RM-192-2018-VIVIENDA (Final) 2018

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCIÓN Y SANEAMIENTO DIRECCIÓN DE SANEAMIENTO

Abril de 2018


Contenido ................................................................................... .............................. ........ 4 CAPITULO I. INTRODUCCION ..............................................................

1. 1.1. 1.2. 2. 2.1. 2.2. 3. 4.

Marco Conceptual .................................................................................... ............................................................................................................... ........................... 4 Condiciones que garantizan la sostenibilidad..................................................................... 4 Enfoque ................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................ 6 Objetivos ................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................ 6 Objetivo General ............................................................... ................................................................................................................. .................................................. 6 Objetivos específicos ........................................................ .......................................................................................................... .................................................. 6 Aplicación ............................................................... ............................................................................................................................ ............................................................. 6 Terminología ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... 6

CAPITULO II. ALGORITMO DE SELECCIÓN DE OPCIONES TECNOLÓGICAS ..........11 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.

Abastecimiento de agua para consumo humano ............................................................. ............................................................. 11 Criterios de Selección .............................................................................. ....................................................................................................... ......................... 11 Descripción ............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 11 Opciones Tecnológicas de Abastecimiento de Agua para par a Consumo Humano ................ 12 Innovaciones tecnológicas .................................................................................. ................................................................................................ .............. 13 Algoritmo de Selección de Opciones Tecnológicas para abastecimiento de agua para consumo humano ............................................................................................................. 14 Disposición Sanitaria de Excretas .................................................................................... 16 Criterios de Selección ................................................................... ....................................................................................................... .................................... 16 Opciones Tecnológicas para la Disposición Sanitaria de Excretas.................................. 19 Sistemas Complementarios de Tratamiento y Disposición de Efluentes ......................... 22 Innovaciones Tecnológicas ........................................................... ............................................................................................... .................................... 23 Opciones Tecnológicas con sus Sistemas Complementarios a seleccionar ................... 25 Algoritmo de Selección de Sistemas de Disposición Sanitaria de Excretas para el Ámbito Rural .................................................................................................................... .................................................................................................................................. .............. 28

CAPITULO III. ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO .................30 1. 1.1. 1.2. 1.3. 2.

CRITERIOS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO .. 30 Parámetros de diseño ................................................................... ....................................................................................................... .................................... 30 Tipo de fuentes de abastecimiento de agua ..................................................................... 32 Estandarización de Diseños Hidráulicos ............................................................ .......................................................................... .............. 32 COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO ................................................................................................. .......................................................................................................................... ......................... 36 2.1. BARRAJE FIJO SIN CANAL DE DERIVACIÓN ............................................................ ............................................................... ... 36 2.2. BARRAJE FIJO CON CANAL DE DERIVACIÓN .......................................................... ............................................................. ... 44 2.3. BALSA FLOTANTE ........................................................... ........................................................................................................... ................................................ 53 2.4. CAISSON ............................................................... .......................................................................................................................... ........................................................... 56 2.5. MANANTIAL DE LADERA ............................................................ ................................................................................................ .................................... 61 2.6. MANANTIAL DE FONDO ............................................................. ................................................................................................. .................................... 65 2.7. GALERÍA FILTRANTE .................................................................. ...................................................................................................... .................................... 67 2.8. POZOS.................................................................... .............................................................................................................................. .......................................................... 71 2.9. LÍNEA DE CONDUCCIÓN ............................................................ ................................................................................................ .................................... 76 2.9.1. CÁMARA DE REUNIÓN REUNIÓN DE CAUDALES CAUDALES ........................................................................ ........................................................................ 79 2.9.2. CÁMARA DE DISTRIBUCIÓN DE DE CAUDALES ............................................................ ............................................................... ... 80 2.9.3. CÁMARA ROMPE PRESIÓN PARA LÍNEA DE CONDUCCIÓN CONDUCCIÓN ..................................... 82 2.9.4. TUBO ROMPE CARGA ................................................................ .................................................................................................... .................................... 83 2.9.5. VÁLVULA DE AIRE ................................................................................. .......................................................................................................... ......................... 85 2.9.6. VÁLVULA DE PURGA .................................................................. ...................................................................................................... .................................... 87 2.9.7. PASE AÉREO ........................................................ ................................................................................................................... ........................................................... 87 2.10. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) ........................................... 89 2.10.1. DESARENADOR .............................................................................................................. .............................................................................................................. 92 2.10.2. SEDIMENTADOR ............................................................................................................. ............................................................................................................. 94 2.10.3. SISTEMA DE AIREACIÓN ............................................................................................... ............................................................................................... 96 2.10.4. PREFILTRO PREFILTRO DE GRAVA .................................................................................................. .................................................................................................. 97 2.10.5. FILTRO LENTO DE ARENA ......................................................... ............................................................................................. .................................... 99 2.10.6. LECHO DE SECADO ..................................................................................................... 104 2.10.7. CERCO CERCO PERIMÉTRICO PARA PTAP................................................................... ............................................................................ ......... 105 2.11. ESTACIÓN DE BOMBEO ............................................................. ............................................................................................... .................................. 106 2.12. LÍNEAS DE IMPULSIÓN .............................................................. ................................................................................................ .................................. 111

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2.13. CISTERNA ............................................................. ...................................................................................................................... ......................................................... 113 2.13.1. CERCO CERCO PERIMÉTRICO DE CISTERNA ............................................................ ........................................................................ ............ 114 2.14. RESERVORIO ................................................................... ................................................................................................................ ............................................. 115 2.14.1. CASETA DE VÁLVULAS DE RESERVORIO ................................................................. 118 2.14.2. SISTEMA SISTEMA DE DESINFECCIÓN ............................................................................. ...................................................................................... ......... 119 2.14.3. CERCO PERIMÉTRICO PARA RESERVORIO ............................................................ .............................................................. 122 2.15. LÍNEA DE ADUCCIÓN ................................................................. ................................................................................................... .................................. 124 2.16. REDES DE DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN ......................................................... ........................................................................................... .................................. 127 2.16.1. CÁMARA ROMPE PRESIÓN PARA REDES DE DISTRIBUCIÓN ................................ 130 2.16.2. VÁLVULA VÁLVULA DE CONTROL ............................................................................................... ............................................................................................... 132 2.16.3. CONEXIÓN CONEXIÓN DOMICILIARIA ........................................................................................... 134 2.17. LAVADEROS ......................................................... .................................................................................................................. ......................................................... 136 2.18. PILETA PUBLICA ............................................................. ........................................................................................................... .............................................. 138 2.19. CAPTACIÓN DE AGUA AGUA DE LLUVIA ..................................................................... .............................................................................. ......... 139 ............................................ 143 CAPITULO IV. DISPOSICIÓN SANITARIA DE EXCRETAS ..........................................

1. 1.1. 1.2. 1.3. 2. 2.1. 3. 3.1. 3.2.

SISTEMAS SIN ARRASTRE HIDRÁULICO ................................................................... 143 UBS-HSV – Unidad Básica de Saneamiento de Hoyo Seco Ventilado ......................... 143 UBS-COM: Unidad Básica de Saneamiento Compostera de Doble Cámara ................ 152 UBS-ZIN - Unidad Unidad Básica de Saneamiento Saneamiento Compostera para Zona Inundable ............. 160 SISTEMA CON ARRASTRE HIDRÁULICO ................................................................... 166 UBS-TSM - Unidad Básica de Saneamiento de Tanque Séptico Mejorado .................. 166 SISTEMAS COMPLEMENTARIOS DE TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN ................... 174 ZONA DE INFILTRACIÓN ............................................................ .............................................................................................. .................................. 174 TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO DE AGUAS PRETRATADAS ........................... 178

181 CAPITULO V. EVALUACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS PARA RECUPERACIÓN ... 181

1. 2. 2.1. 2.2.

SISTEMAS EXISTENTES ............................................................ .............................................................................................. .................................. 181 DIAGNOSTICO DE MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS CORRECTIVOS ................ 183 Concreto Armado .............................................................. ............................................................................................................ .............................................. 183 Procedimientos de limpieza .......................................................... ............................................................................................ .................................. 187

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CAPITULO I. INTRODUCCION 1. Marco Conceptual El presente documento se enmarca en la búsqueda de la sostenibilidad de los proyectos de saneamiento en el ámbito rural a nivel nacional, para lograr ello, deben cumplirse ciertas condiciones que aseguren que los servicios de saneamiento sean permanentes, dichas condiciones son: técnicas (relacionadas a las condiciones del lugar y su compatibilidad con la opción tecnológica seleccionada), económicas (relacionadas a los costos operativos y de mantenimiento) y sociales (relacionadas al nivel de aceptación de la opción tecnológica seleccionada en cuanto a la operación y mantenimiento); en general, dichas opciones tecnológicas deben asegurar el uso adecuado del agua evitando el desperdicio o consumo desmedido y a la vez la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas permitir una disposición adecuada de las excretas y aguas residuales, además de ser de fácil operación y mantenimiento. mantenimiento. Las condiciones que garantizan la sostenibilidad de los servicios de saneamiento en el ámbito rural deben permitir lo siguiente: Funcionar de forma apropiada y continua durante el periodo de diseño o vida útil de la infraestructura instalada,  Asegurar una calidad óptima del servicio de abastecimiento de agua potable, en la cual la continuidad y calidad del agua para consumo no afecte negativamente la salud de las personas.  Que la opción tecnológica implementada para la disposición sanitaria de excretas o aguas residuales no afecte negativamente al medioambiente.  La operación y mantenimiento de los servicios de saneamiento en el ámbito rural, debe ser realizada por la misma comunidad y a nivel familiar para los sistemas indepe ndientes o en conjunto de forma organizada para los sistemas integrales,  Los costos de operación y mantenimiento del servicio de abastecimiento de agua, debe ser cubierto por la comunidad con el pago de la cuota familiar.  Las opciones tecnológicas para los servicios de saneamiento deben ser aceptadas previamente por la comunidad, desde los aspectos constructivos hasta los de operación y mantenimiento. 

1.1. Condiciones que garantizan la sostenibilidad La sostenibilidad de los servicios de saneamiento, sobre todo de los sistemas de disposición sanitaria de excretas, se obtiene cuando ciertas condiciones se cumplen, estas se relacionan con: accesibilidad del agua, disponibilidad y tipo de terreno, operación, costos de operación y aceptabilidad de los usuarios, las condiciones a evaluar son los siguientes: a. Sobre la accesibilidad del agua, a.1. Disponibilidad de agua, se refiere a la disponibilidad de agua apta para el consumo de la comunidad en donde se proyecta el futuro sistema de saneamiento. Dicha disponibilidad se relaciona con la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas a seleccionar. a.2. Nivel Freático, se refiere a la distancia del nivel superior del agua subterránea con respecto al nivel del suelo, dicha distancia define la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas a implementar. a.3. Pozo de agua para consumo cons umo humano, se refiere ref iere a la distancia entre ent re la zona seleccionada para la infiltración del agua residual y el pozo de agua existente para consumo humano que utiliza la familia. La opción tecnológica para la disposición sanitaria sanitari a de excretas con arrastre hidráulico es seleccionada seleccionad a si la distancia es mayor

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o igual a 25 metros, y en caso ser una distancia menor, obliga a seleccionar una opción tecnológica del tipo seco. b. Sobre la disponibilidad y el tipo de terreno, b.1. Zona Inundable, se refiere al nivel de vulnerabilidad de la zona de intervención a inundarse permanentemente o por un periodo de tiempo, debido a la presencia de lluvias intensas o por el desborde natural de un cuerpo de agua. b.2. Disponibilidad de terreno, se refiere a la disponibilidad de espacio dentro de las viviendas para la instalación de la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas del tipo familiar. f amiliar. b.3. Suelo expansivo, se refiere a que en la zona de intervención del proyecto existe la presencia de suelo cohesivo o suelo con bajo grado de saturación de agua, lo que ocasiona que aumente su volumen al humedecerse o saturarse de agua. b.4. Facilidad de excavación, se refiere a la facilidad de excavación en la zona de intervención, lo que permitiría habilitar componentes del sistema de saneamiento bajo el nivel del suelo. b.5. Suelo Fisurado, se refiere al tipo de suelo con presencia de fisuras abiertas que permiten que el agua infiltre más rápido de lo normal, lo que pone en riesgo de contaminación del agua subterránea de existir un nivel freático cercano al suelo. Sin embargo, este tipo de suelo puede tratarse antes de habilitarse algún componente sobre él. b.6. Suelo Permeable, se refiere a la permeabilidad del suelo según el test de percolación, en caso el tiempo de infiltración sea igual o mayor a 12 minutos debe utilizarse opciones tecnológicas secas, caso contrario si el tiempo es menor a 12 minutos debe utilizarse la opción tecnológica con arrastre hidráulico.

Tabla N° 01.01. Sistema de Infiltración por clase de terreno y tiempo de infiltración CLASE DE TIEMPO DE INFILTRACIÓN TERRENO PARA EL DESCENSO DE 1 cm Rápido Menos de 4 minutos Medio De 4 a menos de 8 minutos Lento De 8 hasta 12 minutos Fuente: Elaboración propia

SISTEMA DE INFILTRACIÓN Pozo de Infiltración Zanja de Percolación Zanja de Percolación

c. Sobre la operación, c.1. Vaciado del depósito de excretas, referido a la posibilidad de vaciar el depósito de almacenamiento de excretas tratadas de la opción tecnológica seca o de arrastre hidráulico, en el caso, no se acepte vaciar el depósito de excretas tratadas tipo compostera se seleccionará la de hoyo seco ventilado. c.2. Aprovechamiento Aprovechamiento de residuos fecales, referido a la aceptación sobre aprovechar aprovechar las excretas para elaborar compost, en este caso se selecciona una opción tecnológica del tipo compostera. c.3. Papel blando para limpieza anal, referido a la opción de arrojar el papel de limpieza anal dentro del depósito de almacenamiento de excretas, la selección de la opción tecnológica del tipo seco dependerá de esta acción. d. Sobre la costos y aceptación, d.1. Costos de mantenimiento, mantenimiento, referido a los gastos en el uso de la opción tecnológica seleccionada, ya que existen opciones tecnológicas cuyos costos de operación son más económicos o sin costo. d.2. Aceptabilidad de la solución, referido a la aceptación de la opción tecnológica por parte de la familia, en el caso de las opciones secas, de no aceptar la manipulación de las excretas existe una segunda alternativa sin manipulación de excretas, en el caso de la opción de arrastre hidráulico, solo existe una alternativa.

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1.2. Enfoque El presente documento se enfoca en reunir las opciones tecnológicas de saneamiento que mediante un uso adecuado se conviertan en servicios sostenibles, ya que recae en la familia o la comunidad su mantenimiento. Es por ello, que la opción tecnológica debe seleccionarse según criterios técnicos, económicos y culturales de tal forma de que garanticen su sostenibilidad. sostenibilidad.

2. Objetivos 2.1. Objetivo General Definir los diseños definitivos de las opciones tecnológicas de saneamiento, los criterios para su selección, diseño y forma de implementación para los proyectos de saneamiento en el ámbito rural.

2.2. Objetivos específicos 







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Presentar la metodología para la adecuada selección de las opciones tecnológicas de saneamiento para los proyectos de saneamiento en el ámbito rural. Presentar los diseños definitivos de los componentes que conforman las opciones tecnológicas para abastecimiento de agua potable a ser utilizados en la elaboración de los proyectos de saneamiento en el ámbito rural. Presentar los diseños definitivos de los componentes que conforman las opciones tecnológicas para la disposición sanitaria de excretas a ser utilizados en la elaboración de los proyectos de saneamiento en el ámbito rural. Reducción del tiempo que toma la elaboración de los proyectos de saneamiento en el ámbito rural. Reducción de los costos de implementación de los proyectos de saneamiento en el ámbito rural.

3. Aplicación Las opciones tecnológicas desarrolladas en el presente documento y en los anexos que lo complementen, son de uso obligatorio del Ingeniero Sanitario responsable del proyecto de saneamiento en el ámbito rural. Adicionalmente, para los casos en donde el Ingeniero Sanitario, responsable del proyecto defina una opción tecnológica no incluida en el presente documento, deberá sustentarla técnica y económicamente tomando de referencia los criterios técnicos incluidos incluidos para ser considerada.

4. Terminología  Accesorio:

  



Componente plástico o metálico que permite el cambio de dirección o de diámetro del líquido conducido por una tubería. Entre otras, se definen como tales las piezas como brida-enchufe, brida-extremo liso, codos, tees, yees, válvulas u otro excepto tuberías. Acuífero: Estrato subterráneo subterráneo saturado de agua del del cual ésta fluye fácilmente. fácilmente. Afloramiento: Afloramient o: Son las fuentes, que en principio deben ser consideradas como aliviaderos naturales de los acuíferos. Agua subálvea: Fuente de agua agua subterránea que se encuentra cerca de la superficie superfic ie del terreno, a poca profundidad y que puede aflorar espontáneamente (manantial) o ser fácilmente extraída por medio de pozos excavados o perforados. Agua subterránea: Aguas que dentro del ciclo hidrológico, hidrológico , se encuentran encuentran en la etapa de circulación o almacenadas debajo de la superficie del terreno y dentro del medio poroso,

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fracturas de las rocas u otras formaciones geológicas, que para su extracción y utilización se requiere la realización de obras específicas. geográfic a donde se ubica el sistema y cuyas condiciones  Ámbito geográfico: Es la zona geográfica rigen el mismo.  Ámbito rural del Perú: Son el conjunto de centros poblados que no sobreasan los dos mil (2 000) habitantes independientemente.  Humedal: Es un ecosistema conformado por un sustrato saturado de vegetación, microorganismos y agua, cuyo objetivo es la remoción de contaminantes mediante diversos procesos físicos, químicos y biológicos. Se instala a continuación de un tanque t anque séptico mejorado o en el caso de sistemas secos con el agua proveniente de lavaderos, duchas y urinario.  Caja de registro: Caja de reunión o inspección prefabricada en concreto o material termoplástico, la cual permite la conexión de tuberías en ángulos de 45° o 90°, su uso es obligatorio cuando el tramo instalado tiene más de 15 metros. presión: Estructura que permite disipar la energía y reducir la presión  Cámaras rompe presión: relativa a cero (presión atmosférica), con la finalidad de evitar daños a la tubería.  Captación: Conjunto de estructuras e instalaciones destinadas a la regulación, derivación y obtención del máximo caudal posible de aguas superficiales o subterráneas.  Caseta para la taza especial: Ambiente que contiene la taza especial y que su fabricación es de un material liviano y resistente, que permite su traslado fácilmente cuando el hoyo por debajo de la caseta alcanza su altura máxima.  Caseta de la UBS: ambiente que alberga los siguientes aparatos sanitarios, la ducha, el inodoro o la taza especial y el urinario y que su modelo varía dependiendo del tipo de sistema de disposición de las excretas.  Caudal máximo diario: Caudal de agua del día de máximo consumo en el año.  Caudal máximo horario: Caudal de agua de la hora de máximo consumo en el día de máximo consumo en el año.  Caudal promedio diario anual: Caudal de agua que se estima consume, en promedio, un habitante durante un año.  Conexión domiciliaria de agua: Conjunto de elementos y accesorios desde la red de distribución del sistema de abastecimiento de agua para consumo humano hasta la conexión de entrada de agua al domicilio o local público, con la finalidad de dar servicio a cada lote, vivienda o local público.  Depresión o descenso: Descenso que experimenta el nivel del agua cuando se está bombeando o cuando el pozo fluye naturalmente, es decir, cuando tiene una salida natural. Es la diferencia, medida en metros, entre el nivel estático y el nivel dinámico.  Diámetro interior: Diámetro interior del tubo, real o útil, medido en una sección cualquiera. Es el diámetro del diseño hidráulico.  Disposición Sanitaria de Excretas: Infraestructura cuyas instalaciones permiten el tratamiento de las excretas, ya sea en un medio seco o con agua, de modo que no represente riesgo para la salud y el medio ambiente.  Estación de bombeo: Componente del sistema de abastecimiento de agua para consumo humano, conformada por la caseta y el equipamiento hidráulico y eléctrico, que tiene como función trasladar el agua desde un punto bajo a uno más alto mediante el empleo de equipos de bombeo.  Fuente de abastecimiento: Es el cuerpo de agua natural o artificial, que es utilizado para el abastecimiento de uno o más centros poblados, el mismo que puede ser superficial o subterráneo o incluso pluvial. brusca s de las  Golpe de ariete: Fluctuaciones rápidas de presión debidas a variaciones bruscas condiciones de contorno y/o caudal del flujo. El golpe de ariete está esencialmente relacionado con la velocidad del agua y no con la presión interna.  Hoyo Seco Ventilado: opción tecnológica que permite disponer adecuadamente las excretas y orina en un hoyo con el uso de una taza especial, su ubicación es temporal,

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ya que al llenarse el hoyo se tiene que clausurar y reubicar la caseta sobre un nuevo hoyo de las mismas dimensiones. Proyectist a: ingeniero Sanitario Colegiado y Habilitado responsable del diseño  Ingeniero Proyectista: técnico del proyecto de saneamiento rural a implementar. Instalac ión intradomiciliaria: Conjunto de aparatos sanitarios y accesorios instalados al  Instalación interior de la vivienda o cerca de ella, que, funcionando de manera conjunta, permiten a los usuarios contar con un servicio continuo de agua para consumo humano y facilidades facilidades para la disposición sanitaria de excretas.  Impulsión: Infraestructura destinada a transmitir al caudal de agua circulante por una tubería la energía necesaria para su transporte, venciendo las fuerzas gravitatorias y las resistencias por rozamiento, y/o para incrementar incrementar su presión.  Lavadero Multiusos: aparato sanitario que permite el lavado de utensilios y ropa, construido en concreto armado o material prefabricado, siempre y cuando sea de un material resistente a la intemperie intemperie y resista por lo menos 40 kg de peso.  Línea de aducción: estructuras y elementos que conectan el reservorio con la red de distribución.  Línea de conducción: estructuras y elementos que conectan las captaciones con los reservorios, pasando o no por las estaciones de tratamiento.  Línea de impulsión: En un sistema por bombeo, es el tramo de tubería que conduce el agua desde la estación de bombeo hasta el reservorio.  Malla: Contorno cerrado formado por tuberías de la red de distribución por las que circula agua a presión y que no alberga en su interior ningún otro contorno cerrado.  Niple: Porción de tubería de tamaño menor que la de fabricación. corre sponde al nivel superior de una una capa freática o de un acuífero, cuya  Nivel freático: corresponde distancia es medida desde dicho nivel superior hasta el nivel del suelo.  Nivel dinámico: Distancia medida desde la superficie del terreno hasta el nivel de agua en el pozo producido por el bombeo.  Nivel de servicio: Es la forma como se brinda el servicio al usuario. Los niveles de servicio pueden ser público o domiciliario.  Nivel estático: Distancia Distanc ia desde la superficie del terreno hasta el nivel de agua en el pozo, no afectado por el bombeo. Aplica a acuíferos libres. Dist ancia desde la superficie del terreno hasta el nivel de agua en el  Nivel piezométrico: Distancia pozo, no afectado por el bombeo. Aplica a acuíferos confinados o semiconfinados.  Opciones Tecnológicas: Soluciones de saneamiento que se rigen bajo condiciones técnicas, económicas y sociales para su selección. Tecnológicas Convencionales: Soluciones Soluciones de saneamiento seleccionadas seleccionadas a  Opciones Tecnológicas partir de condiciones técnicas, económicas y sociales, que atienden a un gran número de familias agrupadas en localidades o ciudades.  Opciones Tecnológicas No Convencionales: Soluciones de saneamiento seleccionadas a partir de condiciones condiciones técnicas, económicas y sociales, que atienden a pocas familias agrupadas en grandes extensiones de territorio. ): Es la pérdida de energía en la tubería por unidad de  Pérdida de carga unitaria (h f ): longitud debida a la resistencia del material del conducto al flujo del agua. Se expresa en m/km o m/m. ): Viene a representar el producto de pérdida de carga unitaria por  Pérdida por tramo (Hf ): la longitud del tramo de tubería. infraestructu ra deberá cumplir su función  Período de diseño: Tiempo durante el cual la infraestructura satisfactoriamente. Se fijará según normatividad vigente dada por las autoridades Normativas del Sector.  Periodo óptimo de diseño: Es el tiempo en el cual la capacidad de un componente del sistema de agua para consumo humano o saneamiento cubre la demanda proyectada, minimizando el valor actual de costos de inversión, operación y mantenimiento, durante el horizonte de evaluación de un proyecto.

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Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural  Pileta

pública: se ubica en la vía pública, permite el acceso al agua de la red de abastecimiento de agua potable para surtir de dicho recurso a un grupo de familias, puede o no incluir un medidor para el control del agua suministrada. formulació n del proyecto.  Población inicial: Número de habitantes en el momento de la formulación  Población de diseño: Número de habitantes que se espera tener al final del período de diseño. infiltrar el efluente líquido de la UBS instalada a través de  Pozo de Absorción: permite infiltrar un dren vertical instalado en un medio filtrante dentro de pozo. funcionamiento (OP): Presión interna que aparece en un instante dado en  Presión de funcionamiento una sección determinada de la red. estátic a: Es la presión en una sección de la tubería cuando, estando en carga,  Presión estática: se encuentra el agua en reposo.  Profundidad: Diferencia de nivel entre la superficie de terreno y la generatriz inferior interna de la tubería. limita das en el tiempo con el fin  Proyecto de Inversión Pública (PIP): Son intervenciones limitadas de crear, ampliar, mejorar o recuperar la capacidad productora o de provisión de bienes o servicios de una entidad.  Red de distribución: Conjunto de tuberías principales y ramales distribuidores que permiten abastecer de agua para consumo humano a las viviendas.  Reservorio (o depósito): Infraestructura estanca destinada a la acumulación de agua para consumo humano, comercial, estatal y social. Por su función, los reservorios pueden ser de regulación, de reserva, de mantenimiento de presión o de alguna combinación de las mismas. Este revestimiento cumplirá la Norma NSF-61. Revestimiento exterior: Material complementario complementario aplicado a la superficie exterior exterior de un  Revestimiento componente con objeto de protegerlo de la corrosión, el deterioro mecá nico y/o el ataque químico.  Revestimiento interior: Material complementario aplicado a la superficie interior de un componente con objeto de protegerlo de la corrosión, el deterioro mecáni co y/o el ataque químico.  Sello sanitario: Elemento utilizado para mantener las condiciones sanitarias óptimas en la estructura de ingreso a la captación.  Suelo fisurado: Es un tipo de suelo que presenta grietas o fisuras que hacen que el agua a filtrar descienda rápidamente pero sin ser filtrada, lo que puede originar una contaminación del agua subterránea de estar cerca del nivel del suelo, es una de las causas de los hundimientos. hundimientos.  Sustrato: Capa de suelo debajo de la capa superficial del mismo suelo. vitrificada ,  Taza especial: taza en forma de inodoro o del tipo turco, fabricada en losa vitrificada, granito o plástico reforzado, permite que las excretas y orina caigan directamente al depósito ubicado bajo ella.  Toma de agua: Dispositivo o conjunto de dispositivos destinados a desviar el agua desde una fuente hasta los demás componentes de una captación.  Tubería: Componente de sección transversal anular y diámetro interior uniforme, de eje recto cuyos extremos terminan en espiga, campana, rosca o unión flexible  UBS – Unidad Básica de Saneamiento: Conjunto de componentes que permiten brindar el acceso a agua potable y la disposición sanitaria de excretas a una familia, el diseño final dependerá de la opción tecnológica no convencional seleccionada.  Unión: Pieza de enlace de extremos adyacentes de dos tubos que incluye elementos de estanquidad.  Válvula de aire: Válvula para eliminar el aire existente en las tuberías. Puede ser manual o automática (purgador o ventosa), siendo preferibles preferibles las automáticas.  Válvula de purga: Válvula ubicada en los puntos más bajos de la red o conducción para eliminar acumulación de sedimentos y permitir el vaciado de la tubería.  Vida útil: Tiempo en el cual la infraestructura infraest ructura o equipo debe funcionar adecuadamente, luego del cual debe ser reemplazado o rehabilitado.

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Zanja de Percolación: permite infiltrar el efluente líquido de la UBS instalada a través de drenes horizontales instalados instalados en un medio filtrante dentro de zanjas.  Zona de infiltración: es aquella zona seleccionada para eliminar por infiltración el efluente líquido de la UBS instalada, por presentar características permeables ideales.  Zona inundable: es aquella zona en donde se ubica el proyecto de saneamiento, susceptible a inundarse por la intensidad de lluvia característica de la región o al desborde de un cuerpo de agua en ciertas épocas del año. 

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CAPITULO II. ALGORITMO DE SELECCIÓN DE OPCIONES TECNOLÓGICAS 1. Abastecimiento de agua agua para consumo humano humano 1.1. Criterios de Selección En base a la evaluación de ciertas condiciones técnicas de la zona del proyecto, se selecciona la opción tecnología más adecuada para el sistema de abastecimiento de agua para consumo humano, entre los criterios evaluados, se tienen los siguientes: siguientes:       

Tipo de fuente Ubicación de la fuente Nivel freático Frecuencia e intensidad de lluvias Disponibilidad de agua Zona de vivienda inundable Calidad del agua

La calidad del agua, es un criterio en el cual se considera que las aguas subterráneas únicamente requieren simple desinfección y las aguas superficiales filtración lenta antecedida de pre-filtración con grava. Los proyectos deben considerar un estudio de calidad de agua, que permita identificar qué otros parámetros de calidad deben ser removidos, para que el agua tratada sea apta para consumo humano. a. Tipo de fuente, existen tres (03) tipos de fuentes de agua, para el consumo de las familias. Grupo Nº 1: Fuente Superficial: laguna o lago, río, canal, quebrada. Grupo Nº 2: Fuente Subterránea: Manantial (ladera, fondo y Bofedal), Pozos y Galerías Filtrantes Grupo Nº 3: Fuente Pluvial: lluvia, neblina. b. Ubicación de la fuente, este determina determin a si el funcionamiento funcionami ento del sistema se debe realizar por gravedad o bombeo. Aquellas fuentes de agua, que se ubiquen en una cota superior a la localidad, el abastecimiento de agua se realizará por gravedad y aquellas que se encuentren en una cota inferior a la localidad, se realizará por bombeo. c. Nivel freático, la profundidad del nivel freático permite la determinación de la opción tecnológica de agua para consumo humano, para el caso de la fuente subterránea. Aquella napa que se encuentre más próxima próxima a la superficie, superficie, permite captar el agua por manantiales, mientras que aquellas con napa freática más profunda, requieren otras soluciones (galerías filtrantes, pozo profundo o pozo manual). d. Frecuencia e intensidad intensidad de lluvias, se refiere únicamente únicamente a una fuente pluvial, donde la zona de intervención presenta un registro pluviométrico de los últimos 10 años, que permita a cada vivienda contar con la cantidad de agua para el consumo, o para complementar complementar el ya obtenido por otra fuente. e. Disponibilidad de agua, se refiere a que la fuente (superficial, subterránea o pluvial) seleccionada otorga una cantidad de agua suficiente para el consumo humano y servicios en la vivienda. f. Zona de vivienda inundable, se refiere a si la zona de intervención es vulnerable a ser inundada de manera permanente o por un tiempo limitado, por lluvias intensas, o por el desborde natural de un cuerpo de agua.  

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1.2. Descripción La forma de uso del algoritmo de selección de opciones tecnológicas para abastecimiento de agua para consumo humano, se basa en la evaluación técnica, en determinado orden,

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de los criterios descritos anteriormente que permiten obtener una solución ideal para la zona de intervención evaluada. a. Tipo de fuente, se inicia determinando el tipo de fuente disponible en la zona de intervención. En caso existan varias opciones, se consideran todas, las cuales se descartan en función al desarrollo del algoritmo de selección. Para el caso de agua subterránea, se debe evaluar adicionalmente el punto de captación para el adecuado diseño de un manantial de ladera, de fondo, pozo profundo, pozo manual y/o galerías filtrantes. b. Ubicación de la fuente, se debe debe considerar considerar “SI”, cuando la ubicación de la fuente permite un abastecimiento por gravedad; en caso contrario, el “NO” se refiere a un sistema por bombeo. c. Nivel freático, se considera “SI” cuando la profundidad del nivel freático es menor o igual a cuatro (4) metros; en caso contrario, el “NO” significa que la profundidad del nivel freático es mayor a 4m. d. Frecuencia e intensidad de lluvias , el “SI” se refiere a que la zona de intervención presenta un registro pluviométrico de 600 mm anual como mínimo; en caso contrario, el “NO”, significa que el registro pluvial es menor o igual a 600 mm, por lo que la fuente de agua pluvial, no puede ser seleccionada como una fuente alternativa para la alternativa de captación de agua de lluvia. e. Disponibilidad de agua , el “SI” se refiere a que el caudal de la fuente es mayor o igual que la demanda de agua de la población; en caso contrario, el “NO” se refiere a que la fuente no rinde la cantidad necesaria de agua y se debe optarse por otras fuentes de agua complementarias. f. Zona inundable, inundable, el “SI” se refiere a que la zona de intervención es vulnerable a ser inundada de manera permanente o por un tiempo limitado, por lluvias intensas o por el desborde de un cuerpo de agua; en caso contrario, el “NO” se refiere a que la zona no

es inundable.

1.3. Opciones Tecnológicas de Abastecimiento Abastecimiento de Agua Agua para Consumo Humano Considerando los criterios de selección descritos en el ítem 1.1 se ha identificado siete (07) alternativas disponibles para sistemas de agua potable para el consumo humano, de diversas fuentes de agua. De dichas alternativas, tres (03) corresponden a sistemas por gravedad, tres (03) a sistemas por bombeo y uno (01) a sistema de captación pluvial. 1.3.1. Sistemas por gravedad a. Con tratamiento SA-01: Captación por gravedad, línea de conducción, planta de tratamiento de agua potable, reservorio, desinfección, línea de aducción, red de distribución. b. Sin tratamiento SA-03: Captación de manantial (ladera o fondo), línea de conducción, reservorio, desinfección, línea de aducción, red de distribución. SA-04: Captación (galería filtrante, pozo profundo, pozo manual), estación de bombeo, reservorio, desinfección, línea de aducción, red de distribución. 1.3.2. Sistemas por bombeo a. Con tratamiento SA-02: Captación por bombeo, línea de impulsión, planta de tratamiento de agua potable, reservorio, desinfección, línea de aducción, red de distribución. b. Sin tratamiento SA-05: Captación de manantial (ladera o fondo), estación de bombeo, línea de impulsión, reservorio, desinfección, desinfección, línea de aducción, red de distribución.

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SA-06: Captación (galería filtrante, pozo profundo, pozo manual), estación de bombeo, línea de impulsión, reservorio, desinfección, línea de aducción, red de distribución (PEAD). 1.3.3. Sistemas pluviales pluviales SA-07: Captación de lluvia en techo, reservorio, desinfección.

1.4. Innovaciones tecnológicas Pueden ser consideradas nuevas opciones tecnológicas no contempladas en las opciones tecnológicas descritas anteriormente, siempre y cuando el ingeniero proyectista presente un informe técnico con la debida justificación técnica, económica y social para ser aprobado por la Dirección de Saneamiento. Dicho informe debe incluir las pruebas de monitoreo de la eficiencia de captación, almacenamiento o distribución respaldadas por evaluaciones emitidas por entidades de prestigio, como pueden ser laboratorios o empresas certificadoras. De igual manera, debe incluir un análisis costo-beneficio del proyecto, ya que las nuevas opciones presentadas deben minimizar los costos de operación y mantenimiento del sistema. En caso se incluyan nuevas nuevas tecnologías de tratamiento o desinfección, estas deben tener documentación técnica completa y validada por la Dirección de Saneamiento del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento; los análisis de laboratorio que demuestren la eficiencia de tratamiento, deben ser respaldados por laboratorios del INACAL.

Tabla N° 02.01. Innovación Tecnológica en Sistemas de Tratamiento de Agua Potable ESPACIO DE EVALUACIÓN

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES TRASLADO

INSTALACIÓN

PRUEBA DE CAMPO

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO AUTONOMIA RESISTENCIA A LA EXPOSICIÓN RESISTENCIA EN GENERAL

PRUEBA DE LABORATORIO

ANALISIS DE EFICIENCIA

SOBRE EL PRODUCTO

COSTOS, GARANTÍA Y OTROS

SOBRE TRATAMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO

Debe especificarse la forma de traslado del sistema y los riesgos que conlleva el mismo. Debe especificarse la forma de instalación del producto y los riesgos que conlleva el mismo, la cantidad de personas necesarias para el armado y su grado de instrucción, así como el tiempo de instalación. Debe verificarse la forma de operación, mantenimiento, cantidad y tipo de insumos necesarios, para determinar el grado de instrucción del operario Debe especificarse en caso requerir energía eléctrica, como esta será proporcionada. Debe indicarse de ser un sistema prefabricado, como se comporta ante su exposición al sol o de ser enterrado hacia la fuerza del suelo ejercida sobre él, inclusive a su reacción a características químicas Resistencia, el material del que esté fabricado el producto, debe ser resistente al trato que puede recibir en campo durante su traslado, instalación y operación por su exposición al ambiente. Debe indicarse y demostrarse la eficiencia de tratamiento del sistema, ante varios escenarios posibles de calidad de fuente Norma de diseño, el producto debe estar diseñado bajo una norma incluida en la normativa nacional vigente, para lo cual se presentará la memoria de cálculo respectiva. En caso la norma utilizada no se encuentre incluida dentro de la normativa nacional vigente, esta debe ser previamente homologada ante el ente autorizado correspondiente. Tecnología, en caso se presente una tecnología innovadora, debe anexarse antecedentes previos de su uso validado con análisis de laboratorio contemporáneos a dichas experiencias. Vida Útil, debe tener una vida útil mínimo de 30 años, con un adecuado mantenimiento de parte del usuario.

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Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural ESPACIO DE EVALUACIÓN

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

SOBRE TRATAMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO

Garantía, el fabricante debe ofrecer como mínimo 10 años de garantía por defectos de fabricación, con reemplazo de producto sin costo. Sostenibilidad, debe especificarse como es que la operación del producto es sostenible en el tiempo, adicionalmente se debe incluir los costos que implican su operación e implementación.

1.5. Algoritmo de Selección de Opciones Tecnológicas para para abastecimiento abastecimiento de agua para consumo humano El árbol de decisión para abastecimiento de agua para consumo humano se muestra a continuación. En ella se debe evaluar los criterios de selección indicados en los ítem 1.1., y 1.2., con la finalidad de identificar la opción tecnológica más apropiada para la zona de intervención.

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2. Disposición Sanitaria de Excretas 2.1. Criterios de Selección a. Disponibilidad de agua para consumo, este criterio se refiere a la dotación de agua que debe considerarse según la forma seleccionada para la disposición sanitaria de excretas, siendo esta de 30 l/hab.d (agua de lluvia), entre 50 y 70 l/hab.d (opción tecnológica con disposición sanitaria de excretas sin arrastre hidráulico), entre 80 y 100 l/hab.d (opción tecnológica con disposición sanitaria de excretas con arrastre hidráulico), asimismo incluye la posibilidad de que la familia posea un pozo de agua dentro de su propiedad adicional a la forma de abastecimiento determinada por el proyecto de saneamiento rural. Las dotaciones a evaluar se clasifican en dos (02) grupos: a.1. 1er Grupo: familias que se abastecen de agua, en la que la dotación se encuentra dentro de los 50 a los 70 l/hab.d ya que la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas no contempla el arrastre hidráulico. a.2. 2do Grupo: familias que se abastecen de agua, en la que la dotación es mayor de 80 l/hab.d, pero no sobrepasa los 100 l/hab.d ya que la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas contempla el arrastre hidráulico.

Tabla N° 02.02. Dotación de agua según forma de disposición de excretas REGIÓN GEOGRÁFICA COSTA SIERRA SELVA

DOTACIÓN – UBS SIN ARRASTRE HIDRAULICO (l/hab.d) 60 50 70

DOTACIÓN – UBS CON ARRASTRE HIDRÁULICO (l/hab.d) 90 80 100


2. Disposición Sanitaria de Excretas 2.1. Criterios de Selección a. Disponibilidad de agua para consumo, este criterio se refiere a la dotación de agua que debe considerarse según la forma seleccionada para la disposición sanitaria de excretas, siendo esta de 30 l/hab.d (agua de lluvia), entre 50 y 70 l/hab.d (opción tecnológica con disposición sanitaria de excretas sin arrastre hidráulico), entre 80 y 100 l/hab.d (opción tecnológica con disposición sanitaria de excretas con arrastre hidráulico), asimismo incluye la posibilidad de que la familia posea un pozo de agua dentro de su propiedad adicional a la forma de abastecimiento determinada por el proyecto de saneamiento rural. Las dotaciones a evaluar se clasifican en dos (02) grupos: a.1. 1er Grupo: familias que se abastecen de agua, en la que la dotación se encuentra dentro de los 50 a los 70 l/hab.d ya que la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas no contempla el arrastre hidráulico. a.2. 2do Grupo: familias que se abastecen de agua, en la que la dotación es mayor de 80 l/hab.d, pero no sobrepasa los 100 l/hab.d ya que la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas contempla el arrastre hidráulico.

Tabla N° 02.02. Dotación de agua según forma de disposición de excretas REGIÓN GEOGRÁFICA COSTA SIERRA SELVA

DOTACIÓN – UBS SIN ARRASTRE HIDRAULICO (l/hab.d) 60 50 70

DOTACIÓN – UBS CON ARRASTRE HIDRÁULICO (l/hab.d) 90 80 100

Tabla N° 02.03. Dotación de agua por tipo de abastecimiento TECNOLOGÍA NO CONVENCIONAL AGUA DE LLUVIA

DOTACIÓN (l/hab.d) 30

b. Nivel Freático, el tipo de opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas depende de la profundidad a la que se encuentra el nivel del agua subterránea con respecto al nivel del suelo, para aquellas zonas donde esta distancia sea mayor a cuatro (04) metros, puede considerarse soluciones de arrastre hidráulico, caso contrario si la distancia es menor a cuatro (04) metros, la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas será del tipo seca.

Ilustración N° 02.01. Máxima profundidad del nivel freático que define la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas

4 metros NIVEL FREATICO


c. Pozo de agua para consumo humano, la zona seleccionada para la infiltración de la parte líquida de las aguas residuales tratadas o de las aguas grises, debe ubicarse a una distancia igual o mayor de 25 metros de un pozo utilizado para el abastecimiento de agua, además de ello, el pozo siempre debe ubicarse por encima de la zona de infiltración; de seleccionarse una zona a menos de 25 metros de un pozo de agua, la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas debe ser del tipo seca. d. Zona inundable, es cuando ocurre un desborde de un cuerpo receptor o cuando la intensidad de lluvia inunda la zona de intervención por un tiempo prolongado menor a un año, o de manera permanente, en dicho caso la opción tecnológica de agua y disposición sanitaria de excretas que se seleccione debe ser posible de operar y mantener en dicho escenario. e. Disponibilidad de terreno, esta condición determina si la opción tecnológica de disposición disposición de excretas a seleccionar será del tipo familiar o multifamiliar o en todo caso, considere que varios sistemas familiares compartan un sistema complementario de infiltración; en ningún caso se permite que un conjunto de sistemas familiares descarguen en una planta de tratamiento de algún tipo, dichos sistemas familiares ya deben incluir el tratamiento de las aguas residuales de forma individual. f. Suelo expansivo, se entiende como el tipo de suelo con bajo grado de saturación que en presencia de humedad aumenta considerablemente su volumen y lo recupera en ausencia de ésta, lo que puede ocasionar serios daños a estructuras enterradas en este tipo de suelo, es por ello que es necesaria la evaluación general de cada una de los terrenos circundantes a las viviendas seleccionadas, porque puede darse que un solo proyecto incluya varias opciones tecnológicas de disposición sanitaria de excretas diferentes. La evaluación de este tipo de suelo, será en base a la Norma E.050, inclusive de ser poco profundo se puede reemplazar. g. Facilidad de excavación, se entiende como que el tipo de suelo de la zona seleccionada para la instalación de la opción tecnológica de disposición de excretas es rocoso, semirocoso o natural, clasificándolo en un suelo difícil o fácil de excavar. Si un tipo de suelo necesita varios tipos de herramienta o incluso procedimientos alternativos para romper roca, debe seleccionarse una opción tecnológica de disposición de excretas del tipo seca. h. Suelo fisurado, se entiende como el tipo de suelo que contiene grietas profundas, las cuales permiten una rápida infiltración del efluente tratado o aún sin tratamiento de la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas con arrastre hidráulico en el subsuelo, lo que pondría en riesgo la calidad de las aguas subterráneas que vayan a ser consumidas directamente. directamente. i. Suelo permeable, se entiende como el tipo de suelo que permite la infiltración de líquidos, en este caso, el efluente de las opciones tecnológicas de disposición sanitaria de excretas con o sin tratamiento, dicha permeabilidad será medida por el tiempo en que se demora bajar 1 centímetro (cm) según el test de percolación que se implemente, si el tiempo de percolación es superior a 12 minutos por centímetro, se debe elegir una opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas del tipo seco, el procedimiento a seguir para el test de percolación se encuentra definido en la Norma IS.020 Tanques Sépticos. j. Vaciado del depósito depósito de excretas, se refiere a que el usuario usuario del servicio (adulto), puede puede vaciar el depósito de almacenamiento de excretas, para posteriormente aprovechar o eliminar las excretas extraídas sin poner en riesgo su salud o el medio ambiente de la comunidad o zonas aledañas. La evaluación de vaciado se realiza a los dos (02) tipos 17


de opciones tecnológicas de disposición sanitaria de excretas, del tipo seco y de arrastre hidráulico. k. Aprovechamiento Aprovechamien to de residuos fecales, se refiere a que la familia se encuentra dispuesta a aprovechar directa o indirectamente los residuos fecales que se generarán en la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas que ha sido seleccionada. En caso no acepte aprovechar los residuos sólidos generados se seleccionará una opción tecnológica del tipo seca que no permita aprovechar los residuos fecales. l. Papel blando para limpieza anal, se refiere al tipo de papel para la limpieza anal que la familia optará por utilizar y si este es suave o degradable o duro y difícil de eliminar. m. Costos de mantenimiento, se considera si es que la familia es capaz de realizar un adecuado mantenimiento de la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas seleccionada. En el caso de una opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas con arrastre hidráulico, no existe mayor análisis puesto el costo de operación es cero (0) para la única propuesta considerada, sin embargo en el caso de una opción tecnológica del tipo seco, si corresponde un análisis, puesto existen dos (02) opciones. n. Aceptabilidad de la solución, la sostenibilidad de la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas, depende en mayor grado cuando la familia opera y mantiene la opción tecnológica implementada, es decir, además de los criterios técnicos y económicos a evaluar y que son utilizados para seleccionar la mejor opción tecnológica de disposición de excretas, debe considerarse un criterio basado en las costumbres y hábitos de las familias, es por ello, que en Asamblea la Comunidad debe aprobar la opción tecnológica que considere solucione la disposición sanitaria de excretas.

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2.2. Opciones Tecnológicas para la Disposición Sanitaria de Excretas Excretas Las opciones tecnológicas para la disposición sanitaria de excretas a utilizar tienen que permitir la separación adecuada de la parte sólida y líquida de las aguas residuales generadas por las familias. Dichas opciones tecnológicas operan con arrastre hidráulico y otras en un medio seco. La siguiente tabla describe las características y principales ventajas y desventajas de las diversas opciones tecnológicas para la disposición sanitaria de excretas que son seleccionables en los proyectos de saneamiento rural. Tabla N° 02.04. Descripción 02.04. Descripción de las Opciones Tecnológicas para la Disposición Sanitaria de Excretas para el Ámbito Rural OPCI N TECNOLÓGICA

CARACTERISTICAS

DESVENTAJAS

 Conformado

HOYO SECO VENTILADO

COMPOSTERA

por dos (02) casetas: i) para la taza especial, y ii) para la ducha y lavadero multiusos.  Permite acumular las excretas y orina en un hoyo excavado.  El ambiente de contiene la taza especial es desmontable para reubicarse fácilmente en otro lugar cuando el hoyo se llena.  El ambiente que contiene la ducha y lavadero multiusos no es reubicable.  El ambiente que contiene la taza especial es de material prefabricado, lo que facilita la reubicación  El material de fabricación del ambiente reubicable, es liviano pero a la vez resistente, no es afectado por los rayos solares.  El diseño de ambos ambientes, debe permitir adecuada ventilación e iluminación.  El ambiente que contiene la ducha y lavadero puede construirse en mampostería o ser prefabricado.  Permite acumular las excretas en dos (02) cámaras, las cuáles se usan alternadamente para facilitar su secado.  El uso de una taza con separador de orina permite derivar la orina para aprovecharla o eliminarla con las aguas grises.  El ambiente considera: dos (02) cámaras para el almacenamiento de las excretas, taza con separador de orina, ducha, urinario y lavadero multiusos.

VENTAJAS  Que el ambiente de la taza

especial sea reubicable, permite extender la vida útil de la opción tecnológica de disposición sanitaria de excretas.  Que el material de fabricación de la caseta reubicable sea prefabricada, pero a la vez liviano y resistente, permite su traslado y reinstalación de forma cómoda.  El que exista dos (02) casetas, permite disminuir el costo del ambiente reubicable.  En caso la familia no acepte la manipulación de las excretas a través del uso de una UBS del tipo compostera, la opción tecnológica del tipo hoyo seco es la alternativa a escoger.  Permite transformar las excretas en un

mejorador de suelos.  De utilizarse adecuadamente, es una opción tecnológica de una larga vida útil.  De existir un nivel freático alto, esta opción tecnológica para la disposición de excretas del tipo seco permite dar una solución de saneamiento a la comunidad.

 Al llenarse el hoyo de

las excretas, tiene que reubicarse el ambiente que contiene la taza especial.  Al mantener humedad en el hoyo, se favorece la presencia de malos olores y mosquitos, el cual se puede controlar con el uso de arena mezclada con cal o el uso de repelentes naturales.  La versión en mampostería hace más costosa y larga la construcción por el traslado de materiales y el tiempo de secado del concreto, además de la necesidad de mano de obra calificada.

 El uso inadecuado que permita la

humedad en la cámara favorece los malos olores y la presencia de mosquitos.  Para evitar la humedad es recomendable el uso de cal viva, pero su uso permanente eleva el costo operativo del sistema, en su reemplazo puede utilizarse hojas secas o arena mezclada con cal o cenizas.  La versión en mampostería hace más costosa y larga la construcción por el

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OPCI N TECNOLÓGICA

CARACTERISTICAS  Las cámaras de almacenamiento de las

excretas pueden construirse en mampostería o ser prefabricadas.  La caseta puede construirse en mampostería o ser prefabricada.  Las excretas tratadas adecuadamente pueden ser utilizadas para mejorador de suelos.  La orina tratada adecuadamente puede ser utilizada para compost.  Permite aislar el depósito de almacenamiento de

ESPECIAL PARA ZONA INUNDABLE

TANQUE SÉPTICO MEJORADO

VENTAJAS  Es

un sistema definitivo


excretas del cuerpo de agua, durante la temporada de inundación.  Fabricada de un material impermeable que permite la estanqueidad de las excretas generadas.  El uso de una taza especial con separador de orina, permite derivar la orina para aprovecharla o juntarla con las aguas grises.  Los aparatos sanitarios que debe incluir son: taza con separador de orina, ducha, urinario y lavadero multiusos.  Las excretas tratadas adecuadamente pueden ser utilizadas como mejorador de suelos.  Pueden ser diseñadas para ser de uso familiar o multifamiliar.

