Ingenieria de Proyecto Ok

EOSA MUNICIPALIDAD DISTRITAL
CARAPO
MUNICIPALIDAD
DISTRITAL CARAPO
ELABORACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO

" MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA
POTABLE EN LA COMUNIDAD DE SANTO ESPÍRITU DE
URABAMBA-DISTRITO CARAPO-HUANCASANCOS-
AYACUCHO"
EOSAT
DISEÑO DEL PROYECTO
ABRIL 2019
CARAPO
GEOSAT INGENIEROS CONSTRUCTORES CONSULTORES Y PROVEEDORES

S.A.C.
Oficina: Los Olivos MZ J1 LT-17
Cel: 947783262
ELABORACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO

" MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA
POTABLE EN LA COMUNIDAD DE SANTO ESPÍRITU DE
URABAMBA-DISTRITO CARAPO-HUANCASANCOS-
AYACUCHO"
DISEÑO DEL PROYECTO
Revisión Hecho Por Descripción Revisado Aprobado
A Antonio Álvarez Revisión interna Juan C. Caballero Juan C. Caballero
B Antonio Álvarez Revisión interna Juan C. Caballero Juan C. Caballero
C Antonio Álvarez Revisión interna Juan C. Caballero Juan C. Caballero
COMENTARIOS DEL CLIENTE:
______________________________________________________________________________
2
EOSA
MUNICIPALIDAD DISTRITAL
CARAPO
4.1. CONCEPTUALIZACION
4.2. PARAMETROS DE DISENO (VER ANEXO N°12)
ANEXO N°12: DISEÑO DE AGUA POTABLE
ITEMS DESCRIPCION DATOS DATOS FORMULAS RESULTADOS UNIDAD
I. CAPTACION
1 TIPO DE FUENTE MANANTE
2 CALIDAD DE AGUA
meq./Litr
CATIONES os
CALCIO (Ca ) ++
1.87
MAGNESIO (Mg ) ++
0.55
POTASIO (K+) 0.17
SODIO (Na ) +
0.07
AMONIO (NH4 ) +
0.00
meq./Litr
ANIONES os
BICARBONATOS (HCO3-) 1.79
CARBONATOS (CO3=) 0.00
CLORUROS (CL-) 0.14
FOSFATOS (PO 4-3) 0.00
NITRATOS (NO3-) 0.00
SULFATOS (SO 4=) 0.22
OTRAS DETERMINACIONES
pH 6.81
CE. (dS/m.) 0.45
Sales solubles totales (ppm ) 204.00
Sólidos en Suspensión (g/litro) 0.20
Dureza Total (ppm CaCO3) 26.00
3 CAUDAL MINIMO Y MAXIMO EN FUENTE
3.1.-CAUDAL MINIMO QMD 1.3*QMD 0.52 L/S
3.2.-CAUDAL MAXIMO QMD 1.5*QMD 0.60 L/S
4 CAUDAL DE CAPTACION
4.1.-AFORO MANANTE HUAYLLAPUQUIO N°02 DATOS DE CAMPO V=Q/T 1.00 L/S
Captación
5 TIPO DE CAPTACION de Ladera
de Fondo
CONDUCCION (DE TOMA A
II PLANTA+RESERVORIO)
1 CAUDAL DE DISEÑO
A) MAXIMO DIARIO CON RESERVORIO
Población Futura 20 años

P20=250 hab
Dotación se agua región Qp=(P20*

Reg +
Sierra=80 l/hab/día
Ep*Dep +
A.1.-Caudal promedio anual Qp (año 20) Es*Des /
0.31 L/S
Número de estudiantes de
Primaria Ep=4 alumnos 86400) /
(1-Vrs)
Número de estudiantes de
Secundaria Es=0 alumnos
Perdida del Sistema
______________________________________________________________________________
3
CARAPO Vrs=25%
Caudal promedio Anual
A.2.-Caudal máximo diario anual Qmd (año Qp=0.31 l/s Qmd = Qp
0.4 L/S
20) Coef. variación máximo * K1
diario K1=1.3
B) MAXIMO HORARIO-DIRECTO A LA RED
Caudal promedio Anual
Qp=0.31 l/s Qma = Qp
A.2.-Caudal máximo diario anual Qmd (año 20) 0.62 L/S
Coef variacion máximo * K2
horario K2
2 ALINEAMIENTO DEL TRAZO
A).-CLASIFICACION DE SUELOS
CALICATA CC-01 (KM:0+500)
Limite Liquido 24.7
Índice Plástico 14.13
Clasificación SUCS "SC"
Clasificación AASHTO A-6(0)
% de Finos 47.48 %
Limite Liquido 34.2
% de Finos 34.34 %
Limite Liquido 34
Clasificación SUCS "GG"
Clasificación AASHTO A-2-4(0)
% de Finos 19.18 %
Limite Liquido 34.15
Clasificación SUCS "CL"
% de Finos 53.95 %
% de Finos 39.98 %
Limite Liquido 39.3
% de Finos 48.31 %
______________________________________________________________________________
4

CARAPO
% de Finos 20.76 %
Limite Liquido 27.5
% de Finos 36.33 %
Limite Liquido 28.6
% de Finos 37.99 %
Clasificación SUCS "GC"
% de Finos 13.01 %
CALICATA CC-11 (KM:5+348.07)
Limite Liquido 29.2
% de Finos 31.31 %
B).-NIVEL FREATICO
C).-CERCANIAS DE VIAS NO EXISTE
D).-DERECHO DE TERCEROS NO EXISTE
NO HAY
E).-DESLIZAMIENTO E INUNDACIONES DESLIZAMI
ENTO
F).-PRESIONES EXTERNAS NO EXISTE
3 TIPO DE TUBERIA PVC
5 VELOCIDAD (MINIMO 0.5,MAXIMO 5 M/SEG) 0.5 M/S
6 CLASE DE TUBERIA (80% DE LA NOMINAL) C-7.5
7 PROFUNDIDAD DE ENTERRADO (0.6 A 1.0 M) 0.6 M
8 ACCESORIOS (CODOS,VALVULAS)
VALVULA DE AIRE D=1.5 PULG 1 UND
VALVULA DE PURGA D=1.5 PULG 1 UND
ESTRUCTURAS ESPECIALES
9 (PUENTES,TUNELES,CRUCES DE VIAS)
CAMARA ROMPE PRESION TIPO-06 (D=1.5 2 UND
______________________________________________________________________________
5
PULG) CARAPO
10 ANCLAJES
NO EXISTE
4.2.1. CAPTACIONES (CAUDAL MAXIMO DIARIO)
A. MEMORIA DESCRIPTIVA
A.1. CAPTACIONES DE MANANTIAL DE LADERA
A.1.1. INTRODUCCIÓN
Muchas comunidades rurales y ciudades de nuestro país están situadas a lo
largo de ríos o lagos, sin embargo, la carencia de registros hidrológicos de estos
cuerpos de agua obliga, a realizar una concienzuda investigación de las fuentes
y hacer proyecciones. Por otro lado, lo ideal sería que los aforos se efectuaran
en la temporada crítica de rendimientos que corresponde a los meses de estiaje
y lluvias, con la finalidad de conocer los caudales mínimos y máximos.
El valor del caudal mínimo debe ser mayor que el consumo máximo diario (Qmd)
con la finalidad de cubrir la demanda de agua de la población futura.
Se recomienda, como información secundaria, preguntar a los pobladores de
mayor edad del centro poblado rural donde se haga el proyecto, acerca del
comportamiento y las variaciones de caudal que pueden existir en el manantial,
ya que ellos conocen con mayor certeza las diferentes variaciones de la
fuente(s) de agua que se deben evaluar.
A.1.2. ASPECTOS LEGALES
La(s) fuente(s) de agua seleccionada debe(n) estar totalmente saneada(s),
debiendo estar claramente definida su propiedad y uso, siendo necesario
resolver los derechos del agua. Deben establecerse acuerdos entre el
propietario de la(s) fuente(s) y la comunidad, no debiendo existir ningún tipo de
conflictos para su uso, explotación, acciones de operación y mantenimiento.
A.1.3. JUSTIFICACIÓN
El presente diseño de ingeniería para las Captaciones de Ladera corresponde a
los caudales de 0.50 l/s.
A.1.4. POBLACIÓN, PERIODOS Y CAUDALES DE DISEÑO
Población de Diseño
Se adoptará el criterio más adecuado para determinar la población futura,
tomando en cuenta para ello datos censales y proyecciones u otra fuente que
refleje el crecimiento poblacional, los que deben debidamente sustentados.
Periodo de Diseño
El periodo de diseño se debe determinar considerando los siguientes factores:
 Vida útil de las estructuras y equipos.
 Grado de dificultad para realizar la ampliación de la infraestructura.
 Crecimiento poblacional.
 Capacidad económica para la ejecución de obra.
 Para este componente se recomienda en periodo de diseño de 20 años
Población Inicial Po : 236.00 hab (según padrón de beneficiarios)
Tasa de Crecimiento r : 0.30 %
Periodo de diseño t : 20 años
Calculo de la Población Futura-método aritmético
Pf =PO (1+r∗t)
Pf =250 hab
DOTACIÓN
______________________________________________________________________________
6
Para determinar losCARAPO
caudales de diseño, se consideró las dotaciones
recomendadas en la “GUÍA DE OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA SISTEMAS
DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO Y
SANEAMIENTO EN EL ÁMBITO RURAL”, aprobada con R.M. N° 173-2016-
VIVIENDA, o sus respectivas actualizaciones y normatividad sectorial vigente.
SIN CON
DOTACIÓN SEGÚN REGIÓN ARRASTRE ARRASTRE
ÍTEM Código
O INSTITUCIONES HIDRÁULICO HIDRÁULICO
lt/hab/dia lt/hab/dia
23 Costa Reg 60 90
24 Sierra Reg 50 80
25 Selva Reg 70 100
*La población Urubamba y Taulli Wasi se encuentra en la sierra y cuentan con

