Parametros basicos para diseño de sistemas de abastecimiento de agua

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Ing. Colala Castillo Jhon D.

Los sistemas para abastecimiento de agua potable constan de diversos componentes: captación, conducción,
potabilización, desinfección, regulación y distribución; en cada uno se construyen las obras necesarias para que sus objetivos
particulares sean alcanzados de forma satisfactoria.
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Se consideran las tres regiones del Perú:
o Costa
o Sierra
o Selva
La ubicación condicionará principalmente la
dotación de abastecimiento de agua para
consumo humano y el tipo de fuente
predominante.
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PRIMER CRITERIO
 Para poblaciones de 2000 hasta 20000 habitantes se considerara de 15 años.
 Para poblaciones de 20000 a más habitantes se considerara de 10 años.
SEGUNDO CRITERIO
 Mediante la siguiente fórmula:
𝑋0 =
2.6 ∗ 1 − 𝑑 1.12
𝑖
• Xo = Periodo de diseño económico optimo (años).
• d = Factor de escala.
• i = Costo de oportunidad del capital.
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TERCER CRITERIO
Periodos máximos recomendables:
PERIODO (años)
20
20
20
20
20
20
20
10
10
5Unidad básica de Saneamiento (UBS-HSV)
Planta de tratamiento de agua para consumo humano
Reservorio
Tubería de conducción, impulsión y distribución
Estación de bombeo
Equipos de bombeo
Unidad básica de Saneamiento (UBS-AH, -C, -CC)
OBRA
Fuente de abastecimiento
Obra de captación
Pozos
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MÉTODO ARITMÉTICO
Para el cálculo de la población de diseño, se aplicará métodos matemáticos o métodos racionales.
Este método se emplea cuando la población se encuentra en franco crecimiento.
Donde:
 Pi: Población inicial (Habitantes)
 Pd: Población de diseño (Habitantes)
 r: Índice de crecimiento poblacional anual (%)
 t: Período de diseño (años)
𝑃𝑑 = 𝑃𝑖 ∗ 1 +
𝑟 ∗ 𝑡
100 𝑟 =
𝑃𝑓
𝑃𝑜
− 1
𝑡
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MÉTODO GEOMÉTRICO
Este método se emplea cuando la población está en su iniciación o periodo de saturación mas no
cuando está en el periodo de franco crecimiento.
𝑃𝑓 = 𝑃0 ∗ 1 + 𝑟 𝑡
𝑟 =
𝑃𝑓
𝑃0
1
𝑡
− 1
Donde:
 Po: Población inicial (Habitantes)
 Pf: Población futura de diseño (Habitantes)
 r: Índice de crecimiento poblacional anual
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MÉTODO DE INTERÉS SIMPLE
Donde:
 t: Tiempo futuro (años)
 to: Tiempo inicial (años)
 Pi: Población en el año i (Habitantes)
 Pi+1: Población del siguiente año (Habitantes)
 ti: Año i
 ti+1: Año siguiente
𝑃𝑓 = 𝑃0 ∗ 1 + 𝑟 ∗ 𝑡 − 𝑡0 𝑟 =
𝑃𝑖+1 − 𝑃𝑖
𝑃𝑖 ∗ (𝑡𝑖+1 − 𝑡𝑖
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MÉTODO DE WAPPAUS
Donde:
Es otro de los métodos que se encuentran en función de la tasa de crecimiento anual y el periodo de
diseño, y viene dado por la siguiente expresión:
𝑃𝑓 =
𝑃𝑜 ∗ (2 + 𝑟 ∗ 𝑡
2 − 𝑟 ∗ 𝑡
𝑟 =
2(𝑃𝑓 − 𝑃𝑜
𝑡 ∗ (𝑃𝑓 + 𝑃𝑜
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CONSIDERACIONES:
 En caso de no existir el dato de índice de crecimiento poblacional (r), se adoptará el relativo a otra población
cercana y similar, o bien, la tasa de crecimiento distrital rural.
 En cualquier caso, si el valor de la tasa de crecimiento es negativo se adoptará una población futura similar a la
actual (r = 0).
 Tratándose de asentamientos humanos existentes, el crecimiento deberá estar acorde con el plan regulador y
los programas de desarrollo regional si los hubiese, en caso de no existir éstos, se deberá tener en cuenta las
características de la ciudad, los factores históricos, socioeconómicos, su tendencia de desarrollo y otros que se
pudieren obtener.
 Tratándose de nuevas habilitaciones para viviendas deberá considerarse por lo menos una densidad de 6
hab./viv.
 El proyectista podrá adoptar, justificadamente, el método que considere más adecuado para determinar la
población de diseño, tomando en cuenta igualmente datos censales del INEI, u otra fuente que refleje el
crecimiento poblacional.
 En cualquier caso es necesario contar con un padrón de usuarios actualizado a la fecha de formulación del
estudio correspondiente.
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Será criterio del ingeniero proyectista determina si la
población se clasifica en:
o Dispersa
o Concentrada
Las consideraciones que tendrá en cuenta el Proyectista
para determinar si la población es dispersa, serán las
siguientes:
o Poblaciones inferiores a 100 habitantes o que
cuenten con menos de 20 viviendas.
o Poblaciones que teniendo más de 20 viviendas