 Brinda la solución de disposición

 Fabricada en material prefabricado resistente e

 Sistema que permite recolectar el

impermeable  Diseñado en base a la norma IS.020 Tanque Séptico  Permite la retención de las excretas.  Permite la digestión de las excretas y su transformación en líquidos.  Separa la parte líquida de las aguas residuales para luego de un tratamiento eliminarlos por infiltración.  La Unidad Básica de Saneamiento que se conecta al tanque séptico mejorado incluye: inodoro, ducha y lavadero multiusos.

DESVENTAJAS traslado de materiales y el tiempo de secado del concreto, además de la necesidad de mano de obra calificada.

sanitaria de excretas en ambientes totalmente inundados, en donde no pueden infiltrarse los líquidos.  Permite la disposición sanitaria de excretas en un ambiente seco y aislado de la zona inundada.  Permite la disposición adecuada de orina y aguas grises a través del uso de un Humedal  Ante la posibilidad de que no exista la disponibilidad suficiente para soluciones familiares, se puede habilitar una solución multifamiliar.

100% de las aguas residuales generadas por la familia.  Permite la separación de los sólidos y líquidos de las aguas residuales generadas.  Permite disponer adecuadamente la parte líquida de las aguas residuales para infiltración en el suelo.  Brinda la sensación de tener conexión de alcantarillado.  Permite la degradación de la parte sólida y su transformación en líquido.

humedad en la cámara, favorece los malos olores y la presencia de mosquitos.  Para evitar la humedad es recomendable el uso de cal viva, pero su uso permanente eleva el costo operativo del sistema, en su reemplazo puede utilizarse hojas secas o arena mezclada con cal o cenizas.  El proceso de mantenimiento consiste en el vaciado de la cámara para el almacenamiento de excretas, en caso el mantenimiento se realice en época de avenida, es necesario un transporte náutico acondicionado para dicho fin.  Riesgo de que caigan las excretas tratadas en el cuerpo de agua, si es que el mantenimiento ocurre en época de avenida.

 De utilizarse inadecuadamente los

servicios al arrojarse objetos en el desagüe, puede generarse atoros.

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OPCI N TECNOLÓGICA

CARACTERISTICAS  Las cámaras de almacenamiento de las

excretas pueden construirse en mampostería o ser prefabricadas.  La caseta puede construirse en mampostería o ser prefabricada.  Las excretas tratadas adecuadamente pueden ser utilizadas para mejorador de suelos.  La orina tratada adecuadamente puede ser utilizada para compost.  Permite aislar el depósito de almacenamiento de

ESPECIAL PARA ZONA INUNDABLE

TANQUE SÉPTICO MEJORADO

VENTAJAS  Es

un sistema definitivo

traslado de materiales y el tiempo de secado del concreto, además de la necesidad de mano de obra calificada.


excretas del cuerpo de agua, durante la temporada de inundación.  Fabricada de un material impermeable que permite la estanqueidad de las excretas generadas.  El uso de una taza especial con separador de orina, permite derivar la orina para aprovecharla o juntarla con las aguas grises.  Los aparatos sanitarios que debe incluir son: taza con separador de orina, ducha, urinario y lavadero multiusos.  Las excretas tratadas adecuadamente pueden ser utilizadas como mejorador de suelos.  Pueden ser diseñadas para ser de uso familiar o multifamiliar.

 Brinda la solución de disposición

 Fabricada en material prefabricado resistente e

 Sistema que permite recolectar el

impermeable  Diseñado en base a la norma IS.020 Tanque Séptico  Permite la retención de las excretas.  Permite la digestión de las excretas y su transformación en líquidos.  Separa la parte líquida de las aguas residuales para luego de un tratamiento eliminarlos por infiltración.  La Unidad Básica de Saneamiento que se conecta al tanque séptico mejorado incluye: inodoro, ducha y lavadero multiusos.

DESVENTAJAS

sanitaria de excretas en ambientes totalmente inundados, en donde no pueden infiltrarse los líquidos.  Permite la disposición sanitaria de excretas en un ambiente seco y aislado de la zona inundada.  Permite la disposición adecuada de orina y aguas grises a través del uso de un Humedal  Ante la posibilidad de que no exista la disponibilidad suficiente para soluciones familiares, se puede habilitar una solución multifamiliar.

100% de las aguas residuales generadas por la familia.  Permite la separación de los sólidos y líquidos de las aguas residuales generadas.  Permite disponer adecuadamente la parte líquida de las aguas residuales para infiltración en el suelo.  Brinda la sensación de tener conexión de alcantarillado.  Permite la degradación de la parte sólida y su transformación en líquido.

humedad en la cámara, favorece los malos olores y la presencia de mosquitos.  Para evitar la humedad es recomendable el uso de cal viva, pero su uso permanente eleva el costo operativo del sistema, en su reemplazo puede utilizarse hojas secas o arena mezclada con cal o cenizas.  El proceso de mantenimiento consiste en el vaciado de la cámara para el almacenamiento de excretas, en caso el mantenimiento se realice en época de avenida, es necesario un transporte náutico acondicionado para dicho fin.  Riesgo de que caigan las excretas tratadas en el cuerpo de agua, si es que el mantenimiento ocurre en época de avenida.

 De utilizarse inadecuadamente los

servicios al arrojarse objetos en el desagüe, puede generarse atoros.

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OPCI N TECNOLÓGICA

CARACTERISTICAS  La caseta puede construirse en

ser prefabricada.

mampostería o

 De requerirse una mejor calidad del

agua residual puede complementarse con un tratamiento posterior.

VENTAJAS

DESVENTAJAS

 El mantenimiento es sencillo, al

necesitar únicamente abrir una válvula para la purga de los lodos producidos en el interior del Tanque Séptico Mejorado.  Permite una gran remoción de organismos patógenos, lo que se traduce en una contaminación del suelo de menor grado por el proceso de infiltración.  Fabricado de un material liviano y resistente, capaz de poder reutilizarse al permitir su reinstalación en otra ubicación.  El uso de nutrientes para las bacterias anaerobias permiten mejorar su eficiencia de tratamiento.

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OPCI N TECNOLÓGICA

CARACTERISTICAS  La caseta puede construirse en

mampostería o ser prefabricada.  De requerirse una mejor calidad del agua residual puede complementarse con un tratamiento posterior.

VENTAJAS

DESVENTAJAS

 El mantenimiento es sencillo, al

necesitar únicamente abrir una válvula para la purga de los lodos producidos en el interior del Tanque Séptico Mejorado.  Permite una gran remoción de organismos patógenos, lo que se traduce en una contaminación del suelo de menor grado por el proceso de infiltración.  Fabricado de un material liviano y resistente, capaz de poder reutilizarse al permitir su reinstalación en otra ubicación.  El uso de nutrientes para las bacterias anaerobias permiten mejorar su eficiencia de tratamiento.

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2.3. Sistemas Complementarios Complementarios de Tratamiento y D Disposición isposición de Efluentes Los efluentes de las opciones tecnológicas tecnológicas para la disposición disposición sanitaria de excretas, deben ser dispuestos adecuadamente en el suelo a través de un proceso de infiltración, para su diseño debe analizarse previamente la capacidad del suelo para infiltrar líquidos, es por ello, que debe aplicarse el Test de Percolación1 de forma f orma obligatoria para todo proyecto de saneamiento rural. En el caso de requerirse aprovechar el efluente para riego de zonas agrícolas o no pueda infiltrarse el agua residual tratada por existir un nivel freático cercano al suelo, debe realizarse un tratamiento adicional adicional con un Humedal 2 para mejorar la calidad del agua residual.

Tabla N° 02.05. Descripción de los Sistemas Complementarios de Tratamiento y Disposición de Efluentes. SISTEMA COMPLEMENTARIO

CARACTERISTICAS  La

POZO DE ABSORCIÓN

zona de infiltración para la prueba del sistema de infiltración, debe ubicarse como mínimo a 25 metros de un pozo de agua y 6 metros de una vivienda.  Si el tiempo que demora el agua de prueba en bajar un (01) centímetro, es de hasta 4 minutos, se debe diseñar un Pozo de Absorción.  El Test de Percolación permite estimar el área de infiltración nec esaria.  Pueden instalarse 2 o más pozos de infiltración en paralelo, para ello, debe instalarse una caja de derivación de c audal de agua residual que separe en cantidades iguales el agua residual.  El Pozo de Absorción al igual que la Zanja de Percolación debe rellenarse con piedra chancada de ½” o ¾” para favorecer que el flujo sea radial de forma horizontal y hacia el fondo del pozo.  Por el eje del Pozo de Absorción debe instalarse una extensión de la tubería de salida del efluente tratado, dicho tubo debe ser perforado, para permitir el flujo horizontal.


2.3. Sistemas Complementarios Complementarios de Tratamiento y D Disposición isposición de Efluentes Los efluentes de las opciones tecnológicas tecnológicas para la disposición disposición sanitaria de excretas, deben ser dispuestos adecuadamente en el suelo a través de un proceso de infiltración, para su diseño debe analizarse previamente la capacidad del suelo para infiltrar líquidos, es por ello, que debe aplicarse el Test de Percolación1 de forma f orma obligatoria para todo proyecto de saneamiento rural. En el caso de requerirse aprovechar el efluente para riego de zonas agrícolas o no pueda infiltrarse el agua residual tratada por existir un nivel freático cercano al suelo, debe realizarse un tratamiento adicional adicional con un Humedal 2 para mejorar la calidad del agua residual.

Tabla N° 02.05. Descripción de los Sistemas Complementarios de Tratamiento y Disposición de Efluentes. SISTEMA COMPLEMENTARIO

CARACTERISTICAS  La

POZO DE ABSORCIÓN

ZANJA DE PERCOLACIÓN

zona de infiltración para la prueba del sistema de infiltración, debe ubicarse como mínimo a 25 metros de un pozo de agua y 6 metros de una vivienda.  Si el tiempo que demora el agua de prueba en bajar un (01) centímetro, es de hasta 4 minutos, se debe diseñar un Pozo de Absorción.  El Test de Percolación permite estimar el área de infiltración nec esaria.  Pueden instalarse 2 o más pozos de infiltración en paralelo, para ello, debe instalarse una caja de derivación de c audal de agua residual que separe en cantidades iguales el agua residual.  El Pozo de Absorción al igual que la Zanja de Percolación debe rellenarse con piedra chancada de ½” o ¾” para favorecer que el flujo sea radial de forma horizontal y hacia el fondo del pozo.  Por el eje del Pozo de Absorción debe instalarse una extensión de la tubería de salida del efluente tratado, dicho tubo debe ser perforado, para permitir el flujo horizontal.  La zona de infiltración para la prueba del sistema de infiltración, debe ubicarse como mínimo a 25 metros de un pozo de agua y 6 metros de una vivienda.  Si el tiempo que demora el agua de prueba en bajar un (01) centímetro, es más de 4 minutos y h asta 12 minutos, se debe diseñar una Zanja de Percolación.  El Test de Percolación permite estimar el área de infiltración necesaria.  La máxima longitud de drenes será de 30 metros, siendo la separación de los ejes de los drenes de 2 metros.  Las pendientes de los drenes serán de 1.5‰  La Zanja de Percolación al igual que e l Pozo

a 5‰.

de Absorción debe

rellenarse con piedra chancada de ½” o ¾” para favorecer que el flujo

sea radial de forma horizontal y hacia el fondo del pozo. inicio de cada dren, debe instalarse una caja de inspección para verificar el flujo horizontal.  Para la separación equitativa del agua residual por los drenes, debe instalarse una caja repartidora de caudal, cuyo diseño dependerá de la cantidad de drenes a instalar.  Es un tratamiento en base a la depuración del agua residual a través de plantas o Fitotratamiento.  Es un depósito impermeable, donde se permite el flujo de agua pretratada a través de un sustrato previamente acondicionado.  El flujo de agua puede ser horizontal o vertical.  El material filtrante es arena o grava.  El diseño no permite el afloramiento de agua, lo que evita la presencia de mosquitos o malos olores.  El efluente puede ser destinado al riego de áreas verdes o disponerse en el suelo por infiltración. Reduce considerablemente la carga bacteriana que aún queda después  Reduce del tratamiento primario.  Al

HUMEDAL

1

Procedimiento descrito en la Norma IS.020 de Tanques Sépticos En base a un proceso de Fito tratamiento o tratamiento a través del uso de plantas cuyas raíces ayudan a degradar la materia orgánica 2

22


2.4. Innovaciones Tecnológicas Para incluir una nueva opción tecnológica en saneamiento rural que no esté considerada en el presente documento, debe tenerse en cuenta las siguientes consideraciones a presentarse en la Dirección de Saneamiento. Tabla N° 02.06. Consideraciones 02.06. Consideraciones a tener en cuenta en la presentación de nuevas opciones tecnológicas de saneamiento rural ESPACIO DE EVALUACIÓN

TRASLADO INSTALACIÓN COMODIDAD OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PRUEBA DE CAMPO

CARACTER CARACTER STICAS STICAS SEG SEG N TIPO TIPO DE OPCIONES OPCIONES TECNOL TECNOL GICAS GICAS SOBRE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES O SOBRE UNIDAD BÁSICA DE SANEAMIENTO - CASETA EXCRETAS


AUTONOMIA ESTANQUEIDAD RESISTENCIA A LA EXPOSICIÓN AL SOL RESISTENCIA EN GENERAL

ANALISIS DE EFICIENCIA PRUEBA DE LABORATORIO

MATERIAL

Debe especificarse la forma de traslado del producto y los riesgos que c onlleva el mismo. Debe especificarse la forma de instalación del producto y los riesgos que conlleva el mismo, la cantidad de personas necesarias para el armado y su grado de instrucción, así como el tiempo de instalación. La iluminación y ventilación que tiene la caseta no debe generar incomodidad al usuario. Debe verificarse la forma de operación, mantenimiento y limpieza del sistema, cantidad y tipo de insumos necesarios Debe especificarse en caso requerir energía eléctrica, como esta será proporcionada. Se evaluará si la zona de retención de líquidos o sólidos El material debe ser impermeable, además de ser aislante es impermeable, salvo que, el funcionamiento exprese lo térmico contrario. El material debe presentar características térmicas o al menos no sofocar al usuario durante su uso en días calurosos, no debe ablandarse con su exposición al sol, ni debe ceder ante leves presiones en las paredes o techo. Resistencia, el material del que esté fabricado el producto, debe ser resistente al trato que puede recibir en campo durante su traslado, instalación y operación por su exposición al ambiente. Análisis de laboratorio, en caso el producto ofrezca ofrezca tratamiento primario, la eficiencia de tratamiento debe ser superior a la ofrecida por un sistema convencional del mismo tipo, debe alcanzar como mínimo un 85% de remoción de patógenos del efluente comparado con el afluente a la unidad de tratamiento. Los análisis deben ser elaborados por un laboratorio acreditado por el INACAL.  Aislamiento térmico, debe debe presentarse un análisis que Frecuencia, debe presentarse como mínimo 3 análisis de demuestre la temperatura que alcanza el interior del laboratorio con frecuencia mensual, de los siguientes ambiente versus la temperatura externa durante verano parámetros: DBO, DQO, Aceites y Grasas, Coliformes e invierno, o en su defecto quede demostrado que el Fecales y Sólidos Suspendidos Totales.

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ESPACIO DE EVALUACIÓN

CARACTER CARACTER STICAS STICAS SEG SEG N TIPO TIPO DE OPCIONES OPCIONES TECNOL TECNOL GICAS GICAS SOBRE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES O SOBRE UNIDAD BÁSICA DE SANEAMIENTO - CASETA EXCRETAS














SOBRE EL PRODUCTO

GARANTÍA

 

análisis se ha realizado en una zona de alta radiación solar y otra de clima frío. Impermeabilidad, debe presentarse presentarse una evaluación sobre el diseño, para demostrar que en caso existan lluvias moderadas, el agua no ingrese al interior de la caseta por las uniones del techo y pared. Protección UV, debe presentarse una evaluación sobre el material de la cara exterior de la caseta, esta no debe decolorarse con la exposición al sol. Diseño estructural, en caso la caseta incluya un tanque elevado, la estructura como tal debe soportar hasta 1.25 veces el peso del tanque lleno, siendo la máxima capacidad de volumen de 400 litros. Sismo - Resistencia, debe presentarse una evaluación evaluación emitida por una entidad autorizada, sobre la capacidad sismo resistente de la caseta y dependiendo del diseño con o sin tanque elevado. Material, debe especificarse el tipo tipo de material utilizado y si este se encuentra incluido dentro de una normativa nacional vigente o tiene antecedentes de su uso. En caso el tipo de material no se encuentre incluida dentro de la normativa nacional vigente, esta debe ser previamente homologada ante el ente autorizado correspondiente. Tecnología, en caso se presente una tecnología tecnología innovadora, debe anexarse antecedentes previos de su uso. Vida Útil, debe tener una vida útil mínimo mínimo de 30 años, con un adecuado mantenimiento de parte del usuario. Garantía, el fabricante debe ofrecer ofrecer como mínimo 10 años de garantía por defectos de fabricación, con reemplazo de producto sin costo.

Tiempo de retención, debe presentarse un análisis que demuestre el tiempo de retención teórico utilizado en el diseño, se acepta el uso de trazadores. Resistencia, debe presentarse un análisis sobre la resistencia del material utilizado en la fabricación del producto para el tratamiento. Impermeabilidad, debe demostrarse que el producto es impermeable en toda su estructura, salvo que el diseño requiera lo contrario.





  



Norma de diseño, si el producto ofrece un tratamiento tratamiento primario, la norma a utilizar es la IS.020 Tanque Séptico, para lo cual se presentará la memoria de cálculo respectiva. En caso la norma utilizada no se encuentre incluida dentro de la normativa nacional vigente, esta debe ser previamente homologada ante el ente autorizado correspondiente. Tecnología, en caso se presente una tecnología tecnología innovadora, debe anexarse antecedentes previos de su uso validado con análisis de laboratorio contemporáneos a dichas experiencias. Tipo de sistema, si es de arrastre hidráulico, seco o de otro tipo. Vida Útil, debe tener una vida útil mínimo mínimo de 30 años, con un adecuado mantenimiento de parte del usuario. Garantía, el fabricante debe ofrecer ofrecer como mínimo 10 años de garantía por defectos de fabricación, con reemplazo de producto sin costo. Sostenibilidad, debe especificarse especificarse como es que la operación del producto es sostenible en el tiempo, adicionalmente se debe incluir los costos que implican su operación.

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ESPACIO DE EVALUACIÓN

CARACTER CARACTER STICAS STICAS SEG SEG N TIPO TIPO DE OPCIONES OPCIONES TECNOL TECNOL GICAS GICAS SOBRE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES O EXCRETAS


SOBRE UNIDAD BÁSICA DE SANEAMIENTO - CASETA













SOBRE EL PRODUCTO

GARANTÍA

 

análisis se ha realizado en una zona de alta radiación solar y otra de clima frío. Impermeabilidad, debe presentarse presentarse una evaluación sobre el diseño, para demostrar que en caso existan lluvias moderadas, el agua no ingrese al interior de la caseta por las uniones del techo y pared. Protección UV, debe presentarse una evaluación sobre el material de la cara exterior de la caseta, esta no debe decolorarse con la exposición al sol. Diseño estructural, en caso la caseta incluya un tanque elevado, la estructura como tal debe soportar hasta 1.25 veces el peso del tanque lleno, siendo la máxima capacidad de volumen de 400 litros. Sismo - Resistencia, debe presentarse una evaluación evaluación emitida por una entidad autorizada, sobre la capacidad sismo resistente de la caseta y dependiendo del diseño con o sin tanque elevado. Material, debe especificarse el tipo tipo de material utilizado y si este se encuentra incluido dentro de una normativa nacional vigente o tiene antecedentes de su uso. En caso el tipo de material no se encuentre incluida dentro de la normativa nacional vigente, esta debe ser previamente homologada ante el ente autorizado correspondiente. Tecnología, en caso se presente una tecnología tecnología innovadora, debe anexarse antecedentes previos de su uso. Vida Útil, debe tener una vida útil mínimo mínimo de 30 años, con un adecuado mantenimiento de parte del usuario. Garantía, el fabricante debe ofrecer ofrecer como mínimo 10 años de garantía por defectos de fabricación, con reemplazo de producto sin costo.

Tiempo de retención, debe presentarse un análisis que demuestre el tiempo de retención teórico utilizado en el diseño, se acepta el uso de trazadores. Resistencia, debe presentarse un análisis sobre la resistencia del material utilizado en la fabricación del producto para el tratamiento. Impermeabilidad, debe demostrarse que el producto es impermeable en toda su estructura, salvo que el diseño requiera lo contrario.





  



Norma de diseño, si el producto ofrece un tratamiento tratamiento primario, la norma a utilizar es la IS.020 Tanque Séptico, para lo cual se presentará la memoria de cálculo respectiva. En caso la norma utilizada no se encuentre incluida dentro de la normativa nacional vigente, esta debe ser previamente homologada ante el ente autorizado correspondiente. Tecnología, en caso se presente una tecnología tecnología innovadora, debe anexarse antecedentes previos de su uso validado con análisis de laboratorio contemporáneos a dichas experiencias. Tipo de sistema, si es de arrastre hidráulico, seco o de otro tipo. Vida Útil, debe tener una vida útil mínimo mínimo de 30 años, con un adecuado mantenimiento de parte del usuario. Garantía, el fabricante debe ofrecer ofrecer como mínimo 10 años de garantía por defectos de fabricación, con reemplazo de producto sin costo. Sostenibilidad, debe especificarse especificarse como es que la operación del producto es sostenible en el tiempo, adicionalmente se debe incluir los costos que implican su operación.

24


2.5. Opciones Tecnológicas con sus Sistemas Complementarios a seleccionar Tabla N° 02.07. Relación de combinaciones entre opciones tecnológicas para la disposición sanitaria de excretas y sistemas complementarios para la disposición de efluentes ITEM

CODIGO

SS-01

UBS COM3 - ZIN4

SS-02

UBS HSV5 - ZIN

SS-03

UBS COM - BJ

SS-04

UBS HSV – BJ

SS-05

UBS COM - ZIN2 6

SS-06

UBS HSV - ZIN2

SS-07

UBS COM -

BJ2 7

SS-08

UBS HSV - BJ2

SS-09

UBS COM - ZIN3 8

SS-10

UBS HSV - ZIN3

SS-11

UBS COM - BJ3 9

SS-12

UBS HSV - BJ3

SOLUCION SANEAMIENTO

Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado

SISTEMA COMPLEMENTARIO

Zona de Infiltración Zona de Infiltración Humedal Humedal Zona de Infiltración Zona de Infiltración Humedal Humedal Zona de Infiltración Zona de Infiltración Humedal Humedal

DESCRIPCION

UBS Compostera (UBS COM) con disposición de aguas grises en Pozo de Absorción (PA) o Zanja de Percolación (ZP). UBS de Hoyo Seco Ventilado (UBS HSV) con disposición de aguas grises en PA o ZP. UBS COM con disposición de aguas grises en el Humedal (BJ). UBS HSV con disposición de aguas grises en BJ. UBS COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS COM con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS HSV con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS de HSV con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas.

3

USB COM – Tecnología de saneamiento del tipo compostera de doble cámara ZIN – Zona de infiltración, dependiendo del test de percolación puede ser un Pozo de Absorción (PA) o una Z anja de Percolación (ZI) USB HSV – Tecnología del tipo de Hoyo Seco Ventilado 6 ZIN2 – Zona de infiltración habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado 7 BJ2 - Humedal habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado 8 ZIN3 – Zona de infiltración habilitada para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 9 BJ3 – Humedal habilitada para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 4 5

25


2.5. Opciones Tecnológicas con sus Sistemas Complementarios a seleccionar Tabla N° 02.07. Relación de combinaciones entre opciones tecnológicas para la disposición sanitaria de excretas y sistemas complementarios para la disposición de efluentes ITEM

CODIGO

SS-01

UBS COM3 - ZIN4

SS-02

UBS HSV5 - ZIN

SS-03

UBS COM - BJ

SS-04

UBS HSV – BJ

SS-05

UBS COM - ZIN2 6

SS-06

UBS HSV - ZIN2

SS-07

UBS COM - BJ2 7

SS-08

UBS HSV - BJ2

SS-09

UBS COM - ZIN3 8

SS-10

UBS HSV - ZIN3

SS-11

UBS COM - BJ3 9

SS-12

UBS HSV - BJ3


Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Hoyo Seco Ventilado


Zona de Infiltración Zona de Infiltración Humedal Humedal Zona de Infiltración Zona de Infiltración Humedal Humedal Zona de Infiltración Zona de Infiltración Humedal Humedal

DESCRIPCION

UBS Compostera (UBS COM) con disposición de aguas grises en Pozo de Absorción (PA) o Zanja de Percolación (ZP). UBS de Hoyo Seco Ventilado (UBS HSV) con disposición de aguas grises en PA o ZP. UBS COM con disposición de aguas grises en el Humedal (BJ). UBS HSV con disposición de aguas grises en BJ. UBS COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS COM con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS HSV con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS de HSV con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas.

3

USB COM – Tecnología de saneamiento del tipo compostera de doble cámara ZIN – Zona de infiltración, dependiendo del test de percolación puede ser un Pozo de Absorción (PA) o una Z anja de Percolación (ZI) USB HSV – Tecnología del tipo de Hoyo Seco Ventilado 6 ZIN2 – Zona de infiltración habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado 7 BJ2 - Humedal habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado 8 ZIN3 – Zona de infiltración habilitada para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 9 BJ3 – Humedal habilitada para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 4 5

25


ITEM

CODIGO

SS-13

UBS COM - ZIN4 10

SS-14



Del tipo Compostera de doble cámara

Zona de Infiltración

UBS HSV - ZIN4

Del tipo Hoyo Seco Ventilado


SS-15

UBS COM - BJ4 11

Del tipo Compostera

Humedal

SS-16

UBS HSV - BJ4


Humedal

SS-18

UBS COM2 12 BJ513 UBS COM3 14 BJ615

SS-19

UBS TSM 16 - ZIN

SS-20

UBS TSM - ZIN2

SS-21

UBS HSV2 17 – ZIN2

SS-22

UBS TSM - ZIN3

Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Tanque Séptico Mejorado Del tipo Tanque Séptico Mejorado Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Tanque Séptico Mejorado

SS-23

UBS TSM - ZIN4

Del tipo Tanque Séptico Mejorado

Zona de infiltración

SS-24

UBS COM – ZIN4

Del tipo Compostera


SS-17

Humedal Humedal Zona de infiltración Zona de infiltración Zona de infiltración Zona de infiltración

DESCRIPCION

UBS COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS HSV con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM familiar flotante con disposición de aguas grises en BJ del tipo familiar y flotante. UBS COM multifamiliar flotante con disposición de aguas grises en BJ del tipo multifamiliar y flotante. UBS con Tanque Séptico Mejorado (UBS TSM) con disposición de aguas grises en PA o ZP. UBS TSM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración UBS TSM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS TSM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. USB COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas.

10 ZIN4 - Zona de infiltración habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado y para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 11 BJ4 - Humedal habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado y para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 12 UBS COM2 - UBS COM del modelo flotante para zonas inundables para la atención de una sola familia 13 BJ5 - Humedal del modelo flotante para atención de sólo una unidad de UBS COM 14 UBS COM3 – UBS COM del modelo flotante para zonas inundables para la atención de varias familias 15 BJ6 - Humedal del modelo flotante para atención de varias unidades de UBS COM 16 UBS TSM en base al uso de un producto prefabricado en polietileno y diseñado en base a la Norma IS.020 Tanques Sépticos. 17 UBS HSV2 – Tecnología del tipo de hoyo seco ventilado, pero con tratamiento del suelo por f isuras.

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ITEM

CODIGO

SS-13

UBS COM - ZIN4 10

SS-14



Del tipo Compostera de doble cámara


UBS HSV - ZIN4



SS-15

UBS COM - BJ4 11

Del tipo Compostera

Humedal

SS-16

UBS HSV - BJ4


Humedal

SS-18

UBS COM2 12 BJ513 UBS COM3 14 BJ615

SS-19

UBS TSM 16 - ZIN

SS-20

UBS TSM - ZIN2

SS-21

UBS HSV2 17 – ZIN2

SS-22

UBS TSM - ZIN3

Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Compostera de doble cámara Del tipo Tanque Séptico Mejorado Del tipo Tanque Séptico Mejorado Del tipo Hoyo Seco Ventilado Del tipo Tanque Séptico Mejorado

SS-23

UBS TSM - ZIN4

Del tipo Tanque Séptico Mejorado


SS-24

UBS COM – ZIN4

Del tipo Compostera


SS-17

Humedal Humedal Zona de infiltración Zona de infiltración Zona de infiltración Zona de infiltración

DESCRIPCION

UBS COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS HSV con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM familiar flotante con disposición de aguas grises en BJ del tipo familiar y flotante. UBS COM multifamiliar flotante con disposición de aguas grises en BJ del tipo multifamiliar y flotante. UBS con Tanque Séptico Mejorado (UBS TSM) con disposición de aguas grises en PA o ZP. UBS TSM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado. UBS HSV con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración UBS TSM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS TSM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. USB COM con disposición de aguas grises en PA o ZP, incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas.

10 ZIN4 - Zona de infiltración habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado y para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 11 BJ4 - Humedal habilitada en un suelo fisurado previamente acondicionado y para recibir el efluente de varias unidades de soluciones de saneamiento del tipo compostera o de hoyo seco ventilado 12 UBS COM2 - UBS COM del modelo flotante para zonas inundables para la atención de una sola familia 13 BJ5 - Humedal del modelo flotante para atención de sólo una unidad de UBS COM 14 UBS COM3 – UBS COM del modelo flotante para zonas inundables para la atención de varias familias 15 BJ6 - Humedal del modelo flotante para atención de varias unidades de UBS COM 16 UBS TSM en base al uso de un producto prefabricado en polietileno y diseñado en base a la Norma IS.020 Tanques Sépticos. 17 UBS HSV2 – Tecnología del tipo de hoyo seco ventilado, pero con tratamiento del suelo por f isuras.

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Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural SOLUCION SANEAMIENTO


ITEM

CODIGO

SS-25

UBS HSV2 – ZIN4



SS-26

UBS COM2 18 – BJ3

Del tipo Compostera

Humedal

SS-27

UBS COM3 19 – BJ3

Del tipo Compostera

Humedal

DESCRIPCION

USB HSV con tratamiento del suelo por suelo fisurado, con disposición de aguas grises en PA o ZIN incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM del tipo flotante familiar, con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM del tipo flotante familiar, con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas.

18

UBS COM2 – Tecnología del tipo compostera adaptada para una zona inundable para atención de una familia UBS COM3 - Tecnología del tipo compostera adaptada para una zona inundable para atención de varias familias

19

27

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural SOLUCION SANEAMIENTO


ITEM

CODIGO

SS-25

UBS HSV2 – ZIN4



SS-26

UBS COM2 18 – BJ3

Del tipo Compostera

Humedal

SS-27

UBS COM3 19 – BJ3

Del tipo Compostera

Humedal

DESCRIPCION

USB HSV con tratamiento del suelo por suelo fisurado, con disposición de aguas grises en PA o ZIN incluyendo un tratamiento del suelo por suelo fisurado y una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM del tipo flotante familiar, con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas. UBS COM del tipo flotante familiar, con disposición de aguas grises en BJ, incluyendo una zona de filtración compartida para varias unidades de opciones tecnológicas.

18

UBS COM2 – Tecnología del tipo compostera adaptada para una zona inundable para atención de una familia UBS COM3 - Tecnología del tipo compostera adaptada para una zona inundable para atención de varias familias

19

27


2.6. Algoritmo de Selección de Sistemas de Disposición Sanitaria de Excretas para el Ámbito Ámbito Rural

28


2.6. Algoritmo de Selección de Sistemas de Disposición Sanitaria de Excretas para el Ámbito Ámbito Rural

28


Algoritmo de Selección de Sistemas de Disposición Sanitaria de Excretas para el Ámbito Rural

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Algoritmo de Selección de Sistemas de Disposición Sanitaria de Excretas para el Ámbito Rural

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CAPITULO III. ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO 1. CRITERIOS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO 1.1. Parámetros de diseño a. Período de diseño El período de diseño se determina considerando los siguientes factores:    

Vida útil de las estructuras y equipos. Vulnerabilidad de la infraestructura infraestr uctura sanitaria Crecimiento poblacional. poblacional. Economía de escala

Como año cero del proyecto se considera la fecha de inicio de la recolección de información e inicio del proyecto, los períodos de diseño máximos para los sistemas de saneamiento deben ser los siguientes: sanitaria Tabla N° 03.01. Periodos de diseño de infraestructura sanitaria ESTRUCTURA  Fuente de abastecimiento  Obra de captación  Pozos  Planta de tratamiento de agua para consumo humano (PTAP)  Reservorio Líneas de conducción, aducción, impulsión y distribución  Líneas  Estación de bombeo  Equipos de bombeo

PERIODO DE DISEÑO 20 años 20 años 20 años 20 años 20 años 20 años 20 años 10 años


CAPITULO III. ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO 1. CRITERIOS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO 1.1. Parámetros de diseño a. Período de diseño El período de diseño se determina considerando los siguientes factores:    

Vida útil de las estructuras y equipos. Vulnerabilidad de la infraestructura infraestr uctura sanitaria Crecimiento poblacional. poblacional. Economía de escala

Como año cero del proyecto se considera la fecha de inicio de la recolección de información e inicio del proyecto, los períodos de diseño máximos para los sistemas de saneamiento deben ser los siguientes: sanitaria Tabla N° 03.01. Periodos de diseño de infraestructura sanitaria ESTRUCTURA  Fuente de abastecimiento  Obra de captación  Pozos  Planta de tratamiento de agua para consumo humano (PTAP)  Reservorio Líneas de conducción, aducción, impulsión y distribución  Líneas  Estación de bombeo  Equipos de bombeo  Unidad Básica de Saneamiento (arrastre hidráulico, compostera

inundable  Unidad Básica de Saneamiento (hoyo seco ventilado) Fuente: Elaboración propia

y para zona

PERIODO DE DISEÑO 20 años 20 años 20 años 20 años 20 años 20 años 20 años 10 años 10 años 5 años

b. Población de diseño Para estimar la población futura o de diseño, se debe aplicar el método aritmético, según la siguiente formula:

P = P ∗ 1  r100∗ t

Donde: Pi : Población inicial (habitantes) (habitantes ) Pd : Población futura o de diseño (habitantes) (habitante s) r : Tasa de crecimiento anual (%) t : Período de diseño (años)

Es importante indicar: crecimient o anual debe corresponder correspo nder a los períodos intercensales, de la  La tasa de crecimiento localidad específica. adoptar la tasa de otra población con características características  En caso de no existir, se debe adoptar similares, o en su defecto, la tasa de crecimiento distrital rural.  En caso, la tasa de crecimiento anual presente un valor negativo, se debe adoptar una población de diseño, similar a la actual (r = 0), caso contrario, se debe solicitar opinión al INEI. Para fines de estimación de la proyección poblacional, es necesario que se consideren todos los datos censales del INEI; además, de contar con un padrón de usuarios de la localidad. localidad. Este documento debe estar debidamente legalizado, legalizado, para su validez.

30


c. Dotación La dotación es la cantidad de agua que satisface las necesidades diarias de consumo de cada integrante de una vivienda, su selección depende del tipo de opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas sea seleccionada y aprobada bajo los criterios establecidos en el Capítulo IV del presente documento, las dotaciones de agua según la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas y la región en la cual se implemente son:

Tabla N° 03.02. Dotación de agua según opción tecnológica y región (l/hab.d) DOTACIÓN SEGÚN TIPO DE OPCION TECNOLÓGICA (l/hab.d) SIN ARRA ARRAST STRE RE HIDR HIDR ULICO ULICO REGIÓN CON ARRASTRE HIDRÁULICO (COMPOSTERA Y HOYO SECO (TANQUE SÉPTICO MEJORADO) VENTILADO) COSTA 60 90 SIERRA 50 80 SELVA 70 100 Fuente: Elaboración propia

Para el caso de piletas públicas se asume 30 l/hab.d. Para las instituciones educativas en zona rural debe emplearse la siguiente dotación:

Tabla N° 03.03. Dotación de agua para centros educativos DESCRIPCIÓN Educación primaria e inferior (sin residencia) Educación secundaria y superior (sin residencia) Educación en general (con residencia) Fuente: Elaboración propia

DOTACIÓN (l/alumno.d) 20 25 50

Dotación de agua para viviendas con fuente de agua de origen pluvial Se asume una dotación de 30 l/hab.d. Esta dotación se destina en prioridad para el consumo de agua de bebida y preparación de alimentos, sin embargo, también se debe incluir un área de aseo personal y en todos los casos la opción tecnológica para la disposición sanitaria de excretas debe ser del tipo seco. d. Variaciones de consumo d.1. Consumo máximo diario (Q md) Se debe considerar un valor de 1,3 del consumo promedio diario anual, Q p de este modo:

ot × P QQ = = D1,186400 ,3 × Q 

Donde: Qp : Caudal promedio diario anual en l/s Qmd : Caudal máximo diario en l/s Dot : Dotación en l/hab.d Pd : Población de diseño en habitantes (hab)

d.2. Consumo máximo horario (Q mh) Se debe considerar un valor de 2,0 del consumo promedio diario anual, Q p de este modo:

ot × P QQ = = D86400 2×2×QQ

31


Donde: Qp : Caudal promedio diario anual en l/s Qmh : Caudal máximo horario en l/s Dot : Dotación en l/hab.d Pd : Población de diseño en habitantes (hab)

1.2. Tipo de fuentes de abastecimiento abastecimiento de agua a. Criterios para la determinación determinación de la fuente La fuente de abastecimiento abastecimiento se debe seleccionar de acuerdo a los siguientes criterios: Calidad de agua para consumo humano. Caudal de diseño según la dotación requerida. Menor costo de implementación implementac ión del proyecto. Libre disponibilidad de la fuente.    

b. Rendimiento Rendimiento de la fuente Todo proyecto debe considerar evaluar el rendimiento de la fuente, verificando que la cantidad de agua que suministre la fuente sea mayor o igual al caudal máximo diario. En caso contrario, debe buscarse otras fuentes complementarias complementarias de agua. c.

Necesidad de estaciones de bombeo En función de la ubicación del punto de captación y la localidad, los sistemas pueden requerir de una estación de bombeo, a fin de impulsar el agua hasta un reservorio o Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP). Debe procurarse obviar este tipo de infraestructura, debido al incremento del costo de operación y mantenimiento del sistema, salvo sea la única solución se puede incluir en el planteamiento técnico.

d. Calidad de la fuente de abastecimiento abastecimient o Para verificar la necesidad de una PTAP, debe tomarse muestras de agua de la fuente y analizarlas, la eficiencia de tratamiento del agua de la PTAP para hacerla de consumo humano debe cumplir lo establecido en el Reglamento de la calidad del agua para el consumo humano (DIGESA-MINSA) y sus modificatorias. Asimismo, debe tenerse en cuenta la clasificación de los cuerpos de agua, según los estándares de calidad ambiental (ECA-AGUA), toda vez que definen si un cuerpo de agua puede ser utilizado para consumo humano, según la fuente de donde proceda. El Decreto Supremo N° 002-2008-MINAM y sus normas modificatorias o complementarias por el que se aprueban los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua, define: 



Tipo A1: aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección desinfecc ión (fuente subterránea o pluvial). Tipo A2: aguas aguas que pueden pueden ser potabilizadas potabilizadas con con tratamiento convenciona convencionall (fuente superficial).

1.3. Estandarización de Diseños Hidráulicos Los diseños de los componentes hidráulicos para los sistemas de saneamiento se deben diseñar con un criterio de estandarización, lo que permite que exista un único diseño para similares condiciones técnicas. Los criterios de estandarización se detallan a continuación.

32


Tabla N° 03.04. Criterios 03.04. Criterios de Estandarización de Componentes Hidráulicos ITEM

COMPONENTE HIDRÁULICO

CRITERIO PRINCIPAL

CRITERIOS SECUNDARIOS

1 2 3 4 5 6 7

Barraje Fijo sin Canal de Derivación Barraje Fijo con Canal de Derivación Balsa Flotante Caisson Manantial de Ladera Manantial de Fondo Galería Filtrante

Qmd (l/s) = (menor a 0,50) o (>0,50 - 1,00) o (> 1,00 - 1,50)

Población final y dotación

8

Pozo Tubular

Qmd (l/s) = (menor a 1,00) o (>1,00 - 2,00) o (> 3,00 - 4,00)


9 9.1 9.2

Línea de Conducción Cámara de Reunión de Caudales Cámara de Distribución de Caudales

9.3

CRP para Conducción

9.4 9.5 9.6 9.7

Tubo Rompe Carga Válvula de Aire Válvula de Purga Pase Aéreo

10

PTAP Integral

10.1

Desarenador

10.2

Sedimentador

10.3

Sistema de Aireación

10.4

Prefiltro

10.5

Filtro Lento de Arena

10.6 10.7 11

Lecho de Secado Cerco Perimétrico de PTAP Estaciones de Bombeo

12

Línea de Impulsión

X X X Qmd (l/s) = (menor a 0,50) o (>0,50 - 1,00) o (> 1,00 - 1,50)

DESCRIPCIÓN

Para un caudal máximo diario “Q md” menor o igual a 0,50 l/s, se diseña con 0,50 l/s, para un “Qmd” mayor a 0,50 l/s y

hasta 1,00 l/s, se diseña con 1,00 l/s y así sucesivamente.


hasta 2,00 l/s, se diseña con 2,00 l/s y así sucesivamente. Estructuras de concreto que permiten la adecuada distribución o reunión de los flujos de agua Para un caudal máximo diario “Q md” menor o igual a 0,50 l/s, se diseña con 0,50 l/s, para un “Qmd” mayor a 0,50 l/s y


X X X X Dependiendo de la calidad del agua de la fuente Qmd (l/s) = (menor a 0,50) o (>0,50 - 1,00) o (> 1,00 - 1,50) Qmd (l/s) = (menor a 0,50) o (>0,50 - 1,00) o (> 1,00 - 1,50)

Diseñada con todos sus componentes, los que se desarrollan a continuación Población final y dotación Población final y dotación Población final y dotación

Para un caudal máximo diario “Q md” menor o igual a 0,50 l/s, se diseña con 0,5 0 l/s, para un “Qmd” mayor a 0,50 l/s y




1,50 l/s X Qmd (l/s) = (menor a 1,00) o (>1,00 - 2,00) o (> 3,00 - 4,00)




33


ITEM 13

COMPONENTE HIDRÁULICO Cisterna de 5, 10 y 20 m3

CRITERIO PRINCIPAL Vcist (m3) = (menor a 5) o (>5 – 10) o (>10 – 20)

Cerco Perimétrico Cisterna 13

Reservorio Apoyado de 5, 10, 15, 20 y 40 m3

14

Reservorio Elevado de 10 y 15 m3

14.1

Caseta de Válvulas de Reservorio

14.2 14.3

Sistema de Desinfección Cerco Perimétrico para Reservorio

15

Línea de Aducción

16

Red de Distribución y Conexión Domiciliaria

CRITERIOS SECUNDARIOS Población final y dotación X

Vres (m3) = (menor a 5) o (>5 – 10) o (>10 – 15) o (>15 – 20) o (>35 – 40) Vres (m3) = (>5 – 10) o (>10 – 15)

Población final y dotación Población final y dotación

DESCRIPCIÓN Para un volumen calculado menor o igual a 5 m 3, se selecciona una estructura de almacenamiento de 5 m 3, para un volumen mayor a 5 m 3 y hasta 10 m3, se selecciona una estructura de almacenamiento de 10 m 3 y así sucesivamente. Para los volúmenes no considerados, debe tenerse en cuenta lo siguiente: i) debe diseñarse estructuras con un volumen múltiplo de 5, ii) debe considerarse los diseños propuestos como referencia para nuevas estructuras Típicos para modelos pequeños y de pared curva para un reservorio de gran tamaño Sistema de desinfección para todos los reservorios Para la protección y seguridad de la infraestructura Para un ca udal máximo diario “Qmd” menor o igual a 0,50 l/s, se diseña con 0,50 l/s, para un “Qmd” mayor a 0,50 l/s y


16.1

CRP para Redes

16.2 16.3

Válvula de Control Conexión Domiciliaria

17

Lavaderos

18

Piletas Públicas

19

Captación de Agua de Lluvia

Qmd (l/s) = (menor a 0,50) o (>0,50 - 1,00) o (> 1,00 - 1,50)


hasta 1,00 l/s, se diseña con 1,00 l/s y así sucesivamente. X X

Depende si se implementa en vivienda, institución pública o institución educativa inicial y primaria Cota de ubicación de los componentes

Para distintos tipos de conexión domiciliaria

Falta de fuente

Solamente en el caso de que las viviendas más altas ya no sean alcanzadas por el diseño de la red Se realiza la captación de agua de lluvia por ser la única solución posible ante la falta de fuente

34


ITEM 13

COMPONENTE HIDRÁULICO Cisterna de 5, 10 y 20 m3

CRITERIO PRINCIPAL Vcist (m3) = (menor a 5) o (>5 – 10) o (>10 – 20)

CRITERIOS SECUNDARIOS Población final y dotación

Cerco Perimétrico Cisterna

X

13

Reservorio Apoyado de 5, 10, 15, 20 y 40 m3

14

Reservorio Elevado de 10 y 15 m3

14.1

Caseta de Válvulas de Reservorio

14.2 14.3

Sistema de Desinfección Cerco Perimétrico para Reservorio

15

Línea de Aducción

16

Red de Distribución y Conexión Domiciliaria

Vres (m3) = (menor a 5) o (>5 – 10) o (>10 – 15) o (>15 – 20) o (>35 – 40) Vres (m3) = (>5 – 10) o (>10 – 15)

Población final y dotación Población final y dotación

DESCRIPCIÓN Para un volumen calculado menor o igual a 5 m 3, se selecciona una estructura de almacenamiento de 5 m 3, para un volumen mayor a 5 m 3 y hasta 10 m3, se selecciona una estructura de almacenamiento de 10 m 3 y así sucesivamente. Para los volúmenes no considerados, debe tenerse en cuenta lo siguiente: i) debe diseñarse estructuras con un volumen múltiplo de 5, ii) debe considerarse los diseños propuestos como referencia para nuevas estructuras Típicos para modelos pequeños y de pared curva para un reservorio de gran tamaño Sistema de desinfección para todos los reservorios Para la protección y seguridad de la infraestructura Para un ca udal máximo diario “Qmd” menor o igual a 0,50 l/s, se diseña con 0,50 l/s, para un “Qmd” mayor a 0,50 l/s y

hasta 1,00 l/s, se diseña con 1,00 l/s y así sucesivamente. Qmd (l/s) = (menor a 0,50) o (>0,50 - 1,00) o (> 1,00 - 1,50)

16.1

CRP para Redes

16.2 16.3

Válvula de Control Conexión Domiciliaria


hasta 1,00 l/s, se diseña con 1,00 l/s y así sucesivamente. X X

Depende si se implementa en vivienda, institución pública o institución educativa inicial y primaria Cota de ubicación de los componentes

17

Lavaderos

18

Piletas Públicas

19

Captación de Agua de Lluvia

Para distintos tipos de conexión domiciliaria

Falta de fuente

Solamente en el caso de que las viviendas más altas ya no sean alcanzadas por el diseño de la red Se realiza la captación de agua de lluvia por ser la única solución posible ante la falta de fuente

34


Para que el proyectista utilice adecuadamente los componentes desarrollados para expediente técnico acerca de los componentes hidráulicos de abastecimiento de agua para consumo humano, deben seguir los siguientes pasos:  

Realizar el cálculo del caudal máximo diario (Q md) Determinar el Qmd de diseño según el Q md real

Tabla N° 03.05. Determinación del Q md para diseño RANGO 1 2 3  

Qmd (REAL) < de 0,50 l/s 0,50 l/s hasta 1,0 l/s > de 1,0 l/s

SE DISEÑA CON: 0,50 l/s 1,0 l/s 1,5 l/s

En la Tabla N° 03.04., se menciona cuáles son los componentes hidráulicos diseñados en base al criterio del redondeo del Q md Para el caso de depósitos de almacenamiento de agua como cisternas y reservorios se tiene el siguiente criterio:

Tabla N° 03.06. Determinación del Volumen de almacenamiento RANGO 1 – Reservorio 2 – Reservorio 3 – Reservorio 4 – Reservorio 5 – Reservorio 1 – Cisterna

Valm (REAL) ≤ 5 m3 3 > 5 m hasta ≤ 10 m3 > 10 m3 hasta ≤ 15 m 3 > 15 m3 hasta ≤ 20 m 3 > 20 m3 hasta ≤ 40 m 3 ≤ 5 m3

SE UTILIZA: 5 m3 10 m3 15 m3 20 m3 40 m3 5 m3


Para que el proyectista utilice adecuadamente los componentes desarrollados para expediente técnico acerca de los componentes hidráulicos de abastecimiento de agua para consumo humano, deben seguir los siguientes pasos:  

Realizar el cálculo del caudal máximo diario (Q md) Determinar el Qmd de diseño según el Q md real

Tabla N° 03.05. Determinación del Q md para diseño RANGO 1 2 3  

Qmd (REAL) < de 0,50 l/s 0,50 l/s hasta 1,0 l/s > de 1,0 l/s

SE DISEÑA CON: 0,50 l/s 1,0 l/s 1,5 l/s

En la Tabla N° 03.04., se menciona cuáles son los componentes hidráulicos diseñados en base al criterio del redondeo del Q md Para el caso de depósitos de almacenamiento de agua como cisternas y reservorios se tiene el siguiente criterio:

Tabla N° 03.06. Determinación del Volumen de almacenamiento RANGO 1 – Reservorio 2 – Reservorio 3 – Reservorio 4 – Reservorio 5 – Reservorio 1 – Cisterna 2 – Cisterna 3 – Cisterna

Valm (REAL) ≤ 5 m3 3 > 5 m hasta ≤ 10 m3 > 10 m3 hasta ≤ 15 m 3 > 15 m3 hasta ≤ 20 m 3 > 20 m3 hasta ≤ 40 m 3 ≤ 5 m3 hasta ≤ 10 m 3 >5 > 10 m3 hasta ≤ 20 m 3

m3

SE UTILIZA: 5 m3 10 m3 15 m3 20 m3 40 m3 5 m3 10 m3 20 m3

De resultar un volumen de almacenamiento fuera del rango, el proyectista debe realizar el cálculo de este para un volumen múltiplo de 5 siguiendo el mismo criterio de la Tabla N° 03.06.

