h.u.p. Bella Vista - Informe

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE

INGENIERÍA CILVIL

Autores:

ELIAS CHERO, ZUBEIDA.

VILLÓN GUTIÉRREZ, YERAL.

Asesor:

ING. ROJAS SILVA VICTOR ROLANDO.

Curso:

INGERNIERÍA SANITARIA

Ciclo:

VII

Proyecto:

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO DE LA H.U.P. BELLA VISTA

Nvo. Chimbote - Perú

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2015

H.U.P. BELLA VISTA

1 ASPECTOS GENERALES

1.1 Ubicación Geográfica

La Habilitación Urbana Progresiva Bella Vista se encuentra en la parte Sur – Este del distrito de

Nuevo Chimbote, Provincia del Santa, Región Ancash.

Esta H.U.P. se encuentra enmarcado dentro de la Av. Agraria, Calle 3, Calle 4 y Calle 7.

Así mismo, el área de estudio tiene como límites las siguientes localidades:

- Por el Norte : A.H. Carlos García Ronseros

- Por el Sur : A.H. Victoria del Sur

- Por el Este : H.U.P. Houston

- Por el Oeste : Terreno de la UNS que permuta con ENACE

Ocupa las siguientes coordenadas:

- Latitud Sur : 9° 7´ 2.47´´

- Longitud Oeste : 78° 29´ 59.21´´

La altitud es de 68 m.s.n.m.

1.2 Clima

Presenta un clima de tipo desértico con insuficientes precipitaciones que se ajustan a los desiertos

subtropicales. Su temperatura máxima es de 32°C en el verano y la mínima de 14°C en el invierno;

la humedad relativa máxima es del 92% y la mínima de 72%, presenta vientos constantes durante

todo el año, con velocidades de 24 y 30 Km/h. Durante el invierno, neblinas de un espesor de

400m. Cubren el cielo, a solo 64 mm. de pluviómetro se precipitan en garua y en sus pistas o

arenales se dejan ver espejismos.

1.3 Topografía y calidad del terreno

Presenta una Topografía Plana, con un Suelo de Tipo arenoso suelto superficialmente, en gran

parte y otra parte del sector es terreno rocoso, en lo que respecta a la zona de la H.U.P. Bella

INGENIERÍA SANITARIA

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Vista, se ha podido evidenciar que el nivel freático no se encuentra aproximadamente hasta las

profundidades de 4.00m a 5.00m del terreno natural.

2 PLANEAMIENTO

2.1 Demanda de agua

Para el cálculo de la demanda de agua se requiere analizar cuatro variables, que son:

- Periodo de diseño.

- Población actual y futura.

- Dotación de agua.

- Cálculo de caudales.

2.1.1Periodo de diseño

Teniendo en cuenta los aspectos anteriores, determinamos que para todos los casos la red de

tuberías tendrá un periodo de diseño de 20 años contados a partir del año vigente.

2.1.2Población actual y futura

CANTIDAD DE HABITANTESManzana N° Lotes Área (m2) Uso Hab./Lote Habitantes

A 32 3456 Vivienda 6 192B 28 3024 Vivienda 6 168C 26 2886 Vivienda 6 156D 26 2886 Vivienda 6 156E 28 3108 Vivienda 6 168F 28 3108 Vivienda 6 168G 28 3024 Vivienda 6 168H 24 2628 Vivienda 6 144I 26 2844 Vivienda 6 156L 30 3240 Vivienda 6 180

Total 276 30204 1656

Manzana N° Lotes Área (m2) UsoJ 2 2106 Educación y Otros FinesK 1 3510 Recreación Pública

Total 3 5616

La H.U.P. Bella Vista cuenta con 276 lotes de área mayor a 90 m2, de tal manera que se realizó el

conteo de las viviendas tomando una densidad de 6 hab. / Vivienda, determinando la cantidad de


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1656 habitantes, siendo esta nuestra población futura (Pf), lo cual se justifica por las siguientes

razones:

a) La condición de la H.U.P. Bella Vista se encuentra delimitada:

- Por el Norte : A.H. Carlos García Ronseros

- Por el Sur : A.H. Victoria del Sur

- Por el Este : H.U.P. Houston

- Por el Oeste : Terreno de la UNS que permuta con ENACE

b) Ésta situación impide el crecimiento poblacional de la zona de estudio, es por ello que

hemos determinado que la población no podrá expandirse en los próximos años.