presenten una separación media entre ellas
superior a 50 m.
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RELACIÓN CON OTROS PARÁMETROS DE DISEÑO
La dotación de abastecimiento de agua para consumo humano dependerá de:
 Ámbito geográfico de la población.
 Rendimiento de la fuente en periodo de estiaje, dado que éste deberá ser superior al caudal de diseño.
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Según el RNE la dotación promedio diaria anual por habitante, se fijará en base a un estudio de consumos
técnicamente justificado, sustentado en informaciones estadísticas comprobadas.
Si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecución se considerara, los
siguientes valores referenciales:
HABILITACIONES URBANAS ZONAS RURALES
DOTACIÓN
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DOTACIÓN EN CASOS ESPECIALES (ÁMBITO RURAL)
 Para soluciones con tecnologías no convencionales de abastecimiento, se asumirá una dotación
máxima de 30 litros/(habitante x día) en el caso de captación de agua de lluvia, y de 20
litros/(familia x día) en el caso de esquemas de abastecimiento especial (filtro de mesa y otros).
 Esta dotación de abastecimiento, también se aplicará en situaciones de emergencias y/o
desastres.
 Esta dotación se destinará al consumo de agua de bebida y preparación de alimentos.
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NOTA
 Para habilitaciones de tipo industrial, deberá determinarse de acuerdo al uso en el proceso
industrial, debidamente sustentado. (Urbano)
 Para habilitaciones de uso comercial se aplicará la Norma IS.010. (Urbano)
 En la dotación para la zona rural se considera el consumo proveniente de ducha y lavadero
multiuso. En caso de omitir cualquier de estos elementos, se deberá justificar la dotación a
utilizar. (Rural)
 En caso de piletas públicas la dotación recomendada será de 30 lt/hab./día. (Rural)
 Para instituciones educativas se empleará una dotación de (Rural):
 Educación primaria: 20 lt/alumno x día
 Educación secundaria y superior: 25 lt/alumno x día
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CRITERIOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FUENTE
La fuente más conveniente se determinará con los
siguientes criterios:
 Calidad de agua para consumo humano.
 Caudal de diseño del proyecto.
 Menor costo de implementación del
proyecto.
 Libre disponibilidad de la fuente.
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CLASIFICACIÓN Y SELECCIÓN
Fuente
superficial
-Ríos
-Canales
-Lagos y embalses
Fuente
subterránea
-PO: Pozos
-MA: Manantiales
-GA: Galerías filtrantes
Otras
-LL: Agua de lluvia
-NE: Agua de neblina
 Será obligatoria la comprobación del
rendimiento de la fuente seleccionada,
siendo éste superior al consumo
estimado de la población.
 De no existir alguna fuente que cumpla
con este último requisito, el proyectista
sustentará la selección y ajustará la
dotación al caudal disponible.
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NECESIDAD DE ESTACIONES DE BOMBEO
La diferencia de niveles entre la fuente de agua y la población, condicionará la existencia o no de
estaciones de bombeo. En la medida de lo posible se evitará su uso, salvo que se trate de fuente
única.
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CALIDAD DEL AGUA DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO
El agua potable es aquella que al consumirla no daña el organismo del ser humano ni daña los
materiales a ser usados en la construcción del sistema.
La calidad será verificada mediante los resultados de ensayos de laboratorio correspondientes,
condicionando la opción tecnológica a seleccionar, ya que determinará si es necesario o no el
tratamiento de potabilización.
Las aguas superficiales destinadas a la producción de agua para el consumo humano se clasifican
en:
o Tipo A1: Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección.
o Tipo A2: Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional.
o Tipo A3: Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento avanzado.
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Los requerimientos básicos para que el agua sea potable, son:
 Estar libre de organismos patógenos causantes de enfermedades.
 No contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o crónico sobre la salud
humana.
 Ser aceptablemente clara (Baja turbidez, poco color, etc.).
 No salina.
 Que no contenga compuestos que causen sabor y olor desagradables.
 Que no cause corrosión o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua, y que no
manche la ripa lavada con ella.
22