35


2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO 2.1. BARRAJE FIJO SIN CANAL DE DERIVACIÓN Las bocatomas de barraje fijo son aquellas que tienen una presa sólida, para elevar el tirante frente a las compuertas de captación, tanto en épocas de avenida y en estiaje. Esta alternativa es posible cuando el régimen del río es uniforme y la capacidad de captación de la tomar es menor que la descarga promedio del río, por lo que no es necesario ninguna regulación, ya que el exceso de agua pasará encima de la presa. Ancho del encauzamiento encauzamiento Caudal de diseño: Q : Caudal (m3/s) a : 0.75 Parámetro que caracteriza caracteriza al cauce cauce de la quebrada (zona de planicie) planicie) Br : Ancho de la quebrada (m) S : Pendiente de la quebrada (m/m)

Ilustración N° 03.01. Barraje fijo sin canal de derivación

Componentes Principales Los componentes principales para el diseño del canal de derivación son: 

Canal, el dimensionamiento se debe realizar con la fórmula de diseño de canales expuesta en el literal b) de este mismo ítem. De forma general, se puede expresar como:

A = Qv

36


Donde: Ac : Área efectiva del flujo del agua en m 2 Qmd : Caudal máximo diario en l/s V : Velocidad de flujo en m/s (no debe ser < 0,6 m/s)  Boca

de toma, consiste en una estructura acoplada al canal de derivación, donde se encuentran empotradas las rejas que permiten el paso del agua y retienen los sólidos flotantes, debe de cumplirse lo siguiente: 













La sección efectiva se determina en función del caudal máximo diario (Q md), el diseño de la reja de protección y a los niveles de fluctuación del curso de agua. La boca toma debe estar sumergida para captar al menos el caudal máximo horario (Qmh) para el nivel mínimo del curso o cuerpo de agua. La regulación regulación de entrada se realiza realiza a través de una compuerta, preferentemente preferentemente del tipo plana deslizante vertical. Para el dimensionamiento de las rejas debe remitirse al “cálculo de la boca de toma”.

Se recomienda la instalación de por lo mínimo dos rejas con diferente espaciamiento entre barras. La distancia mínima entre rejas debe ser de 0,8 m, previéndose una cámara o canal de limpieza limpieza entre rejas. La primera reja, que se encuentra encuentr a en contacto directo con el río, debe ser gruesa (espacio entre barras de 7,5 cm a 15 cm) o mediana (espacio entre barras de 2 cm a 4 cm), y preferentemente debe orientarse en sentido paralelo al flujo del río para favorecer la auto limpieza. La segunda reja debe tener una malla fina de diámetro libre de orificio de 3 mm a 5 mm, y debe orientarse con una inclinación de 70° a 80° en relación a la horizontal.

Obras de encauzamiento encauzamiento y protección, dependiendo dependiendo de las características morfológicas morfológicas del lugar de toma, deben construirse muros de protección y/o encauzamiento. Es recomendable la construcción de un enrocado con concreto ciclópeo de las paredes del cauce, en una longitud mínima de 1,0 m y una altura mínima de 0,30 m, para evitar el desmoronamiento del terreno y dar protección a la toma. También la colocación de rocas sobre el lecho del cauce aguas arriba de la captación, con la finalidad de reducir la velocidad del flujo y elevar el tirante de agua en el área de captación. Para la comprobación hidráulica se aplica la fórmula de Manning-Strickler: Manning-Strickler:

v = 1n ∗ R ∗ i 

Donde: Rh : Radio hidráulico (m), es la relación entre área de escurrimiento y el perímetro mojado I : Pendiente del canal en el tramo en m/m n : Coeficiente Coeficient e de rugosidad de Manning

Tabla N° 03.07. Coeficientes de rugosidad de Manning MATERIAL

n

Concreto Ladrillo Mampostería de piedra Tierra

0,015 0,015 0,020 0,025 - 0,040

La velocidad mínima debe ser de 0,60 m/s. Las velocidades máximas según el tipo de material se presentan en la siguiente tabla. 37


Tabla N° 03.08. Velocidades máximas admisibles MATERIAL Concreto de: 140 kg/cm2 210 kg/cm2 250 kg/cm2 280 kg/cm2 315 kg/cm2 Ladrillo Mampostería de piedra Tierra

v (m/s) 2,0 3,3 4,0 4,3 5,0 2-3 3-5 <1

Tirante de la Quebrada Tirante Normal de la Quebrada n : 0.05 Material Materia l considerado considerad o Br : Ancho de la Quebrada (m) Qrio : Caudal que transporta transport a la quebrada (m 3/s) Srio : Pendiente de de la quebrada quebrada (m/m) 2 g : 9.81 m/s

.  = . //. /   = ..  2  /

Ilustración N° 03.02. Tirante de la Quebrada

Debe calcularse el valor de Y nr por por tanteo o por software “Hcanales ” También tirante crítico Y c

Yc =  ⋅ V =  A = y ⋅ B



Cálculo de velocidad media de la quebrada



Cálculo de Diseño de la Cresta Creager

Ilustración N° 03.03. Cálculo de diseño de la Cresta Creager

38


Carga sobre el barraje

Q = 23 (u ⋅ b ⋅  2g)2g) h  v2g  2gv d

Donde: U : Coeficiente Coeficiente según forma de la cresta (u = 0.75) 0.75) b : Ancho del encausamiento (m) v : Velocidad de acercamiento acercamiento de la quebrada (m/s) g : Gravedad (g = 9.81 m/s2) hd : Altura de carga hidráulica o tirante tirant e de agua sobre la cresta del vertedero 

Cálculo de la velocidad de agua sobre la cresta del azud

V = A = bQ⋅ h=dV⋅V ⋅ A 

Ilustración N° 03.04. Calculo Velocidad sobre la Cresta del Azud



hⅇ = h   y = 0.724. x0.hd.27h .  0.0.126 12x6.h  0.4315315 hd. . x  0.0.2727 hdhd.. y = 2.hd.

Cálculo de la carga energética (he) Cresta del barraje

Altura del azud azud

Ilustración N° 03.05. Altura del Azud

39


Donde: Z : Altura del vertedero (m) Br : Ancho del encauzamiento (m) Q : Caudal máximo de diseño A : Altura del umbral del vertedero de captación (m) (m) hv : Altura de la ventana de captación (m) P : Altura del Azud (m) Dimensionamiento del canal de derivación Por relación de áreas El área hidráulica del canal desarenador tiene una relación de 1/10 del área obstruida por el aliviadero. Donde: N de pilares :1 A1 : Área del barraje móvil A2 : Área del barraje fijo Numero de componente: 1.00

Ld

A = A10

(Br - Ld)

Diseño del Colchón Disipador Fórmula aproximada de Merriam

h = 0.45   q = Q = B

Donde: V : velocidad velocidad (m/s) Q : caudal (m3/s) Br : ancho del canal (m) h1 : Tirante contrario o espesor de la lámina vertiente al pie del azud (m) h2 : Profundidad Profundidad agua abajo (m) Ynr : (m) g : 9.81 m/s2 q : Caudal especifico de agua sobre el azud Velocidad de caída será:

V =  2 ⋅ g ⋅ Δh q = QBrio h = 0.45   q = A*V1

Reemplazando en la Fórmula de Merriam:

La altura de agua He sobre el lecho de la quebrada aguas arriba es:

40


 V He = P  h  2g He  ∆h∆h  h1

Por tanto, la profundidad del colchón será:

De acuerdo a la fórmula de Merriam, el requerimiento de aguas abajo es: Si: h2 > h'2

Cumple la condición de diseño.

Si: h2 < h'2

No Cumple la condición de diseño.

h = 0.45  

Si no cumpliese la condición se debe aumentar la profundidad del colchón en su respectiva diferencia. Longitud del colchón Disipador

Ilustración N° 03.06. Calculo Longitud Colchón Disipador



/ q.q. D  / L = 0.6 C.C. D 1.12  D   1 DD = =DPQ  YY q = Bí H = K .   q√ √ Dz  Y

Cálculo de la longitud de protección y enrocado

Reemplazando:

Cálculo de “e”; espesor para resistir el impacto del agua que baje al colchón disipador



Por Criterio Estructural Y : 1,800 kg/m3 Yc : 2,400 kg/m3 

Cálculo del radio de enlace Dónde: R : Radio de enlace (m) V : velocidad velocidad (pie/s) hd : (pies)

ⅇ = 43 YY h R = 10[10 [V3.3.16h6.46.h4d] 41


Ilustración N° 03.07. Calculo Radio de Enlace (V1 > 1.5 m/s)

Dónde: Bloque de amortiguamiento

V = AQ = hQ. B

Ilustración N° 03.08. Bloques de Amortiguamiento

Diseño de Ventana de Captación

Ilustración N° 03.09. Esquema Ventana Captación



Cálculo de la selección de la ventana Tenemos la ecuación general para un orificio 42


N° ventanas = 1.00

Qo = C.A. 2.2.g.h//

Dónde: Qd : Caudal de derivación (m3/s) Qo : Caudal del orificio de descarga (m3/s) C : Coeficiente del vertedero (0.6) g : Gravedad (g = 9.81 m/s2) hm : Altura desde el medio de la ventana hasta N.A (m) hv : Alto de la ventana hv = 0.10m (Se estima 0.10-0.30 m) L : Longitud de la ventana (m) A : Área de la ventana ventana = hv x L Despejando:

L = C.C. h.  Q2. 2.g.h

43


2.2. BARRAJE FIJO CON CANAL DE DERIVACIÓN Permite la derivación parcial de un cuerpo de agua superficial de gran caudal, tanto en épocas de avenida y en estiaje.

Ilustración N° 03.10. Canal de Derivación

Componentes Principales Los componentes principales para el diseño del canal de derivación son: 

Canal, el dimensionamiento se debe realizar con la fórmula de diseño de canales expuesta en el literal b) de este mismo ítem. De forma general, se puede expresar como:

A = Qv

Donde: Ac : Área efectiva del flujo del agua en m 2 Qmd : Caudal máximo diario en l/s V : Velocidad de flujo en m/s (no debe ser < 0,6 m/s)  Boca

de toma, consiste en una estructura acoplada al canal de derivación, donde se encuentran empotradas las rejas que permiten el paso del agua y retienen los sólidos flotantes, debe de cumplirse lo siguiente:











La sección efectiva se determina en función del caudal máximo diario (Q md), el diseño de la reja de protección y a los niveles de fluctuación del curso de agua. La boca toma debe estar sumergida para captar al menos el caudal máximo horario (Qmh) para el nivel mínimo del curso o cuerpo de agua. La regulación regulación de entrada se realiza realiza a través de una compuerta, compuerta, preferentemente preferentemente del tipo plana deslizante vertical. Para el dimensionamiento de las rejas debe remitirse al “cálculo de la boca de toma”.

Se recomienda la instalación de por lo mínimo dos rejas con diferente espaciamiento entre barras. La distancia mínima entre rejas debe ser de 0,8 m, previéndose una cámara o canal de limpieza limpieza entre rejas. La primera reja, que se encuentra encuentr a en contacto directo con el río, debe ser gruesa grue sa (espacio entre barras de 7,5 cm a 15 cm) o mediana (espacio entre barras de 2 cm a

44






4 cm), y preferentemente debe orientarse en sentido paralelo al flujo del río para favorecer la auto limpieza. La segunda reja debe tener una malla fina de diámetro libre de orificio de 3 mm a 5 mm, y debe orientarse con una inclinación de 70° a 80° en relación con la horizontal. Obras de encauzamiento y protección, depende de las características morfológicas del lugar de toma, para la construcción de muros de protección y/o encauzamiento.

Es recomendable la construcción de un enrocado con concreto ciclópeo de las paredes del cauce, en una longitud mínima de 1,0 m y una altura mínima de 0,30 m, para evitar el desmoronamiento del terreno y dar protección a la toma. También la colocación de rocas sobre el lecho del cauce aguas arriba de la captación, con la finalidad de reducir la velocidad del flujo y elevar el tirante de agua en el área de captación. 

Cálculo del Canal La cantidad de agua que puede transportar un canal está en función de la velocidad y el área de escurrimiento, de acuerdo con la ecuación de continuidad. Donde: Q : Caudal de cálculo en m3/s v : Velocidad del agua en m/s A : Sección de escurrimiento escurrimiento en m2

Q = v∗A

Para la comprobación hidráulica se aplica la fórmula de Manning-Strickler: Manning-Strickler:

v = 1n ∗ R ∗ i 

Donde: Rh : Radio hidráulico (m), es la relación entre área de escurrimiento y el perímetro mojado I : Pendiente del canal en el tramo en m/m n : Coeficiente de rugosidad de Manning

Tabla N° 03.09. Coeficientes de rugosidad de Manning MATERIAL Concreto Ladrillo Mampostería de piedra Tierra

n 0,015 0,015 0,020 0,025 - 0,040

La velocidad mínima debe ser de 0,60 m/s. Las velocidades máximas según el tipo de material se presentan en la siguiente tabla.

Tabla N° 03.10. Velocidades máximas admisibles MATERIAL Concreto de: 140 kg/cm2 210 kg/cm2 250 kg/cm2 280 kg/cm2 315 kg/cm2 Ladrillo Mampostería de piedra Tierra

v (m/s) 2,0 3,3 4,0 4,3 5,0 2-3 3-5 <1

45




Cálculo de la Boca de Toma. La sección efectiva de la boca de toma se determina en función del caudal máximo diario (Qmd), el diseño de la reja de protección y de los niveles de fluctuación del curso de agua. El área total de la reja debe ser calculada considerando el área de flujo efectiva mínima de paso y el área total de las barras, como se muestra a continuación: continuación: 



A = A  A A = n ∗ s ∗ l

Donde: At : Sección de la boca de toma (m 2) As : Sección total de las barras (m 2) Donde: n : Número de barras s : Espesor de la barra en m; l : Longitud de la barra en m Af : Sección de flujo en m2

A = ξc∗v∗∗vQ

Donde: C : Coeficiente de seguridad por efectos de colmatación (c = 1,5 – 2,0) Q : Caudal de diseño en m3/s Va : Velocidad de aproximación en m/s (V a = 0,60 m/s a 1,00 m/s) ξ : Pérdida de carga y/o sección de Kirshnner

  s ξ = φ ∗ a  ∗ sⅇnα

Donde: Φ : Coeficiente de forma en función de la sección transversal de los barrotes: 2,42 para los rectangulares 1,79 para los circulares 1,67 para los parabólicos s : Espesor de la barra en m a : Espacio entre barra y barra en m α : Ángulo de inclinación de la rejilla en º 







Para cursos de agua sujetos a régimen torrencial y cuando los cuerpos flotantes de gran tamaño puedan dañar a las rejas finas, debe ser prevista la instalación de rejas gruesas. Las rejas gruesas deben ser colocadas en el punto de ingreso de agua en la captación, seguidas por rejas finas. El espaciamiento entre barras paralelas debe ser de 7,5 cm a 15 cm para las rejas gruesas, y de 2 cm a 4 cm para las rejas finas. Las rejas sujetas a limpieza manual exigen la inclinación de 70° a 80° en relación con la horizontal, y pasadizo para fácil ejecución. En la sección de paso, correspondiente correspond iente al nivel mínimo de agua, el área de abertura de rejas debe ser igual o superior a 1,7 cm 2 por litro por minuto, de modo que la velocidad resultante sea igual o inferior a 10 cm/s, siendo las pérdidas de carga estimadas, admitida a la obstrucción del 50% de la sección de paso. La pérdida de carga en las rejas se calcula por:

 v h = k ∗ 2g 46


Donde: h : Pérdida de carga en m v : Velocidad media en m/s g : Aceleración de la gravedad (m/s 2) k : Coeficiente de pérdida de carga

.   s k = β a sⅇnα

Donde: β : coeficiente, coeficiente, función de forma de la barra con los siguientes valores: 2,42 para barras rectangulares 1,79 para barras circulares 1,67 para barras parabólicas a. Canal lateral Estructura que permite la derivación parcial de un cuerpo de agua superficial de limitado caudal y que no produce socavación.

Ilustración N° 03.11. Canal Lateral

Componentes Principales Los componentes principales para el diseño de una captación lateral son:  Boca

de toma, cuya sección efectiva se determina en función del caudal máximo diario, el diseño de la reja de protección y a los niveles de fluctuación del curso de agua. El área total de la reja debe ser calculada considerando el área de flujo efectiva mínima de paso y el área total de las barras, como se ha descrito en el “cálculo de la boca de toma” del “Canal de Derivación” . Se debe utilizar una rejilla para la retención



de sólidos flotantes construida con barras metálicas separadas de 3 a 5 mm, soportados en un marco de plancha de fierro f ierro galvanizado. galvanizado. Caja de captación, elemento estructural de las obras de toma lateral, mediante el cual se reparte el caudal deseado a los demás componentes de la captación y el caudal 47


remanente es retornado al río a través de un aliviadero. El diseño del aliviadero es para el caudal máximo de la fuente superficial por la boca de toma. Partiendo del caudal máximo de la fuente superficial obtenido en el estudio hidrológico, se debe calcular el caudal máximo que ingresa por la boca de toma, y para este valor se ha de diseñar el aliviadero.  Canales/tuberías de conducción, debe ser calculada en función al caudal máximo diario, para el diseño refiérase al “cálculo del canal” del “Canal de Derivación” . enc auzamiento y protección, dependiendo de las la s características caracterís ticas  Obras de encauzamiento morfológicas del lugar de toma, deben construirse muros de protección y/o encausamiento. Es recomendable la construcción de un enrocado con concreto ciclópeo de las paredes del cauce, en una longitud mínima de 1,0 m y una altura mínima de 0,30 m, para evitar el desmoronamiento del terreno y dar protección a la toma. También la colocación de rocas sobre el lecho del cauce aguas arriba de la captación, con la finalidad de reducir la velocidad del flujo y elevar el tirante de agua en el área de captación. b. Canal de fondo Es una estructura que permite el represamiento del agua. Se utiliza en ríos de poco caudal, pero de gran pendiente.

Ilustración N° 03.12. Canal de Fondo

Componentes Principales Los componentes principales para el diseño de una captación de fondo son: 

Presa, para la contención del agua y para forzar que el agua pase por la boca de toma. Para garantizar la estabilidad, la presa se debe calcular para el peso propio, empuje hidrostático, empuje de suelos, subpresión y fuerza tangencial, en todo el radio hidráulico. El vertedero central o de rebose debe ser diseñado para permitir el ingreso del caudal medio de la fuente superficial, y el vertedero de crecida para permitir el paso del caudal máximo aforado y evitar socavaciones en las laderas y cimientos del dique. Para condiciones ideales puede calcularse H mediante la siguiente fórmula:

Donde:

  Q H = 2,2∗L 

48


H Q L 











: Altura del agua sobre el vertedero en m : Caudal máximo esperado en m 3/s : Longitud de rebose o excedencia m

Boca de toma, cuya sección efectiva se determina en función del caudal máximo diario, el diseño de la reja de protección y las posibles obstrucciones por material de arrastre del curso de agua. el dimensionamiento de la boca de toma se debe realizar de la misma forma que la señalada para canales de derivación. Canales/tuberías Canales/tu berías de conducción, debe ser calculada en función al caudal máximo diario, para el diseño refiérase al “cálculo del canal” del “Canal de Derivación” . Compuerta de represamiento, represamiento, se debe instalar instalar transversalmente transversalmente al cauce cauce del río río y se emplea para represar y elevar el nivel de agua en el área de captación. Aplicable a derivaciones derivaciones y captaciones laterales. Compuerta de captación, compuerta para regular el caudal de ingreso y aislar la captación cuando cuand o se realice el mantenimiento o limpieza de los componentes de esta. Aliviadero, vertedero verteder o de rebose para permitir el control de nivel de agua en las obras de captación. El excedente de agua deberá ser retornado al curso de agua. Dispositivo de medición, Aguas abajo de la compuerta de regulación de caudal se debe instalar un elemento para la medición del caudal captado. Los más empleados son el vertedero triangular y el vertedero rectangular, en los cuales el caudal se determina mediante las siguientes fórmulas: f órmulas: Para el vertedero rectangular se debe utilizar utilizar la fórmula, siempre que se cumpla que el ancho del vertedero es superior a 1 m, y que la velocidad de aproximación no tiene influencia:

,   v Q = 1,1,84 ∗ L  0,0,1 ∗ n ∗ H∗H ∗ 2 ∗ g  H

Donde: Q : Caudal en m3/s. L : Longitud del vertedero en m. N : n° de contracciones contraccio nes V : Velocidad de aproximación en m/s H : Altura de agua en el vertedero en m.

Para el vertedero triangular de ángulo recto se debe utilizar la fórmula, aplicable a Q<20 l/s:

Q = 1,4 ∗ H,

Donde Q (m 3/s) y H (m) tienen el mismo significado que en la fórmula anterior. Consideraciones Consideraciones específicas: La toma de agua a través de tuberías se debe ubicar a la máxima altura posible posible para evitar que se obstruyan por sedimentos, y deben de protegerse contra la acción de las aguas. La tubería de conducción debe instalarse a 10 cm del fondo de la caja y contar con un elemento de protección en la embocadura y con una válvula para la interrupción del flujo. Las barras que constituyen constituyen las rejas rejas deben ser de de material anticorrosivo anticorrosivo o protegido protegido por un tratamiento adecuado. Las compuertas de regulación regulación y los vertederos vertederos de rebose rebose deberán ser construidos de planchas de fierro galvanizado de un espesor que resista el empuje del agua y al golpe de sólidos de gran tamaño, tales como tronco de árboles y piedras de gran tamaño. 







49


Dimensionamiento de las rejas gruesas

Ilustración N° 03.13. Rejas gruesas

Área necesaria necesaria para el ingreso ingreso del caudal caudal de diseño Coeficiente de mayoración por efectos de colmatación “C” (entre 1.5 y 2) Coeficiente de Contracción de la vena de agua (0.82 para barras rectangulares, 0.90 para barras circulares y 0.98 para barras con curvas) k = 0.82 



Cálculo de la velocidad de aproximación “Va en m2” (entre 0.60 y 1.0 para flujo laminar)

A = CkV. Q

Cálculo del área efectiva de paso B : Ancho del canal de derivación (m) s : Ancho de cada barra (m) a : Separación entre barras (m) (entre 7.5cm y 15cm para rejas gruesas, 2cm y 4cm para rejas finas) Número de barras Longitud de cada barra

N = Bs a aa A = 2A = N  1.a.l A = N.N. s.s.l A = A  A



Cálculo del área total de las barras metálicas



Cálculo del área total de las rejas gruesas



Cálculo de la pérdida de carga en las rejas gruesas v : velocidad de aproximación (m/s) sexagesimales ) α : ángulo de inclinación (grados sexagesimales) β : coeficiente coeficiente en función de la forma de las barras barras (2.42 (2.42 para barras rectangulares, rectangulares, 1.79 para barras circulares y 1.67 para barras con curvas) k : coeficiente de pérdida de carga

.   s k = β.β. a .sⅇnα

50


Considerando el 50% de suciedad Dimensionamiento de las Rejas Finas

 V h = k 2g

Ilustración N° 03.14. Rejas Finas





Cálculo del área necesaria para el ingreso del caudal de diseño C : coeficiente de mayoración por efectos de colmatación (entre 1.5 y 2) K : coeficiente coeficient e de contracción de la vena de agua (0.82 para barras rectangulares, 0.90 para barras circulares y 0.98 para barras con curvas) Va : velocidad de aproximación (entre 0.60 y 1.0 para flujo laminar)

A = CkV. Q

Cálculo del área efectiva de paso B : ancho del canal de derivación (m) s : ancho de cada barra (m) Separación entre barras (entre 7,5 cm y 15 cm para rejas gruesas, 2 cm y 4 cm para rejas finas) N : número de barras Longitud de cada barra

N = Bs aa A = 2A = N  1.a.l A = N.N. s.s.l A = A  A



Cálculo del área total de las barras metálicas



Cálculo del área total de las rejas finas



Cálculo de la pérdida de carga en las rejas finas

v : velocidad de aproximación (m/s) α : Ángulo de inclinación (grados sexagesimales) sexagesimale s) β : coeficiente en función de la forma de las barras (2.42 para barras rectangulares, 1.79 para barras circulares y 1.67 para barras con curvas) k : coeficiente coeficient e de pérdida de carga

.   s k = β.β. a .sⅇnα  V h = k 2g

Considerando el 50% de suciedad

Dimensionamiento del Canal de Derivación 

Cálculo del tirante del canal de derivación

51


Velocidad en el canal de derivación (entre 0.60m/s - 3.00m/s)

B

Q = V.A.

: ancho del canal de derivación (m)

Ilustración N° 03.15. Dimensiones del Canal



Cálculo de la Sección del Canal de Derivación ACD = B.H



Cálculo de la Pendiente del Canal de Derivación R : radio Hidráulico (m) n : rugosidad

⁄ ⁄    R . S Q =  n  . A

52


2.3. BALSA FLOTANTE Es una estructura que permite instalar sobre ella, el equipo de bombeo a utilizar ya sea en lagos o ríos.

Ilustración N° 03.16. Balsa Flotante

Componentes Principales Los elementos que componen son:  Flotadores,





el diseño es en función del material disponible en la zona; puede usarse madera, barriles metálicos de diversos tamaños y formas y otros materiales. Los flotadores y la balsa pueden ir clavados o atados con sogas o alambres, durables a la podredumbre o corrosión. Balsa, se diseña conforme a las características características de las instalaciones y los requerimientos requerimientos de espacio mínimo para la operación y mantenimiento. Las cargas que actúan sobre la balsa deben estar uniformemente distribuidas, de manera que se asegure la mayor estabilidad. Elementos de fijación, fijación, deben disponer disponer de lastre y templadores. El lastre es el anclaje de la balsa en el fondo del río. Puede ser de metal, concreto u otro material disponible en la zona. El peso del anclaje debe ser tal que impida el arrastre de la balsa en el sentido de la corriente, y su ubicación en el fondo debe cumplir que la proyección con el punto de amarre en la balsa forme un ángulo de 45° con el nivel del agua. La cuerda que une el lastre con la balsa permitirá la variación de niveles sin afectar la estabilidad de la balsa ni causar daños en la tubería flexible. Los templadores son los elementos que fijan la ubicación de la balsa desde la orilla. 



Deben ser cables de acero trenzado de un diámetro de 3/8” mínimo. Se puede

aceptar otro material que además de durable pueda soportar los esfuerzos de tracción que se derivan del peso de la balsa y la velocidad de la corriente. Los templadores deben contar con dispositivos que permitan soportar la variación del nivel de la fuente. Deben garantizar durabilidad y resistencia, así como facilitar su manipulación para la operación y mantenimiento. Los anclajes son los elementos fijos en la superficie de la orilla que permiten sujetar la balsa mediante los templadores.

53

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural  Equipo

de bombeo, ubicado sobre la balsa o en la orilla, se debe dimensionar para impulsar el caudal de diseño a niveles adecuados para su utilización. Para el caso del bombeo desde la orilla de la fuente, la altura de succión (Ha) no debe ser superior a 7 m.  Tuberías de succión e impulsión, deben ser tuberías flexibles para uso de agua para consumo humano, el diámetro y longitud dependen del caudal de bombeo y de las características del sistema. En la succión se recomienda una velocidad entre 1,2-1,8 m/s. La canastilla de succión debe estar como mínimo a 0,30 – 0,50 m por debajo del nivel de flotación de la balsa para garantizar la mejor calidad. Se debe colocar en la succión una tubería rígida capaz de soportar la fuerza del agua, con una válvula de pie en su parte inferior, que permita el flujo del agua captada y evite el cebado de la bomba. Para la impulsión se debe utilizar una manguera flexible con refuerzo interior metálico. 









Cálculo de la Balsa Flotante L : largo de la balsa (m) A : ancho de la balsa balsa (m) H : altura de los troncos (m) : peso específico del agua (1 000 kg/m 3) g : aceleración aceleración de la gravedad (9.81 m/s 2) : peso específico del material (kg/m3) V : volumen de la balsa flotante (m 3) Pb : peso de la base de la balsa (kg) Ps : peso de parte superior aproximado (kg/m 2) Cv : carga viva (kg/m2) Pe : peso conjunto de dos (02) electrobombas Cálculo de la profundidad de inmersión Debe calcularse el peso total que va a flotar sobre la balsa flotante

Cálculo de la la fuerza de flotación Vd : volumen desplazado

Ps =PtPtotal h = ρxAxL ℎ             Y v F = 2g A Vd =

Fb : fuerza de flotabilidad

Fb =

Fg : fuerza de gravedad

Fg =

Las fuerzas Fb y Fg deben igualarse 

Calculo del Cable de Anclaje de la Balsa de Madera Madera Donde: Y : densidad del agua (1 000 kg/m 2) v : velocidad velocidad del rio (m/seg) A : área perpendicular perpendicular a la corriente corriente del rio (m 2)

54


g : aceleración de la gravedad (9.81m/seg (9.81m/s eg 2) Si se considera la velocidad del rio perpendicular a uno de los lados de la balsa, y la tensión con un ángulo de inclinación igual a Φ, se obtiene el siguiente mod elo estático:

Ilustración N° 03.17. Modelo estático

La simplificación matemática, considera la tensión se produce únicamente en un cable mientras que el otro se encontrara distendido.

Ilustración N° 03.18. Diagrama de fuerzas

T sisin ∅ = F → T = siFn∅

Si se considera un ángulo de inclinación de los cables de 45°, se obtiene la tensión (T) El esfuerzo de fluencia en el acero es de 4200 kg/cm 2, y tomado un factor f actor de seguridad igual a 3 (FS = 3) se calcula el área de acero necesaria para resistir esa tensión:

A = FSF′xcT

Especificaciones Técnicas Tabla N° 03.11. Especificaciones N° Varilla 2 2.5 3 4 5 6 8

Diámetro Nominal en mm 6.4 7.9 9.5 12.7 15.9 19.1 25.4

Diámetro Nominal in 1/4 “ 5/16 “ 3/8 “ 1/2 “ 5/8 “

3/4" 1”

Perímetro mm 20.10 24.80 29.80 39.90 50.00 60.00 79.80

Área cm2 0.32 0.49 0.71 1.27 1.99 2.87 5.07

Peso kg/m 0.251 0.384 0.557 0.996 1.560 2.250 3.975

Varilla 12m por tonelada 217 150 84 53 37 21

55


2.4. CAISSON Es una estructura de concreto, utilizada en zonas inundables, construida en el lecho filtrante y permite mantener niveles mínimos.

Ilustración N° 03.19. Captación del Tipo Caisson

 El

diámetro interior debe tener entre 1,20 y 2,00 m dependiendo de la profundidad y niveles de la fuente.  El volumen útil debe garantizar que, en condiciones críticas, la canastilla de succión o impulsores de la bomba tenga por lo menos un tirante de agua mínimo equivalente a 6 veces el diámetro de los impulsores impulsor es o canastilla de succión. Debe emplearse una bomba de eje vertical.  La distancia media a la fuente de recarga en suelos semi gruesos, no debe ser mayor a 15 m.  La profundidad del Caisson debe garantizar un tirante mínimo que permita su aprovechamiento aprovechamiento en estaciones críticas.  La caseta de bombeo se debe ubicar sobre el Caisson. Se deben elevar 1,00 m por encima del nivel máximo de crecida de la fuente para reducir su vulnerabilidad. variacion es de caudal, el Caisson se  En el caso de ríos muy caudalosos y con fuertes variaciones debe ubicar en una zona segura cercana a la ribera de este, realizándose la toma de la captación mediante canastilla y tubería. Criterios de Diseño. La corona, o uña del Caisson que se hunde en el terreno, se debe diseñar para permitir el hundimiento gradual del Caisson y reducir al mínimo el rozamiento entre el suelo y la estructura. La calidad del concreto no debe de tener un f’c menor de 210 kg/cm 2. El refuerzo de la corona debe estar constituido por una armadura principal en anillos, compuesta por 













acero corrugado de 1/2” espaciado a ≤ 10 cm, siendo la armadura trasversal estribos cerrados de acero corrugado de 3/8”. La unión entre corona y anillo debe ser en base a varillas de acero corrugado de 3/8” separados una distancia ≤ espesor del anillo.

Los anillos constituyen el cuerpo del Caisson y deben ser de concreto armado, cuya calidad no debe tener un f’c menor de 210 kg/cm 2. Deben tener una longitud mínima de 1 m, y su diámetro interior debe coincidir con el diámetro superior de la corona. El refuerzo longitudinal debe ser de acero corrugado de 3/8” en dos capas, espaciado a

un espesor menor del muro. Este refuerzo se debe extender 30 veces su diámetro encima de la longitud de vaciado para permitir el empalme con el siguiente tramo de anillo a vaciar. La armadura transversal debe ser anular en dos capas, espaciadas a no más de 30 cm; debe ser del mismo diámetro que la armadura longitudinal. La cubierta del Caisson debe ser circular, de concreto armado, cuya calidad no debe tener un f’c menor de 210 kg/cm 2. Se debe diseñar como una losa armada en dos sentidos, siendo capaz de soportar las cargas establecidas en las características

56


arquitectónicas de la estructura. Debe tener un buzón de inspección de 0,60 m de diámetro, provisto de una tapa metálica como sello sanitario. Dimensionamiento del Sistema de Filtración A continuación, continuación, se presentan presentan valores valores promedio promedio de conductividad conductividad hidráulica hidráulica para diferentes tipos de materiales:

Tabla N° 03.12. Conductividad Hidráulica para Diferentes Materiales Permeabilidad (m/día)

10-6 a 10-4

10-4 a 10-2

10-2 a 1

1 a 102.5

102.5 a 105

Calificación

Impermeable

Poco permeable

Poco permeable

Permeable

Muy permeable

Calificación del Acuífero

Acuíludo

Acuitardo

Acuífero pobre

Acuífero de regular a bueno

Acuífero excelente

Arena fina Arena limosa Caliza fracturada

Arena limpia Grava y arena Arena fina

Grava limpia

Tipo de Material

Arcilla compacta Limo arenoso Pizarra Lima Granito Arcilla limosa

I : conductividad hidráulica (m/s) H : espesor estático del acuífero acuífero (m)

T = I. H h = QT

Transmisibilidad Profundidad de la zona de filtración





Cálculo del número de anillos y orificios en la zona de filtración filtrac ión h : profundidad profundidad de la zona de filtración (m) s : separación entre anillos (mm) No : Número de orificios por anillos (und) N A : Número de anillos

N = hs  π D  AO = 4 AO = N. A

Cálculo del área abierta en la zona de filtración filtrac ión Do : diámetro de los orificios (mm) Ao : área por orificio ATO : área total de los orificios orificios

Verificación de la velocidad del agua a través de las aberturas (entre 2.50 a 5.00 cm/s) Q C



: caudal de diseño (l/s) : coeficiente de contracción (0.55)

Ve = C.C. AQO

Cálculo del golpe de ariete de la línea de impulsión Caisson Parámetros de diseño

57


Qmd N Qb Qnb Qd He ADT L C v g Mtub De Di e 

: caudal máximo diario (l/s) : número de horas de bombeo (horas) : caudal de bombeo (l/s) : cota nivel de bombeo - nivel de parada (msnm) : cota de llegada al punto de descarga (msnm) : altura estática (m) : altura dinámica de bombeo (m) : longitud de la tubería (m) : coeficiente coeficient e de Hazen Williams (150) : velocidad máxima del flujo (m/s) : constante de gravedad (9.81 m/s2) : material material propuesto de la tubería (PVC) : diámetro de tubería exterior (mm) : diámetro de tubería interior (mm) : espesor de la Tubería (mm)

Cálculo de la carga por sobre presión de Golpe de Ariete (h golpe)

he = a ×g V

Donde: V : velocidad del líquido (m/s) a : velocidad de aceleración de la onda en (m/s) g : aceleración de la gravedad (9, 81m/s 2) 

Cálculo de la velocidad de aceleración de la onda (V a) calculado por:

V =  ρ ∗ 1 KKE∗ ∗ⅇd

Donde: ρ : densidad del agua a 20 °C (1000 kg/m 3) Kv : módulo de Bulk del agua a 20 °C (2.20E+09 Pa) d : diámetro interior de la tubería (mm) E : módulo de elasticidad elasticidad (2.75 E+09 Pa) e : espesor del tubo (mm) 

Cálculo del tiempo de parada de la bomba (T)

Tc = C  Kg∗∗LHm∗ V

Donde: L : longitud del tramo (m) V : velocidad del flujo (m/s) g : aceleración aceleración de la gravedad (9.81 m/s 2) Hm : altura dinámica total (m) C y K : coeficientes de ajuste empírico

Tabla N° 03.13. Valores de K y C Valores de C Condición Hm/L < 0.2 Hm/L ≥ 0.4

C 1.0 0.0

58

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural Hm/L ≈ 0.3

0.6

valores de K Condición L < 500 L ≈ 500 500 < L < 1500 L ≈ 1500 L > 1500 

K 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00

Cálculo del tiempo de propagación de la onda (Tp) El tiempo de propagación desde la válvula hasta la embocadura de la tubería:

Tp = 2 a∗ L

Determinación de la posibilidad del golpe de Ariete en la Impulsión Siendo T = Tiempo T iempo de cierre de la válvula(s), cuando prevea un: T ≤ Tp: equivale a un cierre instantáneo, es decir, el tiempo de recorrido de ida y vuelta de

la onda de presión es superior al de cierre, alcanzándose la sobrepresión máxima en algún punto de la tubería, por lo que se producirá Golpe de Ariete.

T > Tp: no se produce Golpe de Ariete dado que la onda de presión regresa a la válvula sin que esta se encuentre totalmente cerrada. Estamos en un cierre lento y ningún punto alcanzará la sobrepresión máxima.

Si hay golpe de Ariete Para evitar la producción del golpe de ariete, se debe emplear válvulas de cierre lento para el cierre del caudal de retorno y evitar el daño de las tuberías y accesorios instalados. 

Cálculo de la longitud crítica (L c) Donde Va : velocidad de la onda (m/s) T : tiempo de parada (s)



L = a ×2 T

Cálculo de la sobrepresión por golpe de ariete Para el cálculo de la sobrepresión, se aplicar las fórmulas según se cumpla las siguientes condiciones: L> Lc

Impulsión

T≤

Tp

Cierre rápido

Allieve

hgolpe =

axV

hgolpe =

g 2xLx V gxT

Larga L< Lc

Impulsión Corta

Presión total Selección de la clase

T> Tp

Cierre lento

Michaud

PMX = he  ADT

59


Tabla N° 03.14. Selección de la clase Material

Diámetro

PVC

48.00

La Tubería seleccionada 

Presión de Funcionamiento Admisible (PFA) 100 mca

Tipo/Clase PN10

Cálculo de línea de impulsión y equipo de Caisson

Qb = QmdQmd∗∗ 242N4

Donde: Qmd : caudal máximo diario (l/s) N : Número de horas de bombeo (horas) Qb : Caudal de bombeo (l/s) 

Cálculo del diámetro de la línea de impulsión La selección del diámetro de la línea de impulsión se hará en base a la fórmula de Bresse:

Selección del equipo de bombeo Qb Cnb Cpd He L L1 L2 LT C1 C2 

D = 0.96∗96 ∗ 24N  ∗ Q.

: caudal de bombeo (l/s) : cota nivel de bombeo – nivel de parada (msnm) : cota de llegada al punto de descarga (msnm) : altura estática (m) : longitud de la tubería PVC (m) : longitud de la tubería del árbol de pozo F°G° (m) : longitud de la tubería en la planta F°G° (m) : longitud total (m) : coeficiente coeficient e de Hazen Williams PVC (150) : coeficiente de Hazen Williams F°G° (120)

Cálculo de la pérdida de carga

hf = 10.C6.4∗ ∗LDQ.. hfa = 0.20∗ hfl HdHdtt = HgHg  Hftotal  Ps Pot.Bomba Bomba = PE ∗7Q5∗n ∗ Ht hf = = hft + hfa

Potencia por cada bomba

Donde: PE : peso específico específico del agua agua (1 000 kg/m 3) n : n1 * n2 n1 : eficiencia del motor = 70% < n1 < 85% n2 : eficiencia eficiencia de la bomba = 85% < n2 < 90%

60


2.5. MANANTIAL DE LADERA Cuando se realiza la protección de una vertiente que aflora a una superficie inclinada con carácter puntual o disperso. Consta de una protección al afloramiento, una cámara húmeda donde se regula el caudal a utilizarse.

Ilustración N° 03.20. Manantial de ladera

Componentes Principales Para el diseño de las captaciones de manantiales deben considerarse los siguientes componentes: 







Cámara de protección, protección, para las captaciones captaciones de fondo y ladera ladera es muy importante no perturbar el flujo de agua que emerge de la vertiente. La cámara de protección debe tener dimensiones y formas, tales que, se adapten a la localización de las vertientes y permitan captar el agua necesaria para el proyecto. Debe contar con losa removible o accesible (bruñido) para mantenimiento del lecho filtrante. Tuberías y accesorios, el material de las tuberías y accesorios deben ser inertes al contacto con el agua natural. Los diámetros se deben calcular en función al caudal máximo diario, salvo justificación justif icación razonada. En el diseño de las estructuras de captación, deben preverse válvulas, accesorios, tubería de limpieza, rebose y tapa de inspección con todas las protecciones sanitarias correspondientes. Al inicio de la tubería de conducción se debe instalar su correspondiente canastilla. Cámara de recolección de aguas, para las tomas de bofedal, es importante que la cámara de recolección se ubique fuera del terreno anegadizo y permita la recolección del agua de todas las tomas (pueden haber más de un dren). Protección Protecció n perimetral, la zona de captación debe estar adecuadamente protegida para para evitar la contaminación de las aguas. Debe tener canales de drenaje en la parte superior y alrededor de la captación para evitar la contaminación por las aguas superficiales.

Criterios de Diseño. Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo de la fuente, de modo que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara húmeda sea suficiente para captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede diseñar la distancia entre el afloramiento y la cámara, el ancho de la pantalla, el área de orificio y la altura de

61


la cámara húmeda sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta (se recomienda ≤ 0,6 m/s) y al coeficiente de contracción contracción de los orificios. Determinación del ancho de la pantalla Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diámetro y el número de orificios que permitirán fluir el agua desde la zona de afloramiento hacia la cámara húmeda.

Qmax Cd g H 

Q = VQ × C × A A = V ×C

: gasto máximo de la fuente (l/s) : coeficiente de descarga (valores entre 0.6 a 0.8) : aceleración aceleración de la gravedad (9.81 m/s 2) : carga sobre el centro del orificio (valor entre 0.40m a 0.50m)

V = C ×  2gH2gH

Cálculo de la velocidad de paso teórica (m/s):

Velocidad de paso asumida: v 2 = 0.60 m/s (el valor máximo es 0.60m/s, en la entrada a la tubería) Por otro lado: Donde: D : diámetro diámetro de la tubería de ingreso (m) 

Cálculo del número de orificios en la pantalla:

NO = ÁrÁrⅇⅇaadⅇldⅇldidiDtáámⅇtmⅇt rrooastⅇuórmiicdoo  1 NO = Da  1

Ilustración N° 03.21. Determinación de ancho de la pantalla

Conocido el número de orificios orific ios y el diámetro de la tubería de entrada ent rada se calcula el ancho de la pantalla (b), mediante la siguiente ecuación:



b = 2×2 × 6D6D  NO × D3 D 3D×D×NO  1 H = H  h

Cálculo de la distancia entre el punto de afloramiento afloramient o y la cámara húmeda

62


Donde: H : carga sobre el centro del orificio (m) ho : pérdida pérdida de carga en el orificio (m) Hf : pérdida pérdida de carga afloramiento afloramient o en la captación (m) Determinamos la distancia entre el afloramiento y la captación:

L = .

Donde: L : distancia afloramiento – captación (m) 

Cálculo de la altura de la cámara Para determinar la altura total de la cámara húmeda (Ht), se considera los elementos identificados que se muestran en la siguiente figura:

Ilustración N° 03.22. Cálculo de la cámara húmeda

E

D C

B A

H = A BC B CDDEE

Donde: A : altura mínima para permitir la sedimentación sedimentación de arenas, se considera una altura mínima de 10 cm B : se considera la mitad del del diámetro diámetro de la la canastilla canastilla de salida. salida. D : desnivel mínimo entre el nivel de ingreso del agua de afloramiento afloramient o y el nivel de agua de la cámara húmeda (mínimo de 5 cm). E : borde libre (se recomienda mínimo 30 cm). C : altura de agua agua para que el gasto de salida de la captación captación pueda fluir por la tubería de conducción (se recomienda una altura mínima de 30 cm).

  v Q  C = 1.56 2g = 1.56 2g × A

Donde: Qmd : caudal máximo diario (m 3/s) A : área de la tubería tubería de salida (m2)

Dimensionamiento de la canastilla Para el dimensionamiento de la canastilla, se considera que el diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (DC); que el área total de ranuras (A t) debe ser el doble del área de la tubería de la línea de conducción (AC) y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3DC y menor de 6DC.

H = H  h

63


Ilustración N° 03.23. Dimensionamiento de canastilla

Diámetro de la Canastilla El diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diámetro de la línea de conducción Longitud de la Canastilla Se recomienda que la longitud de la canastilla sea mayor a 3Da y menor que 6Da:

3D < L < 6D AO = 2A A = 0,0,5 × D × L N°  = ÁrⅇÁra ⅇtoatdⅇal dⅇranurranura a

Debemos determinar determinar el área total t otal de las ranuras (A TOTAL):

El valor de A total debe ser menor que el 50% del área lateral de la granada (Ag)

Determinar el número de ranuras:

Dimensionamiento de la tubería de rebose y limpia En la tubería de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% 

Cálculo de la tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro:

,   0 , 7 1 × Q D = h ,

Tubería de rebose Donde: Qmax : gasto máximo máximo de la fuente (l/s) hf : perdida de carga unitaria en (m/m) - (valor recomendado: 0.015 m/m) Dr : diámetro de la tubería de rebose (pulg)

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2.6. MANANTIAL DE FONDO Permite la captación del agua subterránea que emerge de un terreno llano, ya que la estructura de captación es una cámara sin losa de fondo que rodea el punto de brote del agua, consta de una cámara húmeda que sirve para almacenar el agua y regula el caudal a utilizarse, y una cámara seca que protege las válvulas de control de salida, rebose y limpia. Ilustración N° 03.24. Manantial de Fondo

Componentes Principales. Para el diseño de las captaciones de manantiales deben considerarse los siguientes componentes: 







Cámara de protección, protección, para las captaciones captaciones de fondo y ladera ladera es muy importante importante no perturbar el flujo de agua que emerge de la vertiente. La cámara de protección debe tener dimensiones y formas, tales que, se adapten a la localización de las vertientes y permitan captar el agua necesaria para el proyecto. Debe contar con losa removible o accesible (bruñido) para mantenimiento del lecho filtrante. Tuberías y accesorios, el material de las tuberías y accesorios deben ser inertes al contacto con el agua natural. Los diámetros se deben calcular en función al caudal máximo diario, salvo justificación justif icación razonada. En el diseño de las estructuras de captación, deben preverse válvulas, accesorios, tubería de limpieza, rebose y tapa de inspección con todas las protecciones sanitarias correspondientes. Al inicio de la tubería de conducción se debe instalar su correspondiente canastilla. Cámara de recolección de aguas, para las tomas de bofedal, es importante que la cámara de recolección se ubique fuera del terreno anegadizo y permita la recolección del agua de todas las tomas (pueden haber más de un dren). Protección Protecció n perimetral, La zona de captación debe estar adecuadamente protegida para evitar la contaminación de las aguas. Debe tener canales de drenaje en la parte superior y alrededor de la captación para evitar la contaminación por las aguas superficiales.

Criterios de Diseño. Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo de la fuente, de modo que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara húmeda sea suficiente para captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede diseñar la distancia entre el afloramiento y la cámara, el ancho de la pantalla, el área de orificio y la altura de la cámara húmeda sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta (se recomienda ≤ 0,6 m/s) y al coeficiente de contracción contracción de los orificios. 

Cálculo de la altura de la cámara húmeda

65


A B C E H

2   V  H = 1.56 2g = 1.56 2g × 

: altura del filtro (se recomienda recomienda de 0.10 a 0.20m) 0.20m) : diámetro de la tubería de salida salida (se considera la mitad mitad del diámetro de la canastilla : separación separación entre el filtro y la tubería (m) : borde libre (se recomienda mínimo 0,30 m) : Altura de agua para que el gasto de salida de la captación pueda fluir por la tubería de conducción (se recomienda como mínimo 0,30 m)

Dimensionamiento de la canastilla Para el dimensionamiento de la canastilla, se considera que el diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (DC); que el área total de ranuras (At) debe ser el doble del área de la tubería de la línea de conducción (AC) y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3DC y menor de 6DC.

Ilustración N° 03.25. Canastilla

Diámetro de la Canastilla El diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diámetro de la línea de conducción Longitud de la Canastilla Se recomienda que la longitud de la canastilla sea mayor a 3Da y menor que 6Da:

3D < L < 6D AO = 2A A = 0,0,5 × D × L N°  = ÁrⅇÁra ⅇtoatdⅇal dⅇranurranura a

Debemos determinar determinar el área total t otal de las ranuras (A TOTAL):

El valor de A total debe ser menor que el 50% del área lateral de la granada (Ag) Determinar el número de ranuras:

Dimensionamiento de la tubería de rebose y limpia En la tubería de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% 

,   0 , 7 1 × Q D = h ,

Cálculo de la tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro: Tubería de rebose Donde: Qmax : gasto máximo de la fuente (l/s) hf : perdida de carga unitaria en (m/m) - (valor recomendado: 0.015 m/m) Dr : diámetro de la tubería de rebose (pulg)

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2.7. GALERÍA FILTRANTE Son tuberías perforadas que permiten recolectar el agua subterránea y conducir hacia un punto de extracción o almacenamiento.

Ilustración N° 03.26. Galería Filtrante

Son sistemas de captación de aguas subálveas o subsuperficiales ubicadas en los lechos de los ríos o sus márgenes por medio de drenes o zanjas. El propósito de estas obras es interceptar el flujo natural del agua subsuperficial, para que ingrese por gravedad, al interior de la zanja o tubería y sea conducida hacia una cámara cámar a recolectora en una de las márgenes del río. 











Está indicada cuando se desea obtener caudales importantes de agua en zonas próximas a ríos o lagos, y/o en acuíferos en los que no sea posible o conveniente, producir un importante descenso del nivel piezométrico. Las galerías filtrantes deben diseñarse previo estudio, de acuerdo a la ubicación del nivel de la napa, rendimiento del acuífero y al corte geológico obtenido mediante excavaciones de prueba, y siempre para trabajar bajo condiciones de equilibrio. Se deben ubicar de tal modo que permitan el máximo aprovechamiento aprovechamie nto de la corriente de agua subterránea, en forma transversal o longitudinal. La pendiente debe orientarse hacia un pozo colector para la inspección y limpieza. Debe contar con una cámara de inspección para verificar las condiciones sanitarias de la galería, así como para realizar operaciones de mantenimiento y desinfección. La galería debe ubicarse lo más distante posible de fuentes de contaminación, manteniendo una distancia mínima de 15 m a la zona de recarga del acuífero. De los estudios realizados se debe caracterizar caracteriza r el acuífero mediante los siguientes parámetros: Conductividad Conductividad hidráulica: k f (m/s) (m/s) Profundidad del acuífero: H (m) Pendiente dinámica del acuífero: i (m/m) (m/m) Porosidad efectiva: S (adimensional) (adimensional) Radio de influencia del abatimiento: R (m) Distancia entre la galería y el punto de recarga: D (m) Para Estudios de Factibilidad Factibilidad o Expedientes Expedientes Técnicos, Técnicos, la conductividad conductividad hidráulica debe debe determinarse mediante análisis en laboratorio del material o materiales del acuífero o mediante prueba de bombeo.      