un sistema de arrastre hidráulico, por ende, se toma en cálculos hidráulicos la
dotación de 80 lt/hab/día.
CAUDALES DE DISEÑO
Para el presente documento, se estableció la utilización de los siguientes
caudales:
Gasto Máximo Diario Qmd = 0.40 lps
Además, según el aforo de la fuente1 en época de avenida y estiaje, se obtuvo
los caudales siguientes:
Gasto Máximo de la Fuente Qmáx = 0.60 lps
Gasto Mínimo de la Fuente Qmín = 0.52 lps
MEMORIA DE CÁLCULO HIDRÁULICO
CÁLCULOS JUSTIFICATORIOS Q = 0.50 LPS
DETERMINACIÓN DEL ANCHO DE LA PANTALLA
Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diámetro y el
número de orificios que permitirán fluir el agua desde la zona de afloramiento
hacia la cámara húmeda.
Sabemos que:
Gasto máximo de la fuente: Qmax= 0.60 l/s

Coeficiente de descarga: Cd= 0.80 (valores entre 0.6 a 0.8)
Aceleración de la gravedad: g= 9.81 m/s2
Carga sobre el centro del orificio: H= 0.40 m (Valor entre 0.40m a 0.50m)
Velocidad de paso teórica:
v2t= 2.24 m/s (en la entrada a la tubería)

1
______________________________________________________________________________
7
CARAPO
Velocidad de paso asumida: v2= 0.60 m/s (el valor máximo es 0.60m/s, en la
entrada a la tubería)
Área requerida para descarga: A= 0.00 m2
Además, sabemos que:
Diámetro Tub. Ingreso (orificios): Dc= 0.04 m

Dc= 1.571 pulg
Da= 2.00 pulg (se recomiendan
diámetros < ó = 2")
0.051 m
Determinamos el número de orificios en la pantalla:

Áreadel diámetro teórico
N ORIF = +1
Área del diámetro asumido
2
Dt
( )
N ORIF =
Da
+1
NORIF = 2 orificios
Determinamos el ancho de la pantalla:

Ilustración 1: Determinación de ancho de la pantalla
Conocido el número de orificios y el diámetro de la tubería de entrada se calcula

el ancho de la pantalla (b), mediante la siguiente ecuación:
b=2(6D) + NORIF x D + 3D(Norif – 1)
b=0.90m
CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO DE AFLORAMIENTO Y LA

CÁMARA HÚMEDA
Sabemos que:
Dónde: Carga sobre el centro del orificio:H= 0.40 m
Además:
V 22
h o=1.56
2g
Pérdida de carga en el orificio: ho= 0.029 m
______________________________________________________________________________
8
Hallamos: Pérdida CARAPO
de carga afloramiento - captación: Hf= 0.37 m
Determinamos la distancia entre el afloramiento y la captación:
Distancia afloramiento - Captación: L= 1.238 m

1.25 Se asume
CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA CÁMARA

Para determinar la altura total de la cámara húmeda (Ht), se considera los
elementos identificados que se muestran en la siguiente figura:
Ilustración 2: Cálculo de la cámara húmeda
Ht = A + B + C + D + E
Donde:
A: Altura mínima para permitir la sedimentación de arenas. Se considera una
altura mínima de 10cm
A= 10.0 cm
B: Se considera la mitad del diámetro de la canastilla de salida.
B= 0.025 cm <> 1.5 pulg
D: Desnivel mínimo entre el nivel de ingreso del agua de afloramiento y el nivel
de agua de la cámara húmeda (mínima 5cm).
D= 10.0 cm
E: Borde Libre (se recomienda mínimo 30cm).
E= 40.00 cm
C: Altura de agua para que el gasto de salida de la captación pueda fluir por la
tubería de conducción se recomienda una altura mínima de 30cm).
______________________________________________________________________________
9
Dónde: CARAPO
Caudal máximo diario: Qmd= 0.0004 m3/s
Área de la Tubería de salida: A= 0.002 m2
Por tanto: Altura calculada: C= 0.003 m
Resumen de Datos:
10.0 c
A= 0 m
c
B= 2.50 m
30.0 c
C= 0 m
10.0 c
D= 0 m
40.0 c
E= 0 m
Hallamos la altura total:

Ht= 0.93 m
Altura Asumida: Ht= 1.00 m
DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA
Para el dimensionamiento de la canastilla, se considera que el diámetro de la
canastilla debe ser dos veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de
conducción (DC); que el área total de ranuras (At) debe ser el doble del área de
la tubería de la línea de conducción (AC) y que la longitud de la canastilla (L) sea
mayor a 3DC y menor de 6DC.
Ilustración 3: Dimensionamiento de canastilla
Diámetro de la Canastilla
El diámetro de la canastilla debe ser dos veces el Diámetro de la línea de
conducción:
Dcanastilla=2 xDa
Canastilla = 3 pulg
Longitud de la Canastilla
Se recomienda que la longitud de la canastilla sea mayor a 3Da y menor que
6Da:
______________________________________________________________________________
10
CARAPO
L = 3 x 1.5 = 4.5 pulg =11.43 cm
L = 6 x 1.5 = 9 pulg = 22.86 cm
L canastilla = 15.0 cm ¡OK!
Siendo las medidas de las ranuras:

ancho de la ranura = 5 mm (medida recomendada)
largo de la ranura = 7 mm (medida recomendada)
Siendo el área de la ranura: Ar= 35 mm2= 0.0000350m2
Debemos determinar el área total de las ranuras (A TOTAL):

ATOTAL = 2A
Siendo: Área sección Tubería de salida: A = 0.0020268 m2
ATOTAL = 0.0040537 m2
El valor de ATotal debe ser menor que el 50% del área lateral de la granada (Ag)
Donde:
Diámetro de la granada: Dg= 3 pulg = 7.62 cm

L= 15.0 cm
Ag= 0.0179542 m2
Por consiguiente: ATOTAL < Ag OK!
Determinar el número de ranuras:
Número de ranuras: 115 ranuras
DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERÍA DE REBOSE Y LIMPIA

En la tubería de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5%
La tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro y se calculan mediante la
siguiente ecuación:
TUBERÍA DE REBOSE
Donde:
Perdida de carga unitaria en m/m: hf= 0.015 m/m (valor
recomendado) Diámetro de la tubería de rebose: DR= 1.412 pulg
Asumimos un diámetro comercial: DR= 2.0 pulg
TUBERÍA DE LIMPIEZA
Dónde:
______________________________________________________________________________
11
CARAPO
Perdida de carga unitaria en
m/m: Hf = 0.015 m/m (valor recomendado)
Diámetro de la tubería de limpia: DL= 1.412 pulg
Asumimos un diámetro pul
comercial: DL= 2.0 g
RESUMEN DE CÁLCULOS DE MANANTIAL DE LADERA
Gasto Máximo de la Fuente: 0.60 l/s
Gasto Mínimo de la Fuente: 0.52 l/s
Gasto Máximo Diario: 0.40 l/s
Determinación del ancho de la pantalla:
Diámetro Tub. Ingreso (orificios): 2.0 pulg
Número de orificios: 2.0 orificios
Ancho de la pantalla: 0.90 m
CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO DE AFLORAMIENTO Y LA
CÁMARA HÚMEDA:
L= 1.24 m
ALTURA DE LA CÁMARA HÚMEDA:

Ht= 1.00 m
Tubería de salida 1.50 plg
DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA:
Diámetro de la Canastilla 3 pulg
Longitud de la Canastilla 15.0 cm
Número de ranuras : 115 ranuras
Cálculo de Rebose y Limpia:
Tubería de Rebose 2.0 pulg
Tubería de Limpieza 2.0 pulg
B. MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
B.1. GENERALIDADES
La estructura se diseñará para resistir las fuerzas sísmicas y sobrecargas que
les impongan como consecuencia de su uso previsto. Estas actuarán en las
combinaciones prescritas y no causarán esfuerzos que excedan los parámetros
de Diseño.
______________________________________________________________________________
12
CARAPO
B.1.1 ESTRUCTURACIÓN
La estructura está constituida por una distribución de muros de concreto armado
en ambas direcciones y están unidos por losas macizas (indeformables en su
plano) en los entrepisos (si existieran).
En este sistema estructural las cargas de gravedad son resistidas por los muros
de concreto armado, quienes además de su peso propio soportan la losa de
techo y la sobrecarga correspondiente.
Igualmente, las fuerzas horizontales que se generan por sismo son resistidas por
los muros, las cuales están conectadas por un diafragma rígido que reparte las
fuerzas de corte en proporción a la rigidez lateral que presentan los elementos
verticales.
B.1.2. MATERIALES
Los materiales presentan las siguientes propiedades:
Resistencia mínima del concreto armado a los 28 días:
Muros f’c = 210 kg/cm²
Losa maciza f’c = 210 kg/cm²
Zapatas f’c = 210 kg/cm²
Resistencia mínima del concreto simple a los 28 días
Solados y falsas zapatas f’c = 100 kg/cm²
Resistencia mínima a la fluencia del acero
Acero de construcción grado 60 fy = 4,200 kg/cm²
Módulo de elasticidad concreto Ec = 15000√(f'c) kg/cm²
Módulo de elasticidad acero Es = 2040000 kg/cm²
Tipo de cemento: Cemento Portland Tipo I en general
B.1.3. MÉTODO DE DISEÑO ESTRUCTURAL
Las estructuras han sido diseñadas de acuerdo a los métodos de “diseño por
resistencia ultima”, o “diseño por esfuerzo de trabajo”.
El refuerzo de acero es calculado para resistir las cargas de servicio
multiplicadas por factores de carga especificados.
B.1.4 PLANTEAMIENTO, ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL
El cálculo de muros se ha hecho considerando las siguientes fuerzas:
 Empuje activo del suelo, considerando una distribución triangular, siendo
cero en el borde superior del muro o tanque y máxima en el borde inferior.
 Para el cálculo del empuje activo del suelo se ha asumido un ángulo de
fricción interna en el suelo de 10° y el peso específico del suelo de 1.7
t/m3. (estos datos deben ser verificada en el estudio de suelos que se
realice para cada sitio donde se plantee este tipo de captación, ya que los
datos son asumidos son referenciales).
 Empuje debido al sismo, hemos considerado un empuje del sismo igual al
75% del empuje del terreno.
 El peso específico del concreto para el cálculo del peso de la estructura
es de 2.4 t/m3 (para concreto armado).
El cálculo tiene como objetivo verificar si las estructuras necesitan o no de acero
de refuerzo y cuál es la capacidad resistente mínima que tiene el suelo que está
soportando la estructura.
B.1.5 NORMAS UTILIZADAS EN EL DISEÑO ESTRUCTURAL
Las normas que se aplican al diseño y construcción de la presente estructura
son las del Reglamento Nacional de Edificaciones.
______________________________________________________________________________
13
 Nuestra normaCARAPO
E060 “CONCRETO ARMADO”, indica que el valor de la
presión admisible de la resistencia del terreno podrá incrementarse en
30%, para los estados de carga en que intervengan las Fuerzas de sismo
o viento.
 La Norma E030 “DISEÑO SISMORESISTENTE”, sugiere que toda
estructura y su cimentación deberá ser diseñada para resistir el momento
de volteo que produce un sismo de seguridad deberá ser mayor o igual
que 1.5
 La Norma E020-2006 “CARGAS”
 La Norma E050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”
CÁLCULOS ESTRUCTURALES CÁMARA HÚMEDA

DATOS DE DISEÑO
Ht = 1.10 m altura de la caja para cámara húmeda
Hs = 1.00 m altura del suelo
b = 1.50 m ancho de pantalla
em = 0.20 m espesor de muro
3
gs = 1,700 kg/m peso específico del suelo
f = 10° ángulo de rozamiento interno del suelo
m = 0.42 coeficiente de fricción
3
gc = 2,400 kg/m peso específico del concreto
st ≤ 1.00 kg/cm2 capacidad de carga del suelo
Ht-Hs
N.T.
W1
Hs
b/2 em
EMPUJE DEL SUELO SOBRE EL MURO (P)

Coeficiente de empuje Cah = 0.70
1−sin ∅
C ah=
1+ sin ∅
Cálculo del empuje con la siguiente formula:
P = 598.47 kg
______________________________________________________________________________
14
CARAPO
MOMENTO DE VUELCO (MO)
C ah . Y s . ( H s +e b )2
P=
2
Hs
Donde: Y =
3 ( )
Y = 0.33 m
Mo = 199.49 kg-m
MOMENTO DE ESTABILIZACIÓN (MR) Y EL PESO (W)
M r=W . X
Dónde:
W = peso de la estructura
X = distancia al centro de gravedad
Además:
w 1=em . Ht . γc
b em
X 1= +
2 2( )
Entonces:
W1 = 528.00 kg
X1 = 0.85 m
Por lo tanto:
Mr = 448.80 kg-m
Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la

siguiente formula:
M r 1=W 1 . X 1
Mr. = 448.80 kg-m

Mo = 199.49 kg-m
W = 528.00 kg
Reemplazando en la siguiente ecuación:
M r+ M o
a=
W
a = 0.47 m
CHEQUEO POR VOLTEO
M
C d= r
Mo
Se debe cumplir que debe ser mayor de 1.60

______________________________________________________________________________
15
Reemplazando: CARAPO
Cdv = 2.24972 Cumple ok
CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO

F
C dd=
P
F=μ .W
µ = 0.222 entonces F = 221.8 kg
Por tanto:
Cdd = 0.37 Cumple ok
CHEQUEO PARA LA MÁXIMA CARGA UNITARIA
b
L= +em
2
L = 0.95 m
W
P1=( 4 L−6 a )
L2
W
P1=( 6 a−2 L )
L2
El mayor valor de los P1, debe ser menor o igual a la capacidad de carga del
terreno
P ≤ σt
P1 = 0.06 kg/cm2
P1 = 0.05 kg/cm2
Se compara:
0.06 kg/cm2 ≤ 1.00 kg/cm2 Cumple ok
ACERO HORIZONTAL EN MUROS

Por tratarse de muros donde la longitud supera ampliamente a la altura, lo
consideramos como muros en voladizo
Datos de Entrada:
Altura Hp 1.10 (m)

(W
P.E. Suelo 1.70 Ton/m3
)
______________________________________________________________________________
16
CARAPO (Kg/cm2
f'c 210.00
)
4,200.0 (Kg/cm2
fy
0 )
(Kg/cm2
Capacidad terreno Qt 1.00
)
Angulo de fricción Ø 10.00 grados
S/C 300.00 Kg/m2
Luz libre LL 1.5 m
Pt =K a∗w∗H p
∅
(
K a =tan 2 45 °−
2)
Entonces: Ka = 0.703
Hp = 1.10 mt
Calculamos Pu para (7/8) H de la base
H = Pt = (7/8) *H*Ka*W 1.15 ton/m2 Empuje del terreno
E = 75.00%Pt 0.86 ton/m2 Sismo
Pu = 1.0*E + 1.6*H = 2.70 ton/m2
CALCULO DE LOS MOMENTOS

Asumimos espesor de muro:
E = 15 .00 cm
d = 9.37 cm
M¿
M¿
Entonces:
M (+) = 0.38 ton-m
M (-) = 0.51 ton-m
Calculo del Acero de Refuerzo As:

Mu
A s=
∅ F y ( d−a /2 )
A s∗F y
a=
0.85 f ' c b
0.51 Ton-m
Mu=
b= 100.00 cm
______________________________________________________________________________
17
f'c=
CARAPO
210.00 Kg/cm2
Fy= 4,200.00 Kg/cm2
d= 9.37 cm
CALCULO DEL ACERO DE REFUERZO
Acero mínimo
A smin=0.0018∗b∗d
Asmin = 1.69 cm2
TABLA 1 ITERACIONES CALCULO ACERO

