ESTUDIO DE AGUA POTABLE DE LA PARROQUIA 3 DE NOVIEMBRE, CANTÓN JOYA DE LOS SACHAS.
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CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA ZONAL DE AGUA POTABLE PARA LA PARROQUIA TRES DE NOVIEMBRE Y LAS COMUNIDADES ADYACENTES, CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, PROVINCIA DE ORELLANA DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS ING. MILTON RODRIGO UGSHA CHICAIZA ELABORADO ADMINISTRACIÓN 2019-2023 0 CONTENIDO 1 ASPECTOS GENERALES E INFORMACIÓN BÁSICA ..............................................12 1.1 ANTECEDENTES ................................................................................................12 1.2 OBJETIVOS .......................................................................................................13 1.2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................... 13 1.2.2 OBJETIVOs ESPECÍFICOs ......................................................................... 13 1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ....................................................................14 1.4 UBICACIÓN ......................................................................................................15 1.5 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS .................................................................17 1.5.1 SERVICIOS PÚBLICOS-BÁSICOS ............................................................. 17 2 1.5.2 EDUCACIÓN ............................................................................................ 22 1.5.3 VIVIENDA ................................................................................................. 24 1.5.4 MOVILIDAD Y COMUNICACIONES ....................................................... 25 ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS EXISTENTES .................................................................27 2.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS FUENTES DE LOS SISTEMAS EXISTENTES EN TÉRMINOS DE CANTIDAD Y CALIDAD......................................................................30 2.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO DE ABASTECIMIENTO ACTUAL 33 3 ESTUDIOS DE PREFACTIBILIDAD .............................................................................35 3.1 BASES DE DISEÑO ............................................................................................35 3.1.1 ANÁLISIS DEMOGRÁFICO ...................................................................... 35 4 3.1.2 DETERMINACIÓN DE DEMANDAS POBLACIONALES .......................... 38 3.1.3 DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DE RESERVA .................................. 42 3.2 CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DEMOGRÁFICO .........................................47 ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD ...................................................................................48 4.1 ANÁLISIS HIDROLÓGICO (OFERTA DE RECURSO HÍDRICO) .......................48 4.2 ANÁLISIS CUALITATIVO DE LA FUENTE (CALIDAD DE RIO JIVINO ROJO) .57 4.2.1 FACTORES FÍSICOS .................................................................................. 57 5 4.2.2 FACTORES QUÍMICOS ............................................................................ 59 4.2.3 FACTORES BIOLÓGICOS ........................................................................ 61 4.2.1 RESULTADOS DE LABORATORIO ............................................................ 62 4.3 ESQUEMATIZACIÓN DE LA PROPUESTA DE DISEÑO ....................................66 ESTUDIOS DE DISEÑO DEFINITIVOS ........................................................................68 5.1 ESTUDIOS DEFINITIVOS (BASES DE DISEÑO) ..................................................68 5.1.1 PERIODOS DE DISEÑO ............................................................................ 68 5.1.2 POBLACIÓN ACTUAL Y DE DISEÑO ...................................................... 69 5.1.3 DOTACIONES ADOPTADAS ................................................................... 77 5.1.4 CAUDALES DE DISEÑO ........................................................................... 78 5.1.5 ÁREA DE COBERTURA ............................................................................ 86 1 5.2 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO DE LA CAPTACIÓN.....................87 5.2.1 MODELAMIENTO SOFTWARE HEC-RAS ................................................. 88 5.2.2 RESULTADO DE MODELAMIENTO .......................................................... 91 5.2.3 DISEÑO DE CAPTACIÓN ........................................................................ 92 5.3 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE IMPULSIÓN DE AGUA CRUDA ............................................................................................................96 5.4 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO .............................................................................................................99 5.4.1 ENSAYOS DE TRATABILIDAD DEL AGUA ............................................... 99 5.4.2 DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO ............................................... 104 5.4.3 CONCLUSIONES DEL TRATAMIENTO ................................................... 121 5.5 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE RESERVORIOS Y DEMÁS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS ......................................................................123 5.5.1 RESERVA BAJA ...................................................................................... 123 5.5.2 RESERVA ELEVADA ............................................................................... 131 5.5.3 DISEÑO ESTRUCTURAL DE MÓDULOS DE TRATAMIENTO .................. 139 5.6 ESTUDIOS DEFINITIVOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE ....................................................................................................................146 5.7 ESTUDIOS DEFINITIVOS ELÉCTRICO ..............................................................164 5.7.1 OBJETIVO ............................................................................................... 164 6 5.7.2 ALCANCE .............................................................................................. 164 5.7.3 ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO ................................................................... 164 5.7.4 DEMANDA ............................................................................................. 165 5.7.5 RED DE MEDIO VOLTAJE ...................................................................... 166 TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTO Y TECNOLOGÍA ...................................177 6.1 SELECCIÓN DE OPERADORES DE SEGUIMIENTO CONTINUO ..................178 6.2 PERIODICIDAD DE LAS CAPTACIONES .......................................................178 6.3 CONTENIDO DE LAS CAPACITACIONES ....................................................179 6.3.1 OPERACIÓN Y MONITOREO CONTINUO ........................................... 179 7 6.3.2 FUNCIONES Y RESPONSABILIDADES DEL OPERADOR ....................... 179 6.3.3 PUNTOS CENTRALES A TRATARSE EN LAS CAPACITACIONES .......... 180 MANUALES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ..............................................183 7.1 RESPONSABILIDADES ....................................................................................184 7.2 OPERACIÓN, CONTROL Y MANTENIMIENTO .............................................186 7.2.1 AGUA CRUDA ....................................................................................... 186 7.2.2 LÍNEA DE CONDUCCIÓN DE AGUA CRUDA ..................................... 187 7.2.3 AIREACIÓN ............................................................................................ 187 7.2.4 COAGULACIÓN.................................................................................... 189 2 8 7.2.5 MEZCLA RÁPIDA ................................................................................... 190 7.2.6 FLOCULACIÓN ...................................................................................... 191 7.2.7 SEDIMENTACIÓN ................................................................................... 192 7.2.8 FILTROS ................................................................................................... 194 7.2.9 DESINFECCIÓN ...................................................................................... 196 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ............................................................................198 9 PRESUPUESTO GENERAL Y ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS, CRONOGRAMAS, ETC ................................................................................................198 10 PLANOS..................................................................................................................199 11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..........................................................200 12 ANEXO FOTOGRÁFICO .......................................................................................202 3 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Sistemas de alcantarillado existentes por parroquias ............................. 20 Tabla 2: Número de usuarios en centros de cuidado infantil ............................... 22 Tabla 3: Número de estudiantes y docentes en el cantón La Joya de los Sachas ........................................................................................................................................ 23 Tabla 4: Determinación de caudal en vertiente de la cabecera parroquial Tres de Noviembre............................................................................................................... 31 Tabla 5: Determinación de caudal en vertiente del centro poblado Bella Sombra ........................................................................................................................................ 31 Tabla 6: Proyección poblacional en función de hipótesis de diseño .................. 37 Tabla 7: Determinación de demandas en función de la población horizonte de diseño ............................................................................................................................ 39 Tabla 8: Periodos de diseño recomendados ........................................................... 40 Tabla 9: Resumen de caudales de diseño ............................................................... 42 Tabla 10: Periodos de diseño recomendados para reservorios ............................ 42 Tabla 13: Determinación de volúmenes de reserva ............................................... 45 Tabla 12; Área de drenaje de la cuenca ................................................................ 49 Tabla 13: Perímetro de la cuenca de drenaje ........................................................ 50 Tabla 14: Longitud Axial del rio en el tramo de interés .......................................... 50 Tabla 15: Índice de compacidad de la cuenca del río Jivino Rojo..................... 50 Tabla 16: Caudales medios mensuales generados en la cuenca de estudio. .. 53 Tabla 17. Caudales característicos disponibles de la cuenca en el punto de estudio. .......................................................................................................................... 56 4 Tabla 18:Matriz de evaluación de resultados. ......................................................... 64 Tabla 19: Determinación de las Tasas de Crecimiento para el sector Rural ...... 71 Tabla 20: Proyección poblacional en función de hipótesis de diseño ................ 76 Tabla 21: Dotaciones asignadas a la población .................................................... 77 Tabla 22: Determinación de demandas en función de la población horizonte de diseño ............................................................................................................................ 79 Tabla 23: Resumen de caudales de diseño ............................................................. 81 Tabla 24: Periodos de diseño recomendados para reservorios ................ Ошибка! Закладка не определена. Tabla 25: Determinación de volúmenes de reservaОшибка! Закладка не определена. Tabla 26: Áreas de cobertura por centro poblado ................................................ 86 Tabla 27. Coeficiente de rugosidad de Manning ................................................... 89 Tabla 28. Coeficiente de rugosidad de Manning en el cauce ............................ 90 Tabla 29. Diseño de línea de impulsión y estación de bombeo........................... 96 Tabla 30:Parámetros de diseño para aireadores de bandeja ........................... 106 Tabla 31. Dimensiones estandarizadas de la canaleta Parshall ......................... 109 Tabla 32. Determinación de W de la canaleta de Parshall en función del caudal ...................................................................................................................................... 110 Tabla 33. Resultado de W ......................................................................................... 110 Tabla 34. Valores de K y n según el tamaño de W ............................................... 111 Tabla 35. Resultado de K y n .................................................................................... 111 5 Tabla 36 Parámetros de diseño de floculadores .................................................. 114 Tabla 37: resultados del dimensionamiento del floculador ................................. 114 Tabla 38: Resultados del dimensionamiento del sedimentador ......................... 116 Tabla 39: resultado del dimensionamiento de filtros ............................................ 119 Tabla 40 Compuestos desinfectantes utilizados para el tratamiento de aguas ...................................................................................................................................... 120 Tabla 41: Determinación de cargas de reserva baja (Cap ≈500m3) ............... 124 Tabla 42: Resumen de cargas.................................................................................. 125 Tabla 43: Determinación de Cortante Basal. ........................................................ 125 Tabla 44: Descomposición de carga sísmica por niveles .................................... 126 Tabla 45. Determinación de demandas combinadas ......................................... 131 Tabla 46: Determinación de cargas de reserva baja (Cap ≈100m3) ............... 133 Tabla 47: Resumen de cargas.................................................................................. 134 Tabla 48: Determinación de cargas sísmica .......................................................... 135 Tabla 49: Distribución de carga por niveles ........................................................... 135 Tabla 50: Datos Iniciales ............................................................................................ 140 Tabla 51: Determinación de coeficientes .............................................................. 140 Tabla 52: Determinación de momentos ................................................................. 140 Tabla 53: Datos Generales de Sedimentador ....................................................... 142 Tabla 54: Determinación de coeficientes .............................................................. 142 Tabla 55: Determinación de momentos ................................................................. 142 6 Tabla 56: Datos iniciales de filtro .............................................................................. 144 Tabla 57: Determinación de coeficientes .............................................................. 144 Tabla 58: Determinación de momentos ................................................................. 144 Tabla 59: Resultados hidráulicos en nodos de red................................................ 147 Tabla 60: Resultados hidráulicos en tuberías de red ............................................ 152 Tabla 61: Operación de válvulas en red ................................................................ 159 Tabla 62. Mantenimiento estructura de mezcla rápida ...................................... 190 Tabla 63. Mantenimiento Floculadores................................................................... 192 Tabla 64. Mantenimiento sedimentadores ............................................................ 193 Tabla 65. Mantenimiento de filtros .......................................................................... 195 Tabla 66. Mantenimiento cloradores y almacenamiento ................................... 197 7 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Ubicación Referencial de la cabecera parroquial beneficiada con respecto a la cabecera cantonal. (Dist≈17 Km) ..................................................... 16 Ilustración 2: Ubicación General de Comunidades con respecto a la cabecera Parroquial (Radio Cobertura ≈6Km) .......................................................................... 16 Ilustración 3: Sistemas de Agua para consumo Humano dentro del cantón la Joya de los Sachas ...................................................................................................... 17 Ilustración 4: Procedencia de agua para consumo humano en el cantón la Joya de los Sachas ................................................................................................................ 18 Ilustración 5: Tipo de eliminación de excretas a nivel nacional ........................... 19 Ilustración 6: Identificación del déficit de servicios de recolección de desechos sólidos en el área urbana y área rural ...................................................................... 21 Ilustración 7: Tendencia de vivienda en el cantón La Joya de los Sachas ........ 24 Ilustración 8: Medios de movilización........................................................................ 25 Ilustración 9: Estado vial del cantón por parroquias .............................................. 26 Ilustración 10: Esquema de funcionamiento actual en cabecera parroquial Tres de Noviembre............................................................................................................... 28 Ilustración 11: Esquema de funcionamiento actual en centro poblado "Bella Sombra" ......................................................................................................................... 29 Ilustración 12: Esquema de funcionamiento actual en centro poblado "Fredy Silva" ............................................................................................................................... 29 Ilustración 13: Resultados de ensayos de laboratorio (AQ-LAB / Acreditación N° SAE LEN 14-009)............................................................................................................. 32 Ilustración 14: Resultados de ensayos de laboratorio (AQ-LAB / Acreditación N° SAE LEN 14-009)............................................................................................................. 32 8 Ilustración 15: Proyección de usuarios en función de la hipótesis de diseño. .... 37 Ilustración 16. Microcuenca de aportación ............................................................ 49 Ilustración 17. Módulo específico de escorrentía ................................................... 52 Ilustración 18. Curva de duración general de caudales mensuales disponibles en el punto de estudio...................................................................................................... 56 Ilustración 19: Resultados de caracterización de la fuente (AQLAB / Acreditación N° SAE LEN 14-009) ....................................................................................................... 62 Ilustración 20: Esquema de funcionamiento hidráulico del sistema .................... 67 Ilustración 21: Dinámica poblacional del cantón, periodo 2010-2020 ................ 70 Ilustración 22: Dinámica poblacional del cantón La Joya de los Sachas .......... 70 Ilustración 23: Proyección de usuarios en función de la hipótesis de diseño. .... 76 Ilustración 24: Área de cobertura por centro poblado ......................................... 86 Ilustración 25: Modelo digital de elevaciones y secciones transversales del cauce ........................................................................................................................................ 87 Ilustración 26: Esquema del entorno HEC-RAS, cargado con información ........ 88 Ilustración 27: Resultados HEC-RAS, Q95%............................................................... 91 Ilustración 28: Resultados HEC-RAS, Q50%............................................................... 92 Ilustración 29: Resultados HEC-RAS, Qmax. ............................................................. 92 Ilustración 30: implantación de obras de captación. ............................................ 93 Ilustración 31: Sección transversal de Bocatoma de ingreso................................ 94 Ilustración 32: Sección transversal de reserva de bombeo. .................................. 95 Ilustración 33. Información técnica Equipo de bombeo agua cruda ................. 98 9 Ilustración 34: Parámetros de torres de aireación con bandejas ....................... 106 Ilustración 35: Dimensiones de la canaleta Parshall ............................................. 109 Ilustración 36: Sedimentador de alta tasa. Fuente: ROMERO, J. 1999. Purificación del Agua...................................................................................................................... 116 Ilustración 37:Unidad de Filtración lenta en arena ............................................... 118 Ilustración 38: Esquema instalación de equipo propuesto .................................. 121 Ilustración 39: Cargas ejercidas hacia los muros (Jim Orihuela, 2016)............... 127 Ilustración 40: Armadura de refuerzo en losa de cimentación de reserva baja. ...................................................................................................................................... 128 Ilustración 41: Armadura de muros laterales en distintos sentidos...................... 129 Ilustración 42: Condiciones de apoyo de losa tapa de reservorio. (Jim Orihuela, 2016) ............................................................................................................................. 130 Ilustración 43: Armadura de refuerzo en losa tapa de reservorio ...................... 130 Ilustración 44: Armadura de zapata de cimentación, vista en corte ................ 136 Ilustración 45: Armadura de refuerzo en losa de cimentación (Vista en planta) ...................................................................................................................................... 137 Ilustración 46: Armadura de refuerzo en losas circulares ..................................... 137 Ilustración 47: Armadura típica en vigas y diafragmas y cabezales.................. 138 Ilustración 48: Armadura de refuerzo vista en corte ............................................. 141 Ilustración 49: Armadura de refuerzo en Sedimentador ...................................... 143 Ilustración 50: Armadura de refuerzo en filtro ........................................................ 145 Ilustración 51: Seccionamiento en red de distribución ........................................ 158 10 Ilustración 52: Inspección de campo de infraestructura existente. (Captación de vertiente en cabecera parroquial Tres de Noviembre) ....................................... 202 Ilustración 53: Reserva elevada en parroquia Tres de Noviembre ..................... 202 Ilustración 54: Reserva elevada en Bella Sombra ................................................. 203 Ilustración 55: captación de vertiente en Bella Sombra ...................................... 203 Ilustración 56: Levantamientos Topográficos para obtención de información de campo ......................................................................................................................... 203 Ilustración 57: Ensayo de suelos para determinar viabilidad de cimentación de las estructuras hidráulicas en los posible sitios de implantación ......................... 203 Ilustración 58: Toma de muestras de suelo para realizar ensayos de laboratorio y la respectiva caracterización geotécnica de la zona ........................................ 203 Ilustración 59: Toma de muestras de agua superficiales para caracterización física, química y biológica de la fuente. ................................................................ 203 Ilustración 60: Toma de muestras de agua superficiales para caracterización física, química y biológica de la fuente. ................................................................ 203 11 1 ASPECTOS GENERALES E INFORMACIÓN BÁSICA 1.1 ANTECEDENTES El acelerado crecimiento urbano provoca que la población rural deba acostumbrarse a una nueva dinámica social de la ciudad; causando dos efectos inmediatos: la ciudad, a pesar de contar con amplios espacios para ser habitados, no cuenta con la cobertura de servicios básicos; por lo que se genera la presión social para que las instituciones públicas destinen más recursos de sus limitados presupuestos para atender las demandas ciudadanas. El otro efecto que causa es que cada vez haya menos población que se dedique al cultivo de la tierra, asociado además al deterioro de la identidad y sentido de pertinencia de las personas que cambiaron su área de residencia del campo a la ciudad. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020). Según lo presentado en el plan de desarrollo y ordenamiento territorial 20192023, en lo que respecta a la cobertura de agua para consumo humano, se establece que, a nivel cantonal, aproximadamente en promedio el 57.14% de la población se abastece de la red pública existente en las distintas parroquias del cantón, por lo que se evidencia una necesidad básica de seguir implementado políticas públicas para la inversión de este servicio básico. Por otra parte, en lo que respecta a la parroquia Tres de Noviembre, el panorama es aún más desalentador, debido a que, según la información recabada, se estima que únicamente el 40.4% de la población, tiene cobertura de agua potable de la red pública, por lo que la población, se ve en la obligación de servirse de fuentes alternativas como pozos, ríos, vertientes y acequias. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020). 12 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 OBJETIVO GENERAL Diseñar un sistema de agua potable que contenga todos los elementos de infraestructura básicos necesarios, que permitan abastecer de agua potable en condiciones de cantidad y calidad adecuados, a la cabecera parroquial Tres de Noviembre y a la mayor cantidad de comunidades adyacentes. 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer y diagnosticar el sistema actual, a través de la identificación y evaluación del estado de funcionamiento de cada uno de los componentes de la infraestructura de agua potable existentes, partiendo desde su captación, pasando por los procesos de tratamiento, almacenamiento y distribución del líquido vital. Plantear una alternativa de sistema de infraestructura de agua potable que contenga todos los elementos que le permitan operar y brindar el servicio de agua potable a la población de interés de una manera eficiente, partiendo por una captación, sistema de bombeo y conducción de agua cruda, planta de tratamiento, reservorios de almacenamiento y redes de distribución de agua potable con su respectivo equipamiento como válvulas, hidrantes, uniones mecánicas, acometidas domiciliaras, etc., de modo que se dote de servicio a la cabecera parroquial Tres de Noviembre y la mayor cantidad de comunidades adyacentes que las características del sistema lo permitan. Análisis técnico de oferta y demanda del sistema, la cual parta por caracterizar a la fuente en términos de cantidad y calidad para asegurar la oferta del sistema, y de igual manera, analizar de manera acertada a la población beneficiaria que demandará el sistema. Dimensionar un sistema de captación de agua cruda en el río Jivino Rojo, que contemple en su diseño, el comportamiento hidráulico del cauce en 13 el punto de interés, de modo que se prevea las características apropiadas para la estructura hidráulica a ser dimensionada. Dimensionar un sistema de bombeo de agua cruda, que tenga las características adecuadas para impulsar el caudal demandado para la etapa de tratamiento, y la correspondiente determinación e la línea de conducción que garantice un apropiado funcionamiento hidráulico. Dimensionamiento de un proyecto eléctrico, capaz de dotar de energía eléctrica al sistema de impulsión de agua cruda, de modo que se garantice el suministro de agua cruda en las condiciones de caudal y presión adecuadas a la planta de tratamiento. Dimensionamiento hidráulico de una planta de tratamiento de agua potable, la cual garantice el volumen de tratamiento de agua cruda en base al correcto dimensionamiento de los módulos de tratamiento convencionales, y que sobre todo tenga en cuenta las recomendaciones de los ensayos de tratabilidad química, llevados a cabo a las muestras características tomadas del río Jivino Rojo. Dimensionamiento de reservas bajas y elevadas, las cuales deberán determinarse su capacidad en función de un adecuado análisis de demandas del sistema, de modo que se garantice una autonomía del sistema en escenarios críticos de variaciones de consumo e incluso en casos de emergencia. Diseño hidráulico y determinación del equipamiento de red requerido para las redes de distribución de agua potable, hacia los centros poblados beneficiados del proyecto, y sus respectivas redes secundarias. 1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO De acuerdo a la información del censo de INEC 2010, el PDOT 2015 y la percepción de la población con la información levantada, las parroquias del cantón La Joya de los Sachas, presentan un déficit del sistema de red de agua para el consumo humano como se indica a continuación: San Sebastián del Coca (70%), Tres de Noviembre (59,60%), Pompeya (56,10%), Lago San Pedro (47,70%), Enokanqui (20%), San Carlos (40%), Unión Milagreña 14 (30%) y Rumipamba (20%)del total de las viviendas y familias del cantón. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020). Por lo tanto, es imperante el interés de desarrollar proyectos por parte del Gobierno Autónomo Descentralizado del Cantón La Joya de Los Sachas, para atender las necesidades básicas que demandan las poblaciones marginales rurales, las cuales cuentan con los índices más bajos de cobertura de agua potable de una red pública, y de esta manera trabajar en pos de los objetivos estratégicos institucionales dentro de lo que determinan sus competencias. 1.4 UBICACIÓN La ubicación del proyecto de infraestructura para la dotación de agua potable a evaluarse y a implantarse a futuro, se encuentra en la región de la Amazonía, dentro del cantón La Joya de los Sachas, provincia de Orellana, los centros poblados beneficiados son la cabecera parroquial Tres de Noviembre y algunas de sus comunidades adyacentes a la cabecera parroquial rural. La cabecera parroquial Tres de Noviembre se localiza a aproximadamente 17 Km de la parroquia Urbana y cabecera Cantonal La Joya de los Sachas, y las comunidades que se busca beneficiar son algunas de las que se encuentran dentro de un radio de los 6 Km a la cabecera parroquial Tres de Noviembre, entre las cuales se puede mencionar a Comunidad La Pakinza, Comunidad Bella Sombra, Comunidad 25 de Diciembre, Comunidad 12 de Febrero, Comunidad Alma Lojana, Fredy Silva y El Progreso. A continuación, se muestra respectivamente la localización del proyecto central con respecto a la cabecera parroquial La Joya de los Sachas, y más adelante se presenta el alcance local del proyecto hacia las comunidades adyacentes. 15 Ilustración 1: Ubicación Referencial de la cabecera parroquial beneficiada con respecto a la cabecera cantonal. (Dist≈17 Km) Fuente: Google Maps Ilustración 2: Ubicación General de Comunidades con respecto a la cabecera Parroquial (Radio Cobertura ≈6Km) Fuente: Google Earth 16 1.5 ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS 1.5.1 SERVICIOS PÚBLICOS-BÁSICOS Como parte del análisis que se debe realizar en este acápite, se presenta los indicadores de cobertura de los servicios básicos de acuerdo con el Censo del año 2014 elaboradas por el INEC a nivel cantonal que fueron analizadas con la percepción de la población registrada en fichas levantadas para este trabajo, condiciones que serán descritas a continuación: AGUA PARA CONSUMO HUMANO El análisis de los sistemas de agua potable que componen el territorio, considera principalmente el nivel de cobertura del mismo, que está compuesto por la infraestructura, la red de distribución y los índices de calidad. El sistema de abastecimiento público de agua en el territorio cantonal de La Joya de los Sachas está conformado por un conjunto de aguas subterráneas, a través de varios pozos profundos perforados en diferentes sectores del cantón ZONA DE INTERÉS Ilustración 3: Sistemas de Agua para consumo Humano dentro del cantón la Joya de los Sachas 17 Como se puede observar en la ilustración que se acaba de presentar, en la zona de interés existen sistemas de agua destinadas para el consumo humano, sin embargo, más adelante en el acápite correspondiente, se desarrolla un análisis exhaustivo de los sistemas existentes en la zona específica del estudio. Cobertura de agua para consumo humano. - Conforme con los resultados obtenidos del Censo de Población y Vivienda efectuado en el año 2010, dentro del cantón La Joya de los Sachas existen varias formas que tiene la población para abastecerse de agua para el consumo humano, de las cuales se puede mencionar su procedencia. Ilustración 4: Procedencia de agua para consumo humano en el cantón la Joya de los Sachas Los sistemas de agua alcanzan altos porcentajes de cobertura, especialmente en las parroquias de Enokanqui, San Carlos, Unión Milagreña y Rumipamba en donde supera el (70%), en tanto que el área urbana de La Joya de los Sachas se obtiene un (86,47%) de cobertura. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020) La parroquia San Sebastián del Coca es la menos servida con agua potable de red pública, con menos del 30%, como fuente de abastecimiento tiene un pozo profundo de 28 metros aproximadamente. Actualmente disponen de estudios para un nuevo sistema de agua potable; debido a que las comunidades requieren una rehabilitación de los sistemas existentes, ya que 18 faltan bombas, redes y conexiones domiciliarias. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020) De manera similar las parroquias Tres de Noviembre, Pompeya y Lago San Pedro cuentan con el 40,4%, 43,9% y 52,30% respectivamente de cobertura de agua potable de la red pública, sirviéndose adicionalmente de: pozos, ríos, vertientes y acequias. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020) ALCANTARILLADO De acuerdo al censo del 2010, y la información levantada en campo, en el cantón Joya de los Sachas el 20.86% de la población tiene acceso a la red pública de alcantarillado. Esto origina que la comunidad busque otros medios de eliminación de las aguas residuales como la evacuación a pozo séptico en un 22.54%; conectado a pozo ciego el 5.68%; conectado a letrina el 34.87%; con descarga directas a quebradas un 1.09% y no tiene ningún sistema de eliminación de excretas, el 14.95% que representa un porcentaje importante lo que inciden en la presencia de contaminación ambiental. Ilustración 5: Tipo de eliminación de excretas a nivel nacional De acuerdo a la información registrada, se puede evidenciar la débil gestión por parte de las autoridades con respecto al sistema de alcantarillado. Presentando en el área urbana bajas coberturas de este servicio y en ciertos barrios carencia del mismo, como pasa en las parroquias rurales del cantón. 19 Dentro de las características que presenta actualmente el sistema se mencionan las siguientes: Las plantas de tratamiento de aguas servidas no cuentan con una operación y mantenimiento adecuado. 2 plantas de tratamiento no están en funcionamiento ubicadas en el barrio Miraflores. Debe realizarse un diagnóstico para ver medidas de mejora en los procesos físicos y biológicos. Tabla 1: Sistemas de alcantarillado existentes por parroquias 20 En general las plantas de tratamiento de aguas servidas de la ciudad La Joya de los Sachas no cuentan con un correcto funcionamiento y mantenimiento adecuado registrando que el 73% de estas plantas de tratamiento se encuentran colapsadas y el 23% restante no se puede conocer la eficiencia de su funcionamiento. Al igual que en las parroquias rurales este servicio presenta grandes problemas. Por lo tanto, las autoridades pertinentes deben realizar evaluaciones, diagnóstico y rediseño de las plantas de tratamiento existentes con el fin de garantizar la depuración de las aguas servidas y cumplir con las normas establecidas por las entidades de control ambiental. MANEJO DE DESECHOS SÓLIDOS La recolección de los desechos la realiza directamente el Gobierno Municipal de La Joya de los Sachas bajo el esquema de administración centralizada. La Dirección de Ambiente es la encargada de su operación y el cobro por el servicio de desechos sólidos se realiza a través del impuesto predial, haciendo uso de tres recolectores de carga posterior y capacidad de 20 yardas cúbicas. Sin embargo, éstos no son suficientes para cubrir el 100% de la jurisdicción del cantón, tanto en el área rural, como urbana La cobertura del servicio abarca el 77% del área urbana y el 45% en el área rural. Este último debido a la gran dispersión de comunidades, la recolección se realiza especialmente en las cabeceras parroquiales, en las ocho parroquias rurales del cantón y comunidades a su alrededor. Ilustración 6: Identificación del déficit de servicios de recolección de desechos sólidos en el área urbana y área rural 21 1.5.2 EDUCACIÓN Para la reserva y ampliación de suelo de los equipamientos educativos el ministerio debe coordinar con el GAD Municipal, debido a que se pudo conocer que el mayor problema detectado está relacionado al mal estado de las infraestructuras y al tamaño de suelo requerido, pues los establecimientos educativos no cumplen con el área requerida. Debiendo considerarse para la propuesta de equipamientos la forma de coordinación y las alternativas para la mejora del tamaño de lote para estas infraestructuras. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020). Hablar de la educación como herramienta decisiva de transformación social, implica concebirla más allá de la simple transmisión de conocimientos; ya que es un proceso transformador que influye en el capital humano, y su desarrollo social y económico. (Gil & Canales, 2017). En el caso de la atención a la primera infancia, etapa comprendida entre los 0 y los 3 años, el cerebro humano alcanza un 80% del tamaño adulto, es decir, se trata de la etapa en la que más fácil resulta aprender; y si las intervenciones se realizan a tiempo y son de calidad, los niños que hoy nacen en la pobreza tendrán más oportunidades para superarla y criar hijos que probablemente también la eludan y alcancen la plenitud de su potencial de desarrollo en su adultez. (Banco Interamericano de Desarrollo, 2014). Tabla 2: Número de usuarios en centros de cuidado infantil 22 En el caso del cantón La Joya de los Sachas, la estimación de la población de 0 a 3 años suma 6.692 niños, de los cuales se atienden 1.375 infantes; atendiendo únicamente al 20% de este grupo poblacional, dejando por fuera de la cobertura social al 80% de niños de 3 años o menos. Esto implica que a largo plazo la población que no ha participado de los programas de desarrollo infantil, tendría menos oportunidades de superar barreras de índole socioeconómica; restando las posibilidades de mejoramiento del capital humano de la población Por lo tanto, un mejor desarrollo de los niños y niñas es funcional para la superación intergeneracional de la pobreza, mejorando a futuro el bienestar de las familias. Además, se traduce en una mayor productividad y bienestar en la edad adulta, que, en términos agregados, suponen una oportunidad para elevar la productividad y el bienestar del conjunto de la nación. (Soria, 2017). Siguiendo con el proceso educativo, están los niños y adolescentes que acceden a la educación primaria y secundaria; que en el caso del cantón La Joya de los Sachas es de 15.402 personas; quienes a través del proceso formativo les permite desplegar sus potencialidades y cultivar sus capacidades. Tabla 3: Número de estudiantes y docentes en el cantón La Joya de los Sachas 23 1.5.3 VIVIENDA Para (Gilbert, 2002), históricamente, la provisión de vivienda social es un asunto que se ha quedado a medio camino entre las políticas económicas y sociales: para las primeras, la provisión de vivienda no contribuye directamente al crecimiento económico (si se compara con el impulso de actividades productivas), y para las segundas, resulta costosa si se compara con otros frentes de acción (salud y educación). Bajo esta concepción generalizada desde la administración pública, existe poco interés en la inversión de proyectos de vivienda, sobre todo en las ciudades pequeñas donde aún la carencia de otros servicios genera una fuerte presión social; situación similar a la que se vive en el cantón La Joya de los Sachas. Ilustración 7: Tendencia de vivienda en el cantón La Joya de los Sachas En el cantón La Joya de los Sachas, el 70% de la población tiene viviendas propias y totalmente pagadas, mientras que el 30% restante tiene acceso a viviendas mediante arriendo o en forma de pago por el trabajo. (Instituto Nacional de Estadística y Censos, 2014). Situación que de mantenerse los mismos parámetros al año 2020 equivaldría a que existe una demanda de alrededor de 5.000 unidades habitacionales. 24 1.5.4 MOVILIDAD Y COMUNICACIONES La movilidad interna dentro del área de estudio en el cantón La Joya de los Sachas, tiene un considerable déficit debido a la ausencia de transporte público masivo interno y el débil mantenimiento vial, especialmente en los barrios alejados del centro de la cabecera cantonal y la dificultad de la integración de las dos grandes partes de la ciudad. La movilidad en la parte rural, entre la cabecera cantonal y las cabeceras parroquiales, tiene un nivel aceptable en virtud de la presencia de la explotación petrolera; cuenta con transporte masivo parcial orientado a servir la demanda de sus trabajadores y con un sistema vial rural de tercer orden (Clasificación del MTOP), con tramos con capa de rodadura de asfalto en un bajo porcentaje y el resto de vías con capa de rodadura de lastre y tierra. Todo esto a pesar del desarrollo económico basado en las actividades petroleras, que ha generado una enorme expansión de asentamientos poblacionales no planificados y de ocupación del territorio. Las parroquias rurales se transportan en bus y ranchera básicamente; en particular, en las parroquias Joya de los Sachas y San Sebastián del Coca usan el taxi como segunda opción. Ilustración 8: Medios de movilización 25 En general, se puede apreciar que 5 de las 9 parroquias consideran que el estado de las vías es bueno a excelente, toda vez que el acceso principal es asfaltado, ocurre lo opuesto en Rumipamba y Unión Milagreña donde consideran que el estado de las vías es malo a regular, en San Carlos y Joya de los Sachas la percepción es que el estado de las vías es regular. Ilustración 9: Estado vial del cantón por parroquias 26 2 ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS EXISTENTES El presente acápite trata de evaluar la situación actual respecto al servicio básico y derecho fundamental del agua potable para consumo humano en el centro poblado rural parroquial Tres de Noviembre y sus comunidades adyacentes (25 de Diciembre, Bella Sombra, La Pakinza, Doce de Febrero, Alma Lojana, Fredy Silva y El Progreso), los cuales se localizan dentro cantón La Joya de los Sachas, provincia de Orellana. Por tal razón, es necesario evaluar las condiciones de servicio para mitigar las falencias existentes y repotenciar el sistema de abastecimiento en términos de calidad y cantidad, conforme las lo estipulan las normativas técnicas, con el propósito de mejorar la calidad de vida de los usuarios en la zona de interés. En ese ámbito el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del Cantón la Joya de los Sachas, y en conformidad a sus competencias, ve la necesidad de mejorar el sistema de Agua Potable, por medio de la inversión pública para la repotenciación de los sistemas. Actualmente, algunos de los centros poblados de interés se abastecen de agua entubada, la cual carece de tratamiento físico, químico y bacteriológico que garantice el suministro de agua en condiciones de potabilidad, por lo que los usuarios se ven expuestos a las condiciones de calidad de las vertientes, las cuales pueden verse afectadas por actividades antrópicas o naturales. Por otra parte, en las zonas en donde se carecen de sistemas centralizados, los usuarios en muchos de los casos, cuentan con subsistemas unifamiliares para cada vivienda, es decir que la mayoría de los usuarios se abastecen por medios propios a través de la extracción de agua a través de la construcción de pozos, en otros casos como lo es los centros poblados más consolidados como lo es la cabecera parroquial Tres de Noviembre, Bella Sombra, 12 de Febrero, y Fredy Silva, cuentan con un sistema centralizado de agua entubada, el cual consiste en la captación de agua de vertientes de buena calidad aparente, y respectivamente almacenada en reservorios 27 elevados de baja capacidad, punto a partir del cual se realiza la distribución hacia los usuarios más próximos a las zonas consolidadas. Tomando en cuenta la tecnificación limitada de estos sistemas, se puede observar que las zonas de cobertura son únicamente las más próximas a los reservorios elevados existentes, debido a la falta de capacidad hidráulica tanto de la red como de los almacenamientos, para extenderse hace las zonas más alejadas. A continuación, se detalla de manera específica los medios de distribución de agua para los principales centros poblados en cuestión. Tres de Noviembre (Cabecera Parroquial) Ilustración 10: Esquema de funcionamiento actual en cabecera parroquial Tres de Noviembre 28 Centro Poblado Bella Sombra Ilustración 11: Esquema de funcionamiento actual en centro poblado "Bella Sombra" Centro Poblado Fredy Silva Ilustración 12: Esquema de funcionamiento actual en centro poblado "Fredy Silva" 29 2.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS FUENTES DE LOS SISTEMAS EXISTENTES EN TÉRMINOS DE CANTIDAD Y CALIDAD Para poder llevar a cabo un diagnóstico de los sistemas existentes, y la identificación de sus virtudes y falencias, es necesario caracterizar las fuentes, para lo cual se realizó la caracterización cuantitativa y cualitativa. CARACTERIZACIÓN DE LA FUENTE EN TÉRMINOS CUANTITATIVOS El concepto utilizado para la determinación del caudal disponible de la fuente, es la relación básica que nace del análisis dimensional del parámetro caudal, el cual se puede expresar como la relación directa entre el volumen de un fluido y el tiempo en el que fluye, o de igual manera se puede expresar como el producto de la velocidad de un fluido por el área hidráulica que este ocupa, teniendo de esta manera las siguientes expresiones. 𝑚3 𝑉 [𝑚3] 𝑄[ ] = 𝑠 𝑇 [𝑠] Donde: Q= Caudal V= Volumen T= Tiempo Se conoce las dimensiones internas del cubeto recolector en el que se mide el volumen, conforme lo que se presenta en el siguiente esquema: 𝑉 = 𝜋 ∗ 𝑟2 ∗ ℎ Se trabaja un recipiente de PVC de volumen conocido, por lo que no se realiza mediciones de lámina de agua si no únicamente se toma tiempos totales que se emplea en el llenado del recipiente 𝑉 = 18.9𝑙𝑡 Se procede a tomar mediciones de tiempo total empleado en el llenado del recipiente de 18.9 litros, los cuales fueran realizados iterativamente con el fin 30 de temer varias mediciones que sean comprobatorias, y con cuyo promedio, se pueda establecer la magnitud del caudal aforado. A continuación, se presenta, el procedimiento de campo llevado a cabo para la recopilación de datos. Tabla 4: Determinación de caudal en vertiente de la cabecera parroquial Tres de Noviembre N° Med Volumen (lt) 1 2 3 18.9 18.9 18.9 Tiempo Parcial (seg) 3.5 seg 3.2 seg 3.1 seg Q promedio Q (lt/seg) 5.40 5.90 6.09 5.79 𝑄𝑎𝑓𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 = 5.79 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 Tabla 5: Determinación de caudal en vertiente del centro poblado Bella Sombra N° Med Volumen (lt) 1 2 3 18.9 18.9 18.9 Tiempo Parcial (seg) 5.8 seg 6.2 seg 5.9 seg Q promedio Q (lt/seg) 3.25 3.04 3.20 3.16 𝑄𝑎𝑓𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜 = 3.16 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 CARACTERIZACIÓN DE LA FUENTE EN TÉRMINOS CUALITATIVOS Para la caracterización cualitativa de la fuente se procede a realizar las tomas de muestras de agua directo de la vertiente, con el objetivo de medir los parámetros mínimos que se requieran para calificar la muestra en términos de características, físicas, químicas y biológicas. Los parámetros que demanda la normativa INEN 1108, encargada de regular los indicadores para calificar como agua potable, requieren de la medición de varios parámetros, sin embargo, se ha procurado caracterizar los principales indicadores que son, aceites y grasas, arsénico, bario, coliformes, color, cromo, cianuros. Cadmio, cobre, DBO, DQO, floruros, Hierro, hidrocarburos, mercurio, manganeso, nitratos, plomo. Potencial de hidrogeno PH. Sulfatos, etc. 31 RESULTADOS DE CARACTERIZACIÓN EN VERTIENTE DE BELLA SOMBRA Ilustración 13: Resultados de ensayos de laboratorio (AQ-LAB / Acreditación N° SAE LEN 14009) RESULTADOS DE CARACTERIZACIÓN EN VERTIENTE DE TRES DE NOVIEMBRE Ilustración 14: Resultados de ensayos de laboratorio (AQ-LAB / Acreditación N° SAE LEN 14-009) 32 De los ensayos presentados anteriormente, se puede concluir, que en varios de sus parámetros estos se encuentran dentro de las exigencias de lo que establece la normativa ecuatoriana INEN 1108 para regulación de agua potable, lo que contrasta con la buena percepción visual del agua, sin embargo, también se puede verificar que en lo que respecta a parámetros bacteriológicos como los coliformes fecales, existe presencia de colonias probables, lo cual es un indicativo de la necesidad de realizar procesos de desinfección. Adicionalmente se encuentran parámetros fuera de los límites establecidos como lo es la presencia de hidrocarburos totales, lo cual es indudablemente es una consecuencia de las actividades de carácter petrolero que se llevan a cabo en los pozos que se localizan en sitios aledaños a los centros poblados de interés. Los parámetros anteriormente expuestos son dos de los que más perjuicio pueden generar a los consumidores en caso de ingerir de forma directa, por lo que resulta imperante mejorar las condiciones de tratamiento para garantizar las condiciones de potabilidad de agua. 2.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO DE ABASTECIMIENTO ACTUAL VENTAJAS El agua de vertiente captada tanto en Tres de Noviembre y Bella Sombra tiene buenos parámetros físicos, no obstante, no goza de buenos indicadores químicos y bacteriológicos. El costo de operación es bajo, debido a que únicamente se requiere del consumo energético para impulsar el agua cruda desde la captación, hasta el tanque elevado en donde se almacena para su distribución. El agua de vertiente ha funcionado para abastecer de agua entubada a los usuarios que se encuentran inmediatamente adyacentes a la zona de captación. 33 El sistema existente no requiere de técnicos especializados para la operación de los componentes que conforman la infraestructura de servicio. DESVENTAJAS El agua de vertiente es susceptible en términos de calidad y cantidad a las actividades antrópicas desarrolladas en la zona. La baja tecnificación de los sistemas existentes, impiden una cobertura extendida a los usuarios que no se encuentran ubicados en las zonas adyacentes a los reservorios. El caudal disponible para las vertientes desde donde se realiza el aprovechamiento del recurso para los sistemas existentes, no garantiza una cobertura total para los usuarios que se asientan en la zona de consolidación poblacional a corto y mediano plazo, viéndose seriamente comprometida, en caso de existir el interés de realizar proyectos de inversión pública para la extensión de las áreas de cobertura y el mejoramiento de los niveles de servicio. El agua entubada distribuida no es agua potable, por lo que a futuro se va a presentar afectaciones gastrointestinales o problemas en la salud en general de los pobladores. 34 3 ESTUDIOS DE PREFACTIBILIDAD 3.1 BASES DE DISEÑO 3.1.1 ANÁLISIS DEMOGRÁFICO En este componente se aclara temáticas como: ritmo de crecimiento demográfico, características del tejido social, capacidad de las organizaciones sociales para el trabajo e incorporación en los procesos de cogestión del territorio. Para la definición de la población beneficiaria de la parroquia Tres de Noviembre y las comunidades adyacentes, se han estudiado diferentes variables. En primer lugar, se consideró los datos oficiales del INEC y por otra parte, los censos poblacionales de nivel parroquial, las cuales se presentan en el PDOT del cantón La Joya de los Sachas 2020. Sobre la base de los análisis que se realicen, prevalecerán los datos oficiales obtenidos en territorio sobre las estimaciones que se pueda obtener del INEC, puesto que muchas de las veces, esta información no refleja la dinámica poblacional real. Por otra parte, tomando en cuenta el alcance del Plan de Ordenamiento Territorial, se evidencia que este no cuenta con un nivel de detalle suficiente para distinguir a la población debidamente agrupada por comunidades y centros poblados dentro de las respectivas parroquias, por lo que resulta complejo la determinación real del número de beneficiados del área de cobertura de interés del presente proyecto, por lo que se adoptarán criterios de diseño que plantean sobre la base de una hipótesis de consolidación habitacional a corto y mediano plazo, y la determinación de la población total beneficiada en el año horizonte de diseño. DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN BENEFICIADA La población de interés es la población futura que se asiente y consolide sobre la cabecera parroquial Tres de Noviembre, el centro poblado Bella 35 Sombra, las comunidades 25 de Diciembre, La Pakinza, 12 de Febrero, Alma Lojana, Fredy Silva, y el Progreso. La población base sobre la que se aplicarán los métodos de proyección estadística, nace fruto de la identificación del número de viviendas existentes que en la actualidad se localizan en cada comunidad o centro poblado, información a partir de la cual se proyectan en promedio 4 personas por familia, y con la información resultante de dicha operación, se procede con la determinación de la población base al año 2021, a partir de la cual se realizan las distintas proyecciones estadísticas en base a los índices de crecimiento poblacionales que se indican en el plan de ordenamiento territorial. 1 𝑃𝑓 𝑦 𝑖 = (( ) − 1) ∗ 100 𝑃𝑖 Donde: 𝑖 = 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑃𝑓 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑃𝑖 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑃𝑖 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑦 = 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 MÉTODO DE PROYECCIÓN NIVEL DE PREFACTIBILIDAD El método de proyección poblacional, corresponde a una hipótesis de diseño que, en base a la experiencia evidenciada del comportamiento poblacional con respecto a la existencia de los servicios básicos plantea que: “Las zonas por donde se construya o proyecte redes de distribución de agua potable, o demás servicios básicos de saneamiento, generarán una dinámica poblacional de forma que esta se consolidará alrededor y a lo largo de las líneas de servicio” 36 Para lo cual, se procedió a trazar sobre la base catastral, predios mínimos de 1000 m2 acorde a lo que establece el plan de ordenamiento territorial, alrededor de las líneas matrices que conducen el agua potable desde los centros poblados principales como lo son: Bella Esperanza y Cabecera Parroquial Tres de Noviembre, hacia las comunidades adyacentes, 25 de Diciembre, La Pakinza, 12 de Febrero, Alma Lojana, Fredy Silva, y el Progreso. A continuación, se presenta una imagen de carácter ilustrativo en donde se evidencia la hipótesis de diseño planteada. ZONAS A CONSOLIDAR EN CORTO PLAZO (Sector Periurbano) ZONAS A CONSOLIDAR A MEDIA Y LARGO PLAZO Ilustración 15: Proyección de usuarios en función de la hipótesis de diseño. De esta manera se tiene los siguientes valores: Tabla 6: Proyección poblacional en función de hipótesis de diseño COMUNIDAD / BARRIO 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA USUARIOS EXISTENTES 58 USUARIOS PROYECTADOS 106 TOTA USUARIOS AÑO HORIZONTE 164 137 306 443 30 56 136 39 166 95 37 COMUNIDAD / BARRIO EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE TOTAL DOMICILIOS TOTAL HABITANTES USUARIOS EXISTENTES 85 64 43 82 555 2220 TOTAL POBLACIÓN HORIZONTE 3.1.2 USUARIOS PROYECTADOS 150 100 131 62 1030 4120 TOTA USUARIOS AÑO HORIZONTE 235 164 174 144 1585 6340 6340 DETERMINACIÓN DE DEMANDAS POBLACIONALES Una vez que se ha establecido la proyección de la población, para los distintos periodos de tiempo, se procede a cuantificar las demandas de caudal y sus respectivas variaciones de consumo, en función de las dotaciones y factores de maximización como factor, diario, factor horario, coeficiente de pérdidas etc., que recomienda la normativa local vigente. A continuación, se muestre de manera breve los parámetros de ingreso seleccionados de las bases de diseño que se exponen en capítulos anteriores al presente informe, valores con los cuales se desarrolla la determinación de los caudales de diseño. Cabe recalcar que, según el plan de ordenamiento territorial, los centros poblados objetivos del presente proyecto, son considerados como rurales, sin embargo, la cabecera parroquial de la parroquia Tres de Noviembre, y la comunidad Bella Sombra, son centros poblados cuyo comportamiento y consolidación poblacional, ya presenta los servicios característicos de las poblaciones urbanas, por lo que en un corto o mediano plazo su categorización puede cambiar. Valorando estos factores, se considera desde el punto de vista técnico apropiado, considerar para estos centros poblados, dotaciones y demás parámetros de cálculo en condiciones urbanas, previendo de esta manera, un buen funcionamiento del sistema a lo largo del periodo de diseño. 38 PARÁMETROS DE DISEÑO EN CONDICIONES URBANAS Dotación: 200 lt/hab/día Pérdidas: 20% Kmax.día=1.3 Kmax.hor=2 Q_incendio=10lt/s (1 simultaneidad) PARÁMETROS DE DISEÑO EN CONDICIONES DE RURALIDAD Dotación: 100 lt/hab/día Pérdidas: 20% Kmax.día=1.25 Kmax.hor=3 Q_incendio (No se requiere) Tabla 7: Determinación de demandas en función de la población horizonte de diseño Q_max_dia Q_max_hor Población Q_med_dia Año Dotación k*(Q_med+P) k*(Q_med+P) Por Q_med_dia (pérdidas) Censo/Proyección (lt/hab/día) k1=1.3 URB / k2=2 URB parroquias f=1.2 k2=1.25 RUR /k2= 3 RUR 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE Totales 656 100 0.76 0.91 1.14 2.73 1772 200 4.1 4.92 6.4 9.84 664 380 940 656 696 576 6340 100 100 100 200 100 100 0.77 0.44 1.09 1.52 0.81 0.67 10.16 0.92 0.53 1.31 1.82 0.97 0.8 12.18 1.15 0.66 1.64 2.37 1.21 1 15.57 2.76 1.59 3.93 3.64 2.91 2.4 29.8 Resumen de demandas Se recomienda que, una vez determinada la población de diseño, se realice la proyección de los distintos elementos que componen el sistema, de acuerdo a los distintos periodos de diseño que recomienda la normativa local aplicable, teniendo de la siguiente manera los siguientes valores. 39 Tabla 8: Periodos de diseño recomendados CAUDAL DE DISEÑO PARA LA CAPTACIÓN (PD=40 AÑOS) Se adopta como tiempo de vida útil un periodo de 40 años, debido a que la captación resulta ser una obra hidráulica de mayor importancia, que deben prever el crecimiento poblacional y tratar de garantizar el servicio en todo el periodo del tiempo de diseño. Según se estipula en la Tabla V.5 del (CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN CO 10.07-601), el caudal recomendado para el dimensionamiento de la planta, resulta ser el caudal máximo diario + 20 %, teniendo de esta manera lo siguiente. 𝑄𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑄max _𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜40 + 20% 𝑄𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 18.68 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 CAUDAL DE DISEÑO PARA CONDUCCIONES (PD=30 AÑOS) Se adopta como un tiempo de vida útil de 30 años, debido a que las conducciones principales deben garantizar el abastecimiento a las reservas principales, de acuerdo a las demandas que se vayan presentando a lo largo del tiempo. Se recomienda mediante normativa local aplicable, que, la conducción de agua cruda como de agua tratada, sea dimensionada bajo el criterio de conducción de agua superficial, el cual se establece lo siguiente: 40 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 𝑄max _𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜30 + 10% 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 17.12 𝑙𝑡/𝑠 CAUDAL DE DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO (PD=40 AÑOS) Se adopta como tiempo de vida útil un periodo de 40 años, debido a que la planta de tratamiento son obras hidráulicas de mayor importancia, que deben prever el crecimiento poblacional y tratar de garantizar el servicio en todo el periodo del tiempo de diseño. Según se estipula en la Tabla V.5 del (CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN CO 10.07-601), el caudal recomendado para el dimensionamiento de la planta, resulta ser el caudal máximo diario + 10 %, teniendo de esta manera lo siguiente. 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 = 𝑄max _𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜40 + 10% 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 = 17.12𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 CAUDAL DE DISEÑO DE DISEÑO PARA REDES DE DISTRIBUCIÓN (PD=30 AÑOS) Se adopta como un tiempo de vida útil de 30 años, debido a que las conducciones deben garantizar el abastecimiento a los usuarios de acuerdo a las demandas que se vayan presentando a lo largo del tiempo. Se recomienda mediante normativa local aplicable, que, las redes de distribución se diseñen bajo el escenario más desfavorable el cual corresponde a un caudal máximo horario, tendiendo de esta manera lo siguiente. 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 = 𝑄max _ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜30 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 = 29.8 𝑙𝑡/𝑠 41 RESUMEN DE CAUDALES Y PERIODOS DE DISEÑO Tabla 9: Resumen de caudales de diseño TIPO DE CAUDAL CAUDAL DE CAPTACIÓN DE AGUA SUPERFICIAL CAUDAL DE CONDUCCIÓN DE AGUA CRUDA CAUDAL DE DISEÑO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN CAUDAL DE PLANTA DE TRATAMIENTO 3.1.3 MAGNITUD 18.68 17.12 29.8 17.12 UNIDAD lt/s lt/s lt/s lt/s PERIODO DISEÑO 20-40 20-30 20-30 20-40 DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DE RESERVA La selección de la capacidad de volumen de almacenamiento para el sistema de agua potable, obedece a específicamente tres factores, los cuales son: regulación, emergencia e incendio. El volumen de regulación, busca compensar las variaciones de consumo diario y horario, el volumen de emergencia busca dar un tiempo de autonomía al para cubrir situaciones de emergencia de distinta naturaleza, y por último tenemos el volumen de almacenamiento para casos de incendio, el cual resulta ser el volumen de emergencia para el caso de presentarse incendios en las zonas de cobertura. La selección del año horizonte de diseño para el dimensionamiento de los volúmenes de agua potable, se lo realiza en función de la Tabla V.2 del (CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN CO 10.07-601), que se presenta a continuación: Tabla 10: Periodos de diseño recomendados para reservorios 42 El predimensionamiento de la reserva elevada, baja, o cualquier tipo de reserva que se vaya a proyectar en la población, está estrechamente relacionado con la demanda de caudal, puesto que de este se desprende los volúmenes de regulación, de emergencia, y de incendio, que según los reglamentos se debe prever para mantener el nivel de servicio en condiciones de extraordinarias de consumo, en situaciones de emergencia e incendio. Con estos antecedentes se procede a cuantificar la demanda de diseño, pero esta vez concentrada en términos de volumen y no de caudal. Se procede a determinar los volúmenes de reserva mínimos que requieren los centros poblados de interés, en función de los parámetros de dotación, población, y factores de maximización, previamente desarrollados. Vale recalcar que según la normativa local vigente; NORMAS PARA ESTUDIOS Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA POBLACIONES MAYORES A 1000 HABITANTES “NORMA CO 10.07-601-ÁREAS URBANAS” Y NORMA DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, DISPOSICIÓN DE EXCRETAS Y RESIDUOS LÍQUIDOS EN EL ÁREA RURAL “NORMA CO 10.7-602-ÁREAS RURALES”, los volúmenes de almacenamiento son requerido de acuerdo al siguiente detalle: o Poblaciones Urbanas Volumen de Regulación: En caso de haber datos sobre variaciones horarias del consumo el proyectista deberá determinar el volumen necesario para la regulación a base del respectivo análisis. En caso contrario, se pueden usar los siguientes valores: a) Para poblaciones menores a 5000 habitantes, se tomará para el volumen de regulación el 30% del volumen consumido en un día, considerando la demanda media diaria al final del periodo de diseño. 43 b) Para Poblaciones mayores de 5000 habitantes, se tomará para el volumen de regulación el 25% del volumen consumido en un día, considerando la demanda media diaria al final del periodo de diseño. Volumen de protección contra incendios: Se utilizarán los siguientes valores: a) Para poblaciones de hasta 3000 habitantes futuros en la costa y 5000 en la sierra, no se considera almacenamiento para incendios. b) Para poblaciones de hasta 20000 habitantes futuros se aplicará la formula Vi=50*(p)^1/2. c) Para poblaciones de más de 20000 habitantes futuros se aplicará la fórmula Vi=100*(p)^1/2 Volumen de emergencia: Para poblaciones mayores a 5000 habitantes, se tomará el 25% del volumen de regulación como volumen para cubrir situaciones de emergencia. Para comunidades con menos de 5000 habitantes no se calculará ningún volumen para emergencias. Volumen en la planta de tratamiento: El volumen de agua para atender las necesidades propias de la planta de tratamiento debe calcularse considerando el número de filtros que se lavan simultáneamente. Así mismo, se debe determinar, los volúmenes necesarios para contacto del cloro con el agua, considerando los tiempos necesarios para estas operaciones y para consumo interno en la planta. Volumen total: El volumen total de almacenamiento se obtendrá al sumar los volúmenes de regulación, emergencia, el volumen para incendios y el volumen de la planta de tratamiento. o Poblaciones Rurales La capacidad de almacenamiento será del 50% del volumen medio diario futuro. En ningún caso, el volumen de almacenamiento será inferior a 10 m3. 44 Tabla 11: Determinación de volúmenes de reserva Vol Vol Vol Población Q_med_dia incendios Volumen Año Dotación Regulación Emergencia Por (pérdidas) Vi=50*√p Total Censo/Proyección (lt/hab/día) Vr=25%*Qm Vr=25%*Vr parroquias f=1.2 (m3) (m3) (m3) (m3) *ponderado 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE Totales 656 100 0.91 N/A N/A N/A 39.31 1772 200 4.92 127.53 N/A N/A 127.53 664 380 940 656 696 576 6340 100 100 100 200 100 100 0.92 0.53 1.31 1.82 0.97 0.8 12.18 N/A N/A N/A 47.17 N/A N/A 174.7 N/A N/A N/A N/A N/A N/A 0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A 0 39.74 22.9 56.59 47.17 41.9 34.56 409.7 Se puede observar que el VOLUMEN TOTAL MÍNIMO REQUERIDO es de 409.7 m3, de los cuales se recomienda que, una parte sea empleada como reserva baja, y otra parte sea empleada como reserva elevada. 