TALLER DE SANEAMIENTO BÁSICO RURAL
CLASE 2
PERIODO DE DISEÑO
PERIODO DE DISEÑO 1.
DEFINICION
2.
FACTORES DET DETERMINANTES
3.
SELECCION DEL PERIODO 3.1 Reglamentos 3.2 Referencias 3.3 Criterios Económicos 3.3.1 Período Tentativo 3.3.2 Período Optimo
VOLUMEN RETENIDO TEMPORALMENTE
SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO
VOLUMEN TRANSPORTADO
POR BOMBEO
DE AGUA VOLUMEN RETENIDO TEMPORALMENTE VOLUMEN TRANSPORTADO
POR GRAVEDAD
VOLUMEN DE AGUA
VOLUMEN DE AGUA
<> TAMAÑO DEL SISTEMA
PRESA : ALTURA = ? ESPEJO DE AGUA = ? VOLUMEN = ? PRESA INTERMEDIA Laguna Antacoto - MARCA III
SIFON :
SIFON QUIULACOCHA - MARCA III
DIAMETRO = ? VELOCIDAD = ? CAUDAL = ? VOLUMEN = ?
VOLUMEN DE AGUA ...
El diseño de las estructuras y conducciones queda determinado por la cantidad de agua que deben de conducir y/o almacenar para satisfacer la demanda de la población durante un período de tiempo.. tiempo Los factores a considerarse son: 1. PERIODO DE DISEÑO 2. POBLACIÓN DE DE DI DISEÑO 3. USOS DEL DEL AGU AGUA - DOTACION 4. AREA DE DISEÑO 5. HIDROLOGIA DE DIS ISE EÑO 6. INVERSI SIÓ ÓN DE CA CAPIT ITA AL
PERIODO DE DISEÑO 1. DEFINICION n
En una obra de ingeniería civil, es el número de años durante durante los cuales cuales una una obra obra determin determinada ada prestará prestará el servicio para la cual fue diseñada.
n
El período de diseño puede definirse como el tiempo para el cual el el sistema será 100% eficiente, eficiente, ya ya sea por por la capacidad capacidad en la conducción del caudal deseado o por la existencia física de las instalaciones.
n
Es el tiempo dentro del cual se priorizan las inversiones y se minimizan las capacidades ociosas instaladas (no genera tasa de retorno) de los elementos del sistema.
PERIODO DE DISEÑO
2. FACTORES DETERMINANTES a) Vida útil de las estructuras y equipos electromecánicos, considerándose la obsolescen_ cia, el desgaste y daños.
BOMBA HIDRAULICA
RESERVORIO APOYADO
CONCRETO ARMADO Secció Secci ón de Canal Tipo IV MARCA III
SIFON QUIULACOCHA MARCA III
PERIODO DE DISEÑO
2. FACTORES DETERMINANTES … b)Fact Factib ibil ilid idad ad
de la la cons constr truc ucci ción ón,, posi posibi bili lida dad d de ampliaciones futuras y/o sustitución y la planeación de las etapas de construcción de la obra.
RESERVORIO ELEVADO
PTAR HUASCAR
CONCRETO ARMADO ARMA DO - Secci Sección ón de Canal Tipo IV MARCA III
PERIODO DE DISEÑO
2. FACTORES DETERMINANTES … c) Cambios en el desarrollo
social, económico y la tendencia de crecimiento de la población.
EL AGUADOR
PANCHO FIERRO
PERIODO DE DISEÑO
2. FACTORES DETERMINANTES … d) Comportamiento
hidráulico de las obras cuando éstas no estén funcionando a su plena capacidad. RESERVORIO APOYADO
R.A.F.A. (Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente)
PERIODO DE DISEÑO
2. FACTORES DETERMINANTES … e) Posibilidades de financiamiento y la tasa de interés.
La capacidad del sistema depende del costo total capitalizado.