Nº a (cm) As(cm2)
1 iter. 0.94 1.51
2 Iter 0.35 1.46
3 Iter 0.34 1.46
4 Iter 0.34 1.46
5 Iter 0.34 1.46
6 Iter 0.34 1.46
7 Iter 0.34 1.46
8 Iter 0.34 1.46
TABLA 2 DISTRIBUCIÓN ACERO REFUERZO

Distribución del Acero de Refuerzo
As(cm2)
Ø3/8" Ø1/2" Ø5/8" Ø3/4" Ø1"
1.69 3.00 2.00 1.00 1.00 1.00
Usar ø 3/8” @0.25m
ACERO VERTICAL EN MUROS

Usar acero por cuantía mínima
Altura Hp 1.10 (m)

P.E. Suelo (W) 1.70 Ton/m3
F'c 210.00 (Kg/cm2)
Fy 4,200.00 (Kg/cm2)
Capacidad terr. Qt 1.00 (Kg/cm2)
Ang. de fricción Ø 10.00 grados
S/C 300.00 Kg/m2
Luz libre LL 1.40 m
=1.70*0.03*(Ka*w)*Hp*Hp*(L
M(-) M(-)= 0.10 Ton-m
L)
M(+) =M(-)/4 M(+)= 0.03 Ton-m

Incluyendo carga de sismo igual al 75.0% de la carga de empuje del

terreno
______________________________________________________________________________
18

CARAPO

M(-)= 0.18 Ton-m
M(+)= 0.05 Ton-m

Mu= 0.19 Ton-m
b= 100.00 cm
F'c= 210.00 Kg/cm2
Fy= 4,200.00 Kg/cm2
d= 9.37 cm
Calculo del Acero de Refuerzo
Acero Mínimo

Asmin= 1.69 cm2
Nº a (cm) As(cm2)
1 iter. 0.94 0.54
2 Iter 0.13 0.51
3 Iter 0.12 0.51
4 Iter 0.12 0.51
5 Iter 0.12 0.51

As(cm2)
Ø3/8" Ø1/2" Ø5/8" Ø3/4" Ø1"
1.69 3.00 2.00 1.00 1.00 1.00
USAR Ø3/8" @0.25m en ambas caras
DISEÑO DE LOSA DE FONDO
Altura H 0.15 (m)

Ancho A 1.40 (m)
Largo L 1.40 (m)
P.E. Concreto (Wc) 2.40 Ton/m3
P.E. Agua (Ww) 1.00 Ton/m3
Altura de agua Ha 0.50 (m)
Peso

Estructura
Losa 0.7056
Muros 1.144
Peso Agua 0.605 Ton
______________________________________________________________________________
19

CARAPO
------------
Pt (peso total) 2.4546 Ton
Área de Losa =3.24 m2

Reacción neta del terreno =1.2*Pt/Area 0.91 Ton/m2
Qneto= 0.09 Kg/cm2

Qt= 1.00 Kg/cm2

CONFORM
Qneto < Qt
E
Altura de la losa H= 0.15 m As min= 2.574 cm2

As(cm2)
Ø3/8" Ø1/2" Ø5/8" Ø3/4" Ø1"
2.57 4.00 3.00 2.00 1.00 1.00
USAR Ø3/8" @0.25ambos sentidos
CÁLCULOS ESTRUCTURALES CÁMARA SECA

DATOS DE DISEÑO DE LA CÁMARA SECA
Ht-Hs
N.T.
W1
Hs
b/2 em
Datos

:
Ht = 0.70 m. altura de la caja para cámara seca
HS = 0.50 m. altura del suelo
b= 0.80 m. ancho de pantalla
em = 0.10 m. espesor de muro
gS= 1710 kg/m3 peso específico del suelo
______________________________________________________________________________
20
f= 10 º CARAPO
Angulo de rozamiento interno del suelo
0.4
m= coeficiente de fricción
2
gC= 2400 kg/m3 peso específico del concreto
st= 1.00 kg/cm2 capacidad de carga del suelo
EMPUJE DEL SUELO SOBRE EL MURO (P)

Cah = 0.7

P= 150.50 kg
31.8. MOMENTO DE VUELCO (MO)

Y¿ ¿)
Donde:

Y= 0.17 m.
MO = 25.08 kg-m
MOMENTO DE ESTABILIZACIÓN (MR) Y EL PESO W

Donde:

W= Peso de la estructura
X= Distancia al centro de gravedad

W1 = 168.00 kg

ɤc
W1=em.Ht.
X1 = 0.45 m.

X 1=¿ )

Mr1 = 75.60 kg-m
Mr1 =W1.X1

Mr = 75.60 kg-m

Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la
siguiente fórmula: Mr =Mr1

Mr = 75.60 kg-m MO = 25.08 kg-m

______________________________________________________________________________
21
CARAPO
W= 168.00 kg

a= 0.30 m.

Chequeo por volteo:

Cdv = 3.01398
Cumple !

Chequeo por deslizamiento:

F= 70.56

³ 0.071

Cdd = 0.47 Cumple !

Chequeo para la Max. carga unitaria:
b
L= 0.50 m. L¿ + em

2

P1 = 0.01 kg/cm2
0.05 kg/cm2
P1 =

0.05 kg/cm2 < 1.00 kg/cm2 Cumple !
ACERO HORIZONTAL EN MUROS

Por tratarse de muros donde la longitud supera ampliamente a la altura, lo
consideramos como muros en voladizo
Datos de Entrada:
Altura Hp 0.70 (m)

F'c 210.00 (Kg/cm2)
Fy 4,200.00 (Kg/cm2)
S/C 300.00 Kg/m2
Luz libre LL 0.80 m
Pt =K a∗w∗H p
______________________________________________________________________________
22
∅
CARAPO
(
K a =tan 2 45 °−
2 )
Hp= 0.70 m
Entonces Ka= 0.703

Calculamos Pu para (7/8)H de la base

H= Pt= (7/8)*H*Ka*W 0.74 Ton/m2 Empuje del terreno

E= 75.00 %Pt 0.55 Ton/m2 Sismo

Pu= 1.0*E + 1.6*H 1.73 Ton/m2
Calculo de los Momentos

Asumimos espesor de muro E= 10.00 cm
d= 4.37 cm

M(+) = 0.07 Ton-m
M(-) = 0.09 Ton-m
Calculo del Acero de Refuerzo As

Mu= 0.09 Ton-m
b= 100.00 cm
F'c= 280.00 Kg/cm2
Fy= 4,200.00 Kg/cm2
d= 4.37 cm

Calculo del Acero de Refuerzo

Acero Mínimo

Asmin= 0.79 cm2
Nº a (cm) As(cm2)
1 iter. 0.44 0.59
2 Iter 0.10 0.57
3 Iter 0.10 0.57
______________________________________________________________________________
23
4 Iter
CARAPO 0.10 0.57
5 Iter 0.10 0.57
6 Iter 0.10 0.57
7 Iter 0.10 0.57
8 Iter 0.10 0.57

As(cm2)
Ø3/8" Ø1/2" Ø5/8" Ø3/4" Ø1"
0.79 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00
USAR Ø3/8" @0.25 m en ambas caras
ACERO VERTICAL EN MUROS
Altura Hp 0.70 (m)

F'c 210.00 (Kg/cm2)
Fy 4,200.00 (Kg/cm2)
S/C 300.00 Kg/m2
Luz libre LL 0.80 m
M(-) =1.70*0.03*(Ka*w)*Hp*Hp*(LL) M(-)= 0.02 Ton-m
M(+) =M(-)/4 M(+)= 0.01 Ton-m
Incluyendo carga de sismo igual al 75.0% de la carga de empuje del
terreno
M(-)= 0.04 Ton-m
M(+)= 0.01 Ton-m
Mu= 0.04 Ton-m
b= 100.00 cm
F'c= 210.00 Kg/cm2
Fy= 4,200.00 Kg/cm2
d= 4.37 cm
Cálculo del Acero de Refuerzo

______________________________________________________________________________
24

CARAPO
Acero Mínimo

Asmin= 0.79 cm2

Nº a (cm) As(cm2)
1 iter. 0.44 0.27
2 Iter 0.06 0.26
3 Iter 0.06 0.26
4 Iter 0.06 0.26
5 Iter 0.06 0.26

As(cm2)
Ø3/8" Ø1/2" Ø5/8" Ø3/4" Ø1"
0.79 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00
USAR Ø3/8" @0.25m
DISEÑO DE LOSA DE FONDO
Altura H 0.15 (m)