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 = 4 09.7𝑚3 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 = 𝑉𝑅 𝐵𝐴𝐽𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 + 𝑉𝑅 𝐴𝐿𝑇𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 Condicionante: 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 ≥ 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 Cabe recalcar que, en centros poblados rurales y en zonas calientes como los centros poblados de la costa y el oriente ecuatoriano, se presenta un suceso que no suele se previsto en la normativa local vigente, y es que debido a la intermitencia del servicio de agua potable, los usuarios generalmente cuentan en sus domicilios con reservorios de agua para prever del volumen necesario en los días en los que se suspenda servicio, o incluso lo emplean para almacenar el agua en ocasiones en las que se tenga q abastecer a través de tanqueros. Este volumen es difícil de cuantificar, puesto que depende de un levantamiento de información de domicilio por domicilio y de la respectiva 45 cubicación de los reservorios con los que los pobladores cuentes, sin embargo, se sabe que estos se cubican en un rango de 0.5 a 1 m3 en promedio. Por lo que, en base a experiencia adquirida en sistemas de agua potable similares en la zona, se recomienda que, al volumen mínimo establecido en el análisis de demandas, se le añada un 50% adicional, que permita mantener al sistema en óptimas condiciones de presión y volumen, aún en el momento en que los usuarios se encuentren llenando sus reservorios. 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐸𝐺𝐼𝐷𝑂 = 150% 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐸𝐺𝐼𝐷𝑂 = 614.15𝑚3 Volúmenes adoptados: 𝑉𝑅 𝐵𝐴𝐽𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 ≈ 495𝑚3 𝑉𝑅 𝐴𝐿𝑇𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 ≈ 95 𝑚3 (𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎/𝑠𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 2) 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 = 495𝑚3 + 2 ∗ 95 𝑚3 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 = 685 𝑚3 Verificación de la condicionante de volumen mínimo requerido: 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 ≥ 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 685 𝑚3 ≥ 614.15 𝑚3 → 𝑜𝑘 De esta manera se concluye que es adecuado la implementación de tres reservorios, dos de los cuales se proyectarán en calidad de reservas elevadas, en las alturas y volúmenes que permitan al sistema operar en adecuados niveles de servicio, y el volumen restante que representa la mayoría del volumen proyectado 495m3 (≈70% )se lo realizará a través de la implantación de una reserva baja, la cual se ubicará como almacenamiento al final de la planta de tratamiento de agua potable. 46 3.2 CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DEMOGRÁFICO Se determina que una vez analizadas las demandas de los centros poblados de interés, es viable la propuesta de un sistema de agua potable centralizado, pues se puede apreciar que las demandas en términos de caudales y volúmenes resultan ser fáciles de obtener de la fuente de agua superficial con la que se cuenta en el sector “Rio Jivino Rojo”, el cual deberá será evaluado más adelante desde el punto de vista hidrológico para determinar si su caudal en épocas de lluviosas y de estiaje garantizan las demandas obtenidas para el sistema de agua potable planteado, de igual manera se verificará la viabilidad de la fuente desde el punto de vista cualitativo, por lo que se recomienda se pase a estudios de factibilidad, en donde el alcance principal sea la determinación de la factibilidad del uso de esa fuente superficial en términos de cantidad y calidad. 47 4 ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD 4.1 ANÁLISIS HIDROLÓGICO (OFERTA DE RECURSO HÍDRICO) Una vez determinadas las demandas poblacionales, es imperante la determinación de la oferta de los recursos hídricos que se encuentren en la zona, la cual deberá determinarse bajo un análisis hidrológico de ingeniería, el cual determina la disponibilidad del recurso de forma temporal y espacial, es decir que, se determinará como fuente óptima a aquella que tenga la capacidad de asegurar mediante métodos estadísticos, un caudal aprovechable al menos dos veces mayor al requerido mediante la determinación de demandas. Con este antecedente y en función de la localización estratégica geográficamente de la comunidad Bella Sombra, se identifica al río Jivino Rojo como una potencial fuente de abastecimiento, a la cual se le procede a realizar la caracterización en términos de cantidad y más delante de calidad para ser calificada como una fuente óptima de abastecimiento para la población. El estudio hidrológico es un desarrollo ampliado de distintos factores de carácter geográfico y natural como es la extensión de las cuencas, los tipos de vegetación, los pendientes promedios del terreno, la dinámica de la pluviosidad, etc., todos estos factores podrán ser evidenciados en el informe hidrológico desarrollado, mismo que se adjunta como parte integral del presente estudio, sin embargo, con fines explicativos, se resumen a continuación los principales resultados de interés, con respecto a la disponibilidad del recurso hídrico y su comportamiento estadístico en el tiempo. Delimitación de la cuenca Con la finalidad de determinar los diferentes tipos caudales de escorrentía generados, es necesario realizar la delimitación de las cuencas de drenaje que generan esta escorrentía. 48 Mediante el análisis de la información topográfica recopilada, la cartografía existente y, las visitas de campo, se realizó el trazado de la cuenca de drenaje que genera escorrentía hacia el sitio de interés o punto de estudio, definido anteriormente. En este contexto se ha definido el área de aportación, tal como se presenta en la Ilustración 16. Ilustración 16. Microcuenca de aportación Es la proyección horizontal del área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural. El área de drenaje de la cuenca en el punto de estudio se presenta en la siguiente tabla. Tabla 12; Área de drenaje de la cuenca CUENCA Río Jivino Rojo ÁREA (Km2) 53.1704 49 Características geográficas de la cuenca El perímetro de la cuenca o longitud de la línea divisoria de aguas de la cuenca, es un parámetro importante para la determinación de otros factores físico morfo métricos de la cuenca. El perímetro de la cuenca del rio S/N en el punto de estudio se presenta en la siguiente tabla. Tabla 13: Perímetro de la cuenca de drenaje CUENCA PERÍMETRO (Km) Río Jivino Rojo 42.819 Longitud axial de la cuenca, desde el punto más alejado de la cuenca hasta el punto de drenaje, la longitud axial de la cuenca del rio Jivino Rojo se presenta en la siguiente tabla. Tabla 14: Longitud Axial del rio en el tramo de interés CUENCA LONGITUD AXIAL (Km) Río S/N 15.736 Altura máxima de la cuenca es 350 msnm Altura en el punto de drenaje de la cuenca es 280 msnm Se procede con la determinación de la compacidad de la cuenca, la cual esla relación entre el perímetro de la cuenca y la longitud de la circunferencia de un círculo de igual área este valor. Cuanto más irregular sea la cuenca, mayor será su coeficiente de compacidad, los valores nunca serán inferiores a uno puesto que, el valor es uno cuando la cuenca sea completamente circular. 𝐾𝑐 = 0.2821 𝑃 1 𝐴2 Tabla 15: Índice de compacidad de la cuenca del río Jivino Rojo CUENCA Río Jivino Rojo KC 1.468 50 Las cuencas con índices de compacidad cercanos a 1 evidencian un mayor riesgo de ser propensas a presentar inundaciones. (Gutierrez, 2014) En esta cuenca se evidencia que tenemos una cuenca de forma alargada, con riesgo de inundación bajo. Determinación de caudales La factibilidad de un proyecto, fundamentalmente se basa en la disponibilidad hídrica de la fuente para cubrir su demanda, en este contexto la variabilidad espacial y temporal de este recurso hídrico se torna fundamental. El estudio de los caudales medios de los ríos en el sitio de estudio, y su respectiva curva de duración permite definir la capacidad disponible en la fuente hídrica para satisfacer o no las demandas del recurso. CAUDAL MEDIO MENSUAL Debido a la carencia de información hidrológica en la zona, se determinó los caudales medios mensuales a partir de una combinación de ecuaciones empíricas que relaciona a la escorrentía generada con la precipitación generada en un mismo periodo. Voscresiensky ,Zhelezniakov, G. Negovskaya, T. y Ovcharov, E. y Zhivotovsky, y considerando un equilibrio de masas, o volúmenes, se propone una ecuación lógica para evaluar los principales parámetros hidrológicos para el diseño de obras de aprovechamiento hídrico. El volumen promedio de precipitaciones en cualquier cuenca, expresado en m3/s, es igual a: V = 1000 ̅ PA Donde: P : Promedio de precipitaciones anuales de la cuenca (mm) A: Área de la cuenca en km2 51 El caudal medio de la cuenca resulta de la siguiente ecuación: Qo = ̅A 31.71 C P 106 Donde: C: Coeficiente de escorrentía C= MO 106 31.71 ̅ P Mo: Módulo específico de escorrentía. A continuación, se presenta en la ilustración los módulos de escorrentía determinados por Pourrut en 1995 en el Ecuador. Ilustración 17. Módulo específico de escorrentía Fuente: Pourrut 1995. Para determinar el coeficiente de escorrentía utilizaremos la ecuación presentada anteriormente y con la ayuda de la ilustración anterior definimos el modulo especifico de escorrentía necesario para este cálculo. 52 En el presente análisis, de acuerdo a las características de la cuenca se ha definido el módulo especifico de escorrentía como Mo=70 l/s/km2 y, con el valor de precipitación media anual para la cuenca determinada en la sección Ошибка! Источник ссылки не найден. de P =3119.7 mm se calcula el coeficiente de escorrentía como se presenta a continuación. C= MO 106 0.07 ∗ 106 = = 0.7076 31.71 ̅ P 31.71 ∗ 3119.7 Una vez determinado el coeficiente de escorrentía y a partir de la información de precipitaciones medias mensuales, y conocido el área de aportación de la cuenca se procederá a determinar los caudales medios mensuales de escorrentía generados en la cuenca, con la siguiente ecuación. Q= C ∗ P ∗ A ∗ 1000 2592000 Donde: Q: Caudal medio mensual (m3/s) P: precipitación media mensual (mm) A: área de la cuenca de drenaje (km2) Los resultados se presentan a continuación. Tabla 16: Caudales medios mensuales generados en la cuenca de estudio. AÑO 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 ENE 0.9145 0.7621 1.212 1.8914 1.8623 1.8333 3.2747 2.276 3.414 2.4589 0.7577 0.8695 2.308 4.0919 FEB 1.5952 3.2529 4.9527 2.9786 2.6563 2.3341 4.4925 3.7551 3.0744 3.0613 3.4431 2.1265 4.7161 2.2513 MAR 2.46037 4.02949 1.24543 4.01353 2.08442 2.87261 3.50984 2.38199 6.10375 7.38692 4.77559 3.34001 6.44632 3.76967 ABR 2.51553 3.43726 3.81466 1.17575 1.65041 3.0976 3.93224 6.00505 5.93973 4.77414 5.18637 4.43447 5.41862 3.82192 MAY 2.66939 5.03977 2.92777 1.20188 0.99431 6.0994 3.32694 3.01486 5.4912 4.55931 3.0555 4.33141 3.92208 6.51744 JUN 2.0641 2.9815 2.0815 1.2628 3.4997 3.3298 5.0848 4.4795 6.201 5.2372 5.2227 3.385 2.7725 4.9788 JUL 4.5143 2.9205 2.8175 0.7185 3.3574 3.1339 5.3083 1.077 4.1616 2.922 4.1427 3.5113 5.1283 3.9351 AGO 2.07571 1.96249 1.06253 0.69239 2.27022 2.64327 2.01329 2.14393 2.61714 2.47343 0.90867 4.57527 5.38959 2.04958 SEP 5.3838 2.8204 1.2832 0.8912 3.43 2.5402 2.9553 2.3878 10.93 2.4502 1.9872 4.9077 3.745 2.8145 OCT 4.4214 1.0335 2.7362 2.4488 3.5926 4.5535 3.4489 2.562 4.4664 4.4432 2.665 3.3632 5.3925 4.465 NOV 2.4531 3.6173 1.2875 4.6958 3.3037 4.3242 4.4751 5.5797 4.343 3.5418 3.9177 4.2429 4.3358 3.7058 53 DIC 2.128 1.7912 3.2239 0.479 3.2239 4.6261 4.9135 3.5331 0.99 3.8872 1.9567 3.1252 3.7043 5.8976 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 1.3136 3.3124 4.2501 4.4011 5.7278 3.1644 3.0512 2.7216 3.086 1.0712 2.7826 4.7669 3.9932 4.793 4.6827 1.4704 3.6797 4.2138 1.7651 2.202 4.314 1.7651 5.5797 6.7918 0.9232 1.5096 0.6866 4.6261 5.4839 3.6492 7.3056 3.9047 2.2978 3.4895 3.0163 0.6561 7.7977 3.9105 0.4587 6.1502 4.8003 2.9118 3.3865 4.8511 5.0877 2.7391 5.2981 3.5592 3.3473 1.3354 0.4659 1.8493 4.23706 2.42699 4.19352 4.53318 7.37676 4.08901 5.59571 5.92231 4.33577 6.55954 2.75939 8.24043 3.56064 2.61569 7.00952 2.202 4.71898 6.69743 3.15566 3.93079 5.21976 5.85989 4.79736 5.58845 0.89706 2.28619 2.90164 5.55942 3.69709 4.3677 6.97323 4.77704 4.58253 5.00493 5.57974 4.224 6.62341 5.31556 5.91795 5.50717 5.86425 4.57092 6.6147 4.19787 2.94374 5.52604 5.44185 2.53295 2.24554 2.6752 3.34291 3.72612 4.68559 4.57382 6.95 6.03843 4.35609 9.21296 7.19241 6.36793 6.46519 8.76444 4.48818 2.47924 3.21227 6.24165 4.12239 3.22098 5.81054 4.269 6.17052 6.37084 6.13133 5.31847 5.45056 5.31556 5.36201 5.71329 5.4143 2.8145 4.1805 8.0329 7.5872 7.1663 4.3808 5.6451 6.8876 4.4824 2.6026 5.256 4.9817 4.9004 3.1121 4.0585 3.0947 4.0251 4.2167 4.9512 2.7318 4.9483 4.6958 3.2384 6.3868 3.8858 2.7115 4.3038 2.6796 4.4867 4.732 3.8553 3.835 5.1457 2.7013 6.8847 2.996 2.8828 3.0352 2.7681 2.4009 2.2441 1.6098 4.6696 3.3415 3.3081 4.1587 3.2587 2.5954 4.5288 4.2516 5.7757 3.07583 3.6187 1.75637 3.97143 1.96539 3.15566 2.50247 1.2672 2.96261 1.67799 2.55327 3.8945 2.43134 2.75649 3.7987 0.73448 3.20211 1.99152 2.52859 1.6867 3.28195 1.10318 2.64472 2.38779 1.93491 1.34703 2.9234 1.5343 2.5997 1.4719 4.3575 3.5374 4.7843 1.871 2.7318 2.472 2.2238 3.8756 4.6987 3.4402 2.4792 1.9712 1.5822 2.0104 1.7491 2.456 1.4588 6.2025 3.5055 2.9176 3.4445 3.7363 4.2966 3.6347 4.4171 7.0908 3.983 4.224 6.1081 5.9151 4.5201 2.5083 4.3372 4.809 3.1063 2.742 2.6041 2.9742 2.8102 4.3779 1.7317 2.7478 2.6142 1.7186 2.7275 2.9858 7.0415 2.8145 4.6841 5.1399 4.7132 5.8178 4.2472 3.8742 4.899 6.667 6.3113 5.0136 3.8089 3.8539 4.6101 3.0134 3.3429 2.935 3.4852 4.343 3.1208 5.931 4.2588 4.1543 4.7074 3.4242 3.761 5.288 CAUDAL ECOLÓGICO Es el caudal que debe mantenerse en un sector hidrográfico del río para la conservación y mantenimiento de los ecosistemas, la biodiversidad y calidad del medio fluvial y para asegurar los usos consecutivos y no consecutivos del recurso, aguas abajo en el área de influencia de una central hidroeléctrica y su embalse donde sea aplicable. El caudal ecológico debe ser representativo del régimen natural del río y mantener las características paisajísticas del mismo. (Registro Oficial del Ecuador, 2007) Se adoptará como caudal ecológico al menos el 10% del caudal medio anual que circulaba por el río aguas abajo de las inmediaciones del cuerpo de la presa antes de su construcción. Cualquier caudal por debajo de este valor deberá ser sustentado técnicamente con la aplicación de la 54 3.7813 2.7376 3.97 4.1775 5.7017 3.9961 5.706 4.568 5.0267 2.5721 6.201 4.134 6.3592 3.6434 2.2165 5.4999 5.2009 5.3098 2.337 4.4809 2.5315 3.716 2.6723 2.0989 5.0369 6.1792 metodología para el cálculo del caudal ecológico, descrita en el presente anexo normativo. (Registro Oficial del Ecuador, 2007) En este contexto se ha definido el caudal ecológico de la cuenca en el punto de estudio con el 10 % del caudal medio anual que corresponde a un valor de: 𝑄𝐸𝐶𝑂 = 3.774 ∗ 0.10 = 0.3774 m3 𝑠 CAUDAL DISPONIBLE (CURVA DE DURACIÓN GENERAL) Esta curva también es denominada curva de permanencia de caudales, fue definida con caudales mensuales. Para definir el caudal medio mensual disponible, se determina a partir de caudal medio mensual generado menos el caudal ecológico. La curva de caudales medios mensuales, tienen una apariencia ligeramente diferente a la de caudales medios diarios, ya que no se detectan las variaciones que ocurren dentro del mes. (Villacis & Andrade, 1985) La metodología estadística probabilística consiste en una distribución de frecuencias acumuladas, la escala vertical de la curva de duración general representa los caudales medios y en la escala horizontal contiene las probabilidades de que estos caudales puedan ser igualados o excedidos. El análisis de frecuencias empíricas para la obtención de la curva de duración general de caudales (probabilidades P (i)), se representa mediante un vector de m elementos y está dado por la siguiente fórmula para valores descendentes: P(i) = i ∗ 100 m Donde: P (i): Vector probabilidad (%) i : Posición del vector 55 m: número total de elementos del vector caudal. Siguiendo la metodología expuesta y utilizando los datos presentados en la tabla de caudales medios mensuales, se obtiene la siguiente ilustración. CURVA DE DESCARGA Qdisp 12 CAUDAL (m3/s) 10 8 6 4 2 0 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% PROBABILIDAD (%) 80,00% 100,00% Ilustración 18. Curva de duración general de caudales mensuales disponibles en el punto de estudio. La práctica hidrológica nacional considera tomar como caudales limitantes del uso del recurso hídrico (caudales mínimos) a los valores correspondientes a las frecuencias 80, 90 o 95 % de que estos valores sean igualados o excedidos, tomando como base la serie de caudales medios diarios o mensuales. (Andrade, 1992). En este contexto se ha determinado dichos caudales a partir la curva de duración general determinada, resultados que se presenta a continuación. Tabla 17. Caudales característicos disponibles de la cuenca en el punto de estudio. Q (m3/s) 50 3.319 60 2.844 Probabilidad (%) 70 80 2.395 2.073 90 1.379 95 0.825 56 4.2 ANÁLISIS CUALITATIVO DE LA FUENTE (CALIDAD DE RIO JIVINO ROJO) Los análisis cualitativos de la fuente, se realizan con el objetivo de determinar la calidad del agua tanto a nivel previo al tratamiento como posterior a este, puesto que los indicadores físicos químicos y biológicos, deben estar en valores mínimos exigidos por las normativas locales vigentes en ambas etapas del proceso. Para el caso de agua superficial en condición de agua cruda (Agua sin tratamiento), la fuente deberá cumplir a la medida de lo posible las: “NORMAS DE CALIDAD AMBIENTAL DE DESCARGA DE EFLUENTES; RECURSO AGUA”, la cual en su “Tabla 1. Límites máximos permisibles para aguas de consumo humano y uso doméstico, que únicamente requieren tratamiento convencional”, limitan a las características físicas, químicas y biológicos de la fuente, para ser calificada como una fuente apta para el consumo humano, posterior a realizado un tratamiento de aguas convencional. Por otra parte, una vez realizado el tratamiento del agua, se debe cumplir con los parámetros físico- químicos y biológicos de la norma NTE INEN 1108:2014. Quinta Revisión, dando como resultado un agua exenta de sustancias y microorganismos que sean peligrosos para los usuarios y está libre de sustancias que transmitan sensaciones desagradables para el consumo, como el color, el olor, el sabor o turbiedad. 4.2.1 FACTORES FÍSICOS Pueden ser detectadas por medio de los sentidos, que tienen relación con las condiciones estéticas del agua, las características físicas del agua son: los sólidos en suspensión, la turbidez, el color, la temperatura, sabor, olor. Turbiedad Causada por gran variedad de materiales en suspensión que varían de tamaño desde dispersiones coloidales hasta partículas gruesas, entre otros. (Brito, 2007) 57 Color Torna sobre el aspecto estético del agua, quitándole transparencia, las causas comunes del color son la presencia de hierro y manganeso coloidal o en solución. Potencial de hidrógeno Determina si una sustancia es ácida, neutra o básica, calculado por el número de iones de hidrógeno presente. Temperatura En un punto y momento determinado, representa un estado de equilibrio entre los aportes y las extracciones caloríficas en ese punto, por lo general poseen temperaturas muy poco variables. (Rigola, 2009) Conductividad Por su contenido iónico el agua se hace conductora de electricidad a medida que la concentración iónica aumenta, aumenta también conductividad. Alcalinidad La alcalinidad determina su capacidad para neutralizar ácidos, esta capacidad debe definirse para ciertos rangos de pH, en la mayoría de las aguas naturales la alcalinidad está producida prácticamente por los iones carbonato y bicarbonato. Dureza La dureza mide la capacidad de consumir jabón o producir incrustaciones, aunque en la reacción con jabón para producir compuestos insolubles puede intervenir Ca, Mg, Fe, Mn, Cu. Na, Zn, etc. Actualmente la dureza se define en términos de contenido en Ca y Mg (dureza total). 58 Solidos Totales Son la suma de los sólidos disueltos y los sólidos en suspensión. Los sólidos disueltos o salinidad total es una medida de la cantidad de materia disuelta en el agua, determinada por evaporación de un volumen de agua previamente filtrada. En cambio, los sólidos en suspensión es una medida de los sólidos sedimentables (no disueltos) que pueden ser detenidos en un filtro. 4.2.2 Tanto FACTORES QUÍMICOS las actividades industriales como agrícolas que generan contaminación al agua cuando hay presencia metales pesados tóxicos para los humanos que son arrastrados hacia las aguas tales como: plomo, cromo, nitratos y nitritos. Cloruros Cuando su concentración es superior proporciona sabor desagradable al agua, además corroe los metales en el sistema de distribución, especialmente el agua de escasa alcalinidad y el tratamiento no elimina el cloruro existente en el agua. Nitratos La presencia de nitratos cada vez es más frecuente en las aguas, debido a su uso industrial y agrícola. Su importancia, desde el punto de vista sanitario, radica en los grandes perjuicios que pueden provocar a la salud humana, por lo que su eliminación es muy importante. Nitritos Son altamente tóxicos, su presencia en el agua tiene que ser nula o insignificante. Cuando se presente cabe pensar en una contaminación biológica cercana, además está en estudio sus propiedades altamente cancerígenas. 59 Hierro Total Es un elemento esencial para el metabolismo de animales y plantas, en aguas subterráneas suele encontrarse en forma de Fe-, contenido en oxígeno y dependiendo a menudo del contenido del agua en otros elementos (carbonatos, bicarbonato, sulfatos). (Tebbutt, 1990) Manganeso En cantidades apreciables produce sabor desagradable en el agua lo que evita a menudo su ingestión en grandes dosis, que podría afectar al sistema nervioso central. Su concentración en el agua subterránea es debida a la disolución de dolomías y numerosos silicatos. Sulfatos Las aguas naturales no contienen generalmente altas concentraciones de sulfatos, pero cuando se hallan en cantidad apreciable, tienen efectos sobre el sabor. Floruros Pueden proceder de algunos minerales que son típicos de rocas magmáticas, las concentraciones mayores a los 1,5 mg/d pueden provocar enfermedades dentales. Cadmio Es potencialmente tóxico y su digestión tiene efectos acumulativos en el tejido del hígado y los riñones. Cromo Total El cromo está ampliamente distribuido en la corteza terrestre, en general los alimentos pareen ser la principal fuente de ingesta de este elemento. El cromo es un elemento esencial para mantener la salud del cuerpo, pero a las altas concentraciones puede ser tóxico. 60 Bario El bario presente en el agua proviene principalmente de fuentes naturales. Los alimentos son la fuente principal de consumo para la población que no está expuesta, aunque si la concentración de bario es elevada, el agua de consumo puede contribuir significativamente a la ingesta total. Cobre Se encuentra en forma natural en las aguas, pero raramente en concentraciones superiores a 1 mg/l. Su presencia en el agua es conveniente para el metabolismo humano y ocasionalmente es usado para controlar la proliferación de algas. Sin embargo, produce sabor desagradable, color al agua, favorece la corrosión de tuberías, conexiones y utensilios de Aluminio - Zinc y puede originar problemas de sabor. Aluminio A pesar de que el aluminio no existe naturalmente en forma elemental, es una de los metales más abundantes en la superficie terrestre y en el agua. Es un elemento de uso muy común en la industria y en las casas, sirve como antiácido, analgésico, antitranspirante, aditivo de alimentos, y en las vacunas. Los compuestos del aluminio son también comúnmente utilizados para la potabilización del agua. 4.2.3 FACTORES BIOLÓGICOS Existen diversos organismos que contaminan el agua, los coliformes representan un indicador biológico de las descargas de materia orgánica, sin embargo, son buenos indicadores microbianos de la calidad de agua. Para asegurar la calidad sanitaria del agua se evalúan los microorganismos principales que son utilizados como indicadores de contaminación para la obtención de un agua potable aceptable, los cuales son: 61 Coliformes totales Generalmente se refiere a los géneros escherichia, se designa a un grupo de especies bacterianas que tienen ciertas características bioquímicas en común e importancia relevante como indicadores de contaminación del agua y los alimentos, pueden existir como saprófitos de vida libre asociados con otros microorganismos de origen intestinal. Coliformes fecales Ellos se distinguen de los Coliformes totales porque tienen la habilidad de fermentar la lactosa (son básicamente escherichuia y klebsiella ssp) a temperaturas más elevada de 35 grados centígrados, ha sido seleccionada como óptima para Coliformes fecales. Todos los conteos de coliformes totales pueden incluir los Coliformes fecales. 4.2.1 RESULTADOS DE LABORATORIO Ilustración 19: Resultados de caracterización de la fuente (AQLAB / Acreditación N° SAE LEN 14-009) 62 Análisis de Resultados A continuación, se presenta una comparativa y análisis de resultados de las características físicas, químicas y biológicas de la fuente muestreada, con respecto a los indicadores de la Tabla 1 de la Norma de Calidad Ambiental y de descarga de afluentes: Recurso Agua, y además se verificará adicionalmente con la normativa INEN 1108, la cual regula las condiciones de potabilidad del agua. 63 Tabla 18:Matriz de evaluación de resultados. Unidad Resultado Incertidumbre Límite Permitido TULAS Tabla N° 01 mg/L mg/L UFC/100ml U Pt-Co mg/L <0.3 <0.01 520 10 <0.05 ±22% ±10% ±17% 0.3 0.05 600 100 0.05 Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cianuros libres Bario mg/L mg/L <0.01 <0.7 ±19% 0.1 1 Cumple Cumple Cadmio Cobre mg/L mg/L <0.05 <0.22 ±19% ±22% 0.01 1 No cumple Cumple Demanda Bioquímica de Oxigeno mg/L <2 - 2 Cumple 0.003 2 No Requerido Parámetro analizado Aceites y grasas Arsénico Coliformes Fecales Color Real Cromo hexavalente Observacion Límite Permitido INEN 1108 No Requerido 0.01 Ausencia 15 0.05 No Requerido 1.3 Demanda Qímica de Oxigeno Floruros mg/L mg/L <25 0.45 ±10% ±17% No requerido 1.5 Cumple No Requerido en INEN 1108 1.5 Hierro mg/L 0.95 ±18% 1 Cumple No requerido Observacion Cumple Se requiere procesos de desinfección Color aparente (Estándar Methods 2120) Cumple Cumple No cumple / Se requiere tratamiento de floculación o algún tratamiento de intercambio Ionico por medio de una solución. Se recomienda que el DQO esté por debajo de 10 mg/L posterior al tratamiento. La floculación y filtración, eliminan materia orgánica suspendida, por lo que resultan procesos adecuados para ajustar este valor. Cumple No exigido en la INEN 1108, sin embargo por cuestiones de sabor se recomienda se encuentre por debajo de 0.3 mg/L. Para tal efecto se puede implementar procesos de aireación. 64 Parámetro analizado Unidad Resultado Incertidumbre Límite Permitido TULAS Tabla N° 01 Observacion Límite Permitido INEN 1108 Hidrocarburos Totales mg/L <1.2 ±31% 1.81 Se debe evaluar de forma aislada cada hidrocarburo Mercurio Nitratos (NO3) Nitritos (NO2) mg/L mg/L mg/L <0.002 2.66 <0.039 ±15% 0.001 10 1 No Cumple Cumple Cumple 0.006 50 3 Plomo Ptencial de Hidrógeno (PH) mg/L - <0.2 7.41 ±17% ±0.05% 0.05 6-9 No cumple Cumple Sulfatos Selenio Turbidez mg/L mg/L NTU <20.00 <0.005 4.71 ±8% ±21% ±10% 400 0.01 100 Cumple Cumple Cumple 0.01 6.5-8 No requerido 0.04 5 No requerido Observacion Para agua que unicamente requiera desinfección, se requiere e los hidrocarburos se encuentren por debajo de 0.01 mg/L. Se requiere implementar sistemas de filtrado. Si cumple, sin embargo se requiere imiplementar procesos de floculación para disminuir la presencia de mercurio en el agua Cumple Cumple No cumple / Se requiere tratamiento de floculación o algún tratamiento de intercambio Ionico por medio de una solución. Cumple Cumple Cumple 65 CONCLUSIÓN DE RESULTADOS De la matriz presentada en la Tabla anterior se puede concluir, que la fuente es apta en términos de calidad física química y biológica para ser tomada en cuenta como una fuente de abastecimiento previo la implementación de procesos convencionales de tratamiento según lo estipula el Texto Unificado de Legislación Secundaria de Medio Ambiente, Libro VI, Anexo 1. Sin embargo, cabe recalcar que existen ciertos parámetros que se encuentran fuera de los indicadores apropiados, tanto en cuestiones de caracterización de fuente como parámetro para ser apta en términos de potabilidad del agua, por lo que es imperante implementar en los procesos de tratamiento procesos químicos como la aireación y floculación, físicos como la sedimentación y filtración y biológicos como la desinfección. 4.3 ESQUEMATIZACIÓN DE LA PROPUESTA DE DISEÑO Una vez realizadas desarrollados los análisis preliminares con respecto a la cantidad y calidad disponible de la fuente (oferta) y posterior a determinados y definidos las comunidades beneficiarias (demanda), se procede a esquematizar la propuesta de diseño para poder abarcar con el servicio de cobertura de agua potable para las zonas de interés. Propuesta que considera entre sus parámetros la optimización energética al aprovechar el potencial hidráulico que ofrece las condiciones topográficas del territorio, en este caso específico, la comunidad de Bella Sombra, la cual se encuentra favorecida con una topografía elevada con respecto a las demás poblaciones. 66 Ilustración 20: Esquema de funcionamiento hidráulico del sistema La propuesta de diseño planteada se realizó posterior a un modelamiento preliminar de redes de distribución, en la cual se considera la energía potencial hidráulica existente y su capacidad para abastecer a las comunidades, simplemente aprovechando el desnivel existente entre la zona de implantación de la planta de tratamiento ubicado en Bella Sombra, y los demás puntos de distribución. En ese sentido, debido a las condiciones topográficas y a la distancia existente entre los centros poblados, existen comunidades como la Pakinza y 25 de Diciembre, cuya condición obliga al sistema a ganar energía hidráulica con la ayuda de sistemas de bombeo. Sin embargo, la ubicación estratégica de una reserva elevada de aproximadamente 90 m3 de capacidad y altura máxima de 30m, en la zona mas alta de la comunidad Bella Sombra, ayuda a que el sistema pueda alcantar un radio de coberrtura máxima de aproximadamente 7 km de distancia, hacia las comunidades mas alejadas, siempre que se respeten los diámetros establecidos de las redes que ayuden a conservar la energía hiráulica disponible, por lo que es imperante continuar el estudio a un nivel de diseño definitivo, una vez que se ha comprobado a nivel de factibilidad las hipótesis de disieño. 67 5 ESTUDIOS DE DISEÑO DEFINITIVOS Los estudios de diseño definitivo, requieren del extenso desarrollo de las distintas disciplinas de la ingeniería, por lo que en el presente informe se presenta únicamente un breve resumen de los aspectos más importantes de cada una de las disciplinas desarrolladas, dejando de esta manera la presentación de varios anexos en donde se presentará de forma detallada cada disciplina ingenieril desarrollada. 5.1 ESTUDIOS DEFINITIVOS (BASES DE DISEÑO) 5.1.1 PERIODOS DE DISEÑO Los periodos de diseño adoptados para el desarrollo del presente proyecto integral de agua potable para la cabecera parroquial Tres de Noviembre y las comunidades adyacentes, se han determinado en función de cada tipo de infraestructura, en concordancia con lo determinado por las Normas de Diseño CO 10.07-601 y 602. Cabe recalcar que debido a la gran cantidad de comunidades y centros poblados que se pretende brindar el servicio en el presente proyecto, se ha determinado que la cabecera parroquial Tres de Noviembre y el centro poblado Bella Sombra, son poblaciones cuyas características son más aplicables a ser considerados como centros urbanos, mientras que las comunidades: La Pakinza, 25 de Diciembre, 12 de Febrero, Fredy Silva, Alma Lojana, y el Progreso, son centros poblados netamente rurales, de esta forma se ha procedido a la determinación de distintos periodos de diseño, puesto que la normativa local vigente determina distintos periodos de diseño para los distintos tipos de poblaciones a servir. Para la determinación de las demandas en términos de caudal y volumen requerido en el año de diseño de los centros poblados cabecera parroquial tres de Noviembre y Bella Sombra, se ha trabajado con la proyección a distintos años horizonte, de acuerdo al siguiente detalle: 68 Para la captación se ha determinado un periodo de vida útil de 40 años Para la conducción principal de agua cruda se ha determinado un periodo de vida útil de 30 años. Para la planta de tratamiento de agua potable se ha determinado un periodo de vida útil de 40 años. Para los reservorios se ha determinado un periodo de vida útil de 40 años. Para la determinación de las demandas en términos de caudal y volumen requerido en el año de diseño de los centros poblados: La Pakinza, 25 de Diciembre, 12 de Febrero, Fredy Silva, Alma Lojana, y el Progreso, se ha trabajado con un periodo de vida útil de 20 años para todos los elementos, en concordancia con lo establecido en la normativa 10.7-602. 5.1.2 POBLACIÓN ACTUAL Y DE DISEÑO La población actual se ha determinado en función de un recuento poblacional por cada centro poblado y se ha procedido a proyectar en función de una tasa de crecimiento promedio obtenida entre la información existente referente al crecimiento poblacional en el PDOT de la Joya de los 69 Sachas para los periodos 2001-2010 y 2010-2020, de acuerdo al siguiente detalle: ≈ 𝟒. 