mecanismo para que se apliquen la dosis necesaria para la desinfeccin del agua. Esta fase se realiza al final del proceso para evitar prdidas de cloro por evaporacin. Los cloradores deberan estar prximos al lado por el que llega el agua y lejos del extremo por donde sale.
Instalacin Y Requerimientos De Instalacin
Este sistema debe construirse con materiales que resistan la corrosin de una solucin fuerte de hipoclorito. El tanque de solucin puede ser de polietileno de alta densidad (PEHD) o de, fibra de vidrio. El flotador puede hacerse con PVC o madera. No deben usarse aluminio, acero, cobre ni acero inoxidable porque se destruyen rpidamente. Este equipo es sencillo de instalar, como todos los equipos de carga constante. Su aplicacin est limitada a aquellos casos en que la solucin de hipoclorito puede fluir por gravedad hacia el sitio de mezcla, ya sea un canal, una cmara de contacto de cloro o directamente hacia un tanque de almacenamiento. La instalacin debe incorporar un intervalo de aire en la tubera de descarga para evitar la posibilidad de sifonaje. Tambin debe estar diseado de modo que se excluya la posibilidad de que el contenido del tanque de solucin se descargue todo de una vez accidentalmente en el canal de mezcla o la cmara de contacto si se rompe un accesorio o tubera o si ocurre otro tipo de derrame. El diseo de la instalacin debe facilitar el manejo de los compuestos de cloro, la mezcla de soluciones y el ajuste de la dosificacin. Se colocar un grifo de agua en un lugar conveniente para facilitar la preparacin de las soluciones madre y para el aseo general.Conclusiones Este trabajo pretende ser un punto de inicio para la escasez de agua en los poblados ms jvenes que estn ubicados en las periferias del distrito de El Tambo en los cuales no se cuenta con el lquido elemento. Con este proyecto se pretende que el sistema de abastecimiento de agua pueda ser gestionado por los propios habitantes. Conseguir este objetivo, para conseguir este cambio de conducta respecto al agua en la poblacin en la que se va a poner en marcha el sistema de abastecimiento de agua potable, ser necesario desarrollar tcnicas para la participacin ciudadana, concienciar a la comunidad de respetar las instalaciones, de mantener las leyes, lo que va a requerir un duro y largo trabajo durante la implementacin del sistema y posteriormente. Para la realizacin de este proyecto, teniendo en cuenta la ubicacin del proyecto y el grado de desarrollo de la comunidad a la que va dirigido, no se han seleccionado las mejores opciones tcnicamente posibles en todos los casos sino las ms viables tanto econmicamente, por cuestiones de accesibilidad a la consecucin de los materiales empleados, como por el nivel de conocimientos tcnicos de la poblacin y para poder cumplir la premisa de la autogestin del sistema una vez construido y puesto en marcha. El sistema de distribucin funcionar por gravedad, a partir de la captacin de un ro situado en las afueras del pueblo, que suministra agua a las dos poblaciones mediante fuentes comunales. Para la toma de decisiones en la planificacin del proyecto ser muy relevante el censo de poblaciones realizado in situ y toda la informacin obtenida en campo relacionada. De este modo, se plantea una visin global del problema del agua y sobre el abastecimiento por gravedad. Se ha pretendido, as mismo, que el presente trabajo pueda servir como manual de utilizacin sobre el terreno para usuarios locales o futuros cooperantes. La elaboracin de este Proyecto ha permitido observar de manera directa, que el trabajo de implantacin de sistemas de abastecimiento de agua en comunidades desfavorecidas en poblaciones jvenes en vas de desarrollo tienen una tremenda utilidad ya que contribuye a solventar el problema de la falta de cobertura de algunas de las necesidades ms bsicas de las personas. La implementacin de sistemas de abastecimiento de agua permite reducir enormemente el tiempo invertido diariamente para recolectarla de fuentes muchas veces situado a una gran distancia, con el consiguiente derroche de energa. Este tiempo y energa pueden ser reinvertidos en labores ms productivas, fundamentalmente en el caso de las mujeres y los nios, que son quienes normalmente se encargan de ir por agua de dichas fuentes.
Bibliografa Metodologa De La Investigacin [En lnea]. Mxico, 2011.Disponible en:http://www.share-pdf.com/89b0334418ce4e82ae7abf47b3939fcb/ahorro%20del%20agua.pdf Riesgos De Escasez De Agua En La Ciudad De Huancayo Al Ao 2030 [En lnea]. Huancayo, 2012. Disponible en :http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=3&ved=0CCoQFjAC&url=http%3A%2F%2Fjournals.continental.edu.pe%2Findex.php%2Fapuntes%2Farticle%2Fdownload%2F42%2F41&ei=-sGbU_SfIOPmywOxoYLoCg&usg=AFQjCNE3dkjsU1KLde39g3RNK0J_T-8YSg&sig2=rivl9cBsT7qGjLDEn3FA1Q Proyecto de Un Sistema De Abastecimiento De Agua Potable En Togo [En lnea].Madrid, 2010. Disponible en:http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=3&ved=0CCoQFjAC&url=http%3A%2F%2Fjournals.continental.edu.pe%2Findex.php%2Fapuntes%2Farticle%2Fdownload%2F42%2F41&ei=-sGbU_SfIOPmywOxoYLoCg&usg=AFQjCNE3dkjsU1KLde39g3RNK0J_T-8YSg&sig2=rivl9cBsT7qGjLDEn3FA1Q Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin (FAO). Coping with wter scarcity challenge of the twenty-first century. Informe da Mundial del Agua. Roma:UN-Water;2007 vila P. Vulnerabilidad socio ambiental, seguridad hdrica y escenarios de crisis por el agua en Mxico, Ciencias. 2008;(90):46-57. Smith MD. Solo tenemos un Planechnology Publications Ltd; 2007ta. 2da Ed. Lima: Intermediate Technology Publications Ltd; 2007
8TA20141DUED