Figura:

Mapa de Ubicación.

La población actual y futura se muestra en los siguientes esquemas:

ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN ACTUALN° Viviendas Hab./Lote Habitantes

276 6 1656

2.1.3Dotación de agua

Dentro del Reglamento Nacional de Edificaciones, en el Título Obras de Saneamiento:


POBLACIÓN ACTUAL Y FUTURADensidad Poblacional (Habitantes/Vivienda) 6Población Actual 1656Periodo del proyecto 20Población Futura 1656

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Según la Norma OS.100:

- Para programas de vivienda con lotes de área mayor o igual a 90 m2, las dotaciones serán

de 180 I/hab/d, en clima frío y de 220 I/hab/d en clima templado y cálido.

La dotación que tomaremos es de 220 l/hab/d, debido a que la H.U.P. Bella Vista tiene una altitud

menor a los 2000 m.s.n.m., considerándolo un clima templado y cálido.

Según la Norma IS.010:

- La dotación de agua para locales educacionales será de 50 l/d por persona.

- La dotación de agua para áreas verdes será de 2 l/d por m2. No se requerirá incluir áreas

pavimentadas, enripiadas u otras no sembradas para los fines de esta dotación.

- La dotación de agua para oficinas se calculará a razón de 6 l/d por m2 de área útil del

local.

2.1.3.1Variaciones de consumo

En los abastecimientos por conexiones domiciliarias, los coeficientes de las variaciones de

consumo, referidos al promedio diario anual de la demanda, son:

- Máximo anual de la demanda diaria (K1): 1.3

- Máximo anual de la demanda horaria (K2): 1.8 a 2.5

2.1.3.2Caudales de diseño

Los parámetros para un proyecto de agua potable son los siguientes:

a) Caudal medio diario (Qm): Es el consumo que realizará la población de diseño durante un

periodo de un día.

- Población futura : 1656 Habitantes

- Centro Educativo : 500 Personas aprox.

- Área de Parque : 3510 m2

- Área de Otros Fines : 675 m2

CAUDAL MEDIO DIARIOPARÁMETRO FÓRMULA RESULTADO

Qm(Lotes>90m2) Qm = Pf*Dotación(l/hab/d)/86400 4.21Qm(Centro Educativo) Qm = Personas*Dotación(l/persona/d)/86400 0.29Qm(Parque) Qm = Área*Dotación(l/m2/d)/86400 0.08Qm(Otros Fines) Qm = Área*Dotación(l/m2/d)/86400 0.05

Total 4.63*Finalmente determinamos un Qm = 4.63 Lt/seg.


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b) Caudal máximo diario (Q máx.d): El caudal Q máx. d, servirá para el diseño de la

captación, línea de conducción y reservorio.

c) Caudal máximo horario (Q máx.h): El Q máx. h, servirá para el diseño del aductor y

sistema de distribución.Para el cálculo, se considera las siguientes expresiones:

DISEÑO DE CAUDALESPARÁMETRO FÓRMULA RESULTADO

Caudal Medio Diario (Lt/seg.) Qm = Pf*Dotación/86400 4.63Caudal Máximo Diario (Lt/seg.) Qmáx. d = 1.3*Qm 6.02Caudal Máximo Horario (Lt/seg.) Qmáx. h = 2.0*Qm 9.26

2.2 Fuente de abastecimiento de aguaCAPTACIÓN Y CAUDAL DE CONDUCCIÓN

El agua cruda proviene del RÍO SANTA a 225 m.s.n.m. por intermedio de la bocatoma LA HUACA

ubicada sobre la ribera izquierda, de una capacidad de 35 m3/s. El agua es derivada por

intermedio de un vertedero constituyendo una pequeña esclusa sobre el río y es dirigida hacia un

desarenador antes de alimentar el canal IRCHIM a 222 m.s.n.m. revestido de concreto y de forma

trapezoidal. El canal CARLOS LEIGHT constituye una derivación del canal IRCHIM tiene una

longitud total de 30 km, una capacidad de 2 m3/s y está enteramente revestido de concreto.