𝟏𝟔% Ilustración 21: Dinámica poblacional del cantón, periodo 2010-2020 Se puede observar de la imagen anterior que la tasa de crecimiento rural para el cantón la Joya de los Sachas en el periodo 2010 – 2020 es de aproximadamente 4.16 % Por otra parte, con relación a la distribución de la población, se analizó la información por sector censal 1990, 2001,2010 del INEC y los datos obtenidos con el levantamiento de información en campo, para establecer la dinámica poblacional y establecer la densidad poblacional; para ello se establecen unos rangos que en el medio dan una lectura más clara de la relación demográfica territorial. (GAD DEL CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, 2020) Ilustración 22: Dinámica poblacional del cantón La Joya de los Sachas 70 Tabla 19: Determinación de las Tasas de Crecimiento para el sector Rural Año de censo 2001 2010 2010 2020 Población 20541 26111 26111 39233 Fuente INEC INEC INEC Grupo Consultor PDOT Tasa % 2.70% 4.16% TASA DE CRECIMIENTO PERIODO 2001-2010 1 26111 9 𝑖 = (( ) − 1) ∗ 100 20541 𝑖 = 2.70% TASA DE CRECIMIENTO PERIODO 2010-2020 1 39233 10 𝑖 = (( ) − 1) ∗ 100 26111 𝑖 = 4.16% TASA DE CRECIMIENTO ADOPTADA PARA PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN 𝑖𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂 = (4.16% + 2.70%) ∗ 0.5 = 3.43% Se procede a proyectar a cada uno de los centros poblados hacia los distintos años horizontes previamente determinados. PROYECCIÓN CABECERA PARROQUIAL TRES DE NOVIEMBRE CENTRO POBLADO 3 DE NOVIEMBRE Año Proyección 2021 2026 2026 2031 2031 2036 2036 % Variación / (Urbano) 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% Población 548 649.0 649.0 768.0 768.0 909.0 909.0 71 CENTRO POBLADO 3 DE NOVIEMBRE Año Proyección % Variación / (Urbano) 2041 2041 3.43% 2046 2046 3.43% 2051 2051 3.43% 2056 2056 3.43% 2061 Población 1076.0 1076.0 1274.0 1274.0 1508.0 1508.0 1785.0 1785.0 2113.0 PROYECCIÓN CENTRO POBLADO BELLA SOMBRA CENTRO POBLADO BELLA SOMBRA Año Proyección 2021 2026 2026 2031 2031 2036 2036 2041 2041 2046 2046 2051 2051 2056 2056 2061 % Variación / (Urbano) 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% Población 256 303.0 303.0 359.0 359.0 425.0 425.0 503.0 503.0 595.0 595.0 704.0 704.0 833.0 833.0 986.0 72 PROYECCIÓN CENTRO POBLADO 12 DE FEBRERO CENTRO POBLADO 12 DE FEBRERO Año Proyección 2021 3.43% 2026 2026 3.43% 2031 2031 3.43% 2036 2036 3.43% 2041 % Variación / (Urbano) Población 232 275.0 275.0 326.0 326.0 386.0 386.0 457.0 PROYECCIÓN CENTRO POBLADO ALMA LOJANA CENTRO POBLADO ALMA LOJANA Año Proyección 2021 3.43% 2026 2026 3.43% 2031 2031 3.43% 2036 2036 3.43% 2041 % Variación / (Urbano) Población 120 142.0 142.0 168.0 168.0 199.0 199.0 236.0 PROYECCIÓN CENTRO POBLADO FREDY SILVA CENTRO POBLADO FREDY SILVA Año Proyección 2021 2026 2026 2031 2031 2036 2036 2041 % Variación / (Urbano) 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% Población 224 265.0 265.0 314.0 314.0 372.0 372.0 440.0 73 PROYECCIÓN CENTRO POBLADO EL PROGRESO CENTRO POBLADO EL PROGRESO Año Proyección 2021 3.43% 2026 2026 3.43% 2031 2031 3.43% 2036 2036 3.43% 2041 % Variación / (Urbano) Población 340 402.0 402.0 476.0 476.0 563.0 563.0 666.0 PROYECCIÓN CENTRO POBLADO LA PAKINZA CENTRO POBLADO LA PAKINZA Año Proyección 2021 3.43% 2026 2026 3.43% 2031 2031 3.43% 2036 2036 3.43% 2041 % Variación / (Urbano) Población 172 204.0 204.0 241.0 241.0 285.0 285.0 337.0 PROYECCIÓN CENTRO 25 DE DICIEMBRE CENTRO POBLADO 25 DE DICIEMBRE Año Proyección 2021 2026 2026 2031 2031 2036 2036 2041 % Variación / (Urbano) 3.43% 3.43% 3.43% 3.43% Población 328 388.0 388.0 459.0 459.0 543.0 543.0 643.0 74 RESUMEN DE POBLACIONES CENTRO POBLADO AÑOS DE PROYECCIÓN POBLACIÓN INICIAL POBLACIÓN PROYECTADA 20 20 20 20 20 20 40 40 232 120 224 340 172 328 548 256 457.0 236.0 440.0 666.0 337.0 643.0 2113.0 986.0 CENTRO POBLADO 12 DE FEBRERO CENTRO POBLADO ALMA LOJANA CENTRO POBLADO FREDY SILVA CENTRO POBLADO EL PROGRESO CENTRO POBLADO LA PAKINZA CENTRO POBLADO 25 DE DICIEMBRE CENTRO POBLADO 3 DE NOVIEMBRE CENTRO POBLADO BELLA SOMBRA TOTAL POBLACIÓN PROYECTADA 5878.0 MÉTODO DE PROYECCIÓN ALTERNATIVO El método de proyección poblacional alternativo, es el que se desarrolló de manera preliminar a nivel de prefactibilidad, corresponde a una hipótesis de diseño que, en base a la experiencia evidenciada del comportamiento poblacional con respecto a la existencia de los servicios básicos plantea que: “Las zonas por donde se construya o proyecte redes de distribución de agua potable, o demás servicios básicos de saneamiento, generarán una dinámica poblacional de forma que esta se consolidará alrededor y a lo largo de las líneas de servicio” Para lo cual, se procedió a trazar sobre la base catastral, predios mínimos de 1000 m2 acorde a lo que establece el plan de ordenamiento territorial, alrededor de las líneas matrices que conducen el agua potable desde los centros poblados principales como lo son: Bella Esperanza y Cabecera Parroquial Tres de Noviembre, hacia las comunidades adyacentes, 25 de Diciembre, La Pakinza, 12 de Febrero, Alma Lojana, Fredy Silva, y el Progreso. A continuación, se presenta una imagen de carácter ilustrativo en donde se evidencia la hipótesis de diseño planteada. 75 ZONAS A CONSOLIDAR EN CORTO PLAZO (Sector Periurbano) ZONAS A CONSOLIDAR A MEDIA Y LARGO PLAZO Ilustración 23: Proyección de usuarios en función de la hipótesis de diseño. De esta manera se tiene los siguientes valores: Tabla 20: Proyección poblacional en función de hipótesis de diseño COMUNIDAD / BARRIO 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE TOTAL DOMICILIOS TOTAL HABITANTES TOTAL POBLACIÓN HORIZONTE USUARIOS EXISTENTES 58 USUARIOS PROYECTADOS 106 TOTAL USUARIOS AÑO HORIZONTE 164 137 306 443 30 56 85 64 43 82 555 2220 136 39 150 100 131 62 1030 4120 166 95 235 164 174 144 1585 6340 6340 76 Como se puede observar, en el cuadro resumen obtenido por el método tradicional, se reflejan valores muy similares en cuanto respecta a la población total proyectada al final del periodo de diseño, por lo que resulta conservador utilizar los valores obtenidos bajo la proyección alternativa, la cual cuenta con un 7.28% adicional de población futura, resultando a posterior un dimensionamiento adecuado y comprobando de esta manera una acertada proyección de la población beneficiaria en los centros poblados de interés. 5.1.3 DOTACIONES ADOPTADAS Las dotaciones seleccionadas para el presente proyecto, varían en función del tipo de población a servir y de los niveles de servicios propuestos para el dimensionamiento del presente sistema. Se presenta a continuación de forma tabulada y resumida los criterios para las dotaciones seleccionadas. Tabla 21: Dotaciones asignadas a la población DOTACIÓN Lt/hab/dia NIVEL DE SERVICIO CENTRO POBLADO 12 DE FEBRERO 100 IIb CENTRO POBLADO ALMA LOJANA 100 IIb CENTRO POBLADO FREDY SILVA 100 IIb CENTRO POBLADO EL PROGRESO 100 IIb CENTRO POBLADO LA PAKINZA 100 IIb CENTRO POBLADO 25 DE DICIEMBRE 100 IIb CENTRO POBLADO 3 DE NOVIEMBRE 200 <5k hab CENTRO POBLADO BELLA SOMBRA 200 <5k hab CENTRO POBLADO REFERENCIA Tabla 5.3 de Norma CO 10.7-602 Tabla 5.3 de Norma CO 10.7-602 Tabla 5.3 de Norma CO 10.7-602 Tabla 5.3 de Norma CO 10.7-602 Tabla 5.3 de Norma CO 10.7-602 Tabla 5.3 de Norma CO 10.7-602 Tabla V.3 Norma CO 10.7-601 Tabla V.3 Norma CO 10.7-601 77 5.1.4 CAUDALES DE DISEÑO Una vez que se ha establecido la proyección de la población, para los distintos periodos de tiempo, se procede a cuantificar las demandas de caudal y sus respectivas variaciones de consumo, en función de las dotaciones y factores de maximización como factor, diario, factor horario, coeficiente de pérdidas etc., que recomienda la normativa local vigente. A continuación, se muestre de manera breve los parámetros de ingreso seleccionados de las bases de diseño que se exponen en capítulos anteriores al presente informe, valores con los cuales se desarrolla la determinación de los caudales de diseño. Cabe recalcar que, según el plan de ordenamiento territorial, los centros poblados objetivos del presente proyecto, son considerados como rurales, sin embargo, la cabecera parroquial de la parroquia Tres de Noviembre, y la comunidad Bella Sombra, son centros poblados cuyo comportamiento y consolidación poblacional, ya presenta los servicios característicos de las poblaciones urbanas, por lo que en un corto o mediano plazo su categorización puede cambiar. Valorando estos factores, se considera desde el punto de vista técnico apropiado, considerar para estos centros poblados, dotaciones y demás parámetros de cálculo en condiciones urbanas, previendo de esta manera, un buen funcionamiento del sistema a lo largo del periodo de diseño. PARÁMETROS DE DISEÑO EN CONDICIONES URBANAS Dotación: 200 lt/hab/día Pérdidas: 20% Kmax.día=1.3 Kmax.hor=2 Q_incendio=10lt/s (1 simultaneidad) PARÁMETROS DE DISEÑO EN CONDICIONES DE RURALIDAD Dotación: 100 lt/hab/día Pérdidas: 20% 78 Kmax.día=1.25 Kmax.hor=3 Q_incendio (No se requiere) Tabla 22: Determinación de demandas en función de la población horizonte de diseño Q_max_dia Q_max_hor Población Q_med_dia Año Dotación k*(Q_med+P) k*(Q_med+P) Por Q_med_dia (pérdidas) Censo/Proyección (lt/hab/día) k1=1.3 URB / k2=2 URB parroquias f=1.2 k2=1.25 RUR /k2= 3 RUR 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE Totales 656 100 0.76 0.91 1.14 2.73 1772 200 4.1 4.92 6.4 9.84 664 380 940 656 696 576 6340 100 100 100 200 100 100 0.77 0.44 1.09 1.52 0.81 0.67 10.16 0.92 0.53 1.31 1.82 0.97 0.8 12.18 1.15 0.66 1.64 2.37 1.21 1 15.57 2.76 1.59 3.93 3.64 2.91 2.4 29.8 CAUDAL DE DISEÑO PARA LA CAPTACIÓN (PD=40 AÑOS) Se adopta como tiempo de vida útil un periodo de 40 años, debido a que la captación resulta ser una obra hidráulica de mayor importancia, que deben prever el crecimiento poblacional y tratar de garantizar el servicio en todo el periodo del tiempo de diseño. Según se estipula en la Tabla V.5 del (CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN CO 10.07-601), el caudal recomendado para el dimensionamiento de la planta, resulta ser el caudal máximo diario + 20 %, teniendo de esta manera lo siguiente. 𝑄𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑄max _𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜40 + 20% 𝑄𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 18.68 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 79 CAUDAL DE DISEÑO PARA CONDUCCIONES (PD=30 AÑOS) Se adopta como un tiempo de vida útil de 30 años, debido a que las conducciones principales deben garantizar el abastecimiento a las reservas principales, de acuerdo a las demandas que se vayan presentando a lo largo del tiempo. Se recomienda mediante normativa local aplicable, que, la conducción de agua cruda como de agua tratada, sea dimensionada bajo el criterio de conducción de agua superficial, el cual se establece lo siguiente: 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 𝑄max _𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜30 + 10% 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 17.12 𝑙𝑡/𝑠 CAUDAL DE DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO (PD=40 AÑOS) Se adopta como tiempo de vida útil un periodo de 40 años, debido a que la planta de tratamiento son obras hidráulicas de mayor importancia, que deben prever el crecimiento poblacional y tratar de garantizar el servicio en todo el periodo del tiempo de diseño. Según se estipula en la Tabla V.5 del (CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN CO 10.07-601), el caudal recomendado para el dimensionamiento de la planta, resulta ser el caudal máximo diario + 10 %, teniendo de esta manera lo siguiente. 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 = 𝑄max _𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜40 + 10% 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 = 17.12𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔 CAUDAL DE DISEÑO DE DISEÑO PARA REDES DE DISTRIBUCIÓN (PD=30 AÑOS) Se adopta como un tiempo de vida útil de 30 años, debido a que las conducciones deben garantizar el abastecimiento a los usuarios de acuerdo a las demandas que se vayan presentando a lo largo del tiempo. Se recomienda mediante normativa local aplicable, que, las redes de distribución se diseñen bajo el escenario más desfavorable el cual 80 corresponde a un caudal máximo horario, tendiendo de esta manera lo siguiente. 𝑄𝑑𝑖𝑠_𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 = 𝑄max _ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜_𝑎ñ𝑜30 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 = 29.8 𝑙𝑡/𝑠 RESUMEN DE CAUDALES Y PERIODOS DE DISEÑO Tabla 23: Resumen de caudales de diseño TIPO DE CAUDAL CAUDAL DE CAPTACIÓN DE AGUA SUPERFICIAL CAUDAL DE CONDUCCIÓN DE AGUA CRUDA CAUDAL DE DISEÑO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN CAUDAL DE PLANTA DE TRATAMIENTO MAGNITUD 18.68 17.12 29.8 17.12 UNIDAD lt/s lt/s lt/s lt/s PERIODO DISEÑO 20-40 20-30 20-30 20-40 DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DE RESERVA La selección de la capacidad de volumen de almacenamiento para el sistema de agua potable, obedece a específicamente tres factores, los cuales son: regulación, emergencia e incendio. El volumen de regulación, busca compensar las variaciones de consumo diario y horario, el volumen de emergencia busca dar un tiempo de autonomía al para cubrir situaciones de emergencia de distinta naturaleza, y por último tenemos el volumen de almacenamiento para casos de incendio, el cual resulta ser el volumen de emergencia para el caso de presentarse incendios en las zonas de cobertura. La selección del año horizonte de diseño para el dimensionamiento de los volúmenes de agua potable, se lo realiza en función de la Tabla V.2 del (CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN CO 10.07-601), que se presenta a continuación: 81 Tabla 24: Periodos de diseño recomendados para reservorios El predimensionamiento de la reserva elevada, baja, o cualquier tipo de reserva que se vaya a proyectar en la población, está estrechamente relacionado con la demanda de caudal, puesto que de este se desprende los volúmenes de regulación, de emergencia, y de incendio, que según los reglamentos se debe prever para mantener el nivel de servicio en condiciones de extraordinarias de consumo, en situaciones de emergencia e incendio. Con estos antecedentes se procede a cuantificar la demanda de diseño, pero esta vez concentrada en términos de volumen y no de caudal. Se procede a determinar los volúmenes de reserva mínimos que requieren los centros poblados de interés, en función de los parámetros de dotación, población, y factores de maximización, previamente desarrollados. Vale recalcar que según la normativa local vigente; NORMAS PARA ESTUDIOS Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA POBLACIONES MAYORES A 1000 HABITANTES “NORMA CO 10.07-601-ÁREAS URBANAS” Y NORMA DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, DISPOSICIÓN DE EXCRETAS Y RESIDUOS LÍQUIDOS EN EL ÁREA RURAL “NORMA CO 10.7-602-ÁREAS RURALES”, los volúmenes de almacenamiento son requerido de acuerdo al siguiente detalle: 82 o Poblaciones Urbanas Volumen de Regulación: En caso de haber datos sobre variaciones horarias del consumo el proyectista deberá determinar el volumen necesario para la regulación a base del respectivo análisis. En caso contrario, se pueden usar los siguientes valores: c) Para poblaciones menores a 5000 habitantes, se tomará para el volumen de regulación el 30% del volumen consumido en un día, considerando la demanda media diaria al final del periodo de diseño. d) Para Poblaciones mayores de 5000 habitantes, se tomará para el volumen de regulación el 25% del volumen consumido en un día, considerando la demanda media diaria al final del periodo de diseño. Volumen de protección contra incendios: Se utilizarán los siguientes valores: d) Para poblaciones de hasta 3000 habitantes futuros en la costa y 5000 en la sierra, no se considera almacenamiento para incendios. e) Para poblaciones de hasta 20000 habitantes futuros se aplicará la formula Vi=50*(p)^1/2. f) Para poblaciones de más de 20000 habitantes futuros se aplicará la fórmula Vi=100*(p)^1/2 Volumen de emergencia: Para poblaciones mayores a 5000 habitantes, se tomará el 25% del volumen de regulación como volumen para cubrir situaciones de emergencia. Para comunidades con menos de 5000 habitantes no se calculará ningún volumen para emergencias. Volumen en la planta de tratamiento: El volumen de agua para atender las necesidades propias de la planta de tratamiento debe calcularse considerando el número de filtros que se lavan simultáneamente. Así mismo, se debe determinar, los volúmenes necesarios para contacto del cloro con el agua, considerando los tiempos necesarios para estas operaciones y para consumo interno en la planta. 83 Volumen total: El volumen total de almacenamiento se obtendrá al sumar los volúmenes de regulación, emergencia, el volumen para incendios y el volumen de la planta de tratamiento. o Poblaciones Rurales La capacidad de almacenamiento será del 50% del volumen medio diario futuro. En ningún caso, el volumen de almacenamiento será inferior a 10 m3. Tabla 25: Determinación de volúmenes de reserva Vol Vol Vol Población Q_med_dia incendios Volumen Año Dotación Regulación Emergencia Por (pérdidas) Vi=50*√p Total Censo/Proyección (lt/hab/día) Vr=25%*Qm Vr=25%*Vr parroquias f=1.2 (m3) (m3) (m3) (m3) *ponderado 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE Totales 656 100 0.91 N/A N/A N/A 39.31 1772 200 4.92 127.53 N/A N/A 127.53 664 380 940 656 696 576 6340 100 100 100 200 100 100 0.92 0.53 1.31 1.82 0.97 0.8 12.18 N/A N/A N/A 47.17 N/A N/A 174.7 N/A N/A N/A N/A N/A N/A 0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A 0 39.74 22.9 56.59 47.17 41.9 34.56 409.7 Se puede observar que el VOLUMEN TOTAL MÍNIMO REQUERIDO es de 409.7 m3, de los cuales se recomienda que, una parte sea empleada como reserva baja, y otra parte sea empleada como reserva elevada. 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 = 4 09.7𝑚3 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 = 𝑉𝑅 𝐵𝐴𝐽𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 + 𝑉𝑅 𝐴𝐿𝑇𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 Condicionante: 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 ≥ 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 Cabe recalcar que, en centros poblados rurales y en zonas calientes como los centros poblados de la costa y el oriente ecuatoriano, se presenta un suceso que no suele se previsto en la normativa local vigente, y es que debido a la intermitencia del servicio de agua potable, los usuarios generalmente cuentan en sus domicilios con reservorios de agua para prever del volumen necesario en 84 los días en los que se suspenda servicio, o incluso lo emplean para almacenar el agua en ocasiones en las que se tenga q abastecer a través de tanqueros. Este volumen es difícil de cuantificar, puesto que depende de un levantamiento de información de domicilio por domicilio y de la respectiva cubicación de los reservorios con los que los pobladores cuentes, sin embargo, se sabe que estos se cubican en un rango de 0.5 a 1 m3 en promedio. Por lo que, en base a experiencia adquirida en sistemas de agua potable similares en la zona, se recomienda que, al volumen mínimo establecido en el análisis de demandas, se le añada un 50% adicional, que permita mantener al sistema en óptimas condiciones de presión y volumen, aún en el momento en que los usuarios se encuentren llenando sus reservorios. 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐸𝐺𝐼𝐷𝑂 = 150% 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 𝐶𝑂𝑅𝑅𝐸𝐺𝐼𝐷𝑂 = 614.15𝑚3 Volúmenes adoptados: 𝑉𝑅 𝐵𝐴𝐽𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 ≈ 495𝑚3 𝑉𝑅 𝐴𝐿𝑇𝐴 𝑃𝑅𝑂𝑌𝐸𝐶𝑇𝐴𝐷𝐴 ≈ 95 𝑚3 (𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎/𝑠𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 2) 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 = 495𝑚3 + 2 ∗ 95 𝑚3 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 = 685 𝑚3 Verificación de la condicionante de volumen mínimo requerido: 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝐴𝐷𝑂𝑃𝑇𝐴𝐷𝑂 ≥ 𝑉𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑀𝐼𝑁𝐼𝑀𝑂 𝑅𝐸𝑄𝑈𝐸𝑅𝐼𝐷𝑂 685 𝑚3 ≥ 614.15 𝑚3 → 𝑜𝑘 De esta manera se concluye que es adecuado la implementación de tres reservorios, dos de los cuales se proyectarán en calidad de reservas elevadas, en las alturas y volúmenes que permitan al sistema operar en adecuados niveles de servicio, y el volumen restante que representa la mayoría del volumen proyectado 495m3 (≈70% )se lo realizará a través de la implantación de una reserva baja, la cual se ubicará como almacenamiento al final de la planta de tratamiento de agua potable. 85 5.1.5 ÁREA DE COBERTURA El área de cobertura corresponde a las zonas consolidadas de los centros poblados beneficiarios más las respectivas áreas adyacentes a las líneas de conducción principal que conduce el agua desde los centros de distribución hacia los puntos de abastecimiento, teniendo de esta forma un total de 495.40 hectáreas de cobertura de acuerdo al siguiente detalle: Tabla 26: Áreas de cobertura por centro poblado CENTRO POBLADO 12 DE FEBRERO TRES DE NOVIEMBRE ALMA LOJANA FREDY SILVA EL PROGRESO BELLA SOMBRA LA PAKINZA 25 DE DICIEMBRE ÁREA DE COBERTURA PARCIAL (Ha) AREA DE COBERTURA TOTAL (Ha) 56.88 212.88 37.47 24.95 60.04 45.67 24.25 33.26 495.40 Ilustración 24: Área de cobertura por centro poblado 86 5.2 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO DE LA CAPTACIÓN El principal objetivo del modelo hidráulico es determinar los niveles de agua que producen los diferentes caudales. A partir de la información topográfica levantada se procede a definir el modelo digital de elevaciones de la zona de interés, con el que se procede a generar secciones transversales a lo largo del eje del río, como se presenta en la siguiente ilustración. Ilustración 25: Modelo digital de elevaciones y secciones transversales del cauce 87 5.2.1 MODELAMIENTO SOFTWARE HEC-RAS HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center y River Analysis System) es un programa desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del ejército de Estados Unidos que permite realizar una modelación unidimensional y bidimensional de flujo rápidamente variado, analizando regímenes de flujo supercrítico, subcrítico y mixto, por lo que nos brinda flexibilidad necesaria para modelar las condiciones que se presentan en los diferentes escenarios hidrometeorológicos A continuación se presenta el entorno del programa, y un esquema de la información cargada en él. Ilustración 26: Esquema del entorno HEC-RAS, cargado con información Se ha definido como lugar de implantación a la sección transversal 0+035.00, puesto que presenta condiciones topográficas adecuadas. PARÁMETROS HIDRÁULICOS REQUERIDOS PARA LA MODELACIÓN Para la aplicación del modelo descrito es necesario establecer las características geométricas del cauce, definida por los perfiles transversales obtenidos de la información topográfica obtenida por el equipo consultor. Los parámetros hidráulicos que se requieren definir previo a la modelación y, que influye directamente en el comportamiento del régimen de flujo son: Coeficiente de rugosidad de Manning y, condiciones de contorno. 88 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING Este concepto nos permite simular la rugosidad, aspereza o falta de uniformidad de los contornos de un cauce natural. Varios autores han propuesto expresiones para determinar el coeficiente de rugosidad mediante relaciones entre las características del cauce y, de los suelos potencialmente inundables por las crecidas. En la siguiente tabla se presentan el coeficiente de Manning por re comendados por Ven Te Chow para cauces abiertos. Tabla 27. Coeficiente de rugosidad de Manning Fuente: (Ven Te Chow, 1994) COEFICIENTE DE MANNING D. CORRIENTES NATURALES D-1. Corrientes menores (ancho superficial en nivel creciente < 100 pies) a. Corrientes en planicies 1. Limpias, rectas, máximo nivel, sin montículos ni pozos profundos 2. Igual al anterior, pero con más piedras y malezas 3. Limpio, serpenteante, algunos pozos y bancos de arena 4. Igual al anterior, pero con algunos matorrales y piedras 5. Igual al anterior, niveles bajos, pendientes y secciones más ineficientes. 6. Igual al 4, pero con más piedras. 7. Tramos lentos, con malezas y pozos profundos. 8. Tramos con muchas malezas, pozos profundos o canales de crecientes con muchos árboles con matorrales bajos. D-2. Planicies de inundación. a. Pastizales, sin matorrales 1. Pasto corto 2. Pasto alto b. Áreas cultivadas 1. Sin cultivo 2. Cultivos en línea maduros 3. Campos de cultivo maduros c. Matorrales 1. Matorrales dispersos, mucha maleza Mínimo Normal Máximo 0.025 0.030 0.033 0.030 0.035 0.040 0.033 0.040 0.045 0.035 0.045 0.050 0.040 0.048 0.055 0.045 0.050 0.060 0.050 0.070 0.080 0.075 0.100 0.150 0.025 0.030 0.030 0.035 0.035 0.050 0.020 0.025 0.030 0.030 0.035 0.040 0.040 0.045 0.050 0.035 0.050 0.070 89 2. Pocos matorrales y árboles, en invierno 3. Pocos matorrales t árboles, en verano 4. Matorrales medios a densos, en invierno 5. Matorrales medios a densos, en verano d. Árboles 1. Sauces densos, rectos y en verano 2. Terreno limpio, con troncos sin retoños 3. Igual que el anterior, pero con una gran cantidad de retoños 4. Gran cantidad de árboles, algunos troncos caídos, con poco crecimiento de matorrales, nivel del agua por debajo de las ramas. 5. Igual al anterior, pero con nivel de creciente por encima de las ramas 0.035 0.040 0.045 0.070 0.050 0.060 0.070 0.100 0.060 0.080 0.110 0.160 0.110 0.030 0.150 0.040 0.200 0.050 0.050 0.060 0.080 0.080 0.100 0.120 0.100 0.120 0.160 En este contexto se ha procedido a definir tres tramos dentro de cada sección, en concordancia con la información topográfica obtenida y la visita de campo, por lo que se han definido dos valores de rugosidad de Manning el primero n=0.035 correspondiente al cauce que se encuentra despejado y n=0.045 que corresponderá a las orillas, puesto que en estos sitios ya se encuentra la presencia de maleza. Tabla 28. Coeficiente de rugosidad de Manning en el cauce 90 CONDICIONES DE CONTORNO Es indispensable establecer los parámetros en el comienzo y en el final del tramo de análisis, es decir conocer en algún punto los niveles que producen los caudales circulantes, sin embargo, como es este caso, no se cuenta con dicha información, por lo tanto es necesario situar el perfil de análisis lo suficientemente alejado de las condiciones de borde, como para evitar posibles errores que se produzcan en estas zonas por falta de información. En este caso se ha colocado a los perfiles de análisis, lo suficientemente alejados de las zonas de borde, puesto que no se cuenta con información real de niveles. TIPO DE RÉGIMEN Como no se cuenta con información de caudales reales, se plantea un cálculo con régimen de flujo mixto, que considera un flujo subcrítico y un supercrítico en las secciones que así se presente este comportamiento. 5.2.2 RESULTADO DE MODELAMIENTO Para el Caudal Q95%= 0.825 m3/s se obtiene que la lámina de agua alcanza una cota de 281.19 msnm, y una velocidad media de 0.47m/s. Ilustración 27: Resultados HEC-RAS, Q95% 91 Para el Caudal Q50%= 3.319 m3/s se obtiene que la lámina de agua alcanza una cota de 281.46 msnm, y una velocidad media de 0.79m/s. Ilustración 28: Resultados HEC-RAS, Q50% Para el Caudal de crecida para periodo de retorno de 100 años Q= 80.498 m3/s se obtiene que la lámina de agua alcanza una cota de 283.02 msnm, y una velocidad media de 2.46 m/s. Ilustración 29: Resultados HEC-RAS, Qmax. 5.2.3 DISEÑO DE CAPTACIÓN De acuerdo con la información obtenida del modelamiento hidráulico del cauce y en relación con la demanda de agua se utilizará una bocatoma simple acoplada a un ducto de derivación. Se utilizará pues el río en el que el mínimo de estiaje aporta el tirante de agua necesario para derivar el 92 caudal requerido. Constará de rejas, y compuertas para evitar el ingreso de sólidos flotantes. En relación a la configuración topográfica de la zona de implantación y con la finalidad de proteger a la bocatoma de ingreso se realizará una protección con gaviones tal como se presenta en la siguiente ilustración. Ilustración 30: implantación de obras de captación. La obra de captación consta de la bocatoma, una reserva de bombeo y una caseta para los equipos de operación. Se constituirá de hormigón armado, y poseerá una rejilla con varillas Φ=16mm separadas cada 5cm en ambos sentidos, el ingreso del agua será en forma de vertedero de pared gruesa que a su vez limitará el ingreso de partículas sólidas, consta además de una tubería de acero Ced40 de 8” de diámetro para limpieza al fondo, y una tubería de acero Ced 40 con 12 “de 93 diámetro que alimentará a la cámara de bombeo. Como se presenta en la Ilustración 31. Los niveles de ingreso a la bocatoma se han diseñado de tal manera que el Nivel del Q95%, se encuentra 11.5 centímetros sobre la cresta del vertedero de ingreso, carga hidráulica suficiente para abastecer la demanda de bombeo requerida. Para facilitar la limpieza de la rejilla de ingreso esta se instalará con una inclinación de 60° respecto de la horizontal con contramarco y bisagras inferiores que facilitarán la limpieza. Consta además de un acceso mediante una tapa marinera de 80x 80 cm, por la parte superior, que facilitará la limpieza de esta obra. Ilustración 31: Sección transversal de Bocatoma de ingreso. Constituida por hormigón armado de alta resistencia, tiene la finalidad de generar un nivel constante que facilite la operación de las bombas. Consta de un ducto de acceso de 80x80cm con tapa marinera, y escalones que permitirán el ingreso del personal para mantenimiento de esta y de los accesorios de bombeo. 94 Ilustración 32: Sección transversal de reserva de bombeo. La limpieza de los sedimentos que se acumulen en esta recamará se realizarán a través del equipo Hidrosuccionador, para lo cual se deja una vía y plataforma para el acceso del camión equipado. 95 5.3 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE IMPULSIÓN DE AGUA CRUDA La caseta de operación y bombeo es el sitio destinado para la instalación del sistema de bombeo de agua cruda desde la reserva de bombeo hacia la planta de tratamiento. Para el dimensionamiento del equipo de bombeo y de la línea de impulsión se han considerado la información generada a partir de los estudios de demandas del presente proyecto, es decir un caudal de bombeo de 17.12 lt/s, más las condiciones topográficas del terreno. Para el diseño de la línea de impulsión se consideró el concepto de diámetro óptimo, es decir el que menor perdida de carga hidráulica genere en relación a su costo. Análisis que se presenta a continuación: Tabla 29. Diseño de línea de impulsión y estación de bombeo. mm Diámetro Comercial (mm) 110 160 200 250 Diámetro Interior (mm) 99.4 144.6 180.8 226.8 Caudal de diseño l/s 17.120 17.120 17.120 17.120 Caudal de diseño m3/s 0.0171 0.0171 0.0171 0.0171 Velocidad con Qdis m/s 2.206 1.043 0.667 0.424 Horas de bombeo en 24 horas h 24.000 24.000 24.000 24.000 Número de Bombas a instalarse # 2.000 2.000 2.000 2.000 Caudal operación de cada bomba m3/s 0.0086 0.0086 0.0086 0.0086 Caudal en conducción m3/s 0.0171 0.0171 0.0171 0.0171 Velocidad en el conducción m/s 2.206 1.043 0.667 0.424 Diferencia de Presión m 0.000 0.000 0.000 0.000 Características U Cota inicial msnm 280.030 280.030 280.030 280.030 Cota final msnm 322.823 322.823 322.823 322.823 Altura descarga m 4.000 4.000 4.000 4.000 Desnivel geométrico m 46.793 46.793 46.793 46.793 96 mm Diámetro Comercial (mm) 110 160 200 250 Diámetro Interior (mm) 99.4 144.6 180.8 226.8 Coef de velocidad (Kv) --- 846.396 188.993 77.326 31.228 Carga de Velocidad en la Tubería m 0.248 0.009 Características U Coef Hazen-Williams (CHW) 0.055 0.023 140.000 140.000 140.000 140.000 Longitud Tubería Impulsión m 466.840 466.840 466.840 466.840 Coef pérdidas por fricción (Kf) --- 40405.76 6509.86 2192.60 726.87 Pérdida por fricción en la Tubería m 21.622 3.484 1.173 0.389 Coef pérdidas localizadas (Km) --- 13.800 13.800 13.800 13.800 Pérdida por pérdidas localizadas m 3.423 0.764 0.313 0.126 Altura dinámica que el sistema requiere m 72.086 51.096 48.302 47.317 0.40 0.40 0.40 0.40 Eficiencia del conjunto motor-bomba Potencia requerida - teórica Kw 15.13 10.73 10.14 9.93 Potencia requerida - teórica HP 20.28 14.37 13.59 13.31 Como resultado del diseño se determinó un diámetro óptimo para la tubería de impulsión de D=160 mm de 1.25 MPa comercial, al que le corresponde un diámetro interno de D=144.6mm. Bajo las condiciones de trabajo en el año de diseño se determinó que se requiere dos bombas de eje horizontal con motor de 15HP de potencia trabajando simultáneamente durante 24horas al día y una más que permitirá e mantenimiento de las adyacentes. Para la selección del equipo de bombeo adecuado se consideró además que en Bella Sombra existe únicamente sistema eléctrico monofásico. Una vez revisado el catálogo de equipos de bombeo que se distribuyen en el país, se ha determinado que el equipo que se ajusta a las características del proyecto es el siguiente: 97 BOMBA CON MOTOR 15HP, DVR11, MARK GRUNDFOS Ilustración 33. Información técnica Equipo de bombeo agua cruda Fuente: https://www.bombasmark.com.br/produto/dvr/ 98 5.4 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO 5.4.1 ENSAYOS DE TRATABILIDAD DEL AGUA PUNTOS DE MUESTREO La toma de muestras de aguas es realizada cumpliendo con los procedimientos establecidos en el “Standard Methods” de la APHA-AWWAWEF. Así mismo, cualquier necesidad específica de preservación para cada parámetro, es realizada siguiendo estos métodos. Una vez tomadas las muestras, estas son etiquetadas, apropiadamente preservadas (si es necesario, de acuerdo al procedimiento de toma de muestras) y transportadas, siguiendo una cadena de custodia de muestras hasta su arribo al laboratorio, donde se cuenta con un sistema de codificación y registro, garantizando la integridad de las muestras. Las muestras fueron realizadas en el siguiente sitio: ANÁLISIS DE LABORATORIO Los análisis fisicoquímicos son ejecutados en el Laboratorio siguiendo los requisitos establecidos en la norma norma ASTM D 2035-13, NTE INEN 2655:2012, la cual permite implementar criterios técnicos de métodos analíticos y del control de calidad de los ensayos. Los ensayos con los métodos analíticos validados, es decir, que han sido verificados que son aptos para el uso, estableciendo su exactitud, precisión 99 (de repetibilidad y reproducibilidad), límites de detección y cuantificación, rango de trabajo, selectividad, incertidumbre entre otros. Prueba de jarras: Basado en la norma ASTM D 2035-13. “Esta práctica cubre un procedimiento general para la evaluación de un tratamiento para reducir sólidos disueltos, materias en suspensión coloidal, y el tratamiento del agua por químicos de coagulación-floculación, seguido por sedimentación por gravedad. El procedimiento puede ser usado para evaluar el color, la turbidez, y la reducción de la dureza. La práctica ofrece una evaluación sistemática de las variables que normalmente se encuentran en el proceso de coagulación-floculación. Esta norma no pretende abordar las preocupaciones de seguridad, en su caso, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma para establecer la seguridad y las prácticas apropiadas de salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso”. Significado y Uso de la norma ASTM D 2035-13.