la instalación de un tanque elevado (Ver Foto 1 y Foto 2), las demás viviendas mantienen el abastecimiento de agua potable mediante la acumulación de dicho recurso en bidones domiciliarios. Foto 1: Pasaje Azucenas.
Fuente: Propia .
Foto 2: Calle Alhelies.
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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
“DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE,
CONEXIONES DOMICILIARIAS Y ALCANTARILLADO DEL ASENTAMIENTO HUMANO “LOS POLLITOS” – ICA, ICA, USANDO LOS
PROGRAMAS WATERCAD Y SEWERCAD ”. TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL PROYECTO PROFESIONAL PRESENTADO POR: FÉLIX ROLANDO DOROTEO CALDERÓN ASESOR DE TESIS : ING. RICHARD PEHOVAZ ALVAREZ LIMA-PERÚ 2014
1
Gracias a Dios por darme la fortaleza para continuar cada vez que todo parecía incierto, por coloca r en mi vida a pee r s o n a s ma p marr a v i l l o s a s q u e a h o r a l o a c o mp mpaa ñ a n p e r o q u e dejaron enseñanzas invalorables en mí, que desde donde están me siguen guiando y son mis ángeles. Gracias Mamá Teresa, Mamá Alicia, Papá Felipe, Mamá Gladys, Tío Genaro y Tía Toña.
2
A mis queridos padres por su apoyo incondi cional en cada momento de mi vida, por sus consejos, su a mistad y sobre todo por su confianza. A mi hermana porque siempre fue, es y será la mejor amiga y cómplice. Con todo mi amor esta Tesis es por y para ustedes. Los amo.
3
Gracias a cada uno de mis familiar es y amigos que sin saberlo o capaz si han sido de mucha ayuda y apoyo en cada instante en mi vida, gracias por siempre estar ahí paa r a l e v a n t a r me l o s á n i mo p moss y s i e mp mprr e r e c o r d a r m e q u e todo pasa y que siempre debo sonreír. Gracias por pee r mi p mitt i r me s e r p a r t e d e s u s v i d a s y q u e d e j a r me e n t r a r e n las suyas.
4
TABLA DE CONTENIDO 1.
ASPECTOS GENERALES .................................................................................................................. 8
1.1 INTRODUCCION. ......................................................... ................................................................. ....... 8 1.2 GENERALIDADES. ............................................................................................................................... 9 1.3 OBJETIVOS. ...................................................... ................................................................. ................ 13
1.3.1 OBJETIVO GENERAL. ................................................................ ................................................. 13 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. .......................................................... ................................................ 13 1.4 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA LOCALIDAD. ........................................................................... 14
1.4.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA. ........................................................ ................................................ 14 1.4.2 CLIMA. ........................................................................................................... ........................... 15 1.4.3 PRECIPITACIÓN PRECIPI TACIÓN .............................................................. ........................................................... 15 1.4.4 HUMEDAD RELATIVA ............................................................................................................... 15 CONDICIONES ACTUALES ..................................................................................................................... 16
2.1 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS. .......................................................................................... 16
2.1.1 POBLACIÓN AFECTADA, TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL Y POBLACIÓN FUTURA. ....... 16 2.1.2 VIVIENDA. ........................................................... ................................................................. ..... 16 2.1.3 EDUCACIÓN. .................................................................................................. ........................... 17 2.1.4 ACTIVIDADES ECONÓMICAS. ............................................................... ..................................... 17 2.2 VÍAS DE ACCESO ............................................................................................................................... 17 2.3 SERVICIOS BÁSICOS .......................................................................................................... ................ 18
2.3.1 AGUA Y SANEAMIENTO ............................................................ ................................................ 18 2.3.2 ELECTRICIDAD .......................................................................................................................... 20 3. FUNDAMENTOS TEORICOS ............................................................................................................... 21 21
3.1 PERÍODO DE DISEÑO Y ESTUDIOS DE POBLACIÓN ............................................................................ 21
3.1.1 PERÍODO DE DISEÑO ............................................................... ................................................ 21 3.1.2 DETERMINACIÓN DEL PERÍODO DE DISEÑO ............................................................................ 22 3.1.3 ESTUDIOS DE POBLACIÓN ........................................................................................................ 22 3.1.4 CÁLCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA ..................................................................................... 22 3.2 DOTACIÓN Y CONSUMO................................................................................................................... CONSUMO ................................................................................................................... 23
3.2.1 DOTACIÓN DE AGUA ................................................................................................................ 24 3.2.2 CONSUMO PROMEDIO P ROMEDIO DIARIO ANUAL .................................................................... ................ 24 3.2.3 CONSUMO MÁXIMO DIARIO (Qmd) Y CONSUMO MÁXIMO HORARIO (Qmh) ........................ 25 3.3 PARÁMETROS ESPECÍFICOS .............................................................. ................................................ 26 5
3.3.1 PARÁMETROS ESPECÍFICOS DE AGUA POTABLE ...................................................................... 26 3.3.2
PARÁMETROS ESPECÍFICOS DE ALCANTARILLADO ............................................................. 31
3.4 REFERENCIA DE LOS SOFTWARES ..................................................................................................... 37
3.4.1 WATERCAD V8i .............................................................. ........................................................... 37 3.4.2 SEWERCAD V8i ......................................................................................................................... 39 4.