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La fuente de agua seleccionada puede estar ubicada en la propiedad de una persona o pertenecer
a otro pueblo siendo necesario resolver los derechos del agua. A pesar de no ser responsabilidad
del investigador, es importante asegurarse que las disputas se resuelvan satisfactoriamente.
El ministerio de salud exige para aprobar los proyectos un certificado de la comunidad o de las
personas afectadas como una constancia que la fuente no tiene problema legal
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Según el RNE en los abastecimientos por conexiones domiciliarias, los coeficientes de las variaciones de
consumo, referidas al promedio diario anual de la demanda, deberán ser fijados en base al análisis de
información estadística comprobada. De lo contrario se podrán considerar los siguientes coeficientes.
HABILITACIONES URBANAS ZONA RURAL
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CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Qp)
El consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estimación del consumo per
cápita para la población futura del período de diseño, expresada en litros por segundo (l/s) y se
determina mediante la siguiente relación:
𝑄 𝑃( 𝑙 𝑠 =
𝑃𝑓 ∗ 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
86400
Donde:
 Qp: Consumo promedio diario (l/s).
 Pf: Población futura (hab.).
 Dotación: l/(hab.-día).
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CONSUMO MÁXIMO DIARIO (Qmd)
El consumo máximo diario se defina como el día de máximo consumo de una serie de registros
observados durante los 365 días del año.
Se obtendrá de estudios de consumo reales en la zona en la que se desarrolle el proyecto. De no existir
estudios específicos, para Qmd se considerará como lo siguiente:
Donde:
 Qmd: Consumo máximo diario (l/s).
𝑄 𝑚𝑑 = 𝐾1 ∗ 𝑄 𝑃 𝐾1 = 1.3
Localidades urbanas
Localidades rurales
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CONSUMO MÁXIMO HORARIO (Qmh)
El consumo máximo horario, se define como la hora de máximo consumo del día de máximo consumo.
Se obtendrá de estudios de consumos reales en la zona en la que se desarrolle el proyecto. De no existir
estudios específicos, se calculará del siguiente modo:
𝑄 𝑚ℎ( 𝑙 𝑠 = 𝐾2 ∗ 𝑄 𝑝
𝐾2 = 1.8 − 2.5
𝐾2 = 2.0
Localidades urbanas
Localidades rurales
Donde:
 Qmh: Consumo máximo horario (l/s).
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CONSUMO CONTRA INCENDIO(Qi) (HU)
 Para habilitaciones urbanas en poblaciones menores de 10 000 habitantes, no se considera
obligatorio demanda contra incendio.
 Para habilitaciones en poblaciones mayores de 10 000 habitantes, deberá adoptarse el siguiente
criterio:
Para áreas destinadas netamente a viviendas: 15 l/s.
Para áreas destinadas a usos comerciales e industriales: 30 l/s.
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INUNDABILIDAD
Zona inundable es aquella que por tiempo mayor a 1 semana en un año hidrológico e independiente del
mes, queda inundada por una lámina de agua, sin especial consideración en cuanto a su tirante.
Se evitara la localización de elementos en zona inundable, para zonas de costa y sierra. Para la selva,
ubicar todos los elementos del sistema a una cota mayor a la media aritmética del nivel máximo de
inundación de los diez últimos años.
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PERMEABILIDAD
El proyectista verificará esta característica del terreno, si fuera el caso.
El proyecto se desarrollara, según el perfil estratigráfico del terreno y Norma Técnica IS.020 de tanques
sépticos, en una zona con suelo:
o Permeable:
 Rápido
 Medio
 Lento
o Impermeable
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PROFUNDIDAD DE LA NAPA FREÁTICA
El proyecto que incluya como alternativa de saneamiento
un sistema con disposición de excretas con arrastre
hidráulico se desarrollará en una zona con aguas
subterráneas, si la distancia entre el nivel máximo de la
napa freática y el fondo de cualquiera de los componentes
de saneamiento como: zanja de percolación, pozo de
absorción, etc., es mayor a 2 metros. Caso contrario se
considera una alternativa de saneamiento in situ del tipo
seco (sin arrastre hidráulico).

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INTRODUCCIÓN
Elegida la fuente de agua e identificada
como el primer punto del sistema de
agua potable, en el lugar se construye
una estructura de captación que permita
recolectar el agua, para que luego pueda
ser conducida hacia el reservorio de
almacenamiento.
El diseño de las obras deberá garantizar
como mínimo la captación del caudal
máximo diario necesario protegiendo a la
fuente de la contaminación.

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CONSIDERACIONES GENERALES
 AGUAS SUPERFICIALES:
• La obra de toma no modificara el
flujo normal de la fuente. Se
ubicará en zonas que no causen
erosión o sedimentación.
• Toda toma debe tener estructuras
para impedir el paso de sólidos y
además facilitar su remoción. El
exceso de agua deberá retornar al
curso original.
• La toma se ubicará de tal manera
que la variaciones de nivel no
alteren el funcionamiento de la
captación.

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