Ancho A 1.00 (m)
Largo L 1.00 (m)
P.E. Concreto (Wc) 2.40 Ton/m3
P.E. Agua (Ww) 1.00 Ton/m3
Altura de agua Ha 0.00 (m)
Peso Estructura
Losa 0.36
Muros 0.168
Peso Agua 0 Ton
------------
Pt (peso total) 0.528 Ton
Area de Losa =6.3 m2

Reacción neta del terreno =1.2*Pt/Area 0.10 Ton/m2
Qneto= 0.01 Kg/cm2

______________________________________________________________________________
25

CARAPO
Qt= 1.00 Kg/cm2

Qneto < Qt CONFORME
Altura de la losa H= 0.15 m As min= 2.574 cm2

As(cm2)
Ø3/8" Ø1/2" Ø5/8" Ø3/4" Ø1"
2.57 4.00 3.00 2.00 1.00 1.00
USAR Ø3/8" @0.25

4.2.2 CONDUCCIÓN (CAUDAL MAXIMO DIARIO)
A.-LINEA DE CONDUCCION
MEMORIA DESCRIPTIVA
JUSTIFICACIÓN
El Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (MVCS) a través del
Programa Nacional de Saneamiento Rural (PNSR) busca estandarizar diversos
componentes hidráulicos, entre los cuales se encuentra las líneas de
conducción.
En tal sentido el PNSR desarrolló la ingeniería de diversos componentes de los
sistemas de abastecimiento de agua para consumo humano, para caudales de
0.50 lps, a fin de proveer los materiales técnicos que les permitirá uniformizar
criterios de diseño, metrados y presupuestos para estos componentes.
Sin embargo, el Consultor/ proyectista, debe considerar esta información como
una guía básica, cuyos criterios de diseño deben ser validados con las
condiciones del área del proyecto a desarrollar
CASO PRÁCTICO
La línea de conducción debe diseñarse teniendo en cuenta el caudal máximo
diario.
Se ha considerado para su diseño una presión máxima de 50 mca para la clase
10, con el fin de asegurar el funcionamiento del sistema.
Se tomará en cuenta que la velocidad mínima en la línea de conducción debe
ser de 0.6 m/s y la máxima deberá ser de 3.0 m/s.
Para el caso que se presenta en la presente guía a manera de ejemplo, en el
trazo de la Línea se encuentra el siguiente tipo de terreno:
 Tramo con Terreno de tipo normal con presencia de material arcilloso, se
usará tubería de PVC. La tubería estará enterrada a una profundidad
mínima de 0.50 m con una zanja de 0.40 m, para la cama de apoyo se ha
previsto utilizar material propio seleccionado.
Así mismo de acuerdo al levantamiento topográfico y teniendo en cuenta las
elevaciones y depresiones existentes, ha conllevado a proyectar en el trazo de la
línea de conducción construcción de 2 cámaras rompe presión tipo 6; así mismo,
también se ha previsto la instalación de 1 válvulas de purga y 1 válvulas de aire
Manual.
Se consideró las siguientes válvulas en el trazo de la línea de conducción:
Válvulas de Aire
Las cajas de válvulas de aire en la línea conducción deberán ser proyectadas en
lugares estratégicos (cotas altas), con el fin de eliminar el aire de las tuberías.
______________________________________________________________________________
26
Las válvulas de aire CARAPO
para el caso práctico serán trifuncional DG- 10 DN ½”, su
accionamiento será manual.
La estructura será de concreto armado f’c=210 kg/cm2 cuyas dimensiones
internas son 0.60m x 0.60m x 0.70m, para el cual se utilizará cemento portland
tipo I.
Tabla 3: Diámetros Válvulas Aire
Diámetros Cantidad
Nº
(pulg) (und)
VA-1 1 1/2" 01
Válvulas de Purga
Las cajas de válvulas de purga deberán ser proyectadas en los puntos bajos de
la línea conducción, con el fin de eliminar los sedimentos que se acumulen en
los diferentes tramos.
La estructura será de concreto armado f’c=210 kg/cm2 cuyas dimensiones
internas son 0.60m x 0.60m x 0.70m y el dado de concreto simple f’c=140
kg/cm2, se utilizará Cemento Portland Tipo I.
Tabla 4: Diámetros Válvulas Purga

Diámetros Cantidad
Nº
(pulg) (und)
VP-2 1 1/2" 01

DEFINICIONES
 Carga dinámica:
En cualquier punto de la línea, representa la diferencia de la carga
estática y la pérdida de carga por fricción en la tubería.
Golpe de ariete:
 Se denomina a la sobrepresión que reciben las tuberías, por efecto del
cierre brusco del flujo de agua.
Línea de conducción:
 En un sistema por gravedad, es la tubería que transporta el agua desde el
punto de captación hasta el reservorio. Cuando la fuente es agua
superficial, dentro de su longitud se ubica la planta de tratamiento.
 Línea gradiente hidráulica:
Es la línea que indica la presión en columna de agua a lo largo de la
tubería bajo condiciones de operación.
 Nivel de carga estática:
Representa la carga máxima a la que puede estar sometida una tubería al
agua cuando se interrumpe bruscamente el flujo.
 Pérdida de carga unitaria (hf):
Es la pérdida de energía en la tubería por unidad de longitud debida a la
resistencia del material del conducto al flujo del agua. Se expresa en
m/km o m/m.
______________________________________________________________________________
27
 CARAPO
Pérdida por tramo (Hf):
Viene a representar el producto de pérdida de carga unitaria por la
longitud del tramo de tubería.
 Válvula de aire:
Válvula para eliminar el aire existente en las tuberías; se las ubica en los
puntos altos de la línea.
 Válvula de purga:
Válvula ubicada en los puntos más bajos de la red o conducción para
eliminar acumulación de sedimentos.
 Cámaras rompe presión:
Estructura que permite disipar la energía y reducir la presión relativa a
cero (presión atmosférica), con la finalidad de evitar daños a la tubería.
INFORMACIÓN BÁSICA
Para el diseño se requiere de:
 Información de la población.
 Investigación de la fuente: caudal y temporalidad
 Plano topográfico de la ruta seleccionada.
 Estudio de suelos y si es el caso estudio geológico para determinar la
estabilidad del terreno.
 Calidad fisicoquímica de la fuente.
TRAZADO
Se tomará en cuenta las recomendaciones siguientes:
 Se evitarán pendientes mayores del 30% para evitar velocidades
excesivas, e inferiores al 0,50%, para facilitar la ejecución y el
mantenimiento.
 El trazado se ajustará al menor recorrido, siempre y cuando esto no
conlleve excavaciones excesivas u otros aspectos. Se evitarán los tramos
de difícil acceso, así como las zonas vulnerables.
 En los tramos que discurran por terrenos accidentados, se suavizará la
pendiente del trazado ascendente pudiendo ser más fuerte la
descendente, refiriéndolos siempre al sentido de circulación del agua.
 Evitar cruzar por terrenos privados o comprometidos para evitar
problemas durante la construcción y en la operación y mantenimiento del
sistema.
 Mantener las distancias permisibles de vertederos sanitarios, márgenes
de ríos, terrenos aluviales, nivel freático alto, cementerios y otros
servicios.
 Utilizar zonas que sigan o mantengan distancias cortas a vías existentes o
que por su topografía permita la creación de caminos para la ejecución,
operación y mantenimiento.
 Evitar zonas vulnerables a efectos producidos por fenómenos naturales y
antrópicos.
 Tener en cuenta la ubicación de las canteras para los préstamos y zonas
para la disposición del material sobrante, producto de la excavación.
 Establecer los puntos donde se ubicarán instalaciones, válvulas y
accesorios, u otros accesorios especiales que necesiten cuidados,
vigilancia y operación.
______________________________________________________________________________
28
CARAPO
DISEÑO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN
Caudal de diseño
La línea de conducción tendrá capacidad para conducir como mínimo, el caudal
máximo diario, Qmd. Si el suministro fuera discontinuo, se diseñarán para el
caudal máximo horario.
Carga estática y dinámica
La carga estática máxima aceptable será de 50 m y la Carga Dinámica mínima
será de 1 m.
La tubería no podrá alcanzar la línea de gradiente hidráulico (LGH) en ningún
punto de su trazado.
Ilustración 4: Línea gradiente hidráulica de una conducción a presión
Diámetros
El diámetro se diseñará para velocidades mínimas de 0,6 m/s y máxima de 3,0
m/s.
El diámetro mínimo de la línea de conducción es de 25 mm (1”) para el caso de
sistemas rurales.
Dimensionamiento
Para el dimensionamiento de la tubería, se tendrán en cuenta las siguientes
condiciones:
Línea de gradiente hidráulica (L. G. H.)
La línea de gradiente hidráulica estará siempre por encima del terreno. En los
puntos críticos se podrá cambiar el diámetro para mejorar la pendiente.
Pérdida de carga unitaria (hf)
Para el propósito de diseño se consideran:
 Ecuaciones de Hazen y Williams para diámetros mayores a 2 pulgadas y,
 Ecuaciones de Fair Whipple para diámetros menores a 2 pulgadas.
El cálculo del diámetro de la tubería podrá realizarse utilizando las siguientes
fórmulas:
Para tuberías de diámetro superior a 50 mm, Ecuación de Hazen-Williams:
H f =10,674∗[ Q 1.852 / ( C1,852∗D 4.86 ) ]∗ L

