Diseño Hidrosanitario Colegio Paute (Reparado)
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MEMORIA TECNICA.
1. ANTECEDENTES:
El agua potable que actualmente surte a la Unidad Educativa, proviene de dos fuentes, la
primera es a travs de un sistema de captacin directa de una quebrada que est ubicada
en la parte alta de la propiedad, empleando un sistema de drenes con tubera cuyos
dimetros son de 25 y 32 mm las cuales desembocan en dos tanques desarenadores que
tienen las dimensiones:0.97m de largo por .87m de ancho y de 0.47 metros de alto, y con
una altura de descarga de 0.16 metros y de este pasa al segundo tanque cuyas
dimensiones son: 2.64 metros de largo por 2.00metros de ancho y una altura de 1.10
metros, tiene una conduccin con una tubera de PVC de 63mm de dimetro hasta llegar
a un tanque de reserva que se encuentra ubicado en el parter central de la va a Uzhupud
y desde este al tanque central de reserva emplazado en la zona junto al bar de la
institucin y desde este se realiza la distribucin a todos los ambientes del colegio.
De acuerdo al aforo que se realiz en estos das de invierno tenemos un caudal de: 0.44
litros por segundo, que significa que se tiene un caudal de 37.9 m3 por da; que es ms
que suficiente para abastecer las necesidades de la institucin; lo que significa que existe
problemas de fuga a lo largo de la conduccin; por lo que se recomienda realizar varios
aforos en diferentes das y a diferentes horas y as poder tener mayor seguridad del
caudal de captacin.
La segunda fuente de abastecimiento es la captacin de una vertiente que se encuentra
emplazada en la parte sur este de la propiedad en la parte inferior de la zona de la
avicultura, que se almacena en tres tanques, cuyo volumen es de 16.40 m3 los dos
primeros y de 14.90 m3 el tercero que da un volumen total de 47.30 m3; y que se alimenta
al tanque central, mediante una bomba de 3HP.
Estos tres tanques presentan un deterioro en sus paredes ya que se presentan
filtraciones, esto es debido a la edad de construccin de estos y a la calidad de agua.
Desde el tanque central de almacenamiento se da el servicio tanto para el consumo
humano, de animales y de regado, que de funcionar normalmente no se tendra
problemas de abastecimiento del lquido vital y que confirma que hay problemas en las
tuberas que sirven tanto para la conduccin, en la red de distribucin y el la tubera de
alimentacin.
4.2. ALCANTARILLADO:
El establecimiento cuenta con una red de alcantarillado de aguas lluvias, que capta estas
mediante una red de canales abiertos que se encuentran ubicados al contorno de las
edificaciones cuyas secciones son de forma trapecial, en la base su seccin es de 20
centmetros, una altura de 25 a 30 centmetros y en la parte superior su ancho es de 28
centmetros, y una pendiente del 2 al 4%, lo que garantiza la evacuacin rpida de estas
aguas hacia los pozos de revisin que luego descargan con el de las aguas servidas.
4.4. CONTROL DE INCENDIOS.En cuanto al control de incendios se dispone una red de extintores de polvo qumico, que
estn ubicados en algunos lugares como son: en el bar, en las oficinas del colegio Juan
Lunardi, en el rectorado y en el rea de la comunidad salesiana. No existe una red de
agua para el control de incendios.
5. DESCRIPCIN DEL PROYECTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE.El presente estudio consiste en realizar el diseo del Sistema de agua potable del centro
educativo que tiene los siguientes bloques: Comunidad Salesiana, Rectorado, Inspeccin
General, Oficinas del colegio a distancia Juan Lunardi, Biblioteca; Aulas, Laboratorios,
Inspeccin, Sala de Profesores, Atencin a los Representantes, Archivo y Preparaciones;
Bar Comedor, Laboratorio de Fsica y Qumica; un Patio Cvico; Coliseo, Zona de
elaboracin de productos de Lcteos y de Crnicos. El establecimiento cuenta con tres
bateras sanitarias que estn ubicadas la una en la parte superior junto al Saln de Actos,
una segunda batera en la parte sur, junto a la cancha de futbol y la ltima en la parte
norte que corresponde a la zona de los establos.