67




Para Estudios a nivel de Perfil, se debe realizar un cálculo estimativo con los siguientes valores promedio.

Dimensionamiento del sistema de filtración Se presentan valores promedio de conductividad hidráulica para diferentes tipos de materiales.

Tabla N° 03.15. Valores de conductividad hidráulica



Permeabilidad (m/d)

10-6 a 10-4

10-4 a 10-2

10-2 a 1

1 a 102.5

Calificación

Impermeable

Poco permeable

Poco permeable

Permeable

Calificación del Acuífero

Acuíludo

Acuitardo

Acuífero pobre

Tipo de Material

Arcilla compacta Pizarra Granito

Limo arenoso Lima Arcilla limosa

Arena fina Arena limosa Caliza fracturada

Acuífero de regular a bueno Arena limpia Grava y arena Arena fina

102.5 a 105 Muy permeable Acuífero excelente Grava limpia

Cálculo de la longitud de la zona de filtración filtrac ión (Longitud del Ramal)

A = AQI b= a

Ilustración N° 03.27. Longitud de sistema de filtración

Determinación de la lámina de agua h e

: altura desde el nivel freático hasta la cresta de la tubería (m) : espesor del forro filtrante

Tabla N° 03.16. Espesores de capas Capa N° 1 2 3

Espesor m 0.10 0.10 0.20

68


Ilustración N° 03.28. Espesores de capas

q = 0,17 NQ



Dimensionamiento Dimensionamient o de los ramales



Determinación Determinac ión del número de anillos y orificios por ramal

Ilustración N° 03.29. Número de anillos y orificios por ramal





Número de anillos por ramal

Determinación Determinac ión del área abierta por ramal Área por orificio orificio Donde: Do : diámetro de los orificios (mm)



N = Ls  π D AO = 4O AO = NO. AO Ve = C.C. AqO

Cálculo del área total de los orificios

Verificación de la velocidad del agua a través de las aberturas (valor entre 2.50cm/s 10.00cm/s)

69




Determinación Determinac ión de las pérdidas por lecho filtrante filtrant e

h = 0.00608.ø I.ⅇ

Tabla N° 03.17. Pérdidas por lecho filtrante ø del material (pulg) 1/8 3/8 1



ø del material (mm)

Espesor de la capa (m)

Pérdidas hf (m)

3.18 9.53 25.40

0.10 0.10 0.20

0.0698 0.0078 0.0022 0.0797

Determinación Determinac ión de las pérdidas en el conducto principal

h = L ×3 S

Donde: Lp : longitud del conductor principal (m) Sp : pendiente del conductor principal (m) 

Determinación Determinac ión de las pérdidas en el ramal

Donde: Lr : longitud del ramal (m) Sr : pendiente del ramal (m)

h = L ×3 S



Determinación Determinac ión de la pérdida total



Carga sobre la tubería de conducción

H = h  h  h

A = π.4D V = QA

Donde: D : diámetro de la tubería de rebose (pulg) Q : caudal de diseño (l/s)

C

: coeficiente de descarga

 Q h = C.C. A . 2g1

70


2.8. POZOS Se realizan para la captación de agua subterránea a una gran profundidad.

Ilustración N° 03.30. Pozo con Bomba manual

Tipologías Pueden ser: Pozos someros: Excavados Perforados Pozos Profundos Perforados manualmente Perforados Perforad os con maquinaria 

 



 

Criterios de diseño. La ubicación de los pozos y su diseño preliminar se determinan como resultado del correspondiente estudio hidrogeológico específico. En la ubicación no sólo se considera las mejores condiciones hidrogeológicas del acuífero sino también el suficiente distanciamiento que debe existir con relación a otros pozos vecinos existentes y/ o proyectados para evitar problemas de interferencias. Se diseña el número de pozos necesarios para el sistema de acuerdo con el caudal de diseño, y se ubican sin causar interferencias a otros pozos existentes, y preferiblemente en zonas no inundables. Para obtener el rendimiento de los pozos se deben evaluar los pozos existentes cercanos de la zona (rendimiento, años de producción y variaciones estacionales) o se debe realizar un estudio hidrogeológico para determinar la calidad del agua, el rendimiento del pozo y su variabilidad estacional, la profundidad del manto acuífero y las características del terreno. Se deben proteger contra posibles fuentes de contaminación. contaminac ión. Las paredes del pozo deben ser de material impermeable hasta una profundidad de 3 m como mínimo, y debe cubrirse con un sello sanitario, que sobresale 0,50 m sobre el piso o sobre el nivel de inundación. La distancia mínima entre un pozo de agua destinado para el consumo humano y un sistema de percolación es de 20 m. El pozo se debe ubicar a una cota superior con respecto al sistema de percolación. 









71




Para el diseño de los pozos se debe tomar en consideración consideración los siguientes aspectos: Pozos someros, someros, captan agua subsuperficial subsuperficial de acuíferos de poca profundidad, profundidad, hasta hasta los 30 m. Excavados. Los pozos excavados no requieren de dimensionamiento dimensionami ento específico, sin embargo, debe considerarse los siguientes aspectos: Diámetro mínimo de 1,00 metro para permitir la excavación manual. Empleo de anillas de hormigón en caso de terrenos deleznables. El revestimiento del pozo excavado debe ser con anillos ciegos de concreto del tipo deslizante o fijo, hasta el nivel estático y con aberturas por debajo de él. Se debe profundizar el pozo al menos 2 metros debajo del nivel freático freátic o en época de estiaje para permitir la explotación del agua. La profundidad del pozo excavado se determina en base a la profundidad del nivel estático de la napa y de la máxima profundidad que técnicamente se pueda excavar por debajo del nivel estático. Perforados. los pozos perforados someros, no requieren dimensionamiento específico; pueden diseñarse en base a estudios prospectivos iniciales o, es su caso, debe realizarse la perforación directamente hasta alcanzar los niveles freáticos suficientes para la explotación del agua. Pueden ser pozos perforados manual o mecánicamente. Pozos profundos, captan agua subterránea a profundidades profundida des mayores a los 30 m, dependiendo de las condiciones del acuífero. Perforados Perforad os manualmente. emplea equipos simples para perforar pozos de pequeño diámetro empleando los métodos de rotación y percusión, en terrenos de baja concentración concentración de material granular. Los pozos perforados manualmente, sólo pueden ser diseñados en su concepción general. Solamente con pruebas en campo puede identificarse la posibilidad o no de perforar con esta tecnología. Perforados Perforad os con maquinaria. Los pozos perforados con máquina permiten captar aguas subterráneas profundas, y requieren equipos de perforación especiales. Las técnicas de perforado pueden ser de percusión, rotación directa o reversa, inyección y otros. El diseño de los pozos perforados profundos requiere la participación de especialistas en hidrogeología y estudios de prospección de aguas subterráneas con equipos de resonancia electromagnética. Durante la perforación del pozo se debe determinar su diseño definitivo, sobre la base de los resultados del estudio de las muestras del terreno extraído durante la perforación y los correspondientes registros geofísicos. El ajuste del diseño se refiere sobre todo a la profundidad final de la perforación, localización y longitud de los filtros. Los filtros son diseñados considerando el caudal de bombeo; la granulometría y espesor de los estratos; velocidad de entrada, así como la calidad de las aguas. 

  

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Consideraciones Consideraciones específicas. En la construcción construcc ión del pozo somero, se debe considerar una escalera escalera de acceso hasta el fondo para permitir la limpieza y mantenimiento, así como para la posible profundización profundización en el futuro. El motor de la bomba puede estar instalado en la superficie del terreno o en una plataforma en el interior del pozo, debiéndose considerar en este último caso las medidas de seguridad para evitar la contaminación del agua. Los pozos deben contar con sellos sanitarios, cerrándose la boca con una tapa hermética para evitar la contaminación del acuífero, así como accidentes personales. La cubierta del pozo debe sobresalir 0.50 m como mínimo, con relación al nivel de inundación. El menor diámetro del forro de los pozos profundos debe ser por lo menos de 8 cm mayor que el diámetro exterior de los impulsores de la bomba por instalarse. La construcción de los pozos se debe hacer en forma tal que se evite el arenamiento de ellos, y se obtenga un óptimo rendimiento a una alta eficiencia hidráulica, lo que se consigue con uno o varios métodos de desarrollo. 









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



Todo pozo, una vez terminada su construcción, construcc ión, debe ser sometido a una prueba de rendimiento a caudal variable, durante un periodo de tiempo a determinar en función del informe hidrogeológico, con la finalidad de determinar el caudal explotable y las condiciones para su equipamiento. Los resultados de la prueba deben ser expresados en gráficos que relacionen la depresión con los caudales, indicándose el tiempo de bombeo. Antes del inicio de la prueba se debe medir el nivel estático del agua mediante un tubo instalado en el interior de diámetro ≥ 19 mm. El procedimiento de la prueba de rendimiento consta de las siguientes fases: Bombeo de desarrollo y limpieza: se debe bombear durante 24 horas para limpiar el pozo. El agua descargarse a una distancia mínima de 30 metros al pozo. Prueba de rendimiento rendimient o o aforo: tras el periodo de recuperación, recuperació n, se debe realizar la extracción en 5 escalones de caudales variables y aproximadamente una hora de duración cada uno. En cada uno de los 5 escalones se debe anotar el aforo y la velocidad. Con los resultados, se elabora la curva de bombeo y se selecciona el caudal explotable, que es empleado en la siguiente fase. Prueba de acuífero: tras el periodo de recuperación, se debe extraer durante 43 horas el caudal explotable, midiéndose el nivel de la napa durante la recuperación, por un periodo mínimo de 24 horas. Los resultados de esta prueba permiten determinar los parámetros hidráulicos del acuífero. Durante la construcción construcc ión del pozo y pruebas de rendimiento deben tomarse muestras de agua a fin de determinar su calidad y conveniencia de utilización. El caudal explotable es el que fije el documento de Autorización de Uso del Agua de la ALA (Autoridad (Autoridad Local del Agua) Agua) dependiente dependiente del ANA (Autoridad (Autoridad Nacional Nacional del Agua). 





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

Memoria de Cálculo Determinación Determinac ión del periodo de bombeo Las horas de bombeo y el número de arranques en un día, depende del rendimiento de la fuente, el consumo de agua, costo de operación y la disponibilidad de energía. Resulta conveniente que el periodo de bombeo sea de 8 horas diarias, las que serán distribuidas en el mejor horario; en situaciones excepcionales se debe adoptar un periodo mayor, pero como máximo de 12 horas. 

Q = Q × 24N 

Donde: Qb : caudal de bombeo (l/s) Qmd : caudal máximo diario (l/s) N : número de horas de bombeo (h) 

Carga dinámica o altura manométrica total Es el incremento total de la carga del flujo a través de la bomba.

H = h  h

Donde: Hb : altura dinámica o altura altura de bombeo (m) hs = Carga de succión, m. Hi = Carga de impulsión, m. 

Carga de succión

H = h  h

Donde: hs : altura de succión, altura del eje de la bomba sobre el nivel inferior del agua (m) hfs : pérdida pérdida de carga en la succión (m).

73




Carga neta de succión positiva Donde: NPSH disponible Hatm Hvap hs hfs

NPSHe = H  (H  h  h)

: carga neta de succión positiva disponible (m) : presión atmosférica (m) : presión de vapor (m) : altura estática de succión (m) : pérdida de carga por fricción de accesorios y tubería (m).

Para evitar el riesgo de la cavitación por presión de succión, se debe cumplir que:



Altura dinámica total

NPSHe > NPSHee H = H  H

Donde: Hs : altura de aspiración o succión, esto es, altura del eje de la bomba sobre el nivel inferior Hd : altura de descarga, o sea, la altura del nivel superior con relación al eje de la bomba Hg : Altura Altura geométrica, esto es la diferencia de nivel (altura estática total)

H = H  Hf   P

Hf total (totales) total : pérdida de carga (totales) Ps : presión de llegada al reservorio/planta reservorio/ planta (se recomienda 2 m) Hdt : altura dinámica total en el sistema de bombeo

Tabla N° 03.18. Valores de abertura de la ranura de tubería Área de infiltración infiltración en cm2/ml DIAMETRO Y ESPESOR 8 5/8 x 3/16 1/4 10 3/4 X 3/16 1/4 12 3/4 x 1/4 5/16 14 x 1/4 5/16 16 x 1/4 5/16 18 x 1/4 5/16 20 x 1/4 5/16 22 x 1/4 5/16 24 x 1/4 5/16

PESO / METRO 25,2 kg 34,3 kg 31,9 kg 42,8 kg 50,7 kg 61,7 kg 55,7 kg 69,8 kg 64,3 kg 80,9 kg 72,3 kg 91,5 kg 80,6 kg 101,9 kg 68,1 kg 110,8 kg 96,5 kg 120,9 kg

NUMERO DE RANURA 608 608 752 752 912 912 992 992 1104 1104 1280 1280 1424 1424 1584 1584 1728 1728

ABERTURA DE LA RANURA 1 mm 316 316 391 391 474 474 515 515 574 574 665 665 740 740 823 823 898 898

2 mm 608 608 752 752 912 912 992 992 1104 1104 1280 1280 1424 1424 1584 1584 1728 1728

3 mm 985 985 1218 1218 1477 1477 1607 1607 1788 1788 2073 2073 2306 2306 2566 2566 2799 2799

74




Cálculo de la línea de impulsión La selección del diámetro de la línea de impulsión se hará en base a las fórmulas de Bresse: Diámetro teórico máximo (D máx):

D = 1.1.3 ∗ 24N  ∗ (  Q)  N De = 0.96 ∗ 24 ∗ Q.. .   1745155. 2 8∗ L Q  hf = C. ∗ D.  LD < 4000 h = 25× V2g HdHdtt = Hg  Hf total  Ps Pot. Bomb Bombaa = PE∗PE ∗7Q5∗ ∗nHdt

Diámetro teórico económico (D econ):



Selección del Equipo de Bombeo

Pérdida de carga por accesorios (h k)

Aplicamos la siguiente siguiente ecuación ecuación para el cálculo cálculo de la perdida perdida de carga carga por accesorio accesorio



Cálculo de la altura dinámica total:



Cálculo de la potencia a instalar:

Tabla N° 03.19. Potencias comerciales en motores eléctricos POTENCIA (hp) 5 7.5 10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200 250 300 350

INTERVALO (hp)

5-20

21-50

51-125

>126

75


2.9. LÍNEA DE CONDUCCIÓN Es la estructura que permite conducir el agua desde la captación hasta la siguiente estructura, que puede ser un reservorio o planta de tratamiento de agua potable. Este componente se diseña con el caudal máximo diario de agua; y debe considerar: anclajes, válvulas de purga, válvulas de aire, cámaras rompe presión, cruces aéreos, sifones. El material a emplear debe ser PVC; sin embargo, bajo condiciones expuestas, es necesario que la tubería sea de otro material resistente.

Ilustración N° 03.31. Línea de Conducción



Caudales de Diseño La Línea de Conducción debe tener la capacidad para conducir como mínimo, el caudal máximo diario (Q md), si el suministro fuera discontinuo, se debe diseñar para el caudal máximo horario (Q mh). La Línea de Aducción debe tener la capacidad para conducir como mínimo, el caudal máximo horario (Q mh).

 Velocidades

admisibles Para la línea de conducción se debe cumplir lo siguiente:  



La velocidad velocidad mínima mínima no debe ser inferior a 0,60 m/s. La velocidad máxima admisible debe ser de 3 m/s, pudiendo alcanzar los 5 m/s si se justifica razonadamente. razonadamente.

Criterios de Diseño Para las tuberías que trabajan sin presión o como canal, se aplicará la fórmula de Manning, con los coeficientes de rugosidad en función del material de la tubería.

v = 1n ∗ R ∗ i 

Donde: V : velocidad velocidad del fluido en m/s n : coeficiente de rugosidad en función del tipo de material Hierro fundido dúctil 0,015 Cloruro de polivinilo (PVC) 0,010 Polietileno de Alta Densidad (PEAD) 0,010 -

76


Rh : radio hidráulico I : pendiente en tanto por uno 

Cálculo de diámetro de la tubería: Para tuberías de diámetro superior a 50 mm, Hazen-Williams:

H = 10,674∗74∗ Q./C, ∗ D. ∗ L

Donde: Hf : pérdida de carga continua, en m. Q : Caudal en m3/s D : diámetro interior en m C : Coeficiente de Hazen Williams (adimensional) (adimensiona l) Acero sin costura C=120 Acero soldado en espiral C=100 Hierro fundido dúctil con revestimiento C=140 Hierro galvanizado C=100 Polietileno C=140 PVC C=150 L : Longitud del tramo, en m.

Para tuberías de diámetro igual o menor a 50 mm, Fair - W hipple:

H = 676,745745 ∗ Q,/D, ∗ L

Donde: Hf : pérdida de carga continua, en m. Q : Caudal en l/min D : diámetro interior en mm

Salvo casos fortuitos debe cumplirse lo siguiente: La velocidad mínima no será menor de 0,60 0,60 m/s. La velocidad máxima admisible será de 3 m/s, pudiendo alcanzar los 5 m/s si se justifica razonadamente. razonadamente.  



Cálculo de la línea de gradiente hidráulica (LGH), ecuación de Bernoulli

Z  Pγ  V2 ∗ g = Z  Pγ  V2 ∗ g  H γ

Donde: Z : cota cota altimétrica respecto a un nivel de referencia en m : Altura de carga de presión, en m, P es la presión y el peso específico del fluido : Velocidad del fluido en m/s Hf : Pérdida de carga, incluyendo tanto las pérdidas lineales (o longitudinales) longitudinal es) como las locales.

PVγ

Pγ = Z  Z  H

Si como es habitual, V 1=V2 y P1 está a la presión atmosférica, atmosférica, la expresión se reduce a:

La presión estática máxima de la tubería no debe ser mayor al 75% de la presión de trabajo especificada por el fabricante, debiendo ser compatibles con las presiones de servicio de los accesorios y válvulas a utilizarse.

77


∆H

Se deben calcular las pérdidas de carga localizadas en las piezas especiales y en en las válvulas, las cuales se evaluarán mediante la siguiente expresión:

∆H = K 2gV²

∆HK  V

Donde: : Pérdida de carga localizada en las piezas especiales y en las válvulas, en m. : Coeficiente que depende del tipo de pieza especial o válvula (ver Tabla N° 03.14) : Máxima velocidad de paso del agua a través de la pieza especial especia l o de la la válvula en m/s g : aceleración aceleración de la gravedad (9,81 m/s 2)

Tabla N° 03.20. Coeficiente para el cálculo de la pérdida de carga en piezas especiales y válvulas ELEMENTO Ensanchamiento gradual

Codos circulares

Codos segmentados

Disminución de sección

Otras Válvulas de compuerta

Válvulas mariposa

COEFICIENTE ki α

5º

10º

20º

30º

40º

90º

ki

0,16

0,40

0,85

1,15

1,15

1,00

R/DN

0,1

0,3

0,5

K90º

0,09

0,11

α

20º

40º

60º

80º

90º

ki

0,05

0,20

0,50

0,90

1,15

0,6

k = Kº ×α⁄90 0,20

0,31

0,7

0,8

0,9

1,0

0,47

0,69

1,00

1,14

S2/S1

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

ki

0,5

0,43

0,32

0,25

0,14

Entrada a depósito Salida de depósito

ki=1,0 ki=0,5

x/D

1/8

2/8

3/8

4/8

5/8

6/8

7/8

8/8

ki

97

17

5,5

2,1

0,8

0,3

0,07

0,02

α

10º

20º

30º

40º

50º

60º

70º

ki

0,5

1,5

3,5

10

30

100

500

Totalmente abierta

Válvulas de globo ki

3

78


2.9.1. CÁMARA DE REUNIÓN DE CAUDALES Se debe considerar considerar lo siguiente: Las cámaras de reunión de caudales se instalan para reunir los caudales de dos (02) captaciones. La estructura será de concreto armado f’c=210 kg/cm 2; Las dimensiones internas de la estructura serán: - Cámara húmeda de 0,80 m x 0,80 m x 0,90 m, con tapa sanitaria metálica de sección 0,8 m x 0,8 m. - Cámara seca de 0,80 m x 0,80 m x 0,80 m, con tapa sanitaria metálica de de sección 0.6 m x 0,6 m.  La tubería del sistema de rebose y purga en su extremo final contará con un dado móvil de concreto simple f’c=140 kg/cm2 de 0,30 x 0,20 x 0,20, la cual estará superpuesta en una loza de piedra asentada c on concreto simple f’c=140 kg/cm 2. Para la elaboración del concreto se utilizará cemento portland tipo I  Para el pintado de la estructura se usará pintura látex (2 manos) y para las tapas metálicas se utilizará pintura esmalte (2 manos).  Las tuberías tuberías de ingreso a la cámara son de 1” y 1 ½” (de cada captación), la tubería de 

salida de la cámara es de 2”.

Ilustración N° 03.32. Cámara de reunión de caudales

 Cálculo Hidráulico  En caso existan



 

varias fuentes de captación de agua, agua, se requiere una estructura para la reunión de los caudales y llevarlas por una sola línea de conducción al reservorio o a la planta de tratamiento de agua potable. El desnivel entre la cámara de reunión y la captación más alta no debe ser mayor a los 50 m. Sin embargo, en caso fuese mayor a los 50 m, se deberá instalar en la línea de conducción una cámara rompe presión para conducciones. Se recomienda una sección interior mínima de 0,60 m x 0,60 m, tanto por facilidad constructiva como para permitir el alojamiento de los elementos. La altura de la cámara debe calcularse mediante la suma de tres conceptos: - Altura mínima de salida, mínimo 10 cm. - Resguardo a borde libre, mínimo 40 cm. - Carga de agua requerida, calculada aplicando la ecuación de Bernoulli para que el caudal de salida pueda fluir.

79


La tubería de entrada a la cámara debe estar por encima del nivel del agua. La tubería de salida debe disponer de una canastilla de salida, que impida la entrada de objetos en la tubería.  La cámara dispondrá de un aliviadero o rebose.  El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de mantenimiento.  

2.9.2. CÁMARA DE DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCI ÓN DE CAUDALES Se deben de considerar lo siguiente: de una (01) 20 cámara de distribución para repartir los caudales a los Reservorio N° 1 y Reservorio N° 2.  La estructura hidráulica será de concreto armado de f’c=210 kg/cm 2. Tendrá tapa sanitaria metálica de sección sección 0,6 x 0,6 m.  Debe contar con un sistema de rebose y purga y un dado de concreto simple f’c=140 kg/cm2 de 0,30 x 0,20 x 0,20, y p iedra asentada con concreto simple f ’c=140 kg/cm2.  Construcción

Ilustración N° 03.33. Cámara de distribución de caudales

 Cálculo 









Hidráulico La función de una cámara distribuidora de caudales es dividir el flujo en dos o más partes. Sólo se diseñarán cámaras distribuidoras de caudal en los siguientes casos: o Cuando el proyecto considere más de un reservorio de almacenamiento, ya sea por grandes distancias, por diferencias de nivel o diferentes comunidades. o Cuando existan diferentes diferent es usos del agua captada como: consumo humano, riego, pecuaria. Las ventajas de la cámara distribuidora de flujo son: uso racional y equitativo del agua, disminución de costos de aducción y menor número de cámaras rompe – presión (cuando estas son requeridas). Se recomienda una sección interior mínima de 0,55 x 0,65 m2 (cada cámara húmeda), tanto por facilidad constructiva como para permitir el alojamiento de los elementos. La altura de la cámara de de distribución se calcula mediante la suma de tres alturas:

20

La cantidad de cámaras y reservorios está en función al diseño planteado por el proyectista según las condiciones del terreno

80


Altura mínima mínima de salida, mínimo 10 cm o Resguardo a borde libre, mínimo 40 cm o Carga de agua requerida, calculada aplicando la ecuación de Bernoulli para que el caudal de salida pueda fluir. La tubería de entrada a la cámara estará por debajo del nivel del agua, es decir el ingreso es sumergido con el fin evitar turbulencia en el vertedero de salida. La tubería de salida debe disponer de una canastilla de salida, que impida la entrada de objetos en la tubería. La cámara debe incluir un aliviadero o rebose. o





  

El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de mantenimiento.

La fórmula utilizada para los cálculos es la siguiente:

Q = Ce × 158 ×  2g×t 2g×tan θ2 × h  k,,

Donde: Q : caudal (m3/s) ϴ : ángulo del vertedero (°) h1 : altura del nivel de agua, aguas arriba del vertedero, medido a partir del vértice inferior del triángulo (m) Ce : Coeficiente Coeficiente en función de ϴ kh : coeficiente en función de ϴ

Ilustración N° 03.34. Coeficiente de Descarga Ce

Ilustración N° 03.35. Angulo del Vertedero

81


2.9.3. CÁMARA ROMPE PRESIÓN PARA LÍNEA DE CONDUCCIÓN La diferencia de nivel entre la captación y uno o más puntos en la línea de conducción, genera presiones superiores superiores a la presión máxima que puede soportar la tubería a instalar. Es en estos casos, que se sugiere la instalación de cámaras rompe-presión cada 50 m de desnivel. Para ello, se recomienda: recomienda: interior mínima de 0,60 x 0,60 m, tanto por facilidad facilidad constructiva constructiva como para  Una sección interior permitir el alojamiento de los elementos.  La altura de la cámara rompe presión se calcula mediante la suma de tres conceptos: Altura mínima mínima de de salida, salida, mínimo mínimo 10 cm Resguardo a borde libre, mínimo 40 cm Carga de agua requerida, calculada aplicando la ecuación de Bernoulli para que el caudal de salida pueda fluir.  La tubería de entrada a la cámara estará por encima de nivel del agua.  La tubería de salida debe incluir una canastilla de salida, que impida la entrada de objetos en la tubería.  La cámara dispondrá de un aliviadero o rebose.  El cierre de la cámara rompe presión será estanco y removible, para facilitar las operaciones operaciones de mantenimiento. mantenimiento.   

Ilustración N° 03.36. Cámara rompe presión



Cálculo de la Cámara Rompe Presión Del gráfico: A : altura mínima (0.10 m) m) H : altura de carga requerida para que el caudal de salida pueda fluir BL : borde libre (0.40 m) Ht : altura total de la Cámara Rompe Presión



H = AHB AH B  V H = 1,1,56 × 2g

Para el cálculo de carga requerida (H)

Con menor caudal se necesitan menor dimensión de la cámara rompe presión, por lo tanto, la sección de la base debe dar facilidad del proceso constructivo y por la

82


instalación de accesorios, por lo que se debe considerar una sección interna de 0,60 x 0,60 m. Cálculo de la Canastilla Se recomienda que el diámetro de la canastilla sea 2 veces el diámetro de la tubería de salida.



D = 2D 3D < L <6D A = πD4 A = 0.0.5 × D × L N° ranuras = ÁeÁee e ,   Q  D = 4,4,63 × C, × S,

La longitud de la canastilla (L) debe ser mayor 3D y menor que 6D Área de ranuras: ranuras:

Área de At no debe ser mayor al 50% del área lateral de la granada (A g)

El número de ranuras resulta:



Rebose La tubería de rebose se calcula mediante la ecuación de Hazen y Williams (C= 150)

Donde: D : diámetro (pulg) Qmd : caudal máximo diario (l/s) S : pérdida de carga unitaria (m/m)

2.9.4. TUBO ROMPE CARGA Se recomienda r ecomienda:: Se debe construir un total de dos (02) 21 tubos rompe carga. Estos deben ubicarse en  lugares estratégicos para reducir las presiones en las líneas de conducción que puedan superar los 50 mca afectando así a la resistencia que tiene la tubería.  La estructura será en base a concret o armado con un f’c=210 kg/cm2, con dimensiones de 1,60 x 0,25 m y 1,2 de altura (0,70 m estará sobre el nivel de terreno), el tipo de cemento a utilizar dependerá de los estudios previos. funciona como purga) se debe habilitar habilitar una losa  Por el lado del tubo de ventilación (que funciona 2 con el uso de piedra asentada con concreto simple f’c=140 kg/cm , con dimensiones de 1,0 m x 0,50 m y 0,10 m de espesor.  Para el pintado de la estructura se usará pintura látex (2 manos).  Las tuberías de ingreso, salida y de ventilaci ón será de 1”, para la cámara de transición se utilizará una tubería de 3”.

21

La cantidad y necesidad de proyecciones de tubos rompe cargas es responsabilidad del proyectista en función al trazado de la línea y la topografía del t erreno.

83


Ilustración N° 03.37. Tubería Rompe Presión

 Cálculo

hidráulico El tubo rompe carga sustituye a la tradicional Cámara Rompe Presión para conducciones, cumpliendo las mismas funciones que de este dispositivo, tiene la ventaja de requerir mínima operación y mantenimiento. mantenimiento.

Criterios de diseño La concepción del tubo rompe carga se sustenta en los siguientes criterios: permanente y uniforme, de de naturaleza naturaleza turbulento turbulento (Re>2000) (Re>2000) - El flujo es permanente - El diámetro de la cámara de disipación de energía es 2 veces que el de la tubería de

-

conducción. La velocidad del agua se reduce a la cuarta parte, pasando el flujo de rápido (supercrítico) a lento (suscritico) produciéndose un resalto hidráulico. El resalto hidráulico se desarrollada en L=6.9 (D1-D2), pero por cuestiones constructivas se asume una longitud mínima de la cámara disipadora de 1.25 m. Para evitar el deterioro de las instalaciones por la vibración, el dispositivo e empotra con concreto. Se ubican a cada 50 m de desnivel Instalaciones deben realizarse con tuberías PVC C-10.

Funcionamiento - El agua ingresa a la cámara de disipación, se produce perdida de carga e incorporación de aire a la masa liquida a través del tubo de ventilación. - Cuando aguas abajo se obtura el conducto, el TRC permite evacuar el flujo hacia un cause seguro; esto evita que la tubería de conducción se cargue por encima de su capacidad admisible y falle. - Una vez instalado la estructura estruct ura no necesita ningún tipo de operación y solo requiere del desbroce de maleza y pintado del pedestal. Recomendaciones: - El diámetro de la tubería de la cámara de disipación debe ser el triple del diámetro de la tubería de conducción. “La reducción de la presión de ingreso es del orden del

70% en sistemas donde el diámetro es duplicado y del 90% donde el diámetro es triplicado”

- Construcción Construcc ión de un canal de evacuación a un cauce seguro para evitar socavación y

deslizamientos deslizamientos de terreno - Para tramos largos (> 1 km); entre estructuras deben de colocarse válvulas para efectos de refacción de tuberías. 84


- Este tipo de estructuras estructur as se recomienda para diámetros menor igual a 1½ ”. Para

diámetros mayores se debe usar la cámara rompe presión para líneas. - Se recomienda su instalación a 10 metros sobre el nivel del reservorio, reser vorio, con esto se estaría protegiendo a la red de distribución, en caso de que el operador realice un by-pass del ingreso generando sobre presión en la red de distribución.

2.9.5. VÁLVULA DE AIRE 









Son dispositivos dispositivos hidromecánicos hidromecánicos previstos para para efectuar automáticamente la expulsión expulsión y entrada de aire a la conducción, necesarias para garantizar su adecuada explotación y seguridad. Las necesidades de entrada/salida entrada/sal ida de aire a las conducciones, conducciones , son las siguientes: - Evacuación de aire en el llenado o puesta en servicio de la conducción, aducción e impulsión. - Admisión de aire en las operaciones de descarga o rotura de la conducción, para evitar que se produzcan depresiones o vacío. Expulsión continúa de las bolsas o burbujas de aire que aparecen en el seno del flujo de agua por arrastre y desgasificación (purgado). Según las funciones que realicen, podemos distinguir los siguientes tipos de válvulas de aireación: Purgadores: Eliminan en continuo las bolsas o burbujas de aire de la conducción. - Ventosas bifuncionales: bifuncionales: Realizan Realizan automáticamente automáticamente la evacuación/admisi evacuación/admisión ón de aire. - Ventosas trifuncionales: trifuncionales: Realizan Realizan automáticamente automáticamente las tres funciones funciones señaladas. señaladas. Los purgadores o ventosas deben ser de fundición dúctil, y deben cumplir la norma NTP 350.101 1997. Válvulas descargadoras de aire, de aire vacío y combinaciones de válvulas de aire para servicios de agua. Se establecen las siguientes prescripciones técnicas adicionales para las ventosas: -

Presión normalizada: PN ≥ 1,0 MPa.

Tipo: De triple, doble o simple función y de cuerpo simple o doble. - Instalación: Instalac ión: Embridada sobre una derivación vertical con válvula de aislamiento. Para el correcto dimensionamiento dimensionamient o de purgadores y ventosas se debe tener en cuenta las especificaciones técnicas del fabricante y las características propias de la instalación: longitud, presión y volumen de aire a evacuar. Con carácter general, salvo circunstancias especiales que aconsejen o requieran de la adopción de otra solución distinta, para cubrir las funciones de aireación requeridas en las conducciones, aducciones e impulsiones, se deben instalar válvulas de aire (ventosas de tipo bifuncional o trifuncional), principalmente en aquellas zonas de difícil acceso para operaciones de mantenimiento y operación. Se deben disponer válvulas de aire/purgas en los siguientes puntos de la línea de agua: Puntos altos relativos de cada tramo de la línea de agua, para expulsar aire mientras la instalación se está llenando y durante el funcionamiento normal de la instalación, así como admitir aire durante el vaciado. Cambios marcados de pendiente, aunque no correspondan a puntos altos relativos. - Al principio y al final de tramos horizontales o con poca pendiente y en intervalos de 400 a 800 m. - Aguas arriba de caudalímetros caudalímetro s para evitar imprecisiones de medición causadas por aire atrapado. - En la descarga de una bomba, para la admisión y expulsión de aire en la tubería de impulsión. - Aguas arriba de una válvula de retención en instalaciones con bombas sumergidas, pozos profundos y bombas verticales. En el punto más elevado de un sifón para la expulsión de aire, aunque debe ir equipada con un dispositivo de comprobación de vacío que impida la admisión de aire en la tubería. -





85


A la salida de los reservorios por gravedad, después de la válvula de interrupción. Los tipos de válvulas de aire son: 



Válvula de aire manual El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área del flujo del agua, produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del gasto. Para evitar esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire de accionamiento manual. El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de mantenimiento.



Válvula de aire automática El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área del flujo del agua, produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del gasto. Para evitar esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire automáticas (ventosas). El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de mantenimiento.

Ilustración N° 03.38. Válvula de aire para alto tránsito



Memoria de cálculo hidráulico Válvula de aire manual  Para sistemas de abastecimiento de agua en el ámbito rural, se recomienda una sección interior mínima de 0,60 x 0,60 m 2, tanto por facilidad constructiva, como para permitir el alojamiento de los elementos.  La estructura será de concreto armado f’c = 210 kg/cm2 cuyas dimensiones internas son 0,60 m x 0,60 m x 0,70 m, para el cual se utilizará cemento portland tipo I. Válvula de aire automática  Para sistemas de abastecimiento de agua en el ámbito rural, se recomienda una sección interior mínima de 0,60 x 0,60 m 2, tanto por facilidad constructiva como para permitir el alojamiento de los elementos.

86

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural 

La estructura será de concreto armado f’c=210 kg/cm2 cuyas dimensiones internas

son 0,60 m x 0,60 m x 0,70 m, para el cual se utilizará cemento portland tipo I.

2.9.6. VÁLVULA DE PURGA 



Es una derivación derivación instalada sobre sobre la tubería a descargar, descargar, provista de una una válvula válvula de interrupción (compuerta o mariposa, según diámetro) y un tramo de tubería hasta un punto de desagüe apropiado. Todo tramo de las redes de aducción o conducción comprendido entre ventosas consecutivas debe disponer de uno o más desagües instalados en los puntos de inferior cota. Siempre que sea posible los desagües deben acometer a un punto de descarga o pozo de absorción. El dimensionamiento de los desagües se debe efectuar teniendo en cuenta las características del tramo a desaguar: longitud, diámetro y desnivel; y las limitaciones limitaciones al vertido.

Ilustración N° 03.39. Diámetros de válvulas de purga

 Cálculo hidráulico  Los sedimentos

acumulados en los puntos bajos de la línea de conducción con topografía accidentada provocan la reducción del área de flujo del agua, siendo necesario instalar válvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza de tramos de tuberías.  La estructura sea de concreto armado f’c = 210 kg/cm2, cuyas dimensiones internas son 0,60 m x 0,60 m x 0,70 m y el dado de concreto simple f’c = 140 kg/cm2, para ello se debe utilizar el tipo de concreto según los estudios realizados.  El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de mantenimiento.

2.9.7. PASE AÉREO El pase aéreo consiste en un sistema estructural en base a anclajes de concreto y cables de acero que permiten colgar una tubería de polietileno que conduce agua potable, dicha tubería de diámetro variable necesita de esta estructura para continuar con el trazo sobre un valle u zona geográfica que por su forma no permite seguir instalando la tubería de forma enterrada.

87


Esta estructura está diseñada para soportar todo el peso de la tubería llena y el mismo sistema estructural, en distancias de 5 m, 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, 30 m, 50 m, 75 m y 100 m. El consultor, en base al diseño de su proyecto debe seleccionar el diseño de pase aéreo que más sea compatible con su caso, sin embargo, de necesitar algún modelo no incluido dentro de los modelos desarrollados, podrá desarrollar su propio diseño, tomando de referencia los modelos incluidos, para ello el ingeniero supervisor debe verificar dicho diseño.

Ilustración N° 03.40. Detalles técnicos del pase aéreo

88


2.10. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP) Las unidades de la PTAP que deben diseñarse deben ser seleccionadas de acuerdo con las características del cuerpo de agua de donde se captará el agua cruda, tal como indica la tabla siguiente:

Tabla N° 03.21. Selección del proceso de tratamiento del agua para consumo humano ALTERNATIVAS Filtro lento (F.L.) solamente F.L.+ prefiltro de grava (P.G.) F.L.+ P.G.+ sedimentador (S) F.L.+ P.G.+ S+ presedimentador

LIMITES DE CALIDAD DEL AGUA CRUDA 80% DEL TIEMPO ESPORADICAMENTE T ≤ 20 UT T Max ≤ 100 UT C ≤ 40 UC T ≤ 60 UT T Max ≤ 150 UT C ≤ 40 UC T ≤ 200 UT T Max ≤ 500 UT C ≤ 40 UC T ≤ 200 UT T Max ≤ 1000 UT C ≤ 40 UC

₀₀ ₀₀ ₀₀ ₀₀

₀ ₀ ₀ ₀

T0 : turbiedad del agua cruda presente el 80% del tiempo. C0 : color del agua cruda presente el 80% del tiempo T0Max : turbiedad máxima del agua cruda, considerando que este valor se presenta por lapsos cortos de minutos u horas en alguna eventualidad climática o natural. Cualquiera de las 04 alternativas señaladas anteriormente puede ser complementada por un desarenador si esta contiene arenas. Adicionalmente, y en forma obligatoria, se deberá incluir Cerco Perimétrico y Lechos de secado de lodos. Unidades de Tratamiento a.

Desarenador Cuya función es la de separar del agua captada las arenas y partículas gruesas en suspensión, para evitar que se deposite en la tubería de conducción y así evitar la sobrecarga de arena en los procesos posteriores de tratamiento. El desarenado normalmente remueve partículas en suspensión gruesa y arena, con tamaños superiores a 0,2 mm.

b. Sedimentador Se debe incluir este componente cuando se compruebe que, mediante una prueba de sedimentación natural, se llega a remover la turbiedad por solidos suspendidos y cuyo efluente resulte con alrededor de 50 UNT. Un sedimentador puede remueve partículas en suspensión gruesa y arena, inferiores a 0,2 mm y superiores a 0,05 mm. En la tabla siguiente se muestra los parámetros de diseños para un sedimentador.

Tabla N° 03.22. Criterios de diseño

°

N 1 2 3

PARÁMETROS

UNIDADES

Tasa de sedimentación (qs) Periodo de retención (To) Tasa de recolección agua sedimentada (qr)

m3/m2.d horas l/s.m

VALORES OBTENIDOS 2,79 a 7,30 7,76 a 3,30 0,15 a 0,45

ÓPTIMOS 2 -10 3a6 1,3 a 3,0

En todos los casos los diseños propuestos deben cumplir con las relaciones de largo/ancho de la zona de sedimentación 3 < L/B < 6 y con la relación de largo/alto de la zona de sedimentación 5 < L/H < 20.

89


c. Aireación Proceso mediante el cual el agua es puesta en contacto íntimo con el aire, con el propósito de: -

Transferir Transfer ir oxígeno al agua para aumentar el OD Disminuir la concentración concentrac ión de CO 2 Disminuir la concentración concentrac ión de H 2S Remover gases como metano, cloro y amoniaco Oxidar hierro y manganeso Remover compuestos orgánicos volátiles Remover sustancias volátiles productoras de olores olores y sabores.

Criterios para su instalación instalación  Componente que debe ser incluido cuando no exista la posibilidad de usar otra fuente que no sea aguas subterráneas y la calidad del agua presente Hierro (Fe) y Manganeso (Mn) hasta 1,5 mg/l de Fe+Mn, podrá ser tratada.  En caso excepcional se ha considerado la siguiente configuración: PTAP con aireador + sedimentador sedimentador + filtro lento. Manganeso (Mn) fuera superior a 1,5 mg/l de  Si la concentración de Hierro (Fe) y Manganeso Fe+Mn, la fuente f uente deberá descartarse.  Tanto para las aguas superficiales como subterráneas, se debe verificar que una vez potabilizadas cumplan con los Límites Máximos Permisibles establecidos por el Reglamento de Calidad de Agua para Consumo Humano aprobados por el Decreto Supremo N° 031-2010-SA y la normatividad vigente. 

d. Prefiltro de grava Es utilizado para disminuir la carga de material en suspensión antes de la filtración lenta en arena. Los prefiltros como unidades independientes pueden asumir dos f unciones:  

Como proceso de remoción exclusivamente exclusivamente físico para atenuar altas turbiedades. turbiedades. En este caso operan con velocidades altas y carreras cortas. Como proceso físico y biológico, como único tratamiento para aguas relativamente relativament e claras. En este caso la unidad opera con velocidades bajas y carreras largas.

Criterios de diseño  Se pueden tratar turbiedades medias de 100 a 400 UNT con límites máximos de 500 a 600 UNT.  En todos los casos la altura de la grava es de 50 cm.  La graduación del tamaño de la grava en cada cámara es la siguiente Cámara 1, grava de 3,0 3,0 a 4,0 cm Cámara 2, grava de 1,5 1,5 a 3,0 cm Cámara 3, grava de 1,0 a 1,5 1,5  Cuando el objetivo de la unidad es actuar como proceso de remoción de turbiedad antes de un filtro lento, las velocidades de diseño de las cámaras varían entre 1,00 y 0,60 m/h.  Cuando el objetivo es físico y biológico las velocidades deben variar entre 0,80 y 0,10 m/h.   

e. Filtro lento de arena La filtración lenta en arena es el tipo tratamiento del agua más antiguo y eficiente utilizado por la humanidad, además de ser muy fácil de operar y mantener. Simula el proceso de purificación del agua que se da en la naturaleza, al atravesar el agua de

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lluvia las capas de la corteza terrestre, hasta encontrar los acuíferos o ríos subterráneos. Criterios de diseño  Los criterios de diseño respecto a la calidad de agua cruda se pueden observar en la tabla N° 03.18. La unidad de filtración lenta consta principalmente de un medio filtrante dispuesto sobre un lecho de soporte, el cual a su vez se sitúa sobre un drenaje que está compuesto por dos capas de ladrillos tipo King Kong formando los canales del drenaje de 0,20 m de ancho por 0,15 m de alto. Los ladrillos de la capa inferior se deben asentar con mortero, los ladrillos que cubren los canales se colocan dejando 2 cm de separación, para que así el agua pueda percolar.  Sobre el drenaje se consideran tres capas de grava de diferentes tamaños, con una altura total de 0,20 m.

Tabla N° 03.23. Especificación de la capa soporte de grava N° 1 2 3 

TAMAÑO DE LA GRAVA (mm) 1,5 - 0,40 4,0 – 15,0 10,0 – 40,0

ALTURA DE LA CAPA (m) 0,05 0,05 10,0

Sobre la capa soporte se considera un lecho filtrante filtrante de arena de 0,80 m de alto. Las especificaciones para la arena se pueden ver en la tabla 4.

Tabla N° 03.24. Especificaciones para la arena N° 1 2 3 

f.

PARÁMETROS Tamaño efectivo (mm) Coeficiente de uniformidad Espesor del lecho (m)

RECOMENDACIÓN 0,20 a 0,30 1,8 a 2,0 0,80

Sobre la capa de arena se considera una altura de agua máxima de 1,0 m de altura. Esta altura máxima se controla con un aliviadero que descarga en la estructura de salida.

Lecho de secado En el caso de una PTAP de Filtración Lenta (PFL), las unidades productoras de lodos son los sedimentadores, prefiltros y la unidad de lavado de arena. En las celdas de secado se trata de separar la parte liquida de la sólida, para disponer el efluente líquido a un curso de agua o sistema de alcantarillado y los sólidos secos para ser usados con fines agrícolas o de construcción. Criterios de diseño  Se debe tener en cuenta la cantidad de lodos producidos en cada componente de la PTAP, incluyendo los datos históricos de precipitación y evaporación de la zona. productoras son los sedimentadores, prefiltros prefiltros y los filtros f iltros  Las unidades efluentes productoras lentos del sistema de tratamiento a través de la unidad de lavado de arena. consid eración de esta es ta unidad dentro del sistema de tratamiento tratamient o es  La consideración imprescindible.

g. Cerco perimétrico La función del cerco perimétrico es la de satisfacer la carencia de condiciones de seguridad, con la finalidad de evitar el deterioro de las estructuras que componen la planta de tratamiento de agua potable.

91


h. Obras Exteriores Respecto a las obras adicionales al sistema de tratamiento, se debe considerar el diseño de infraestructura para las oficinas y los servicios higiénicos, así como también la red de agua y alcantarillado interna de la planta de tratamiento.

2.10.1. DESARENADOR Los componentes del desarenador serían los siguientes: Zona de entrada Tiene como función, conseguir una distribución uniforme de la velocidad y de las líneas de flujo dentro de la unidad. Se consideran al final de la transición dos compuertas metálicas, para alternar el paso del flujo a las unidades de desarenación en paralelo, durante la operación de limpieza de una de ellas. Zona de desarenación Parte principal del sistema, consiste en un canal en el cual se realiza el depósito de las partículas de arena. Para una mejor operación se consideran dos (02) unidades. Zona de salida Conformada por dos vertederos de rebose que recolectan el agua que rebosa de las unidades de desarenación, luego de que la arena y partículas similares han decantado en el fondo. Zona de depósito y eliminación de la arena sedimentada La arena se descarga a través de una válvula hacia una trampa de arena. La arena quedará retenida en ella y el efluente descargará al desagüe de la planta.  Cálculo

hidráulico Para el cálculo del desarenador se ha de tomar el caudal máximo diario (Q md). A continuación, se muestran los criterios para obtener el caudal de diseño de la unidad

Tabla N° 03.25. Consideraciones iniciales de diseño DATOS DE DISEÑO Caudal promedio (l/s) Caudal máximo diario (l/s) Caudal máximo horario (l/s)

RESULTADOS Qp Qmd Qmh

Población x Dotación Qp x k1 Qp x k2

1,15 1,50 2,30

Donde: k1 : 1,3 k2 : 2,0 Las dimensiones del canal desarenador se calcularán respetando que se cumpla la velocidad horizontal del agua a través de la sección transversal de la unidad y la velocidad de sedimentación de la arena, de acuerdo con la tabla siguiente: 

Para el cálculo de la sección transversal máxima (m2)

A = V ×Q1000 1000

Donde: Vn : velocidad velocidad horizontal (m/s) Qmh : caudal máximo horario (l/s)

92




H = AB

Para el cálculo de la altura máxima (m)

Donde: Amax : sección sección transversal máxima (m 2) B : ancho mínimo (m) 

A = Q × 3,q60 L = AB

Para el cálculo del área superficial superfic ial útil (m)

Donde: qs : tasa de sedimentación sedimentación de la arena (m 3/m2.h) 

Para el cálculo de la longitud (m)

Ilustración N° 03.41. Esquema del desarenador - perfil



Diseño de la tolva de arenas Para determinar el volumen de la tolva de arenas, se debe considerar al menos cuatro días de capacidad de almacenamiento, conforme al siguiente calculo:

V = Q × 86,4 × 1000T V = V × T V = B×L B× L′ ×H



Para el cálculo del volumen diario de arenas (m 3)



Donde: Ta : tasa de acumulación de la arena (l/m 3) Para el cálculo del volumen mínimo de tolva (m 3)



Donde: T : periodo de limpieza (días) Para el cálculo del volumen proyectado superior al mínimo (m 3) Donde: L’ : longitud asumida (m) H : altura asumida (m) Ilustración N° 03.42. Esquema del desarenador – planta

93


Ilustración N° 03.43. Esquema de la tolva de arenas – planta

2.10.2. SEDIMENTADOR Permite separar del agua agua captada, partículas partículas superiores a 0.05 mm con el fin de evitar que se depositen en las estructuras de los siguientes procesos.  Elemento que tiene por objeto separar del agua cruda las partículas en suspensión superiores a 0,05 mm, con el fin de evitar se produzcan depósitos en las obras de conducción, proteger las bombas de la abrasión y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento. 

Ilustración N° 03.44. Sedimentador

 

La turbiedad esporádica máxima del efluente debe ser de 50 UNT. Se distinguen cuatro zonas en el sedimentador: - Entrada: tiene como función el conseguir una distribución uniforme de las líneas de flujo dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad. - Sedimentación : parte de la estructura en la cual se realiza el proceso de depósito de partículas por acción de la gravedad. - Salida : vertedero de rebose diseñado para mantener una velocidad que no altere el reposo de los lodos sedimentados. - Tolva de lodos: tolva con pendiente mínima de 10% que permita el deslizamiento de los lodos hacia el canal de limpieza de los sedimentos.