BAHIA MIRAFLORES DESCARGA DEL EMISOR COSTANERO SAN MIGUEL 3.2 m3/s
EMISOR SUBMARINO VENECIA (1 m3/s)
“MUCHO MUCHOS SD DE E LO L OS PROB PROB L EMA S D DE EH HO OY
SON SON EL RESUL RESUL TA DO DE LA L A S SOL UC UCII ONES QUE TOMA TOMA MOS MOS A YER YE R , Y LO L OS PRO PROBL BLEMA EMA S DE MA ÑA NA SERÁN RESUL RESUL TA DO DE L A S SO SOL UCI ONES QUE TO T OMA MOS MOS HOY HOY ” Fernando Altamirano
3. SELECCION DEL PERIODO DE DISEÑO En la práctica, se requiere adoptar una decisión para el período de diseño de acuerdo a:
3.1 Reglamentos vigentes en la zona del proyecto proyecto: § § § § § §
Reglamento Nacional de Edificaciones Instituto Nacional de Investigación y Normalización de la Vivienda Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima Dirección General de Salud Ambiental Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento Empresas prestadoras de l servicio (EPS) de agua potable
(RNE) (ININVI ) (SEDAPAL) (DIGESA) (SUNASS ) (SEDA ..., EPS…)
3.2 Referencias sobre valores usados en proyectos 3.3 Criterios económicos en los que se se prioriza prioriza la inversión y se minimizan las capacidades ociosas, seleccionando el período óptimo según la ingeniería del proyecto y el tipo de servicio: 3.3.1 Período Tentativo (t) 3.3.2 Período Optimo: 3.2.1 SIN DEFICIT (X1) 3.2.2 CON DEFICIT (X*1)
3.1 Reglamentos vigentes en la zona del proyecto MINISTERIO DE VIVIENDA
NORMAS Y REQUISITOS PARA LOS PROYECTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DESTINADOS A LOCALIDADES URBANAS R.S. Nº R.S. Nº 146 146--72 72-- VI VI – – D M del 88-3-72
CAPITULO 3-II-II
DATOS BASICOS DE DISEÑO
3.II-II-1.- Períodos recomendable recomendable de de las etapas constructivas. a) Para poblacion poblaciones es de 2,000 2,000 hasta hasta 20,000 20,000 habitantes habitantes se consid con sidera erará rá de 15 años. años. b) Para pobl poblaci acione oness de 20,000 20,000 a más habit habitan antes tes se cons consiiderará der ará de 10 año años. s. c) Los plazos plazos se justi justificará ficarán n de acuerdo acuerdo con con la realid realidad ad económica de las localidades.
3.1 Reglamentos vigentes en la proyecto... la zona del proyecto...
SEDAPAL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO ALCANTARILLA DO DE LIMA
NUEVO REGLAMENTO DE ELABORACION DE PROYECTOS
No se indica al respecto.
3.1 Reglamentos vigentes vigentes en la zona del proyecto proyecto ... DIGESA
DIRECCION GENERAL DE SALUD AMBIENTAL AMBIENTAL – – MINISTERIO DE SALUD
NORMA TECNICA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y SANEAMIENTO PPOBLACIONES OBLACIONES S ANEAMIENTO PARA SANEAMIENTO PARA POBLACIONES RURALES Y URBANOURBANO-MARGINALES
4.03. PERIODO DE DISEÑO Los períodos de diseño se determinarán considerando los siguientes factores: •
Vida útil de las l as estructuras de concreto y de los equipos electromecánicos.
•
Facilidad o dificultad para hacer ampliaciones de la infraestructura. i nfraestructura.
•
Crecimiento y/o decrecimiento poblacional.
•
Capacidad económica para la ejecución de las l as obras.
Para el diseño se tomará en cuenta los siguientes valores: valores: a. Obras de captación
=
20 a 30 años
b. Pozos
=
20 a 30 años
c. Plantas de tratamiento, reservorios
=
20 a 30 años
d. Tuberías de conducción y de distribución
=
20 a 30 años
e. Equipo de bombeo
=
5 a 10 años
3.1 Reglamentos vigentes en la zona del proyecto... SUNASS SUPERINTENDENCIA NACIONAL DE SERVICIOS DE SANEAMIENTO
No se indica al respecto.