En el rea de la comunidad dispone de un medio bao, un comedor, y de 17 dormitorios
que disponen de un bao completo. En Bar Comedor dispone de dos bateras sanitarias
que es uso restringido solo para las personas que estn utilizando este espacio.
Todos los baos del edificio estn diseados con un sistema ventilacin por medio de las
ventanas para una mejor comodidad y garantizar su buen uso.
5.1. CALCULO DEL CONSUMO
Para determinar el caudal que se requiere para este establecimiento educativo se ha
tenido en cuenta que este tenga un volumen de almacenamiento para un perodo de 24
horas, y de acuerdo a la informacin de los vecinos del lugar como de los empleados y
funcionarios que tienen algunos aos laborando en este local, el perodo de lluvia son
desde el mes de octubre hasta el mes de marzo a abril y el resto del ao es de verano, y,
para prevenir estos tiempos de estiaje donde el caudal no puede ser constante y que
debe abastecer a los sistema de Agua Fra, y de Combate de Incendios y para el
consumo de los animales, se ha considerado los siguientes consumos por cada uno de
estos requerimientos y que se detalla en los cuadros adjuntos.
Dotacin
(lts/hab/dia)
Nmero
(hab)
Consumo total
(l/da)
Planta Docente
Alumnos
Personal Administrativo
comunidad salesiana
TOTAL:
50
50
50
150
40
800
10
20
2.000
40.000
500
3.000
45.500
( lts/dia)
Dotacin
(lts/hab/dia)
57
90
2,6
6,8
0,6
1,6
10
centro
educativo
Medio
250
2
20
10.000
litros
13.000 litros
67.540 litros
67.54 m3
5.2. TANQUES DE RESERVA: EMPLAZAMIENTO Y DIMENSIONES.Con la finalidad de establecer un espacio para el emplazamiento de los tanques de
reserva del agua potable que sern para el uso domstico, control de incendios y para
el consumo de los animales domsticos, que est libre de toda accin de parte de los
seores estudiantes o de personas particulares y que se garantice la calidad del agua,
y que adems permita tener mayor presin y facilidad en la distribucin, se ha visto
que el rea adecuada es la que est en la parte norte este de la propiedad, junto a la
va pblica y que colinda con la hostera, tendr un muro perimetral que separe de los
dems espacios del establecimiento.
Los tanques tendrn las siguientes dimensiones: Agua potable para el consumo
humano de: 5 metros de largo por 5 metros de ancho y de 2 metros de profundidad; el
tanque de agua para el consumo de los animales ser de: 4 metros de largo por 1.60
metros de ancho y de 1.60 metros de altura y el tanque para el control de incendios
ser de 4 metros de largo, 2.20 metros de ancho y una altura de 1.60 metros.
Las cisternas sern de hormign armado, tanto las paredes, fondo y la losa superior el
interior de la cisterna deber ser enlucido y pintado con una pintura epxica e
impermeabilizante, en la unin del fondo de las paredes se dejar una cinta perimetral
que sirva de junta; En la losa superior se ha previsto de dos tapas sanitarias de visita
que sern construidas de hierro de tol.
El sistema de desage y de limpieza de las cisternas se realizar en forma directa
hacia el sistema de alcantarillado que est previsto construir en la calle que colinda
con la propiedad de la hostera.
A la llegada a la cisterna se colocar una vlvula flotadora de cierre automtico para
impedir el ingreso de agua cuando la cisterna este llena. Antes de entrar a la cisterna
la tubera de alimentacin tendr una vlvula de compuerta que permita abrir o cerrar
el paso del agua a ese tanque.
