Abas 1 Trabajo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA – ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CAUDAL DE DISEÑO PARA UNA CIUDAD FICTICIA.

I.

INTRODUCCIÓN.

Al comenzar un proyecto de agua potable para una comunidad, es necesario conocer cuáles van a ser las necesidades de esta, las necesidades de cada usuario y los instantes en los que demandará el agua. No obstante como se comprenderá no es posible conocer con facilidad, consumidor a consumidor cuáles son sus necesidades reales, ya que, en general, ni ellos mismos podrán precisarlas con exactitud, pues a su vez son función de otro gran número de variables (da, !ora, condiciones climatológicas, etc.". Afortunadamente, el proyecto de un abastecimiento de agua potable es, en general, poco sensible a peque#os errores de evaluación. $o que permite (salvo (salvo casos casos partic particula ulares res y concre concretos tos espec especialm ialment ente e delica delicados dos"" recurr recurrir ir a !ipótesis simplificadoras, que conducen a modelos sencillos como el siguiente% la cantidad de agua a consumir por la comunidad es igual a la población (neta de !abitantes" por un cierto consumo unitario denominado &dotación'. $os mtodos que pretenden resolver este problema no darán por tanto una solución única sino que simplemente tratarán de encontrar un valor de la población que se inserte en la zona más probable y tal que en un entorno de dic!o valor se concentre la máxima probabilidad posible. $a estimación de la dotación es otro problema que tiene sus dificultades, en ocasiones resulta difcil incluso establecer la dotación, ya que el consumo puede estar seriamente afectado por las malas condiciones del abastecimiento (restricciones, mala calidad del agua servida, excesivos o muy ba)os precios del agua, estado de la red de distribución, etc." cuyas anomalas, una vez corr correg egiidas das, alte altera rarrán el con consumo umo aunqu nque no se alte altere re nin ningun guna otra otra circunstancia. *s por tal motivo que el presente traba)o presenta una de las maneras de determinar las dotaciones !aciendo uso del +N. -ic!os resultados se verán refle)ados en la determinación del audal edio, audal áximo -iario y del audal audal áximo áximo /orari /orario, o, los cuales cuales son funda fundamen mental tales es para para elabor elaborar ar las distintas *structuras /idráulicas que se requieren en el Abastecimiento de Agua y Alcantarillado de una determinada determinada ciudad.

ABAST. DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADOPáginá 1


II. OBJETIVOS. 2.1. OBJETIVO GENERAL. - -eterminar los diferentes parámetros como% *l audal edio, audal áximo -iario, audal áximo /orario. 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. - -eterminar el 0eriodo de -ise#o, la 0oblación de -ise#o o 1inal. -

-eterminar la población Actual y 1utura, !aciendo uso de los censos dados.

-

alcular la dotación 0er ápita.

-

*laborar el plano de una ciudad ficticia que contenga un mnimo de 23 /a (sólo para viviendas", áreas complementarias como mercado, colegio, plaza de armas, iglesia, !ospital, etc.4 as como tambin la expansión urbana distribuidas en manzanas de 35x35, 65x65, 755x755 y 785x785 con un 89: del área dada.

-

*laborar el plano a curvas de nivel de la ciudad ficticia.

III. ALCANCES. - ;e creará una ciudad ficticia con las siguientes caractersticas% 36 Ha
se completara el plano con áreas públicas y comerciales cuyas especificaciones veremos en la revisión de literatura.

-

=enemos datos de censos brindados por el docente, con los cuales obtendremos la población futura con la utilización de mtodos estadsticos. enso 7>95 7>35 7>?5 7>65 7>>5 8555 8575

0oblación (/ab." 96?> 36>? 389@ ?669 6>?9 78@96 7269?



IV. ANTECEDENTES. $a ciudad ficticia creada no cuenta con ningún servicio de abastecimiento de agua potable y alcantarillado, por lo que tendremos que dise#arlo siguiendo un procedimiento escalonado. Al elaborar la ciudad ficticia y su respectiva expansión urbana, tendremos el problema del análisis poblacional con fines de dotación de agua, para que sus !abitantes tengan el agua necesaria y en buenas condiciones para su consumo, teniendo en cuenta de que el agua en nuestro pas es un bien escaso y por lo tanto darle el adecuado aprovec!amiento de manera racional.

V. CARACTERISTICAS LOCALES. $a ciudad ficticia estudiada se encuentra al norte del 0erú teniendo una topografa no muy accidentada, contando con buena accesibilidad la cual está constituida por sectores industriales, recreacionales y residenciales, su composición porcentual es variable. Además su clima es templado con precipitaciones que se dan de diciembre a marzo y temperaturas que varan entre los 75 y 88 .