Criterios de Diseño Se deben aplicar los siguientes criterios de diseño: 

Se recomienda la instalación, como mínimo, de dos dos unidades en paralelo para facilitar el mantenimiento. mantenimiento. 94




 



 





 

Se supone un funcionamiento funcionami ento de 24 h/día, salvo que la captación se realice por bombeo, en cuyo caso se debe trabajar con el periodo de bombeo. El tiempo de retención es de 2 - 6 horas. La carga superficial debe estar estar entre los los valores valores de 2 - 10 m3/m2.d. Se debe determinar en el ensayo de simulación del proceso. La razón entre la velocidad horizontal del agua y la velocidad de sedimentación de las partículas debe estar en el rango de 5 a 20. La profundidad de los tanques debe estar entre 1,5 a 2,5 m. La relación entre largo y ancho (L/B) debe estar entre los valores de 3 y 6, y entre largo y profundidad (L/H) entre 5 y 20. El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a 10% para facilitar facilita r el deslizamiento del sedimento Las partículas en suspensión de tamaño superior a 1 μm deben ser eliminadas en un porcentaje de 60 %. Este rendimiento se debe comprobar mediante ensayos de simulación del proceso. En este ensayo se debe definir la velocidad de sedimentación. La velocidad horizontal debe ser ≤ 0.55 cm/s. La velocidad en lo s orificios es ≤ 0,15 m/s para no crear perturbaciones dentro de la

zona de sedimentación. sedimentación. Se debe aboquillar los orificios en un ángulo de 15° en el sentido del flujo. La estructura de de salida o sistema de recolección recolección no debe sobrepasar sobrepasar el tercio tercio final de la longitud total de la unidad. Dimensionamiento Para el dimensionamiento, dimensionami ento, se debe determinar el área superficial de la unidad (A s), que es el área superficial de la zona de sedimentación, de acuerdo con la relación:  







A = VQ

Donde: Vs : velocidad velocidad de sedimentación sedimentación (m/s) Q : Caudal de diseño (m 3/s) Con las relaciones entre B y H comentadas en el apartado anterior, se calcula la velocidad horizontal (V h en m/s) y el tiempo de retención (T 0 en h) mediante las ecuaciones:

V =AB Q∗ H T = 3600 3600∗∗ Q A48 50∗∗ √∗ Ht A = 4850

Para el vaciado del elemento, la sección de la compuerta de la evacuación de lodos (A 2) debe cumplir la relación que sigue, donde t es el tiempo de vaciado.

Consideraciones Consideraciones específicas La estructura de entrada debe comprender un vertedero a todo lo ancho de la unidad y una pantalla o cortina perforada. La cortina difusora debe estar ubicada a una distancia no menor de 0,80 m del vertedero de entrada. Debe tener el mayor número posible de orificios uniformemente espaciados en todo el ancho y la altura útil del decantador; la distancia entre orificios será ≤ 0,50 m. Se debe determinar el número de orificios, cumpliendo con los criterios de diseño. 





Donde: Vo : Velocidad Velocidad en los orificios (m/s)

A = VQ

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Q : Caudal de diseño (m 3/s) Ao : Área total de orificios (m2) = N° de orificios x área de cada orificio







Como normalmente la unidad no tendrá remoción mecánica de lodos, se cumplirá que: Los orificios más bajos deberán quedar a 1/4 ó 1/5 de la altura sobre el fondo; Los orificios más altos deberán quedar a 1/5 ó 1/6 de la altura de la unidad con respecto a la superficie del agua para evitar se produzca un cortocircuito hidráulico con el vertedero de salida. La estructura de salida salida debe ser un vertedero. vertedero. La tasa de recolección recolección debe estar comprendida entre 1,3 a 2 l/s por metro lineal. En lugares donde el viento pueda provocar corrientes corriente s preferenciales de flujo, se recomienda la colocación de tabiques deflectores del viento que penetren a poca profundidad dentro del agua. Su ubicación y distribución debe permitir la recolección uniforme por la estructura de salida. La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la unidad, pues el 80% del volumen de los lodos se deposita en esa zona. La tasa de producción de lodos se determina en ensayos de laboratorio, o mediante estimaciones con el uso de criterios existentes que el Ingeniero Sanitario Proyectista debe justificar ante la autoridad competente.

2.10.3. SISTEMA DE AIREACIÓN Permite la remoción de hierro y manganeso sin aditivos químicos en aguas subterráneas normalmente, normalmente, seguido de filtros gruesos de grava descendentes en serie.

Ilustración N° 03.45. Aireador

Este elemento se emplea normalmente para la remoción de hierro y manganeso sin aditivos químicos en aguas subterráneas normalmente, seguido de filtros gruesos de grava descendentes en serie. Tiene como objetivo facilitar el contacto del agua con el oxígeno del aire para facilitar el precipitado de los iones de Fe y Mn. Componentes. En un aireador de bandeja se distinguen tres zonas: Entrada: cámara superior en la que se realiza el ingreso del agua, y donde también se purgan los lodos acumulados. Bandejas de aireación: plataformas superpuestas de dimensiones crecientes en el sentido del flujo, las mismas que pueden ser circulares, rectangulares o cuadradas, separadas entre sí 0,25 - 0,50 m. Salida: por tubería o vertedero en la última bandeja.







96


Criterios de Diseño. Se debe aplicar lo siguiente: El rango óptimo para la remoción de Fe es un pH de 6,5 a 7,2, y el de Mn entre 7,5 y 8,5. Se deben disponer 3 o 4 bandejas superpuestas. El flujo de agua agua es en forma de caída, tipo goteo rápido o semi laminar, donde el caudal es distribuido en una la longitud (LT). El valor de cálculo recomendado para la bandeja N° 3 es: 0,18 l/s.m para caudales < 1,5 1,5 l/s l/s 0,22 l/s.m para caudales > 1,5 1,5 l/s l/s 

 



 

Tabla N° 03.26. Dimensionamiento de la Bandeja Nº 3 en sección cuadrada CAUDAL (l/s) 0,5 1 1,5 2 2,5

LT (m) 2,8 5,6 8,3 9,1 11,4

Llado (m) 0,7 1,4 2,1 2,3 2,8

Área (m2) 0,49 1,96 4,41 5,29 7,84

Donde: LT es la longitud total de la bandeja y L lado la longitud de cada uno de los lados.  

Las otras bandejas reciben el mismo caudal con un flujo más laminar. El tirante de agua en las bandejas es de 15 cm

Consideraciones específicas. El aireador puede ser construido de concreto armado, de losa delgada, con pendiente para la recolección del lodo acumulado, el mismo que es drenado mediante una tubería accionada por una llave de paso. El diámetro de esta tubería debe ser 2”.

2.10.4. PREFILTRO DE GRAVA

≥

Elemento a través del cual el agua fluye de arriba abajo, atravesando en serie 3 cámaras llenas de grava de tamaño decreciente, apoyada sobre un lecho de grava más grueso o capa soporte, reduciendo la turbidez del agua como paso previo al filtro de arena.

Ilustración N° 03.46. Prefiltro de Grava

Elemento a través del cual el agua fluye de arriba a abajo, atravesando tres cámaras llenas llenas de grava de tamaño decreciente, apoyada sobre un lecho de grava más grueso o capa soporte, reduciendo la turbiedad del agua como paso previo al filtro de arena. Para diseñar

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prefiltros de grava de flujo horizontal, se aplicar lo dispuesto en la Norma OS.020 - Planta de tratamiento de agua para consumo humano. Componentes Los elementos que conforman un filtro grueso descendente son:  

 



Entrada: en las tres cámaras la entrada de agua es por rebose a través de un vertedero. Cámaras de prefiltración: prefiltra ción: cada cámara o compartimiento compartimien to es un tanque de sección cuadrada o rectangular, lleno de grava del mismo tamaño. La altura total del filtro está determinada por la altura de la capa soporte, del lecho de grava filtrante, del nivel de agua sobre el lecho (carga hidráulica para lavado) y el borde libre. Salida: es un canal de drenaje hacia el compartimiento de recolección. recolecc ión. Drenaje: cada cámara dispone de un canal de drenaje con una compuerta de descarga al final de este, que lleva las aguas de lavado a un canal común. Accesorios de regulación regulación y control: control: se incluirán válvulas válvulas para regulación regulación de caudal caudal y vertederos.

Criterios de Diseño Se deben aplicar los siguientes criterios de diseño:  

Funcionamiento Funcionamient o de 24 h/d. Los parámetros parámetros de diseño para para cada cámara cámara se recogen en la siguiente tabla. La tasa de velocidad depende de la calidad del agua y del tamaño de la grava.

Tabla N° 03.27. Criterios de diseño para prefiltros verticales múltiples CÁMARA Diámetro de la grava (cm) Velocidad (VF) en m/h Espesor de la grava (m)  

1 3-4 0,2 - 0,8 0,50

2 1,5 - 3 0,15 - 0,40 0,50

3 1 - 1,5 0,10 - 0,20 0,50

La velocidad velocidad superficial superficial (VL) de flujo durante durante el lavado lavado será de 1 - 1,5 m/min. m/min. Para la grava se debe exigir: Diámetro efectivo entre 10 y 40 mm. Libre de materia orgánica y arcillas El material filtrante cumplirá cumplirá lo especificado especificado en la NTP NTP 311.330:1997. 311.330:1997. Material filtrante filtrante para tratamiento de agua.  



Dimensionamiento. 

T = T ∗ ⅇ−,, 

Para el cálculo de la eficiencia en la remoción de turbiedad: Donde: TF : turbiedad final en UNT a la salida de la cámara T0 : turbiedad inicial en UNT VF : velocidad de filtración en m/h



A = QV = b ∗ l

Para el cálculo del área unitaria de cada cámara (A i)

El lavado de las cámaras se debe realizar descargando las cámaras a la velocidad de lavado, 1 - 1,5 m/min, de tal manera que las partículas acumuladas son arrastradas hacia el canal de drenaje.

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Se ha de iniciar por la primera cámara, dado que la mayor parte de partíc ulas se acumula en ésta. Si el agua de lavado sale turbia, se repite el proceso, hasta que salga limpia.

2.10.5. FILTRO LENTO DE ARENA La filtración lenta o biológica, se consigue cuando el agua cruda atraviesa un manto poroso como la arena. Durante este proceso, las impurezas son retenidas por las partículas del medio filtrante, además que se desarrollan procesos de degradación química y biológica que reducen la materia retenida a formas más simples, las cuales son llevadas en solución a las capas más profundas o incluso permanecen como material inerte en la superficie, hasta su retiro o limpieza. El agua cruda que ingresa a la unidad permanece sobre el medio filtrante de tres a doce horas, dependiendo de las velocidades de filtración adoptadas. En este tiempo, las partículas más pesadas que se encuentran en suspensión sedimentan y las partículas más ligeras se pueden aglutinar, llegando a ser más fácil su remoción posterior. Durante el día y bajo la influencia de la luz del sol, se produce produ ce el crecimiento de algas, las cuales cua les absorben bióxido de carbono, nitratos, fosfatos y otros nutrientes del agua, para formar material celular y oxígeno. El oxígeno así formado, se disuelve en el agua y entra en reacción química con las impurezas orgánicas, haciendo que éstas sean más asimilables por los microorganismos. A medida que transcurre la la operación del filtro, en la superficie del medio medio filtrante se forma una capa, principalmente de material de origen orgánico, conocida con el nombre de Schmutzdecke o "piel de filtro", a través de la cual tiene que pasar el agua antes de llegar al medio filtrante de arena. Esta capa está formada principalmente por algas y otras numerosas formas de vida, tales como plancton, diatomeas, protozoarios, rotíferas y bacterias, por lo que también recibe el nombre de capa biológica. La acción intensiva de estos microorganismos atrapa, digiere y degrada la materia orgánica contenida en el agua. Las algas muertas, así como las bacterias vivas del agua cruda, son también consumidas en este proceso. Al mismo tiempo que se degradan los compuestos nitrogenados, se oxigena el nitrógeno. Algo de color es removido y una considerable proporción de partíc ulas inertes en suspensión son retenidas por cernido. Habiendo pasado el agua a través de la capa biológica, entra al lecho filtrante y es forzada a atravesarlo en un proceso que normalmente toma varias horas, desarrollándose un proceso físico de cernido que constituye una parte del proceso total de purificación. Una de las propiedades más importantes del manto filtrante es la adherencia, fenómeno resultante de la acción de fuerzas eléctricas, acciones químicas y atracción de masas. Para apreciar la magnitud e importancia importancia de este fenómeno, es necesario visualizar que un metro cúbico de arena con las características usuales para filtros lentos, tiene una superficie de granos de cerca de 15 000 m 2. Cuando el agua pasa entre los granos de arena con un flujo laminar (el cual cambia constantemente de dirección), se facilita la acción de las fuerzas centrífugas sobre las partículas y la adherencia a la superficie de los granos de arena. En los poros o espacios vacíos del medio filtrante (los cuales constituyen aproximadamente el 40% del volumen), se desarrolla un activo proceso de sedimentación, fenómeno que se incrementa apreciablemente por la acción de fuerzas electrostáticas y de atracción de masas. Debido a los fenómenos enunciados anteriormente, las superficies de los granos de arena son revestidas con una capa de una composición similar al Schmutzdecke, con bajo contenido de algas y partículas, pero con un alto contenido de microorganismos, microorganismos, bacterias, bacteriófagos, rotífera y protozoarios; todos ellos se alimentan y absorben las impurezas y 99


residuos de los otros. Este revestimiento biológico es muy activo hasta los 0,40 m de profundidad en el medio filtrante. Predominan diversas formas de vida en las diferentes profundidades, desarrollándose una mayor actividad biológica cerca de la superficie del manto filtrante, donde las condiciones son óptimas y existe gran cantidad de alimento. El alimento consiste esencialmente en partículas de origen orgánico llevadas por el agua. El revestimiento orgánico mantiene a las partículas que se encuentran en suspensión en el agua hasta que se degrada la materia orgánica y es asimilada por el material celular, el cual a su vez es asimilado por otros organismos y convertido en materia inorgánica tal como agua, bióxido de carbono, nitratos, fosfatos y sales que son arrastradas posteriormente posteriormente por el agua. Al aumentar la profundidad profundidad del manto filtrante, disminuye disminuye la cantidad de alimento, produciéndose otro tipo de bacterias, las cuales utilizan el oxígeno disuelto en el agua y los nutrientes que se encuentran en solución. Como consecuencia de la riqueza de los procesos indicados anteriormente, un agua cruda con sólidos en suspensión, en estado coloidal y amplia variedad de microorganismos y complejas sales en solución que ha entrado en un medio filtrante, sale virtualmente libre de tales impurezas y con bajo contenido de sales inorgánicas en solución. En el proceso de filtración biológica, no sólo se han removido los organismos nocivos o peligrosos, sino también los nutrientes en solución, los cuales podrían facilitar el subsiguiente crecimiento bacteriológico. Por lo general, el efluente obtenido tiene un bajo contenido de oxígeno disuelto y alto contenido de bióxido de carbono, pero con un proceso de aireación posterior se pueden mejorar ambas características. características. Como el rendimiento del filtro lento depende principalmente del proceso biológico, su eficiencia inicial es baja, mejorando ésta a medida que progresa la carrera de filtración, proceso que se conoce con el nombre de "maduración del filtro".

Ilustración N° 03.47. Filtro Lento de arena

Filtro de flujo descendente, compuesto por un tanque con un lecho de arena fina, colocado sobre una capa de grava que reduce la turbiedad del agua. Componentes Los elementos que conforman un Filtro Lento de Arena son:

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Entrada: consta de un vertedero de excesos, canales o conductos para distribución, dispositivos para medición y control de flujo, cámara de entrada y ventana de acceso al filtro propiamente dicho. La ventana de acceso es una abertura en el muro del f iltro que comunica la entrada con el propio filtro. Cámara de filtración filtración y lechos filtrantes filtrantes y de soporte: La caja caja del filtro posee posee un área superficial condicionada por el caudal a tratar, la velocidad de filtración y el número de filtros especificados para operar en paralelo. El medio filtrante debe estar compuesto por granos de arena duros y redondeados, libres de arcilla y materia orgánica. La arena no debe contener más de 2% de carbonato de calcio y magnesio. Se recomienda la siguiente estructura: Capas de grava: Espesor: 0,10 – 0,15 m -- Tamaño (D): 10 - 40 mm Espesor: 0,05 0,05 m -- Tamaño Tamaño efectivo efectivo (D10): 2 – 9 mm Capa de Arena Gruesa: Espesor: 0,05 m -- Tamaño (D): 4 - 15 mm Capa de Arena de Filtro Espesor: 0,80 m -- Tamaño (D): D=1,5 D=1,5 – 4 mm Coeficiente Coeficient e de uniformidad D 60/D10 < 4, siendo deseable que sea < 2 Que esté libre de materia orgánica y arcillas Salida: está compuesta por una red de tuberías perforadas o canaletas ubicadas ubicadas en la la parte inferior del lecho filtrante, en el interior del lecho soporte. Esta a su vez cumple la función de drenaje y recolección de agua filtrada. Drenaje: El nivel mínimo del filtro se controla mediante el vertedero de salida, el cual se debe ubicar en el mismo nivel o 0,10 m. por encima de la superficie del lecho filtrante. La red de salida, que a su vez lo es de drenaje, se compone de un dren principal y ramificaciones. Los drenes se deben diseñar con el criterio de que la velocidad límite en cualquier punto de estos no sobrepase de 0,30 m/s. La relación de velocidades entre el dren principal (V p) y los drenes secundarios (V s) debe ser de: V p/Vs < 0,46, para obtener una colección uniforme del agua filtrada. f iltrada. Capa de agua sobrenadante: sobrenadante : En un filtro con control a la entrada, la carga inicial es cercana a 0,05 m, valor que gradualmente se incrementa hasta alcanzar el nivel máximo, oscilando entre 1 y 1,5 m. Accesorios de regulación y control: normalmente incluyen: Válvula para controlar entrada de agua pretratada y regular velocidad de filtración, filtrac ión, Conexión Conexión para llenar llenar lecho lecho filtrante con agua limpia, Válvula para drenar lecho filtrante, Válvula para desechar agua tratada, Válvula para para suministrar suministrar agua tratada tratada al depósito depósito de agua agua tratada, Vertedero de entrada, Indicador calibrado de flujo, Vertedero Verteder o de salida y Vertedero de excesos







 







  









        

Criterios de Diseño. Se deben aplicar los siguientes criterios de diseño: 

 



La velocidad de filtración filtrac ión debe considerarse entre 0,1 - 0,3 m/h, dependiendo del pretratamiento pretratamiento del agua cruda La altura del lecho filtrante filtrant e debe oscilar entre 0,50 m y 0,80 m. La altura del lecho soporte incluido el drenaje debe estar comprendida entre 0,1 0,1 y 0,3 m. La altura de sobrenadante del agua debe estar sobre 0,75 - 1,5 m.

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

La distancia de la lámina de agua en rebose al borde libre debe ser de 0,2 m como mínimo.

En la zona de Selva, el espesor inicial de la capa de arena se puede reducir a 35 cm, dado que las temperaturas amazónicas favorecen la actividad biológica. Dimensionamiento. Cálculo del área unitaria de filtro (Af ): ): 

Donde: Qmd : caudal (m3/h) N : número de filtros Vf : velocidad de filtración 

A = NQ∗V

Cálculo de la geometría del filtro, l y b, se debe emplear el coeficiente de mínimo costo (K):

K = +∗ l = =  A ∗ K b = =   ,



,

Cálculo de las pérdidas de carga se producen en las tuberías, en las válvulas, lecho filtrante, drenes y vertederos, y pueden cuantificarse con las siguientes ecuaciones.  

Lecho filtrante: filtrante: depende de la la granulometría granulometría del material y la velocidad velocidad de filtración. Drenes: (< 10% 10% del total de pérdidas) pérdidas)

Donde: V : velocidad del dren dh : diámetro hidráulico Donde: Ad : área del dren P : perímetro del dren 

 0 , 3 311 v h = d ∗ 2g d = 4 ∗PA

Compuerta de entrada:

Donde AC : área de la compuerta (m2) Af : área de filtración (m2) VF : velocidad velocidad de filtración (m/s) 

Vertedero de salida:

 V h = K 2g V = V A∗A   Q  h = 1,84∗L 

Donde: Lν : Longitud de cresta del vertedero general (m) Qd : Caudal de diseño (m 3/h)

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Consideraciones Consideraciones específicas. Con el funcionamiento del filtro, se desarrolla en la superficie una capa biológica por acumulación de material orgánico e inorgánico. Ello motiva el incremento de la mayor pérdida de carga durante el funcionamiento del filtro, por lo cual se requiere periódicamente la limpieza de esta, mediante el retiro o raspado de uno a dos cm. de la parte superior del medio filtrante, dependiendo de factores tales como la turbiedad del agua y la velocidad de filtración. Es por dicha razón que se recomienda instalar al menos dos unidades en paralelo. Otras consideraciones a tener en cuenta para el diseño son: La sección de los filtros puede ser de forma rectangular o circular y las paredes verticales o inclinadas. Conviene Conviene incrementar la rugosidad de la pared en contacto contacto con el medio medio filtrante para para evitar las líneas de flujo o cortos circuitos entre el material filtrante y las paredes verticales del filtro. Para los canales y cámaras de recolección de agua filtrada filtrad a se recomienda la colocación de tapas sanitarias fáciles de accionar. Las estructuras de entrada y de salida deben incluir los dispositivos dispositivo s para regular el flujo, distribuir y recolectar el agua, y controlar el nivel de agua en el filtro. Los canales que recolectan el agua filtrada filtrad a deben disponer de un aliviadero al final, a 20 cm por encima del lecho filtrante, para evitar descargas accidentales del filtro durante la operación. Las estructuras deben deben estar dotadas de los elementos elementos necesarios que que permitan un rápido y seguro drenaje del agua de lavado. Se deben emplear válvulas de corte para la limpieza hidráulica del filtro y el desagüe completo de las unidades. Las cámaras donde se alojan los dispositivos para la operación, mantenimiento mantenimien to y limpieza deben permitir el fácil acceso y tener el espacio suficiente para la maniobrabilidad del operador. Para las tareas de operación y mantenimiento mantenimient o se debe incorporar una caseta o depósito para almacenar el material filtrante de remplazo, también se debe considerar un depósito/cámara para el lavado de arena filtrante retirada durante el proceso de limpieza de los filtros. Las cámaras de los filtros pueden ser de concreto simple, concreto reforzado, o mampostería de ladrillo o piedra, con recubrimiento de mortero impermeable. 

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Filtro Grueso en capas o en serie para remoción de Fe y Mn Se deben aplicar los principios generales descritos en: Prefiltro de grava de flujo descendente, con los matices que a continuación se relacionan:   

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Se debe aplicar solo a aguas subterráneas subterrá neas La velocidad velocidad de filtración debe debe situarse entre 1,5-2 m/h. Si el contenido global de F e + Mn se encuentra entre 0,3 - 0,7 mg/l se debe diseñar un filtro en capas Si el contenido global de F e + Mn se encuentra entre 0,8 - 1,5 mg/l se deben diseñar dos filtros en serie La altura del medio filtrante debe ser ≤ 1,05 m, A esta altura debe añadirs e 0,20 m de agua sobrenadante y un borde libre de 0,10 m, para obtener la altura total del filtro. Se recomiendan las siguientes disposiciones de filtros de arriba a abajo: Filtro en capas 0,15 m grava 3 - 10 mm 0,60 m grava 10 - 15 mm 0,30 m grava 15 - 25 mm Filtros en serie: 

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Filtro 1 0,75 m grava 13 - 19 mm o 0,30 m grava 15 - 25 mm o Filtro 2 o 0,75 m grava 10-15 mm 0,30 m grava 15-25 mm o Los filtros pueden ser de concreto armado, ferrocemento, mampostería de piedra y/o ladrillo. El material filtrante debe ser de canto rodado resistente a la solubilidad. 



2.10.6. LECHO DE SECADO Los residuos procedentes de plantas potabilizadoras de agua presentan en general una baja carga bacteriana; sin embargo, según el Decreto Ley N° 1278 y sus futuras modificatorias su tratamiento adecuado y disposición final son responsabilidad del sector saneamiento. En general, el lecho de secado corresponde a un proceso natural en que el agua contenida entre las partículas de lodos es removida por evaporación y filtración a través del medio de drenaje de fondo. En este sistema no es necesario adicionar reactivos ni elementos mecánicos ya que está previsto un secado lento. En una PTAP los lechos de secado de lodos generalmente están equipados con bases de arena y grava y con tubería de drenaje. El drenaje descarga a un pozo de bombeo para recircular el agua drenada a la planta. La eficiencia del lecho de secado de arena se puede mejorar mediante pre acondicionamiento del lodo con coagulante. De acuerdo con el clima predominante, el periodo de secado puede oscilar entre unos días y varias semanas. El lodo seco puede removerse fácilmente a mano o con un cargador frontal y ser transportado al sitio de disposición o de tratamiento adicional.

Ilustración N° 03.48. Lecho de secado

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2.10.7. CERCO PERIMÉTRICO PERIMÉTRI CO PARA PTAP 

El cerco perimétrico es de tipo malla en forma de rombo, fabricado con alambre de hierro galvanizado #10 con cocada de 2” (electrosoldada).

Cada malla de alambre galvanizado tiene una altura de 1,90 1,90 m y será electrosoldada electros oldada a los perfiles.  El cerco perimétrico debe rodear todos los componentes de la PTAP.  Para el cimiento se debe emplear dados de concreto ciclópeo (fć=175 kg/cm 2) + 30% PM.  La construcción proyectada tendrá una estructura compuesta por columnas de tubo galvanizado Ø 2” x 2 mm pintado con esmalte y sellado en extremo, para prevenir su deterioro por exposición. ángulo F°F° tipo “L” de 11/4” x 11/4” x 1/8”.  La malla se fija a marcos ángulo F°F ° tipo  Los marcos se unen a los tubos galvanizados a través de conectores ángulo F°F° 

“L” de 11/4” x 11/4” x 1/8”.

El alambre de púas es de 3 filas @ ± 100mm, se fija a los brazos de extensión cada 2,30 a 2,70 m.  La puerta de ingreso de 2,90 m x 2,40 m es de doble hoja y de tipo malla (alambre galvanizado cocada 2” BWG#8) con marco tipo L. Se fija a los postes laterales de concreto mediante bisagras empotradas a través de anclajes de Φ3/8” y 0 ,20 m de longitud.  Para el cierre y apertura se cuenta con un cerrojo soldado al marco tipo L de la puerta y a dos tubos transversales, así mismo en la parte inferior se colocaron 2 cerrojos con ojal para candado, soldados a la estructura de la puerta. (0 ,25 x  La puerta de ingreso se fija a dos postes de concreto de sección cuadrangular (0,25 0,25 m) y de 3,00 m de altura. 

Ilustración N° 03.49. Cerco perimétrico de PTAP

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2.11. ESTACIÓN DE BOMBEO Son un conjunto de estructuras civiles, equipos electromecánicos, tuberías y accesorios, que toman el agua directa o indirectamente de la fuente de abastecimiento y la impulsan a un reservorio de almacenamiento o a una PTAP. Las estaciones de bombeo pueden ser: 

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Fijas, cuando la bomba se localiza en un punto estable y no es cambiada de posición durante su período de vida útil. Flotantes, cuando cuando los elementos elementos de bombeo bombeo se localizan localizan sobre sobre una plataforma plataforma flotante. flotante. Se emplea sobre cuerpos de agua que sufren cambios significativos de nivel (Caissones o balsas).

Ilustración N° 03.50. Estación de Bombeo

Se deben ubicar en zonas estables, seguras y protegidas contra peligros de inundaciones y deslizamientos. Deben tener una ventilación que permita la renovación constante del aire, así como contar con iluminación iluminación natural o artificial de mediana intensidad. intensidad. En general, las estaciones de bombeo deben tener forma en planta rectangular. Todos los compartimentos deben ser accesibles, debiendo tener capacidad para poder extraer o introducir los equipos instalados en caso de avería o sustitución. Por ello es recomendable que en los techos de los distintos compartimentos se dispongan suficientes accesos a los mismos mediante registros o losas desmontables. En la entrada de la cámara de aspiración deben disponerse pantallas deflectoras para tranquilizar el agua y permitir una aspiración uniforme. Criterios de Diseño Los componentes principales que deben ser diseñados son la sumergencia mínima, la potencia del equipo de bombeo y el volumen de la cámara de bombeo, todo ello en base a los caudales de diseño. Para el diseño de las estaciones de bombeo, deben determinarse dos caudales: Caudal de ingreso desde la fuente de agua: debe ser igual o superior al caudal medio diario. Caudal de bombeo: el equipo equipo de bombeo y tubería de impulsión deben ser calculadas con base en el caudal máximo diario y el número de horas de bombeo. 

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El número de horas de bombeo y el número de arranques en un día, depende del rendimiento de la fuente, el consumo de agua, la disponibilidad de energía y el costo de operación. Se debe diseñar una sola unidad con una capacidad de bombeo suficiente suficient e para cubrir el 100% de la capacidad requerida más una de reserva de la misma capacidad que funcione alternadamente. alternadamente. Se debe estudiar la programación de las bombas en función del caudal para que el consumo energético sea el menor posible.

Dimensionamiento Volumen de la cámara de bombeo Debe emplearse cámara de bombeo cuando la instalación impulsora se encuentra en un sitio distinto a un pozo perforado o excavado. 

Si el rendimiento de la fuente no es suficiente para suministrar el caudal de bombeo, debe diseñarse la cámara de bombeo para paliar este déficit, realizando un balance o diagrama de masas considerando el caudal mínimo de la fuente de agua y el caudal de bombeo, o bien, considerando el volumen que se requiere para almacenar el caudal máximo diario, para el período más largo de descanso de las bombas, mediante la siguiente relación:

V = Q ∗ T

Donde: Va : volumen de almacenamiento almacenamient o para bombeo en m 3 Qmd : caudal máximo diario en m 3/s T : tiempo más largo de descanso de las bombas en s. Para el diseño de la cámara de bombeo sin almacenamiento, deben considerarse los siguientes criterios: El volumen de la cisterna o cámara de almacenamiento debe ser calculado considerando considerando un tiempo de retención entre 3 a 5 minutos, para el Q md. En las cisternas cistern as con deflectores deflector es la distancia entre el eje de la canalización y las paredes adyacentes debe ser fijada como mínimo en 1,5 D. En las cámaras sin deflectores, la distancia entre el eje de la canalización y las paredes adyacentes laterales debe ser como mínimo de 1,5 D, y la distancia entre el eje de la canalización y la pared de fondo debe ser del orden de 1,1 D a 1,2 D. Cuando las bombas bombas sean dispuestas ortogonalmente a la dirección de la corriente líquida, los cantos de las paredes que limitan cada bomba deben formar ángulos de 45° con relación a cada una de las paredes y los catetos deben ser fijados en 0,5 D para las cámaras con deflectores y en 0,75 para las cámaras sin deflectores. El ingreso del agua no debe producir turbulencias que hagan oscilar el nivel mínimo del agua sobre la boca de ingreso. La velocidad de aproximación del agua a la sección de entrada en la cámara de succión no debe exceder de 0,6 m/s. Se deben guardar las dimensiones mínimas para la instalación, operación y mantenimiento del equipo de bombeo y accesorios. Las distancias entre la tubería de succión o las bombas sumergibles con las paredes de la cámara deben permitir el flujo libre del agua sin crear obstrucciones o la succión del aire.

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Sumergencia mínima. Cuando se emplean bombas centrífugas de eje horizontal se debe verificar la sumergencia, esto es el desnivel entre el nivel mínimo de agua en el cárcamo y la parte superior del colador o criba.

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Se debe considerar el mayor valor que resulte de las siguientes alternativas: 

Para impedir el ingreso de aire:



Condición Condición hidráulica:

S = 2,2,5 ∗ D 0,0,10 S > 2,2,5 ∗ 2v∗ g 0,20

Donde: S : Sumergencia Sumergencia mínima en m D : Diámetro en la tubería de succión en m V : Velocidad del agua agua en m/s g : Aceleración Aceleración de la gravedad gravedad en m/s2

Aspiración, impulsión impulsión y elementos elementos complementarios complementarios Las tuberías de aspiración e impulsión instaladas dentro de la estación de bombeo deben ser preferentemente de fierro galvanizado, y deben disponerse con las bridas y elementos de unión necesarios para que puedan desmontarse en su totalidad. En el tramo anterior a cada bomba se debe instalar una válvula de interrupción y en el tramo posterior una válvula de interrupción y otra de retención. Adicionalmente se deben instalar los presostatos o transductores de presión necesarios para el control de esta. En la tubería de impulsión se recomienda la instalación de un caudalímetro electromagnético o eléctrico, situado en el último tramo, en el interior de un alojamiento. En la tubería de impulsión común a todas las bombas se deben disponer, en caso necesario, válvulas de alivio para minimizar los efectos en las mismas de un posible golpe de ariete. Cuando las estaciones de bombeo dispongan de bombas sumergidas, el colector de impulsión se debe alojar en una cámara de las dimensiones necesarias para instalar el árbol hidráulico. La solera de esta cámara debe disponerse a una cota superior que el nivel máximo que pueda alcanzar el agua en la cámara de aspiración. En cualquier caso, para la instalación de las bombas, se deben seguir las recomendaciones facilitadas por los fabricantes, especialmente las relativas a las distancias que deben cumplir elementos como codos, derivaciones, etc., que puedan provocar perturbaciones en el bombeo. En el interior de la cámara seca se debe colocar un armario que contenga el cuadro eléctrico con los automatismos necesarios para, al menos, las siguientes operaciones: Parada de las bombas por sobrepresiones. sobrepresio nes. Protecciones térmicas de los motores. Alarmas. Nivel en la cámara. Se debe dotar a la instalación de: Medidor de nivel, colocado en las estaciones con cámara de aspiración. Medidor de flujo opcional. Manómetro. 

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  

Equipamiento Electromecánico Electromecánico Criterios de diseño Las bombas por utilizar deben ser preferentemente centrífugas horizontales y verticales, y las bombas sumergibles. El dimensionamiento de los equipos de bombeo se debe realizar considerando los siguientes parámetros: o Caudal de bombeo, dependiente del Q md y el número de horas de bombeo (las horas de bombeo deben tomarse en función de la disponibilidad de energía y el caudal de la fuente). 

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Altura dinámica total. o Número de bombas. (Mínimo una de reserva). reserva) . o Fuente de energía. Esquema de funcionamiento funcionamie nto de las bombas. o o Altura sobre el nivel del mar. NPSH (columna de succión neta positiva) disponible en metros. o Se debe diseñar una sola unidad con una capacidad de bombeo suficiente para cubrir el 100% de la capacidad requerida más una de reserva de la misma capacidad que funcione alternadamente. Por tanto, el número mínimo de bombas a instalar debe ser de 2, salvo en captaciones, donde se pueden disponer 2+1 bombas (2 trabajando alternamente +1 reserva), previo sustento del proyectista y aprobación de la supervisión del proyecto. Todas las bombas (incluida la de reserva) deben estar instaladas y conectadas de manera adecuada para que puedan utilizarse cuando se requieran. Deben disponerse una distancia distancia libre mínima de un 0,50 m en todo el perímetro de cada equipo. Las bombas sumergibles se deben instalar acopladas a un pedestal y deben ir siempre dispuestas con un tubo guía y una cadena para facilitar las operaciones operaciones de montaje y desmontaje de estas. Las bombas instaladas een n seco se deben montar sobre una base soporte, pudiendo o no disponerse carril guía. En cualquier caso, los equipos de bombeo nunca deben instalarse anclados directamente directamente mediante pernos a la solera. o

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Dimensionamiento Potencia del equipo de bombeo. o La potencia de la bomba se determinará por la siguiente fórmula:

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P = Q76 ∗∗Hε

Donde: Pb : Potencia del equipo de bombeo en HP Qb : Caudal de bombeo en l/s Ht : Altura dinámica total en m : Eficiencia teórica 70% a 90% ε o

La altura dinámica dinámica total total (Ht) se calcula calcula como sigue:

H = H  H   P

Donde: Hs : Altura de aspiración aspiración o succión, esto es, es, altura del del eje de la bomba sobre sobre el nivel inferior. Hd : Altura de descarga, o sea, la altura del nivel superior con relación al eje de la bomba. Hg : Altura geométrica, esto es la diferencia diferencia de nivel; (altura (altura estática total).

H  H = H

Donde: Hftotal: Pérdida de carga (totales). Ps : Presión de llegada al reservorio (se recomienda 2 m). Tipología Las bombas más frecuentemente usadas en el abastecimiento de agua son: Bombas centrifugas horizontales. Se pueden ubicar en lugares secos, protegidos de inundaciones, ventilados, de fácil acceso, etc. Su bajo costo de operación y



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mantenimiento es una ventaja adicional, pero tienen limitada la carga de succión (< 7 mca). Bombas centrífugas verticales. Deben ubicarse directamente sobre el punto de captación, por lo cual casi se limita su uso a pozos profundos. La ventaja principal de estos equipos es su versatilidad y su capacidad para trabajar en un amplio rango de velocidades. Entre sus desventajas se encuentran, que son ruidosas y la estricta verticalidad que exige a los pozos para su instalación. Bombas sumergibles. Tienen la desventaja del acceso complicado para mantenimiento. El Ingeniero Sanitario Proyectista Proyectista de acuerdo acuerdo a las características características del proyecto, debe debe seleccionar el tipo de bomba más adecuada a las necesidades de este. El fabricante de la bomba debe facilitar el catálogo técnico en el que se debe incluir como mínimo las curvas características (caudal-altura), NPSH requerido, tensión, intensidad, potencia y velocidad de funcionamiento de la bomba. Los motores de las bombas pueden ser eléctricos o de combustión. Estos últimos se recomiendan para el accionamiento de bombas en lugares muy apartados en donde no se dispone de suministro eléctrico o este es muy poco fiable. Los motores de combustión más empleados son los diésel y gasolina. Los motores diésel suelen trabajar a bajo número de revoluciones, se autorregulan bien bajo cargas variables y soportan más horas de trabajo que las unidades motoras a gasolina o butano. En su contra tienen una inversión inicial superior, las reparaciones más caras y mayor dificultad de arranque. arranque. Los motores de gasolina se caracterizan por su comodidad, la facilidad de su arranque, y la ligereza de los motores que la emplean, siendo útiles para aplicaciones que necesiten poca potencia o que se haga de manera intermitente.

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Suministro Eléctrico. La disponibilidad eléctrica debe existir en el momento de formulación del proyecto. En caso contrario, la disponibilidad disponibilidad eléctrica se debe implantar de forma conjunta con las obras de abastecimiento. Si no es posible el suministro continuo desde una línea eléctrica, se debe analizar la posibilidad del empleo de energía eólica o solar. Si se optara por el empleo de fuentes de energía renovables, se debe disponer de un generador de gasoil para garantizar en todo momento el suministro. 

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2.12. LÍNEAS DE IMPULSIÓN La línea de impulsión se utiliza para conducir agua desde una menor cota hasta una cota ubicada en una zona más alta. La única forma de elevar el agua es a través de equipos de bombeo, generalmente del tipo centrífugo en sistemas de abastecimiento de agua. La línea de impulsión es el tramo de tubería desde la captación hasta el reservorio o PTAP. Antes de realizar el cálculo de las dimensiones y parámetros del diseño de la línea de impulsión y de la selección del sistema de bombeo, se debe realizar actividades de recolección de información. Una inspección visual de la zona y reconocimiento de las instalaciones, con el propósito de determinar las condiciones para satisfacer la demanda futura de la población y con una garantía de funcionamiento a bajo costo de mantenimiento. De la línea de impulsión Para las líneas de impulsión se tiene como base criterios y parámetros, cuyo origen depende de las condiciones a las que se someterá la tubería, como su entorno y forma de instalación. Para ello se requiere datos como caudal, longitud y desnivel entre el punto de carga y descarga. 

Material de la tubería El material de la tubería es escogido por factores económicos, así como de disponibilidad de accesorios y características de resistencia ante esfuerzos que se producirán en el momento de su operación. -

PVC, clase 10 o clase 15 (Normas ISO 4422). FFD, clase k-9 (Normas ISO 2531). Accesorios de FFD k-9 en todos los casos, para presiones de servicio servicio mayores a 10 10 bar (Normas ISO 2531).

Se evaluará el material de tubería a utilizar cuando la corrosividad sea especialmente agresivo, es decir para cuando el contenido de sales solubles, ion sulfatos y ion cloruros del terreno sean superiores a 1000 ppm y el pH del subsuelo este fuera de los limites comprendidos comprendidos entre 6 y 8. En el presente caso será de PVC. La elección de la dimensión del diámetro depende también de la velocidad en el conducto, en donde velocidades muy bajas permiten sedimentación de partículas y velocidades altas producen vibraciones en la tubería, así como pérdidas de carga importantes, lo que repercute en un costo elevado de operación. Las velocidades recomendables son: - Líneas de Impulsión de 0.6 m/s a 2.0 m/s. 

Criterios de diseño de la Línea de Impulsión Para el cálculo del caudal de bombeo (l/s) 

Q = Q × 24N

Donde: Qmd : caudal máximo diario (l/s) N : número de horas de bombeo al día 

Para el cálculo del diámetro de la tubería de impulsión (m)

  N D = 0.0.96 ∗ 24  ∗ Q.

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Donde: D : Diámetro interior aproximado (m). N : Número de horas de bombeo al día. Qb : Caudal de bombeo obtenido de la demanda horaria por persona, del análisis poblacional y del número de horas de bombeo por día en (m 3/s). 

Velocidad Media de Flujo

V = 4 ∗ pi∗QbDc

Dónde: V : Velocidad media del agua a través de la tubería (m/s). Dc : Diámetro Diámetro interior comercial de la sección transversal de la tubería (m). Qb : Caudal de bombeo igual al caudal de diseño (m3/s).

Ilustración N° 03.51. Línea de Impulsión

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2.13. CISTERNA Para las dimensiones internas de la cisterna, se ha considerado la forma rectangular, además de presentar el ingreso lo más alejado posible de la succión con el fin de que no ingrese aire al sistema de bombeo, optimizándose además la longitud del encofrado. Para la selección de la bomba se ha tenido en cuenta, los niveles máximos de agua y parada de bombas, para el caso de la zona rural, lo más recomendable es el uso de bombas de eje horizontal en succión positiva por su facilidad de operación y mantenimiento, además de su bajo costo de operación y mantenimiento es una ventaja adicional. Con esta disposición se tendrá menos problemas con la succión al no ser necesario el cebar la bomba y no requerir válvula de retención en la succión (válvula de pie). El número de bombas serán dos, uno estará en funcionamiento y otro en reserva cumpliendo con una seguridad al 100%. El nivel de sumergencia recomendable es de 0,35 m, para impedir el ingreso de aire y las condiciones hidráulicas de instalación.

Ilustración N° 03.52. Cisterna de 5 m 3



Equipo de bombeo de agua para consumo humano, para su selección se debe considerar la altura dinámica total y el caudal de bombeo requerido, además que la energía disponible en la zona rural es en su mayoría del tipo monofásico. Las características son: Línea de impulsión Debe ser de F°G°, para su selección debe considerarse la energía disponible del tipo monofásica en la zona, y no tener elevadas pérdidas de carga en la línea que puede ser asumida por una línea de impulsión de mayor diámetro posible. Línea de succión Debe ser de F°G°, para su selección se ha considerado un diámetro mayor al diámetro de succión de la bomba.  Línea de entrada, el ingreso de agua es por gravedad y estará definida por la línea de conducción, debe estimarse teniendo en cuenta una velocidad no menor de 0,6 m/s y una gradiente entre 0,5% y 30%. Debe considerarse una válvula de interrupción, una válvula flotadora, la tubería y accesorios deben ser de fierro galvanizado para facilitar su desinstalación y mayor durabilidad.  Línea de rebose, según el Reglamento Nacional de Edificaciones - Norma IS.010, se considera una descarga libre y directa a una cajuela de concreto con una brecha libre de 0,15 m para facilitar la inspección de perdida de agua y revisión de la válvula 

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flotadora, la tubería y accesorios son de F°G° para facilitar su desinstalación y mayor durabilidad. La descarga de esta línea será al sistema pluvial de la zona.  Línea de limpia, se debe considerar una tubería con descarga al pozo de la bomba sumidero, a través de una válvula de compuerta, para que se asegure que no haya filtración o fuga de esta línea, considerar el uso de un tapón en su parte final, para que sea operada de forma manual. La descarga de esta línea será a un pozo percolador. La cisterna proyectada, considera dos ambientes una donde se almacena el volumen útil de agua para consumo humano y otro ambiente de caseta de bombeo que albergará al sistema de bombeo y tableros eléctricos. La cisterna debe ser tarrajeada interna y externamente, y pintado externamente con pintura látex. Debe incluirse una vereda perimetral con escalera de concreto hacia el techo de la cisterna. Para el acceso interno a la cisterna se debe considerar una escalera de peldaños anclados al muro del recinto de material inoxidable, tipo marinera de F°G°.

2.13.1. CERCO PERIMÉTRICO PERIMÉTRI CO DE CISTERNA  El 

cerco perimétrico debe ser de una altura de 2,30 m, estará dividido en paneles de separación máxima entre postes metálic os de 3,00 m y de tubo de 2” de F°G°, Los postes deben asentarse con dado de concreto simple f’c = 175 kg/cm 2 + 30% de P.M.

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La malla será de F°G° con una cocada 2” x 2” calibre BWG = 12, soldadas al poste metálico con un conector de Angulo F tipo “L” de 1 ¼” x 1 ¼” x 1/8”.



Los paños están coronados en la parte superior con tres hileras de alambres de púas y en la parte inferior estarán sobre un sardinel de f’c= 175 kg/cm 2.

Ilustración N° 03.53. Cerco perimétrico de cisterna

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2.14. RESERVORIO El reservorio debe ubicarse lo más próximo a la población y en una cota topográfica que garantice la presión mínima en el punto más desfavorable del sistema.

Ilustración N° 03.54. Reservorio de 5 m 3

Aspectos generales generales El reservorio se debe diseñar para que funcione exclusivamente como reservorio de cabecera. El reservorio se debe ubicar lo más próximo a la población, en la medida de lo posible, y se debe ubicar en una cota topográfica que garantice la presión mínima en el punto más desfavorable desfavorable del sistema. Debe ser construido de tal manera que se garantice la calidad sanitaria del agua y la total estanqueidad. El material por utilizar es el concreto, su diseño se basa en un criterio de estandarización, por lo que el volumen final a construir será múltiplo de 5 m 3. El reservorio debe ser cubierto, de tipo enterrado, semi enterrado, apoyado o elevado. Se debe proteger el perímetro mediante cerco perimetral. El reservorio debe disponer de una tapa sanitaria para acceso de personal y herramientas. Criterios de diseño El volumen de almacenamiento debe ser del 25% de la demanda diaria promedio anual (Qp), siempre que el suministro de agua de la fuente sea continuo. Si el suministro es discontinuo, la capacidad debe ser como mínimo del 30% de Q p. Se deben aplicar los siguientes criterios: Disponer de una tubería de entrada, una tubería de salida una tubería de rebose, así como una tubería de limpia. Todas T odas ellas deben ser independientes y estar provistas de los dispositivos de interrupción necesarios. necesarios. La tubería de entrada debe disponer de un mecanismo de regulación del llenado, generalmente una válvula de flotador. La tubería de salida debe disponer de una canastilla y el punto de toma se debe debe situar 10 cm por encima de la solera para evitar la entrada de sedimentos. 

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La embocadura de las tuberías de entrada y salida deben estar en posición opuesta para forzar la circulación del agua dentro del mismo. El diámetro de la tubería de limpia debe permitir el vaciado en 2 horas. Disponer de una tubería de rebose, conectada a la tubería de limpia, para la libre descarga del exceso de caudal en cualquier momento. Tener capacidad para evacuar el máximo caudal entrante. Se debe instalar una tubería o bypass, con dispositivo de interrupción, que conecte las tuberías de entrada y salida, pero en el diseño debe preverse sistemas de reducción de presión antes o después del reservorio con el fin de evitar sobre presiones en la distribución. No se debe conectar el bypass por períodos largos de tiempo, dado que el agua que se suministra no está clorada. La losa de fondo del reservorio se debe situar a cota superior a la tubería de limpia y siempre con una pendiente mínima del 1% hacia esta o punto dispuesto. Los materiales de construcción e impermeabilización interior deben cumplir los requerimientos de productos en contacto con el agua para consumo humano. Deben contar con certificación NSF 61 o similar en país de origen. Se debe garantizar la absoluta estanqueidad del reservorio. reservorio . El reservorio se debe proyectar cerrado. Los accesos al interior del reservorio y a la cámara de válvulas deben disponer de puertas o tapas con cerradura. Las tuberías de ventilación del reservorio deben ser de dimensiones reducidas para impedir el acceso a hombres y animales y se debe proteger mediante rejillas que dificulten la introducción de sustancias en el interior del reservorio. Para que la renovación del aire sea lo más completa posible, conviene que la distancia del nivel máximo de agua a la parte inferior de la cubierta sea la menor posible, pero no inferior a 30 cm a efectos de la concentración de cloro. Se debe proteger el perímetro del reservorio reservori o mediante cerramiento de fábrica o de valla metálica hasta una altura mínima de 2,20 m, con puerta de acceso con cerradura. Es necesario disponer una entrada practicable al reservorio, con posibilidad de acceso de materiales y herramientas. El acceso al interior debe realizarse mediante escalera de peldaños anclados al muro de recinto (inoxidables o de polipropileno con fijación mecánica reforzada con epoxi). Los dispositivos de interrupción, interrupció n, derivación y control se deben centralizar en cajas o casetas, o cámaras de válvulas, adosadas al reservorio y fácilmente accesibles. La cámara de válvulas debe tener un desagüe para evacuar el agua que pueda verterse. Salvo justificación justificación razonada, la desinfección desinfección se debe realizar realizar obligatoriamente obligatoriamente en el reservorio, debiendo el proyectista adoptar el sistema más apropiado conforme a la ubicación, accesibilidad y capacitación de la población. 

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Recomendaciones Solo se debe usar el bypass para operaciones de mantenimiento de corta duración, porque al no pasar el agua por el reservorio no se desinfecta. En las tuberías que atraviesen las paredes del reservorio se recomienda la instalación de una brida rompe-aguas empotrado en el muro y sellado mediante una impermeabilización que asegure la estanquidad del agua con el exterior, en el caso de que el reservorio sea construido en concreto. Para el caso de que el reservorio sea de otro material, ya sea metálico o plástico, las tuberías deben fijarse a accesorios roscados de un material resistente a la humedad y la exposición a la intemperie. La tubería de entrada debe disponer de un grifo que permita la extracción extracció n de muestras para el análisis de la calidad del agua. Se recomienda la instalación de dispositivos medidores de volumen (contadores) para el registro de los caudales de entrada y de salida, así como dispositivos eléctricos de control del nivel del agua. Como en zonas rurales es probable que no se cuente con 

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suministro de energía eléctrica, los medidores en la medida de lo posible deben llevar baterías de larga duración, como mínimo para 5 años. 

Ilustración N° 03.55. Reservorio elevado de 15 m 3

117


2.14.1. CASETA DE VÁLVULAS DE RESERVORIO La caseta de válvulas es una estructura de concreto y/o mampostería que alberga el sistema hidráulico del reservorio, en el caso reservorios el ambiente es de paredes planas, salvo el reservorio de 70 m 3, en este caso el reservorio es de forma cilíndrica, en este caso, una de las paredes de la caseta de válvulas es la pared curva del reservorio. La puerta de acceso es metálica y debe incluir ventanas laterales con rejas de protección. En el caso del reservorio de 70 m 3, desde el interior de la caseta de válvulas nace una escalera tipo marinera que accede al techo mediante una ventana de inspección y de allí se puede ingresar al reservorio por su respectiva ventana de inspección de 0,60 x 0,60 m con tapa metálica y dispositivo de seguridad. Las consideraciones por tener en cuenta son las siguientes: Techos Los techos serán en concreto armado, pulido en su superficie superior para evitar filtración de agua en caso se presenten lluvias, en el caso de reservorios de gran tamaño, el techo acabara con ladrillo pastelero asentados en torta de barro y tendrán junta de dilatación dilatación según el el esquema de techos. techos.