5.3. SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE LA RED DE AGUA POTABLE PARA EL
CONSUMO HUMANO.La distribucin del agua potable, para el consumo humano se ha previsto realizar
mediante dos redes que parten desde el tanque de reserva, mediante una tubera de PVC
de 63mm de dimetro; la primera red que servir para dotar a los locales que se
encuentran emplazados al este y al sur del colegio, como son: el bar comedor, la
guardiana, las oficinas del colegio Juan Lunardi, rectorado, inspeccin general, biblioteca,
laboratorios, crnicos, carpintera, bateras sanitarias que estn cerca de la cancha de
futbol. La segunda red de agua potable cubrir las bateras sanitarias de la parte alta que
estn junto al teatro, a la comunidad salesiana, al rea de la produccin de leche,
laboratorio de mecnica de suelos y la seccin de la bodega., teniendo en cuenta que
exista la presin adecuada a los diferentes aparatos sanitarios.
El tendido de la red de Agua Fra ser vista, estas irn sujetadas a las paredes, losas,
cielos rasos falsos y otros, mediante bridas colocadas a dos metros de tal manera que
garanticen su estabilidad y permitan un adecuado mantenimiento de dichas instalaciones.
Todas las tuberas y accesorios para el sistema de Agua Fra sern de PVC y los
dimetros estn entre 15(1/2") a 32 mm (1 1/4), ests tuberas irn pintadas con color
caracterstico de tal manera que permita su fcil identificacin y su separacin debe ser
superior a 5 cm.
La tubera PVC de 32 y de 63mm de dimetro que alimentar desde el medidor de control
al tanque de reserva y la que sale desde el tanque de reserva se colocara enterrada a
una profundidad de 60 cm, por cuanto no se puede llevar en forma area dado que no hay
una continuidad en los bloques.
Con la finalidad de poder controlar el uso inadecuado de los seores estudiantes, que se
olvidan de cerrar las llaves de agua o de daos que se pueden producir al interior de los
diferentes ambientes, se ha previsto la instalacin de vlvulas de cierre por tramos que
permitan que se pueda dejar sin el servicio de agua potable solo en el sector afectado y
de seguir dando el servicio al resto de la comunidad.
Para el clculo de la red nos hemos impuesto como datos de entrada las presiones
necesarias para el correcto funcionamiento de los aparatos (inodoros y lavabos); por lo
cual hemos asumido una presin mnima de 30 metros de columna de agua en la red
principal antes de derivar a los edificios.
5.4. SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE LA RED DE AGUA POTABLE PARA EL
CONSUMO DE LOS ANIMALES DOMESTICOS.Para la dotacin del agua potable para los animales domsticos se realizara mediante una
red de agua potable que partir desde el tanque su tanque de reserva, mediante una
tubera de PVC de 63mm hasta los diferentes locales que requieren de este servicio como
son: ganado vacuno, avicultura, porcinos, entre otros; desde la matriz se realizar la
acometida con una tubera de 32mm hasta llegar a cada zona de toma de agua y desde
esta con una tubera de 25mm a cada uno de los aparatos de toma de agua.
5.5. DISEO DEL DIMETRO DE LAS TUBERAS:
El diseo de dimetro de las tuberas para el Sistema de Agua Fra se ha
realizado de acuerdo al mtodo de probabilidad de uso simultneo de la norma brasilea
NBR 5626/2B; que consiste en asumir peso de los diferentes aparatos sanitarios para
determinar su demanda, de acuerdo a la siguiente tabla:
APARATO SANITARIO
Inodoros
Lavabo
Urinario
Ducha
Grifo de garaje
Pila de cocina
PESOS
0.30
0.50
0.30
0.50
0.30
0.70
El caudal de diseo, tanto para el sistema de Agua Fra, se obtiene de la suma de los
pesos de las unidades que colaboran en cada tramo de acuerdo a la frmula siguiente:
Q = C Suma P
Donde:
Q = caudal en litros/seg.
C = 0.25
P = Suma de Pesos
CALCULO DE PERDIDAS.Las prdidas de carga en la tubera de H.S. para el Agua fra, se realizaron de cuerdo a la
frmula de Fairwhippy Hsia:
J = 0.00135 Q1.75
D4.75
Por la forma del centro educativo se realiz la distribucin del sistema de Agua Potable y
el clculo del caudal, dimetro de las tuberas, prdidas de carga, velocidad, longitud de
las tuberas y accesorios, garantizando que todos los aparatos sanitarios tengan
presiones superiores a la presin mnima de 30 m de columna de agua, como se explica
en los cuadros adjuntos.