VI. JUSTIFICACION. *l agua es un elemento vital para personas, por tal motivo es importante e indispensable abastecer de agua potable y alcantarillado a las ciudades mediante traba)os de ingeniera, evitando as epidemias, con el abastecimiento de agua potable y alcantarillado en las ciudades y comunidades se me)orara la calidad de vida de las personas. *s necesario aprender a realizar el cálculo de caudales de dise#o para nuestra ciudad ficticia, ya que son básicos para dise#ar la lnea de conducción, plantas de tratamiento, lnea de aducción, etc.



VII. REVICION DE LITERATURA. 7.1.ESTUDIO POBLACIONAL – POBLACIÓN DE DISEÑO: $os modelos matemáticos existentes en relación con la estimación de la población de dise#o de una comunidad son muy numerosos y de comple)idad muy variada. *n ellos se cuentan como datos las poblaciones actuales y pasadas (ensos" y en ocasiones otras variables tales como disponibilidad de suelo, posibilidades industriales, situación con respecto a las lneas de transporte, etc. *n este presente traba)o se expondrán, tan sólo, algunos de los más simples y de más frecuente aplicación, los cuales tienen como base de sustentación a la población y a la tasa de crecimiento poblacional. a) Mé!"! G#!$é%&'!: P ln ( Pf ) −

ln (¿¿ i)

T f −T i K g=¿ k g ( t ) + k g ( t ) + k g ( t ) + … + k gn ( t n ) K gp = t + t + t + … + t n 1

1

2

1

Pf = Pi∗e

2

3

2

3

3

k gp ( T f − T i )

Donde:

K g : Tasa de crecimiento geométrico K gp : Tasa de crecimiento geométrico promedio

Pf : Población final Pi : Población inicial

T f : Tiempo final T i : Tiempo inicial

() Mé!"! a%&$é&'!: onsiste en considerar que el crecimiento de una población es constante, es decir asimilable a una lnea recta que responde a la ecuación% P f − Pi k a = T f −T i k a1 ( t 1) + k a 2 ( t 2 ) + k a 3 ( t 3 ) +… + k an (t n) K ap= t 1 +t 2 + t 3 + … + t n Pf = Pi + k ap ( T f −T i) ABAST. DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADOPáginá 4


Dónde: K a : Tasa de crecimiento aritmético

K ap : Tasa de crecimiento aritmético promedio ') Mé!"! "# I*#%é+ S&$,#: P − P r = f i Pi ( T f −T i ) r ( t ) + r ( t ) + r ( t ) + … + r n ( t n ) = r p t + t + t + … + t n Pf = Pi + Pi r p ( T f −T i) 1

1

2

2

1

3

2

3

3

Donde: r : Tasa de crecimiento por el método de Interés Simple r p : Tasa de crecimiento promedio por el método de Interés Simple

") Mé!"! "# I*#%é+ C!$,-#+!: Pf 1/( T −T ) −1 k c = P i k c ( t )+ k c ( t ) + k c ( t ) + … + k cn ( t n ) K cp = t + t + t + … + t n Pf = Pi ( 1 + k cp )T −T

( ) 1

f

i

1

2

2

1

f

2

3

3

3

i

Dónde: K c : Tasa de crecimiento por el método de Interés Compuesto

K cp : Tasa de crecimiento por el método de Interés Compuesto

7.2.DOTACIONES: $as dotaciones estarán dadas de acuerdo al +eglamento Nacional de *dificaciones (+N*". onsumo omercial y 0úblico% $as dotaciones estarán dadas de acuerdo al +eglamento Nacional de *dificaciones (+N*". on respecto a su área útil y al servicio que se ofrece dic!os valores se muestran a continuación en la siguiente tabla.



-otación antidad

Enidad

8 955 5.9 3 355 25 95 95 7 8 7 79

$Fm8Fda $FdorFda $Fm8Fda $Fm8Fda $FcamFda $FpolFda $FalumFda $FalumFda $FespFda $Fm8Fda $Fm8Fda $Fm8Fda

-otación 0er ápita ( DPC ) % *stá expresado mediante la siguiente relación% Q total DPC = Poblaciónde diseño Donde: DPC : Dotación Per Cápita

Q total : audal total y Q total=Qdomé stico+ Q otrosusos

7..PERIODO DE DISEÑO: $a primera cuestión que surge al redactar un proyecto de abastecimiento de agua es la definición del periodo de tiempo durante el cual las necesidades de la comunidad van a quedar satisfec!as con las obras a proyectar. $a fi)ación de este periodo es un problema en general comple)o ya que depende de diversos factores, pero para el presente traba)o se determinará el 0eriodo de -ise#o por medio de la =asa de recimiento 0oblacional del Bnters ompuesto.