Paredes Los cerramientos laterales serán de concreto armado en el caso de los reservorios de menor tamaño, en el caso del reservorio res ervorio de 70 m 3, la pared estará compuesto por ladrillo K.K. de 18 huecos y cubrirán la abertura entre las columnas estructurales del edificio. Éstos estarán unidos con mortero 1:4 (cemento: arena gruesa) y se prevé el tarrajeo frotachado interior y exterior con revoque fino 1:4 (cemento: arena f ina).



Las paredes exteriores serán posteriormente pintadas con dos manos de pintura látex para exteriores, cuyo color será consensuado entre el Residente y la Supervisión. El acabado de las paredes de la caseta será de tarrajeo frotachado pintado en látex y el piso de cemento pulido bruñado a cada 2 m. Pisos Los pisos interiores de la caseta serán de cemento pulido y tendrán un bruñado a cada 2 m en el caso de reservorios grandes.





Pisos en Veredas Perimetrales En vereda el piso será de cemento pulido de 1 m de ancho, bruñado cada 1 m y, tendrá una junta de dilatación cada 5 m. El contrazócalo estará a una altura de 0,30 m del nivel del piso acabado y sobresaldrá 1 cm al plomo de la pared. Estos irán colocados tanto en el interior como en el exterior de la caseta de válvulas.

Escaleras En el caso sea necesario, la salida de la caseta hacia el reservorio, se debe colocar escaleras marineras de hierro pintadas con pintura epóxica anticorrosivas con pasos espaciados a cada 0.30 m.





Escaleras de Acceso Las escaleras de acceso a los reservorios (cuando sean necesarias), serán concebidas para una circulación cómoda y segura de los operadores, previendo un paso aproximado

118


a los 0,18 m. Se han previsto descansos intermedios cada 17 pasos como máximo, cantidad de escalones máximos según reglamento. 

Veredas Perimetrales Perimetrales Las veredas exteriores serán de cemento pulido, bruñado cada 1 m y junta de dilatación cada 5 m.

Aberturas Las ventanas serán metálicas, tanto las barras como el marco y no deben incluir vidrios para así asegurar una buena ventilación dentro del ambiente, sólo deben llevar una



malla de alambre N°12 con cocada de 1”.

La puerta de acceso a la caseta (en caso sea necesaria) debe ser metálica con plancha de hierro soldada espesor 3/32” con perfiles de acero de 1 .½” x 1.½” y por 6 mm de espesor.

Ilustración N° 03.56. Caseta de válvulas de reservorio de 70 m 3

2.14.2. SISTEMA DE DESINFECCIÓN Este sistema permite asegurar que la calidad del agua se mantenga un periodo más y esté protegida durante su traslado por las tuberías hasta ser entregado a las familias a través de las conexiones domiciliarias. Su instalación debe estar lo más cerca de la línea de

119


entrada de agua al reservorio y ubicado donde la iluminación natural no afecte la solución de cloro contenido en el recipiente. El cloro residual activo se recomienda recomie nda que se encuentre como mínimo en 0,3 mg/l y máximo a 0,8 mg/l en las condiciones normales de abastecimiento, superior a este último son detectables por el olor y sabor, lo que hace que sea rechazada por el usuario consumidor. Para su construcción debe utilizarse diferentes materiales y sistemas que controlen el goteo por segundo o su equivalente en ml/s, no debiéndose utilizar metales ya que pueden corroerse por el cloro. Desinfectantes empleados La desinfección se debe realizar con compuestos derivados del cloro que, por ser oxidantes y altamente corrosivos, poseen gran poder destructivo sobre los microrganismos presentes en el agua y pueden ser recomendados, con instrucciones de manejo especial, como desinfectantes a nivel de la vivienda rural. Estos derivados del cloro son: 





Hipoclorito de calcio (Ca(OCl) 2 o HTH). Es un producto seco, granulado, en polvo o en pastillas, de color blanco, el cual se comercializa en una concentración del 65% de cloro activo. Hipoclorito de sodio (NaClO). Es un líquido transparente de color amarillo ámbar el cual se puede obtener en establecimientos distribuidores en garrafas plásticas de 20 litros con concentraciones de cloro activo de más o menos 15% en peso. Dióxido de cloro (ClO 2). Se genera normalmente en el sitio en el que se va a utilizar, y, disuelto en agua hasta concentraciones de un 1% ClO 2 (10 g/L) pueden almacenarse de manera segura respetando ciertas condiciones particulares como la no exposición a la luz o interferencias de calor.

a. Sistema de Desinfección Desinfecc ión por Goteo

Ilustración N° 03.57. Sistema de desinfección por goteo



Cálculo del peso de hipoclorito de calcio o sodio necesario Donde: P : peso de cloro en gr/h

P = Q∗Q ∗ d

120


Q d 

: caudal de agua a clorar en m 3/h : dosificación adoptada en gr/m 3

Cálculo del peso del producto comercial en base al porcentaje de cloro

P = P∗ 100/r

Donde: Pc : peso producto comercial gr/h r : porcentaje del cloro activo que contiene el producto comercial (%) 

Cálculo del caudal horario horario de solución de hipoclorito hipoclorito (qs) en función de la concentración de la solución preparada. El valor de "qs" permite seleccionar el equipo dosificador requerido

q = P ∗ 100c

Donde: Pc : peso producto comercial gr/h qs : demanda horaria de la solución en l/h, asumiendo que la densidad de 1 litro de solución pesa 1 kg c : concentración concentración solución (%) 

Calculo del volumen de la solución, en función del tiempo de consumo del recipiente en el que se almacena dicha solución

Vs = qsqs ∗t∗ t

Donde: Vs : volumen de la solución en lt (correspondiente (corresp ondiente al volumen útil de los recipientes de preparación). preparación). t : tiempo de uso de los recipientes de solución en horas h t se ajusta a ciclos de preparación de: 6 horas (4 ciclos), 8 horas (3 ciclos) y 12 horas (2 ciclos) correspondientes al vaciado de los recipientes y carga de nuevo volumen de solución b. Sistema de Desinfección Desinfecció n por erosión  No se aconseja usar tabletas para desinfectar agua de piscinas, ya que éstas se fabrican utilizando un compuesto químico que, al ser disuelto en agua, produce una molécula de cianurato de sodio o isocianurato, que puede ser perjudicial para la salud del ser humano.  Siempre debe exigirse al proveedor que las pastillas sean de hipoclorito de calcio.  Tomar las medidas de seguridad para manipular las tabletas.

Ilustración N° 03.58. Dosificador por erosión de tableta

121


   



Retirar la tapa del depósito de tabletas y se ponen las nuevas unidades. Abrir la válvula de compuerta para habilitar habilit ar de nuevo el flujo de agua dentro de la cámara. En el caso de dosificadores por erosión (según el tipo de la Ilustración N° 03.59), el fluido del agua puede variarse girando la válvula de regulación. Para comprobar si la cantidad de cloro aplicada al agua es la apropiada, se hacen pruebas continuas del cloro residual libre, de la misma forma descrita para el dosificador de hipoclorito de sodio granulado. En observaciones observaciones de campo se ha notado un bajo bajo desgaste de las tabletas tabletas de cloro.

Esto puede deberse a la forma en que se instala el aparato dosificador  El dosificador debe colocarse utilizando uniones universales. Esto permitirá retirarlo

para limpiarlo debidamente.

Cálculos: Se debe proceder a su selección con los proveedores según el rango de los caudales a tratar.



Tabla N° 03.28. Rangos de uso de los clorinadores automáticos MODELO HC-320 HC-3315 HC-3330

CANTIDAD DE AGUA A TRATAR m3 /día 30 - 90 80 - 390 120 - 640

l/s 0.34 – 1.04 0.92 – 4.50 1.40 – 7.40

CAPACIDAD Libras: kilos 05 lb = 2.27 kg 15 lb = 6.81 kg 20 lb = 9.08 kg

Los dosificadores por erosión de tabletas y los de píldoras son sencillos de operar. El equipo se calibra de manera sencilla pero no muy precisa por medio de un ajuste de la profundidad de inmersión de la columna de tabletas o de la velocidad o caudal que se hace pasar por la cámara de disolución. Una vez calibrado el equipo, si no hay grandes variaciones en el flujo, normalmente requieren de poca atención, excepto para cerciorarse de que el depósito esté lleno de tabletas para asegurar la dosificación continua. El mecanismo del dosificador de tabletas se debe inspeccionar con regularidad para detectar obstrucciones; se tendrá cuidado de limpiarlo bien, volver a ponerlo en la posición correcta y calibrarlo. La inspección y el rellenado de tabletas dependerán de la instalación específica, de la dosificación de cloro y del volumen de agua tratada. Debido a la sencillez de operación del equipo, el personal se puede capacitar rápidamente

2.14.3. CERCO PERIMÉTRICO PERIMÉTRI CO PARA RESERVORIO El cerco perimétrico idóneo en zonas rurales para reservorios por su versatilidad, durabilidad, aislamiento al exterior y menor costo es a través de una malla de las siguientes características: 

 



Con una altura de 2,30 m dividido en paños con separación entre postes metálicos de 3,00 m y de tubo de 2” F°G°. Postes asentados en un dado de concreto simple f’c = 175 kg/cm 2 + 30% de P.M. Malla de F°G° con cocada de 2” x 2” calibre BWG = 12, soldadas al poste metálico con un conector de Angulo F tipo L de 1 ¼” x 1 ¼” x 1/8”.

Los paños están coronados en la parte superior con tres hileras de alambres de púas y en la parte inferior estará n sobre un sardinel de f’c= 175 kg/cm2.

122


Ilustración N° 03.59. Cerco perimétrico de reservorio

123


2.15. LÍNEA DE ADUCCIÓN Para el trazado de la línea debe tenerse en cuenta lo siguiente: Se debe evitar pendientes mayores del 30% para evitar altas velocidades, velocidades , e inferiores inferiores al 0,50%, para facilitar la ejecución y el mantenimiento.  Con el trazado se debe buscar el menor recorrido, siempre y cuando esto no conlleve excavaciones excavaciones excesivas u otros aspectos. Se evitarán tramos de difícil acceso, así como zonas vulnerables.  En los tramos que discurran por terrenos accidentados, se suavizará la pendiente del trazado ascendente pudiendo ser más fuerte la descendente, refiriéndolos siempre al sentido de circulación del agua.  Evitar cruzar por terrenos privados o comprometidos para evitar problemas durante la construcción y en la operación y mantenimiento del sistema.  Mantener las distancias permisibles de vertederos sanitarios, márgenes de ríos, terrenos aluviales, aluviales, nivel freático alto, cementerios y otros servicios. cort as a vías existentes existent es o que por su  Utilizar zonas que sigan o mantengan distancias cortas topografía permita la creación de caminos para la ejecución, operación y mantenimiento.  Evitar zonas vulnerables a efectos producidos por fenómenos naturales y antrópicos.  Tener en cuenta la ubicación de las canteras para los préstamos y zonas para la disposición disposición del material sobrante, producto de la excavación. excavación.  Establecer los puntos donde se ubicarán instalaciones, válvulas y accesorios, u otros accesorios especiales que necesiten cuidados, vigilancia y operación. 

Diseño de la línea de aducción 



Caudal de diseño La Línea de Aducción tendrá capacidad para conducir como mínimo, el caudal máximo horario (Qmh). Carga estática y dinámica La carga estática máxima aceptable será de 50 m y la carga dinámica mínima será de 1 m.

Ilustración N° 03.60. Línea gradiente hidráulica de la aducción a presión.

124


Diámetros El diámetro se diseñará para velocidades mínima de 0,6 m/s y máxima de 3,0 m/s. El diámetro mínimo de la lí nea de aducción es de 25 mm (1”) para el caso de sistemas rurales.



Dimensionamiento Para el dimensionamiento de la tubería, se tendrán en cuenta las siguientes condiciones:





La línea gradiente gradiente hidráulica hidráulica (L.G.H.) La línea gradiente hidráulica estará siempre por encima del terreno. En los puntos críticos se podrá cambiar el diámetro para mejorar la pendiente.



Pérdida de carga unitaria (h f ) Para el propósito de diseño se consideran: - Ecuaciones de Hazen y Williams para diámetros mayores a 2 “, y - Ecuaciones de Fair Fair Whipple Whipple para para diámetros diámetros menores a 2”. Cálculo de diámetro de la tubería podrá realizarse utilizando las siguientes fórmulas: Para tuberías tuberías de diámetro diámetro superior superior a 50 mm, Hazen-Williams: Hazen-Williams: 

,   Q H = 10,674× C, × D, × L

Donde: Hf : pérdida de carga continua (m) Q : caudal en (m3/s) D : diámetro interior en m (ID) C : coeficiente coeficient e de Hazen Williams (adimensional) (adimension al) - Acero sin costura C=120 - Acero soldado en espiral C=100 - Hierro fundido dúctil con revestimiento C=140 - Hierro galvanizado C=100 - Polietileno Polietileno C=140 - PVC C=150 L : longitud del tramo (m) 

Para tuberías de diámetro igual o inferior a 50 mm, Fair-Whipple:

,   Q H = 676,745745 × D, × L

Donde: Hf : pérdida de carga continua (m) Q : caudal en (l/min) D : diámetro interior (mm) L : longitud (m)

Salvo casos excepcionales que deberán ser justificados, la velocidad de circulación del agua establecida para los caudales de diseño deberá cumplir lo siguiente: - La velocidad velocidad mínima no será menor de 0,60 0,60 m/s. m/s. - La velocidad máxima admisible será de 3 m/s, pudiendo alcanzar los 5 m/s si se justifica razonadamente. razonadamente.

125

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural 

Presión En la línea de aducción, la presión representa la cantidad de energía gravitacional contenida en el agua. Para el cálculo de la línea de gradiente hidráulica (LGH), se aplicará la ecuación de Bernoulli.

Z  Pγ  V2 ∗ g = Z  Pγ  V2 ∗ g  H

Ilustración N° 03.61. Cálculo de la línea de gradiente (LGH)

Donde: Z : cota altimétrica respecto a un nivel de referencia en m. P⁄γ : altura de carga de presión, en m, P es la presión y γ el peso esp ecífico del fluido. V : velocidad velocidad del fluido en m/s. Hf, pérdida de carga de 1 a 2, incluyendo tanto las pérdidas lineales (o longitudinales) longitudinales) como las locales. Si como es habitual, V 1=V2 y P1 está a la presión atmosférica, atmosférica, la expresión se reduce a:

Pγ = Z  Z  H

La presión estática máxima de la tubería no debe ser mayor al 75% de la presión de trabajo especificada por el fabricante, debiendo ser compatibles con las presiones de servicio de los accesorios y válvulas a utilizarse. Se calculará n las pérdidas de carga localizadas ∆Hi en las piezas especiales y en las válvulas, las cuales se evaluarán mediante la siguiente expresión:

∆H = K 2gV²

Dónde: ∆Hi : pérdida de carga localizada en las piezas especiales y en las válvulas (m) Ki : coeficiente que depende del tipo de pieza especial o válvula (ver Tabla). V : máxima velocidad de paso del agua a través de la pieza especial o de la válvula (m/s) g : aceleración aceleración de la gravedad (m/s²)

126


2.16. REDES DE DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN Es un componente del sistema de agua potable, el mismo que permit e llevar el agua tratada hasta cada vivienda a través de tuberías, t uberías, accesorios y conexiones domiciliarias.

Ilustración N° 03.62. Redes de distribución

Aspectos Generales Generales Para la red de distribución se debe cumplir lo siguiente:  

Las redes de distribución se deben diseñar para el caudal máximo horario (Q mh). Los diámetros mínimos de las tuberías principales para redes cerradas deben ser de 25 mm (1”), y en redes abiertas, se admite un diámetro de 20 mm (¾”) para ramales.





En los cruces de tuberías tuberías no se debe permitir permitir la instalación instalación de accesorios accesorios en forma de cruz y se deben realizar siempre mediante piezas en tee de modo que forme el tramo recto la tubería de mayor diámetro. Los diámetros de los accesorios en tee, siempre que existan comercialmente, se debe corresponder con los de las tuberías que unen, de forma que no sea necesario intercalar reducciones. La red de tuberías de abastecimiento abastecimie nto de agua para consumo humano debe ubicarse siempre en una cota superior sobre otras redes que pudieran existir de aguas grises.

Velocidades admisibles Para la red de distribución se debe cumplir lo siguiente: 



La velocidad mínima no debe ser menor de 0,60 m/s. En ningún caso puede ser inferior a 0,30 m/s. La velocidad máxima admisible debe ser de 3 m/s.

Trazado El trazado de la red se debe ubicar preferentemente en terrenos públicos siempre que sea posible y se deben evitar terrenos t errenos vulnerables. vulnerables. Materiales El material de la tubería que conforma la red de distribución debe ser de PVC y compatible con los accesorios que se instale para las conexiones prediales. Presiones de servicio. Para la red de distribución se deberá cumplir lo siguiente: 127






La presión mínima de servicio en cualquier punto de la red o línea de alimentación de agua no debe ser menor de 5 m.c.a. y La presión estática no debe ser mayor de 60 m.c.a.

De ser necesario, a fin de conseguir las presiones señaladas se debe considerar el uso de cámaras distribuidora de caudal y reservorios de cabecera, a fin de sectorizar las zonas de presión. Criterios de Diseño Existen dos tipos de redes: a. Redes malladas Son aquellas redes constituidas por tuberías interconectadas formando circuitos cerrados o mallas. Cada tubería que reúna dos nudos debe tener la posibilidad de ser seccionada y desaguada independientemente, de forma que se pueda proceder a realizar una reparación en ella sin afectar al resto de la malla. Para ello se debe disponer a la salida de los dos nudos válvulas de corte. El diámetro de la red o línea de alimentación debe ser aquél que satisfaga las condiciones condiciones hidráulicas que garanticen las presiones presiones mínimas de servicio en la red. Para la determinación de los caudales en redes malladas se debe aplicar el método de la densidad poblacional, en el que se distribuye el caudal total de la población entre los “i” nudos proyectados.

El caudal en el nudo es:

Q = Q ∗ P Q = QP

Donde: Qi : Caudal en el nudo “i” en l/s. Qp : Caudal unitario poblacional en l/s.hab.

Donde: Qt : Caudal máximo horario en l/s. Pt : Población total del proyecto en hab. Pi : Población de área de influencia del nudo “i” en hab. Para el análisis hidráulico del sistema de distribución, puede utilizarse el método de Hardy Cross o cualquier otro equivalente. El dimensionamiento de redes cerradas debe estar controlado por dos condiciones: El flujo total que llega a un nudo es igual al que sale. La pérdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier camino es siempre la misma.

 

Estas condiciones junto con las relaciones de flujo y pérdida de carga nos dan sistemas de ecuaciones, los cuales pueden ser resueltos por cualquiera de los métodos matemáticos de balanceo. En sistemas anillados se deben admitir errores máximos de cierre: De 0,10 mca de pérdida de presión como máximo en cada malla y/o simultáneamente simultáneam ente debe cumplirse en todas las mallas. De 0,01 l/s como máximo en cada malla y/o simultáneamente en todas las mallas.





128


Se recomienda el uso de un caudal mínimo de 0,10 l/s para el diseño de los ramales. La presión de funcionamiento (OP) en cualquier punto de la red no debe descender por debajo del 75% de la presión de diseño (DP) en ese punto. Tanto en este caso como en las redes ramificadas, se debe adjuntar memoria de cálculo, donde se detallen los diversos escenarios calculados: Para caudal mínimo. Caudal máximo. Presión mínima. Presión máxima.

   

b. Redes ramificadas Constituida por tuberías que tienen la forma ramificada a partir de una línea principal; aplicable a sistemas de menos de 30 conexiones domiciliarias En redes ramificadas se debe determinar el caudal por ramal a partir del método de probabilidad, que se basa en el número de puntos de suministro y en el coeficiente de simultaneidad. El caudal por ramal es:

Q = K∗K ∗ ∑Q K =  x1 1

Donde: Qramal : Caudal de cada ramal en l/s. K : Coeficiente de simultaneidad, simultaneidad , entre 0,2 y 1.

Donde: x : número total de grifos en el área que abastece cada ramal. Qg : Caudal por grifo (l/s) > 0,10 l/s. Si se optara por una red de distribución para piletas públicas, el caudal se debe calcular con la siguiente expresión:

Q = N ∗ D24 ∗ C ∗ F E1

Donde: Qpp : Caudal máximo probable por pileta pública en l/h. N : Población a servir por pileta. Un grifo debe abastecer a un número máximo de 25 personas). Dc : Dotación promedio por habitante en l/hab.d. Cp : Porcentaje de pérdidas por desperdicio, varía entre 1,10 y 1,40. Ef : Eficiencia del sistema considerando la calidad de los materiales y accesorios. Varía entre 0,7 y 0,9. Fu : Factor de uso, definido como F u = 24/t. Depende de las costumbres locales, horas de trabajo, condiciones climatológicas, etc. Se evalúa en función al tiempo real de horas de servicio (t) y puede variar entre 2 a 12 horas. En ningún caso, el caudal por pileta pública debe ser menor a 0,10 l/s. El Dimensionamiento de las redes abiertas o ramificadas se debe realizar según las fórmulas del ítem 2.4 Línea de Conducción (Criterios de Diseño) del presente Capítulo, de acuerdo con los siguientes criterios: 

Se puede admitir que la distribución distribuc ión del caudal sea uniforme a lo largo de la longitud de cada tramo.

129






La pérdida de carga en el ramal puede ser determinada para un caudal igual al que se verifica en su extremo. Cuando por las características de la población se produzca algún gasto significativo en la longitud de la tubería, éste debe ser considerado como un nudo más.

Se recomienda el uso de un caudal mínimo de 0,10 l/s para el diseño de los ramales.

2.16.1. CÁMARA ROMPE PRESIÓN PARA PARA REDES DE DISTRIBUCIÓN En caso exista un fuerte desnivel entre el reservorio y algunos sectores o puntos de la red de distribución, pueden generarse presiones superiores a la presión máxima que puede soportar la tubería. Es por ello que se sugiere la instalación de cámaras rompe presión (CRP) cada 50 m de desnivel.  Se recomienda una sección interior mínima de 0,60 x 0,60 m, tanto por facilidad constructiva como para permitir el alojamiento alojamiento de los elementos.  La altura de la cámara se calculará mediante la suma de tres conceptos: - Altura mínima de salida, mínimo 10 cm. - Resguardo a borde libre, mínimo 40 cm. - Carga de agua requerida, calculada aplicando la ecuación de Bernoulli para que el caudal de salida pueda fluir.  La tubería de entrada a la cámara estará por encima de nivel del agua y debe preverse de un flotador o regulador de nivel de aguas para el cierre automático una vez que se encuentre llena la cámara y para periodos de ausencia de flujo.  La tubería de salida dispondrá de una canastilla de salida, que impida la entrada de objetos en la tubería.  La cámara debe incluir un aliviadero o rebose. par a facilitar las operaciones de  El cierre de la cámara debe ser estanco y removible, para mantenimiento. 



Cálculo de la altura de la Cámara Rompe Presión (H t)

H = AH A H  BL Q  H = 1,1,56 × 2g×A

Donde: g : aceleración aceleración de la gravedad (9,81 m/s 2) A : altura hasta la canastilla canastilla (se recomienda recomienda como mínimo 10 cm) BL : borde libre (se recomienda 40 cm) Qmh : caudal máximo horario (l/s)

 D  A = π 4

Donde: Dc : diámetro de la tubería de salida a la red de distribución distribució n (pulg) Ao : área de la tubería de salida a la red de distribución distribució n (m 2) 

Dimensionamiento Dimensionamient o de la sección de la base de la cámara rompe presión - El tiempo de descarga por el orificio; el orificio es el diámetro calculado de la red de distribución que descarga una altura de agua desde el nivel de la tubería de rebose hasta el nivel de la altura del orificio. - El volumen de almacenamiento almacenamient o máximo de la CRP es calculado multiplicando multiplicand o el valor 3 del área de la base por la altura total de agua (m ).

130




Cálculo de la altura total de agua almacenado en la la CRP hasta la tubería de rebose (H t)

H = A  H

Donde: A : altura de la canastilla canastilla (cm) H : altura de agua agua para facilitar el paso de todo el caudal a la línea de conducción (cm) Ht : altura total de agua almacenado almacenado en la CRP hasta hasta el nivel nivel de la tubería tubería de rebose (cm) 

Cálculo del tiempo de descarga a la red de distribución, es el tiempo que se demora en descargar la altura H

,  2A × H  t = C × A ×  2g2g

Donde: H : altura de agua agua para facilitar el paso de todo el caudal a la línea de conducción (cm) Cd : coeficiente de distribución distribución o de descarga descarga de orificios circulares (0,8) (0,8) Ao : área del orificio de salida (área de la tubería de la línea de conducción g : aceleración aceleración de la gravedad (m/s 2) Ab : área de la sección sección interna de la base base (m 2)

A = a×ba× b

Donde: a : lado de la sección interna de la base (m) b : lado de la sección interna de la base (m) 



Cálculo del volumen

V = A × H V = L×L×A×A×HH D  = 2 ×D 3D < Leñ < 6D

Dimensionamiento Dimensionamient o de la canastilla Debe considerarse lo siguiente:

Donde: Dcanastilla : diámetro de la canastilla (pulg) Dc : diámetro de la tubería de salida a la red de distribución distribució n (pulg) Ldiseño : longitud de diseño de la canastilla (cm), 3D c y 6Dc (cm)

A = 2×2×AA A = π × D4 A = AR × LR

Donde: At : área total de las ranuras (m2) Ac : área de la tubería de salida a la línea de distribución distribuc ión (m 2) Donde: AR : área de la ranura ranura (mm2) AR : ancho de la ranura ranura (mm) LR : largo de la ranura (mm)

131


A = 0,0,5π × D × Leñ

Donde: Ag : área lateral de la canastilla (m2) NR : número de ranuras de la canastilla (und) 

Cálculo del diámetro de tubería del cono de rebose y limpieza El rebose se instala directamente a la tubería de limpia que realizar la limpieza y evacuación del agua de la cámara húmeda. La tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro y se calcula mediante la siguiente ecuación:

,   Q  D = 0,0,71 × h ,

Donde: D : diámetro del tubo de rebose y limpia (pulg) Qmh : caudal de la salida de la red de distribución (caudal máximo horario) (l/s) hf : pérdida de carga unitaria (m/m)

Ilustración N° 03.63. Cámara Rompe Presión para red de distribución

2.16.2. VÁLVULA DE CONTROL  Las

  

cámaras donde se instalarán las válvulas de control deben permitir una cómoda construcción, pero además la correcta operación y mantenimiento del sistema de agua, además de regular el caudal en diferentes sectores de la red de distribución. La estructura que alberga será de concreto simple f’c = 210 kg/cm2. Los accesorios serán de bronce y PVC.

Memoria de cálculo hidráulico - La ubicación y cantidad de válvulas de control se determinan con la finalidad de poder aislar un tramo o parte de la red en caso de reparaciones o ampliaciones. En poblaciones concentradas deben proveerse de una válvula de ingreso a la red y en los puntos donde exista un ramal de derivación importante. Se recomienda una sección interior mínima de 0,60 x 0,60 m, tanto por facilidad constructiva como para permitir el alojamiento de los elementos. - El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de mantenimiento.

132


Ilustración N° 03.64. Cámara de válvula de control para red de distribución

Tipos de válvulas de interrupción Son dispositivos hidromecánicos previstos para permitir o impedir, a voluntad, el flujo de agua en una tubería, estas son: a. Válvulas de compuerta Las válvulas de compuerta se usan preferentemente en líneas de agua de circulación ininterrumpida y poca caída de presión. Estas válvulas solo trabajan abiertas o cerradas, nunca reguladas. r eguladas. Las válvulas de compuerta pueden ser de material metálico dúctil y resistente, de asiento elástico y cumplirán las normas. NTP ISO 7259 1998. Válvulas de compuerta de fierro fundido predominantemente predominantemen te operadas con llave para uso subterráneo. NTP ISO 5996 2001. Válvulas Válvulas de compuerta compuerta de fierro fundido fundido 5996:2001. Válvulas Válvulas de compuerta compuerta de fierro fundido. fundido. - NTP ISO 5996:2001. NTP 350.112:2001. Válvulas de compuerta con asiento elástico para sistemas de agua de consumo humano. Se establecen las siguientes prescripciones técnicas adicionales para las válvulas de compuerta: 





-

Presión normalizada: PN ≥ 1,0 MPa.

-

Tipo: De cierre elástico, elástico, eje de rosca rosca interno y cuerpo cuerpo sin acanaladuras. acanaladuras.

-

Paso: Total (sección de paso a válvula abierta ≥ 90% de la sección para el DN).

-

Accionamiento: Accionamiento: Husillo de una pieza pieza y corona mecanizada mecanizada para volante/actuador. volante/actuador. Instalación: Embridada o junta automática flexible.

b. Válvulas de mariposa Se usan para para corte a presiones presiones relativamente relativamente bajas, bajas, fabricadas en hierro fundido y asiento elástico (NTP ISO 10631 1998). Las válvulas de mariposa se deben utilizar cuando el gálibo disponible no permita la instalación de una válvula de compuerta, así como en instalaciones especiales, y siempre que los diámetros de las líneas sean 

superiores a 1”. 

Se establecen establecen las siguientes prescripcione prescripcioness técnicas adicionales: adicionales: -

Presión normalizada: PN ≥ 1,0 MPa. DN ≥ 32 mm

Tipo: De eje centrado y estanqueidad estanqueida d por anillo envolvente de elastómero. Sentido de giro: Dextrógiro Dextrógiro (cierre), (cierre), levógiro levógiro (apertura). (apertura). 133


Accionamiento: Palanca, desmultiplicador manual, o accionador (neumático, eléctrico o hidráulico). Instalación: Embridada. Salvo que existan existan dificultades dificultades para ello, las válvulas válvulas se deben deben instalar con el eje en posición vertical, con el fin de evitar posibles retenciones de cuerpos extraños o sedimentaciones que, eventualmente, pudiera arrastrar el agua por el fondo de tubería dañando el cierre. En una válvula de mariposa utilizada como regulación, debe evitarse la aparición del fenómeno de cavitación, lo que sucede cuando, mantenida una posición de regulación, el valor de la presión absoluta aguas abajo de la válvula es inferior inf erior al valor resultante de la caída depresión en el obturador. Por ello, es necesario conocer, en cada caso, los coeficientes de caudal (Kv) a plena abertura y la curva característica de la válvula (variación de Kv en función de la abertura del obturador). La normativa de referencia es: NTP ISO 10631:1998. Válvulas metálicas de mariposa para propósitos generales. NTP ISO 5752:1998. VALVULAS METALICAS PARA USO EN SISTEMAS DE TUBERIAS DE BRIDAS. Dimensiones entre caras y de cara a eje. -





c. Válvulas de esfera esfera Las válvulas con cuerpo de una sola pieza son siempre de pequeña dimensión y paso reducido. Las válvulas con cuerpo de dos piezas suelen ser de paso estándar. Este tipo de construcción permite su reparación. Las válvulas de tres piezas permiten desmontar fácilmente la esfera, el asiento o el vástago ya que están situados en la pieza central. Esto facilita la limpieza de sedimentos y remplazo de partes deterioradas sin tener que desmontar los elementos que conectan con la válvula. La normativa de referencia es: - NTP 350.098:1997. Válvulas de toma de cobre-cinc y cobre-estaño para conexiones conexiones domiciliarias domiciliarias NTP 350.031:1997. Válvulas de paso de aleación cobre-cinc y cobre-estaño NTP 350.107:1998. Válvulas de paso de aleación cobre-zinc con niple telescópico y salida auxiliar para conexiones conexiones domiciliarias - NTP 399.034:2007. Válvulas de material termoplástico para conexiones domiciliarias de agua potable - NTP 399.165:2007. Válvulas de paso de material termoplástico con niple telescópico y salida auxiliar para conexiones domiciliarias. 

d. Válvulas tipo globo Las válvulas tipo globo permiten la regulación del flujo de agua, además del cierre hermético cuando cuentan con un asiento flexible, y son las normalmente empleadas en las conexiones domiciliarias. Este tipo de válvulas tienen la ventaja de la regulación, pero la desventaja de pérdidas de carga para tener en cuenta en los cálculos hidráulic os.

2.16.3. CONEXIÓN DOMICILIARIA DOMICILIARIA 

  

Cuando el suministro se realice mediante redes de distribución, distribució n, cada vivienda debe dotarse de una conexión predial y de esta conexión cone xión hasta la UBS y el lavadero multiusos. Se debe ubicar al frente de la vivienda y próxima al ingreso principal. El diámetro mínimo de la conexión domiciliaria debe ser de 15 mm (1/2”). La conexión debe contar con los siguientes elementos: - Elementos de toma: toma: mediante mediante accesorios accesorios tipo TEE y reducciones. reducciones. - Elemento de conducción: es la tubería de conducción que empalma desde la transición del elemento de toma hasta la conexión predial, ingresando a ésta con una inclinación de 45°.

134




- Elemento de unión con la instalación interior: para facilitar facilit ar la unión con la instalación interna del predio se debe colocar a partir de la cara exterior de la caja un niple de 0.30 m; para efectuar la unión, el propietario obligatoriamente debe instalar al ingreso y dentro de su predio una llave de control. La conexión domiciliaria se realizará a través de una caja prefabricada de concreto u material termoplástico, e ir apoyada sobre el solado de fondo de concreto.

Ilustración N° 03.65. Conexión domiciliaria

135


2.17. LAVADEROS LAVADEROS Los lavaderos se instalarán tanto en viviendas, como en instituciones públicas y centros educativos de inicial, primaria y secundaria, secundaria, a continuación, continuación, se detallan las consideraciones técnicas a tomar en cuenta para cada uno de ellos. Lavadero para vivienda:

Ilustración N° 03.66. Lavadero para vivienda

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La infraestructura del lavadero está conformada por una batea de concreto con vereda a su alrededor con un punto de agua, que se instalará contiguo a la caseta de la unidad básica de saneamiento dentro del predio. El lavadero es una batea de concreto de sección rectangular, rectangular , sus dimensiones exteriores del lavadero son de 1,20 m de largo x 0,75 m de ancho x 1,35m de altura, utilizando concreto f’c = 210 kg/cm 2; el revestimiento debe ser de mortero con impermeabilizante pulido con cemento color natural y complementado con una vereda de concreto f’c=140kg/cm f ’c=140kg/cm2. La instalación instalación sanitaria incluye incluye accesorios para para agua y desagüe tales como grifo de bronce pesado diámetro de ½”, válvula de control, codos, sumidero de bronce de 2” y



trampa P. Se construirá construir á un lavadero por cada vivienda.

Lavaderos para instituciones instituciones públicas:

Ilustración N° 03.67. Lavadero para instituciones públicas

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La infraestructura del lavadero está conformada por una batea de concreto con vereda a su alrededor con tres puntos de salida de agua que se instalará contiguo a la caseta de la unidad básica de saneamiento dentro del predio. El lavadero de la institución pública es de concreto de sección rectangular, sus dimensiones exteriores del lavadero son de 2,60 m de largo x 0,65 m de ancho x 1,25 m de altura, utilizando concreto f’c =210 kg/cm 2; el revestimiento debe ser de mortero con impermeabilizante y será pulido con cemento color natural y complementado con una vereda de concreto f’c=140kg/cm2. La instalación sanitaria incluye accesorios para agua y desagüe tales como grifo de bronce pesado diámetro de ½”, válvula de control, codos, sumidero de bronce de 2” y



trampa P. El número de lavaderos proyectados proyectad os está relacionado con la cantidad de las unidades básicas de saneamiento (UBS) y estos en función a la cantidad de alumnos.

Lavaderos para instituciones educativas de nivel inicial y primaria 



La infraestructura del lavadero está conformada por una batea de concreto con vereda a su alrededor con tres puntos de salida de agua que se instalará contiguo a la caseta de la unidad básica de saneamiento dentro del predio. El lavadero de la institución educativa de nivel inicial es de concreto de sección rectangular, sus dimensiones exteriores del lavadero para la institución educativa de nivel inicial son de 2,60 m de largo x 0,65 m de ancho x 0,60 m de altura, utilizando concreto f’c =210 kg/cm2; el revestimiento debe ser de mortero con impermeabilizante y será pulido con cemento color natural y complementado con una vereda de concreto

f’c=140kg/cm2 



El lavadero de la institución institució n educativa de nivel primaria es de concreto de sección rectangular, sus dimensiones exteriores del lavadero para la institución educativa de nivel primaria son de 2,60 m de largo x 0,65 m de ancho x 0,75 m de altura, utilizando concreto f’c =210 kg/cm2 y para el murete de apoyo será concreto f’c = 175 kg/cm 2; el revestimiento debe ser de mortero con impermeabilizante y será pulido con cemento color natural y complementado con una vereda de concreto f’c=140kg/cm 2 La instalación sanitaria incluye accesorios para agua y desagüe tales como grifo de bronce pesado diámetro de ½”, válvula de control, codos, sumidero de bronce de 2” y



trampa P. La cantidad de la proyección de lavaderos está relacionada con la cantidad de las unidades básicas de saneamiento (UBS) y estos en función a la cantidad de alumnos.

Ilustración N° 03.68. Lavadero para centro educativo inicial

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2.18. PILETA PUBLICA 

Se construirá 01 pileta pública para 04 viviendas ubicadas en cotas altas donde no se logra llegar con la presión suficiente a las viviendas.

Ilustración N° 03.69. Pileta pública

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La infraestructura está conformada por una conexión de 3/4” (con caja de registro), pileta y pozo de absorción. La pileta pública pública es de sección sección rectangular, rectangular, sus dimensiones dimensiones exteriores exteriores son de 1,6 de de 2 largo x 1,45m de ancho x 1, 00 m de altura, se utilizará concreto f’c =210 kg/cm . La instalación sanitaria incluye accesorios para agua y desagüe, tales como un grifo de bronce pesado (diámetro de 3/4 ”), válvula de control, codos, sumideros de bronce de 2”, trampa “P”. La pileta pública será revestida con mortero e impermeabilizante, impermeabiliza nte, y será pulido con cemento color natural. Se construirá un pozo de absorción de 1,25 x 1,25 x 1,0 m, en la que se llenará de grava con la finalidad de que se infiltre el agua no utilizada.

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2.19. CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA El agua de lluvia es interceptada, colectada y almacenada en depósitos para su posterior uso. De preferencia se utilizará como superficie de captación el techo de la vivienda, siempre y cuando el área sea la suficiente y el material de cobertura sea el recomendado.

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Criterios de diseño Es necesario tener en cuenta los aspectos siguientes: siguientes: 

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Precipitación Precipitac ión en la zona, se debe conocer los datos datos pluviométricos de por lo menos los últimos 10 años, e idealmente de los últimos 15 años, Tipo de material del que está o va a estar construida la superficie superficie de captación, captación, Número de personas beneficiadas, beneficiadas, y Demanda de agua. Este método conocido como: “Cálculo del Volumen del Tanque de Almacenamiento”

toma como base de datos la precipitación media mensual de los 10 o 15 últimos años. Mediante este cálculo se determina la cantidad de agua que es capaz de recolectarse por metro cuadrado de superficie de techo y a partir de ella se determina: -

El área de techo necesaria y la capacidad del tanque de almacenamiento. almacenamient o. El volumen de agua y la capacidad del tanque de almacenamiento almacenamie nto para una determinada área de techo.

Descripción de las estructuras de captación La captación de agua de lluvia para consumo humano a nivel familiar está compuesta por los siguientes elementos: Captación - El techo de la vivienda debe habilitarse para que sea utilizado como superficie de captación del agua de lluvia, - La pendiente del techo no debe ser menor al 5%, ya que debe permitir el escurrimiento del agua hacia las canaletas en el borde del techo, Únicamente los materiales que serán aceptados para emplearse en la construcción de la superficie de captación son: calamina metálica zincada tratada para evitar el óxido, techo ondulado plástico o geomembrana. No se aceptará techos de madera, arcilla, paja, fibrocemento u otros. - Para la recolección del agua de lluvia deben instalarse canaletas, canalet as, las cuáles se ubicarán en los extremos más bajos del techo, - Para la conducción del agua captada, debe instalarse la tubería necesaria para conducir el agua captada hasta el interceptor de las primeras aguas y el tanque de almacenamiento. - Los coeficientes coeficientes de escorrentía escorrentía a ser aplicados aplicados según el material material construido construido del techo son: Tabla N° 03.29. Coeficientes de escorrentía

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MATERIAL Calamina metálica Techo plástico, geomembrana 

COEFICIENTE (C) 0,90 0,90

Recolección y Conducción - Conformada por las canaletas canaletas a instalar en los bordes bordes del techo y que permitirá conducir el agua al depósito de almacenamiento. 139

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural -

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Las canaletas podrán ser de: PVC, metálicas galvanizadas, u otro material que no altere la calidad del agua recolectada. El techo deberá prolongarse hacia el interior de la canaleta como mínimo en un 20% del ancho de la canaleta. El ancho de la canaleta varía de 75 mm a 150 mm. La distancia se debe medir entre la parte superior de la canaleta y la parte baja del techo, y debe ser la menor posible para evitar la pérdida de agua. El máximo tirante de agua en las proximidades del interceptor no deberá ser mayor al 60% de la profundidad efectiva de la canaleta. La velocidad del agua en las canaletas no deberá ser mayor a 1,00 m/s. Para calcular la capacidad de conducción de la canaleta se podrá emplear fórmulas racionales como la de Manning con sus correspondientes coeficientes de rugosidad, acordes con la calidad física del material con que fue construida la canaleta. Las uniones entre canaletas deben ser herméticas y lo más lisas posibles para evitar el represamiento del agua.

Interceptor Conocido también como dispositivo de descarga de las primeras aguas de lluvia, permite retener aquellos materiales que se encontraban sobre el techo al inicio de la lluvia y que no deben llegar al depósito de almacenamiento. interceptor se calcula a razón de 1 litro de agua de lluvia lluvia por metro - El volumen del interceptor cuadrado de área para la captación de agua de lluvia. - Al inicio del tubo de bajada al interceptor deberá existir un ensanchamiento que permita encausar el agua hacia el interceptor sin que se produzca reboses. - El diámetro mínimo del tubo de bajada al interceptor será de 75 mm. - La parte superior del interceptor debe contar con un dispositivo de cierre automático El fondo del interceptor debe contar con grifo o tapón para drenaje de agua luego de concluida la lluvia. El interceptor debe contar con un dispositivo que cierre el ingreso, una vez que se hayan evacuado las primeras aguas de lluvia.

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Depósito de almacenamiento almacenamient o Permite almacenar el volumen de agua de lluvia necesaria para el consumo diario, en especial durante el periodo de sequía. El material de fabricación no debe alterar la calidad del agua agua almacenada y ser impermeable. - El máximo volumen del tanque plástico a utilizar no debe ser mayor a 5000 litros; en caso se necesitase más de un (01) tanque, éstos se interconectarán interconectarán entre sí. - Debe contar con una tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y la luz solar. El modelo del tanque plástico para el almacenamiento almacenamient o de agua debe permitir la limpieza y/o reparación de ser necesarios. - El rebose debe contar con una malla para evitar el ingreso de insectos y/o animales y debe prolongarse para su evacuación lejos de la base del tanque. Para la instalación del depósito de almacenamiento, se debe tener en cuenta que: desinfect ante. - Antes de instalar el tanque se debe lavar el interior con un desinfectante. - La superficie que va a soportar el tanque lleno de agua debe ser totalmente horizontal y sin irregularidades que lo deterioren o deformen. En caso se tenga plataforma de apoyo, el área debe ser mayor que la base de los tanques utilizados. utilizados. - En caso tener tanque de diferente tamaño, la plataforma debe permitir igualar los niveles máximos de llenado de los tanques, de tal forma que no rebose el de menor tamaño. - En caso se utilice más de un tanque plástico, estos deben interconectarse interconect arse para que funcionen por vasos comunicantes 140


Los accesorios necesarios para la instalación son: -

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Sistema de canaletas en el borde del techo Tubo vertical de 2” que recolecta el agua de la canaleta Sistema de interceptor de agua con ingreso y salida de 2” Reducción de 2” a ½” para el ingreso al depósito de almacenamiento Válvula de entrada ½” y válvula flotador o similar para el cierre del agua Conexión de salida de 1” con su válvula Conexión de rebose de 2”

Válvula de paso para interrumpir la entrada del agua en caso se necesite reparación o lavado del depósito de almacenamiento. Unión Universal.

Memoria cálculo hidráulico a. Primer Método: Determinación del volumen de almacenamiento mínimo necesario para cubrir la demanda en de captación, para ello es necesario cumplir lo siguiente: 

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Requisitos Previos: Registro de lluvias de los últimos 10 años, promedio mensual Número de personas que habitan en la vivienda a atender - Determinar el tipo de material de la infraestructura que sirva para la captación del agua de lluvia (ver Tabla N° 03.29). Las canaletas solamente pueden ser plásticas, cuyo material no se degrade y altere la calidad del agua recolectada. Criterios de Diseño: - Calcular el promedio de la precipitación mensual, con el registro de 10 años, al final debe trabajarse con los promedios de cada mes (columna A de la Tabla N° 03.30).

 +  1 PP = 10 × ∑∑ P  P+  ⋯ P

Donde: PP : precipitación precipitació n promedio del mes analizado en 10 años consecutivos (mm) Pi : precipitación precipitació n del mes analizado de 10 años consecutivos (mm) -

Calcular el volumen almacenado mensualmente según el área de captación, para el presente ejemplo se considera 50 m 2 (columna B de la Tabla N° 03.30).

V = Ce ∗ S ∗ 1000P

Donde: Va : volumen mensual captado en m 3/mes (columna B de la Tabla N° 03.30) Ce : coeficiente de escorrentía (según Tabla N° 03.29) S : superficie estimada de captación (m 2) Pi : precipitación precipitación mensual del mes “i” (mm) de un periodo de 10 años -

Calcular el almacenamiento almacenamiento acumulado acumulado mensual (columna C del Tabla Tabla N° 03.30). o Se realiza el cálculo acumulado de forma mensual de los volúmenes almacenados.

141


Tabla N° 03.30. Cálculo del volumen de almacenamiento A MES JUL AGO SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN -

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PRECIPITACIÓN (mm) 115.20 98.20 95.60 85.60 65.30 80.50 105.30 110.20 115.20 125.60 135.20 122.20

B C D E F ABASTECIMIENTO DEMANDA (m3) DIFERENCIA (m3 /mes) (m3) PARCIAL ACUMULADO PARCIAL ACUMULADO 5.18 5.18 4.65 4.65 0.53 4.42 9.60 4.65 9.30 0.30 4.30 13.91 13.91 4.50 13.80 0.10 3.85 17.76 4.65 18.45 -0.69 2.94 20.70 4.50 22.95 -2.25 3.62 24.32 4.65 27.60 -3.28 4.74 29.06 4.65 32.25 -3.19 4.96 34.02 4.20 36.45 -2.43 5.18 39.20 4.65 41.10 -1.90 5.65 44.85 4.50 45.60 -0.75 6.08 50.94 4.65 50.25 0.69 5.50 56.43 4.50 54.75 1.68

Calcular la demanda de agua estimada, en base a la cantidad de personas atendidas en la vivienda y la dotación de 30 l/hab.d por mes (Columna D de la Tabla N° 03.30).

 l 1m Dj = 5 hab × 30 hab.días ×31días× 1000 l = 4,65 m

Calcular la demanda acumulada de agua para consumo estimada (Columna E de la Tabla N° 03.30). Calcular la diferencia diferencia del abastecimiento acumulado y la demanda acumulada (C – E) (Columna F de la Tabla N° 03.30). Debe seleccionarse el valor máximo y mínimo de la Columna “F”, cuyos valores

absolutos deben sumarse para estimar el volumen de almacenamiento de la vivienda. -

V = V  V = 1.683.28 = 4.96 m

Para el caso analizado el volumen es 5 m3, ya que se seleccionan tanques de polietileno para el almacenamiento, se utilizan 2 tanques de 2 500 litros.

Ilustración N° 3.70. Captación de agua de lluvia en techos

142


CAPITULO IV. DISPOSICIÓN SANITARIA DE EXCRETAS 1. SISTEMAS SIN ARRASTRE HIDRÁULICO 1.1. UBS-HSV – Unidad Básica de Saneamiento de Hoyo Seco Ventilado a. Aspectos generales Sistema para la disposición sanitaria de excretas sin arrastre hidráulico, que permite el confinamiento de excretas, orina y papel de limpieza anal en un hoyo ubicado bajo una losa y caseta. Una vez lleno el hoyo, la caseta sobre ella, debe trasladarse a otra ubicación. La taza especial que se utiliza permite que las excretas y orina caigan directamente dentro del hoyo. El material de fabricación de la caseta debe ser liviano y resistente para favorecer su reubicación. Para el aseo personal y de lavado de manos se considera otra caseta separada que incluya una ducha y un lavadero multiusos, este ambiente debe ser fijo ya que no es necesario su reubicación. b. Aplicabilidad En aquellas situaciones en donde los criterios técnicos, económicos y culturales de las comunidades a atender permitan su sostenibilidad, dentro de estos criterios debe cumplirse lo siguiente: 

Disponibilidad de agua; la dotación de agua para el diseño depende de la región geográfica donde se ubica el proyecto, para ello debe utilizarse las dotaciones según las tablas N° 04.01 y en aquellos lugares en donde el abastecimiento sea por agua de lluvia debe considerarse la Tabla N° 04.02.

Tabla N° 04.01. Dotación de agua para sistemas sin arrastre hidráulico REGIÓN GEOGRÁFICA COSTA SIERRA SELVA

DOTA DOTACI CI N para para UBS-H UBS-HSV SV (l/hab.d) 60 50 70

Tabla N° 4-02. Dotación de agua por tipo de abastecimiento TECNOLOGÍA NO CONVENCIONAL AGUA DE LLUVIA 

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DOTACI N (l/hab.d) 30

Nivel Freático; cuando el nivel del acuífero acuífer o se encuentra a una profundidad igual o mayor a cuatro (04) metros medidos desde la superficie del suelo. Pozo de agua para consumo humano, el sistema de disposición de excretas debe ubicarse a una cota por debajo y a una distancia mayor de veinticinco (25) metros del pozo de agua. Zona Inundable, la zona del proyecto no debe ser inundable en ninguna época del año. Disponibilidad de terreno, de existir suficiente espacio para soluciones individuales, se debe implementar cada caseta con ducha y lavadero con su propia zona de infiltración, caso contrario, se debe proyectar una zona de infiltración común para varias casetas. Suelo expansivo, el suelo no debe tener esta característica, ya que es probable que impida la infiltración de líquidos. Facilidad de excavación, la permeabilidad del suelo se encuentra asociada a su consistencia y dureza, un suelo rocoso o semirocoso es difícil de excavar por lo que su

143


permeabilidad es reducida, es por ello, que si el suelo es fácil de excavar se debe optar por esta solución. Suelo fisurado, debe analizarse adecuadamente el suelo de la zona de estudio, un suelo fisurado debe acondicionarse, ya que los líquidos infiltrados pueden llegar rápidamente a un acuífero. Suelo permeable, el suelo debe permitir la filtración filtració n de las aguas grises, de su análisis se determina el uso de un Pozo de Absorción (PA) o una Zanja de Percolación (ZP), el consultor debe determinar las dimensiones de acuerdo con las condiciones técnicas del lugar. Posibilidad de vaciar el depósito de excretas, para esta solución, no se contempla el vaciado del hoyo donde se almacenan las excretas, ya que al llenarse el hoyo debe clausurarse, posteriormente debe excavarse un nuevo hoyo en el lugar donde se va a reubicar la caseta. Aprovechamiento de excretas, esta solución de saneamiento no contempla el aprovechamiento aprovechamiento de las excretas. Papel blando para limpieza anal, el uso de papel higiénico es recomendado para este tipo de solución de saneamiento. Gastos de mantenimiento, mantenimient o, Este tipo de solución de saneamiento es la que menos costos de operación tiene, de optarse por esta alternativa, debe comunicarse adecuadamente a las familias beneficiarias. beneficiarias. Aceptabilidad de la solución, es cuando la familia acepta la solución de saneamiento saneamient o seleccionada seleccionada por el proyecto.