ESTUDIOS BÁSICOS ..................................................................................................................... 41
4.1 TOPOGRAFÍA .................................................................................................................... ................ 41 4.2 ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS ...................................................................... ........................... 46
4.2.1 GENERALIDADES ...................................................................................................................... 46 4.2.2 GEOMORFOLOGÍA GEOMOR FOLOGÍA ......................................................... ........................................................... 46 4.2.3 SISMICIDAD DEL ÁREA DE D E TRABAJO .............................................................. ........................... 47 4.2.4 TRABAJOS REALIZADOS RE ALIZADOS ............................................................ ................................................ 49 4.2.4.1 Procedimiento del Estudio ............................................................................................................... 49 5.
CÁLCULOS Y RESULTADOS .......................................................................................................... 53
5.1 CONSIDERACIONES PREVIAS ............................................................................................ ................ 53
5.1.1 CREACIÓN DE ARCHIVOS .................................................................................................. ........ 53 5.1.2 CAUDAL DE DISEÑO ................................................................................................................. 54 5.1.3 TOPOGRAFÍA ............................................................................................................................ 55 5.2 AGUA POTABLE ................................................................................................................................ 55
5.2.1 CALCULOS DE DISEÑO DE LA RED DE AGUA POTABLE PREVIOS AL MODELADO ..................... 55 5.2.1.1 CÁLCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA Y DOTACIÓN DE AGUA ......................................................... 55 5.2.1.2 CÁLCULO DE LOS CONSUMOS ANUALES, DIARIOS Y MÁXIMO HORARIO ........................................ 56
5.2.2 MODELADO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE EL USO DE WATERCAD ..................... 57 5.2.2.1 CONFIGURACIÓN DEL MODELO ....................................................................................................... 57 5.2.2.2 TRANSFORMACIÓN DE PLANOS. ...................................................................................................... 65 5.2.2.3 INGRESO DE INFORMACIÓN AL MODELO ........................................................................................ 74 5.2.2.4 MODELADO ...................................................................................................................................... 93
5.3 ALCANTARILLADO .......................................................................................................................... 130
5.3.1 CALCULOS DE DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO PREVIOS AL MODELADO MOD ELADO ................ 130 5.3.1.1 CÁLCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA Y DOTACIÓN DE AGUA ....................................................... 130 5.3.1.2 CALCULO DE LOS CONSUMOS ANUALES, DIARIOS Y MAXIMO HORARIO ...................................... 131
5.3.2 MODELADO DE LA RED DE ALCANTARILLADO MEDIANTE EL USO DE SEWERCAD ................ 132 5.3.2.1 CONFIGURACIÓN DEL MODELO ..................................................................................................... 132 5.3.2.2 TRANSFORMACIÓN DE PLANOS ..................................................................................................... 138 5.3.2.3 INGRESO DE INFORMACIÓN AL MODELO ...................................................................................... 165 5.3.2.4 MODELADO .................................................................................................................................... 172 6.
ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................ 206
6
7.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................................... 212
7.1 CONCLUSIONES ................................................................................................................ .............. 212 7.2 RECOMENDACIONES ................................................................................................................... ... 213 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 215
7
1. ASPECTOS GENERALES 1.1 INTRODUCCION. Este trabajo corresponde al diseño de las redes de agua potable y alcantarillado para el “Diseño del Sistema de
Agua Potable, Conexiones Domiciliarias y Alcantarillado
del Asentamiento Humano “Los Pollitos” – Ica, usando los programas Watercad y Pollitos” – Ica, Sewercad” para solucionar el déficit actual de abastecimiento de agua y recolección de
aguas residuales. El Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) determina que los cinco servicios básicos que un Estado debe garantizar a sus ciudadanos, al menos, para poder permitir el desarrollo humano son los siguientes: La salud, la educación, la identidad, el saneamiento básico y la electrificación. El presente trabajo, se centrará en el servicio de saneamiento 1. Actualmente en el Perú, existen más de 2.64 millones de habitantes en las zonas rurales que no cuentan con acceso a agua potable y 5.11 millones carecen de un adecuado sistema de saneamiento y de eliminación de aguas residuales. Cabe resaltar que solo el 12 % de habitantes que cuentan con estas instalaciones las tienen en buen estado. 2 Según el Instituto de Estadísticas e Informática (INEI) las condiciones explicadas en el párrafo anterior, inciden en el indicador de mortalidad infantil de las zonas rurales. Este índice tiene un promedio promedio nacional de 47% 47% de infantes nacidos nacidos vivos, de los cuales cuales el 4.23% fallece por enfermedades enfermedades gastrointestinales. Además Además de la mortalidad infantil, la carencia de servicios de agua y saneamiento también influye en la elevada presencia de
1
Cfr. Informe sobre Desarrollo Humano – Humano – Perú Perú 2009. Programa de las Naciones Unidas
para el Desarrollo Desarrollo PNUD – PNUD – Perú. Perú. 2
Cfr. Informe Final (Producto 3) – Evaluación Evaluación Independiente del Diseño y Ejecución
del Programa Agua para Todos-2009. 8
enfermedades gastrointestinales en niños menores a cinco años, en la perdida de horashombre laborales y la disminución de la productividad por enfermedades.
3
Dentro de este marco, se optó por desarrollar un documento de investigación que ayude a disminuir la gran problemática que se presenta en nuestro País, sobre todo en los sectores más pobres del Perú. Se eligió una localidad en el Departamento de Ica que no cuenta con los servicios básicos de agua potable y saneamiento integral, con la finalidad que este trabajo pueda servir de base en algún momento para brindar el servicio que es tan necesario para el desarrollo del ser humano. De acuerdo con la información obtenida de la municipalidad provincial de Ica, el Asentamiento Humano (A.A.H.H.) “Los Pollitos P ollitos”” cuenta con 349 lotes de vivienda en la cual habitan 2,082 pobladores. Actualmente los pobladores consumen agua proveniente de los 8 pilones existentes en el pueblo conectados a la red de agua potable en la calle Las Gardenias, sin embargo se encuentra restringido su uso por que se encuentran limitados de poder usar agua permanentemente para sus viviendas en cantidad suficiente con lo cual corren el riesgo de contraer enfermedades infecciosas y parasitarias.
1.2 GENERALIDADES. A pesar que en los últimos 20 años han aumentado los sistemas de abastecimiento de agua potable y saneamiento en el medio rural, mediante programas de apoyo social, estos aún se muestran insuficientes dado que los niveles de servicio alcanzados en algunos departamentos del país son mínimos. Se define como “nivel de servicio” a la manera como se brinda el servicio al consumidor final. Los niveles de servicio pueden ser público o por conexión domiciliaria 4. Un nivel de servicio público o multifamiliar es aquel en el cual el usuario tiene acceso al servicio de agua potable a través de pequeñas fuentes de abastecimiento o a partir de
3
Cfr. Agua para Todos - Programa Nacional de Agua y Saneamiento Rural – 2010. 2010.
4
Cfr. Guía de Orientación en Saneamiento Básico – SER (Asociación Servicios
Educativos Rurales). 9