- “Esta práctica permite la evaluación de los distintos coagulantes y ayudantes de coagulación utilizados en el tratamiento de aguas y aguas residuales de la misma agua y las mismas condiciones experimentales. Los efectos de la concentración de los coagulantes y ayudantes de coagulación y su orden de adición puede ser evaluada por esta práctica. Adicionalmente para realizar la prueba de jarras se tiene un formato recomendado en el que se basará el reporte de los datos.” Pruebas de tratabilidad. Se realizó las pruebas de tratabilidad del agua mediante el equipo PHIPPS & BIRD, de prueba de jarras. Para los ensayos de pruebas de tratabilidad se tomaron en cuenta los valores de Hierro, representados en el informe AMPLIACIÓN AL INFORME DE ENSAYOS N0 16189 a, en este informe la muestra de agua representa valores bajos de Fe sin embargo para la obtención de resultados de precisión se consideró. 100 Los resultados de la muestra de agua analizada corresponden a las muetras tomadas en el rio Jivino Rojo de la Parroquia Tres de Noviembre, Cantón La Joya De Los Sachas- Provincia de Orellana, a continuación. Las muestras analizadas se consideraron en los peores escenarios de turbiedad, se presentan los siguientes resultados. 101 102 En la Tabla 1 se detalla los resultados de los ensayos realizados. A continuación, en las Tablas 2 y 3 se encuentra los resultados de los ensayos de sedimentación, sin y con ayudante de floculación (polímero). 103 El valor de la turbiedad inicial (NTUi), corresponde a la primera muestra tomada en el momento que empieza la sedimentación, ósea en el tiempo (0sg). Por esta razón no coincide en las dos pruebas. Se observa que mayor porcentaje de remoción de floc producido se logra con la adición del ayudante de floculación y en tiempos cortos de sedimentación, para la velocidad se sedimentación de partículas se puede escoger a partir del 90% de remoción, sin embargo, para asegurar un mayor rendimiento de los filtros se recomienda una Vs=0,03cm/sg. 5.4.2 Una DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO planta de tratamiento es una secuencia de procesos convenientemente seleccionados con el fin de remover totalmente los contaminantes microbiológicos presentes en el agua cruda y parcialmente los físicos y químicos, hasta llevarlos a los límites aceptables estipulados por las normas. Las principales operaciones y procesos unitarios aplicables en el tratamiento de las aguas son: Transferencia de gases (Aireación). Medición de caudales. Transferencia de sólidos (desarenación, sedimentación y filtración). Transferencia de iones, mezcla rápida y floculación. Desinfección. Para el diseño de una Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) es necesario contemplar estudios y selección de procesos para obtener una alta calidad del agua a un costo rentable y que sea apta para el consumo humano cumpliendo los parámetros de calidad establecidos en las normas NTE INEN 1108: 2014, Quinta Revisión sobre la calidad de Agua Potable. Para esta planta se ha convenido por efectos de operación y mantenimiento dividir en 2 módulos iguales de tratamiento. 104 QT#1. T#2 = QTratamiento = 20.00 l/s Con lo cual cada módulo se partirá con un caudal de diseño de 10 litros por segundo, o 864 metros cúbicos al día (24 horas). Asumiendo que un módulo puede entrar en mantenimiento mientras el otro debe operar el 100% de caudal a tratar y teniendo en consideración el volumen de reserva. Qd 5.4.2.1 = Modulo 1: 10 l/s = Modulo2: 10 l/s AIREACIÓN La aireación es el tratamiento mediante el cual el agua es puesta en contacto íntimo con el aire con el fin de modificar las concentraciones de las sustancias volátiles contenidas en ella. De esta forma, las funciones más importantes de la aireación son: Transferir oxígeno al agua y aumentar con ello el oxígeno disuelto. Disminuir la concentración de dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S). Oxidar hierro (Fe) y manganeso (Mn). Remover el metano (CH4), compuestos orgánicos volátiles (COV), productores de olores y sabores provenientes normalmente de aguas o acuíferos subterráneos. (Romero, 1999) El proceso de aireación cumple con su objetivo mediante el arrastre de las sustancias volátiles originado por la mezcla de turbulencia del agua con el aire y por la respetiva oxidación de los metales y los gases. El agua aireada es más agradable al paladar, los sistemas de aireación más utilizados por su fácil operación y mantenimiento son: son los de toberas, cascadas, canales inclinados y aireadores de bandeja. Dado el clima de la zona es recomendable realizar la aireación por métodos mecánicos usando la gravedad. 105 Corresponden a una serie de bandejas con perforaciones en su parte inferior, colocadas en forma sucesiva, el ingreso del agua es por la parte superior y debe distribuirse a través de una tubería perforada, debiendo caer a la primera bandeja y así sucesivamente, se construye con materiales durables como acero inoxidable, aluminio, concreto o maderas resistentes. La torre de aireación será construida de acero inoxidable para un caudal nominal de 10 l/s, donde el proceso de aireación permite la remoción tanto de Hierro como de Manganeso y esto se da mediante oxidación al momento de ponerse en contacto con el oxígeno del aire. Se debe tomar en cuenta para el respectivo diseño de la torre de aireación de bandejas la siguiente tabla. Ilustración 34: Parámetros de torres de aireación con bandejas Tabla 30:Parámetros de diseño para aireadores de bandeja Parámetro Carga hidráulica TA Caudal / área total de bandejas Tasa hidráulica TH Numero de bandejas Altura total del aireador Lecho de contacto: Espesor Coke o piedra, diámetro Valor 250 – 1800 (0,006 – 0,02) Unidad m/d (m3/m2 ∙ s) 150 – 1600 ** m/d 2–8 3–9 2 – 2.5 l/s ∙ m2 15 – 30 cm 4 -15 cm Observación Valores recomendados por Feachem R et al. (1977). Valores recomendados por la AWWA Water Quality and Treatment (1977). Valores experimentales m Pall Ring de Plástico Orificios de distribución 106 Parámetro Diámetro Separación Profundidad de agua en la bandeja Separación entre bandejas Valor 5 – 12 2.5 Unidad mm cm 15 cm 30 – 75 cm Observación Para el área total del aireador aplicamos la ecuación anterior, para un caudal de diseño de 20 l/s y una carga hidráulica de 1.50 l/s/m2, el cual se trata en una torre el caudal sobre un área de 1.20 x 1.20m. 𝐴𝑇 = 𝑄𝑑 𝑇𝐴 Datos: Q= Qd: Caudal de diseño (m3/día) CA: At: Qd = 20 l/s * 86.4 = 1728 m3/día. Carga Hidráulica (m3/m2 día) TA = 150 m3/m2 día. Área total del aireador, (m2). 𝐴𝑇 = 20 𝑙/𝑠 = 11.52𝑚2 150 m3/m2 día 𝐴𝑖 = 𝐴𝑇 𝑛×𝑇 Donde: n: Número de Bandejas n = 4, asumimos T: Número de Torres T = 1, asumimos Ai: Área de bandeja, (m2). Ai = 11.52 / (4*1) = 2.88 m2 Asumiendo bandejas cuadradas y el área será el resultado de multiplicar lado por lado. 𝐿𝑏 = √𝐴𝑖 107 Donde: Ai: Área de bandeja, (m2). Lb: Lado de la bandeja, (m). La: Lado de la bandeja asumido, (m). 𝐿𝑏 = √2.88= 1.70 m Dimensiones de bandejas cuadras de lado 1.80 m x 1.80 m, dando 3.24 m2 𝑁𝑏 = 𝐴𝑇 𝐴𝑖 Donde: At: Área total de aireación, (m2). Ai: Área de cada unidad de aireación, (m2). Nb: 𝑁𝑏 = Número de bandejas o unidades de aireación requerida, (unidad). 11.52 = 3.55 ≈ 4 bandejas por torre 3.24 Se confirman 4 bandejas y 1 torre. 5.4.2.2 MEZCLA (CANALETA PARSHALL) La canaleta Parshall o también llamado medidor Parshall, es una estructura hidráulica que cumple un doble propósito en las plantas de tratamiento de agua que son: de servir de medidor de caudales y otro propósito en la turbulencia que se genera a la salida de la misma, servir de punto de aplicación de coagulantes. 108 Ilustración 35: Dimensiones de la canaleta Parshall Teniendo un caudal de 20 l/s, con una canaleta Parshall de 3” o 7.62 cm, cubrimos el rango de operación de acuerdo a la siguiente tabla propuesta en función del caudal mínimo y máximo, donde se proponen las dimensiones de la canaleta. Tabla 31. Dimensiones estandarizadas de la canaleta Parshall Fuente: (De Azevedo & Acosta, 1942) A B C D E F G K N R M P X Y Min pul W cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm l/s Max l/s 1 2.54 36.30 35.60 9.30 16.80 22.90 7.60 20.30 1.90 2.90 40.64 30.48 30.25 2.54 3.81 0.000 0.000 3 7.62 46.60 45.70 17.80 25.90 38.10 15.20 30.50 2.50 5.70 40.64 30.48 90.17 5.08 7.62 0.850 53.802 6 15.24 62.10 61.00 39.40 40.30 45.70 30.50 61.00 7.60 11.40 40.64 30.48 107.95 5.08 7.62 1.416 110.436 9 22.86 88.00 86.40 38.00 57.50 61.00 30.50 45.70 7.60 11.40 50.80 38.10 149.23 5.08 7.62 2.549 252.020 12 30.48 137.20 134.40 61.00 84.50 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 50.80 38.10 167.64 5.08 7.62 3.115 455.901 18 45.72 144.90 142.00 76.20 102.60 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 50.80 38.10 185.42 5.08 7.62 4.248 696.594 24 60.96 152.50 149.00 91.50 120.70 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 50.80 38.10 222.25 5.08 7.62 11.893 937.288 36 91.44 167.70 164.50 122.00 157.20 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 60.96 45.72 271.15 5.08 7.62 17.273 1427.169 48 121.92 183.00 179.50 152.50 193.80 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 60.96 45.72 307.98 5.08 7.62 36.812 1922.714 60 152.4 198.30 194.10 183.00 230.30 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 60.96 45.72 344.17 5.08 7.62 45.307 2423.922 72 182.88 213.50 209.00 213.50 266.70 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 60.96 45.72 381.00 5.08 7.62 73.624 2930.794 84 213.36 228.80 224.00 244.00 303.00 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 60.96 45.72 417.20 5.08 7.62 84.951 3437.665 96 243.84 244.00 239.20 274.50 340.00 91.50 61.00 91.50 7.60 22.90 99.109 3950.200 120 304.8 274.50 427.00 366.00 475.90 122.00 91.50 183.00 15.30 34.30 200.000 5660.000 109 Conociendo el caudal con el que se va trabajar (l/s) se decide el ancho de garganta mediante la siguiente tabla, para cumplir la condición requerida. Tabla 32. Determinación de W de la canaleta de Parshall en función del caudal Fuente: (Romero, Purificación del Agua, 2008) Ancho W (“) 1 2 3 6 9 12 18 24 36 48 60 72 Límites de caudal (l/s) Q Mínimo Q Máximo 0,28 5,67 0,57 14,15 0,85 28,31 1,42 110,44 2,58 252,00 3,11 455,90 4,24 696,50 11,90 937,30 17,27 1427,20 36,81 1922,70 45,31 2424,00 73,62 2931,00 Datos: Q= Qd: Caudal de diseño Qd = 20 l/s W: Ancho de la garganta W = 3”, asumido Tabla 33. Resultado de W Comprobación: Ancho W (“) Límites de caudal (l/s) Q Mínimo Q Máximo 3 0,85 28,31 0.85 l/s < 20 l/s < 28.31 l/s (Cumple) Caudal mínimo < Caudal de Diseño < Caudal máximo 𝐻𝑜 = 𝑘 × 𝑄 𝑛 Donde: Q = Qd: Caudal de diseño, (m3/s). k, n = W: Constante, adimensional. Tabla Ancho de la garganta, (pul) Adoptado W = 3”. 110 Tabla 34. Valores de K y n según el tamaño de W Fuente: (CEPIS, 1992) Ancho de la garganta del Parshall (W) Pulgadas - pies Metros 3” 0,075 6” 0,150 9” 0,229 1’ 0,305 1 ½’ 0,460 2’ 0,610 3’ 0,915 4’ 1,220 5’ 1,525 6’ 1,830 8’ 2,440 k n 3,704 1,842 1,486 1,276 0,966 0,795 0,608 0,505 0,436 0,389 0,324 0,646 0,636 0,633 0,657 0,650 0,645 0,639 0,634 0,630 0,627 0,623 K n 3,704 0,646 Tabla 35. Resultado de K y n Ancho de la garganta del Parshall (W) Pulgadas - pies Metros 3” 0,075 Ho: Altura del diseño, (m). 𝐻𝑜 = 3.704 × 0.0100.646 𝐻𝑜 = 29.59 cm 𝐷´ = 2 × (𝐷1 − 𝑊) + 𝑊 3 Donde: W: Ancho de la garganta, (m). D’: Ancho de la sección de medición, (m). D1: Dimensiones de la canaleta, (m). 2 𝐷´ = 3 × (−15.24) + 15.24 𝐷´ = 31.95 𝑐𝑚 𝑉𝑜 = 𝑄 𝐻𝑜 × 𝐷´ Donde: Ho: D’: Altura de agua en la sección de medición, (m). Ancho de la sección de medición, (m). 111 Q=Qd: Caudal de diseño, (m3/s). Vo: Velocidad en la sección de medición, (m/s). 0.020 𝑉𝑜 = 0.0985×0.3195 𝑉𝑜 = 0.318 m/s 5.4.2.3 COAGULACIÓN (DOSIFICACIÓN) Mediante una relación se calcula el aforo de solución de PAC, además indica si se realiza una dilución o no del químico. 𝑄𝑑𝑜𝑠 = 𝐶1𝑃𝐴𝐶 × 𝑄𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐶2𝑃𝐴𝐶 Donde: Qdos: Caudal de dosificación (l/s). C1PAC: Concentración de PAC de acuerdo al test de jarras, (ppm). C2PAC: Concentración de la solución, (ppm). Qagua=Qd: Caudal de diseño, (l/s) 𝑄𝑑𝑜𝑠 = 0.02𝑔𝑟/𝑙𝑡 × 20𝑙𝑡/𝑠 = 0.04𝑙𝑡/𝑠 10𝑔𝑟/𝑙𝑡 Tomando en cuenta que se diluirá el PAC en tanques de PVC cuya capacidad es de 500 lt, se tiene el siguiente peso de PAC por cada tanque. 𝑃𝑃𝐴𝐶 = 𝐶2𝑃𝐴𝐶 ∗ 𝑉𝑇𝐴𝑁 𝑃𝑃𝐴𝐶 /500𝑙𝑡 = 5000𝑔𝑟 = 5𝑘𝑔 Se procede a determinar el tiempo de autonomía de cada tanque diluido de 500 lt con el cual cuenta con 5kg en su mezcla. 𝑇= 𝑉 5000𝑙𝑡 = = 12500𝑠 = 208𝑚𝑖𝑛 = 3.47ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑄 0.04𝑙𝑡/𝑠 112 Se espera que en los primeros años de construcción no se consuman los 20 litros por segundo que se han determinado para el año horizonte de diseño, por lo que se prevé un crecimiento gradual del consumo de PAC desde una base mínima de 10kg equivalentes a 7 horas de trabajo, hasta un pico mácimo de aproximadamente 35 kg de PAC en caso de que la planta trabaje las 24 horas del día. DOSIFICACIÓN POR GOTEO Conversión de unidades de lt/s a ml/min 𝑄𝑑𝑝 = 0.04 𝑙𝑡 1000𝑚𝑙 60𝑠 2400𝑚𝑙 2.4𝑙𝑡 ∗ ∗ = = 𝑠 1 𝑙𝑡 1𝑚𝑖𝑛 𝑚𝑖𝑛 𝑚𝑖𝑛 La cantidad de PAC se ha determinado en función de los niveles medios de Turbiedad de la fuente, sin embargo, hay q recalcar, q las condiciones espaciales y temporales de la fuente puede variar significativamente, por lo que las dosificaciones pueden ir variando en el tiempo, sin embargo, se recomienda que para efectos de la determinación de los costos en el año inicial de operación, se consideren al menos 15 kg promedio de PAC por día y el año horixonte de diseño se prevea una cantidad de 35 kg de PAC por día, lo que significaría 450 kg y 1050 kg de PAC por mes respectivamente. 5.4.2.4 FLOCULACIÓN La floculación se define como una lenta agitación en el agua para permitir el crecimiento de flóculos que pueden ser eliminados por sedimentación. La floculación comienza inmediatamente después de la desestabilización, en la zona en que la energía de mezclado decae, previo a un mezclado, o como resultado de una turbulencia creada en el fluido y por la cual las partículas ya desestabilizadas chocan unas con otras para formar coágulos mayores. (Brito, 2007). Los principales factores que influyen en la eficiencia de este proceso son: naturaleza del agua, variaciones de caudal, intensidad de agitación y tiempo de floculación. Para el diseño de un floculador se toma en cuenta los siguientes parámetros: 113 Tabla 36 Parámetros de diseño de floculadores Fuente: (Arboleda, 2000) Parámetro Caudal de diseño para flujo horizontal Caudal de diseño para flujo vertical Coeficiente de pérdida de carga en vueltas (K) Tiempo de retención Altura mínima Separación mínima entre tabiques Gradiente de velocidad Velocidad Altura de agua Espesor de las laminas Valor < 50 l/s > 50 l/s 1.1– 3.0 (recomienda: 2) 15 a 60 minutos 1.0 m 0.45 m 20 a 90 s-1 0.08 a 0.22 m/s 0.80 a 1.20 m 0.10 a 0.20 m Como antecedente en la operación de la planta de tratamiento, se va a tomar un floculador de flujo vertical. VOLUMEN DE RETENCIÓN 𝑉 = 𝑄𝑑 ∗ 𝑡𝑟 ∗ 60 Donde: tr: Tiempo de retención, (min). Qd: tr = 20 min, asumido. Caudal de diseño (m3/s). Qd = 0.040 m3/s, asumido. V: Volumen de retención, (m3). RESULTADOS DEL DIMENSIONAMIENTO DEL FLOCULADOR Tabla 37: resultados del dimensionamiento del floculador Descripción Tramo Caudal de Diseño Sim bol o Tra mo Formula Qd Qd Valo r Valo r Valo r 1 2 3 10 10 10 0.01 0.01 0.01 l/s m3/ s 5 7 8 min 39 0.05 8 25 0.05 8 s‐1 m/s 24.4 27.8 m Tiempo de retencion tramo n Gradiente de velocidad en tramo 1 Gn Qd (l/s) /1000 Asumida / Ensayo de Jarras Ensayo de Jarras Velocidad en el tramo n vn Asumida 65 0.05 8 Longitud del primer tramo Ln vn * Tn * 60 17.4 Tn Unid ad 114 Descripción Seccion de canales tramo n Altura de agua en la unidad Ancho de canales del tramo Sim bol o Formula Valo r Valo r Valo r Unid ad 3.6 0.17 2 3.6 0.17 2 m m2 Ln Asumida An Qd / vn 3.6 0.17 2 H Asumida 0.2 0.2 0.2 m el Espesor de losa an An / H 0.20 0.86 2 0.20 0.86 2 0.20 0.86 2 m 0.60 1.29 3 0.60 1.29 3 0.60 1.29 3 m Asumida Ancho de vueltas del tramo n dn 1.5 * an Ancho útil de la pantalla b 0.40 0.40 0.40 m epi Asumida Espesor de pared interna 0.15 0.15 0.15 m Ancho del floculador B 3b + dn 2.49 2.49 2.49 m Numero de canales en tramo n Nn Ln /B 1.44 1.44 1.44 Seleccionado 3 3 3 m u Espesor de las pantallas corrugadas e Asumida 0.01 0.01 0.01 m Longitud del tramo ln Nn * (an + e) Espesor de pared externa 1.83 1.83 1.83 m 0.01 0.01 0.01 m hn Asumido K * vn^2 * (Nn‐ 1) / (2*g) 1.6 0.00 0549 1.6 0.00 0549 1.6 0.00 0549 m Pn 2*H + hn Rn An / Pn n 0.40 0.43 0 0.01 3 0.00 0030 0.00 0579 1000 .000 0.00 0117 0.40 0.43 0 0.01 3 0.00 0043 0.00 0591 1000 .000 0.00 0117 0.40 0.43 0 0.01 3 0.00 0049 0.00 0597 1000 .000 0.00 0117 m kg/ m3 Kg.s /m2 4.06 3.47 3.26 s‐1 epe Coeficiente de perdida de carga en las vueltas Perdida de carga en las vueltas primer tramo Perimetro mojado de las secciones del tramo n Radio hidraulico de canales del tramo n K Coeficiente de rugosidad Perdida de carga en los canales del tramo n Perdida de carga total en el tramo n hn´ Asumido L1 * (n * V1 / R1 ^2/3)^2 hfn hn + hn´ Peso especifico del agua γ Viscosidad del agua Gradiente de velocidad en tramo n u G1 Raiz(ɣ/u * hp/T) m m/s m 115 5.4.2.5 SEDIMENTADOR Una vez floculada el agua con la que se está trabajando, el inconveniente radica en separar las partículas coaguladas del medio en el cual están suspendidas. Esto se puede conseguir mediante el proceso de sedimentación, que se entiende como el proceso de remoción de partículas en suspensión de un fluido por efecto de gravedad en un determinado intervalo de tiempo. Este proceso permite una gran eliminación de la turbiedad presente en las aguas, sobre todo cuando se trata de aguas provenientes de fuentes superficiales cargadas de lodos y otras impurezas precipitables. La sedimentación se realiza en decantadores de acuerdo con el tipo de partícula y el sentido de flujo que se remueva en cada unidad. En este tipo de sedimentador las partículas que se sedimentan sobre las placas inclinadas se acumulan y caen por sí mismas al fondo del sedimentador, lo que lo hace auto limpiable, son unidades de alta eficiencia y de poca profundidad con relación a los sedimentadores clásicos. Ilustración 36: Sedimentador de alta tasa. Fuente: ROMERO, J. 1999. Purificación del Agua RESULTADOS DEL DIMENSIONAMIENTO DEL SEDIMENTADOR Tabla 38: Resultados del dimensionamiento del sedimentador Descripción Simb olo Caudal de Diseño Qd Numero de sedimentadores N Caudal de diseño por sedimentador Qu Velocidad de sedimentación Vs Formula Qd / N Ensayo de Jarras Valor 10 Unidad l/s 0.010 1 m3/s 0.01 m3/s 0.03 m/s 116 Descripción Área superficial de la zona de decantación Ancho del sedimentador Longitud en la zona de sedimentación Longitud en la zona de sedimentación Simb olo Formula Valor Unidad As B Q / Vs Asumido 0.33 1.00 m2 m L2 As / B 0.33 m L2 Asumido Longitud de entrada al sedimentador L1 Asumido 0.60 m Longitud total del sedimentador LT 4.60 m Espesor de paredes ep LT=L1+L2 Diseño estructural Altura del sedimentador Altura losa de fondo Relación (L2/B) en la zona de sedimentación Relación (L2/H) en la zona de sedimentación Velocidad horizontal del flujo, VH<0.55 H el Asumido Asumido 0.50 L2/B 4.00 L2/H VH Q / (B*H) Pendiente en el fondo S Asumido 8.00 0.020 000 0.5% Altura máxima en la tolva de lodos Altura de agua en el vertedero de salida H1 Tiempo de retención de la unidad Pantalla difusora To H + (S * L2) (Q / (1.84*L) )^(2/3) (As * H ) / (60 * Q) Material Velocidad de paso en cada orificio Vo Diametro de cada orificio 4.00 0.20 0.20 m m m m Adimen sional Adimen sional m/s % 52.00 cm 3.09 cm min Asumido 0.28 PVC 0.05 m/s D Asumido 0.02 m Área total de orificios Ao ao 0.2 0.000 31 m2 Área de cada orificio Q / Vo 0.7854 * D^2 Número de orificios Altura de la cortina cubierta con orificios n h H - (2*H/5) Numero de orificios seleccionado n Asumido Número de orificios a lo ancho, B N1 Número de orificios a lo alto, H Espaciamiento entre orificios (entre filas) Espaciamiento lateral respecto a la pared (entre columnas) N2 H2 a a1 636.6 0.3 640 32 20 h / (N2-1) (B - a*(N1 1)) / 2 m2 Adimen sional m Adimen sional Adimen sional Adimen sional 0.02 m 0.26 m 117 5.4.2.6 FILTRO En general, la filtración es la operación final, que se realiza en una planta de tratamiento de agua y por consiguiente, es la responsable principal de la producción de agua de calidad coincidente de los patrones de potabilidad. Es un proceso que consiste en hacer pasar el agua a través de un lecho de arena u otro material poroso para así separar las partículas y microorganismos que no han podido ser removidos en los procesos de coagulación y sedimentación. En base a las velocidades de filtración adoptadas en la práctica y en función de la granulometría de los lechos filtrantes, se pueden distinguir dos tipos generales de filtros: filtros rápidos y filtros lentos. Son unidades de baja velocidad de filtración que no requieren sustancias químicas y permiten reducir virus, bacterias dañinas para la salud pública. Dichas unidades reducen materia fina orgánica e inorgánica, la calidad del agua tratada por una unidad FLA debe tener la mejor calidad, con bajos niveles de turbiedad, color, metales pesados, sustancias tóxicas. Se utilizará un mínimo de dos unidades dimensionadas de modo que cada una pueda tratar el 50% del caudal. Ilustración 37:Unidad de Filtración lenta en arena . 118 RESULTADO DEL DIMENSIONAMIENTO DEL FILTRO Tabla 39: resultado del dimensionamiento de filtros Descripción Caudal de Diseño Número de unidades Caudal por filtro lento Velocidad de filtración Espesor capa de arena extraída en c/d raspada Número de raspados por año Área del medio filtrante de cada unidad Coeficiente de mínimo costo Simb olo Qd Qd 10 l/s 36.00 m3/h Qu 10 Adimens ional l/s Vf 0.3 m/h E Asumido 0.2 m n Asumido 96 Adimens ional 120 m2 1.00 adim 10.95 445 m 2.4 m 10.95 445 m 5 m AS K AS = Q / (N*Vf) K = (2*N) / (N+1) L =(AS*K)^( 1/2) L B´ Ancho de cada unidad Velocidad de Filtración Real Unidad 1 Largo de cada unidad Ancho seleccionado Volumen del depósito para almacenar arena durante 2 años Qd (l/s) * 3.6 Valor N L´ Largo seleccionado Formula B= (AS/K)^(1/ 2) B V V= 2*L*B*E*n 460.8 m3/h VR V= Q/(N*A*B) 1.5 m/h L*B 12 m^2 0.3 m 1 m 0.8 m 0.2 mm 0.3 m Área máxima de cada unidad Am Borde Libre Altura de agua sobre lecho filtrante Bl Aa Altura del lecho filtrante Alf Diametro efectivo de la arena Da Altura de capa soporte Ac Norm a 0.1 0.3 10 200 0.20 0.30 1.0 1.5 0.80 1.00 0.15 0.35 0.10 0.30 119 Descripción Simb olo Granulometria grava Dg Altura de drenaje Ad 5.4.2.7 Formula Valor Unidad 10 mm 0.2 m Norm a 1.5 40 0.10 0.25 DESINFECCIÓN Es un proceso selectivo para la destrucción de microorganismos patógenos presentes en el agua (bacterias, protozoarios, virus y parásitos). Este proceso es necesario porque no es posible asegurar la remoción total de los microorganismos por los procesos físico- químicos, usualmente utilizados en el tratamiento del agua. El agente de desinfección más empleado es el cloro, debido a su fácil disponibilidad en forma de gas, liquido o solidó, es capaz de destruir la mayoría de microorganismos patógenos. Por otro lado, las aguas suministradas por una planta de tratamiento de agua para consumo humano pueden sufrir contaminación en los tanques de almacenamiento o en las redes de distribución antes de ser distribuidas a la población. La desinfección debe protegerlas también de estas situaciones de riesgo posteriores al tratamiento. Tabla 40 Compuestos desinfectantes utilizados para el tratamiento de aguas Fuente: BRITO, Nancy. 2007. COMPUESTO FÓRMULA PRESENTACIÓN CONCENTRACIÓN COMERCIAL Cloro Cl2 Gas líquido bajo presión 99,5% Hipoclorito de Calcio Ca (OCl)2. 4 H2O Granular Polvo 65 % de cloro disponible en peso (mínimo). Hipoclorito de Sodio Na OCl Solución 10 % de cloro disponible en peso (mínimo). Para realizar el adicionamiento de los desinfectantes al agua, se emplean el siguiente equipo dosificador de flujo constante: Consiste en un recipiente plástico o de fibra de vidrio con un flotador dosificador. Esto dosificador requiere mantenimiento constante para mantener el recipiente con bastante solución y evitar obstrucciones en la manguera de cloración. 120 Ilustración 38: Esquema instalación de equipo propuesto 5.4.3 CONCLUSIONES DEL TRATAMIENTO Luego de haber realizado el ensayo completo se determina los siguientes parámetros de diseño: La prueba de dosis óptima se realizó con sulfato de aluminio y policloruro de aluminio, y para este tipo de agua se recomienda utilizar el policloruro de aluminio (PAC) que dio mejores resultados en cuanto a formación de floc. La concentración de la solución es 1% y la dosis optima es de 20mg/l La mezcla rápida es de 300rpm y un tiempo de 15sg La etapa de floculación se divide en 3 tramos, el primero con un t=5 min y G=65rpm, el segundo con un t=7min y G=39rpm, el tercero con un t=8min y G=25rpm, el tiempo total del floculador es de 23min. La adición de ayudante de floculación (polímero), se realizará a los 10min de empezado el proceso de floculación y la dosis será de 0,1mg/l 121 La velocidad de sedimentación máxima de diseño es de Vs= 0,058cm/sg. Los cálculos para el dimensionamiento de los tanques de dosificación de reactivos, se deberá considerar con una autonomía de como mínimo 6 horas de operación. Es necesario tener dos tanques de preparación para cada reactivo a utilizar, porque mientras el uno está en operación el otro está listo para entrar en funcionamiento. La agitación para la mezcla del disolvente con el soluto se la debe realizar con accionamiento mecánico no de manera manual, con esto aseguramos la mezcla homogénea de los reactivos. Se recomienda colocar bandejas de aireación con material como (carbón coque o pall ring), que ayude a la remoción de hierro y compuestos orgánicos volátiles, y también mejore propiedades organolépticas como el sabor y olor del afluente. En concordancia con los tiempos de floculación óptimos determinados en el ensayo de jarras, se recomienda que se implemente una planta de tratamiento convencional capaz de realizar cada uno de los procesos determinados en los tiempos adecuados, de modo que se garantice la calidad del agua. 122 5.5 ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE RESERVORIOS Y DEMÁS ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS 5.5.1 RESERVA BAJA Las dimensiones internas de la reserva baja se han adoptado las que se muestran a continuación: A=14.40 m B= 8.80 m Altura=4.30 m La adopción de estas dimensiones internas para los reservorios, han sido adoptadas considerando el espacio disponible en la zona donde se implantará la planta de tratamiento y sus correspondientes componentes, y por supuesto considerando la capacidad mínima requerida antes determinada, teniendo de esta manera la siguiente capacidad. 𝑉𝐵𝑅𝑈𝑇𝑂 = 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐶 𝑉𝐵𝑅𝑈𝑇𝑂 = 544.89 𝑚3 𝑉𝑈𝑇𝐼𝐿 = 𝐴 ∗ 𝐵 ∗ 𝐶𝑈𝑇𝐼𝐿 − 𝑉𝐸𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜𝑠 𝑉𝑈𝑇𝐼𝐿 = 14.40𝑚 ∗ 8.80𝑚 ∗ 4.00𝑚 − (≈ 1𝑚3 ) 𝑉𝑈𝑇𝐼𝐿 = 505.88𝑚3 → 𝑜𝑘 Se adoptan como dimensiones internas finales de diseño a las presentadas en el presente análisis, con lo cual el volumen de reservas en conjunto es mayor al volumen mínimo a suplir. 123 DETERMINACIÓN DE CARGAS En base a las dimensiones adoptadas previamente, se realiza la determinación de cargas que afectarán a la estructura, las cuales se clasifican entre carga viva, carga muerta y cargas sísmica. De conformidad con el informe 350 del ACI, para elementos estructurales cuya función está destinada a soportar láminas de agua de más de 3.0m, su espesor mínimo será de 0.3 m, por lo que sobre la base de esta disposición se realiza la determinación de cargas, empleando estos espesores para la cuantificación de los elementos. A continuación, se presente a manera de resumen, la cubicación y determinación de los pesos de cada uno de los elementos que compone la reserva baja. Tabla 41: Determinación de cargas de reserva baja (Cap ≈500m3) ITEM DESCRIPCIÓN 1 LOSA SUPERIOR PAREDES/MUROS LATERALES SENTIDO LARGO PAREDES/MUROS LATERALES SENTIDO CORTO COLUMNAS DE APOYO INTERMEDIO LOSA DE CIMENTACIÓN 2 3 4 5 1 DETERMINACIÓN DE CARGAS ELEMENTOS ESTRUCTURALES - CARGA MUERTA DIMENSIONES VOLUMEN DENSIDAD PESO CANTIDAD MATERIAL A (m) B (m) C (m) m3 Kg/m3 Kg H.A. f'c 240 1 15.00 9.40 0.20 28.20 2400 67680 PESO Ton 67.68 2 15.00 4.30 0.30 19.35 H.A. f'c 240 2400 46440 2 8.80 4.30 0.30 11.35 H.A. f'c 240 2400 27244.8 27.2448 2 0.40 0.40 4.30 0.69 H.A. f'c 240 2400 1651.2 1.6512 1 15.60 10.00 0.35 54.60 H.A. f'c 240 2400 131040 131.04 CONTENIDO DE AGUA- CARGA VIVA (SE CONSIDERA CARGA VIVA DEBIDO A LA DINÁMICA QUE GENERA) AGUA 1 14.40 8.80 4.00 506.88 1000 506880 506.88 VOLUMEN ÚTIL De la anterior determinación de cargas se resume a continuación: 𝐶𝑀 = 274.06 𝑇 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑚𝑖𝑔ó𝑛 𝑎𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜) 𝐶𝑉 = 506.88 𝑇 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎) Adicionalmente se asigna como sobre carga de uso de cubierta para el eventual uso de la tapa losa del reservorio, las cargas que se recomiendan 124 46.44 en la Normativa Ecuatoriana de la Construcción, en la cual, en base a la adopción de cargas recomendadas para cubiertas para propósitos especiales, se recomienda asignar una carga distribuida de 0.48 T/m2 Por otra parte, para la determinación de las cargas dinámicas provenientes de movimientos telúricos principalmente, es necesario la evaluación del peligro sísmico en función de los parámetros que dependen del sitio de emplazamiento de la estructura, por lo que a continuación se realiza el análisis de la localidad. Una vez obtenidas cargas y demás parámetros de diseño, se procede con la determinación del cortante basal, cuyo principio de diseño corresponde al diseño basado en fuerzas bajo el modelo estático equivalente, cuyas cargas obtenidas, deberán aplicarse horizontalmente en calidad de carga dinámica sísmica a la estructura a diseñar. Tabla 42: Resumen de cargas CARGAS Carga Agua Carga Sobre Cubierta P.P Losas y Paredes kN/m2 CARGA VIVA 32.49 4.8 CARGA MUERTA 17.57 T/m2 3.249 0.48 1.757 Tabla 43: Determinación de Cortante Basal. Fa Fd Fs Ct α hn Periodo de Vibracion de la Estructura (T) Factor de Importancia (I) Ƞ Factor de zona sísmica (Z) r Tc CARGA SISMICA 1.80 2.10 NEC 2014 1.50 0.06 Pórticos espaciales de hormigón armado con muros estructurales o diagonales 0.75 rigidizadoras. 4.85 Altura estructura desde el empotramiento 0.1798 seg 1.5000 2.6000 ESTRUCTURA ESPECIAL REGIÓN ORIENTE 0.15 SUCUMBÍOS 1.5 0.9625 Tipo de Suelo E seg 125 Sa 0.702 Factores de configuración estructural Planta ɸP Elevación ɸE Coeficiente de reducción de respuesta estructural R Coeficiente Cortante Basal de diseño (%) Cortante Basal de diseño (V) 1 1 Pórticos espaciales sismo-resistentes de hormigón armado con vigas banda. 5 0.2106 168.41 Toneladas Tabla 44: Descomposición de carga sísmica por niveles PISOS # 1 Hi Hacumulada m 4.85 4.85 TOTAL Wi T 799.66 799.66 CARGA SISMICA Wi Hi Fi TOTAL % T-m T 3878.33 1.00 168.41 3878.33 168.41 Fx T 168.41 Fy T 168.41 La determinación del cortante basal en el presente reservorio, simplemente se emplea como un medio de verificación del posible desplazamiento que pueda sufrir el reservorio en ocurrencia de un sismo, debido a que las condiciones de este elemento, las cargas predominantes para el diseño estructural, resultan ser las cargas producto de las presiones del suelo y agua para las paredes, mientras que para el diseño de las losas las cargas que predominan serán las gravitacionales. COMBINACIÓN DE CARGAS Los elementos estructurales se diseñan de tal manera que obtengan resistencias de diseño en todas las secciones tales que tenga un adecuado comportamiento frente a las cargas; viva, muerta y sísmica. Con un modelo estructural representativo y la aplicación de cargas exteriores, se efectúa el planteamiento de análisis de computador para deducir solicitaciones máximas y condiciones críticas de trabajo en componentes de la estructura. 126 Para el diseño de los elementos de hormigón armado se utiliza las siguientes combinaciones de carga básicas del NEC-2014 capítulo 1. 