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c. Disposición Disposición final de excretas excretas y aguas grises grises Las aguas grises provenientes provenient es de la ducha y lavadero multiusos son captadas y conducidas hacia la zona de infiltración, el mismo que puede ser un Pozo de Absorción (PA) o una Zanja de Percolación (ZP), su selección depende del resultado del test de Percolación y la disponibilidad de espacio en la zona de implementación. En el caso de las excretas y la orina, estas se acumulan en un hoyo habilitado bajo la losa o plataforma que soporta la caseta principal del presente sistema. Al alcanzar la capacidad máxima del hoyo debe clausurarse. Como parte del proceso de clausura del hoyo, debe habilitarse un nuevo hoyo en una ubicación cercana para reubicar la caseta principal, y previo a su uso debe clausurarse el hoyo lleno, es por ello, que el material de fabricación de la caseta principal debe ser liviano, pero a la vez resistente, para aprovecharse al 100% durante el proceso de reubicación. reubicación. d. Criterios de diseño d.1. Requisitos previos Como requisitos previos se deben considerar los siguientes: 

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La fuente de agua debe debe otorgar una dotación dotación según la Tabla N° 04.01, o al menos menos la de la Tabla N° 04.02. La profundidad del del nivel freático freático debe ser igual igual o mayor a cuatro (04) metros de la superficie del suelo. El hoyo que almacena las excretas debe ubicarse como mínimo a seis (06) metros de distancia de la vivienda. De existir un pozo pozo de agua, el hoyo hoyo para las excretas excretas y la zona de infiltración infiltración para las aguas grises, deben ubicarse como mínimo a veinticinco (25) metros del pozo de agua y a un nivel por debajo de éste. La caseta para el aseo personal puede ser anexa a la vivienda, siempre y cuando su zona de infiltración se ubique a seis (06) metros como mínimo de la vivienda.

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El hoyo y la zona de infiltración deben ubicarse en una zona alta que no sea vulnerable de quedar inundada por agua de lluvia. El test de percolación percolación de la zona de infiltración debe debe registrar tiempos tiempos menores menores de 12 minutos. Al excavarse el hoyo, debe identificarse el tipo de suelo para determinar si es necesario una protección interna por un posible desmoronamiento. En caso se requiera de una protección interna por desmoronamiento, debe mantenerse el área útil según cálculo y al mismo tiempo la pared debe permitir filtración lateral hacia afuera de hoyo. La caseta para aseo personal debe ser definitiva, definitiva , ya que no requiere reubicarse, y debe incluir la ducha en la parte interna y un lavadero multiusos en la parte externa. La caseta principal para la taza especial debe ser definitiva, pero de ubicación temporal, el material de construcción debe ser resistente y liviano, de tal forma que permita su reubicación en el futuro, éste solo debe incluir la taza especial para la disposición de excretas.

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d.2. Componentes La UBS-HSV contempla 2 casetas separadas, una de ellas, la principal, contiene la taza especial y una segunda para el aseo personal, ésta última debe contener un sistema complementario para la disposición de las aguas grises, los componentes son los siguientes: 

Caseta Principal para la Taza Especial: De construcción definitiva, resistente y liviana, su instalación es temporal ya que debe reubicarse cuando el hoyo alcanza su altura máxima, se instala sobre una losa o estructura que sirva de piso y ésta a su vez sobre el hoyo, contiene únicamente la taza especial para la disposición adecuada de excretas y orina. Debe incluirse un sistema que permita separar la losa sin el uso de herramientas o en su defecto poder trasladarse caseta y losa unidos. La taza especial es fabricada en losa vitrificada o plástico reforzado, en forma similar a la taza de inodoro, la misma que permite que las excretas y la orina caigan directamente al hoyo debajo de la losa, este aparato incluye un asiento para un cómodo uso y debe ser de un material que no lastime al usuario.

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

Caseta para el aseo personal: De construcción definitiva ya que no se reubica, contiene la ducha y externamente un lavadero multiusos, su ubicación debe ser de preferencia anexa a ella. Sistemas complementarios complementarios para la Disposición Disposición Final Final de efluentes: efluentes: Compuesto por un sistema de infiltración (Pozo de Absorción o Zanja de Percolación) o de requerirse aprovechar el efluente para regar, este puede tratarse (Humedal o Biojardinera). Para seleccionar uno de los dos (02) tipos de infiltración debe desarrollarse un test de percolación del suelo para determinar el nivel de permeabilidad, al mismo tiempo que se identifica la profundidad del nivel freático de como mínimo cuatro (04) metros de profundidad. El aprovechamiento del efluente se obtiene a partir del diseño de un Humedal, la cual trata las aguas grises, para que posteriormente sean utilizadas en el riego de áreas verdes o zonas agrícolas.

d.3. Diseño de Hoyo para la acumulación de excretas Debe cumplir los siguientes requisitos:

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



Debe tener un diámetro diámetro mínimo de de un (01) metro, en caso caso sea de sección sección circular, por otro lado, de ser una sección cuadrada la dimensión debe ser como mínimo de un (01) metro por lado. De ser posible, debe poseer poseer una geometría cilíndrica, cilíndrica, de tal forma que permita permita estabilidad y evite el colapso. La profundidad como máximo debe ser de dos (02) metros, procurando tener mucho cuidado en el momento de la excavación ante posibles desmoronamientos. Para el cálculo del volumen del hoyo se debe realizar lo siguiente:

V = V × N×T

Donde: Vh = Volumen requerido del hoyo (m). Va = Velocidad de acumulación de sólidos (m 3/hab. año) de acuerdo a la siguiente tabla. N = Número de personas que utilizan los servicios T = Tiempo o periodo de vida útil del hoyo (años)

Tabla N° 04.03. Tasa de acumulación de excretas TIPO DE LIMPIEZA Limpieza con agua o papel higiénico Limpieza con papel grueso u hojas Limpieza con material voluminoso

TASA TASA DE DE ACUM ACUMUL ULAC ACII N DE EXCRETAS (m3 /hab.año) 0,04 – 0,05 0,05 – 0,06 0,04 – 0,05

e. Especificaciones Especificaciones Técnicas Técnicas e.1. Caseta para la Taza T aza Especial  Sobre la Caseta debe cumplirse lo siguiente: La caseta debe ser prefabricada, prefabricada , cuyo material debe cumplir lo siguiente: 2 o Resistencia a la compresión: como mínimo 70 kg/m o Resistencia a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo o o Ser modular modular y permitir permitir una una construcción construcción rápida o El diseño debe ser desmontable para una fácil reubicación, dicho proceso no debe demandar reemplazo de materiales. o Fácil transporte, transporte, ya que es liviana liviana pero muy resistente resistente o Ser impermeable o No decolorarse con la exposición directa al sol o Ser ignífugo o No permitir la adherencia y crecimiento de hongos o Ser aislante térmico o La estructura que se construya construya debe tener una resistencia resistencia sísmica igual o mayor a la de una estructura en mampostería de ladrillo. o No debe oxidarse El área útil de la caseta es de 1,20 m2, con un ancho mínimo de 1,00 metro y una altura de pared de caseta de 2,00 metros en los cuatro (04) lados. El espesor de las paredes depende del material de fabricación y de las recomendaciones del fabricante, siempre y cuando se cumpla lo requerido en especificaciones especificaciones técnicas del material. No debe utilizar pernos en el armado. La unión de paredes con techo o paredes con el piso debe impedir el flujo de aire o agua o el ingreso de insectos. 

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Al interior de la caseta debe colocarse un soporte de papel para la limpieza anal. El interior de la caseta debe contar con la instalación de un punto de iluminación en el techo además de un interruptor en la pared a 1,20 metros de altura. Debe considerarse considerarse un sistema de de fijación fácil fácil que no necesite herramientas, herramientas, para un fácil desmontaje de la caseta cuando llegue el momento de la reubicación de la caseta sobre un nuevo hoyo. El tubo de ventilación se instala por fuera de la caseta preferentemente preferenteme nte de color negro.

Ilustración N° 04.01. Planta de la Caseta Especial para UBS con Hoyo Seco Ventilado

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Sobre la losa se debe cumplir lo siguiente: En el caso que la losa sea de concreto armado: Las dimensiones dimensiones son: 1,10 1,10 metros de ancho, ancho, 1,30 metros metros de fondo y 0,10 metros de espesor. La textura del piso acabado debe ser lisa. Debe habilitarse en el eje más largo de la losa, un agujero que coincida con el agujero interior de la base de la taza especial, dicho agujero debe ubicarse a 0,50 metros medidos desde el frente de la losa. Debe habilitarse un agujero en el eje más largo de la losa de 0,10 metros de diámetro y a 0,05 metros del fondo de la losa, para colocar el tubo de ventilación 

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de 4”.

En el caso que la losa sea de material prefabricado: Las dimensiones son: 1,10 metros de ancho, 1,30 metros de fondo y el espesor depende del tipo de material y las recomendaciones del fabricante. La textura del piso interior debe ser lisa. Debe cumplir lo siguiente: - El diseño debe permitir una reubicación previo desmontaje sin perder materiales en el proceso - Fácil transporte - Liviana y altamente altamente resistente Tener una resistencia a la compresión igual o mayor a una losa de concreto - Tener una resistencia resistencia al impacto impacto igual o mayor mayor a una losa de concreto - Ser impermeable - No decolorarse con la exposición directa al sol - Ser ignífugo - No permitir la adherencia y crecimiento de hongos - Ser aislante térmico La estructura que se construya construya debe tener una resistencia resistencia sísmica igual o mayor a la de una losa de concreto. - No debe oxidarse

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Debe contener un aguajero que coincida con el agujero interior de la base de la taza especial, dicho agujero debe ubicarse a 0,50 metros medidos desde el frente de la losa. Debe contener un agujero en el eje más largo de la losa de 0,10 metros de diámetro y a 0,05 metros del fondo f ondo de la losa, para colocar el tubo t ubo de ventilación. Se recomienda que la taza especial sea prefabricada y que tenga un sistema de de fijación a la losa prefabricada para su fácil instalación. La losa debe fijarse fijarse a la caseta prefabricada fácilmente. La reubicación de la losa y caseta prefabricada debe poder realizarse unidas, para ello el peso de la estructura no debe ser excesivo, la rigidez de la estructura debe mantenerse aún después de la reubicación.

Sobre la Taza Especial Especial Debe cumplir los siguientes requisitos: La taza especial se instala dentro de la caseta, sobre el eje eje del hoyo, de tal forma que permita que las excretas caigan directamente y se acumulen en el fondo de forma uniforme. El material de fabricación puede ser de de granito, losa vitrificada o plástico reforzado en forma de inodoro sin tanque. En el modelo modelo de inodoro, inodoro, debe tener una una apertura en su base en forma de óvalo, óvalo, con un eje mayor de 0,35 metros y eje menor de 0,25 metros. Debe fijarse fijarse firmemente firmemente a la losa y sellarse a la misma. misma. Debe colocarse una tapa cuando no se encuentre en uso La superficie externa de la taza no debe lastimar al usuario cuando la use. La superficie superficie interna debe debe ser lisa, lisa, de tal forma que facilite la limpieza. limpieza. La resistencia de la taza debe debe ser la suficiente suficiente para resistir resistir a una persona persona adulta. 

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Ilustración N° 04.02. Taza especial

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Sobre la puerta se debe cumplir cumplir lo siguiente: siguiente: Debe instalarse instalars e en el frente de la caseta. Tener un ancho de 0,70 metros y 1,80 metros de alto incluido el marco. Debe tener pestillos en ambos lados de la puerta.   

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Sobre el techo de la caseta se debe cumplir cumplir lo siguiente: Ser fabricado fabricado en calamina calamina galvanizada galvanizada tratada para evitar el el óxido. Se debe instalar sobre una estructura estructur a de madera u otro material que lo mantenga fijo en la parte superior de la caseta y manteniendo la inclinación necesaria.

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El cálculo de la pendiente para su instalación depende del tipo de material del techo y la intensidad de lluvia de la zona, para ello se debe utilizar la siguiente tabla.

Tabla N° 04.04. Pendiente mínima de techo según tipo de material utilizado INTENSIDAD DE LLUVIA EN LA ZONA SIN LLUVIAS (REDUCIDA)

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MATERIAL UTILIZADO EN EL TECHO CALAMINA 5%

LLUVIAS MODERADAS

20%

LLUVIAS INTENSAS

30%

De utilizarse un techo de calamina del tipo estructural, estructur al, se puede obviar la estructura de madera base, siempre y cuando se demuestre que este sistema se puede mantener en la misma posición durante todo el tiempo de uso.

Sobre la ventilación del hoyo se debe cumplir lo siguiente: Se ubica en la parte posterior de la Caseta de la Taza Especial, justo en el eje de la losa, de forma vertical y por fuera de ella. Debe ser de PVC y de color negro. En zonas calurosas, calurosas , debe tener un diámetro de 110 mm. En zonas frías, debe tener un diámetro de 160 mm. Incluirse un un sombrero sombrero de ventilación en todos los casos. casos. Colocar una abrazadera en la tubería de ventilación para fijarse a la parte posterior de la caseta y a una altura de 1,80 metros del suelo. La tubería de ventilación debe sellarse en su unión con la losa.

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e.2. Caseta de Aseo Personal Personal debe cumplirse cumplirse lo siguiente:  Sobre la caseta para Aseo Personal La caseta de ser prefabricada debe cumplir lo siguiente: compresión: como mínimo 70 kg/m 2 - Resistencia a la compresión: - Resistencia a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo - Ser modular y permitir una construcción construcc ión rápida - Fácil transporte, transporte, ya que es liviana liviana pero muy resistente resistente - Ser impermeable - No decolorarse con la exposición directa al sol - Ser ignífugo - No permitir la adherencia y crecimiento de hongos - Ser aislante térmico La estructura que se construya construya debe tener una resistencia resistencia sísmica igual o mayor a la de una estructura en mampostería de ladrillo. - No debe oxidarse La caseta debe contener la ducha en la parte interior y en la parte externa un lavadero multiusos. - Debe ubicarse anexa a la vivienda para un fácil acceso. El área útil de la caseta es de 1,00 m2, con un ancho mínimo de 1,00 metro y una altura de 2,00 metros en los cuatro (04) lados. Debe contener los accesorios para la ducha completos, una llave de ducha, un brazo de ducha y difusor de ducha, el brazo de lluvia debe ser horizontal y como mínimo de 0,30 metros de largo. 

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Ilustración N° 04.03. Caseta para aseo personal

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Debe incluirse una cortina de 1,70 metros que proteja la puerta del agua, cuando el usuario realiza su aseo personal. El lavadero multiusos debe colocarse en una de las paredes laterales laterale s de la caseta de aseo personal y por fuera de ella, con base en piso o adosada a la pared. El lavadero multiusos puede ser de concreto o plástico reforzado, en cuyo caso debe ser resistente a la intemperie y poder soportar un peso mínimo de 40 kg. Para el caso de una caseta prefabricada, las tuberías de agua y desagüe deben sujetarse a la pared por dentro de la caseta en ambos casos se deben utilizar abrazaderas. Para el caso de que la pared fuese en mampostería, mampostería , las tuberías deben ir empotradas dentro de la pared.

Sobre la losa se debe cumplir lo siguiente: En el caso que la losa sea de concreto armado: Las dimensiones son: 1,10 metros de ancho, 1,10 metros de fondo y 0,10 metros de espesor. La textura del piso acabado debe ser lisa. El registro de la ducha debe ubicarse en el medio de la losa. 

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En el caso que la losa sea de material prefabricado: Las dimensiones son: 1,10 metros de ancho, 1,30 metros de fondo y el espesor depende del tipo de material y las recomendaciones del fabricante. La textura del piso interior debe ser lisa. Debe cumplir lo siguiente: - El diseño debe permitir una reubicación previo desmontaje sin perder materiales en el proceso - Fácil transporte - Liviana y altamente altamente resistente Tener una resistencia a la compresión igual o mayor a una losa de concreto - Tener una resistencia resistencia al impacto impacto igual o mayor mayor a una losa de concreto - Ser impermeable - No decolorarse con la exposición directa al sol - Ser ignífugo - No permitir la adherencia y crecimiento de hongos - Ser aislante térmico La estructura que se construya debe debe tener una resistencia resistencia sísmica igual o mayor a la de una losa de concreto.

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No debe oxidarse Debe contener un aguajero aguajero en el medio de la losa para el registro de la ducha. ducha. La losa debe fijarse fijarse a la caseta prefabricada fácilmente. La reubicación de la losa y caseta prefabricada prefabric ada debe poder realizarse unidas, para ello el peso de la estructura no debe ser excesivo, la rigidez de la estructura debe mantenerse aún después de la reubicación. -

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Sobre la puerta se debe cumplir cumplir lo siguiente: siguiente: La puerta debe instalarse en el frente de la caseta. Tener un ancho de 0,70 metros y 2,00 metros de alto incluido el marco. Tener un espesor del marco como máximo de 0,05 metros entre ambos lados. lados. Debe tener pestillos en ambos lados de la puerta. Debe instalarse una cortina en el interior que proteja la puerta para evitar que ésta se moje y se deteriore.     

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Sobre el techo de la caseta se debe cumplir cumplir lo siguiente: Ser fabricado en calamina galvanizada tratada tratad a para evitar el óxido. Se debe instalar sobre una estructura estructur a de madera u otro material que lo mantenga fijo en la parte superior de la caseta y manteniendo la inclinación necesaria. El cálculo de la pendiente para su instalación depende del tipo de material del techo y la intensidad de lluvia de la zona, para ello se debe utilizar la Tabla N° 04.04. De utilizarse un techo de calamina del tipo estructural, estructur al, se puede obviar obviar la estructura de madera base, siempre y cuando se demuestre que este sistema se puede mantener en la misma posición durante todo el tiempo de uso.

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1.2. UBS-COM: Unidad Unidad Básica de Saneamiento Saneamient o Compostera Composter a de Doble Cámara a. Aspectos generales Sistema de disposición sanitaria de excretas sin arrastre hidráulico, el cual permite el almacenamiento almacenamiento de las excretas generadas durante su uso, al mismo tiempo t iempo que permite eliminar los organismos patógenos por ausencia de humedad, alta temperatura y ausencia de oxígeno, las excretas adecuadamente secas pueden utilizarse como mejorador de suelos. Por otro lado, la taza especial con separador de orina permite conducir la orina hacia un sistema de almacenamiento, infiltración o tratamiento posterior. b. Aplicabilidad En aquellas situaciones en donde los criterios técnicos, económicos y culturales de las comunidades a atender permitan su sostenibilidad, dentro de estos criterios debe cumplirse: Disponibilidad de agua, la dotación de agua depende de la región geográfica en donde se ubica el proyecto, para ello debe utilizarse las dotaciones para sistemas de letrinas sin arrastre hidráulico según la Tabla N° 04.01, y en aquellos lugares en donde el abastecimiento sea por agua de lluvia, debe considerarse la Tabla N° 04.02. El nivel freático freátic o se encuentra a una distancia menor a 4 metros del nivel del suelo. De existir un pozo de agua para consumo humano, el sistema de filtración debe ubicarse a una cota por debajo y a una distancia menor de 25 metros del pozo de agua. Zona Inundable, la zona del proyecto no debe ser inundable. Disponibilidad de terreno, de existir suficiente espacio para soluciones individuales, se debe implementar tantas zonas de filtración como soluciones de saneamiento se proyecten, caso contrario al no existir la suficiente disponibilidad de terreno, se debe optar por conectar más de una solución de saneamiento a una sola zona de infiltración. Suelo expansivo, expansivo, el el tipo de suelo si presenta presenta esta característica. Facilidad de excavación, si el suelo es difícil de excavar, es recomendable esta opción. Suelo fisurado, debe analizarse adecuadamente el suelo de la zona de estudio, un suelo fisurado debe acondicionarse. acondicionarse. Suelo permeable, si el suelo presenta tiempos de filtración sobre 12 minutos, es recomendable este tipo de solución. Posibilidad de vaciar el depósito de excretas, esta solución contempla el vaciado del hoyo, ya que las cámaras son reutilizables. Aprovechamiento de excretas, esta solución de saneamiento contempla el aprovechamiento aprovechamiento de las excretas. Papel blando para limpieza anal, no es recomendable arrojar el papel higiénico dentro de la cámara, ya que ocupa volumen de excretas. Gastos de mantenimiento, Este tipo de solución de saneamiento es la que presenta costos de operación mayores, por el uso de un producto deshidratador de excretas como es la cal viva, de optarse por esta alternativa, debe comunicarse adecuadamente a las familias beneficiarias. beneficiarias. Aceptabilidad de la solución, tal vez el criterio más importante de todos es cuando la familia beneficiaria acepta la solución de saneamiento seleccionada por el proyecto.

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c. Disposición final de aguas grises y excretas Dependiendo de la permeabilidad del suelo, las aguas grises provenientes de la ducha y lavadero multiusos se pueden infiltrar en el suelo directamente o con un tratamiento previo, la permeabilidad del terreno es calculada mediante un test de percolación y los sistemas

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de infiltración a utilizar, pueden ser entre un Pozo de Absorción (PA) o una Zanja de Percolación (ZP). La orina es separada de las excretas y puede aprovecharse por separado para mejorador de suelos, caso contrario se mezcla con las aguas grises para infiltrarse o tratarse en conjunto con fines de riego. El manejo adecuado de las excretas es de responsabilidad de cada fami lia, siendo inclusive también la decisión de su aprovechamiento o eliminación posterior, para ello debe contar con la asesoría de la organización comunal a cargo de la operación del sistema. d. Criterios de diseño d.1. Requisitos previos Como requisitos previos se deben considerar los siguientes: 

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La fuente de agua debe otorgar una dotación mínima según la Tabla N° 04.01, o al menos la de la Tabla N° 04.02. La profundidad del nivel freático debe ser menor a cuatro (04) metros de la superficie del suelo. De existir un pozo de agua, la zona de infiltración infiltració n para las aguas grises debe ubicarse como mínimo a veinticinco (25) metros del pozo de agua y a un nivel por debajo de éste. La zona de infiltración infiltra ción debe ubicarse en una zona alta que no sea vulnerable de quedar inundada por agua de lluvia. El test de percolación de la zona de infiltración infiltra ción debe registrar tiempos mayores de 12 minutos. La UBS-COM puede instalarse anexa a la vivienda, con las compuertas de las cámaras hacia el exterior para facilitar su operación, o en todo caso en una zona alta cercana a la vivienda, de tal forma que no se acumula agua cerca de las cámaras. Las cámaras pueden pueden ser construidas construidas con ladrillo, ladrillo, concreto, bloques bloques de hormigón o ser prefabricadas, en cualquier caso, debe asegurar el almacenamiento seguro de las excretas, permitir su secado, evitando la filtración de humedad hacia el interior de la cámara, asimismo debe soportar el peso de la persona que lo use. La UBS-COM se encuentra conformado en su parte inferior por dos cámaras independientes que almacenan las excretas y el material secante, cada cámara posee tres aberturas: i) para el ingreso de las excretas a través de la taza especial, ii) para la ventilación con una tubería de 4” y iii) para la extracción de las excretas según lo siguiente: En el caso que la UBS-COM se ubique sobre el nivel del terreno, la abertura es o de 0,50 x 0,50 m 2 y es por donde se extraen las excretas secas al cabo de 2 años en promedio, incluye una tapa removible que evita la salida de olores o ingreso de animales o insectos. o En el caso que la UBS-COM se ubique de forma semienterrada, la abertura debe permitir extraer las excretas secas al cabo de 2 años en promedio, debe incluir una tapa removible que evite olores o ingreso de animales e insectos. Las cámaras deben ser accesibles para facilitar su mantenimiento, limpieza y extracción de excretas secas (compost). Las excretas almacenadas en las cámaras que han sido adecuadamente tratadas evitando la humedad con el material secante recomendado, pueden ser empleados por la familia para fines agrícolas, siempre y cuando así lo hayan aceptado caso contrario deberán ser eliminadas eliminadas adecuadamente. adecuadamente.

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Debe incluir una taza especial que permita la separación de la orina y su conducción hacia el lugar destinado para su recolección y posterior tratamiento o disposición final. Debe incluir un lavatorio, un urinario, una ducha y un lavadero multiusos. multiusos . Para la eliminación de las aguas grises y orina, se considera un PA en caso el tipo de suelo permita la infiltración y cuyo diseño depende de los resultados de un test de percolación; caso contrario, si el tipo de suelo no es tan permeable, se considera el uso de un Humedal antes de su aprovechamiento en riego.

d.2. Componentes El diseño de la presente UBS-COM debe contemplar los siguientes elementos: 

Caseta para la taza especial: Ambiente que alberga alberga la taza taza con separador de orina, orina, el el urinario, urinario, la ducha, lavadero multiusos y el lavatorio, permitiendo el uso de los servicios al mismo tiempo que otorga seguridad, privacidad y comodidad a los usuarios. La taza especial con separador de orina es fabricada en losa vitrificada o plástico reforzado, es un aparato sanitario prefabricado que permite separar la orina y las excretas para tratarlos independientemente antes de su aprovechamiento o disposición final. Los aparatos sanitarios que se incluyen dentro de la caseta son: una ducha, un lavatorio, un lavadero multiusos y un urinario, para el adecuado uso del servicio higiénico.

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Sistema de tratamiento: Compuesto por 2 cámaras contiguas e independientes que se utilizan de forma alternada y es en donde se almacenan las excretas sin orina que, gracias al uso de material secante, permite deshidratarlas; cada cámara tiene una abertura para la ventilación, otra abertura para el ingreso de las excretas y una última de mayor tamaño para la extracción de las excretas secas procesadas. Sistemas complementarios complementarios para la Disposición Disposición Final Final de Líquidos: Líquidos: Compuesto por 2 formas de infiltración de los líquidos, estos pueden ser Pozo de Absorción o Zanja de Percolación, en ambos casos es obligatorio el desarrollo de un test de percolación del suelo para determinar determinar la permeabilidad de este. En todos los casos el nivel freático f reático debe encontrarse a 4 metros de profundidad. profundidad.

d.3. Cámara compostera Su función principal es la de almacenar las excretas para deshidratarlas por la ausencia de humedad y alta temperatura, al mismo tiempo que elimina los patógenos presentes en ellas. Su implementación puede ser en ladrillo, concreto o material prefabricado, en todos los casos la operación debe ser la misma. Considera el uso de 2 cámaras independientes que trabajan trabaja n alternadamente, en donde el tiempo promedio de uso continuo de una cámara es de dos (02) años (un año de operación y un año sellado), sin ingreso de excretas adicionales, antes que sea vaciada para volverse a utilizar. En caso de que las cámaras sean construidas in situ, debe cumplirse con los siguientes requisitos:

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Las paredes de las cámaras deben construirse construir se dejando 0,075 m libres en todo el perímetro de la losa inferior. Las paredes serán construidas con ladrillo y serán protegidas tanto en su cara interna como externa, de tal forma que evite el paso de humedad. En la parte posterior de cada cámara se debe ubicar una ventana para la extracción extracc ión de las excretas, que luego deben ser cubiertas por tapas removibles. Las cámaras deben tener una losa de techo cuyas dimensiones soporten el peso de una persona y de los aparatos sanitarios y la caseta en el caso las cámaras se construyan sobre piso.

En caso de que las cámaras sean prefabricadas, deben cumplirse con los siguientes requisitos: Las cámaras deben ser independientes y su volumen se calcula de la misma forma que el método convencional. El material de fabricación fabricac ión de la cámara debe ser resistente a su contacto directo con las excretas y los gases producidos durante su tratamiento, asimismo debe ser impermeable y ser resistente durante el procedimiento procedimiento de extracción de las excretas tratadas, mayor detalle en las especificaciones técnicas. Las cámaras prefabricadas, deben de tener una apertura para el ingreso de excretas, otra para la ventilación. ventilación. 

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El cálculo del volumen de las cámaras se debe realizar de la siguiente manera: El volumen requerido por cada cámara se calcula por la multiplicación multiplicac ión del factor de volumen por el número de personas que utilizarán la UBS-COM, se estima un periodo de diseño de un año como mínimo (tiempo de vida útil proyectado para la cámara antes de su clausura). Volumen interno/útil interno/út il de una cámara:

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V = f ∗ N ∗ F

Donde: Vc : volumen requerido para una retención de excretas por un período de tiempo determinado. f : factor de seguridad al objeto de tener un 75% de la cámara llena al cabo del mismo período de tiempo. N : número de personas usuarias de la UBS-COM Fv : factor de volumen donde 3 - Se debe estimar como mínimo 0,20 m residuos/año contemp la la reducción de volumen por la acción de los - Ese valor mínimo ya contempla microorganismos en ese plazo. El volumen volumen útil de la cámara se define define según según lo siguiente: 3 Volumen mínimo: 1,10 m . Volumen máximo 2,23 m3.

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 

Conociendo el volumen útil de las cámaras, las dimensiones de esta serán las siguientes:

Tabla N° 04.05. Dimensiones para la obtención de volúmenes cercanos al máximo estipulado para una cámara ANCHO (m) 1,30 1,20

LARGO (m) 1,70 1,50

ALTO (m) 1,00 1,10

La altura será siempre un valor en el entorno de 1m para cualquier volumen de cámara.

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Tabla N° 4-06. Dimensiones de las paredes TIPO DE PARAMENTO Espesor Losa Inferior Espesor Pared Interior (entre cámaras) Espesor Pared Exterior

VALOR MÍNIMO (m) 0,100 0,150 0,075

Se recuerda que las paredes deben quedar retranqueadas 0,075 m con respecto a la losa inferior

Ilustración N° 04.04. Perspectiva de cámaras composteras de esta UBS-COM

e. Especificaciones Especificaciones Técnicas Técnicas e.1. Caseta  Sobre la Caseta debe cumplirse con lo siguiente: Se aceptan dos (02) modelos de UBS-COM, un tipo con cámaras sobre el nivel del terreno (Tipo 1) y un segundo modelo con las cámaras semienterradas (Tipo 2). Sobre el modelo Tipo 1: 1: tiene unas dimensiones útiles de 2,20 x 1,60 1,60 m 2. Sobre el modelo Tipo 2: tiene unas dimensiones útiles de 1,90 x 2,20 m 2, en ambos casos construidos en mampostería (paredes de ladrillo). ladrillo). La altura de las paredes es de 2,15 metros en ambos casos, medidos desde el nivel del piso interior. Dentro de cada cada tipo de caseta se ubica ubica la Taza Taza Especial, Especial, acceso a las dos (02) cámaras, un urinario, un lavatorio y una ducha. La puerta de acceso a la caseta debe tener un ancho de 0,70 metros y una altura de 2,00 metros, la misma que se ubica en la pared frontal de la caseta. Sobre la ventilación ventilación en la caseta, esta es a través de espacios libres debajo del techo de la caseta, el cual tiene malla mosquitero para evitar el ingreso de insectos. La caseta puede ser prefabricada, prefabric ada, siempre y cuando se demuestre lo siguiente: o Resistencia a la compresión: compresión: como mínimo 70 kg/m 2 o Resistencia a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo o Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo o Ser modular y permitir una construcción construcc ión rápida transporte, ya que es liviana liviana pero muy resistente resistente o Fácil transporte, o Ser impermeable o No decolorarse con la exposición directa al sol o Ser ignífugo o No permitir la adherencia y crecimiento de hongos o Ser aislante térmico 

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La estructura que se construya construya debe tener una resistencia sísmica sísmica igual o mayor a la de una estructura en mampostería de ladrillo. o No debe oxidarse Debe mantenerse en todo momento el área útil interna y permitir la ubicación o de los aparatos sanitarios ya mencionados. Para la iluminación, la caseta debe contar con ventanas altas cuyas dimensiones no deben afectar la privacidad del usuario, según los planos del Anexo correspondiente. El piso de la caseta debe ser de concreto, sobre el cual se debe instalar los aparatos sanitarios. El espesor de la losa de concreto será mayor a 0,10 metros con acabado de cemento pulido. El agujero sobre la cámara que no se encuentre en uso debe ser sellado con mortero, mientras que la taza especial que se coloca sobre el otro agujero debe tener una tapa y asiento. o

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Ilustración N° 04.05. Caseta de UBS-COM de mampostería o prefabricada

e.2. Cámaras Composteras Deben habilitarse o construirse dos (02) cámaras que trabajen alternadamente, de tal modo que mientras una está en operación la otra se encuentra sellada, solamente debe almacenar las excretas, deben cumplir los siguientes requisitos: 

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Dependiendo del tipo de modelo de caseta, las cámaras estarán por debajo de la caseta o parcialmente dentro de ella. Debe presentar una abertura para la instalación instalació n de la taza especial o el asiento con separador de orina, una tubería para la ventilación y una compuerta para la extracción de las excretas secas. La orina no debe caer en el interior de la cámara, por lo que debe existir un sistema que la conduzca hacia una zona de infiltración o almacenamiento para su posterior tratamiento. Las cámaras se deben construir en mampostería mamposter ía de ladrillo, sin embargo, también pueden ser prefabricadas, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos: Resistencia a la compresión: compresión: como mínimo 70 kg/m 2 o 157

Norma Técnica de Diseño: Opciones Tecnológicas para Sistemas de Saneamiento en el Ámbito Rural o o o o o o o o o o

o o

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Resistencia a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo Ser modular y permitir una construcción construcc ión rápida Fácil transporte, transporte, ya que es liviana liviana pero muy resistente Ser impermeable No decolorarse decolorar se con la exposición directa al sol Ser ignífugo No permitir la adherencia y crecimiento crecimient o de hongos Ser aislante térmico La estructura que se construya debe tener una resistencia sísmica igual o mayor a la de una estructura en mampostería de ladrillo. No debe oxidarse Debe mantenerse en todo momento el área útil interna y permitir la ubicación de los aparatos sanitarios ya mencionados. mencionados.

La tapa o cubierta de la cámara debe cubrir por completo la cámara, de tal forma que se evite el escape de los gases producidos en el interior.

e.3. Aparatos sanitarios  Sobre la Taza con Separador de Orina Debe cumplir los siguientes requisitos: El material de fabricación fabricac ión puede ser de granito, losa vitrificada o plástico reforzado, en dichos casos su forma debe parecerse al asiento de un inodoro convencional, salvo algunas modificaciones que permitan separar la orina. Debe incluir un separador de orina, al que deben acceder tanto adultos, como niños, varones y mujeres, cuando defequen y orinen al mismo tiempo. Debe de unirse herméticamente herméticament e a la cámara en operación, de tal forma que impida el ingreso de insectos o salida de malos olores. El depósito de orina de la taza especial debe conectarse al lugar de disposición final de aguas grises, que depende del tipo de solución seleccionada, a través de una tubería de PVC de 2 ”. El hoyo de la taza especial debe ser de 35 cm aproximadamente, debiendo calzar en lo posible con el hoyo de la cámara compostera en uso. El material de la taza especial debe ser resistente, resistente , de fácil limpieza y de una textura tal que no lastime a los usuarios cuando sea utilizada. La resistencia de la taza especial debe permitir reubicarla a la siguiente cámara sin dañarla, cada vez que se inicie el uso de la siguiente cámara. 

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Ilustración N° 04.06. Taza con separador de orina

 Urinario

Debe cumplir con los siguientes requisitos: El material de fabricación fabricac ión puede ser de losa vitrificada o plástico reforzado. 

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Debe ser para el uso exclusivo de varones, niños, adolescentes o adultos, evitando así que para orinar se sienten en la taza especial. Se debe conectar a la manguera o tubería que viene de la taza especial, de tal forma de tener un solo conducto de orina. Para los casos en donde se recolecte la orina, se debe usar recipientes recipiente s de 20 litros de capacidad, de boca angosta y tapa roscada, de tal forma de evitar su derrame cuando sean trasladados. Para el aprovechamiento aprovechamient o de la orina se debe seguir el siguiente procedimient procedimiento: o: Almacenar la orina en los bidones bidones descritos, por un período de 2 a 3 meses meses o para su posterior aplicación en cultivos, dado su alto contenido de nitrógeno que la hace factible para su uso en la agricultura, o Estimar la producción de orina entre 400 a 500 l/hab.año (33 a 42 l/hab. mes), siendo pues el tiempo de llenado de un bidón de 20 l, para una familia de 6 personas, de aproximadamente aproximadamente de 2 días, o Diluir la orina con agua para rebajar el pH, en una proporción 1:2 a 1:5. o En lugar del recipiente indicado, la orina podrá conducirse por gravedad a una caja de registro y de allí a una zanja de percolación o pozo de absorción para su infiltración en el terreno.

Ilustración N° 04.07. Urinario

e.4. Ventilación La ventilación permite evacuar los gases producidos en las cámaras hacia el exterior de la UBS-COM de tal forma de evitar que los gases salgan por la taza especial y generen incomodidad a los usuarios dentro de la caseta. En el caso la cámara sea construida en el lugar, debe cumplir con los siguientes requisitos: requisitos: 

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El conducto se debe adosar a la pared posterior de la caseta de la UBS-COM por medio de abrazaderas o similares. La junta del conducto de ventilación con la losa debe sellarse con una mezcla de cemento y arena en proporción de una medida de cemento por cinco de arena. La tubería de ventilación debe ser de PVC de 4” y preferentemente de color negro. En la parte superior del conducto de ventilación, se debe instalar un sombrero de ventilación ventilación para la protección frente a las inclemencias del tiempo.

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1.3. UBS-ZIN - Unidad Básica Básica de Saneamiento Compostera para Zona Inundable a. Aspectos generales Sistema de disposición sanitaria de excretas sin arrastre hidráulico, el cual permite el almacenamiento de las excretas generadas durante su uso, al mismo tiempo que permite eliminar los organismos patógenos por ausencia de humedad, alta temperatura y ausencia de oxígeno, las excretas adecuadamente secas pueden utilizarse como mejorador de suelos. Por otro lado, la taza especial con separador de orina permite conducir la orina hacia un sistema de almacenamiento, infiltración o tratamiento posterior. Lo diferente de este sistema con otros similares es que se instala en una comunidad que permanente o temporalmente se encuentra inundada. b. Aplicabilidad La presente alternativa de saneamiento se aplica en las situaciones en donde los criterios técnicos, económicos y culturales de las comunidades a atender permitan su sostenibilidad, dentro de estos criterios debe cumplirse: 

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Disponibilidad de agua, la dotación de agua depende de la región geográfica en donde se ubica el proyecto, para ello debe utilizarse las dotaciones para sistemas de letrinas sin arrastre hidráulico según la Tabla N° 04.01, y en aquellos lugares en donde el abastecimiento sea por agua de lluvia, debe considerarse la Tabla N° 04.02. El nivel freático es variable, sin embargo, la zona es inundable permanente o temporalmente. De existir un pozo de agua para consumo humano, es relativa su distancia ya que es muy difícil bajo una condición de zona inundable inundab le poder abastecerse de un pozo cercano. Zona Inundable, la zona del proyecto es inundable. Disponibilidad de terreno, esta característica caracterís tica determina si es que es una solución familiar o multifamiliar por el espacio disponible disponible para su instalación. Aceptabilidad de la solución, tal vez el criterio más importante de todos es cuando la familia beneficiaria acepta la solución de saneamiento seleccionada por el proyecto.

c. Disposición final de aguas grises y excretas Las aguas grises provenientes de la ducha y lavadero multiusos y orina se deben tratar en un humedal antes de su vertimiento en el cuerpo de agua. El manejo adecuado de las excretas es de responsabilidad de cada fami lia, siendo inclusive también la decisión de su aprovechamiento o eliminación posterior, para ello debe contar con la asesoría de la organización organización comunal a cargo de la operación del sistema. d. Criterios de diseño d.1. Requisitos previos Como requisitos previos se deben considerar los siguientes: 

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La fuente de agua debe otorgar una dotación mínima según la Tabla N° 04.01, o al menos la de la Tabla N° 04.02. El nivel freático es variable, sin embargo, la zona es inundable permanente o temporalmente.

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En el caso de almacenar excretas, se mantendrán los cálculos de volumen como una cámara compostera, de la misma forma se deben utilizar dos cámaras para utilizarse alternadamente. alternadamente. Las cámaras deben ubicarse a un nivel que no sea alcanzado por el nivel de las aguas, en periodos de estiaje y avenida y de lluvias intensas periódicas. La caseta y las cámaras deben mantener una integralidad, es por ello, por lo que de la misma forma debe mantenerse aislado del nivel de agua que se acumulen por debajo de ella, incluso en épocas de mayor cantidad de lluvias. Debe tratarse las aguas residuales antes de verterla al cuerpo receptor en aquellas épocas de inundación. Si la zona es inundable por temporadas, las aguas grises tratadas deben aprovecharse en riego o infiltrarse, en ningún caso se deben verter sobre el nivel del suelo directamente. Las excretas almacenadas en las cámaras adecuadamente adecuadament e operadas pueden ser empleados por la familia para fines agrícolas o simplemente eliminarse de forma controlada de tal forma de no contaminar el medio ambiente. Debe incluir incluir una taza especial especial con separador separador de orina orina que permita permita la separación separación de la orina para destinarla a un posterior tratamiento o disposición final. Debe incluir además de la taza con separador de orina, un lavadero multiusos, un urinario y una ducha. Las cámaras deben ser accesibles para facilitar su mantenimiento, limpieza y extracción de excretas secas (compost). Las excretas almacenadas en las cámaras que han sido adecuadamente tratadas evitando la humedad con el material secante recomendado, pueden ser empleados por la familia para fines agrícolas, siempre y cuando así lo hayan aceptado caso contrario deberán ser eliminadas eliminadas adecuadamente. adecuadamente. Debe incluir una taza especial que permita la separación de la orina y su conducción hacia el lugar destinado para su recolección y posterior tratamiento o disposición final. Debe incluir un lavatorio, un urinario, una ducha y un lavadero multiusos.

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d.2. Componentes El diseño de la presente UBS-ZIN debe contemplar los siguientes elementos: Caseta para la taza especial : Ambiente que alberga la taza con separador de orina, el urinario, la ducha, lavadero multiusos y el lavatorio, su fabricación puede ser de material prefabricado, siempre y cuando se cumplan los requisitos exigidos en las especificaciones técnicas en cuanto al material, además de impedir que el agua de la zona inundable ingrese a las cámaras de excretas. Sistema de tratamiento: Compuesto por dos (02) cámaras independientes prefabricadas que se utilizan de forma alternada para el almacenamiento de las excretas para deshidratarlas con material secante; cada cámara tiene ventilación, otra abertura para el ingreso de las excretas y una última de mayor tamaño para la extracción de las excretas secas. Sistema complementario de tratamiento: Compuesto por un Humedal o Biojardinera que permite darle un tratamiento a la orina y aguas grises antes de su eliminación.

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d.3. Cámaras composteras Su función principal es la de almacenar las excretas para secarlas, al mismo tiempo que elimina los patógenos presentes en ellas, gracias a que son conservadas en un ambiente cerrado y a una temperatura alta y constante. Considera el uso de dos (02) cámaras independientes y contiguas que trabajan alternadamente, en donde el tiempo promedio de uso continuo de una cámara es de dos (02) años (1 año de operación y 1 año sellado, sin ingreso de excr etas adicionales), antes que sea vaciada para volverse a utilizar. Deben cumplirse con los siguientes requisitos: 

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Las cámaras deben ser independientes y su volumen se calcula de la misma forma que el método convencional. El material de fabricación fabricación de la cámara cámara debe ser resistente resistente a su contacto contacto directo con las excretas y los gases producidos durante su tratamiento, asimismo debe ser impermeable y ser resistente durante el procedimiento de extracción de las excretas tratadas. Las cámaras composteras deben de tener una apertura para el ingreso de excretas, otra para la ventilación. La extracción de lodos, dependiendo del tipo de cámara, puede retirarse por una puerta especial lateral y de no existir esta se realizaría por la parte superior.

El cálculo del volumen de las cámaras se debe realizar de la siguiente manera: El volumen requerido por cada cámara se calcula por la multiplicación multiplicac ión del factor de volumen por el número de personas que utilizarán la UBS-ZIN, se estima un periodo de diseño de un año como mínimo (tiempo de vida útil proyectado para la cámara antes de su clausura). Volumen interno/útil de una cámara:

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V = 43 ∗ N ∗ F

Donde: Vc : Volumen requerido para una retención de excretas por un período de tiempo determinado. 4/3 : Factor de seguridad al objeto de tener un 75% de la cámara llena al cabo del mismo período de tiempo. N : Número de personas usuarias de la UBS Fv : Factor de volumen donde Se debe estimar como mínimo 0,20 m 3 residuos/año Ese valor mínimo ya contempla la reducción de volumen por la acción de los microorganismos en ese plazo. El volumen útil de la cámara se define según lo siguiente: Volumen mínimo: 1,10 m3. Volumen máximo 2,23 m3.  

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e. Especificaciones Especificaciones Técnicas Técnicas e.1. Caseta  Sobre la Caseta debe cumplirse con lo siguiente: Dentro de cada cada tipo de caseta se ubica ubica la Taza Taza Especial, Especial, acceso a las dos (02) cámaras, un urinario, un lavatorio y una ducha. La puerta de acceso a la caseta debe tener un ancho de 0,70 metros y una altura de 2,00 metros, la misma que se ubica en la pared frontal de la caseta. 

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Sobre la ventilación ventilación en la caseta, esta es a través de espacios libres debajo del techo de la caseta, el cual tiene malla mosquitero para evitar el ingreso de insectos. El material de la caseta es prefabricado, siempre y cuando se demuestre lo siguiente: compresión: como mínimo 70 kg/m 2 o Resistencia a la compresión: o Resistencia Resistenci a a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo o Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo construcc ión rápida o Ser modular y permitir una construcción o Fácil transporte, transporte, ya que es liviana liviana pero muy resistente resistente o Ser impermeable o No decolorarse con la exposición directa al sol o Ser ignífugo o No permitir la adherencia y crecimiento de hongos o Ser aislante térmico La estructura que se construya construya debe tener una resistencia resistencia sísmica igual o o mayor a la de una estructura en mampostería de ladrillo. o No debe oxidarse o Debe mantenerse en todo momento el área útil interna y permitir la ubicación de los aparatos sanitarios ya mencionados. Para la iluminación, la caseta debe contar con ventanas altas cuyas dimensiones no deben afectar la privacidad del usuario.

e.2. Cámaras Composteras Deben habilitarse o construirse dos (02) cámaras que trabajen alternadamente, de tal modo que mientras una está en operación la otra se encuentra sellada, solamente debe almacenar las excretas, deben cumplir los siguientes requisitos: 

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Dependiendo del tipo de modelo de caseta, las cámaras estarán por debajo de la caseta o parcialmente dentro de ella. Debe presentar una abertura para la instalación de la taza especial o el asiento con separador de orina, una tubería para la ventilación y una compuerta para la extracción de las excretas secas. La orina no debe caer en el interior de la cámara, por lo que debe existir un sistema que la conduzca hacia una zona de infiltración o almacenamiento para su posterior tratamiento. Las cámaras se deben construir en mampostería de ladrillo, sin embargo, también pueden ser prefabricadas, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos: o Resistencia a la compresión: compresión: como mínimo 70 kg/m 2 o Resistencia a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo o o Ser modular y permitir una construcción construcc ión rápida Fácil transporte, transpo rte, ya que es liviana liviana pero muy resistente o o Ser impermeable o No decolorarse decolorar se con la exposición directa al sol o Ser ignífugo o No permitir la adherencia y crecimiento crecimie nto de hongos o Ser aislante térmico o No debe oxidarse Debe mantenerse en todo momento el área útil interna y permitir la ubicación de o los aparatos sanitarios ya mencionados. mencionados. La tapa o cubierta de la cámara debe cubrir por completo la cámara, de tal forma que se evite el escape de los gases producidos en el interior.

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e.3. Aparatos sanitarios  Sobre la Taza con Separador de Orina Debe cumplir los siguientes requisitos: El material de fabricación fabricació n debe ser de plástico reforzado y su forma debe parecerse al asiento de un inodoro convencional, salvo algunas modificaciones que permitan separar la orina. Debe incluir un separador de orina, al que deben acceder tanto adultos, como niños, varones y mujeres, cuando defequen y orinen al mismo tiempo. Debe de unirse herméticamente herméticament e a la cámara en operación, de tal forma que impida el ingreso de insectos o salida de malos olores. El depósito separador de orina debe conectarse al lugar de disposición final de aguas grises, que depende del tipo de solución seleccionada, a través de una 

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tubería de PVC de 2”. 

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El hoyo de la taza especial debe ser de 35 cm aproximadamente, aproximadam ente, debiendo calzar en lo posible con el hoyo de la cámara compostera en uso. El material de la taza especial debe ser resistente, resistente , de fácil limpieza y de una textura tal que no lastime a los usuarios cuando sea utilizada. La resistencia de la taza especial debe permitir reubicarla a la siguiente cámara sin dañarla, cada vez que se inicie el uso de la siguiente cámara.

Ilustración N° 04.08. Taza con separador de orina

 Urinario

Debe cumplir con los siguientes requisitos: El material de fabricación fabricac ión debe ser de plástico reforzado. Debe ser para el uso exclusivo de varones, niños, adolescentes o adultos, evitando así que para orinar se sienten en la taza especial. Se debe conectar a la manguera o tubería que viene de la taza especial, de tal forma de tener un solo conducto de orina. Para los casos en donde se recolecte la orina, se debe usar recipientes recipiente s de 20 litros de capacidad, de boca angosta y tapa roscada, de tal forma de evitar su derrame cuando sean trasladados. Para el aprovechamiento aprovechamient o de la orina se debe seguir el siguiente procedimient procedimiento: o: o Almacenar la orina en los bidones bidones descritos, por un período de 2 a 3 meses meses para su posterior aplicación en cultivos, dado su alto contenido de nitrógeno que la hace factible para su uso en la agricultura, o Estimar la producción de orina entre 400 a 500 l/hab.año (33 a 42 l/hab. mes), siendo pues el tiempo de llenado de un bidón de 20 l, para una familia de 6 personas, de aproximadamente de 2 días, o Diluir la orina con agua para rebajar el pH, en una proporción 1:2 a 1:5.  