LAS LAGUNAS DE ALMACENAMIENTO

El agua del canal alimenta tres lagunas de almacenamiento situadas en la parte superior de la

planta de tratamiento de agua potable. Estas lagunas son alimentadas por intermedio de válvulas

de entradas independientes. La capacidad total de estas lagunas es de 70 000 m3.

PLANTA DE POTABILIZACIÓN BELLAMAR

La Planta de Tratamiento está situada en un vasto terreno perteneciente a SEDA CHIMBOTE al

este de Buenos Aires con una capacidad de tratamiento de 250 l/s. Y se encarga del

abastecimiento de los sectores Este, Centro y Sur del distrito de Nuevo Chimbote.

ALMACENAMIENTO

El Sistema de Agua Potable de Chimbote y Nuevo Chimbote posee once reservorios. La capacidad

total de almacenamiento es de 24 000 m3. El agua potable al salir de la planta de potabilización

Bellamar se almacena en el reservorio R6A interconectado con el reservorio R6B.


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Figura: Croquis de las fuentes de abastecimiento.


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3 LÍNEA DE CONDUCCIÓN

Trazo de la línea de conducción y perfil de elevación mediante el Software “Google Earth”.

Fuente: Software Google Earth.


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Perfil de la Línea de Conducción.

Captación: Planta de Tratamiento.

Reservorio Elevado.

DISTANCIA (km.)

ELEVACIÓN (m.s.n.m.)

Carga Disponible

12 m.

Perfil de elevación de la línea de conducción:


CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Datos:

Caudal Máximo Diario (Qmáx d.) : 6.02 l/sLongitud total (Lt) : 1040.00 m.

TramosLong. Qmd Cota del

terreno Carga disponible

(m)

s (m/km) Ø

Ø

Veloc. (m/s)

hf (m/m

)Hf

Cota Pizométrica Presión (m)

Presión (lb/pulg2)

Clase de

Tuberíacomer.

(m) (l/s) inicial final (pug) Inicial Final Inicial Final

Capt. - Pto 1 157.00 6.02 81.000 79.000 2.00 12.74 3.32 4 0.74 5.15 0.81 81.000 80.192 0.00 1.19 1.69 5

Pto 1 - Pto2 816.00 6.02 79.000 71.000 8.00 9.80 3.51 4 0.74 5.15 4.20 80.192 75.992 1.19 4.99 7.09 5

Pto2 - Pto 3 67.00 6.02 71.000 70.000 1.00 14.93 3.22 4 0.74 5.15 0.34 75.992 75.647 4.99 5.65 8.02 5

1040.00

Cota Topográfica: 76.70m.s.n.m.h cúpula = 0.50 m.

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4 RED DE DISTRIBUCIÓNPara realizar el planeamiento de la red de agua potable se debe de seguir los siguientes pasos:

4.1 Identificación del punto de Alimentación

Dimensionamiento del Reservorio Elevado:

Cota topográfica del Suelo : 64.5m.s .n .m .

Cotade Fondodel Reservorio Elevado :Cota topográfica del Suelo+Pmín

Cotade Fondodel Reservorio Elevado :64.5+10

Cotade Fondodel Reservorio Elevado :74.50m .s .n .m.