______________________________________________________________________________
29
Siendo: CARAPO
Hf, pérdida de carga continua, en m.
Q, Caudal en m3/s
D, diámetro interior en m (ID)
C, Coeficiente de Hazen Williams (adimensional)
 Acero sin costura C=120
 Acero soldado en espiral C=100
 Hierro fundido dúctil con revestimiento C=140
 Hierro galvanizado C=100
 Polietileno C=140
 PVC C=150
 L, Longitud del tramo, en m.
Para tuberías de diámetro igual o inferior a 50 mm, Ecuación de Fair-Whipple:
Q1,751
Siendo:
[
H f =676,745∗ 4,753 /L
(D ) ]
Hf, pérdida de carga continua, en m.
Q, Caudal en l/min
D, diámetro interior en mm
L, longitud en metros
Salvo casos excepcionales que deberán ser justificados, la velocidad de

circulación del agua establecida para los caudales de diseño deberá cumplir lo
siguiente:
 La velocidad mínima no será menor de 0,60 m/s.
 La velocidad máxima admisible será de 3 m/s, pudiendo alcanzar los 5
m/s si se justifica razonadamente.
Presión
En la línea de conducción, la presión representa la cantidad de energía
gravitacional contenida en el agua.
Para el cálculo de la línea de gradiente hidráulica (LGH), se aplicará la ecuación
de Bernoulli:
P1 V 21 P2 V 22
Z1 + + =Z 2+ + +H f
γ 2∗g γ 2∗g
Ilustración 5: Cálculo de la línea de gradiente (LGH)
______________________________________________________________________________
30
CARAPO
Siendo:
Z: cota altimétrica respecto a un nivel de referencia en m
P⁄γ: altura de carga de presión, en m, P es la presión y γ el peso específico del
fluido
V: velocidad del fluido en m/s
Hf: pérdida de carga de 1 a 2, incluyendo tanto las pérdidas lineales (o
longitudinales) como las locales.
Si como es habitual, V1=V2 y P1 está a la presión atmosférica, la expresión se
reduce a:
P2
=Z 1−Z 2−H f
γ
La presión estática máxima de la tubería no debe ser mayor al 75% de la presión

de trabajo especificada por el fabricante, debiendo ser compatibles con las
presiones de servicio de los accesorios y válvulas a utilizarse.
Se calcularán las pérdidas de carga localizadas ∆Hi en las piezas especiales y
en las válvulas, las cuales se evaluarán mediante la siguiente expresión:
V²
∆ H i =K i
2g
Dónde:
∆Hi: pérdida de carga localizada en las piezas especiales y en las válvulas, en
m.
Ki: coeficiente que depende del tipo de pieza especial o válvula (ver Tabla).
V: máxima velocidad de paso del agua a través de la pieza especial o de la
válvula en m/s.
g: aceleración de la gravedad, m/s².
Tabla 5: Coeficiente para el cálculo de la pérdida de carga localizada en las
piezas especiales y en las válvulas
ELEMENTO COEFICIENTE ki
Ensanchamiento gradual α 5º 10º 20º 30º 40º 90º
ki 0,16 0,40 0,85 1,15 1,15 1,00
______________________________________________________________________________
31
Codos circulares
CARAPO
R/DN 0,1 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
K90º 0,09 0,11 0,20 0,31 0,47 0,69 1,00 1,14
k i=K 90 º × α /90 o
Codos segmentados α 20º 40º 60º 80º 90º
ki 0,05 0,20 0,50 0,90 1,15
Disminución de sección S2/S1 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8
ki 0,5 0,43 0,32 0,25 0,14
Entrada a depósito ki=1,0

Otras
Salida de depósito ki=0,5
Válvulas de compuerta x/D 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8
ki 97 17 5,5 2,1 0,8 0,3 0,07 0,02
Válvulas mariposa α 10º 20º 30º 40º 50º 60º 70º
ki 0,5 1,5 3,5 10 30 100 500
Totalmente
Válvulas de globo abierta
ki 3
Fuente: RM N° 173-2016 – VIVIENDA. Páginas 68 y 69
______________________________________________________________________________
32
CARAPO
MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CARAPO

HUANCA SANCOS- AYACUCHO
NOMBRE DEL
PROYECTO
MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN LA COMUNIDAD DE SANTO ESPÍRITU DE URABAMBA-DISTRITO CARAPO-
HUANCASANCOS-AYACUCHO
CLIENTE: MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CARAPO
UBICACIÓN: SANTO ESPÍRITU URABAMBA-
PROVINCIA:HUANCASANCOS - REGIÓN: AYACUCHO

ÁMBITO GEOGRÁFICO
1 Región del Proyecto SIERRA
Máximos
PERIODOS DE DISEÑO recomendados
Id Componentes Datos de diseño Unidad
2 Fuente de abastecimiento 20 años

3 Obra de captación 20 años
4 Pozos 20 años
Planta de tratamiento de agua para
5 20 años
consumo humano
6 Reservorio 20 años
7 Tuberías de Conducción, impulsión y 20 años
CARAPO
distribución
8 Estación de bombeo 20 años
9 Equipos de bombeo 10 años
Unidad básica de saneamiento (UBS-AH,
10 10 años
-C, -CC)
11 Unidad básica de saneamiento (UBS-HSV) 5 años
POBLACIÓN DE DISEÑO
Id Parámetros básicos de diseño Código Datos de diseño Unidad
12 Tasa de crecimiento aritmético t 0.30 % adimensional

13 Población inicial Po 236.00 hab
14 N° viviendas existentes Nve 59.00 und
15 Densidad de vivienda D 4.00 hab/viv
16 Cobertura de agua potable proyectada Cp 1.00 adimensional
17 Número de estudiantes de Primaria Ep 4.00 estudiantes
Número de estudiantes de Secundaria y
18 Es 0.00 estudiantes
superior
Periodo de diseño Estación de bombeo
19 pb 20.00 años
(Cisterna)
20 Periodo de diseño Equipos de Bombeo pe 10.00 años
21 Población año 10 P10 243.00 hab
22 Población año 20 P20 250.00 hab
DOTACIÓN DE AGUA SEGÚN OPCIÓN DE SANEAMIENTO
______________________________________________________________________________
34
CARAPO SIN CON
ARRAST ARRAST
DOTACIÓN SEGÚN REGIÓN O RE RE
ÍTEM Código Referencia, criterio o cálculo
INSTITUCIONES HIDRÁUL HIDRÁU
ICO LICO
lt/hab/dia lt/hab/dia
23 Costa Reg 60 90 Dotación de Agua según Guía MEF Ámbito Rural
24 Sierra Reg 50 80 Dotación de Agua según Guía MEF Ámbito Rural
25 Selva Reg 70 100 Dotación de Agua según Guía MEF Ámbito Rural
26 Educación primaria Dep 0
27 Educación secundaria y superior Des 0
VARIACIONES DE CONSUMO
Códi
Id Parámetros básicos de diseño Fórmula Datos de diseño Unidad
go
28 Coef. variación máximo diario K1 K1 Dato 1.3 adimensional
29 Coef variación máximo horario K2 K2 Dato 2 adimensional
30 Volumen de almacenamiento por regulación Vrg Dato 25% %
31 Volumen de almacenamiento por reserva Vrs Dato 0% %
32 Perdidas en el sistema Vrs Dato 25% %
CAUDALES DE DISEÑO Y ALMACENAMIENTO