3.2 Referencias sobre valores utilizados en proyectos PERIODOS DE DISE ÑO PARA ESTRUCTURAS HIDRAULICAS Y DE AGUAS RESIDUA RESIDUALES LES [3] TIPO DE ESTRUCTURA
CARACTERISTICAS ESPECIALES
PERIODO años
Abastecimiento de aguas
Presas y ductos grande grandess Pozos, sistemas de distribución y plantas de filtración
Tuberías mayores Tuberías mayores de de 12” de diámetro (305 mm) Laterales y tuberías secundarias menores de 12” de diámetro (305 mm)
Difíciles y costosas de agrandar Fáciles de ampliar. Cuando el crecimiento y las tasas de interés son bajas(*)
20 - 25
Cuando el crecimiento y las 10 - 15 tasas de interés son altos(*) Reemplazar tuberías más 20 - 25 pequeñas es más costoso a largo plazo Los requerimientos pueden Para el cambiar rápidamente en áreas desarrollo limitadas completo
(*) La línea línea de divis división ión est estáá alr alrede ededor dor de 3% anu anual. al. [3]
25 - 50
“ABASTECIMIENTO “ABASTECIMIENT O DE AGUA Y REMOCION DE AGUAS RESIDUALES”, FAIR-GEYER Y OKUN.
3.2 Referencias sobre valores utilizados en proyectos … PERIODOS DE DISE ÑO PARA ESTRUCTURAS HIDRAULICAS Y DE AGUAS RESIDUA RESIDUALES LES ... [3] TIPO DE ESTRUCTURA Alcantarillado
Laterales y secundarias menores menores de 15” (381 mm) mm) de diámetro
CARACTERISTICAS ESPECIALES
Los requerimientos pueden cambiar rápidamente en áreas limitadas
PERIODO años
Para el desarrollo completo
Alcantarillas principales, descargas e interceptores
Difíciles y costosas de agrandar
40 - 50
Obras de tratamiento
Cuando el crecimiento y las tasas de interés son bajas(*) Cuando el crecimiento y las tasas de interés son altos(*).
20 - 25 10 – 15
(*) La línea línea de divis división ión est estáá alr alrede ededor dor de 3% anu anual. al. [3]
“ABASTECIMIENTO “ABASTECIMIENT O DE AGUA Y REMOCION DE AGUAS RESIDUALES” RESIDUALES”,, FAIR-GEY FAIR-GEYER ER Y OKUN.
3.2 Referencias sobre valores utilizados en proyectos … PERIODO DE DISEÑO TIPICOS [2] TIPO DE ESTRUCTURA HIDRAULICA
PERIODO
Presas y grandes conducciones
25 a 50 años
Pozos, sistemas de distribución, plantas de purificación de aguas y plantas de tratamiento de aguas residuales: Crecimiento bajo Crecimiento alto
25 a 50 años 10 a 15 años
Tuberías con diámetros mayores de 12”
20 a 25 años
Alcantarillados
40 a 50 años
[2] “DISEÑO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILL ALCANTARILLADOS”, ADOS”, R. LOPEZ C.
3.2 Referencias sobre valores utilizados en proyectos … PERIODO PERIODO DE DISEÑO DISEÑO - RANGO RANGO DE VALORES VALORES [1] A.
FUENTES SUPERFICIALES A.1 SIN REGULACION Deben proveer un caudal mínimo para un período de 20 a 30 años
A.2 CON REGULACION La capacidad de embalse deben basarse en registro de escorrentía de 20 a 30 años.
B.
FUENTES SUBTERRANEAS El acuífero debe ser capaz de satisfacer la demanda para una población futura de 20 a 30 años, pero su aprovechamiento puede ser por etapas, mediante la perforación de pozos con capacidad dentro de períodos de diseño (10 años).
C.
OBRAS DE CAPTACION Dependiendo de la magnitud e importancia de la obra se podrán utilizar períodos de diseño entre 20 y 40 años.