1.2D+1.6L 1.2D+1.0E+1.0L 0.9D±E 1.4D Donde: D=Carga Muerta, L= Carga viva, E=Carga Sísmica El análisis de las paredes de los tanques rectangulares se realiza teniendo en cuenta las metodologías basadas en el comportamiento estructural de las losas, unidireccional o bidireccional, las cuales dependen de las características geométricas y condiciones de borde en los apoyos (empotrado, simplemente apoyado o una combinación de estos) ante la acción de las cargas estáticas ejercidas por la presión del agua, presión del suelo, cuando los tanques sean enterrados y sobrecargas, que pueden ser triangulares y/o uniformemente distribuidas. Para el caso de losas bidireccionales, cuyo análisis es más complicado, se emplean tablas cuyos resultados son aproximados a la realidad, en el desarrollo del presente diseño se utilizan las tablas PCA. (Jim Orihuela, 2016) Se muestra a continuación de forma esquemática, los dos principales tipos de cargas que van a actuar sobre los muros laterales que conforman el reservorio, siendo las condiciones críticas de carga, cuando el depósito se encuentre vació, debido a que no existiría la presión interna que contrarresta a la presión externa ejercida por el suelo. Ilustración 39: Cargas ejercidas hacia los muros (Jim Orihuela, 2016) 127 DISEÑO DE ARMADURA DE REFUERZO EN LOSA DE FONDO Para realizar el diseño estructural de la losa de fondo se debe considerar las cargas que van a transmitirse hacia la losa, debido a que las cargas generan una respuesta en igualdad de magnitud del suelo hacia la misma, de tal manera que se logra una carga uniformemente distribuida a lo largo de todo el reservorio, estas cargas se emplean para cuantificar los esfuerzos actuantes, en función de los cuales se determina las cuantías de acero para el elemento de hormigón armado. Al ser una losa bidireccional, los esfuerzos actuantes se redistribuyen de tal manera, que la determinación más óptima es a través de ábacos o tablas generalizadas para lo cual se emplearon las tablas propuestas del PCA. A continuación, se muestra de manera ilustrativa, una vista en planta del detalle de armadura en el elemento, en el cual se puede apreciar la distribución de acero tanto en la capa superior como inferior en ambos sentidos de armado. Ilustración 40: Armadura de refuerzo en losa de cimentación de reserva baja. 128 DISEÑO DE ARMADURA DE REFUERZO EN MUROS LATERALES Las cargas actuantes principales se componen por lo momentos transmitidos desde la losa de fondo, adicionalmente los momentos generados por las cargas laterales en los escenarios críticos en etapa de operación del reservorio, el cual resulta ser la presión del suelo ejercido hacia el interior cuando este se encuentre vacío, por lo tanto en función de los momentos producidos por las cargas, se procede con la determinación de una cuantía de acero, capaz de resistir los momentos a flexión, cortantes y fuerzas axiales que se puedan presentar en los muros laterales. A continuación, se muestra las cuantías adoptadas para el armado de los muros laterales sujetos a presiones de relleno y de agua respectivamente. Ilustración 41: Armadura de muros laterales en distintos sentidos DISEÑO DE ARMADURA DE REFUERZO EN TAPA LOSA Una de las consideraciones primordiales a destacar para realizar el diseño de la losa superior del reservorio (losa tapa), son las condiciones de apoyo, debido a que la losa es relativamente esbelta con respecto a los muros en los que se apoya, genera que, al comparar las rigideces de los elementos, se demuestra que estos actúan en calidad de apoyo simple y no de 129 elemento empotrado, lo que cambia el concepto de la redistribución de los momentos flectores actuantes. A continuación, se muestra de forma ilustrativa las condiciones de apoyo en base al cual se realiza el dimensionamiento estructural de la losa tapa del reservorio. Ilustración 42: Condiciones de apoyo de losa tapa de reservorio. (Jim Orihuela, 2016) Una vez tomada en cuentas estas consideraciones de diseño y aplicadas las cargas que se indicaron en etapas previas del desarrollo del presente informe, se procede con la determinación de las cuantías de acero, capaces de resistir las solicitaciones externas, teniendo así lo siguiente: Ilustración 43: Armadura de refuerzo en losa tapa de reservorio 130 5.5.2 RESERVA ELEVADA La determinación de la capacidad de la reserva elevada, se desprende del análisis global realizado para la determinación de un volumen total, debido a que este se subdivide en la capacidad que aporta un reservorio bajo y un reservorio elevado, es imperante que, para la determinación de la reserva elevada, se fundamente en la verificación de la capacidad de abastecimiento en los horarios de máxima variación de consumo, por lo que se realiza un balance hídrico de ingreso y salida de caudal para una hora crítica. A continuación, , se presenta de manera resumida los valores de interés para la verificación de la autonomía de la reserva elevada. Tabla 45. Determinación de demandas combinadas Año Censo/Proyección Población Dotación Por Q_med_dia (lt/hab/día) parroquias Q_med_dia (pérdidas) f=1.2 Q_max_dia k*(Q_med+P) k1=1.3 URB / k2=1.25 RUR Q_max_hor k*(Q_med+P) k2=2 URB /k2= 3 RUR Qincendio Pobl. Hasta 10k hab (lt/s) 12 DE FEBRERO 656 100 0.76 0.91 1.14 2.73 N/A TRES DE NOVIEMBRE 1772 200 4.1 4.92 6.4 9.84 10.0 ALMA LOJANA 664 100 0.77 0.92 1.15 2.76 N/A FREDY SILVA 380 100 0.44 0.53 0.66 1.59 N/A EL PROGRESO 940 100 1.09 1.31 1.64 3.93 N/A BELLA SOMBRA 656 200 1.52 1.82 2.37 3.64 10.0 LA PAKINZA 696 100 0.81 0.97 1.21 2.91 N/A 25 DE DICIEMBRE 576 100 0.67 0.8 1 2.4 N/A 10.16 12.18 15.57 29.8 Totales 6340 𝑄𝑉𝐴𝑅𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐷𝐸 𝐶𝑂𝑁𝑆𝑈𝑀𝑂 = 𝑄𝑀𝐴𝑋 𝐻𝑂𝑅 𝐴Ñ𝑂 30 + 𝑄𝐼𝑁𝐶𝐸𝑁𝐷𝐼𝑂33% − 𝑄𝑀𝐴𝑋 𝐷𝐼𝐴𝑅𝐼𝑂 𝑄𝑉𝐴𝑅𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐷𝐸 𝐶𝑂𝑁𝑆𝑈𝑀𝑂 = 29.8 𝑙𝑡/𝑠 + 3.33𝑙𝑡/𝑠 − 15.57𝑙𝑡/𝑠 𝑄𝑉𝐴𝑅𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐷𝐸 𝐶𝑂𝑁𝑆𝑈𝑀𝑂 = 17.56 𝑙𝑡/𝑠 𝑉𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 ≥ 𝑄𝑉𝐴𝑅𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐷𝐸 𝐶𝑂𝑁𝑆𝑈𝑀𝑂 ∗ 1ℎ ∗ 60𝑚𝑖𝑛 ∗ 60𝑠𝑒𝑔 𝑉𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 ≥ 63.21𝑚3 𝑉𝐴𝑑𝑜𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜 ≥ 100.0𝑚3 𝑉𝐴𝑑𝑜𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜 ≥ 𝑉𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 → 𝑜𝑘 131 Se propone la elaboración de una reserva elevada de geometría cilíndrica, puesto a que esta geometría resulta tener un adecuado comportamiento frente a las cargas producidas por su funcionamiento, tomando en cuenta que el volumen mínimo requerido es de 63.21 m3, se procede a adoptar dimensiones para el reservorio de acuerdo al siguiente detalle: Ø𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 = 1.9 𝑚 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 8.4 𝑚 𝑉𝑜𝑙 𝐵𝑅𝑈𝑇𝑂 = 𝜋 ∗ 𝑟 2 ∗ ℎ 𝑉𝑜𝑙 𝐵𝑅𝑈𝑇𝑂 = 𝜋 ∗ (1.9𝑚)2 ∗ 8.4𝑚 𝑉𝑜𝑙 𝐵𝑅𝑈𝑇𝑂 = 95.26𝑚3 𝑉𝑜𝑙𝑈𝑇𝐼𝐿 = 𝜋 ∗ 𝑟 2 ∗ ℎ𝑈𝑇𝐼𝐿 𝑉𝑜𝑙𝑈𝑇𝐼𝐿 = 91.86 𝑚3 𝑉𝑜𝑙𝑈𝑇𝐼𝐿 ≥ 𝑉𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 → 𝑜𝑘 DETERMINACIÓN DE CARGAS En función de las dimensiones adoptadas se procede a realizar la determinación de cargas, las cuales se clasifican entre carga viva, carga muerta y cargas sísmica. De conformidad con el informe 350 del ACI, recomienda que para elementos estructurales que estén dispuestos a soportar láminas de agua de más de 3.0m de altura, los espesores de las paredes de los elementos deberán ser mínimo 0.3 m, en base a esta recomendación se adopta espesor de elementos de 0.30m y con ello se calcula las cargas A continuación, se presente a manera esquemática, la cubicación y determinación de las cargas de cada uno de los elementos que compone la reserva baja. 132 Tabla 46: Determinación de cargas de reserva baja (Cap ≈100m3) DETERMINACIÓN DE CARGAS ITE M 1 2 DESCRIPCIÓN LOSA SUPERIOR PAREDES RESERVORIO ELEMENTOS ESTRUCTURALES - CARGA MUERTA VOLUMEN MATERIA DENSIDAD DIMENSIONES m3 L Kg/m3 A CANTIDAD (m) / B (m) C (m) Ø (m) HOR f'c 1 4.8 0.2 0 3.62 240 2400 HOR f'c 1 4.4 0.3 8.4 32.46 240 2400 3 LOSA INFERIOR DE RESERVORIO 1 4.4 0.3 0 4.56 4 DIAFRAGMA 1 1 4.4 0.3 5.6 5.41 5 DIAFRAGMA 2 1 4.4 0.3 2.4 9.27 6 DIAFRAGMA 3 1 4.4 0.3 5.6 5.41 7 DIAFRAGMA 4 1 4.4 0.3 2.4 9.27 8 DIAFRAGMA 5 1 4.4 0.3 2.8 2.7 9 DIAFRAGMA 6 1 4.4 0.3 2.4 9.27 10 CIMENTACIÓN PARTE 1 1 12.5 8.5 0.4 44.63 11 CIMENTACIÓN PARTE 2 1 12.5 12.5 0.5 78.13 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 HOR f'c 240 PESO Kg PESO Ton 8688 8.69 77904 77.9 2400 10944 10.94 2400 12984 12.98 2400 22248 22.25 2400 12984 12.98 2400 22248 22.25 2400 6480 6.48 2400 22248 2400 107112 2400 187512 22.25 107.1 1 187.5 1 CONTENIDO DE AGUA- CARGA VIVA (SE CONSIDERA CARGA VIVA DEBIDO A LA DINÁMICA QUE GENERA) 1 AGUA EN RESERVORIO 1 3.8 0.3 8.2 93 H2O 1000 93000 De la anterior determinación de cargas se resume a continuación: 𝐶𝑀 = 491.34 𝑇 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑚𝑖𝑔ó𝑛 𝑎𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜) 𝐶𝑉 = 93 𝑇 (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎) Se debe considerar una sobrecarga de uso de cubierta, para el eventual uso de la tapa losa del reservorio, las cargas que se recomiendan en la Normativa Ecuatoriana de la Construcción, son una carga de 0.1kN/m2 por efectos de mantenimiento. Adicionalmente se debe considerar las cargas dinámicas provenientes de movimientos telúricos, por ende, es necesario la evaluación del peligro 133 93 sísmico en función de los parámetros locales que gobiernen en el sector, por lo que a continuación se realiza el análisis según la implantación del tanque elevado. DETERMINACIÓN DE CORTANTE BASAL DE DISEÑO El cortante basal total de diseño V, a nivel de cargas últimas, aplicado a una estructura en una dirección especificada, se determinará mediante las expresiones: (Norma Ecuatoriana de la Construcción, 2014) Una vez obtenidas cargas y demás parámetros de diseño, se procede con la determinación del cortante basal, cuyo principio de diseño corresponde al diseño basado en fuerzas bajo el modelo estático equivalente, cuyas cargas obtenidas, deberán aplicarse horizontalmente en calidad de carga dinámica sísmica a la estructura a diseñar. Tabla 47: Resumen de cargas RESULTADOS Carga Agua Losa accesible Primer Segundo o Cubierta kN/m2 CARGA VIVA 6.4 1 CARGA MUERTA 31.424 0 T/m2 0.64 0.1 3.1424 0 134 Tabla 48: Determinación de cargas sísmica Fa Fd Fs Ct α hn Periodo de Vibracion de la Estructura (T) Factor de Importancia (I) Ƞ CARGA SÍSMICA 1.8000 2.1000 NEC 2014 1.5000 0.0550 Pórticos espaciales de hormigón armado con muros estructurales ni diagonales 0.7500 rigidizadores 29.0000 0.6873 seg 1.5000 Vivienda Provincias de la Sierra 2.6000 Factor de zona sísmica 0.15 Pichincha (Z) r 1.5 Tipo de Suelo D Tc 0.9625 seg Sa 0.702 Factores de configuración estructural Planta ɸP 1 Elevación ɸE 1 Coeficiente de reducción de Pórticos espaciales sismo-resistentes 8 respuesta estructural R de hormigón armado con vigas banda. Coeficiente Cortante Basal de 0.131625 diseño (%) Cortante Basal de diseño (V) 77.84 T K Tiempo menor a 1.09 0,5 seg Tabla 49: Distribución de carga por niveles CARGA SISMICA PISOS # 2 1 Hi 0 29 Hacumulada m 29 29 TOTAL Wi T 0 591.38 591.38 Wi H i T-m 0.00 17150.02 17150.02 % 0 1 Fi TOTAL T 0.00 77.84 77.84 Fx T Fy T 0 77.84 0 77.84 La información del cortante basal determinada se va a emplear principalmente para el diseño de la cimentación, en la cual se comprobará 135 las dimensiones mínimas que esta debe adoptar con el fin de garantizar la estabilidad de la estructura ante la acción de fuerzas laterales (sísmicas). DISEÑO DE CIMENTACIÓN El diseño de los elementos de hormigón armado se realizó tomando en cuenta consideraciones sismo resistentes, con criterios de última resistencia, acorde a las recomendaciones de los códigos NEC y ACI 318-14. Cada cimentación está diseñada con las solicitaciones máximas de la súperestructura, se ha comprobado que todos los esfuerzos de corte y punzonamiento en columnas, sean menores a los esfuerzos admisibles del hormigón. En cuanto a la capacidad admisible del suelo usada para el cálculo, la cimentación no sobrepasa la resistencia máxima. Se ha empleado cadenas de amarre en los dos sentidos de cálculo, para conectar los pies de las columnas. Las dimensiones, figuración, disposición recubrimientos, espesores se detallan en los planos estructurales de la estructura. Se muestra a continuación de forma ilustrativa, la armadura adoptada para lograr que la resistencia de los elementos, sea mayor a las cargas ultimas mayoradas actuantes. Ilustración 44: Armadura de zapata de cimentación, vista en corte 136 Ilustración 45: Armadura de refuerzo en losa de cimentación (Vista en planta) DISEÑO DE LOSAS En las losas de entrepiso y de cubierta se diseñan los nervios para resistir los momentos máximos positivos y negativos. Cuyo armado en planta se muestra correspondientemente para la losa base del reservorio y losa tapa del tanque elevado. Ilustración 46: Armadura de refuerzo en losas circulares 137 DISEÑO DE VIGAS Y DIAFRAGMAS Las vigas se diseñan a flexión y corte en los sitios de momento positivo máximo y momento negativo máximo. El refuerzo principal de flexión se calcula en función de los momentos máximos negativo y positivo, considerándose además el cambio de sentido del momento de flexión por efecto del sismo. El diseño es por flexión simple o de vigas doblemente reforzadas, según la magnitud del momento actuante y del momento resistente último del elemento. Como refuerzo básico en la caras superior e inferior de la viga se utiliza el valor (14/Fy *b*d) dispuesto longitudinalmente en toda la viga. Para cumplir con el requisito de refuerzo en las secciones de momento máximo se utiliza refuerzo adicional superior o inferior, o ambos, según sea el caso. Se realiza el diseño de estribos para control de la tensión diagonal y se incluyen en este diseño las recomendaciones de distancia mínima entre estribos tanto por carga vertical como para sismo como lo indica la NEC en el capítulo 4. Las columnas se diseñan a flexo compresión, considerando los momentos en pie y cabeza de columnas, y la carga axial, de acuerdo con las diferentes combinaciones de carga. La armadura típica para diafragmas y vigas a nivel de detalle se podrá referir a los planos estructurales, sin embargo, de manera explicativa, se ilustra a continuación los cortes más elementales en el que se puede ver las cuantías de acero adoptadas. Ilustración 47: Armadura típica en vigas y diafragmas y cabezales. 138 5.5.3 DISEÑO ESTRUCTURAL DE MÓDULOS DE TRATAMIENTO Los módulos de tratamiento que forman parte integral de la planta de tratamiento de agua potable, resultan ser reservorios de varias dimensiones, los cuales, a través de la implementación de ciertos elementos tipo paneles, pantallas, etc., permiten llevar a cabo distintos procesos físico químicos. De este modo, se procede a su dimensionamiento y diseño estructural, tomando en cuenta que las cargas actuantes, se comportan de forma similar a como se presentan las cargas de agua en un reservorio. Por lo tanto, para el diseño estructural se aplicará el método de Portland Cement Association (PCA), el cual consiste en la determinación de momentos y fuerzas cortantes, como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la teoría de Plates and Shells de Timoshenko, en donde se consideran paredes empotradas entre si. De acuerdo a las condiciones de borde que se fijen, ecisten tres condiciones de selección que son: Tapa Articulada y fondo articulado Tapa Libre y fondo articulado Tapa libre y fondo empotrado 139 DISEÑO DEL FLOCULADOR Tabla 50: Datos Iniciales Base (b ) 3.6 m Altura H 1.2 m Borde libre bl 0.2 m Altura agua (h) ϒ H20 1 m 1000 kg/m3 f'c 240 kg/cm2 B/H cal B/h seleccionado 3 3 ϒ x h^3 = 1000 kg Tabla 51: Determinación de coeficientes Coeficiente (k) para el cálculo de momentos en reservorios cuadrados -tapa libre y fondo empotrado y=0 b/h 3 x/h Mx y=b/4 My Mx y=b/2 My Mx My 0 0 0.025 0 0.014 0 -0.082 1/4 0.01 0.019 0.007 0.013 -0.014 -0.071 1/2 0.005 0.01 0.008 0.01 -0.011 -0.055 3/4 -0.033 -0.004 -0.018 0 -0.006 -0.028 1 -0.126 -0.025 -0.092 -0.018 0 0 Tabla 52: Determinación de momentos Momentos (kg-m) por empuje de agua y=0 b/h 3 x/h Mx y=b/4 My Mx y=b/2 My Mx My 0 0.00 25.00 0.00 14.00 0.00 -82.00 1/4 10.00 19.00 7.00 13.00 -14.00 -71.00 1/2 5.00 10.00 8.00 10.00 -11.00 -55.00 3/4 -33.00 -4.00 -18.00 0.00 -6.00 -28.00 1 -126.00 -25.00 -92.00 -18.00 0.00 0.00 140 Ilustración 48: Armadura de refuerzo vista en corte 141 SEDIMENTADOR Tabla 53: Datos Generales de Sedimentador Base (b ) 3.6 m Altura H 1.2 m Borde libre bl 0.2 m Altura agua (h) ϒ H20 1 m 1000 kg/m3 f'c 240 kg/cm2 B/H cal B/h seleccionado 3 3 ϒ x h^3 = 1000 kg Tabla 54: Determinación de coeficientes Coeficiente (k) para el cálculo de momentos en reservorios cuadrados -tapa libre y fondo empotrado y=0 b/h 3 x/h Mx y=b/4 My Mx y=b/2 My Mx My 0 0 0.025 0 0.014 0 -0.082 1/4 0.01 0.019 0.007 0.013 -0.014 -0.071 1/2 0.005 0.01 0.008 0.01 -0.011 -0.055 3/4 -0.033 -0.004 -0.018 0 -0.006 -0.028 1 -0.126 -0.025 -0.092 -0.018 0 0 Tabla 55: Determinación de momentos Momentos (kg-m) por empuje de agua y=0 b/h 3 x/h Mx y=b/4 My Mx y=b/2 My Mx My 0 0.00 25.00 0.00 14.00 0.00 -82.00 1/4 10.00 19.00 7.00 13.00 -14.00 -71.00 1/2 5.00 10.00 8.00 10.00 -11.00 -55.00 3/4 -33.00 -4.00 -18.00 0.00 -6.00 -28.00 -126.00 -25.00 -92.00 -18.00 0.00 0.00 1 142 Ilustración 49: Armadura de refuerzo en Sedimentador 143 FILTRO Tabla 56: Datos iniciales de filtro Base (b ) 4.6 m Altura H 2.15 m Borde libre bl 0.2 m Altura agua (h) ϒ H20 1.95 m 1000 kg/m3 f'c 240 kg/cm2 B/H cal B/h seleccionado ϒ x h^3 = 2.140 2.5 7414.875 kg Tabla 57: Determinación de coeficientes y=0 b/h 2.5 x/h Mx y=b/4 My Mx y=b/2 My Mx My 0 0 0.027 0 0.013 0 -0.074 1/4 0.012 0.022 0.007 0.013 -0.013 -0.066 1/2 0.011 0.014 0.008 0.01 -0.011 -0.053 3/4 -0.021 -0.001 -0.01 0.001 -0.005 -0.027 1 -0.108 -0.022 -0.077 -0.015 0 0 Tabla 58: Determinación de momentos y=0 b/h 2.5 x/h Mx y=b/4 My Mx y=b/2 My Mx My 0 0.00 200.20 0.00 96.39 0.00 -548.70 1/4 88.98 163.13 51.90 96.39 -96.39 -489.38 1/2 81.56 103.81 59.32 74.15 -81.56 -392.99 3/4 -155.71 -7.41 -74.15 7.41 -37.07 -200.20 1 -800.81 -163.13 -570.95 -111.22 0.00 0.00 144 Ilustración 50: Armadura de refuerzo en filtro 145 5.6 ESTUDIOS DEFINITIVOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE Las redes de distribución se dividen en principales y secundarias: La red principal se utiliza para la distribución de agua en una zona o población, y la red secundaria se utiliza para el abastecimiento interno de viviendas, edificios u otras obras de consumo de agua. En esta sección nos dedicaremos al cálculo hidráulico de las redes principales de distribución. Las condiciones hidráulicas y geométricas dependen de la topografía del territorio, de la planificación de la ciudad, localización de las calles, localización de pequeños y grandes consumidores (escuelas, fábricas, etc.), condición social de la población, etc. La demanda de agua depende del clima, población y tipo de industrias de la zona. Actualmente el consumo doméstico por persona por día es de 250 a 300 l, sin embargo, las normativas locales vigentes recomiendan que para el dimensionamiento del sistema se asigne una dotación máxima de 100 litros habitantes día para poblaciones rurales, y un máximo de 250 litros habitantes día para sectores urbanos. Para la determinación de la demanda se debe recurrir a la bibliografía especializada y normas de diseño. La expresión matemática empleada para la determinación de las pérdidas de carga para el presente proyecto es la determinada por Hazen William de acuerdo al siguiente detalle: 1.852 𝑄[𝑚3 /𝑠] ℎ𝑓 = 10.67 ∗ ( ) 𝐶 𝐿[𝑚] 4.87 𝐷[𝑚] Donde: 146 Q= Caudal en metros cúbicos por segundo L= Longitud del conducto en metros D= Diámetro del conducto en metros C=Coeficiente de Hazen Williams de acuerdo a la siguiente Tabla Material Hierro Fundido sin recubrimiento interno Acero sin recubrimiento interno PVC, PEAD Acero Galvanizado Concreto (Superficie Rugosa) Concreto Centrifugado Coeficiente de Fricción de Hazen-Williams 130 120 150 120 120 130 Resultados de Modelamiento Hidráulico A continuación, se muestran los resultados del modelamiento hidráulico realizado en software, el cual se presenta separado respectivamente en nodos y redes, donde se reflejan los resultados de presiones, caudales, elevaciones en el caso de nodos y velocidades, caudales, factores de fricción etc., en el caso de las redes. Tabla 59: Resultados hidráulicos en nodos de red Nodo ID J-1 J-2 J-3 J-4 J-5 J-6 J-7 J-8 J-9 J-10 J-11 J-12 J-13 J-14 J-15 J-16 J-17 Elevación (msnm) 301.52 301.5 300.88 295 295.45 301.19 298.5 297.51 299 298.48 298.49 298.69 295.24 295.63 307.77 301.7 306.86 Demanda (lt/s) 0.0552 0.0605 0.0311 0.0356 0.0357 0.0319 0.0894 0.0374 0.0839 0.1448 0.4317 0.1386 0.0367 0.0371 0.0362 0.0778 0.03 Presión (mca) 12.68 12.7 13.34 13.86 13.19 13 15.43 11.91 10.63 11.61 11.96 11.14 13.89 13.65 31.6 36.75 7.82 Comentario Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada 147 Nodo ID J-18 J-19 J-20 J-21 J-22 J-23 J-24 J-25 J-26 J-27 J-28 J-29 J-30 J-31 J-32 J-34 J-35 J-36 J-37 J-38 J-39 J-40 J-41 J-42 J-43 J-44 J-45 J-46 J-47 J-48 J-49 J-50 J-51 J-52 J-53 J-54 J-55 J-56 J-57 J-58 J-59 J-60 J-61 J-62 J-63 J-64 J-65 J-66 J-67 J-68 J-69 Elevación (msnm) 299.46 300.37 302 301.97 301.63 304.02 307.6 300.43 299.49 301.48 300.71 306.12 309.04 295.25 284.67 298.57 298.59 298.61 292.32 292.5 298.03 298.04 296.3 296.77 297.38 310.46 310.5 309.16 309.28 288.31 288.17 303.79 303.63 295.68 295.32 295.51 295.14 303.7 297.43 297.23 300 285.97 292.49 288.78 288.92 295.28 295.5 295.5 288.72 293.16 288.58 Demanda (lt/s) 0.289 0.0552 0.1256 0.2957 0.343 0.1909 0.3411 0.3498 0.7332 0.6317 0.3666 0.3049 0.3329 0.0277 0.1029 0.0066 0.0096 0.012 0.1668 0.1501 0.0206 0.0636 0.0197 0.0093 0.0183 0.0369 0.1595 0.0351 0.0303 0.04 0.0715 0 0.0141 0.0565 0.0259 0.0577 0.0275 0.0435 0.0258 0.0121 0.0471 0.0368 0.0352 0.0628 0.0333 0.0234 0.082 0.0333 0.029 0.0324 0.0655 Presión (mca) 13.96 36.91 34.89 10.64 32.94 24.93 22.9 31.91 11.42 9.94 32.51 28.91 22.7 22.65 32.46 10.58 10.57 10.55 14.36 14.17 12.04 12.03 12.85 12.38 11.77 12.97 12.93 14.37 14.23 13.35 13.49 11.41 11.57 12.53 12.89 12.72 13.1 11.5 12.52 12.72 14.1 28.09 21.68 12.87 12.73 13.14 12.92 13.65 20.73 16.3 13.07 Comentario Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada 148 Nodo ID J-70 J-71 J-72 J-73 J-74 J-75 J-76 J-77 J-78 J-79 J-80 J-81 J-82 J-83 J-84 J-85 J-86 J-87 J-88 J-89 J-90 J-91 J-92 J-93 J-94 J-95 J-96 J-97 J-98 J-99 J-100 J-101 J-102 J-103 J-104 J-105 J-106 J-107 J-108 J-109 J-110 J-111 J-112 J-113 J-114 J-115 J-116 J-117 J-118 J-119 J-120 Elevación (msnm) 288.74 288.6 288.57 302.91 309.57 309.6 309.22 309.22 300.5 288.5 304 298.12 297.25 296.2 296.05 288.5 309.28 309.64 295.93 296.96 294.53 296.83 297.03 297.69 296.01 296.8 297.04 294.69 295 309.23 288.53 297.26 298 294.64 291.77 295.41 303.41 303.13 296.34 309.61 310.33 310.33 298.55 295.96 298.11 298.15 298.01 294.34 288.96 288 292.96 Demanda (lt/s) 0.0338 0.0471 0.0203 0.0845 0.0559 0.048 0.0827 0.0807 0.0559 0.0852 0.0407 0.0245 0.0234 0.0931 0.0507 0.1158 0.1214 0.0584 0.0337 0.036 0.0306 0.0327 0.0303 0.0362 0.0322 0.0357 0.0243 0.0301 0 0.0609 0.0198 0.0364 0.0313 0.1557 0.1645 0.0517 0.0417 0.1224 0.0272 0.1117 0.0871 0.1324 0.0538 0.0352 0.0366 0.0367 0.0367 0.0272 0.1191 0.1226 0.0488 Presión (mca) 12.91 13.06 13.11 11.28 13.89 13.87 14.24 14.24 13.57 13.14 11.18 11.03 11.9 12.01 12.16 13.14 14.27 13.83 13.69 12.66 14.96 12.66 12.86 12.21 13.76 12.98 12.88 13.53 13.21 14.24 13.15 11.95 11.18 13.6 16.49 12.8 11.81 12.1 13.09 13.86 13.13 13.13 10.7 13.5 11.51 11.65 11.96 13.87 12.69 13.64 15.27 Comentario Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada 149 Nodo ID J-121 J-122 J-123 J-124 J-125 J-126 J-127 J-128 J-129 J-130 J-131 J-132 J-133 J-134 J-135 J-136 J-137 J-138 J-140 J-141 J-142 J-143 J-144 J-145 J-146 J-147 J-148 J-149 J-150 J-151 J-152 J-153 J-154 J-155 J-156 J-157 J-158 J-159 J-160 J-161 J-162 J-163 J-164 J-165 J-166 J-167 J-168 J-169 J-170 J-171 J-172 Elevación (msnm) 295.5 295.5 298.62 289.8 297.09 308.5 298.98 299 303.02 302.96 301.97 302.56 303.5 302.29 308.97 293.48 295.11 288.5 288.43 288.22 293.82 303.5 304.49 303.05 310.27 310 296 288.3 303.5 303.3 310.5 288.73 297.5 298.46 306.6 309.13 288.5 289.36 299.48 299.5 307.03 307.93 303.69 303.98 302.08 305.5 303.51 289.86 288.85 288.43 288 Demanda (lt/s) 0.0344 0.0454 0.1067 0.0553 0.0123 0.0676 0.1231 0.0875 0.1496 0 0.1615 0.0684 0.0346 0 0.0481 0.0226 0.0255 0.1199 0.1131 0.1164 0.0692 0.0322 0.1606 0.3182 0.055 0.2709 0.0509 0.0908 0.0196 0 0.0571 0 0.2515 0.0598 0.05 0.1917 0.1085 0.0291 0.6406 0.0791 0.5083 0 0.087 0.0543 0.0434 0.7421 0.2076 0.1065 0.1663 0.1008 0.1188 Presión (mca) 13.83 13.65 10.57 19.62 12.83 15.03 10.17 10.17 12.45 12.51 12.21 11.63 11.73 11.14 14.49 14.94 13.31 13.14 14.46 14.67 15.32 11.81 18.94 20.42 13.19 13.43 12.24 13.34 11.8 12 12.93 12.91 12.04 11.08 17.1 14.57 13.26 12.4 10.19 10.16 17.14 16.25 11.54 11.25 12.15 9.15 11.1 11.76 12.77 14.45 15.61 Comentario Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada 150 Nodo ID J-173 J-174 J-175 J-176 J-177 J-178 J-179 J-180 J-181 J-182 J-183 J-184 J-185 J-186 J-187 J-188 J-189 J-190 J-191 J-192 J-193 J-194 J-195 J-196 J-197 J-198 J-199 J-200 J-201 J-202 J-203 J-204 J-205 J-206 J-207 J-208 J-209 J-210 J-211 J-212 J-213 J-214 J-215 J-216 J-217 J-225 J-226 J-227 J-228 J-229 J-230 Elevación (msnm) 299.25 297.5 297.5 288.43 293.5 297.8 288.59 289.19 288.5 291.18 292.5 289.91 288.5 288.85 296 309 305.71 310.34 288.03 301.31 299.66 295.5 301.28 303.01 289.02 288.68 288.4 293.5 293.96 307.06 306.9 295.34 295.5 297.44 297.5 297.5 299.07 297.04 298 301.5 294.5 310.32 296 307.17 309.11 301.75 298.7 298.46 298.48 299.38 299.15 Demanda (lt/s) 0.2595 0.3486 0.589 0.1445 0.126 0.7128 0.135 0.1232 0.1946 0.4512 0 0.054 0.1608 0.0758 0.1001 0.0684 0.2263 0.106 0.1218 0.6577 0.6655 0.4096 1.0883 0.4922 0.1605 0.1289 0.1282 0.1373 0.1579 0.5314 0.6295 0.1477 0.1283 0.3072 0.3071 0.2328 0.1885 0.307 0.3374 0.2073 0.12 0.3524 0.5878 0.3347 0.3259 0 0 0 0 0 0 Presión (mca) 10.16 11.99 11.61 15.75 14.31 11.37 16.29 16.51 13.74 18.52 17.21 11.71 13.74 12.78 12.21 14.59 17.69 13.2 15.58 9.55 10.32 13.21 8.86 11.31 16.67 16.2 15.78 14.31 22.4 19.13 20.71 21.15 21.28 14.42 14.94 11.55 17.04 13.53 15.13 14.29 20.68 14.4 18.01 19.46 19.68 37.91 40.82 38.36 38.19 38.15 38.24 Comentario Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada 151 Nodo ID J-231 J-232 J-233 J-234 J-235 J-236 J-237 J-238 J-239 J-240 J-241 J-242 J-243 J-244 J-245 J-246 J-247 J-248 J-249 J-250 Elevación (msnm) 301.41 301.45 302.45 301.86 299 298.36 300.85 296.9 299.4 298.45 298.45 300.55 299.75 298.84 299.34 302.3 302 302.49 306.98 295.21 Demanda (lt/s) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.5 Presión (mca) 36.83 36.65 36.08 36.53 37.53 38.03 37.11 42.33 39.69 38.65 38.51 37.26 37.92 38.4 40.03 36.37 36.95 36.32 32.85 40.38 Comentario Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Presión residual adecuada Tabla 60: Resultados hidráulicos en tuberías de red Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 103.2 (Polyline)-167 103.2 (Polyline)-155 103.2 (Polyline)-76 103.2 (Polyline)-75 103.2 (Polyline)-254 103.2 (Polyline)-73 103.2 (Polyline)-261 103.2 (Polyline)-74 P-2 P-5 103.2 (Polyline)-24 103.2 (Polyline)-20 103.2 (Polyline)-15 103.2 (Polyline)-10 103.2 (Polyline)-8 103.2 (Polyline)-22 103.2 (Polyline)-11 103.2 (Polyline)-3 103.2 (Polyline)-18 103.2 (Polyline)-13 103.2 (Polyline)-17 103.2 (Polyline)-21 103.2 (Polyline)-2 103.2 (Polyline)-19 103.2 (Polyline)-14 103.2 (Polyline)-7 96 117 148 248 431 464 635 520 79 49 99 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 J-7 J-3 J-18 J-21 J-26 J-11 J-31 J-27 J-17 T-2 J-225 J-227 J-229 J-231 J-233 J-235 J-232 J-238 J-240 J-242 J-244 J-228 J-245 J-241 J-243 J-246 J-3 J-17 J-7 J-18 J-27 J-26 J-32 J-21 R-1 J-31 J-226 J-228 J-230 J-232 J-234 J-236 J-237 J-239 J-241 J-243 J-240 J-235 J-238 J-227 J-229 J-233 Diametro interno (mm) 150.2 150.2 150.2 150.2 150.2 150.2 150.2 150.2 150.2 150.2 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 -12.5077 -14.144 -13.3431 -13.054 -7.5027 -6.7695 7.4829 -10.7031 -14.174 7.5106 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 0.71 0.8 0.75 0.74 0.42 0.38 0.42 0.6 0.8 0.42 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 152 Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 103.2 (Polyline)-5 103.2 (Polyline)-6 103.2 (Polyline)-9 103.2 (Polyline)-12 103.2 (Polyline)-16 103.2 (Polyline)-1 103.2 (Polyline)-4 103.2 (Polyline)-25 103.2 (Polyline)-23 P-20 103.2 (Polyline)-157 103.2 (Polyline)-156 103.2 (Polyline)-190 103.2 (Polyline)-53 103.2 (Polyline)-43 103.2 (Polyline)-46 103.2 (Polyline)-44 103.2 (Polyline)-41 103.2 (Polyline)-40 103.2 (Polyline)-258 84.2 (Polyline)-243 84.2 (Polyline)-224 84.2 (Polyline)-100 84.2 (Polyline)-71 84.2 (Polyline)-72 84.2 (Polyline)-207 84.2 (Polyline)-95 84.2 (Polyline)-70 84.2 (Polyline)-96 84.2 (Polyline)-69 84.2 (Polyline)-99 84.2 (Polyline)-97 84.2 (Polyline)-98 84.2 (Polyline)-68 P-3 P-28 P-29 P-30 P-31 P-34 P-35 103.2 (Polyline)-263 103.2 (Polyline)-259 103.2 (Polyline)-153 103.2 (Polyline)-150 103.2 (Polyline)-151 103.2 (Polyline)-152 103.2 (Polyline)-181 103.2 (Polyline)-180 103.2 (Polyline)-182 58.8 (Polyline)-80 58.8 (Polyline)-244 58.8 (Polyline)-77 58.8 (Polyline)-78 100 100 100 100 100 100 100 112 561 71 64 64 91 91 110 110 110 111 112 112 8 16 261 281 320 396 400 400 400 406 421 430 440 473 70 100 10 105 9 53 39 233 225 355 400 400 400 439 458 468 4 6 21 24 J-247 J-248 J-234 J-237 J-230 J-226 J-239 J-249 J-236 J-249 J-1 J-2 J-4 J-1 J-8 J-10 J-9 J-13 J-4 J-15 J-177 J-137 J-201 J-204 J-205 J-200 J-206 J-209 J-207 J-212 J-213 J-211 J-215 J-129 J-15 J-12 H-4 J-14 H-5 J-64 H-7 J-16 J-16 J-22 J-23 J-24 J-25 J-28 J-30 J-29 J-34 J-37 J-41 J-42 J-248 J-246 J-231 J-242 J-244 J-245 J-247 J-225 J-250 T-1 J-2 J-3 J-5 J-6 J-9 J-11 J-12 J-14 J-13 J-16 J-200 J-64 J-32 J-205 J-32 J-64 J-207 J-204 J-211 J-209 J-201 J-215 J-213 J-212 T-1 H-4 J-10 H-5 J-8 H-7 J-5 J-19 J-20 J-20 J-24 J-25 J-22 J-29 J-28 J-19 J-35 J-38 J-42 J-43 Diametro interno (mm) 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 144.6 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 103.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 -7.5 -0.7633 -1.5617 4.1037 0.2092 -3.5158 -4.9165 -3.5494 -2.8993 -4.1393 7.891 -0.4329 -0.7652 -4.6266 -2.6251 -2.7534 -3.1974 -3.1164 -2.4774 -3.4235 -2.2889 -4.4687 -3.7609 -4.3487 -2.0816 -7.9272 -4.0243 -4.0243 -2.9473 -2.9473 -4.068 -4.068 3.564 4.2492 -4.1236 -3.0897 -3.4308 -3.7806 -3.2039 -2.8373 -3.5088 -0.0592 0.0583 -0.2496 0.0136 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.09 0.19 0.49 0.03 0.42 0.59 0.42 0.35 0.49 0.94 0.05 0.09 0.55 0.31 0.33 0.38 0.37 0.3 0.41 0.27 0.53 0.45 0.52 0.25 0.95 0.48 0.48 0.35 0.35 0.49 0.49 0.64 0.76 0.74 0.55 0.62 0.68 0.58 0.51 0.63 0.01 0.01 0.04 0 153 Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 58.8 (Polyline)-187 58.8 (Polyline)-186 58.8 (Polyline)-183 58.8 (Polyline)-81 70.2 (Polyline)-194 70.2 (Polyline)-257 70.2 (Polyline)-58 84.2 (Polyline)-245 84.2 (Polyline)-246 84.2 (Polyline)-66 84.2 (Polyline)-248 84.2 (Polyline)-247 84.2 (Polyline)-92 84.2 (Polyline)-64 84.2 (Polyline)-67 84.2 (Polyline)-202 84.2 (Polyline)-206 84.2 (Polyline)-149 84.2 (Polyline)-90 84.2 (Polyline)-94 84.2 (Polyline)-93 84.2 (Polyline)-205 84.2 (Polyline)-204 84.2 (Polyline)-203 P-32 P-33 P-40 P-41 P-42 P-43 58.8 (Polyline)-82 58.8 (Polyline)-226 58.8 (Polyline)-225 58.8 (Polyline)-227 58.8 (Polyline)-228 70.2 (Polyline)-253 70.2 (Polyline)-250 70.2 (Polyline)-249 70.2 (Polyline)-252 70.2 (Polyline)-251 70.2 (Polyline)-86 70.2 (Polyline)-87 70.2 (Polyline)-85 70.2 (Polyline)-198 70.2 (Polyline)-84 70.2 (Polyline)-1 70.2 (Polyline)-134 70.2 (Polyline)-139 70.2 (Polyline)-196 70.2 (Polyline)-173 70.2 (Polyline)-195 70.2 (Polyline)-201 70.2 (Polyline)-193 70.2 (Polyline)-255 56 71 73 79 472 472 579 5 5 6 6 7 25 77 103 401 402 400 400 400 400 403 402 403 80 10 392 8 3 67 394 400 408 466 651 7 8 8 9 10 25 64 66 97 102 122 142 248 263 346 280 342 400 405 J-66 J-13 J-122 J-35 J-27 J-195 J-167 J-180 J-198 J-150 J-172 J-176 J-174 J-80 J-143 J-191 J-37 J-203 J-194 J-210 J-154 J-197 J-198 J-199 J-43 H-6 J-208 H-10 J-133 H-11 J-127 J-178 J-175 J-160 J-182 J-184 J-181 J-140 J-170 J-72 J-97 J-117 J-105 J-100 J-187 J-86 J-188 J-147 J-186 J-86 J-184 J-140 J-21 J-193 J-41 J-66 J-13 J-127 J-195 J-160 J-80 J-197 J-179 J-143 J-191 J-199 J-154 J-133 J-129 J-199 J-200 J-23 J-208 J-206 J-210 J-37 J-197 J-198 H-6 J-34 H-10 J-174 H-11 J-150 J-175 J-160 J-178 J-182 J-183 J-169 J-185 J-171 J-186 J-100 J-117 J-120 J-97 J-158 J-105 J-188 J-46 J-189 J-118 J-190 J-186 J-191 J-192 J-182 Diametro interno (mm) 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 84.