=.. todo. B

0*+BC-C -* -B;*DC (años )



Bntervalo 89 a mas 85 I 25 75 H 85.

()

G7 7 H 8. J8

0romedio 25 89 79

7./.CAUDAL MEDIO ( Q m ) : *l caudal medio Qm , es el caudal calculado para la población proyectada (0oblación de dise#o" con sus a)ustes y la dotación bruta o dotación 0er ápita, expresado en $Fseg. -ic!o caudal es utilizado para dise#ar el +eservorio. Q m=Q doméstico+ Q otrosusos Dónde: Q m % Caudal Medio L / seg Q doméstico % Caudal Doméstico L / seg

Q otros usos % Caudal de otros usos como comercial y público L / seg

7.0.CONSUMO MIMO DIARIO ( Qmá!d! ) : *l caudal máximo diario Qmá!d! , se define como el consumo máximo registrado durante 8@ !oras en un periodo de un a#o, dic!o caudal es utilizado para dise#ar aptaciones, $nea de onducción y 0lantas de =ratamiento% Q má!d! =Q m " K 1 Dónde: Qmá!d! % Caudal Máimo Diario Q m % Caudal Medio L / seg

K 1

%

L / seg

Coeficiente

de

!ariación

"oraria

1.2 # K 1 # 1.5, ( $%& indica 'ue K 1=1.3 )

7.3.CAUDAL MIMO 4ORARIO ( Qmá!(! ) : *l caudal máximo !orario Qmá!(! , se define como el consumo máximo registrado durante una !ora en un periodo de un a#o, dic!o caudal es utilizado para dise#ar $a $nea de Aducción, $nea de -istribución, +edes de Alcantarillado. Q má!(!=Q m " K 2 Dónde: Q má!(! % Caudal Máimo #orario

L / seg

Q m % Caudal Medio L / seg K 2 % Coeficiente 1.8 # K 2 # 2.5, ( $%&indica'ue K 2 =2.0 )


de

!ariación

"oraria


7.7.DENSIDAD DE POBLACIÓN ( D p ) : Kiene dada por la relación%

( )

Población Hab! D p= )rea Ha

D p > 330 Hab! / Ha* +ultifamiliar D p < 330 Hab! / Ha* ,nifamiliar

Si:

VIII.

RECURSOS.

=odo actividad ingenieril debe tener como ob)etivo la conservación del medio ambiente, y la utilización de recurso naturales y !umanos teniendo cuidado de los aspectos negativos que estos puedan causar en la comunidad. ateriales. 0ara la elaboración de la ciudad ficticia se utilizara un sofLard llamado autocad. - 0ara los cálculos utilizara el ;ofLard icrosof *xel. - 0ara los cálculos utilizara el ;ofLard icrosof Mord y el recurso !umano. -

I. PROCEDIMIENTO 5METODOLOGIA).



ABAST. DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADOPáginá 


ABAST. DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADOPáginá 1!








. PRESENTACION DE RESULTADOS.

I. CONCLUSIONES 6 RECOMENDACIONES. -

-eterminamos la 0oblación de -ise#o o 1inal, as como tambin la 0oblación Actual, 1utura y el área futura, cuyos valores son% PD =25 años

Pact =15324 Hab! Pfin =21950 Hab ! Pfut =6626 Hab ! - fut !=15.6 Ha



-

alculamos la dotación 0er ápita y el audal por cada 7555 !abitantes, sus valores son% DPC =179.60 L / p / d Porcada 1000 (abitantes el caudal es :2.70 L / s

-

*laboramos el plano de una ciudad ficticia que contenga un mnimo de 25 /a (sólo para viviendas", áreas complementarias como mercado, colegio, plaza de armas, iglesia, !ospital, etc.4 as como tambin la expansión urbana distribuidas en manzanas de 35x?35, 65x65, 755x755 y 785x785 $!éase el plano en los aneos%

II. BIBLIOGRAFIA. 

  

LLL.virtual.unal.edu.coFcursos LLL.cepis.opsHoms.org +eglamento Nacional de *dificaciones ;eparata &Abastecimiento de Agua y Alcantarillado', Bng. sc. aspar ndez ruz I EN I a)amarca.


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