C.1 DIQUES-TOMAS C.2 DIQUES-REPRESAS
15 – 25 años años 20 – 50 años años
[1] “ABASTECIMIENTOS DE AGUA”, S. AROCHA R.
PERIOD PERIODO O DE DISEÑO DISEÑO - RA RANGO NGO DE VALORE VALORES S ... D.
ESTACIONES DE BOMBEO Se entiende por estación de bombeo a los edificios, equipos, bombas, motores, accesorios, etc.
D.1 A las bombas y motores, con una durabilidad durabilidad relativamente corta y cuya vida se acorta en muchos casos por razones ra zones de un mantenimiento deficiente, conviene asignarles períodos de diseño entre 10 y 15 años.
D.2 Las instalaciones y edificios pueden ser diseñados, tomando en cuenta las posibilidades de ampliaciones futuras y con un períodos de diseño de 20 a 25 años.
E.
LINEAS DE ADUCCION Dependerá Dependerá en mucho mucho de la magnitu magnitud, d, diámetro, diámetro, dificult dificultades ades de ejecución de obra, costos, etc., requiriendo en algunos casos un análisis económico. En general, un período de diseño aconsejable está entre 20 y 40 años. años.
F.
PLANTAS DE TRATAMIENTO Generalmente se da flexibilidad para desarrollarse por etapas, lo cual permite estimar períodos de diseño de 10 a 15 años, con posibilidades de ampliaciones futuras para períodos similares.
3.2 Referencias sobre valores utilizados en proyectos …
PERIOD PERIODO O DE DISEÑO DISEÑO - RA RANGO NGO DE VALORE VALORES S ... ... G.
ESTANQUES DE ALMACENAMIENTO G.1 DE CONCRETO 30 - 40 año años. s. G.2 METALICOS
20 - 30 años años..
Los estanques de concreto permiten también su construcción por etapas, por lo cual los proyectos deben contemplar la posibilidad de desarrollo parcial.
H.
REDES DE DISTRIBUCION Las redes de distribución deben diseñarse para el completo desarrollo del área que sirven. Generalmente se estiman períodos de diseño de 20 años, pero cuando la magnitud de la obra lo justifique estos períodos períodos pueden hacerse mayores: 30 a 40 años.
I.
OBRAS DE ARTE Y DEMAS EQUIPOS Y ACCESORIOS Obras de arte y demás equipos y accesorios que conforman el sistema, sistema, se les les asignará asignará períodos períodos de diseño diseño de de acuerdo acuerdo a su función y ubicación respecto a los componentes del sistema que los contiene.
[1] “ABASTECIMIENTOS DE AGUA”, S. AROCHA R.
ECONOMIAS DE ESCALA (*) La economía de escala, es la ventaja de producir a un menor costo unitario en proyectos de mayor capacidad. Es un factor a favor de ejecutar proyectos de mayor dimensión. a) Razones de la existencia de las Economías de Escala. El fenómeno se presenta en buena parte de los procesos o tecnologíass productivas, en los cuales ocurre que al incrementarse tecnología la capacidad de producción se obtiene costos medios de producción producció n (de largo plazo) plazo) menores. menores. Tiene como concepto concepto contrapuesto contrapue sto el de deseconomía de escala, situación que se presenta cuando cuando los aumentos en la capacidad capacidad productiva elevan elevan los costos medios de largo plazo. (*) “Cómo hacer estudios estudios de factibilidad de proyectos y negocios”, Arturo VELASQUEZ JARA. U.P.R.P. U.P.R.P.
q Razones Técnicas
C=KT
α
C: Costo del inversión i nversión total del proyecto. K: Factor de ajuste. T: Tamaño del proyecto. e conomía de escala. α: Factor de economía
Si α=1, el costo de una planta planta está en relación relación lineal con con su capacidad de producción. Si α<1, se presenta economía de escala. Los estudios de economías de escala son teóricos, no incorporan incorpora n características propias de la localización específica de los proyectos, en relación con el tamaño de la planta.