6. SISTEMA DE AGUA POTABLE PARA EL RIEGO:
De acuerdo a la informacin proporcionada por el seor Manuel Chicaiza, que ha
realizado la construccin de este local educativo, se tiene derecho al agua para riego que
viene desde el sector de San Cristbal, y que en la actualidad sirve para el regado de los
predios del colegio, en este estudio se ha previsto la construccin de un tanque de
reserva de 5 metros cbicos y que estara emplazado junto al pabelln que est
emplazado al este de la propiedad y cerca de la cancha de futbol, este tanque estara
construido dentro del terreno para evitar un impacto visual y desde este se alimentara a
la red existente que es de una tubera de 63 mm de PVC.
1
El presente estudio plantea dos alternativas para la evacuacin de las aguas lluvias y de
las aguas sanitarias, la una un sistema solo para el alcantarillado sanitario, que evacuara
todas estas hacia el ro Paute, y las aguas lluvias seguiran por el alcantarillado existente
que lo realiza hasta el canal que estn junto al muro de piedra que limita el rea de la
playa con el resto de la propiedad, o por las calzadas de las calles y por las canales que
estn juntos a las veredas.
La tabla anterior sirve para el clculo de dimetro en funcin de las unidades de descarga.
Para el clculo de la red se tom en cuenta las unidades de gasto del mtodo de Hunter
con un caudal de acuerdo a las unidades de gasto similar al utilizado para el
abastecimiento con los siguientes valores:
7.1.1
Caudal sanitario:
Q=C I A
En donde:
Q
Coeficiente de escorrenta.
Intensidad de lluvia.
525.7
0.671
3.56
1O
551.7
0.651
2.98
Estos valores corresponden a las curvas de intensidad facilitadas por ETAPA EP.
Tiempo de flujo.
Este sistema ser presurizado con una bomba de 7.5 HP, que cubrir las prdidas en
tubera, como permitir tener una longitud de chorro de ms de 15 metros, cubriendo
todos los puntos el establecimiento. La red se encuentra modelada para garantizar 30
metros de columna de agua en cada uno de los puntos y cada gabinete garantiza un
caudal de 2.5 lt/s.
El plantel adems contar con las cabinas necesarias como sealan los planos para
cubrir cualquier tipo de siniestro, cada cabina contar con una manguera de 25 metros,
una hacha y un extintor junto a la boca de fuego con salida de 1 pulgadas, en las
gradas de las aulas o en la entrada del resto de edificaciones.
En cuanto al uso que se puede dar al tanque superior de reserva de agua que existe se
puede dar el uso para el control de incendios ya que tiene el volumen adecuado para este
servicio.
+
MEMORIA TECNICA.
MEMORIA TECNICA.
Oficio N 060-JNBR
Cuenca, 14 de junio del 2016
Padre
JUAN CRDENAS
DIRECTOR DE LA COMUNIDAD SALESIANA DEL AZUAY
CIUDAD
De mis consideraciones:
Atentamente,
4.1.1.1 Turbidez
La turbidez o turbiedad es una propiedad del agua o un efecto ptico de la misma
el cual es causado por una dispersin o interferencia de los rayos luminosos que
atraviesan la muestra analizada de agua. Dicho de otra forma es una propiedad
del agua que hace que los rayos luminosos sean transmitidos o no. La turbiedad
puede ser causada por variedades de materiales suspendidos de diferente tamao
y composicin.
Se han usado varias expresiones para determinar la turbiedad pero la ms
utilizada hace poco tiempo fue la unidad de turbidez Jackson (UTI), que es una
cantidad emprica basada en el turbidmetro de buja Jackson.
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4.1.1.4 Temperatura
La temperatura es una propiedad importante cuando se tienen que realizar varios
procesos de tratamiento y anlisis de laboratorio, puesto que varios procesos que
se dan en el agua dependen o se relacionan directamente con la temperatura.