Cálculo del volumen del reservorio:

RESERVORIO Fórmula l/s m3/día

V.R. Volumen de regulación (m3) : VR = 0.25*Qmáx d.VR = 0.25*6.02

1.5050 (1.5050*86400)/1000 = 130.032

V.I. Volumen contra incendios (m3) : - - 50.000

V.E. Volumen de emergencia (m3) : VE = 0.07*Qmáx d.VE = 0.07*6.02

0.4214 (0.4214*86400)/1000 = 36.409

Volumen del reservorio (m3) : VT = VR + VI + VE - 216.441

Volumen del Reservorio: 217 m3 → Para este volumen determinamos un nivel de agua de h: 2

m

Diámetro: V=A .h→D=√V ×4h×π=√ 217×42×π

=11.75→D=12m .

Cota topográfica del Reservorio Elevado :Cotade Fondodel Reservorio Elevado+Nivel del agua+0.2

Cota topográfica del Reservorio Elevado :74.50+2.0+0.2

Cota topográfica del Reservorio Elevado :76.7m. s .n .m .


Fuste = 10.00 m.

74.50 m.s.n.m.

64.50 m.s.n.m.

h nivel del agua = 2.00 m.

h’ = 2.20 m.

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4.2 Consideraciones básicas de diseño

- Caudal Máximo Horario (Qmáx. h):

Qmáx .h=9.27l /s=0.00927m3/s

- Caudal de tramo (QAi):

QAi=Qmáx. h× A i

AT

- Cota del Terreno: Las cotas del terreno se obtuvieron del plano topográfico de la red de

distribución, considerando la cota inicial al comienzo del tramo y la cota final al concluir

este.


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- Velocidad y Diámetro de Tubería: Tomamos una velocidad media de 1.5 m/s, con esta

velocidad y el caudal de tránsito determinaremos los diámetros comerciales para cada

tramo de tubería que conforma la red principal.

Q=V . A→Q=1.5( π .D24 )→D=√ Q .41.5 (π )

;Q :Caudalde tránsito

Tramo “ A’ – B ”

D“A ’ –B”=√ 0.005968×41.5 (π )=0.07117m≈0.075m

Tramo “ B – C ”

D“B– C”=√ 0.004895×41.5 (π )=0.06446m≈0.075m

Tramo “ C – D ”

D“C – D”=√ 0.003161×41.5 (π )=0.05180m≈0.075m

Tramo “ D – A ”

D“D – A”=√ 0.001386×41.5 (π )=0.03430m≈0.075m

Tramo “ A – A’ ”

D“A – A ’”=√ 0.003292×41.5 (π )=0.005286m≈0.075m

- Pérdida de Carga unitaria (hf) y Pérdida de Carga por tramo (Hf): Conocidos los valores de

caudal de tránsito, diámetro (Ø) de tubería para cada tramo, utilizamos las siguiente

expresiones:

hf=10.549×Q1.85

C1.85×D4.85Hf=( 10.549×Q1.85C1.85×D 4.85 )×L

- Cotas Piezométricas inicial y final: Para el cálculo de las cotas piezométricas de la red, se

empieza por analizar el tramo de la línea de aducción. La línea de aducción es el tramo

comprendido entre el reservorio elevado de almacenamiento y el inicio de la red de

distribución (Res – A’). Se diseñó considerando un consumo máximo horario de 9.27 l/s.


A

B

CD

A’

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CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN POR EL MÉTODO HARDY CROSS

Cálculo de los Caudales de Tramo:

AT=A1+A2+A3+A4+A5

AT=10683.7960+6015.7500+9717.8403+17716.6828+7769.0389

AT=51903.1080m2

Tramo “ A’ – B ”

QA2=0.00926×6015.7500

51903.1080=0.001073m3/s (→ )0.005968m3/s

Tramo “ B – C ”

QA3=0.00926×9717.8403

51903.1080=0.001734m3 /s (↓ )0.004895m3/s

Tramo “ C – D ”

QA 4=0.00926×17716.6828

51903.1080=0.003161m3/ s (← )0.003161m3/s

Tramo “ D – A ”

QA5=0.00926×7769.0389

51903.1080=0.001386m3/s (↓ )0.001386m3/ s

Tramo “ A – A’ ”