Se dan como referenc referencia ia algunos resultados obtenidos en dichos estudios:
Industria o Proceso Automóviles Panificación Ladrillos Refinería de Petróleo Cemento Computadoras Enlatado de pescado Calzado Máquinas herramien herramientas tas Periódicos Pulpa y papel
Factor de Escala 0.82 0.62 0.50-0.62 0.51-0.97 0.54-0.77 0.82 1.00 0.93 0.86 0.74 0.74-0.98
q Razones Productivas La producción en mayores volúmenes permite la especialización que es uno de los pilares de las tecnologías modernas de producción,, lo que eleva la productividad producción productividad de la mano de obra obra y por tanto disminuye sus costos. Es posible el aprovech aprovechamiento amiento de subproductos o residuos de proceso, los cuales cuales en pequeño volúmenes volúmenes son desperdicios desperdicios sin mayor valor, pero en mayores volúmenes pueden ser tratados como materia prima.
q Razones de Gestión y Comercialización Existen ahorros en la gestión y comercialización, si el proyecto presenta un mayor nivel de producción, producción, debido debido a que muchos muchos de los costos de gestión y comercialización son de tipo fijos, y su magnitud es independiente del volumen de producción. A mayor tamaño se tendrá tendrá mayor capacidad capacidad para negociar negociar los precios de compra compra de insumos, así como los cargos cargos por comercialización. Inclusive un mayor tamaño y volumen de ventas puede hacer hacer factible el establecimiento establecimiento de un sistema sistema de comercialización comercia lización propio.
b) La función de costo de largo plazo. Corresponde a la relación entre el costo unitario de Corresponde producción producc ión a plena capacidad, capacidad, de un proceso proceso tecnológico, tecnológico, y el tamaño de la capacidad de la unidad productiva. A mayor tamaño el costo unitario de producción disminuye, este fenómeno económico explica la fusión de las empresas. La globalización interrelaciona los mercados, aprovechándose las economía eco nomíass de escala escala que llevará llevará a un ordenamiento más eficiente de la producción mundial.
Curva de costos de Largo Plazo.
CU Costos Unitarios CU1 CU min.
En los países poco desarrollados es difícil generar proyectos de gran magnitud.
T1
Top
Tamaño o escala
c) Tamaño Mínimo y la Políticas de protección. Se considera que la viabilidad económica de un proyecto está condicionado condicionad o a la posibilidad de establecer un tamaño mínimo cuyo costo unitario de producción sea igual o menor al precio internacionall del proyecto. internaciona
POLITICAS PROTECCIONIST PROTECCIONISTAS AS: consistentes en la aplicación de altos impuestos arancelarios a las importaciones, lo que al elevar artificialmente el precio del producto importado, permitía viabilizar el establecimiento de industrias protegidas con tamaños reducidos y orientadas exclusivamente exclusivamente al mercado interno (las industrias se mantenían ineficientes y no sumían una competitividad internacional)., internaciona l)., ya que sus s us costos de operación eran mayores a los precios internacionales internacionales La tendencia actual mundial es eliminar el protecc proteccionismo, ionismo, que implica la disminución o eliminación de las tasas arancelarias.
3.3 PERIODO OPTIMO DE DISEÑO (X1, X1* ) Cr i t e r i o s e c o n óm ó m i c o s e n l o s q u e s e p r i o r i z a l a i n v e r s i ón ón y s e m i n i m i z a n l a s c a p a c i d a d e s o c i o s a s , s e l e c ci c i o n a n d o e l p e r ío d o ó p t i m o s e g ún ún l a i n g e n i e r ía d e l p r o y e c t o y e l t i p o d e s e r v i c i o .
Ø Se efectúa con el criterio de ¨Sensibilidad Sensibilidad Económica Económica¨.
Utiliza la economía de escala, siendo la ecuación de costos:
C
=
α
kT
C =
Costo del elemento
K =
Fact Factor or de ajus ajuste te que que depe depend nde e de las las cara caract cter erís ísti tica cas s del del insumo de la obra
T=
Tamaño del elemento (En tuberías ….. reservorio …..
a
=
diámetro Volumen)
Factor de ec economía de de escala
r
r
§
α
=1
No hay economía. economía. No existe período óptimo. El dimensionamiento queda a criterio del proyectista.