Si se toma la temperatura en el sitio de muestreo se obtiene buenos resultados.
Generalmente el agua en condiciones relativamente fras es de agrado para el
consumo humano.
4.1.1.5 Slidos
Se debe hacer una clasificacin de toda la materia, excepto el agua contenida en
los materiales lquidos, a esta materia se le clasifica como materia slida.
Los slidos pueden ser clasificados en varios grupos, los cuales son:
Slidos Totales: La materia que permanece como residuo despus de evaporacin
y secado a 103C se le define como slido. Los sl idos totales comprenden el
material disuelto y no disuelto. Para su determinacin se utiliza un recipiente
pesado con anterioridad preferentemente de platino, sobre un bao de Mara para
evaporar la muestra. Despus se seca a 103C. El incremento de peso en el
recipiente representar el contenido de slidos totales.
Slidos Disueltos (o residuo filtrable): Son determinados directamente por
diferencia entre los slidos totales y los slidos suspendidos.
Slidos Suspendidos (residuo no filtrable o material no disuelto): Son
determinados por filtracin a travs de un filtro.
Slidos Voltiles y slidos fijos: Generalmente este tipo de slidos se realiza en
aguas residuales y lodos con el fin de obtener la medida de la cantidad orgnica
presente.
Slidos Sedimentables: Se clasifica como slido sedimentable a los slidos que se
encuentran en suspensin que se sedimentarn, en condiciones tranquilas, por
accin de la gravedad. La determinacin se hace llenando un cono Imhoff de un
litro de volumen y registrando el volumen de material sedimentado en el cono, al
cabo de una hora.
En agua potable, la determinacin de los slidos totales es a la que se da mayor
inters ya que la cantidad de slidos suspendidos es muy pequea.
Conductividad
La conductividad del agua es una propiedad de la misma que se refiere a la
habilidad para transportar una corriente elctrica, siendo sta una expresin
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agua.
4.1.2.9 Fsforo
El fsforo es un elemento esencial en el crecimiento de plantas y animales, sin
embargo un exceso de fsforo puede provocar un desarrollo exorbitado de plantas
el mismo que puede causar condiciones inadecuadas para ciertos usos del agua.
4.1.2.10 Oxgeno Disuelto
El Oxgeno Disuelto (OD) es un factor muy importante en la determinacin de las
condiciones aerbicas o anaerbicas en un medio particular. El OD se presenta en
cantidades variables y bajas en el agua, depende estrictamente de la presencia
del
material orgnico.
4.1.2.11 Sodio
La mayor parte de las sales de sodio son muy solubles en el agua por lo que es
comn encontrar agua con sodio. Para el consumo humano no se limita ninguna
concentracin de sodio, sin embargo personas con enfermedades cardiacas,
renales y circulatorias requieren dietas bajas en sodio.
4.1.2.12 Potasio
El potasio es un elemento que reacciona fcilmente con el oxgeno y el agua. Las
caractersticas de este compuesto son semejantes a las del sodio, pero el potasio
es
ms costoso que el sodio y por eso su uso no es tan frecuente.
4.1.2.13 Corrosividad
En sistemas de abastecimiento es de vital importancia suministrar agua no
corrosiva, ya que sta puede limitar y afectar de manera negativa la vida til de las
tuberas de conduccin y de distribucin e introducir al agua varios metales.
Los factores que influyen en la corrosividad son:
Valores de PH bajos
Oxigeno disuelto alto
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Fuente mineral
Si hablamos de requerimientos de oxgeno, se clasifican a los microorganismos
como aerobios o anaerobios. Los primeros son aquellos que necesitan de oxgeno
libre para obtener la energa necesaria para sus procesos vitales, los segundos
son aquellos que pueden utilizar otras fuentes de oxigeno diferentes a las fuentes
de oxigeno libre.
Se conoce como bacteria saprofita aquella que depende de materia orgnica
muerta y se define como parsito aquel organismo que vive a expensas de otro
llamado husped del cual obtiene todos sus nutrientes. Los parsitos patgenos
son aquellos que producen enfermedad.