¿Con arraste VERDAD VERDAD
hidráulico? ERO ERO
Qp=(P20* Reg +
33 Caudal promedio anual Qp (año 20) Qp Ep*Dep + Es*Des / 0.31 l/s
86400) / (1-Vrs)
34 Caudal máximo diario anual Qmd (año 20) Qmd Qmd = Qp * K1 0.40 l/s
35 Caudal máximo horario anual (año 20) Qma Qma = Qp * K2 0.62 l/s
______________________________________________________________________________
35
36
CARAPO
Volumen de reservorio año 20 Qma Qma = Qp * 86.4 * Vrg 6.70 m3
Qp=(P10* Reg +
Caudal promedio anual Qp (año 10) Qp Ep*Dep + Es*Des / 0.30 l/s
86400) / (1-Vrs)
Caudal máximo diario anual Qmd (año 10) Qmd Qmd = Qp * K1 0.39 l/s
Caudal máximo horario anual (año 10) Qma Qma = Qp * K2 0.60 l/s
CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN
CUADRO DE DATOS
DESCRIPCIÓN M.S.N.M L/S

CAPTACIÓN LADERA 3970.00
RESERVORIO EXISTENTE 3821.80
CAUDAL MÁXIMO DIARIO 0.40
PRESIÓN MÁXIMA PRESIÓN MÁXIMA
CLASE
PRUEBA DE TRABAJO
5 50 35
7.5 75 50
10 100 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
DESNIVEL PERDIDA DIÁMETRO PERDIDA PERDIDA
LONGITUD Q diseño COTA TERRENO DE CARGA CONSIDERADO
VELOCIDAD
DE CARGA DE CARGA
COTA PIEZOMÉTRICA PRESIÓN
DE
Tramo TERRENO
(L) Inicial Final Unitaria (D) (V) unitaria Tramo Inicial Final
m L/S msnm msnm m m pulg m/s m m msnm msnm m
______________________________________________________________________________
36
CARAPO
3970.0 3920.0
CAPT - CRP1
4490.00 0.40 0 8 49.92 0.01 1.29 1.5 0.50 0.008 21.17 3970.00 3936.19 29
3920.0 3871.3
CRP1 - CRP2
480.00 0.40 8 9 48.69 0.10 0.81 1.5 0.50 0.008 2.26 3920.08 3916.47 46
CRP2 - 3871.3 3821.8
RESV 378.07 0.40 9 0 49.59 0.13 0.77 1.5 0.50 0.008 1.78 3871.39 3868.54 48
5348.07 148.21
______________________________________________________________________________
37
CARAPO
B. DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO SISTEMA DE CLORACION DEL RESERVORIO
1).-Peso de hipoclorito de calcio o sodio necesario
Q∗d
2).-Peso del producto en base al porcentaje de cloro
P∗100/r
3).-Caudal horario de solución de hipoclorito (qs) en función de la concentración de la solución preparada. El valor de qs permite
seleccionar el equipo requerido.
Pc∗100/c
4).-Calculo del volumen de la solucionen función del tiempo de consumo del recipiente en el que se almacén dicha solución
Vs=qs∗t
Donde:
Vs: Volumen de la solución en lt (Correspondiente al volumen útil de los recipientes de preparación).
T: Tiempo de uso de los recipientes de solución en horas (h)
T se ajusta a ciclos de preparación de:6 horas (4 ciclos),8(horas (3 ciclos) y 12 horas (2 ciclos) correspondiente al vaciado de los recipientes y
carga de nuevo volumen de solución.
CALCULO DEL SISTEMA DE CLORACION POR GOTEO
Dosis adoptada: 2 mg/lt de hipoclorito de calcio
Porcentaje de cloro activo 65%
Concentración de la solución 0.25%
Equivalencia 1 gota 0.00005 lt
V Qmd Qmd P r Pc C qs t Vs qs
Qmd qs qs
Qmd P peso r Pc Peso Pc Peso C t Tiempo Vs Volumen
V Caudal Demanda Demanda
Caudal Dosis de Porcentaje producto producto concentracion de uso del volumen Bidon
reservorio maximo de la de la
maximo (gr/m3) cloro de cloro comercial comercial de la recipiente solucion adoptado
(m3) diario solucion solucion
diario (lps) (gr/h) activo (%) (gr/h) (Kgr/h) solucion(%) (h) (l) Lt.
(m3/h) (l/h) (gotas/s)
RA 5 0.40 1.44 2.00 2.89 65% 4.44 0.0044 25% 1.78 12 21.33 60 10
CARAPO
CÁLCULO DEL CAUDAL DE GOTEO CONSTANTE
Qgoteo= Cd * A * (2*g*h)0.5
Donde:
Qgoteo= Caudal que ingresa por el orificio
Cd= Coeficiente de descarga (0.6) = 0.8 unidimensional
A= Área del orificio (ø 2.0 mm)= 3.14E-06 m2
g= Aceleración de la gravedad= 9.81 m/s2
h= Profundidad del orificio 0.2 m
Qgoteo = 4.97858E-06 m3/s
Qgoteo= 0.004978579 lt/s
una gota= 0.00005 lt
Qgoteo= 99.57157351 gotas/s
CÁLCULO DEL SISTEMA DE CLORACIÓN POR GOTEO
Dosis adoptada: 4 mg/lt de hipoclorito de calcio
Porcentaje de cloro activo 65%
Concentración de la solución 0.25%
Equivalencia 1 gota 0.00005 lt
______________________________________________________________________________
39
V
CARAPO
Qmd Qmd P r Pc C qs t V
Pc Peso t Tiempo
Qmd Caudal Qmd Caudal P peso de r Porcentaje Pc Peso C concentracion
V reservorio Dosis producto qs Demanda de de uso del Vs volumen
maximo diario maximo diario cloro de cloro activo producto de la
(m3) (gr/m3) comercial la solucion (l/h) recipiente solucion (l)
(lps) (m3/h) (gr/h) (%) comercial (gr/h) solucion(%)
(Kgr/h) (h)
RA 5 0.40 1.44 4.00 5.78 65% 8.89 0.0089 25% 3.56 12 42.67
______________________________________________________________________________
40
CARAPO
C. CÁMARAS ROMPE PRESIÓN TIPO 6
MEMORIA DESCRIPTIVA
Las Cámaras Rompe Presión tipo 6 (CRP) para líneas son proyectadas en las
progresivas (4+490 y 4+970) para reducir las presiones en las líneas de
conducción que puedan superar los 50 mca afectando a la tubería.
La CRP cuenta con una tubería de entrada y una tubería de salida de diámetros
variables de acuerdo a los planos de redes proyectadas. La estructura será de
concreto armado f’c=210 kg/cm2 en su cámara húmeda.
La CRP tendrá 01 elemento de limpieza y rebose con tubería PVC de 2“y dado
móvil de concreto simple f´c=140 kg/cm2
Las cámaras poseerán tapas sanitarias metálicas e=1/8” de 0.60 x 0.60 mts para
la cámara seca y cámara húmeda respectivamente.
MEMORIA CÁLCULO HIDRÁULICO
Al existir fuerte desnivel entre la captación y algunos puntos a lo largo de la línea
de conducción, pueden generarse presiones superiores a la máxima que puede
soportar la tubería. En este caso se sugiere la instalación de cámaras rompe-
presión tipo 6 cada 50 m de desnivel.
Se recomienda:
 Una sección interior mínima de 0,60 x 0,60 mt, tanto por facilidad
constructiva como para permitir el alojamiento de los elementos.
 La altura de la cámara se calculará mediante la suma de tres conceptos:
 Altura mínima de salida, mínimo 10 cm
 Resguardo a borde libre, mínimo 40 cm
 Carga de agua requerida, calculada aplicando la ecuación de Bernoulli
para que el caudal de salida pueda fluir.
 La tubería de entrada a la cámara estará por encima de nivel del agua.
 La tubería de salida dispondrá de una canastilla de salida, que impida la
entrada de objetos en la tubería.
 La cámara dispondrá de un aliviadero o rebose.
 El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las
operaciones de mantenimiento.
CÁLCULOS DE LA CÁMARA ROMPE-PRESIÓN PARA LÍNEAS
(Q md = 0.4 l/s)
CÁMARA ROMPE PRESIÓN
Se conoce : Qmd = 0.40 l/s (Caudal máximo diario)
D= 1.5 pulg
Del gráfico :
A: Altura mínima = 10.0 cm 0.10 m
H : Altura de carga requerida para que el caudal de salida pueda fluir
BL : Borde libre = 40.0 cm 0.40 m

CARAPO
Ht : Altura total de la Cámara Rompe Presión
Ht = A+H+BL
Para determinar la altura de la cámara rompe presión, es necesario la carga requerida (H)
Este valor se determina mediante la ecuación experimental de Bernoulli.
Se sabe :
V= 0.35 m/s
Reemplazando
en:
______________________________________________________________________________
42
CARAPO
H= 0.010 m 1.0 cm
Por procesos constructivos tomamos H = 0.4 m
Luego:
Ht = A + H + BL
Ht = 0.1 + 0.4 + 0.4
Ht = 0.90 m
Con menor caudal se necesitarán menores dimensiones, por lo tanto, la sección de la base
de la cámara rompe presión para la facilidad del proceso constructivo y por la instalación
de accesorios, consideraremos una sección interna de 0.60 * 0.60 m
CÁLCULO DE LA CANASTILLA:
Se recomienda que el diámetro de la canastilla sea 2 veces el diámetro de la tubería de salida