53.4 msnm64.00 msnm

67.40 msnm65.80 msnm

59.80 msnm

111.9259 m164.0956 m

274.3310 m

201.0118 m

176.8431 mQA1 = 0.001906 m3/s

QA2 = 0.001073 m3/s

QA4 = 0.003161 m3/s

A1 = 10683.7960 m2A2 = 6015.7500m2

A3 = 9717.8403 m2

QA3 = 0.001734 m3/s

A4 = 17716.6828m2

A5 = 7769.0389 m2

QA5 = 0.001386 m3/s

0.003292 m3/s

0.005968 m3/s

0.004895 m3/s

0.003161 m3/s

0.001386 m3/s


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QA1=0.00926×10683.7960

51903.1080=0.001906m3/s (← )0.003292m3/s


CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN POR EL MÉTODO HARDY CROSSDatos:

Caudal Máximo Horario (Qmáx h.) : 9.26 l/s = 0.00926 m3/s

Longitud total (Lt) : 928.21 m. = 929 m.

TRAMOLONG. Q Ø

C h' h H H/Q ∆QQ1

(M) (M3/S) (M) (M3/S)

A' - B 111.93 0.005968 0.075 150 0.021811 0.021811 1 2.441 409.015 -0.001 0.004968

B - C 201.01 0.004895 0.075 150 0.015116 0.015116 1 3.039 620.838 -0.001 0.003895

C - D 274.33 0.003161 0.075 150 0.006731 0.006731 1 1.846 583.992 -0.001 0.002161

D - A 176.84 -0.001386 0.075 150 0.001464 -0.001464 -1 -0.259 186.869 -0.001 -0.002386

A - A' 164.10 -0.003292 0.075 150 0.007256 -0.007256 -1 -1.191 361.786 -0.001 -0.004292

928.21 5.876 2162.500 -0.001 0.009260

TRAMOLONG. Q1 Ø

C h'' h1 H1 H1/Q1 ∆Q1Q2

(M) (M3/S) (M) (M3/S)

A' - B 111.93 0.004968 0.075 150 0.015536 0.015536 1 1.739 350.040 -0.001 0.003968

B - C 201.01 0.003895 0.075 150 0.009905 0.009905 1 1.991 511.168 -0.001 0.002895

C - D 274.33 0.002161 0.075 150 0.003330 0.003330 1 0.914 422.952 -0.001 0.001161

D - A 176.84 -0.002386 0.075 150 0.004000 -0.004000 -1 -0.707 296.312 -0.001 -0.003386

A - A' 164.10 -0.004292 0.075 150 0.011853 -0.011853 -1 -1.945 453.169 -0.001 -0.005292

928.21 1.992 2033.641 -0.001 0.009260

TRAMOLONG. Q2 Ø

C h''' h2 H2 H2/Q2 ∆Q2Q3 COTA

TOPOGRÁFICACOTA

PIEZOMÉTRICA PRESIÓN (M) CLASE DE

TUBERÍA(M) (M3/S) (M) (M3/S) Inicial Final Inicial Final Inicial Final

A' - B 111.93 0.003968 0.075 150 0.010251 0.010251 1 1.147 289.063 0.000 0.003968 65.800 67.400 84.022 82.875 18 15.475 5

B - C 201.01 0.002895 0.075 150 0.005721 0.005721 1 1.150 397.237 0.000 0.002895 67.400 64.000 82.875 81.725 15 17.725 5

C - D 274.33 0.001161 0.075 150 0.001055 0.001055 1 0.289 248.923 0.000 0.001161 64.000 53.400 81.725 81.436 18 28.036 5

D - A 176.84 -0.003386 0.075 150 0.007644 -0.007644 -1 -1.352 399.291 0.000 -0.003386 53.400 59.800 81.436 82.788 28 22.988 5

A - A' 164.10 -0.005292 0.075 150 0.017462 -0.017462 -1 -2.865 541.383 0.000 -0.005292 59.800 65.500 82.788 85.653 23 20.153 5

928.21 -1.631 1875.897 0.000 0.009260 -1.631

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