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 -0.2299 -0.6236 0.6531 0.3834 2.5688 1.4805 -1.4419 -0.0452 0.061 -1.4591 -0.2924 -0.0685 -2.1909 -1.2119 -1.932 -1.8098 -2.6272 -2.8988 -1.35 -2.8092 -2.5022 -2.4021 -2.1964 -2.0065 -0.0281 -0.0281 -1.5828 -1.5828 -1.4395 -1.4395 0.2603 -1.0415 -0.3287 -0.2808 0 0.0447 -0.0491 -0.0284 -0.07 -0.1387 -0.2513 -0.4353 -0.2212 -0.847 -0.1001 -0.5928 0.5885 0.2263 -0.2445 0.106 -0.0987 -1.3957 2.0552 0.732 0.04 0.11 0.12 0.07 0.46 0.27 0.26 0.01 0.01 0.26 0.05 0.01 0.39 0.22 0.35 0.33 0.47 0.52 0.24 0.5 0.45 0.43 0.39 0.36 0.01 0.01 0.28 0.28 0.26 0.26 0.07 0.27 0.08 0.07 0 0.01 0.01 0.01 0.02 0.04 0.06 0.11 0.06 0.22 0.03 0.15 0.15 0.06 0.06 0.03 0.03 0.36 0.53 0.19 154 Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 70.2 (Polyline)-200 70.2 (Polyline)-256 70.2 (Polyline)-146 70.2 (Polyline)-199 70.2 (Polyline)-89 70.2 (Polyline)-144 84.2 (Polyline)-175 84.2 (Polyline)-148 84.2 (Polyline)-176 84.2 (Polyline)-178 84.2 (Polyline)-179 84.2 (Polyline)-177 84.2 (Polyline)-147 P-22 P-23 P-36 P-37 P-38 P-39 58.8 (Polyline)-24 58.8 (Polyline)-39 58.8 (Polyline)-137 58.8 (Polyline)-132 58.8 (Polyline)-119 58.8 (Polyline)-56 58.8 (Polyline)-109 58.8 (Polyline)-104 58.8 (Polyline)-55 58.8 (Polyline)-31 58.8 (Polyline)-159 58.8 (Polyline)-158 58.8 (Polyline)-113 58.8 (Polyline)-221 58.8 (Polyline)-49 58.8 (Polyline)-232 58.8 (Polyline)-210 58.8 (Polyline)-154 58.8 (Polyline)-121 58.8 (Polyline)-129 58.8 (Polyline)-160 58.8 (Polyline)-168 58.8 (Polyline)-233 58.8 (Polyline)-111 58.8 (Polyline)-54 58.8 (Polyline)-188 58.8 (Polyline)-189 58.8 (Polyline)-107 58.8 (Polyline)-116 58.8 (Polyline)-114 58.8 (Polyline)-169 58.8 (Polyline)-234 58.8 (Polyline)-122 58.8 (Polyline)-11 58.8 (Polyline)-14 403 410 412 430 440 1,029 62 270 422 445 467 537 629 11 126 145 10 87 8 5 13 26 29 30 35 38 38 44 49 49 53 53 54 57 59 59 60 60 60 60 60 62 62 62 62 62 66 68 68 69 70 70 70 70 J-185 J-192 J-145 J-158 J-104 J-196 J-157 J-202 J-157 J-216 J-217 J-214 J-162 J-147 H-1 J-118 H-8 J-120 H-9 J-36 J-39 J-44 J-46 J-48 J-50 J-52 J-54 J-51 J-57 J-59 J-61 J-62 J-64 J-67 J-69 J-71 J-6 J-74 J-76 J-78 J-78 J-69 J-63 J-80 J-81 J-82 J-83 J-62 J-63 J-47 J-70 J-75 J-88 J-90 J-140 J-193 J-162 J-185 J-194 J-167 J-188 J-203 J-214 J-217 J-30 J-216 J-202 H-1 J-145 H-8 J-100 H-9 J-104 J-35 J-40 J-45 J-47 J-49 J-51 J-53 J-55 J-56 J-58 J-60 J-1 J-63 J-65 J-68 J-70 J-72 J-73 J-75 J-77 J-59 J-7 J-79 J-70 J-51 J-34 J-43 J-84 J-85 J-71 J-86 J-72 J-87 J-89 J-91 Diametro interno (mm) 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 70.2 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 -1.1946 1.3975 -1.2295 -0.9846 -0.9404 -0.4922 1.2497 -2.2693 -1.4914 -2.1785 -2.5044 -1.8438 -1.7379 -0.5811 -0.5811 -0.4102 -0.4102 -0.4643 -0.4643 0.4522 0.0636 -0.0369 0.4858 -0.04 0 -0.0565 -0.0577 0.0435 0.0121 0.0368 -0.0352 -0.1786 0.082 -0.029 -0.1507 -0.3585 0.0158 -0.0847 -0.102 -0.3798 0.9247 0.0852 -0.0586 -0.2707 -0.0245 -0.0234 -0.0931 0.1158 -0.1533 -0.3654 -0.363 -0.1043 0.0344 0.1964 0.31 0.36 0.32 0.25 0.24 0.13 0.32 0.59 0.39 0.56 0.65 0.48 0.45 0.15 0.15 0.11 0.11 0.12 0.12 0.17 0.02 0.01 0.18 0.01 0 0.02 0.02 0.02 0 0.01 0.01 0.07 0.03 0.01 0.06 0.13 0.01 0.03 0.04 0.14 0.34 0.03 0.02 0.1 0.01 0.01 0.03 0.04 0.06 0.13 0.13 0.04 0.01 0.07 155 Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 58.8 (Polyline)-5 58.8 (Polyline)-8 58.8 (Polyline)-2 58.8 (Polyline)-239 58.8 (Polyline)-130 58.8 (Polyline)-235 58.8 (Polyline)-22 58.8 (Polyline)-102 58.8 (Polyline)-108 58.8 (Polyline)-230 58.8 (Polyline)-18 58.8 (Polyline)-123 58.8 (Polyline)-135 58.8 (Polyline)-131 58.8 (Polyline)-222 58.8 (Polyline)-15 58.8 (Polyline)-12 58.8 (Polyline)-9 58.8 (Polyline)-6 58.8 (Polyline)-21 58.8 (Polyline)-3 58.8 (Polyline)-110 58.8 (Polyline)-117 58.8 (Polyline)-105 58.8 (Polyline)-19 58.8 (Polyline)-4 58.8 (Polyline)-7 58.8 (Polyline)-10 58.8 (Polyline)-13 58.8 (Polyline)-16 58.8 (Polyline)-223 58.8 (Polyline)-57 58.8 (Polyline)-20 58.8 (Polyline)-25 58.8 (Polyline)-52 58.8 (Polyline)-172 58.8 (Polyline)-23 58.8 (Polyline)-50 58.8 (Polyline)-83 58.8 (Polyline)-262 58.8 (Polyline)-240 58.8 (Polyline)-163 58.8 (Polyline)-164 58.8 (Polyline)-59 58.8 (Polyline)-106 58.8 (Polyline)-26 58.8 (Polyline)-127 58.8 (Polyline)-125 58.8 (Polyline)-128 58.8 (Polyline)-103 58.8 (Polyline)-185 58.8 (Polyline)-142 58.8 (Polyline)-170 58.8 (Polyline)-34 70 70 70 70 70 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 71 73 73 73 73 73 73 73 73 73 75 75 76 79 81 81 85 88 89 89 90 91 92 92 92 92 94 96 96 98 102 J-92 J-94 J-96 J-97 J-77 J-100 J-101 J-103 J-84 J-106 J-68 J-87 J-110 J-99 J-8 J-91 J-89 J-95 J-93 J-14 J-57 J-53 J-118 J-55 J-108 J-39 J-116 J-115 J-114 J-113 J-112 J-51 J-121 J-124 J-96 J-126 J-102 J-68 J-36 J-123 J-129 J-6 J-73 J-133 J-84 J-108 J-77 J-99 J-76 J-55 J-42 J-18 J-76 J-121 J-93 J-95 J-57 J-98 J-99 J-49 J-102 J-104 J-105 J-107 J-108 J-109 J-111 J-47 J-112 J-113 J-114 J-115 J-116 J-101 J-39 J-117 J-119 J-120 J-121 J-11 J-10 J-12 J-9 J-8 J-123 J-106 J-14 J-108 J-125 J-46 J-36 J-90 J-128 J-128 J-130 J-131 J-132 J-106 J-53 J-91 J-75 J-87 J-74 J-103 J-102 J-134 J-135 J-113 Diametro interno (mm) 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 -0.279 -0.1473 -0.361 0 -0.2111 0.2783 0.4102 -0.3116 -0.0694 -0.2313 0.3317 -0.1269 -0.0208 -0.429 0.9356 0.3677 0.0569 -0.2775 -0.5503 0.5437 -0.7719 -0.1568 0.0466 0.0198 0.6893 -1.4213 -0.7474 -0.3362 0.0503 0.4046 0.552 -0.3283 0.5327 -0.0553 0.0123 -0.0676 0.2781 -0.3931 -0.1861 0.2736 0 0.1615 0.0684 0.193 -0.0744 -0.4401 0.0284 0.1571 -0.0288 -0.105 -0.2725 0.0001 0.0481 -0.6456 0.1 0.05 0.13 0 0.08 0.1 0.15 0.11 0.03 0.09 0.12 0.05 0.01 0.16 0.34 0.14 0.02 0.1 0.2 0.2 0.28 0.06 0.02 0.01 0.25 0.52 0.28 0.12 0.02 0.15 0.2 0.12 0.2 0.02 0 0.02 0.1 0.14 0.07 0.1 0 0.06 0.03 0.07 0.03 0.16 0.01 0.06 0.01 0.04 0.1 0 0.02 0.24 156 Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 58.8 (Polyline)-47 58.8 (Polyline)-191 58.8 (Polyline)-112 58.8 (Polyline)-27 58.8 (Polyline)-51 58.8 (Polyline)-29 58.8 (Polyline)-35 58.8 (Polyline)-17 58.8 (Polyline)-242 58.8 (Polyline)-30 58.8 (Polyline)-241 58.8 (Polyline)-36 58.8 (Polyline)-38 58.8 (Polyline)-37 58.8 (Polyline)-28 58.8 (Polyline)-184 58.8 (Polyline)-231 58.8 (Polyline)-32 58.8 (Polyline)-165 58.8 (Polyline)-48 58.8 (Polyline)-61 58.8 (Polyline)-140 58.8 (Polyline)-171 58.8 (Polyline)-138 58.8 (Polyline)-136 58.8 (Polyline)-101 58.8 (Polyline)-126 58.8 (Polyline)-124 58.8 (Polyline)-162 58.8 (Polyline)-118 58.8 (Polyline)-63 58.8 (Polyline)-145 58.8 (Polyline)-115 58.8 (Polyline)-237 58.8 (Polyline)-174 58.8 (Polyline)-120 58.8 (Polyline)-236 58.8 (Polyline)-229 58.8 (Polyline)-192 58.8 (Polyline)-62 58.8 (Polyline)-60 58.8 (Polyline)-161 58.8 (Polyline)-143 58.8 (Polyline)-208 58.8 (Polyline)-213 58.8 (Polyline)-209 58.8 (Polyline)-238 58.8 (Polyline)-214 58.8 (Polyline)-218 58.8 (Polyline)-216 58.8 (Polyline)-215 58.8 (Polyline)-217 58.8 (Polyline)-212 58.8 (Polyline)-219 103 105 108 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 110 112 112 113 113 115 116 127 129 132 134 137 137 137 140 144 150 154 157 161 168 169 173 195 203 217 219 220 243 278 340 357 384 401 400 402 403 405 405 407 J-102 J-136 J-70 J-91 J-90 J-95 J-113 J-96 J-94 J-93 J-88 J-114 J-116 J-115 J-89 J-66 J-140 J-142 J-2 J-101 J-143 J-144 J-110 J-45 J-144 J-148 J-87 J-109 J-59 J-119 J-150 J-147 J-153 J-154 J-156 J-49 J-158 J-160 J-162 J-107 J-106 J-3 J-167 J-169 J-171 J-170 J-173 J-172 J-38 J-179 J-176 J-180 J-181 J-177 J-123 J-137 J-138 J-89 J-88 J-93 J-114 J-92 J-92 J-57 J-94 J-115 J-39 J-116 J-95 J-101 J-141 J-122 J-73 J-112 J-107 J-145 J-146 J-147 J-45 J-103 J-110 J-111 J-1 J-149 J-151 J-152 J-85 J-155 J-157 J-119 J-159 J-161 J-163 J-164 J-165 J-166 J-168 J-170 J-172 J-71 J-174 J-176 J-177 J-180 J-179 J-38 J-171 J-137 Diametro interno (mm) 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 -0.1716 -0.0226 0.1199 -0.6441 -0.6201 -0.6081 -0.7177 0.3244 -0.5731 -0.373 -0.6882 -0.7477 -0.5652 -0.7256 -0.7026 -0.427 0.1164 -0.0692 0.1371 -0.3299 0.4407 -0.3302 0.055 -0.0268 0.1696 -0.0509 0.1213 0.1532 -0.4637 0.0908 0 0.0571 0 0.0598 -0.05 0.1668 0.0291 0.0791 0.0001 0.087 0.0543 0.0434 0.2076 -0.0618 -0.8777 -0.1581 -0.2595 -0.7042 -1.024 -0.8542 -0.7802 -0.9322 -0.7485 -0.7171 0.06 0.01 0.04 0.24 0.23 0.22 0.26 0.12 0.21 0.14 0.25 0.28 0.21 0.27 0.26 0.16 0.04 0.03 0.05 0.12 0.16 0.12 0.02 0.01 0.06 0.02 0.04 0.06 0.17 0.03 0 0.02 0 0.02 0.02 0.06 0.01 0.03 0 0.03 0.02 0.02 0.08 0.02 0.32 0.06 0.1 0.26 0.38 0.31 0.29 0.34 0.28 0.26 157 Tubería ID Longitud (m) Nudo Inicio Nudo Fin 58.8 (Polyline)-211 58.8 (Polyline)-025 P-24 P-25 P-26 P-27 527 111 83 9 108 10 J-72 J-121 J-47 H-2 J-78 H-3 J-181 J-122 H-2 J-109 H-3 J-2 Diametro interno (mm) 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 58.8 Coeficiente (C) Caudal (lt/s) Velocidad (m/s) 150 150 150 150 150 150 -0.6031 0.7677 0.3919 0.3919 -0.6008 -0.6008 0.22 0.28 0.14 0.14 0.22 0.22 Seccionamiento Hidráulico de red Con respecto al equipamiento de red para labores futuras de operación y mantenimiento, se ha procedido con la ubicación de válvulas de seccionamiento, las cuales podrán ser manipuladas para cierres parciales en mallados de red, evitando de esta manera la interrupción total del servicio en caso de requerirse intervención en la red. Ilustración 51: Seccionamiento en red de distribución Las válvulas se colocan en los planos de diseño con sus respectivas identificaciones, de modo que se puedan operar por sectores de acuerdo al siguiente detalle. 158 Tabla 61: Operación de válvulas en red Segment Segment - 1 Segment - 2 Segment - 2 Segment - 2 Segment - 2 Segment - 3 Segment - 4 Segment - 4 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 5 Segment - 6 Segment - 6 Segment - 6 Segment - 6 Segment - 7 Segment - 7 Segment - 8 Segment - 9 Segment - 9 Segment - 10 Segment - 10 Segment - 10 Segment - 11 Segment - 11 Segment - 11 Segment - 11 Segment - 11 Segment - 11 Segment - 12 Segment - 12 Segment - 13 Segment - 13 Segment - 13 Segment - 13 Segment - 14 Segment - 14 Segment - 14 Segment - 14 Label ISO-8 ISO-3 ISO-2 ISO-1 ISO-4 ISO-32 ISO-29 ISO-30 ISO-26 ISO-14 ISO-17 ISO-18 ISO-25 ISO-19 ISO-20 ISO-27 ISO-21 ISO-30 ISO-29 ISO-28 ISO-14 ISO-16 ISO-15 ISO-31 ISO-32 ISO-31 ISO-7 ISO-8 ISO-3 ISO-2 ISO-1 ISO-21 ISO-20 ISO-19 ISO-24 ISO-23 ISO-22 ISO-10 ISO-9 ISO-28 ISO-25 ISO-26 ISO-27 ISO-15 ISO-16 ISO-11 ISO-12 Element Type Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve 159 Segment Segment - 14 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 15 Segment - 16 Segment - 17 Segment - 17 Segment - 18 Segment - 18 Segment - 18 Segment - 19 Segment - 19 Label ISO-13 ISO-18 ISO-17 ISO-13 ISO-12 ISO-11 ISO-23 ISO-22 ISO-24 ISO-10 ISO-5 ISO-4 ISO-5 ISO-6 ISO-9 ISO-6 ISO-7 Element Type Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Isolation Valve Análisis de gradientes hidráulicas de conducciones principales En este apartado se realiza un análisis de las conducciones principales que conducen el caudal requerido hacia los distintos centros poblados, en las cuales se realizan verificaciones elementales de identificación de puntos bajos y elevados, en los cuales se propone equipar a la red con válvulas de purga y expulsión de aire respectivamente. INTERCONEXIÓN ENTRE TANQUE ELEVADOS 160 SALIDA HACIA ALMA LOJANA SALIDA HACIA TRES DE NOVIEMBRE SALIDA HACIA LA PAKINZA 161 SALIDA HACIA 25 DE DICIEMBRE SALIDA HACIA EL PROGRESO SALIDA HACIA FREDY SILVA 162 SALIDA HACIA 12 DE FEBRERO 163 5.7 ESTUDIOS DEFINITIVOS ELÉCTRICO 5.7.1 OBJETIVO Determinar y dimensionar un sistema eléctrico que satisfaga a cabalidad la demanda de energía eléctrica que tendrá a carga máxima la Planta de Tratamiento de Agua de la parroquia Tres de Noviembre. 5.7.2 ALCANCE El presente diseño estará enfocado en el cumplimiento de las normas de construcción establecidas en la Homologación de la Unidades de Propiedad del MEER y de Cnel EP Unidad, con el siguiente contenido: Determinación de la demanda de la planta de Agua Potable. Dimensionamiento y características de: transformador, red en medio voltaje, acometida en bajo voltaje, protecciones, etc. Dimensionamiento y características para el montaje de equipos. Determinación de las características del contador de energía adecuado. 5.7.3 ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO Actualmente la cabecera parroquial de Tres de Noviembre no cuenta con una planta de tratamiento de agua potable. En el sector donde se proyecta la construcción de la planta de agua pasa el alimentador monofásico Sacha 3, con conductor 1x2 de aluminio desnudo, soportado en una estructura pasante ubicada en el punto X:954343, Y:9981252 zona 17, en este punto también actualmente se deriva un vano flojo en medio voltaje que alimenta al transformador #2255 de 25kVA, el cual da servicio al centro poblado. La planta de tratamiento de agua consta de dos áreas, la primera consiste en la captación la cual está ubicada a la orilla de la quebrada del sector, mientas que la planta de tratamiento se encuentra a 600m aproximadamente. 164 Con la finalidad de dotar de energía eléctrica a la Planta de Agua en sus dos áreas, captación y estación de tratamiento, es necesario repotenciar la red eléctrica existente, para lo cual se proyecta extender la red en medio voltaje monofásica a las dos áreas y; red de bajo voltaje, acometidas, luminarias y transformador existentes serán reubicados a la nueva postería, todas las actividades serán enmarcadas en lo que estipula las Unidades de Propiedad y la norma de construcción de CNEL EP. 5.7.4 DEMANDA Debido a la ubicación de la Captación y la Planta de Tratamiento, se proyecta la instalación de dos centros de transformación monofásicos. En el siguiente cuadro se detalla la demanda de la Captación. TABLERO CIRCUITO DESCRIPCIÓN FU POTEN. POTEN. FC INST. (W) TDP-1 POTEN. DIVERS.(W) SE1 Bomba 1 11,190 1.00 11190 0.70 7,833 SE2 Bomba 2 11,190 1.00 11190 0.70 7,833 SE3 Bomba 3 11,190 1.00 11190 0.70 7,833 CL1 Alumbrado Exterior 1,500 1.00 1500 1.00 1,500 TDS Servicios generales 3,000 1.00 3000 0.70 2,100 TOTAL 38,070 CARGA TOTAL INSTALADA: 38,070 W. CARGA DIVERSIFICADA FASE A: 13,550 W. CARGA DIVERSIFICADA FASE B: 13,550 W. CARGA DIVERSIFICADA FASE C: - W. Carga total diversificada 27,099 W. Factor de coincidencia: 0.95 DEMANDA TOTAL DIVERSIFICADA: 25,744 27,099 W. Factor de Potencia de la carga: 0.92 kVA necesarios: 27.98 kVA. kVA REAL TOTAL PARA LA INSTALACION 37.50 KVA. A continuación, se detalla la demanda del transformador de la planta de tratamiento: TABLERO CIRCUITO DESCRIPCIÓN FU POTEN. POTEN. POTEN. FC INST. (W) TDP-2 DIVERS.(W) SE1 Bomba 1 5,595 1.00 5595 1.00 5,595 SE2 Bomba 2 5,595 1.00 5595 1.00 5,595 CL1 Alumbrado Exterior 1,000 1.00 1000 1.00 1,000 165 TDS Servicios generales 4,849 1.00 TOTAL 17,039 CARGA TOTAL INSTALADA: 17,039 W. CARGA DIVERSIFICADA FASE A: 7,792 W. CARGA DIVERSIFICADA FASE B: 7,792 W. CARGA DIVERSIFICADA FASE C: - W. Carga total diversificada 15,584 W. Factor de coincidencia: 0.95 DEMANDA TOTAL DIVERSIFICADA: 14,805 4849 0.70 3,394 15,584 W. Factor de Potencia de la carga: 0.92 kVA necesarios: 16.09 kVA REAL TOTAL PARA LA INSTALACION 25.00 KVA. kVA. Del estudio de carga se concluye que los transformadores necesarios 37.5 y 25 kVA, 7.96 kV / 240-120 V, tipo Autoprotegido. Los cuales deben cumplir con las características establecidas en las Unidades de Propiedad del MERNNR. 5.7.5 RED DE MEDIO VOLTAJE 5.7.5.1 RED EXISTENTE El alimentador monofásico que pasa cerca de la Planta de Agua es el Sacha 3 con conductor de aluminio ACSR calibre #2 para las fase y #4 para el neutro, el cual es alimentado de la S/E Sacha. La red existente es de bajo voltaje soportado en postes de 9m y el sector tiene un solo transformador de 25kVA para el centro poblado. 5.7.5.2 RED EN MEDIO VOLTAJE PROYECTADA Debido a que se debe repotenciar la red eléctrica existente, será necesario realizar un cruce aéreo en medio voltaje entre los postes existentes #20046645 y #20046630 según los registros del Geoportal Cnel, distribuidos de tal manera que llegue a la captación y planta de tratamiento (ver plano 2). La red en medio voltaje será con conductor 2/0 de Al tipo ACSR para la fase y el neutro, soportado en estructuras pasantes y retenidas según sea necesario. Con la finalidad de contrarrestar la tensión del cable se utilizará tensores en medio voltaje. 166 5.7.5.3 SECCIONAMIENTO Y PROTECCIONES Para la protección eléctrica de la acometida en medio voltaje y para la coordinación de protecciones con la troncal principal, en el poste P5 se instalará en medio voltaje, un seccionador porta fusibles tipo abierto de 15 kV - 100 A con dispositivo rompe arco y tirafusibles de 3 A tipo K y en el poste P16 se instalará en medio voltaje, un seccionador porta fusibles tipo abierto de 15 kV - 100 A con dispositivo rompe arco y tirafusibles de 5 A tipo K. 5.7.5.4 CENTRO DE TRANSFORMACIÓN De acuerdo al cálculo de la demanda para la planta de agua, es necesario la instalación de dos transformadores monofásico, tipo Autoprotegido: CT-1 de 37.5 y CT-2 de 25KVA, relación de transformación 7.960/240-120 V, 60 Hz. de BIL 95 KV. Los transformadores serán sumergidos en aceite, deben cumplir con las normas NTE INEN 2115, es decir los valores de corriente sin carga, las pérdidas sin carga, las pérdidas con carga, las pérdidas totales y el voltaje de cortocircuito deben estar dentro de los valores máximos permisibles por la mencionada norma. 5.7.5.5 ACOMETIDAS EN BAJA TENSIÓN Debido a que la proyección se prevé la instalación de dos transformadores, por lo tanto, las acometidas serán según la capacidad del transformador. La acometida para el transformador de la captación será con conductor TTU 2.0 calibre #2/0 para las fases y neutro y para la planta de agua será con conductor TTU 2.0 calibre #2 para las fases y neutro. En ambos casos la bajante será con tubería EMT de 4” y será adosada al poste con cinta metálica eriband de ¾” con hebilla, se instalará un codo reversible EMT 4” en la punta para evitar el ingreso de aguas lluvias. 5.7.5.6 POZOS Y DUCTOS El soterramiento de la red en bajo voltaje tendrá las siguientes especificaciones: 167 DUCTOS Las características de los ductos serán las siguientes: - El codo de 4” metálico que se ubicara en la base del poste donde se realizará la derivación para la acometida eléctrica tendrá un recubrimiento de Hormigón Simple en toda su longitud de 5 cm por lado. - Separadores de tubería: Para conservar una distancia uniforme entre ductos se deberán utilizar separadores, estos deberán ser de láminas de PVC. La separación mínima horizontal y vertical entre ductos de un mismo banco será de 5 cm, independiente del diámetro de tubería y del nivel de voltaje empleado. La distancia longitudinal entre cada separador será de 2.5 m. - Material de relleno de banco de ductos: Como se va a instalar los ductos bajo la acera el material de relleno será de arena. El fondo de la zanja tendrá un terminado uniforme sobre el cual se colocará una cama de arena de 5 cm, consiguiendo un piso regular y uniforme, de tal manera que al colocar la primera fila de los ductos, esta se apoye en toda su longitud. Luego de colocar la primera fila de ductos se colocará el separador de tubería seguido de una capa de arena de 5 cm y así sucesivamente hasta completar el número de ductos requeridos. La última capa de arena será de 10 cm de altura sobre el último ducto. - Distancias de separación entre banco de ductos eléctricos y otros servicios: La separación horizontal mínima entre bancos de ductos eléctricos y otros servicios será de 25 cm, no se instalará ductos de otros servicios paralelamente por encima o debajo de ductos eléctricos, en casos excepcionales la separación vertical será la misma indicada anteriormente. - Profundidad: En este caso al ser la acera un lugar no transitados por vehículos la profundidad será de 60 cm. Esta profundidad debe considerarse con respecto a la parte superior de los ductos. 168 - Ancho de la zanja: El ancho de ésta debe ser tal, que permita colocar la plantilla, hacer el acoplamiento sin dificultad y compactar el relleno. El cálculo viene dado por la expresión: Bd = N * D + (N-1)e + 2x Bd= 2*11+(2-1)5+2(10) Bd=47 cm Bd = 50 cm Dónde: Bd: Ancho de la zanja. N: Número de tubos (vías) en sentido horizontal. D: Diámetro exterior del tubo (cm) e: Espacio entre tubos (Mínimo 5 cm). x: Distancia entre la tubería y la pared de la zanja. (Mínimo 10 cm) - Cintas de señalización: Para indicar la existencia de ductos eléctricos se debe colocar una cinta o banda de PVC en toda la trayectoria del banco de ductos. La cinta o banda se colocará a una profundidad de 20 cm medidos desde el nivel del piso terminado de la acera o calzada. La cinta de señalización deberá contener la siguiente información: - Ductos: Los cables están protegidos mediante tuberías que según la Norma NTE INEN 2227 y NTE INEN 1869 deberán instalarse tubo PVC de pared estructurada e interior lisa tipo B para red de MV y BV (diámetro de 110 y 160 mm). Los ductos con conductores y de reserva deben taponarse a fin de mantenerlos libres de basura, roedores, agua, etc. Los accesorios como pegamento, anillos de goma y tapones tienen que ser diseñados para uso con la tubería arriba especificada. Se utilizará únicamente los materiales provenientes de fábricas que tengan el sello de calidad INEN. El color del ducto para instalaciones eléctricas subterráneas será de color naranja. La suma del área de la sección transversal de todos los conductores o cables en una 169 canalización no debe exceder 40% de la sección transversal interior de la canalización. NEC 354-5. En todos los casos incluyendo las redes y acometidas en bajo voltaje, el número máximo de conductores no puestos a tierra (fases), por ducto será 3, más el neutro. - Configuración de ductos: La configuración de los ductos dentro de una misma zanja estará dada en base al número de filas por número de columnas, en este caso se ha establecido que sea del tipo: 1x2 POZOS Para este diseño se utilizará un pozo en bajo voltaje para la transición aérea subterránea hasta llegar al tablero de medidores. Los pozos deben mantener un espacio de trabajo limpio (cables y accesorios sujetos a la pared), suficiente para desempeñar las labores de mantenimiento. Los pozos serán construidos con paredes de mampostería de ladrillo o bloque de hormigón pesado en acera. El espesor de la pared será como mínimo de 12 cm. Las paredes interiores de los pozos construidos de mampostería de ladrillo o bloque serán enlucidas con mortero 1:3 y alisadas con cemento. Las tapas de los pozos serán de: Hormigón armado: Tendrá un marco y brocal metálico. El espesor de la losa de la tapa será de 70 mm - Dimensiones: Serán del Tipo A (0.60 0.60 0.75 BV-AP). La distancia entre la parte inferior de los ductos más profundos y la base del pozo debe ser mínimo de 10 cm. El banco de ductos debe estar centrado con respecto a las paredes laterales del pozo. El banco de ductos no 170 podrá rebasar el nivel de pared terminada del pozo, quedaran a 5 cm antes de salir a la superficie interior del pozo para dar una curvatura con radio de 3 cm (chaflán) para que ingresen los cables al ducto sin daño a la chaqueta. - Tapas: Las tapas de hormigón tendrán un marco y brocal metálico construido de pletina de acero de espesor de 4 mm y 50 mm de base por 75 mm de alto con una abertura de 110 grados tanto para el brocal como para el marco de la tapa. La resistencia del hormigón de la tapa será de f’c=210 kg/cm2, de 70 mm de espesor en vereda con armadura Ø=12 mm cada 100 mm, en ambas direcciones. El marco y brocal deberá tener un recubrimiento de pintura anticorrosiva, mínimo de dos capas. Con el fin de que el brocal se empotre correctamente este dispondrá de anclajes que irán embebidos al contorno del pozo. - Apertura de la tapa de hormigón: Para el levantamiento de la tapa de los pozos se dejará dos orificios sin fundir formados por tubo metálico rectangular de ¾ x 2” ubicados adecuadamente para distribuir el peso de la tapa y soldados a la armadura, que atraviesan todo el espesor de la misma, los cuales permiten el ingreso de una varilla de hierro doblada en la punta en forma de “L” que sirve para levantar la tapa. - Identificación: Para la identificación de las tapas de los pozos se lo realizara en bajo relieve, (en este caso medio voltaje y bajo voltaje según corresponda), el detalle a continuación: 171 - Pisos de los pozos: El piso de los pozos será con hormigón y material filtrante. El piso de los pozos estará constituido por una loseta de hormigón de 10 cm mínimo con una inclinación del 1,5 % para evacuar el agua hacia una franja sin fundir rellena de material filtrante (grava), esta cubrirá al menos el 10 % del área total del piso del pozo. 5.7.5.7 SISTEMA DE MEDICIÓN Los contadores de energía estarán instalados en la parte exterior de la captación y planta de agua a una altura que permita la lectura del consumo, esta instalación cumplirá con el procedimiento y normas establecidas por el Área Comercial de Cnel. - Medición Directa, con medidor electrónico trifilar. - Tablero metálico hermético doble fondo de 50cmX40cmX30cm, con visor de 20 cm de diámetro, con orificios de 2 pulgadas para el ingreso y salida de la acometida, con armellas para poner sellos de seguridad. - Sistema de puesta a tierra inferior a 20 ohmios, exclusivamente para el medidor. - Tablero del medidor debe ir en la parte frontal de la vivienda, de fácil acceso para la toma de lecturas, a una altura de 1,50 metros. - En el diagrama unifilar debe constar el sistema de medición. - La acometida dentro del tablero metálico debe tener una extensión de 1,20 - metros. Sí es cliente exclusivo deberá entregar las cañuelas porta fusibles a Control de Energía. Presentar requisitos nombramiento del de medidor especial (Copia escritura, representante legal, copia cedula, papeleta votación), en caso de tener un suministro asociado al lugar de ejecución del proyecto se debe adjuntar una copia, copia RUC, Croquis. - Sí en el predio existan medidores instalados, deberán presentar copia de las planillas de CNEL Sucumbíos, de todos los suministros. 172 - Coordinar con esta Jefatura para la instalación de acometida con tubo EMT - y tablero metálico normalizado. Se coordinará la energización del instalación - proyecto eléctrico, previa la del contador de energía. Debe hacer conocer el correo electrónico, número de teléfono celular y convencional. - Se cumplirá con el procedimiento para la aprobación, permiso de inicio de construcción, recepción y energización de proyectos eléctricos. 5.7.5.8 LISTA DE MATERIALES Se adjunta a la Memoria Técnica, la lista y especificación de equipos y materiales para ejecutar el presente proyecto, de acuerdo a las normas y exigencias para este tipo de instalaciones, con las cantidades requeridas. PARTIDA A: Transformadores de Distribución ITEM A-001 UNIDAD c/u CANTIDAD 1 ESPECIFICACIONES Transformador monofásico clase distribución, sumergido en aceite, auto refrigerado, tipo autoprotegido, apropiado para instalación a la intemperie a 1000 msnm. Potencia nominal en régimen continuo: 37.5 kVA, con una temperatura ambiente de 45 grd. C y un sobrecalentamiento de 65 grd. C medido por resistencia. El diseño del transformador tipo convencional consistirá en un tanque con compartimientos para bajo y medio voltaje, separados por una barrera de metal, como se indica en la norma ANSI C57.12.26. La cabina de seguridad estará de acuerdo con los procesos y requerimientos descritos en la norma ANSI C57.12.28 .Voltaje nominal primario:13800 V. Voltaje nominal secundario: 240/120 V polaridad sustractiva. Grupo de conexión li0 según IEC. Los bobinados serán de cobre. Numero de bujes: 1 en medio voltaje y 3 en bajo voltaje. Derivaciones en el lado primario +1 a -3x2.5%. de la relación de transformación, para conmutación sin carga, con el conmutador localizado exteriormente. Impedancia máxima a régimen continuo: 3% sobre la base de sus kVA nominales. Frecuencia 60 Hz. Clase de aislamiento lado primario: 13.8 kV. BIL 95 kV. Clase de aislamiento lado secundario: 1.2 kV. BIL 30 kV. Se suministrara con los siguientes accesorios, como mínimo: indicador de nivel de aceite, válvula de drenaje, conector para derivación a tierra del tanque, 173 placa de características y dispositivos de elevación. Deberá satisfacer disposiciones de Normas ANSI C – 57-12-20. A-002 c/u 1 Transformador monofásico clase distribución, sumergido en aceite, auto refrigerado, tipo autoprotegido, apropiado para instalación a la intemperie a 1000 msnm. Potencia nominal en régimen continuo: 25 kVA, con una temperatura ambiente de 45 grd. C y un sobrecalentamiento de 65 grd. C medido por resistencia. El diseño del transformador tipo convencional consistirá en un tanque con compartimientos para bajo y medio voltaje, separados por una barrera de metal, como se indica en la norma ANSI C57.12.26. La cabina de seguridad estará de acuerdo con los procesos y requerimientos descritos en la norma ANSI C57.12.28 .Voltaje nominal primario:13800 V. Voltaje nominal secundario: 240/120 V polaridad sustractiva. Grupo de conexión li0 según IEC. Los bobinados serán de cobre. Numero de bujes: 1 en medio voltaje y 3 en bajo voltaje. Derivaciones en el lado primario +1 a -3x2.5%. de la relación de transformación, para conmutación sin carga, con el conmutador localizado exteriormente. Impedancia máxima a régimen continuo: 3% sobre la base de sus kVA nominales. Frecuencia 60 Hz. Clase de aislamiento lado primario: 13.8 kV. BIL 95 kV. Clase de aislamiento lado secundario: 1.2 kV. BIL 30 kV. Se suministrará con los siguientes accesorios, como mínimo: indicador de nivel de aceite, válvula de drenaje, conector para derivación a tierra del tanque, placa de características y dispositivos de elevación. Deberá satisfacer disposiciones de Normas ANSI C – 57-12-20. PARTIDA C: Equipos de Alumbrado Publico ITEM C-001 UNIDAD c/u CANTIDAD 4 ESPECIFICACIONES Luminaria con lámpara de alta presión Na de 150W doble nivel de potencia, con brazo de 1.5 m para montaje en poste, 240/120V, autocontrolada PARTIDA D: AISLADORES ITEM D-001 D-002 UNIDAD c/u c/u CANTIDAD 17 12 D-003 c/u 13 ESPECIFICACIONES Aislador rollo, porcelana, 0,25kV, ANSI 53-2 Aislador espiga (pin), porcelana, con radio interferencia, 15 kV, ANSI 55-5. Aislador de suspensión, caucho siliconado, 15 kV, ANSI DS-15 PARTIDA E: CONDUCTORES DESNUDOS ITEM E-001 UNIDA D c/m CANTIDAD ESPECIFICACIONES 844 Conductor desnudo cableado, 174 E-002 m 81 Aluminio reforzado con alma de acero, ACSR, 7 hilos formación 6/1, calibre N°. 2/0 AWG, designación ASTM B – 232 para aluminio y B – 498 para el acero. Metros c conductor desnudo cableado, cobre recocido suave, 7 hilos, calibre No. 2 AWG, designación ASTM B3, B8, adecuado para puesta a tierra. PARTIDA F: CONDUCTORES AISLADOS ITEM F-001 UNIDAD c/m CANTIDAD 141 F-002 c/m 45 F-003 c/m 45 F-004 c/m 12 ESPECIFICACIONES Conductor preensamblado de Al 2 x 50 mm² + 1 x 50 mm² (Similar a: 2 x 1/0 + 1 x 1/0 AWG) Conductor de Cu, aislado PVC 600V, Tipo TTU, No. 2/0 AWG, 19 hilos Conductor de Cu, aislado PVC 600V, Tipo TTU, No. 2 AWG, 19 hilos Conductor aislado con PVC termoplástico para 600 V, tipo concéntrico, calibre No. 2x14 THHN AWG. Designación ASTM B3, UL 83, IPCEA S-61-402, adecuado para instalación a la intemperie. PARTIDA H: MATERIAL PARA CONEXIÓN A TIERRA ITEM H-001 UNIDAD c/u CANTIDAD 5 H-002 c/u 5 ESPECIFICACIONES Varilla para puesta a tierra, Cooperweld, de 16 mm diámetro y 1.8 m de longitud. Suelda exotérmica. Material de Ignición: Aluminio, cobre y óxidos de hierro, libre de fósforo o sustancias que puedan ser explosivas, tóxicas o cáusticas. Material fundente: Óxido de cobre, aluminio y no menos de 3% de estaño como material absorbente de humedad. Norma de fabricación IEEE 837, IEEE 80. Molde tipo para conexión de un conductor pasante en la horizontal y el tope de una varilla de puesta a tierra. PARTIDA I: POSTES ITEM I-001 UNIDAD c/u CANTIDAD 19 ESPECIFICACIONES Poste de hormigón armado, sección circular, de 12.0 m de longitud, carga de ruptura horizontal de 500 Kg y vertical de 6100 Kg, Certificado de conformidad con sello de calidad NTE INEN 1965 . PARTIDA J: HERRAJES GALVANIZADOS Y CABLES DE ACERO ITEM UNIDAD CANTIDAD J-001 U 15 J-002 U 2 ESPECIFICACIONES Abrazadera de acero galvanizado, pletina, 3 pernos, 38 x 4 x 140 mm (1 1/2 x 5/32 x 5 1/2") Estribo de aleación de Cu - Sn, para derivación J-003 U 2 Grapa de aleación de Al, derivación para línea en caliente J-004 m 34 Conductor de Al, desnudo, sólido duro, 4 AWG J-007 U 14 J-008 U J-009 U Abrazadera de acero galvanizado, pletina, 3 pernos, 38 x 4 x 160 mm (1 1/2 x 5/32 x 6 1/2") Abrazadera de acero galvanizado, pletina, 4 pernos, 38 x 4 x 160 mm (1 1/2 x 5/32 x 6 1/2") Perno pin de acero galvanizado, rosca plástica de 50mm, 19 x 305mm (3/4" x 12") 1 6 175 J-011 U J-012 U J-014 U 13 J-016 U 2 J-017 U 14 J-018 U 10 J-020 m 249 J-021 U 40 J-022 U 18 J-023 U 12 J-024 J-025 U U 11 12 5.7.5.9 13 13 Grapa terminal apernada tipo pistola, de aleación de Al, 6 - 4/0 Conductor ACSR Horquilla anclaje de acero galvanizado, 16 mm (5/8") de diám. x 75 mm (3") de long. (Eslabón "U" para sujeción) Tuerca ojo ovalado de acero galvanizado, perno de 16 mm (5/8") Conector de aleación de Al, compresión tipo "H" Bastidor (rack) de acero galvanizado, 1 vía, 38 x 4 mm (1 1/2 x 11/64") con Base Retención preformada, para cable de Al Cable de acero galvanizado, grado Siemens Martin, 7 hilos, 9,52 mm (3/8"), 3155 kgf Retención preformada, para cable de acero galvanizado de 9,53 mm (3/8") Guardacabo de acero galvanizado, para cable de acero 9, 51 mm (3/8") Varilla de anclaje de acero galvanizado, tuerca y arandela, 16 x 1 800 mm (5/8 x 71") Aislador de retenida, porcelana, ANSI 54-2 Bloque de hormigón para anclaje, con agujero de 20 mm RESUMEN DE OBRA Descripción Transformador TRT-1A375 Transformador TRT-1A 25 Red en BV CO0-0U2x50(50) Puesta a tierra PT0-0PC2_2 Puesta a tierra PT0-0PC2_1 Poste de hormigón PO0-0HC12_500 Luminarias APD-0OLCS150AD Cantidad 1 1 137m 2 2 19 4 176 6 TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTO Y TECNOLOGÍA En imperante que, para el buen manejo, seguimiento y aplicación del plan de operación y mantenimiento para la planta de tratamiento de agua potable, y lo demás componentes que forman parte del sistema de abastecimiento de agua potable para la cabecera Parroquial Tres de Noviembre y sus comunidades adyacentes, se cuente con una cantidad de operadores que tengan todos los conocimientos necesarios para llevar a cabo las tareas de operación, limpieza, mantenimiento, maniobras en situaciones especiales de emergencia, etc. La operación de las plantas de tratamiento se hace una tarea difícil cuando además de la variabilidad propia de la tecnología implementada se le suma por un lado la complejidad simultánea de diferentes procesos físicos, químicos y biológicos; y por otro lado la variabilidad continua de la calidad del afluente. Dichos factores se presentan de forma regular en las plantas de tratamiento, por lo que las acciones previstas para combatir tales efectos, no pueden ser 100% automatizadas, debiendo de esta manera contar con un grupo de operadores que acompañen las actividades de monitoreo y seguimiento de los procesos. Es necesario que, una vez concluidos los trabajos de construcción de la planta de tratamiento nueva para la cabecera parroquial Tres de Noviembre y las comunidades adyacentes, se designe una cantidad de operadores mínimos necesario para las tareas de seguimiento y monitoreo de la planta de tratamiento, así como también la programación de actividades de mantenimiento en función de los parámetros establecidos en el presente plan de operación y mantenimiento. A las personas designadas para el monitoreo continuo de seguimiento rutinario sumado las cuadrillas que sean necesarias para las actividades de mantenimiento y limpieza programadas, deberán ser capacitadas previamente, puesto que una mala práctica accidental puede repercutir en la calidad del agua que se reparte a la población beneficiaria, así como 177 otros varios posibles efectos de destrucción o deterioro parcial o total de equipos de bombeo, reservorios, conducciones, etc. Una vez identificada la necesidad de contar con personal de seguimiento cotidiano y personal de apoyo para rutinas más complejas como en etapas de operación y mantenimiento, a continuación, se describe de forma concreta, un programa de capacitación en gestión de servicio, el cual deberá contener como mínimo los siguientes lineamientos. 6.1 SELECCIÓN DE OPERADORES DE SEGUIMIENTO CONTINUO Se recomienda la selección de mínimo 2 operadores para la planta de tratamiento de agua potable, cuya intervención en la planta deberá planificarse de forma NO SIMULTANEA, es decir que, a través de la entidad encargada de administrar el sistema y a través de su respectivo departamento de recursos humanos, se deberá coordinar por jornadas y horarios rotativos de tal manera que se cuente con la presencia de al menos un operador en sitio durante el periodo horario comprendido entre las 06:00 hasta las 20:00 horas de forma continua durante los 365 días del año. Por otra parte, en caso de existir previamente cuadrillas especializadas en el mantenimiento del sistema de agua potable existente, se podrá asignar una cuadrilla mínima de 4 ayudantes, para las tareas de limpieza periódica que forma parte de la rutina de operación y mantenimiento, los mismos que deberán ser previamente calificados para poder realizar actividades de limpieza en los módulos de tratamiento de agua potable. 6.2 PERIODICIDAD DE LAS CAPTACIONES Se recomienda realizar al menos una capacitación semestral, a cargo del jefe de la dirección de agua potable de la entidad administradora del sistema. Este técnico encargado para tal efecto, tendrá la obligación de dar las directrices principales en lo que respecta a operación, así como de mantenimiento, a los operadores y cuadrillas de apoyo para tareas de limpieza periódica. 178 En casos excepcionales en las que se requiera el ingreso de nuevo personal a la planta, o se deba implementar cuadrillas extraordinarias para llevar a cabo tareas de mantenimiento correctivo de mayor envergadura, es indispensable que se realice capacitaciones extraordinarias al periodo semestral previamente establecido. Se puede considerar como caso excepcional al cambio de uno de los operadores, y los integrantes de las cuadrillas de apoyo para limpieza, por lo que en tales situaciones se deberá contar con la respectiva capacitación previo el inicio de actividades del personal que se incorpora a las tareas. Todo esto con el fin de precautelar y garantizar la calidad de agua de consumo humano, evitando de sobremanera las prácticas no adecuadas dentro de la planta de tratamiento, y minimizando a su vez efectos colaterales por una mala práctica y su respectiva contaminación del agua potable. 