4.1.3.1 Esterilizacin
La esterilizacin consiste en realizar acciones que logren la ausencia completa de
microorganismos capaces de crecimiento, es decir esterilizar significa que todos
los organismos presentes sean incapaces de reproducirse.
4.1.3.2 Microbiologa del Agua
El agua es un excelente medio para permitir el desarrollo de diferentes
microorganismos. Muchas de las bacterias provienen del contacto con el aire, el
suelo, animales o plantas vivas o en descomposicin, fuentes minerales y materia
fecal.
Generalmente las enfermedades y en algunos casos las epidemias se han dado
por la trasmisin de organismos patgenos a travs del agua.
Estas enfermedades pueden ser transmitidas por grmenes presentes en el agua
los cuales pueden ser:
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De origen Bacterial:
Fiebre Tifoidea (Salmonella Typhi)
Fiebre Paratifoidea (Salmonella paratyphi)
Salmonelosis (Salmonella spp.)
Clera (Vibrio cholerae)
Tularemia (Brucella tularensis)
Disentera Bacilar (Shigella spp.)
Gastroenteritis
(Salmonella spp, Escherichia
coli,
Yersinia enterocolitica,
Campylobacter jejuni)
Enfermedad de Weil
(Leptospira
icterohaemorrhagiae)
Infecciones del Oido (Pseudomonas aeruginosa)
Legionelosis (legionella spp)
Las siete primeras son casi resultado de contaminacin fecal.
Protozoos Patgenos:
mg/l; moderadamente dura: 75 -150 mg/l, dura: 150 300 mg/l; muy dura de:
>300mg/l.
NITRGENO DE NITRITOS: En cantidades excesivas contribuye a varias
enfermedades infantiles como la metahemoglobinemia.
SULFATOS: El ion sulfato es muy comn en aguas naturales y pueden
presentarse en diferentes grados de concentracin. Los sulfatos de sodio y potasio
generalmente tienen un efecto purgante, especialmente entre los nios, por esta
razn se recomiendan concentraciones mximas para agua potable de 250 mg/L
de sulfatos.
SULFUROS: Los sulfuros tambin se presentan en aguas superficiales y
subterrneas como resultado de la descomposicin biolgica anaerbica de la
materia orgnica.
SULFITOS: Los sulfitos son los compuestos de azufre con nmero de oxidacin
+4. Generalmente en aguas naturales no se encuentran sulfitos, pues las aguas
que contienen sulfitos, al ser descargadas, reaccionan con el oxgeno para formar
Sulfatos.
CLORUROS: Los cloruros se presentan en las aguas naturales en diferentes
concentraciones muy variadas. Generalmente los cloruros se mezclan con las
aguas naturales en gran parte por el poder disolvente del agua que entra en
contacto con la capa vegetal y de formaciones profundas.
FLORUROS: Los fluoruros deben ser considerados de dos perspectivas
diferentes, la primera sera en el caso de que los fluoruros se encuentren en
grandes cantidades, ah la importancia de un diseo y operacin de unidades de
tratamiento que se utilicen para la remocin de los mismos; la segunda en cambio
sera en el caso de aadir fluoruros para que se encuentren en dosis
recomendadas. Entonces es importante determinar la concentracin de flor con
el objetivo de adicionarlo o removerlo segn sea el caso.
HIERRO Y MANGANASO: Las aguas que contienen estos compuestos se
vuelven turbias e inaceptables estticamente por accin del oxgeno, as como por
la oxidacin del hierro y el manganeso solubles. El hierro y el manganeso
interfieren en operaciones de lavado, causan incrustaciones en las tuberas y
pueden crear dificultades en sistemas al soportar crecimientos de bacterias del
hierro. Un aspecto importante de estos compuestos es que requieren de una
demanda alta de cloro.
FOSFORO, SODIO, POTASIO.
CORROSIVIDAD: depende de los valores de PH bajos, Oxgeno disuelto altos,
Cloro residual libre alto.