§
α
<1
Si hay economía. Existe un período óptimo. El elemento debe ser diseñado para el período óptimo.
§
α
>1
Hay des des - eco econom nomía. ía. Es una solución para ese período óptimo que resulta demasiado costosa. El elemento se diseña para el tiempo en que se satisface satisface la deman demanda da ó habrá que propic propiciar iar otras otras alternativas para este elemento.
FACTOR DE ECONOMIA DE ESCALA ( a )
OBRA
FACTOR DE ECONOMIA DE ESCALA (a )
CAPTACION LINEA DE CONDUCCION, ADUCCION E IMPULSION PLANTA DE TRATAMIENTO RESERVORIOS REDES HIDRAULICAS
0.2 0.4
REDES DE ALCANTARILLADO
0.4
0.7 0.6 0.3
arocha
Ø
La determinación de la capacidad del sistema de abastecimiento de agua de una localidad debe ser dependiente de su costo total capitalizado.
Ø Las variables que están relacionadas con el costo son diversas
(tamaño de la población, materiales, horas de funcionamiento, calidad del servicio,…) por lo que no resulta recomendable usar períodos de diseño generalizados. Ø Los sistemas de abastecimiento se diseñan y construyen para la
población futura, la cual es mayor que la población actual. Ø Siendo el período de diseño uno de los factores condicionante del
tamaño del sistema de abastecimiento, cabe preguntarse, ¿qué dimensiones debe tener?
Economía de Escala … Cuando la empresa crece, es decir, aumenta su escala de producción, se producen ciertos ahorros que permiten disminuir el costo por unidad de producción. El crecimiento de la planta o del volumen de producción que origina ahorros o costos bajos b ajos se denomina economía de escala. Las economías de escala pueden ser internas cuando los ahorros se deben al funcionamiento interno de la empresa y externas cuando los ahorros son ocasionados por factores externos al funcionamiento de la empresa.
Donal Donal T. Lauri Lauria a (*) desarrolla un modelo matemático para analizar esta variable y considera que la demanda se incrementa linealmente con el tiempo: Caudal=D 0+DTiempo
XD
CAUDAL (l/s)
D
XD
1
XD
MODELO DE DEFICIT PARA CONSTRUCCIO N INICIAL Y AMPLIACIONE S FUTURAS
XD X1D D0+YD+X1D
YD
X1
D0 X0
Y
X
Y+X1
X
Y+X1+X
X
X
Y+X1+3X Y+X1+2X
TIEMPO
En la figura se evidencia que el proyecto inicial debe satisfacer la demanda D 0 y tener un exceso de capacidad para cubrir la demanda que se incrementa en un período X 1, a una razón constante igual a X1D. (*)
P l an a n n i n g S m a l l w a t e r s u p p l ie i e s i n D e v e lo l o p i n g c o u n t r i es es ,
Offce Offce of Health Health Agency Agency for Interna Internatio tional nalDev Develo elopme pment. nt. Chapel Chapel Hill, Hill, N. C., 1972 1972
NOTA: Revisar S. AROCHA
La expresión expresión que determina determina el costo está está dado por: α
K ( D0 + X 1 D )
+
e
−
rX 1
α
K ( XD)
1− e
−
rX
El valor óptimo de X se obtiene derivando e igualando a cero pero es de difícil determinación, determinación, por por lo que Lauria Lauria concluye que que la expresión que determina el costo para un diseño con déficit: 1.12
X
* 1 =
2.6(1 − α ) r X 1 =
+
0.3(1 − α ) r
0.85
X 0
P e r ío d o ó p t i m o d e d i s e ño S I N D E FI FI CI T I N I C I A L
[años]