6.3 CONTENIDO DE LAS CAPACITACIONES 6.3.1 OPERACIÓN Y MONITOREO CONTINUO Basado en lo estipulado en lo presente manual de operación y mantenimiento, el operador deberá ser capacitado en las formas de manejo de cada uno de los módulos de tratamiento, para lo cual se deberá emplear todas las técnicas que garantices un entendimiento completo de los modos de funcionamiento de los sistemas. 6.3.2 FUNCIONES Y RESPONSABILIDADES DEL OPERADOR Mantener estrecha comunicación con la dirección municipal de agua potable, deberá reportar tanto el buen funcionamiento como las novedades que puedan presentarse en la jornada laboral. El operador deberá participar con interés en los cursos de capacitación para reforzar conocimientos, participar en un proceso de retroalimentación. 179 Mantener el buen uso de las instalaciones del sistema de agua potable, orden, limpieza menor, etc. Vigilar las fuentes de abastecimiento del sistema de agua potable para evitar posibles contaminaciones por presencia de desperdicios. Revisar continuamente el sistema de agua potable de forma total. Realizar reparaciones menores por efectos de manejo cotidiano de los sistemas (llaves de paso, accesorios, grifos, etc.). Operación de llaves de paso, control de niveles de agua en tanque y tomas de ingreso y salida. 6.3.3 PUNTOS CENTRALES A TRATARSE EN LAS CAPACITACIONES Operación del sistema de ingreso Se requiere observación periódica de la tubería de entrada a la planta, la misma que proviene de la línea de impulsión de agua cruda. Una verificación básica consiste en la comprobación de operatividad de la válvula de seccionamiento y control de ingreso, así como la verificación. Operación de sistemas de interconexión entre módulos Comprobación de operatividad de válvulas de interconexión y aseguramiento del estado de apertura o cierre deseado para el trabajo de los distintos módulos de tratamiento. Operación de sistemas de tratamiento Los distintos sistemas de tratamiento dispuestos de forma modular independiente, permiten que se realice una apertura periódica de los desagües de fondo, con el objetivo de mantenerse sin la acumulación excesiva de impurezas. Operación de Tanques de Almacenamiento La operación en el tanque de almacenamiento es el manejo de las llaves de paso que sirven para cortar la entrada de agua, regular el caudal de salida, desaguar y limpiar el tanque, es muy importante 180 que el operador conozca muy bien la distribución y el destino de cada una de las (válvulas) en las cámaras. Operación de sistemas por bombeo Se debe capacitar al operador en el funcionamiento mecánico y eléctrico de los equipos de bombeo destinados a operaciones de retro lavado de los filtros, para lo cual se debe capacitar en la apertura y cierres de las válvulas destinadas para tal efecto, que constan dentro del manual de operaciones y mantenimientos. Mantenimientos Preventivos Es el trabajo que se realiza ANTES de que se produzca daños en los equipos e instalaciones del sistema de Agua Potable a fin de disminuir los daños y costos de reparación evitando problemas a la comunidad. Mantenimientos Correctivo Es el trabajo que se realiza DESPUÉS de encontrar fallas reparando daños de los equipos e instalaciones causados por accidentes o por deterioro normal debido al uso y al tiempo Mantenimientos del Tanque de Almacenamiento Para hacer un mantenimiento adecuado del tanque de almacenamiento se debe seguir los siguientes pasos: 1. Cuando se nota humedad, filtración o grietas en alguna parte de las paredes del tanque de almacenamiento inmediatamente reparar utilizando sika, cemento con una dosificación (mezcla) 1:2 2. Después de realizar algunas reparaciones y de haber efectuado la limpieza del tanque o cuando se sospeche de que existe contaminación, se debe realizar la desinfección utilizando hipoclorito de sodio (Iavandina) de acuerdo a dosificación indicados 3. La limpieza del tanque se debe realizar por lo menos cada 2 meses en época de lluvias es recomendable cada 15 días. 181 4. Mantener todas las tapas metálicas y puertas de ingreso completamente cerradas con candado de llave única, para evitar la corrosión pintar periódicamente con pintura anticorrosiva. 5. En caso que existan cárcamos de bombeo en los sistemas, el mantenimiento se hará en la misma forma indicada para los tanques. Procedimientos de cloración Es el nombre que se da al procedimiento para desinfectar el agua utilizando cloro o algunos de sus derivados como el hipoclorito de calcio e hipoclorito de sodio comúnmente llamado lavandina. Este producto no debe ser guardado junto con los alimentos, tampoco cerca del fuego y siempre deben guardarse en envases cerrados y lugares secos. Este método de desinfección es el más utilizado, económico para su aplicación, se debe consultar con personal calificado para este trabajo. La cloración del agua solamente se debe realizar en aquellas comunidades que tienen fuentes de agua de ríos y quebradas donde se sospeche que exista contaminación. 182 7 MANUALES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO El manual de operación y mantenimiento ha sido elaborado como componente del proyecto “CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA ZONAL DE AGUA POTABLE PARA LA PARROQUIA TRES DE NOVIEMBRE Y LAS COMUNIDADES ADYACENTES, CANTÓN LA JOYA DE LOS SACHAS, PROVINCIA DE ORELLANA” El objetivo del presente manual es proveer de una guía que permita conocer los procedimientos necesarios para brindarle al personal técnico operativo la capacidad de manejo de los componentes de la planta de tratamiento, y demás componentes del sistema de agua potable como estaciones de bombeo de agua cruda, redes y líneas de impulsión de agua cruda y agua tratada, así como las actividades necesarias para su adecuado mantenimiento. Sin embargo, en etapas posteriores del proyecto se deberá realizar correcciones, notas y recomendaciones a este manual y adecuarlo a las necesidades finales del sistema una vez construido. Breve descripción de la PTAP El agua cruda provendrá de agua superficial, precisamente del Rio Jivino Rojo, cuya captación está ubicada a una distancia aproximada de 500m con la planta de agua potable. El agua cruda será sometida a un proceso de aireación a gravedad mediante bandejas, con el objetivo de oxidar el hierro y a su vez introducir oxígeno en el agua. Posteriormente se le agregará un floculante, que permitirá la formación de grumos formados por sólidos en suspensión, mismo que posteriormente se decantarán, el siguiente modulo será el de sedimentación rápida, mediante lameras tipo panal de flujo ascendente que permitirá la decantación masiva de los flóculos de menor tamaño que no pudieron decantar. El siguiente proceso al que se someterá el líquido será el paso por filtro lento compuesto por arena, grava y piedra, que retendrá todas las impurezas restantes. 183 Una vez concluido este proceso el agua será almacenada en un tanque de reserva, sitio en que a su vez se procederá a la colocación de cloro para desinfectar el agua antes de que sea incluida a la red de distribución. El análisis de la calidad de agua cruda y el ajuste necesario del tratamiento se realiza de forma manual. Una vez el agua lista y almacenada en los distintos reservorios con los que cuenta el sistema, se procede a aperturar las válvulas de seccionamiento para permitir el flujo hacia las redes de distribución de agua potable, las cuales contarán a su vez con un equipamiento tal que permita la adecuada operación de la red, a través de la implementación de válvulas de purga, válvulas de eliminación de aire, hidrantes, válvulas de seccionamiento, y acometidas domiciliarias. 7.1 RESPONSABILIDADES Es responsabilidad de todo el personal involucrado en la operación de la planta, directivos, operarios, laboratorista, etc. tratar el agua potable a través de los procesos que permitan hacerla apta para el consumo humano, cumpliendo con los procedimientos internos y las normas definidas por la Agencia de regulación y control de agua (ARCA), cumpliendo con los estándares de calidad del Instituto Ecuatoriano de normalización INEN: 1108:2014 La responsabilidad de la operación de potabilización, almacenamiento y distribución del agua potable, cuenta para una organización más efectiva con "roles" bien definidos a saber: Administrador y Director Técnico: Es el responsable máximo de todos los procesos administrativos, de gestión del recurso humano, material, financiero, etc. Es el representante de la jefatura de Agua potable del GADM de la Joya de los Sachas, de él depende la selección del personal involucrado a la dirección técnica y la operación. 184 Es responsable de la administración de los recursos materiales y humanos que garanticen el buen funcionamiento de todos los procesos. Es responsable también de la organización de los trabajos de operación y mantenimiento. Tiene a su cargo la totalidad del personal y operatorias de las plantas potabilizadoras, las cisternas de regulación, así también la totalidad de las redes de distribución. Eventualmente, tiene a su cargo a todo personal de terceros contratado que cumpla funciones dentro del ámbito de la prestataria del servicio. Operario de planta: Esta posición requiere preferentemente de un técnico con conocimientos básicos de electricidad, mecánica ligera, física y química básica como así también requiere de conocimientos específicos sobre el mantenimiento de instalaciones de hidráulicas. A manera de ejemplo esta posición requiere de conocimientos de sistemas de retro-lavado, sistemas de aire comprimido, automatismo, etc. Es directamente responsable por el tratamiento y posterior almacenamiento del agua potable en el predio de la planta potabilizadora. Su deber es operar sobre los procesos según las indicaciones dadas por el director técnico. Dentro de sus responsabilidades directas se encuentran las de hacer cumplir con el plan de mantenimiento de las distintas partes que componen los procesos básicos de potabilización. No tiene personal a su cargo. Operario de estación de bombeo y cisterna: Esta posición requiere preferentemente de un técnico con conocimientos básicos de electricidad, mecánica ligera y mantenimiento de instalaciones de hidráulicas de baja complejidad. Su jefe inmediato es el director técnico. Dentro de su responsabilidad directa se encuentran las de hacer cumplir con el plan de mantenimiento de las distintas partes que componen los procesos básicos de potabilización. No tiene personal a su cargo. Laboratorista 185 Esta posición requiere de técnico especializado en química. Es responsable de controlar los parámetros físicos y químicos del agua en el proceso de potabilización, dosificando la cantidad de agentes decantadores, desinfectantes, etc. necesarios para asegurar el proceso de potabilización del agua, en función de la cantidad y calidad del agua de ingreso, cumpliendo con los procedimientos internos y las normas de seguridad e higiene definidas para la actividad. Tiene a su cargo el monitoreo y registro constante de la calidad del agua en las redes de distribución y cisternas de almacenamiento. Su jefe inmediato es el director técnico. No tiene personal a su cargo. 7.2 OPERACIÓN, CONTROL Y MANTENIMIENTO La planta de agua potable está dimensionada para operar 24 horas al día con una producción de 20 lt/s, la cual se subdivide en dos módulos de 10 lt/seg cada uno. En estado normal el agua cruda, será aireada, floculada, sedimentada, filtrada y desinfectada, sin embargo en los diseños se ha considerado la posibilidad de que en caso de emergencia, el agua pueda evitar del ingreso de alguno de las estructuras de tratamiento y derivada a la siguiente. Las manivelas de las válvulas de derivación deberán quitarse de estas, para evitar la operación no autorizada. 7.2.1 AGUA CRUDA Las bombas se activarán de acuerdo al nivel de agua en las reservas de agua potable en la PTAP. SUPERVISIÓN El caudal que ingresa a la planta deberá controlarse diariamente, así también el caudal disponible en la fuente. 186 En la captación, habrá 2 bombas de constante funcionamiento y 1 de reserva, se deberá cambiar semanalmente y por turnos, una de las bombas de servicio por la bomba de reserva. MANTENIMIENTO Limpiar las rejillas retirando hojas, troncos o cualquier residuo presente Abrir o cerrar las compuertas, según el caudal de agua que necesite. Verificar el funcionamiento de las válvulas y lubricarlas, de ser necesario. Tener en cuenta los cambios en la calidad del agua cruda, especialmente relacionados con el caudal, la turbiedad y los sedimentos de gran tamaño. Interrumpir el servicio cuando el agua esté muy turbia o tenga mucho lodo y avisar al operador de planta sobre esta situación. Mantenimiento de todos los elementos que conforman el desarenador como compuertas, válvulas, desfogue, etc. Mantener despejada el área adyacente a la captación. Para facilitar la inspección. 7.2.2 LÍNEA DE CONDUCCIÓN DE AGUA CRUDA SUPERVISIÓN Se deberá realizar semanalmente la supervisión de la línea de conducción de agua cruda con la finalidad de detectar fugas, así como los accesorios que en ella están instaladas con el objetivo de evidenciar un correcto funcionamiento de estas. Recuerde que las fugas producen exceso de humedad en el suelo, lo que a su vez puede provocar derrumbes o asentamientos del terreno alrededor de las tuberías, con el consecuente daño de la tubería o de otro tipo de infraestructura / instalación como calles, carreteras, muros, casas, etc. 7.2.3 AIREACIÓN 187 La aeración es el proceso de tratamiento mediante el cual se incrementa el área de contacto del agua con el aire para facilitar el intercambio de gases y sustancias volátiles. La aeración se realiza por tres razones: 1) Remoción de gases disueltos: 2) Introducción del oxígeno del aire en el agua: 3) Remoción de sustancias causantes de sabores y olores En el presente proyecto se utiliza Aireadores de gravedad de tipo bandejas, que consiste en una serie de bandejas con hendiduras o perforaciones sobre las cuales se distribuye el agua para que caiga en un estanque de recolección. Estos aireadores estarán dotados de anillos pall ring y, que se coloca en las bandejas para lograr mayor eficacia y producir mayor turbulencia. Son eficaces como catalizadores de las reacciones de oxidación, para causar la precipitación del óxido de hierro y el manganeso. CONTROL El control del proceso de aeración consiste en determinar la concentración de oxígeno disuelto, gas carbónico libre, gas sulfhídrico y el valor del pH. El proceso de aeración tendrá éxito si se cumplen las siguientes tres condiciones simultáneamente: • Cuando la concentración de oxígeno disuelto está entre 7 y 10 ppm; • Cuando la concentración de gas carbónico se ubica entre 3 y 5 ppm; • Cuando hay ausencia total de gas sulfhídrico MANTENIMIENTO Reside en realizar la limpieza de forma manual una vez al mes, utilizando abundante agua limpia, escoba y rastrillo, considerando utilizar detergente 188 biodegradable si es necesario, para prevenir alteración de las características del agua. 7.2.4 COAGULACIÓN Las impurezas que contiene el agua pueden estar en los siguientes estados: • En suspensión; •Disueltas; •Suspensiones concentradas: en particular vegetales, restos de hojas, vegetales (macroscópicos), sílice, etcétera, que pueden flotar o sedimentarse fácilmente cuando el agua está en reposo; •Suspensiones finas: turbidez, bacterias, plancton, etcétera; •Coloidales: dureza, en parte (sales de calcio y magnesio); fierro y manganeso no oxidados, etcétera. La coagulación tiene como finalidad anular las cargas eléctricas de las partículas y transformar las impurezas que se encuentran en sus- pensiones finas o en estado coloidal y algunas que están disueltas en partículas que puedan ser removidas por la decantación (sedimentación) y la filtración. Tales aglomerados gelatinosos se agrupan y producen los flóculos (floculación). El coagulante utilizado para el proceso de coagulación es Policloruro de aluminio, en todo caso se deberá garantizar que cumpla los requisitos de la NTE INEN 1903. La dosificación se realiza mediante dos bombas eléctricas de precisión (una operando y otra en Stand By). La descarga se realiza en una canaleta con orificios que distribuyen el coagulante de manera uniforme a través de todo el largo del vertedero de mezcla rápida. CONTROL 189 1. Verificar la existencia de coagulante. - El operador de Planta deberá tomar la lectura del nivel de coagulante en los tanques de almacenamiento a las 12:00 y registrarla en el formato correspondiente. 2. Informar niveles críticos. - El operario de planta deberá informar al Director Técnico si los niveles en los tanques de coagulante 3. Realizar el Ensayo de tratabilidad o prueba de jarras. - Mínimo una vez al mes, el Laboratorista deberá realiza una prueba de jarras siguiendo el procedimiento descrito en ASTM D 2035-13 4. Ajustar dosis de coagulante. - El operador de la planta deberá ajustar la dosis, desde la bomba dosificadora de coagulante según los resultados del ensayo de jarras y registrar horariamente la dosis y el coagulante aplicado. 7.2.5 MEZCLA RÁPIDA La mezcla rápida es el procedimiento mediante el cual se produce la mezcla del floculante con el agua procedente del módulo de aireación, esto se realiza en una estructura de hormigón armado de dimensiones de acuerdo con los planos, denominada Canaleta tipo Parshall, en esta estructura se genera un flujo turbulento que permite una mezcla rápida. CONTROL 1. Verificar mezcla rápida. - El operador de Planta revisará que se genere un régimen turbulento para garantizar el proceso de coagulación. 2. Ajustar los procesos. - Si fuera el caso el operador deberá ajustar el caudal de planta para garantizar un régimen turbulento (gradiente <1.000 s-1). MANTENIMIENTO Tabla 62. Mantenimiento estructura de mezcla rápida Estructura Actividades diarias Actividades Actividades periódicas eventuales (15 días) (Mensual) Herramientas, Responsable equipos e insumos 190 Determinar dosis óptima, teniendo en Laboratorio cuenta el valor semanalmen Calibrar los te la limpieza equipos de los cuando sea equipos de necesario máximo aceptable 0.2 Parshall 7.2.6 dosis sulfato de Laboratorista aluminio Registro de la información Limpieza de Aplicación óptima de las laboratorio y laboratorio mg/L Canaleta Instrumentos de Efectuar estructura Punto de Operador de Herramienta planta menor muestreo FLOCULACIÓN Están destinado a promover una agitación moderada, para que los flóculos se formen bien Estas estructuras son floculadores hidráulicos de flujo horizontal, donde se realiza la mezcla lenta decreciente, para completar la formación del floculo. Cada unidad de floculación cuenta con su propio desagüe, controlado por válvulas manuales mediante actuadores eléctricos. Los floculadores están diseñados para trabajar con 3 gradientes hidráulicos, con una mezcla variable con gradientes aproximados de 50 s-1 , 40 s-1 y 20 s-1. CONTROL 1. Verificar floculadores. - El operador de Planta deberá revisar permanentemente el funcionamiento de los floculadores, verificando que se encuentren llenos y con las láminas que controlan las gradientes bien colocadas. 2. Determinar el índice de floculación. - El operador, bajo su criterio y experiencia calificará, de manera subjetiva el índice de floculación bajo los siguientes criterios (índice de Willcomb): 0: Floc coloidal, Ningún signo de aglutinación. 2: visible, floc muy pequeño, casi imperceptible para un observador no entrenado. 191 4: disperso, floc bien formado, pero uniformemente distribuido (sedimenta muy lentamente o no sedimenta). 6: Claro, floc de tamaño relativamente claro pero que se precipita con lentitud 8: bueno, floc que se deposita fácil pero completamente. 10: Excelente, floc que se deposita todo dejando el agua cristalina. 3. Ajustar proceso. - Si el operador detecta un bajo índice de floculación, <4, deberá ajustar los procesos (recalcular la dosis de coagulante o disminuir caudal u otra operación). MANTENIMIENTO Tabla 63. Mantenimiento Floculadores Actividades Estructura diarias Actividades Actividades periódicas eventuales (15 días) (Mensual) Herramientas, Responsable insumos Registro de la Revisión de Floculadores estado físico y de Punto muestreo de Limpieza de Operador de la estructura la planta funcionamiento 7.2.7 equipos e información Herramienta menor SEDIMENTACIÓN Las unidades de sedimentación de alta tasa de flujo ascendente Poseen módulos de sedimentación de alta rata tipo panal, la recolección del agua clarificada se realizara mediante un vertedero que desagua a una canaleta de hormigón. Cada unidad de floculación cuenta con su propio desagüe, controlado por válvulas de accionamiento manual. CONTROL 1. Verificar sedimentadores. - El operador de Planta deberá revisar permanentemente el funcionamiento de los sedimentadores, verificando que se encuentren llenos y operando. 192 2. Toma de muestra de agua clarificada. - Mínimo una vez por turno el operador deberá tomar una muestra de agua clarificada en los canales de entrada a filtros. 3. Analizar muestra de agua clarificada. - El Operador de Plantas deberá, mínimo una vez por turno, realizar los análisis para agua para agua clarificada: Turbiedad y color aparente 4. El operador de Plantas deberá ajustar los procesos (recalcular la dosis de coagulante o disminuir caudal u otra operación) en los siguientes casos: Agua clarificada: el operador deberá ajustar el proceso si la turbiedad es >12 NTU y Color aparente >30 UPC. MANTENIMIENTO Para realizar el lavado de la unidad de sedimentación se debe programar con anterioridad y preferiblemente en época de verano El lavado se inicia deteniendo el funcionamiento total PTAP, luego abriendo la válvula de entrada. Posteriormente cuando la unidad este completamente vacía, iniciar con la zona depósito de lodos y revisar canal de desagüe, empezando con el lavado usando agua a media presión de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo. Lavar canaletas de recolección de agua sedimentada Cerrar válvulas una vez terminado el lavado A continuación, se describen las actividades de mantenimiento del sedimentador Tabla 64. Mantenimiento sedimentadores Estructura Actividades Actividades Actividades periódicas eventuales (15 días) (Mensual) diarias Inspección Sedimentador visual y es movimientos de las válvulas Revisión del estado físico y de Herramientas, Responsable equipos e insumos Limpieza de la estructura(in funcionamie terna y nto externa Operador de Registro de la la planta información 193 Pintura y lubricación Herramienta de los menor accesorios 7.2.8 FILTROS La filtración del agua consiste en hacerla pasar por sustancias porosas que puedan retener o remover algunas de sus impurezas. Por lo general, se utiliza como medio poroso la arena soportada por capas de piedras, debajo de las cuales existe un sistema de drenaje. Con el paso del agua a través de un lecho de arena se produce lo siguiente: •Remoción de materiales en suspensión y sustancias coloidales; • Reducción de las bacterias presentes; • Alteración de las características del agua, inclusive de sus características químicas. Los filtros rápidos de gravedad se utilizan en las plantas de tratamiento para la filtración de grandes volúmenes de agua previamente coagulada. Tienen forma rectangular y se limpian con varios métodos, en este caso en particular, se propone realizar la limpieza a través de raspados, el cual consiste en realizar varias veces la pasada de un cepillo sobre la lamera superior que se forma en el filtro y con abundante agua tratada inundar la superficie hasta que esta se vierta por el tubo de desborde con el contará dicho módulo de filtración. Estará construidos con un sistema de fondo falso (de concreto) donde se ha colocado un drenaje cuya finalidad es distribuir el agua filtrada y el agua de lavado de manera uniforme en toda el área filtrante. Al inicio de la filtración, como la arena está expandida, el agua arrastra parte del material en suspensión y el filtrado no es de buena calidad. 194 Los materiales en suspensión en el agua, que son más grandes que los espacios intergranulares de la arena, quedan retenidos en la superficie filtrante. Los que son más pequeños se van adhiriendo a la superficie interna de los granos y, de esa manera, disminuyen los espacios por donde pasa el agua. Así, a medida que el filtro se ensucia, hay una mayor resistencia al paso del agua. El aumento de resistencia al paso del agua por la arena corresponde a una reducción del caudal del filtro. Cuando el filtro está limpio, es posible filtrar un volumen de agua mayor (tasa: 120 m3/m2/día); a medida que el filtro se obstruye por la suciedad (lo que se denomina colmatación), la tasa disminuye. En los filtros de tasa declinante no hay un aparato regulador de caudal, en el diseño se deja una carga hidráulica disponible, que actúa sobre la tasa máxima del filtro cuando, recién lavado, reinicia la operación. En estas condiciones, la tasa máxima del filtro no será mayor que 1,5 veces la tasa promedio del proyecto, para evitar que el efluente se deteriore. Conforme aumenta la pérdida de carga (por suciedad de la arena), el caudal disminuye. El lavado del filtro se realiza cuando la tasa de filtración ya no es económica. MANTENIMIENTO Verificar que las válvulas estén funcionando en forma adecuada. Lavar los filtros cada 24 horas o cuando sea necesario Medida del caudal del agua filtrada Turbiedad del efluente. A continuación, se describen las actividades de mantenimiento identificando el tiempo, responsable y herramientas Tabla 65. Mantenimiento de filtros Estructura Actividades diarias Actividades Actividades periódicas eventuales (15 días) (Mensual) Herramientas, Responsable equipos e insumos 195 Inspección visual y movimientos de las válvulas Filtros Limpieza externa e interna (Retrolavado) 7.2.9 Revisión de la estructura para detectar fugas, dalos o deterioro Registro de la información Pintura y lubricación Operador de de los la planta accesorios del conjunto Herramienta menor DESINFECCIÓN La desinfección del agua tratada en la Planta de tratamiento se realiza con Cloro líquido con una pureza del 99,5%. La dosificación se realiza a través de cloradores ubicados en la estación de cloración, la cual está dotada de equipos especializados para la aplicación del cloro. El sistema de cloración se realiza con agua tratada del tanque de almacenamiento N°1; el agua es bombeada por un sistema de hidroflow hasta los cloradores y se aplica directamente a la entrada de cada tanque. CONTROL 1. Verificar existencia de cilindros de cloro.- El operador de Planta deberá tomar cuantificar y registrar a las 12:00 la cantidad de contenedores tanto llenos, en uso, como vacíos y registrarlo diariamente en el formato correspondiente. 2. Registrar consumo horario de cloro.- Horariamente, el operador de plantas registrará el consumo del desinfectante de Cloro Líquido en Kg/hora de cada Clorador en el formato correspondiente. 3. Analizar muestras de agua tratada. El Operador de Plantas deberá, mínimo una vez por semana, realizar los análisis para agua para agua tratada: Cloro libre residual. 4. Ajustar los procesos.- El operador de Plantas deberá ajustar los procesos (recalcular la dosis de coagulante o disminuir caudal u otra operación) en el siguiente caso: 196 Cuando el Cloro en agua tratada: el operador deberá modificar la descarga de cloro si este es < 0,5 mg/L o > de 2,0 mg/L de Cl2. MANTENIMIENTO Tabla 66. Mantenimiento cloradores y almacenamiento Estructura Actividades Actividades Actividades periódicas eventuales (15 días) (Mensual) diarias Revisión los Inspección Clorador visual de equipos Herramientas, Responsable equipos e insumos de equipo Registro de la de mezcla y Pintura y almacenami lubricación Operador de de los la planta ento accesorios Detectar información Herramienta fugas en la menor tubería Aplicación del Herramienta cloro :El valor menor aceptable del cloro Residual libre en cualquier punto Revisar la estructura Tanque de de la red de para almacenamie distribución el encontrar nto agua para fugas, daños consumo o humano del conjunto. deterioro Pintura y lubricación Operador de de los la planta accesorios Pintura anticorrosiva, deberá estar comprendido entre 0,3 y 2,0 mg/L 197 8 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS (Ver Anexo-Especificaciones Técnicas del Proyecto) 9 PRESUPUESTO GENERAL Y ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS, CRONOGRAMAS, ETC Debido a lo extenso del estudio de costos este se presenta a manera de anexo de acuerdo al siguiente detalle: Presupuesto referencial del proyecto Valor Agregado Ecuatoriano (VAE) Análisis de Precios Unitarios Fórmula Polinómica del Proyecto Cuadrilla Tipo Cronograma Valorado de Obra 198 10 PLANOS El anexo de planos se presenta de acuerdo al siguiente detalle: Planos de Captación (Implantación – Hidromecánicos - Detalles) Planos de Planta de Tratamiento (Implantación-Estructurales-DrenajeHidromecánicos) Planos de estación de redistribución en Tres de Noviembre (Implantación – Estructurales) Planos de estación de redistribución en Ala Moreña (Implantación – Estructurales) Planos de redes de distribución y líneas de impulsión (Implantación general-Detalles) Planos eléctricos (Implantación general-Detalles) Planos de afectaciones a predios públicos o privados (Planos de Afectaciones) 199 11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El sistema de abastecimiento de agua existente, es un sistema poco tecnificado pero eficiente, con capacidad de abastecer de agua en horario continuo a los usuarios muy cercanos a la zona de ubicación de la infraestructura (Captación y Tanque Elevado), pero que consecuentemente, no tiene la capacidad hidráulica de extender la cobertura hacia lugares aledaños que también cuentan con usuarios requirentes. Además, se debe tomar en cuenta que el agua que este sistema entrega, goza de una calidad aparentemente buena, sin embargo, los ensayos realizados a las fuentes existentes, evidencian que se requiere de la implementación de ciertos procesos físicos y químicos para garantizar el suministro de agua en condiciones verdaderas de potabilidad. El sistema de abastecimiento propuesto ha sido analizado mediante el desarrollo de ingenierías elementales como el estudio hidrológico, y la caracterización, química, física y biológica de la fuente, los cuales representan la base técnica para aseverar o garantizar las condiciones adecuadas de oferta en términos de cantidad y calidad, y poder de esta manera migrar a un sistema capaz de extender las áreas de servicio de forma exponencial con respecto a lo propuesto actualmente, pudiendo de esta manera satisfacer las demandas actuales y futura al año horizonte de diseño, en función de las dotaciones adecuadas establecidas en la normativa local vigente (NORMAS PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA POBLACIONES MAYORES A 1000 HABITANTES), la cual a través de ciertos lineamiento, orientan al diseño ingenieril a adoptar parámetros mínimos necesarios que ayudan a garantizar el servicio proyectado de agua potable, en condiciones de calidad y cantidad. El dimensionamiento del sistema propuesto, se ha realizado en base a la determinación de ciertos parámetros técnicos según lo estipulado en la normativa local vigente para proyectos hidrosanitarios y de agua potable, para lo cual se ha justificado y categorizado a los centros poblados de la cabecera parroquial Tres de Noviembre y Bella Sombra como centros 200 poblados urbanos, por su evidente consolidación poblacional y condiciones de servicio existentes, sin embargo para las demás comunidades beneficiadas (25 de Diciembre, La Pakinza, 12 de Febrero, Alma Lojana, Fredy Silva, El Progreso), se ha considerado parámetros de diseño para centros poblados rurales, previendo de esta manera un dimensionamiento adecuado del sistema. Una vez concluido el análisis de oferta y demanda es importante recalcar que estos valores representan la base de dimensionamiento integral del sistema, debido a que su magnitud se refleja en la envergadura de los componentes, por lo que se muestra a continuación a manera de resumen, los caudales requeridos para satisfacer la demanda en el año horizonte de diseño: TIPO DE CAUDAL CAUDAL DE CAPTACIÓN DE AGUA SUPERFICIAL CAUDAL DE CONDUCCIÓN DE AGUA CRUDA CAUDAL DE DISEÑO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN CAUDAL DE PLANTA DE TRATAMIENTO MAGNITUD 18.68 17.12 29.8 17.12 UNIDAD lt/s lt/s lt/s lt/s Se concluye además que la propuesta de diseño definitivo desarrollada es viable, factible y óptima, por lo que se recomienda a quien corresponda se continúe con la gestión de fondos necesarios para que el Gobierno Autónomo Descentralizado de la Joya de Los Sachas, en su afán de velar por el bienestar de sus pobladores y en alineación con los objetivos estratégicos institucionales, invierta recursos públicos para el mejoramiento del nivel de vida de los ciudadanos de la cabecera parroquial Tres de Noviembre, y las comunidades adyacentes como lo son: Bella Sombra, 25 de Diciembre, La Pakinza, 12 de febrero, Fredy Silva, Alma Lojana y el Progreso. 201 12 ANEXO FOTOGRÁFICO INSPECCIONES DE CAMPO DE INFRAESTRUCTURA EXISTENTE Ilustración 52: Inspección de campo de infraestructura existente. (Captación de vertiente en cabecera parroquial Tres de Noviembre) Ilustración 53: Reserva elevada parroquia Tres de Noviembre en 202 Ilustración 54: Reserva elevada en Bella Sombra Ilustración 55: captación de vertiente en Bella Sombra 203 TRABAJOS DE CAMPO PARA ESTUDIOS PRELIMINARES DE INGENIERÍA Ilustración 56: Levantamientos Topográficos para obtención de información de campo Ilustración 57: Ensayo de suelos para determinar viabilidad de cimentación de las estructuras hidráulicas en los posible sitios de implantación 204 Ilustración 58: Toma de muestras de suelo para realizar ensayos de laboratorio y la respectiva caracterización geotécnica de la zona Ilustración 59: Toma de muestras de agua superficiales para caracterización física, química y biológica de la fuente. Ilustración 60: Toma de muestras de agua superficiales para caracterización física, química y biológica de la fuente. 205