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Ilustración N° 04.09. Urinario

e.4. Ventilación La ventilación permite evacuar los gases producidos en las cámaras hacia el exterior de la UBS-COM de tal forma de evitar que los gases salgan por la taza especial y generen incomodidad a los usuarios dentro de la caseta, debe cumplir con los siguientes requisitos: 

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El conducto se debe adosar a la pared posterior de la caseta de la UBS-COM por medio de abrazaderas o similares. La tubería de ventilación debe ser de PVC de 4” y preferentemente de color negro.

En la parte superior del conducto de ventilación, se debe instalar un sombrero de ventilación ventilación para la protección frente a las inclemencias del tiempo.

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2.

SISTEMA CON ARRASTRE HIDRÁULICO

2.1. UBS-TSM - Unidad Básica de Saneamiento Saneamiento de Tanque Séptico Séptico Mejorado Mejorado a. Aspectos Generales Sistema para la disposición adecuada de excretas con arrastre hidráulico, el mismo que incluye un dispositivo prefabricado para el tratamiento primario, diseñado bajo la norma IS.020 Tanque Séptico, el cual consiste en la separación de los sólidos y líquidos presentes en el agua residual que ingresa a dicha unidad. El agua residual ingresa a través de una tubería de PVC de 4”, los sólidos decantan en el interior almacenándose almacenándose en el fondo de la unidad, la parte líquida sale nuevamente a través de una tubería de 2” por el lado opuesto de la entrada al dispositivo; los sólidos retenidos en el fondo se degradan hasta convertirse en líquido al cabo de 18 meses, éstos son extraídos mediante la apertura de una válvula de PVC de 2”. La textura del lodo digerido es fluida, tanto que puede filtrarse dentro de una caja habilitada para tal efecto. Los líquidos antes de salir hacia la zona de filtración pasan por un filtro, que permite mejorar aún más su calidad antes de ser filtradas en el suelo. Los aparatos sanitarios que incluye esta solución son: inodoro, urinario, lavatorio y ducha dentro del ambiente y un lavadero multiusos fuera de la caseta. El efluente tratado debe ser eliminado en una zona de infiltración, previamente evaluada o puede ser aprovechada a través del uso de un Humedal. b. Aplicabilidad En aquellas situaciones en donde los criterios técnicos, económicos y culturales de las comunidades a atender permitan su sostenibilidad, dentro de estos criterios deben cumplirse los siguientes: 

Disponibilidad de agua, la dotación de agua para diseño depende de la región geográfica donde se ubica el proyecto, para ello, debe utilizarse las dotaciones para sistemas de saneamiento con letrinas de arrastre hidráulico según la siguiente tabla.

Tabla N° 04.07. Dotación de agua para sistemas con arrastre hidráulico REGIÓN GEOGRÁFICA COSTA SIERRA SELVA 

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DOTACIÓN (l/hab.d) 90 80 100

Nivel freático, freático, cuando el nivel nivel superior superior del acuífero se encuentra a una profundidad profundidad igual igual o mayor a 4 metros medidos desde la superficie del suelo. Pozo de agua para consumo humano, el sistema de saneamiento debe ubicarse a una cota por debajo y a una distancia mayor de 25 metros del pozo de agua. Zona Inundable, la zona del proyecto no debe ser inundable. Disponibilidad Disponibilidad de terreno, de existir suficiente espacio, se considera considera desarrollar soluciones individuales con sus propias zonas de filtración, caso contrario, se debe optar por conectar más de una solución de saneamiento a una zona de infiltración. Suelo expansivo, el tipo de suelo no debe ser expansivo. Facilidad de excavación, la permeabilidad del suelo se encuentra asociada a su consistencia y dureza, un suelo rocoso o semirocoso es difícil de excavar por lo que su

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permeabilidad es reducida, es por esto que si el suelo es fácil de excavar se debe optar por esta solución. Suelo fisurado, debe analizarse adecuadamente el suelo de la zona de estudio, un suelo fisurado debe acondicionarse para optar por soluciones con sistemas de infiltración moderada, caso contrario debe optarse por soluciones secas. Suelo permeable, el suelo debe permitir la filtración filtrac ión del efluente producido, producido, pero debe de cumplirse que el tiempo estimado de percolación según el test, no debe de exceder de 12 minutos, de dicho análisis se determina el uso de un Pozo de Absorción (PA) o una Zanja de Percolación (ZP). Posibilidad de vaciar el depósito de excretas, los sólidos digeridos y transformados transform ados en lodo, son purgados mediante la apertura de una válvula cada 18 meses. Aprovechamiento de excretas, esta solución de saneamiento no contempla el aprovechamiento de las excretas, ya que el lodo digerido es tan fluido que en la caja de lodos termina por infiltrarse en el suelo. Papel blando para limpieza anal, el uso de papel higiénico es recomendado para este tipo de solución de saneamiento, pero no deben ser eliminados por el inodoro. Gastos de mantenimiento, mantenimient o, Este tipo de solución de saneamiento utiliza agua para su funcionamiento, pero a su vez, el mantenimiento del tanque séptico mejorado no tiene costo, ya que solamente depende de la apertura de una válvula. Aceptabilidad de la solución, el criterio más importante de todos es cuando la familia beneficiaria acepta la solución de saneamiento seleccionada por el proyecto.

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c. Disposición final de las aaguas guas grises, el efluente tratado y del lodo tratado El tanque séptico mejorado, puede instalarse de 2 formas, en una de ellas solamente produce agua residual y en la segunda, produce tanto agua residual como aguas grises, siendo ellas las siguientes: c.1. Forma de instalación completa, cuando todos los aparatos sanitarios sanitarios se conectan a un colector principal de 4”, el cual permite tratar el 100% del agua residual producida a

través del tanque séptico mejorado y su posterior eliminación por infiltración. Bajo esta forma de instalación el tanque séptico mejorado, sólo puede atender a la cantidad de personas demostradas en los cálculos con el uso de la norma IS.020 tanque séptico, para el volumen del dispositivo utilizado. c.2. Forma de instalación parcial, cuando el tanque séptico mejorado recibe sólo el agua residual del inodoro y las aguas grises de los demás aparatos sanitarios, son conducidos directamente a la zona de filtración. Bajo esta forma de instalación el tanque séptico mejorado, sólo puede atender a la cantidad de personas demostradas en los cálculos con el uso de la norma IS.020 tanque séptico, para el volumen del dispositivo utilizado. Por otro lado, el lodo tratado es eliminado a través de la caja de lodos, y solamente durante la purga del dispositivo de tratamiento, cada 18 meses de uso de este y mediante la apertura de una válvula. La zona de infiltración es seleccionada según la permeabilidad del suelo, previa realización de un test de percolación, dicha zona, debe recibir ya sea sólo el agua residual tratada o su mezcla con las aguas grises, dicha zona de infiltración puede ser un PA o ZP. d. Criterios de Diseño d.1. Requisitos previos Como requisitos previos se deben considerar los siguientes:

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Previo a la selección de una una tecnología de arrastre hidráulico, debe confirmarse que la fuente de agua otorga una dotación según la Tabla N° 04.06. El nivel freático debe encontras encontrase e a una profundidad igual o mayor a 4 metros de la superficie del suelo. La estructura del tanque tanque séptico mejorado mejorado puede instalarse instalarse anexa a los servicios servicios higiénicos o a la vivienda. El tanque séptico mejorado mejorado debe instalarse instalarse con la parte superior superior del techo a 0,05 metros sobre el nivel del terreno. t erreno. La caseta de la UBS-TSM puede ubicarse anexa a la vivienda. La zona de infiltración debe ubicarse como mínimo a 6 metros de la vivienda. De existir un pozo de agua, la zona de infiltración debe ubicarse como mínimo a 25 metros del pozo y a un nivel por debajo de éste, al mismo tiempo, mantener la distancia definida hacia la vivienda. La zona de infiltración infiltració n debe ubicarse en una zona alta que no sea susceptible de quedar inundada por agua de lluvia. El tipo de infiltración infiltra ción debe seleccionarse seleccionar se por la permeabilidad del suelo determinada por un test de percolación y por su desnivel al encontrarse por debajo de la ubicación de la caseta. El test de percolación de la zona de infiltración infiltrac ión debe registrar tiempos menores a 12 minutos.

d.2. Componentes La UBS-TSM debe contemplar los siguientes elementos: Caseta: Ambiente que alberga alberga los aparatos sanitarios y permite permite el uso de de los los servicios servicios de forma segura, privada y cómoda a los usuarios, puede ser construido en mampostería, madera, adobe o material prefabricado. Los aparatos sanitarios instalados en su interior son: una ducha, urinario, inodoro y lavatorio dentro de la caseta y un lavadero multiusos fuera de la caseta para el adecuado uso del servicio higiénico. Tanque Séptico Mejorado : Fabricado en material prefabricado y diseñado bajo la Norma IS.020 Tanque Séptico y cuya función es la de separar los líquidos y sólidos de las aguas residuales. La caja de registro que se instale permite la inspección de la tubería de desagüe, su uso es obligatorio en el caso la distancia entre el tanque séptico y la zona de infiltración sea mayor a los 15 metros o se tuviera que salvar algún cambio de pendiente brusco del terreno, puede ser construida en el lugar o ser prefabricada. La caja de lodos permite la filtración del lodo tratado del tanque séptico mejorado cuando se realiza el mantenimiento cada 12 a 18 meses, puede ser construido en mampostería o prefabricado. prefabricado. Sistemas complementarios complementarios para la Disposición Final de Líquidos: Compuesto por dos tipos de sistemas de infiltración de los efluentes, los tipos de infiltración son Pozo de Absorción (PA) y Zanja de Percolación (ZP), en ambos casos para su selección es obligatorio el desarrollo de un test de percolación del suelo para determinar su permeabilidad. permeabilidad.

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d.3. Tanque Séptico Mejorado Fabricado en material prefabricado y diseñado bajo la norma IS.020 Tanque Séptico, permite el tratamiento primario de las aguas residuales para su posterior eliminación por infiltración en el suelo o su aprovechamiento siempre y cuando el efluente sea nuevamente tratado mediante un Humedal. Debe cumplir con los siguientes requisitos: 

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Diseñado bajo la norma IS.020 Tanque Séptico, el cual debe quedar demostrado vía reconocimiento del ente rector. De material prefabricado. prefabricado. El diseño debe permitir la estanqueidad estanqueid ad del dispositivo. El flujo debe ser ser vertical de flujo ascendente. Debe permitir el ingreso de las aguas residuales residuales provenientes provenientes de los servicios higiénicos instalados y la salida sólo de la parte líquida de las aguas residuales. Alcanzar un nivel de remoción de coliformes fecales de un 90% como mínimo, quedando demostrado a través de los resultados emitidos por un laboratorio acreditado por INACAL. Incluir un sistema de tuberías interno interno que permita el ingreso y salida salida de líquidos. líquidos. Incluir un material filtrante antes de la salida del efluente con un material que otorgue como mínimo 400 m 2/m3 de superficie específica de contacto para la adherencia de una capa microbiana. Incluir un sistema sistema de purga purga de lodos lodos con control control manual. manual. Incluir una tapa de cierre hermético. Incluir un sistema que permita el desatoro en caso exista un uso inapropiado por parte de los usuarios. Espacio de acumulación de sólidos para su posterior digestión. Diseño que permita una adecuada purga de lodos del fondo del dispositivo. Se priorizará aquellos aquellos sistemas sistemas que incluyan incluyan enzimas que favorezcan favorezcan el tratamiento de las aguas residuales y que permitan un óptimo inicio de tratamiento de la unidad.

e. Especificaciones Especificaciones Técnicas Técnicas e.1. Caseta La caseta permite albergar la ducha, inodoro y lavatorio y externamente el lavadero multiusos. Construida en mampostería o material prefabricado, a continuación, se listan las características que deben de tener ambos tipos de caseta: Las dimensiones dimensiones interiores interiores útiles de la caseta son son de 1,80 x 1,80 m 2. En caso de ser la pared de mampostería, el espesor de esta debe ser de 0,10 m, La altura mínima interna de la caseta es de 2,15 metros en sus cuatro (04) paredes. La caseta se construye sobre una losa de concreto cuyo espesor es de 10 cm. La zona de la ducha debe impermeabilizarse de tal forma de evitar el ingreso de humedad, o en su defecto un material impermeable que garantice que el agua no ataque la pared de la caseta. Las paredes externas deben tarrajearse e impermeabilizarse para evitar la absorción de humedad por lluvia. Alrededor de la caseta debe construirse una vereda de 0,30 metros de espesor por los laterales y parte posterior de la caseta, por el frente la vereda debe ser de 1,00 metro, sobre la cual de instalará el lavadero multiusos.

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En caso la caseta sea prefabricada, debe cumplirse con lo siguiente: El material prefabricado a emplearse emplearse debe permitir permitir lo siguiente: siguiente: o Resistencia a la compresión: compresión: como mínimo 70 kg/m 2 

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Resistencia a la compresión igual o mayor al muro de ladrillo o Resistencia al impacto igual o mayor al muro de ladrillo o Ser modular y permitir una construcción construcc ión rápida Fácil transporte, transpo rte, ya que es liviana liviana pero muy resistente o o Ser impermeable No debe decolorarse con la exposición directa al sol o o Debe ser ignífugo No debe permitir la adherencia y crecimiento crecimient o de hongos o o Debe ser aislante térmico o La estructura que se construya debe tener una resistencia sísmica igual o mayor a la de una estructura en mampostería de ladrillo. o No debe oxidarse El espesor de las paredes depende del material de fabricación y de las recomendaciones del fabricante, siempre y cuando cumplas con las especificaciones especificaciones técnicas detalladas del material. La ventana debe tener una malla mosquitero para evitar el ingreso de insectos. El piso de la caseta puede ser de material prefabricado, pero debe de unirse a las paredes para formar una sola estructura. o

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Ilustración N° 04.10. Vista de planta del UBS-TSM

e.2. Puerta Sobre la puerta se debe cumplir lo siguiente: Debe instalarse instalarse en el frente de la caseta. caseta. Debe tener un ancho de 0,70 metros y una altura de 2,00 metros. Tener un espesor del marco como como máximo de 0,05 0,05 metros entre ambos ambos lados. Debe tener 2 pestillos, dentro y fuera de la puerta para mantenerla cerrada aún sin uso.    

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e.3. Techo Sobre el techo de la caseta se debe cumplir lo siguiente: Ser fabricado en calamina calamina galvanizada galvanizada con protección protección para evitar evitar la corrosión. corrosión. Su instalación debe debe ser sobre una estructura estructura de madera, con anclaje anclaje de los bordes bordes para evitar que el techo se levante con el viento En caso de usar un techo estructural estructura l con calamina o metal tratado, se puede obviar el uso de la estructura de madera, siempre y cuando se demuestre que puede fijarse el techo sin dicha estructura.  

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e.4. Sobre las instalaciones sanitarias se debe cumplir lo siguiente: La tubería de agua debe ser de PVC de ½”, todos los accesorios deben ser de unión rígida. La tubería tubería de desagüe desagüe será de 2” y 4” y con accesorios de unión rígida. Debe incluirse en la instalación de agua fría, una válvula de control general, antes de cualquier aparato sanitario. Debe incluirse un tubo de ventilación de 2” de PVC y en su extremo superior por debajo del techo debe tener un sombrero de ventilación. En el caso de una caseta prefabricada las tuberías pueden colocarse por encima de la caseta y por la parte interior sujeta con abrazaderas. 

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e.5. Aparatos Sanitarios Deben cumplir con los siguientes requisitos: En el caso del inodoro: Fabricado de losa vitrificada o material plástico reforzado, su superficie no debe lastimar al usuario durante su uso, debe ser resistencia y durable. Debe incluir un sistema de cierre hidráulico, para evitar el ingreso de malos olores de la red de desagüe. Permite acoplar un asiento en melanina o plástico que no lastime al usuario durante su uso. Debe incluir un tanque para el almacenamiento almacenamient o de agua y un sistema de descarga incluido. Debe ser anclado al piso y debidamente sellado. Debe ser de modelo modelo económico, económico, con un gasto máximo de 4.8 litros litros por vez por vaciado. Su instalación sanitaria debe incluir un codo de ventilación. 

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En el caso del lavatorio y lavadero multiusos: Fabricado de losa losa vitrificada o material material plástico, plástico, siempre y cuando cuando su superficie no lastime al usuario durante su uso. El material debe ser resistente resistent e a los instrumentos y procedimiento procedimient o de limpieza recomendado. El tamaño del lavatorio debe permitir únicamente el lavado de manos, para otros usos se debe usar el lavadero multiusos. El tamaño del lavadero multiusos debe permitir el lavado y restregado de ropa y de utensilios. Debe conectarse conectarse al sistema sistema de agua, agua, a través de una tubería de abasto, pero la la descarga debe ser manual con el uso de una válvula o puede incluir la posibilidad de descarga de agua reciclada para la limpieza del inodoro.

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Su instalación sanitaria debe incluir una trampa “P” o similar que impida el

ingreso de malos olores a la caseta. Su anclaje en la pared debe debe ser con accesorios cubiertos que eviten lastimar al usuario, debiendo soportar a dicho aparato sanitario.

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e.6. Red de Recolección Debe cumplir con los siguientes requisitos: La red de recolección recolección de de las aguas residuales debe ser de 4” de diámetro y de PVC. La pendiente del del conducto entre el aparato sanitario sanitario y la caja caja de registro y de de ésta al siguiente elemento debe ser en promedio del 2%.  

e.7. Caja de Registro Es un dispositivo que permite la inspección de la tubería de desagüe y por la cual puede desatorarse la tubería si así fuese necesario. En caso ser prefabricada, debe cumplir con los siguientes requisitos: 









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Puede ser de concreto o de material termoplástico, termoplást ico, en cuyo caso el material debe ser impermeable, no debe debilitarse ni ser atacado o reaccionar en su contacto con aguas residuales o los gases producidos Sus características características deben permanecer permanecer intactas intactas incluso con su exposición exposición directa al sol o a climas de baja temperatura. Debe permitir trabajar hasta 2 niveles de profundidad de tubería, por lo que puede requerirse 2 piezas para llegar a una mayor profundidad, la unión de los cuerpos debe ser de la siguiente forma: o Para cajas de registro de concreto, la unión de 2 cuerpos debe darse con mortero (cemento, arena y agua) de modo que garantice la unión y hermeticidad. Para cajas de registro termoplásticas, termoplás ticas, la unión de 2 cuerpos debe darse con o pernos, arandelas y tuercas o auto roscantes y silicona u otro sistema que permita la unión, de tal forma que asegure su hermeticidad e integración en una sola pieza. Las dimensiones internas de las cajas de registro deben ser las siguientes: o Para cajas de registro de concreto, concreto, al ser paredes paredes verticales, verticales, estas serán serán de 0,50 m de largo y 0,30 m de ancho. o Para cajas de registro termoplásticas, se permitirá pared inclinada, las dimensiones internas deben tener las siguientes medidas: de largo entre 0,50 y 0,55 metros y de ancho entre 0,30 y 0,35 metros Debe ubicarse entre la caseta y el tanque séptico mejorado, cuando exista una distancia mayor a 15 metros o cuando deba salvarse un desnivel pronunciado. La parte superior de la caja de registro debe quedar a 3 cm por encima del nivel del terreno para permitir su rápida ubicación y para las actividades de mantenimiento.

e.8. Caja de Lodos Estructura que permite el acceso a la válvula para la purga de lodos tratados para posterior filtración en el suelo, puede ser de mampostería o de material termoplástico. Debe cumplir con los siguientes requisitos: Su diseño debe permitir la filtración filtraci ón lateral y por fondo del lodo digerido, dicha estructura puede ser de mampostería o prefabricada con material termoplástico. En caso ser de mampostería: mampostería : Construido con ladrillo de 18 huecos, la posición de los ladrillos permite una o filtración lateral. La estructura no tiene fondo, de tal forma que facilite facilite la filtración por por el fondo. o o Las dimensiones internas útiles deben ser de 0,55 metros de largo, 0,35 metros de ancho y 0,70 metros de profundidad. o La tapa debe ser en base a una tapa de concreto de 0,70 metros de largo, 0,50 metros de ancho y 0,05 metros de espesor. o La tapa de concreto debe tener un asa para poder movilizarlas fácilmente. o El borde del muro de ladrillos debe tarrajearse y poder encajar la tapa de tal forma que hermetice la caja de lodos. 

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

En caso ser de de material termoplástico: termoplástico: El material debe ser impermeable, no debe debilitarse en su contacto con el o desagüe o gases producidos, no debe corroerse, ni podrirse y sus características deben permanecer intactas incluso con su exposición directa al sol. Se permitirá paredes inclinadas, en cuyo cayo las dimensiones internas deben o ser entre 0,50 y 0,55 metros de largo y entre 0,30 m y 0,35 m de ancho, con una profundidad de 0,70 metros como máximo. o Las paredes deben tener perforaciones, perforacione s, desde el fondo hasta el nivel que se ubica la válvula de purga, las dimensiones de los agujeros deben ser de máximo ½” ubicados cada 0,30 metros, formando un enmallado en las cuatro (04) caras de la caja. El conjunto puede ser ser ensamblado y constar constar de diversos niveles niveles o cuerpos, o tomando en cuenta que la estructura no debe tener fondo, de tal forma que facilite la filtración por el fondo. La tapa debe ser en base al mismo material termoplástico, y debe estar unido a o la caja de lodos, el ángulo de apertura debe ser más de 90° para que facilite el proceso de limpieza.

173


3.

SISTEMAS COMPLEMENTARIOS COMPLEMENT ARIOS DE TRATAMIENTO TRATAMIE NTO Y DISPOSICIÓN

3.1. ZONA DE INFILTRACIÓN INFILTR ACIÓN Se considera dos (02) formas de eliminación adecuada de efluentes líquidos, las cuales se seleccionan en base a la permeabilidad del suelo, siendo estos Pozo de Absorción (PA) o Zanja de Percolación (ZP), Para determinar el tipo de percolación a utilizar debe desarrollarse previamente lo siguiente: 













De existir un pozo de agua, se debe ubicar la zona de infiltración en una zona por debajo del nivel de la boca del pozo de agua y a 25 metros de distancia como mínimo de éste. En la zona de infiltración infiltr ación seleccionada, debe excavarse un hoyo de aproximadamente 2,00 metros de profundidad y 1,00 metro de diámetro (sección circular) o 1,00 metro de lado (sección cuadrada). En el fondo del hoyo, debe excavarse un segundo hoyo de 0,30 0,30 metros de lado y 0,30 metros de profundidad. profundidad. Debe colocarse 5 cm de grava fina o arena gruesa en el fondo del segundo hoyo excavado. Debe llenarse el segundo hoyo con agua limpia y mantenerlo lleno por 4 horas continuas, debiendo realizar esta operación en lo posible de noche. Después de 24 horas de haber llenado por 4 horas continuas el segundo hoyo, debe determinarse la tasa de percolación según lo siguiente: o Si el agua permanece, en el segundo hoyo después del periodo nocturno de expansión, se ajusta la profundidad aproximadamente a 0,25 metros sobre la grava. Luego, tomando un punto de referencia fijo, se mide el descenso del nivel de agua durante un periodo de 30 minutos. Con el descenso se calcula la tasa de percolación. o Si no permanece agua en el segundo hoyo, después del periodo nocturno de expansión, se añade agua hasta lograr una lámina de 0,15 metros por encima de la capa de grava o arena. Luego, con un punto de referencia fijo, se mide el descenso del nivel de agua a intervalos de 30 minutos aproximadamente, durante un periodo de 4 horas. Cuando se estime necesario, nuevamente se añade agua hasta unos 0,15 metros por encima de la capa de grava o arena. El descenso que ocurre durante el periodo final de 30 minutos se usa para para calcular la tasa de percolación. Los datos obtenidos en las primeras horas proporcionan información para posibles modificaciones del procedimiento de acuerdo con las condiciones locales. o En suelos arenosos o en los que los primeros 0,15 metros de agua se filtran en menos de 30 minutos después del periodo nocturno de expansión, debe considerarse como intervalo de tiempo entre mediciones unos 10 minutos y la duración de la prueba una hora. El descenso que ocurra en los últimos 10 minutos se usa para calcular la tasa de percolación, en este tipo de terreno no es necesario esperar las 24 horas para realizar el test de percolación. percolación. Para determinar el tipo de sistema de percolación, ya sea Pozo de Absorción o Zanja de Percolación, debe considerarse la Tabla N° 04.08, en donde, en los suelos clasificados como rápidos o medios se considera el Pozo de Absorción como solución, y en un suelo de filtración lenta se considera Zanja de Percolación.

Tabla N° 04.08. Tiempo de infiltración según el tipo de filtración del suelo TIPO TIPO DE DE FILT FILTRA RACI CI N DEL DEL SUELO Rápidos Medios Lentos

TIEMPO TIEMPO DE INFI INFILTR LTRACI ACI N PARA PARA EL DESCENSO DE 1 cm De 0 a 4 minutos De 4 a 8 minutos De 8 a 12 minutos

174


El coeficiente de infiltración para el test de percolación se determina con la siguiente ilustración:

Ilustración N° 04.11. Curva para determinar la capacidad de percolación del suelo



Para el diseño de la zona de infiltración, infiltra ción, se debe calcular el área útil de las paredes internas del sistema de infiltración, considerando para ello, el fondo y las paredes por debajo del tubo perforado perfor ado que dispone el agua en esta zona, para ello debe consider arse lo siguiente:

A = QR

Donde: A = Área de absorción absorción (m2) Q = Caudal promedio efluente de los servicios de ducha y lavadero multiusos (l/d) R = Coeficiente de infiltración (l/m 2.d) a. Pozo de Absorción De seleccionarse un Pozo de Absorción, debe considerarse lo siguiente: Se selecciona cuando no se cuente con área suficiente para una Zanja de Percolación o cuando el suelo sea impermeable impermeable dentro del primer metro de profundidad, existiendo existiendo estratos favorables de infiltración. El área efectiva de filtración comprende el área lateral cilíndrica del hoyo (no se considera el fondo), la altura queda definida por la distancia entre el punto de ingreso de las aguas grises y el fondo del hoyo. El diámetro mínimo del pozo debe ser de 1,00 metro y una profundidad como mínimo de 2,00 metros. El Pozo de Absorción puede desarrollarse desarrollar se bajo 2 modelos: o Modelo formado con paredes de mampostería con juntas laterales separadas, en donde el espacio entre muro y terreno natural se debe rellenar con grava de 2,5 cm y una losa de la tapa con concreto armado, pueden instalarse más de 2 pozos para lo cual debe existir una caja repartidora de caudales que separe el líquido en partes iguales, en todo caso la distancia máxima de distancia entre los ejes de dichos pozos es de 6,00 metros. criteri os de diseño de la Zanja de Percolación, en este caso no se o Modelo bajo los criterios incluye un muro de mampostería, ya que el hoyo se encuentra lleno de grava, en el









175


eje del hoyo se prolonga de forma vertical el tubo de salida de líquidos de la caseta de aseo personal, este tubo se encuentra perforado lo que facilita a que el fluido comience a filtrarse desde la parte superior del hoyo hasta el fondo. Los últimos 0,20 metros del hoyo son cubiertos con terreno t erreno natural de la zona.

Ilustración N° 04.12. Pozo de Absorción

b. Zanja de Percolación De seleccionarse una Zanja de Percolación, debe considerarse lo siguiente: Si se determina que un suelo permite una filtración por encima de los 12 minutos, debe considerar otra solución para la disposición final de los efluentes líquidos. La profundidad mínima d de e las zanjas es de 0,60 metros y la separación mínima de fondo de zanja y nivel freático es de 2,00 metros. En ancho de las zanjas debe ser de 0,45 a 0,90 metros. La longitud máxima por dren es de 30,00 metros y se debe procurar que todos los drenes tengan la misma longitud. Como mínimo debe considerarse considerar se 2 drenes y el espaciamiento espaciamien to entre ejes es de 2,00 metros medidos desde el eje de cada dren.

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

La pendiente mínima de los drenes es de 1,50 ‰ (1,5 por mil) y un valor máximo de 5,00 ‰ (5 por mil).

El material filtrante por utilizar utilizar dentro de la zanja es grava o piedra triturada con una granulometría de 1,5 a 5 cm y tubería de PVC de 110 mm de diámetros con juntas abiertas o perforaciones que permitan una distribución distribución uniforme del líquido en el fondo f ondo de las zanjas.

Ilustración N° 04.13. Detalle de Zanja de Percolación

176






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

Caja dren o conjunto de drenes, debe llevar en su inicio una caja de inspección de 0,60 x 0,60 m2 como mínimo, la f unción de esta caja es la de permitir regular o inspeccionar el funcionamiento de cada uno de los drenes. Debe procurarse que el flujo se reparta uniformemente, uniformement e, esto se obtiene, por medias cañas en el fondo o pantallas distribuidoras de flujo u otros sistemas debidamente justificado. Las salidas hacia los drenes en las cajas distribuidoras deben estar al mismo nivel salvo que se utilicen vertederos para el reparto de caudales. No se permite que ninguna salida de una caja de distribución distribuc ión se ubique directamente frente a la tubería de ingreso.

177


3.2. TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO COMPLEMENT ARIO DE AGUAS PRETRATADAS PRETR ATADAS Humedal a. Aspectos Generales Sistema de tratamiento complementario de las aguas residuales tratadas por un tanque séptico mejorado o de las aguas grises provenientes de las instalaciones sanitarias de los sistemas secos de hoyo seco ventilado o compostera. El efluente puede ser utilizado dependiendo de la calidad alcanzada para riego de zonas agrícolas o el vertido directo en un cuerpo receptor. b. Aplicabilidad Como un tratamiento complementario de los efluentes tratados del TSM o de las aguas grises provenientes de los sistemas sin arrastre hidráulico, como son: UBS-HSV o UBSCOM cuando se desea aprovechar el efluente en riego. c. Criterios de Diseño c.1. Requisitos previos previos Para un Humedal, se debe considerar lo siguiente: El flujo del agua gris va a ser en un medio subsuperficial, subsuperfic ial, a través de un lecho de filtrado y no un flujo libre. Solo debe considerarse las aguas grises provenientes de la ducha y lavadero multiusos, en ningún caso se permite el ingreso de aguas negras o provenientes provenientes de un inodoro. Si el usuario produce gran cantidad de grasas, en la preparación de alimentos (comedor o restaurante) debe considerarse la instalación de una trampa de grasas a la salida del lavadero multiusos y previo al ingreso al Humedal. Es necesario incluir dentro del componente de intervención social una capacitación orientada a las buenas prácticas de higiene y limpieza, donde se priorice el adecuado lavado de utensilios con la eliminación previa de residuos de comida, los cuales tienen que ser eliminados antes ant es del lavado de utensilios, para evitar que ellos puedan llegar al Humedal. La zona por seleccionar para la ubicación del Humedal debe ser la que permita que las aguas grises ingresen por gravedad y sea bajo esta misma condición que el efluente tratado siga su curso para su aprovechamiento aprovechamiento posterior, evitando en todo momento la necesidad de uso de energía eléctrica para su aprovechamiento. aprovechamiento. La zona circundante circundante al Humedal Humedal debe ser protegida protegida para evitar evitar que otros líquidos líquidos ingresen al medio filtrante de tal forma que saturen el medio o afecten el proceso de tratamiento que se lleva a cabo. 

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

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

Ilustración N° 04.14. Detalle del Humedal

178


c.2. Beneficios No hay generación de olores, los gases que se producen en la parte anaerobia (CH 4 metano, H2S ácido sulfhídrico) se oxidan y son emitidos a la atmósfera en formas químicas inodoras. No hay producción de lodos. El efecto de tamizado que dan las raíces, espesando el fango procedente de los sólidos en suspensión. Por las condiciones óxicas del filtro, el fango retenido en las raíces se va oxidando poco a poco (no se volatiliza), y la parte decantada alcanza condiciones de ausencia de oxígeno, condiciones en las que fermenta por acción de bacterias anaerobias, las moléculas complejas se degradan en otras más sencillas que ascienden junto con los gases que se forman f orman llegando a la zona óxica de las raíces, donde se tamiza y oxida. Eliminación de nutrientes vegetales, bien por la absorción de las plantas, bien por el ciclo anaerobio-aerobio de las bacterias en el interior de las balsas flotantes. Acumulación de de metales pesados. pesados. En la parte aérea aérea de las plantas, plantas, eliminándolos eliminándolos de la línea de agua. Eliminación de microorganismos patógenos: a razón de 4 unidades logarítmicas gracias a la presencia de ácidos que f avorecen la presencia de bacteriófagos. Eliminación Eliminación de partículas coloidales: coloidales: que son atraídas por cargas electrostáticas electrostáticas que las fijan al sistema radicular. La interacción de los sustratos se da de manera natural debido a la convección que se produce entre los tres sustratos. La recirculación potencia esa convección, facilitando el proceso de nitrificación-desnitrificación necesario para eliminar nutrientes y eliminar así el fenómeno f enómeno de la eutrofización. 



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

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



c.3. Diseño Caudal de aporte unitario de aguas residuales por vivienda (q) 

Q = dotdot × dⅇns × 8080%%

Donde: Q : caudal de las aguas residuales generadas (l/d) Dot : dotación de agua (l/hab.d) Dens : densidad poblacional (hab/viv) 

Humedal (ejemplo de cálculo) Par el humedal es necesario conocer la DBO de ingreso, el caudal de ingreso, y la temperatura del mes más frio. Como dato para iniciar el cálculo tenemos: Caudal descargado (Q) DBO entrada (Co) DBO salida (Ce) Carga superficial Temperatura mes más frio Profundidad Profundid ad humedal (y) Porosidad humedal (n) Ancho del humedal humedal

= 0,2564 m 3/día = 350 gr/m3 = 50 gr/m 3 = 37,5 gr/m2.d = 15°C = 0,6 m (según disponibilidad de terreno) = 0,65 m = 1,5 m (según disponibilida disponibilidad d de terreno)

Como primer paso se procede a calcular la carga orgánica, que es el producto del caudal de ingreso al humedal y la DBO de ingreso, para nuestro caso es: Carga orgánica = DBO x caudal Carga orgánica = 350 gr/m 3 x 0,2564 m 3/día

179


Carga orgánica = 89,7473 gr/día Luego se procede a calcular el Kt, con la formula siguiente: Kt = 0,678*(1,06) ^ (T-20) Kt = 0,678*(1,06) ^ (15-20) Kt = 0,51 Seguidamente, calculamos el área de sedimentación para obtener la DBO esperada con la formula siguiente: As= Q (LnCo - LnCe) LnCe) / (KtYn) As= 0,2564 x (Ln (350) (350) – Ln (50))/(0.51 x 0.60 x 0.65) As= 2,525 m2 Luego se calcula el área superficial por carga orgánica (ACo) dividiendo la carga orgánica con la carga superficial (89,7473 / 37,5) dando como resultado 2.393 m 2. Luego se elige el área de mayor valor entre el área superficial (2.393 m 2) y el área de sedimentación (2,525 m 2) y con este se calcula la longitud del humedal que será la división entre el área seleccionada y el ancho del humedal Longitud del humedal = área seleccionada / ancho del humedal Longitud del humedal = 2,525 / 1,5 Longitud del humedal = 1,684 Para fines de construcción se considera el redondeo a cero decimales de la longitud, para nuestro caso será 2,0 m. Para fines de verificación se tiene que el volumen del humedal será el producto del largo por el ancho y la profundidad. Volumen humedal = largo x ancho x profundidad Volumen humedal = 2,0 x 1,5 x 0,6 Volumen humedal = 1,8 m 3 El periodo de retención es la división del volumen con el caudal de descarga. Periodo de retención = 1,8 m3 / 0,2564 m 3/día

Periodo de retención = 7 /días

180


CAPITULO V. EVALUACIÓN DE INFRAESTRUCTURAS PARA RECUPERACIÓN 1. SISTEMAS EXISTENTES Los proyectos de saneamiento que se elaboren en el ámbito rural son diversos y existe la posibilidad de que la comunidad rural a atender ya tenga un proyecto existente cuyo estado físico y nivel de servicio se ha visto mermado con el pasar del tiempo u otros factores, como pueden ser: inclemencias del clima, evento sísmico, desastre natural, vandalismo o inclusive la capacidad actual queda reducida ante la cantidad de personas a atender. Es por ello, que el ingeniero proyectista debe realizarse de forma obligatoria, ante la existencia de un sistema de saneamiento, una evaluación a detalle y ver la posibilidad de recuperar parte de él o su totalidad. A continuación se listan los tipos t ipos de material que deben ser evaluados que dependen del tipo de componente y del servicio que finalmente prestan. Solamente en el caso de que el sistema existente haya sido construido en su totalidad por la comunidad sin asesoría técnica y fuera de algún programa del Estado, no será evaluado y deberá implementarse un nuevo proyecto como si no existiese sistema de saneamiento alguno.

Tabla N° 05.01. Materiales a evaluar según componente MATERIALES A EVALUAR ÍA O O R A

COMPONENTES

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COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE 1. Barraje Fijo sin canal de X X Derivación 2. Barraje Fijo con canal de X X Derivación X X X X X X 3. Balsa Flotante X X X X X X 4. Caisson X X X X 5. Manantial de ladera X X X X 6. Manantial de fondo X X 7. Galería Filtrante X X X X X 8. Pozos X X 9. Línea de Conducción 9.1. Cámara de Reunión Reunión de X X X X Caudales 9.2. Cámara de Distribución Distribución de X X X X Caudales 9.3. Cámara Rompe Presión para X X X X Línea de Conducción X X X 9.4. Tubo Rompe carga X X X X 9.5. Válvula de Aire X X X X 9.6. Válvula de Purga X X X X 9.7. Pase Aéreo 10. Planta de Tratamiento de Agua X X X 10.1. Desarenador X X X 10.2. Sedimentador X X X 10.3. Sistema de Aireación X X X X 10.4. Prefiltro de Grava X X X X 10.5. Filtro Lento de Arena X X 10.6. Lecho de Secado X X X 10.7. Cerco Perimétrico de PTAP

É T

R G A

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X X X X

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MATERIALES A EVALUAR AÍ O R A

COMPONENTES

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E T E

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X 11. Estación de Bombeo X X X X 12. Línea de Impulsión X X X X 13. Cisterna 13.1. Cerco perimétrico de X X X X Cisterna X X X X 14. Reservorio 14.1. Caseta de Válvulas de X X X X X Reservorio X X X X 14.2. Sistema de Desinfección 14.3. Cerco Cerco Perimétrico para X X X X Reservorio X 15. Línea de Aducción X X X 16. Redes de Distribución 16.1. Cámara Rompe Presión para X X X X Redes de Distribución X 16.2. Válvula de Control X 16.3. Conexión Conexión Domiciliaria X 17. Lavaderos X 18. Pileta Pública X X 19. Captación de Agua de Lluvia COMPONENTES COMPONENTES DE LOS SISTEMAS SISTEMAS DE DISPOSICI DISPOSICI N SANITARIA SANITARIA DE EXCRETAS X X X X X X X 1. Caseta de Ladrillo Tipo I X X X X X X X 2. Caseta de Ladrillo Tipo II 3. Caseta de material X X X X X X X prefabricado X X X X X 4. Caseta madera familiar X X X X X X 5. Caseta adobe familiar X X X X X X 6. Caseta Ladrillo IE Inicial 7. Caseta Ladrillo IE Primaria y X X X X X X Secundaria X X X 8. TSM con pozo familiar X X X 9. TSM con zanjas familiar 10. TSM individual con zanjas X X colectivas multifamiliar 11. TSM y zanjas colectivas X X multifamiliar X X 12. TSM y zanjas para IE X X 13. TSM con humedal multifamiliar 14. Caseta SAH de ladrillo X X X X X X X elevada X X X X X X X 15. Caseta SAH semienterrada X X X X X X X 16. Caseta SAH prefabricada X X X X X X 17. Caseta SAH de madera X X X X X X 18. Caseta SAH de adobe X X X X X X X 19. Caseta SAH IE Inicial 20. Caseta SAH IE Primaria y X X X X X X X Secundaria X X X X X X X 21. Caseta SAH Hoyo Seco X X 22. Sistema con Zanjas X X 23. Sistema Humedal 24. Sistema con Zanjas en X X colegios 25. Sistema con humedales en X X colegios

É T

R G A

S IN

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X

X

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

182


2. DIAGNOSTICO DE MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS PROCEDIMIE NTOS CORRECTIVOS 2.1. Concreto Armado a. Corrosión del acero de refuerzo La manifestación física de los daños se aprecia como:  

Exposición Exposición de acero acero de la la estructura de concreto concreto armado armado Refuerzo de acero acero corroído corroído o totalmente corroído.

Tabla N° 05.02. Diagnóstico y solución para la corrosión del acero DIAGNOSTICO  Concreto con alta permeabilidad y/o elevada porosidad  Recubrimiento insuficiente del acero de refuerzo  Mala ejecución

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Eliminar cuidadosamente el concreto afectado y la zona corroída incluido el polvo generado  Reconstruir la sección del acero de refuerzo  Si existe corrosión sin daños importantes del concreto y acero se recupera la dimensión original de la estructura con el uso de mortero

Ilustración N° 05.01. Corrosión del acero en columna, viga y losa

b. Fisuras de flexión en vigas La manifestación física de los daños se aprecia como:  

Rotura de las secciones de viga en la parte superior Secciones de la viga caída dejando casi a la exposición al acero de refuerzo.

Tabla N° 05.03. Diagnóstico y solución para la fisura por flexión DIAGNOSTICO  Sobrecargas no previstas  Acero de refuerzo insuficiente  Anclaje insuficiente  Acero de refuerzo mal posicionado en el proyecto o en la ejecución

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Preparar y limpiar cuidadosamente la fisura  Con inyección de resina epóxica, recuperar la rigidez Reforzar la viga a través de nuevo refuerzo longitudinal o  Reforzar colocación de nuevos estribos y anillos, considerar inclusive placas metálicas fijadas con resina epóxica.

Ilustración N° 05.02. Fisuras de viga

183


c. Rotura del concreto por compresión en vigas La manifestación física de los daños se aprecia como: 

Rotura de la viga por exceso de carga

Tabla N° 05.04. Diagnóstico y solución para la rotura del concreto por compresión DIAGNOSTICO  Concreto de resistencia inadecuada  Sobrecargas no previstas

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Eliminar las partes sueltas y limpiar con cuidado Reforzar la viga aumentado la rigidez, colocando: nuevo  Reforzar acero de refuerzo longitudinal y cubrir con mortero o colocar placas metálicas adheridas con resina epóxica.

Ilustración N° 05.03. Fisuras por compresión de la viga

d. Fisuras por aplastamiento plástico de la columna

Tabla N° 05.05. Diagnóstico y solución para la fisura de la columna por aplastamiento DIAGNOSTICO  Colado simultáneo de las columnas, vigas y losas Mala compactación del concreto  Mala  Concreto muy fluido

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Eliminar las partes sueltas y limpiar con cuidado  Reconstruir inyectando resina epóxica Reforzar la columna con placas metálicas adheridas con  Reforzar resina epóxica Demoler y reconstruir la cabeza de la col umna, luego  Demoler cubrirlo con concreto

Ilustración N° 05.04. Fisura por aplastamiento plástico de la columna

e. Fisuras por flexión en losas f isuras por flexión en losas Tabla N° 05.06. Diagnóstico y solución para las fisuras DIAGNOSTICO  Acero de refuerzo insuficiente o mal posicionado  Longitud de anclaje insuficiente  Sobrecargas no previstas

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Eliminar las partes sueltas y limpiar con cuidado  Inyectar resina epóxica  Limitar el valor de la sobrecarga

184


DIAGNOSTICO

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN Reforzar con placas metálicas adheridas con resina  Reforzar epóxica, abertura de surcos y refuerzo con acero y relleno de mortero o construcción de nueva losa armada adherida con resina epóxica

Ilustración N° 05.05. Fisura por aplastamiento plástico de la columna

f. Fisuras por por contracción contracción hidráulica hidráulica y térmica en losas f isuras por flexión en losas Tabla N° 05.07. Diagnóstico y solución para las fisuras DIAGNOSTICO  Curado ineficiente  Protección térmica ineficiente  Exceso de calor de hidratación mezcla do  Exceso de agua en el mezclado

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Preparar y limpiar cuidadosamente la superficie  Cuando se trate de losas que carguen peso, aplicar nuevo acabado empleando adhesivo epóxico Cuando se trate de losas que no carga peso, tapar las  fisuras con resane  Efectuar la protección térmica conveniente

Ilustración N° 05.06. Fisura por contracción hidráulica y térmica

g. Fisuras por asentamiento asentamiento en muros muros f isuras por asentamiento en muros Tabla N° 05.08. Diagnóstico y solución para las fisuras DIAGNOSTICO  Asentamiento de las cimentaciones y los apoyos  Acero de refuerzo insuficiente  Acero de refuerzo mal posicionado en el diseño o en la ejecución

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Preparar y limpiar cuidadosamente  Recuperar la unidad de la estructura con la inyección de resina epóxica  Reforzar la cimentación  Aliviar las cargas puntuales

Ilustración N° 05.07. Fisura por asentamiento en muros

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h. Percolación de líquidos y corrosión del acero de refuerzo

Tabla N° 05.09. Diagnóstico y solución para la percolación de líquidos y corrosión del acero de refuerzo DIAGNOSTICO  Tirante o espaciador mal ejecutado  Agujeros superficiales por tarrajeo  Acero de refuerzo insuficiente  Recubrimiento insuficiente  Concreto de resistencia inadecuada

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Preparar y limpiar cuidadosamente las fisuras y superficies  Recuperar la unidad de la estructura con la inyección de resina epóxica  Demoler y restaurar las cavidades con mortero  Reparar o reforzar las regiones con acero d e refuerzo  Reforzar la estructura  Aplicar revestimiento de protección  Impermeabilizar y proteger térmicamente

Ilustración N° 05.08. Percolación de líquidos y corrosión del acero de refuerzo

i. Deterioración generalizada generalizada La manifestación de daños se aprecia visualmente como: Desgaste mecánico Corrosión en los elementos sumergidos Rotura de cantos y aristas Fisuras

   

Tabla N° 05.10. Diagnóstico y solución para la deterioración generalizada DIAGNOSTICO  Concentración de tensiones en cantos y aristas  Concreto con alta permeabilidad y/o elevada porosidad  Mala ejecución  Recubrimiento insuficiente

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Retirar las partes sueltas y limpiar c uidadosamente  Restauración de la estructura a través de la inyección de resina epóxica  Demoler y restaurar cavidades localizadas con mortero  Reparar o reforzar las regiones con acero d e refuerzo Reforzar regiones sumergidas con mortero especial para  Reforzar zonas sumergidas  Aplicar revestimiento de protección  Impermeabilizar y proteger térmicamente

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Ilustración N° 05.09. Deterioración generalizada del interior de los reservorios o cisternas

j. Colapso o deterioración deterioración acentuada acentuada de la parte parte superior superior La manifestación de daños se aprecia visualmente como:  

Corrosión del acero de refuerzo Degradación del concreto

Tabla N° 05.11. Diagnóstico y solución en caso exista colapso o deterioración acentuada de la parte superior DIAGNOSTICO  Concreto de resistencia inadecuada  Recubrimiento ineficiente Mala ventilación de la tubería  Mala  Roturas localizadas por acción de cargas excesivas o asentamientos  Ausencia de protección

ALTERNATIVAS DE CORRECCIÓN  Preparar y limpiar cuidadosamente las superficies  Restaurar la estructura con la inyección de resina epóxica.  Reparar con mortero con alta concentración  Aplicar revestimiento de protección

Ilustración N° 05.10. Daños por colapso o deterioro acentuado de la parte interna superior

2.2. Procedimientos de limpieza a. Preparación del sustrato Se entiende como el conjunto de procedimientos realizados antes de la limpieza de la superficie a reparar y la aplicación de determinados insumos o uso de materiales, dichos trabajos son necesarios para preparar toda aquella superficie que luego de la evaluación se determinó que es recuperable y así evitar la demolición.

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Tabla N° 05.12. Procedimientos de limpieza del área a recuperar PROCEDIMIENTO MAS ADECUADO CONCRETO CON ACERO CON SUPERFICIE SUPERFICIE SECA SECA H MEDA MEDA SECA SECA H MEDA MEDA

PROCEDIMIENTO Escarificación manual Demolición Lijado manual Cepillado manual Disco de corte Remoción de aceites y grasas impregnadas 

SI SI NO SI SI NO

SI SI SI SI SI SI

NO NO SI SI SI NO

NO NO SI SI SI SI

Escarificación manual Preparación de pequeñas superficies de difícil acceso para equipos mayores, repicado de las superficies, para ello se utiliza cincel y mazo. La limpieza se realiza de afuera hacia dentro, evitando golpes que puedan dañar las aristas o contornos de la región a recuperar, debiendo retirar todo el material suelto, mal compactado y segregado hasta llegar al concreto sano, obteniendo una superficie rugosa que mejore las condiciones para la adherencia. Escarificación manual Ilustración N° 05.11. Escarificación

Tabla N° 05.13. Ventajas y desventajas de la escarificación manual VENTAJAS

DESVENTAJAS

Poco ruido y ausencia de polvo excesivo, además no exige instalaciones específicas de agua y energía, ni mano de obra especializada.

Baja productividad, uso limitado, después de la escarificación es necesario efectuar limpieza preferiblemente con aire comprimido para remover el polvo. Requiere de cuidados para no comprometer la estructura.

Demolición Preparación de grandes superficies, demoliciones. Debe retirarse el material suelto, mal compactado y segregado hasta llegar al concreto sano, puede necesitase apuntalamiento.



Ilustración N° 05.12. Demolición

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Tabla N° 05.14. Ventajas y desventajas de la demolición VENTAJAS Permite el uso de varios martillos acoplados al mismo compresor (en el caso de martillos neumáticos), alto rendimiento en la preparación. 

DESVENTAJAS Requiere de cuidados para no comprometer la estructura existente. La demolición no es adecuada para elemento estructural de poco espesor. Necesita mano de obra especializada.

Lijado manual Ideal para pequeñas superficies y lijado de barras de acero, para ello se utiliza lija de agua para concreto o lija de fierro para acero. Debe pasar la lija en movimientos circulares sobre la superficie e lijar, en el caso de acero, debe obtenerse un color metálico.

Ilustración N° 05.13. Lijado Manual

Tabla N° 05.15. Ventajas y desventajas de la demolición VENTAJAS No precisa de equipos pesados 

DESVENTAJAS Baja productividad y exige un control cuidadoso

Cepillado manual Sirve para la preparación de superficie de pequeñas dimensiones en áreas de difícil acceso y remoción de productos de la corrosión incrustados en las barras, para ello se utiliza un cepillo de cerdas de acero. Debe cepillarse la superficie hasta la completa remoción de partículas o cualquier otro material indeseable.

Ilustración N° 05.14. Cepillado manual

Tabla N° 05.16. Ventajas y desventajas de la demolición VENTAJAS Fácil acceso y manipulación, no requiere de mano de obra especializada ni instalaciones especiales. Del acero de refuerzo retira los productos de la corrosión desde que el cepillo es aplicado.

DESVENTAJAS Baja productividad y uso limitado

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RM-192-2018-VIVIENDA (Final) 2018

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