X 1* = Período Período óptimo óptimo de diseño diseño económico económico con déficit déficit inicial inicial [años] [años] X 0 = Perí Períod odo o de retr retras aso o
[año [años] s]
a
=
Intercepto de la demanda con el eje de abcisas (período transcurrido transcurrido para la demanda=0) Fact Factor or de eco econ nomí omía de de es escal cala
r
=
tasa tasa de int interé eréss anual anual,, costo costo de de oport oportuni unidad dad de de capit capital al a valo valores res reales reales
EJEMPLO P ER E R I O D O D E D I S E Ñ O SI SI N D EFI CI T
Se desea determinar el período óptimo de diseño sin déficit para el sistema de abastecimiento de agua proyectado (r= 12 %). OBRA Captación
COSTO 10,300
Línea de Impulsión
4,325
Red de Distribución
43,245
Reservorio
23,433
Planta de Tratamiento
35,265
S O L U CI CI O N 1.12
X 1
=
2.6(1 − α )
X 1 =
P e r ío d o ó p t i m o d e d i s e ño S I N D EF E F I C I T I N I C I A L [años]
r
r = 0.12 a
OBRA
COSTO
% COSTO
X1
PONDERADO
años
años
Captación
0.2
10,300
8.84
17
1.50
Línea de Impulsión
0.4
4,325
3.71
12
0.45
Red de Distribución
0.3
43,245
37.10
15
5.56
Reservorio
0.6
23,433
20.10
6
1.61
Planta de Tratamiento
0.7
35,265
30.25
6
1.82
116,568
100.00
S
Finalmente se puede adoptar:
∴
1
≈
10 _ _ años años
10.94
EJEMPLO P ER ER I O D O D E D I S E Ñ O C O N D E F I C I T
Una población de 11,500 habitantes con un consumo per capita estimado en 200 litros por persona por día que tiene un crecimiento poblacional que se refleja en una demanda creciente anualmente a la razón de 46,000 litros/día/año. Si r= 6 % anual y a= 0.7: - ¿Cuál sería el período óptimo de diseño con déficit? - ¿Cuál es la capacidad óptima del sistema?
S O L U CI CI O N
La demanda actual es de: 2 0 0
l h*d
x1 1, 5 0 0 h
=
2 ' 3 0 0, 00 0
l d
Si se considera que no existe sistema de abastecimiento de agua, el período transcurrido para la demanda igual a cero es: 2'300,000 0 =
46,000
l d
l
=
5 0 _ a ñ o s
d * año
El período óptimo de diseño económico con déficit inicial: 1.12
* 1 =
De los datos:
2.6(1 − α )
+
0.3(1 − α )
r
r 1.12
* 1 =
X
2.6(1 − 0.7) 0.06
+
0.85
X 0
0.3(1 − 0.7) 0.06
500.85
*
X 1
=
11.3 + 10.2
X 1*
=
21.5_ años 21.5_ años
Luego la capacidad óptima del sistema : demanda dem anda _ actual + período _ de _ diseño * var iación _ dema demanda nda _ anual
2 ' 30 0, 00 0 2 ' 30 0, 00 0 3 ' 28 9, 00 0 ≈
l 38.1 s
l
+
d l
+
d l d
*
21 .5 años * 46, 00 0 98 9, 00 0 d 86, 40 0 s
l d =
=
l d * año
3 ' 28 9, 00 0
38 .07
l s
=
l d
M E TO T O D O L O GI G I A D E A N A L I S I S D E CO C O ST ST O M I N I M O D E E X P A N S I O N D E C A P A CI CI D A D
ETAPA
COSTO MINIMO
1 2 3
Determinar capacidades disponibles del sistema Establecer demanda actual y futura Determinar el déficit o el exceso de capacidad de cada componente Calcular el retraso de los componentes deficitarios Determinar valor valores de a y R (coef. de correlación) para cada componente Establecer períodos óptimos de expansión Calcular el período óptimo de expansión inicial para cada componente deficitario Análisis de sensibilidad Establecer plan de expansiones de costo mínimo para todos los componentes Valorar los costos del plan
4 5 6 7 8 9 10
PERIODO DE DISEÑO