Dc = 2xD
Dc = 3 pulg
La longitud de la canastilla (L) debe ser mayor 3D y menor que 6D

11.43
L= (3 x D) x 2.54 = cm
22.86
L= (6 x D) x 2.54 = cm
L= 20 cm
Área de ranuras:
Área total de ranuras At= 2 As, considerando As como el área transversal de la

tubería de salida.
π D s2
A s=
4
As = 11.04 cm2
At = 22.08 cm2
Área de At no debe ser mayor al 50% del área lateral de la granada (Ag)
A g=0.5 × D g × L
______________________________________________________________________________
43
CARAPO
A = 76.20 cm
g
2
El número de ranuras resulta:
Área total de ranura

N ° ranuras =
Áreade ranura
N° de ranuras = 65
REBOSE
La tubería de rebose se calcula mediante la ecuación de Hazen y Williams (C=
150) Q0. 38
D=4 . 63∗
Donde: C 0. 38 S0 . 21
D = Diámetro (pulg)
Qmd = Caudal máximo diario (l/s)
Hf = Pérdida de carga unitaria (m/m). Considera = 0.010
Entonces: D = 1.28 pulg
Se considera una tubería de rebose de 2 pulg.
RESUMEN
Rango Diámetro mínimo

Qmd 0.0 - 0.5lps 1.5 pulg
MEMORIA CÁLCULO ESTRUCTURAL
3.
CÁMARA ROMPE PRESIÓN PARA LÍNEAS
Esfuerzo de tracción por flexión ft=0.85 × f ' c 0.5
Fatiga de trabajo fs=0.4 × Fy
Momentos en los muros M =k × gm ×(h−he)3
6 × M 0.5
Espesor de la pared e=( )
ft
Peralte efectivo d=e−r
Mx
Área de acero vertical Asv=
fs × j× d
My
Área de acero horizontal Ash=
fs × j× d
______________________________________________________________________________
44
CARAPO
Características de la estructura
Ancho de la caja B = 0.90 m

Altura de agua h = 0.50 m
Longitud de caja L = 0.90 m
Profundidad de cimentación he = 0.20 m
Borde libre BL = 0.40 m
Altura total de agua H= 0.90 m
Peso específico promedio gm = 1,000.00 kg/m3
Capacidad portante del terreno st = 0.86 kg/cm2
Resistencia del concreto f'c = 210.00 kg/cm2
Esfuerzo de tracción por flexión ft = 12.32 kg/cm2
Esfuerzo de fluencia del acero Fy = 4,200.00 kg/cm2
Fatiga de trabajo fs = 1,680.00 kg/cm2
Recubrimiento en muro r = 4.00 cm
Recubrimiento en losa de fondo r = 5.00 cm
Diseño de los muros
RELACIÓN B/(h-he) 0.5<=B/(h-he)<=3

3.00 TOMAMOS 3
MOMENTOS EN
LOS MUROS M=k*gm*(h-he)^3 gm*(h-he)^3 = 27.00 kg
Tabla 6: Resultados de momentos en los muros

y=0 y = B/4 y = B/2
B/(Ha+h) x/(Ha+h)
Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m)
0 0.000 0.675 0.000 0.378 0.000 -2.214
1/4 0.270 0.513 0.189 0.351 -0.378 -1.917
3.00 1/2 0.135 0.270 0.216 0.270 -0.297 -1.485
3/4 -8.910 -0.108 -0.486 0.000 -0.162 -0.756
1 -3.402 -0.675 -2.484 -0.486 0.000 0.000
Máximo momento absoluto m= 8.910 kg-m

Espesor de pared e= cm
Para el diseño asumimos un espesor e= 10.00 cm
Máximo momento armadura vertical Mx = 8.91 kg-m
Máximo momento armadura horizontal My = 2.21 kg-m
Peralte efectivo d= 6.00 cm
Área de acero vertical Asv = 0.10 cm2
Área de acero
horizontal Ash = 0.02 cm2
k = 1/(1+fs/(n*fc) k= 0.33
j = 1-(k/3) j= 0.88
n=2100/
(15*(f'c)^0.5) n= 9.66
fc = 0.4*f'c fc = 84.00 kg/cm2
r = 0.7*(f'c)^0.5/Fy r= 0.00
Asmin = r*100*e Asmin = 2.79 cm2
Diámetro de varilla F(pulg)=

3/8 0.71 cm2 de área por varilla
Asvconsid = 2.84 cm2
______________________________________________________________________________
45
CARAPO Ashconsid = 2.84 cm2
Espaciamiento del acero espav = 0.250 m Tomamos: 0.20 m
espah = 0.250 m Tomamos: 0.20 m
CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA:
Calculo fuerza cortante máxima c= gm*(h-he)^2/2 = 45.00 kg

Calculo del esfuerzo cortante nominal nc = Vc/(j*100*d) = 0.08 kg/cm2
Calculo del esfuerzo permisible nmax = 0.02*f'c = 4.20 kg/cm2
Verificar
si: nmax > nc Ok
Calculo de la adherencia: u= Vc/(So*j*d) =
uv = 0.56 kg/cm2
u
h= 0.56 kg/cm2
Sov = 15.00
Soh = 15.00
CALCULO DE LA ADHERENCIA
PERMISIBLE: umax = 0.05*f'c = 10.5 kg/cm2
Verificar si umax > uv Ok
Verificar si umax > uh Ok
Diseño de la losa de fondo
Se considera la losa de fondo como una placa flexible y empotrada en los bordes.
Momento de empotramiento en el extremo M(1) = -W(L)^2/192

M(1) = -3.12 kg-m
Momento en el centro M(2) = W(L)^2/384

M(2) = 1.56 kg-m
Espesor asumido de la losa de fondo el = 0.10 m
Peso específico del concreto gc = 2,400.00 kg/m3

gm*(h)
w=
Calculo de w +gc*el
w = 740.00 kg/m2
Para losas planas rectangulares armadas con armadura en dos direcciones

Timoshenko recomienda los siguientes coeficientes:
Para un momento en el centro 0.0513

Para un momento de empotramiento 0.529
Momento de empotramiento Me = 0.529*M(1) = -1.65 kg-m

Momento en el centro Mc = 0.0513*M(2) = 0.08 kg-m
Máximo momento absoluto M = 1.65 kg-m
Espesor de la losa el = (6*M/(ft))^0.5 = 0.90 cm
Para el diseño asumimos un
el =
peralte efectivo 10.00 cm
d = el - r = 5.00 cm
______________________________________________________________________________
46
CARAPO As = M/(fs*j*d) = 0.022 cm2
Asmin = r*100*el = 1.8.08 cm2
Diámetro de varilla F (pulg) = 0.71 cm2 de área por varilla
Asconsid = 1.42
espa varilla = 0.50 Tomamos 0.20 m
RESULTADOS:
Tabla 7: Resultados de momentos en los muros

Diámetro de
RESULTADOS Espaciamiento
la Varilla
Refuerzo de acero vertical en muros 3/8 0.20 m
Refuerzo de acero horizontal en muros 3/8 0.20 m
Refuerzo de acero en losa 3/8 1.20
D. VÁLVULA DE AIRE
MEMORIA DESCRIPTIVA
VÁLVULA DE AIRE MANUAL
El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área del flujo del agua,
produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del gasto. Para evitar
esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire de accionamiento manual.
El cierre de la cámara será estanco y removible, para facilitar las operaciones de
mantenimiento.
VÁLVULA DE AIRE AUTOMÁTICA
El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área del flujo del agua,
produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del gasto. Para evitar
esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire automáticas (ventosas).
mantenimiento.
VÁLVULA DE AIRE MANUAL
Para sistemas de abastecimiento de agua en el ámbito rural, se recomienda una
sección interior mínima de 0,60x0,60 mt, tanto por facilidad constructiva, como para
permitir el alojamiento de los elementos.
La estructura será de concreto armado f’c=210 kg/cm2 cuyas dimensiones internas son
0.60m x 0.60m x 0.70m, para el cual se utilizará cemento portland tipo I.
MEMORIA CÁLCULO ESTRUCTURAL
CÁMARA DE VÁLVULA DE AIRE MANUAL
Características de la Estructura
ANCHO DE LA CAJA B= 0.80 m
LONGITUD DE CAJA L= 0.80 m
PROFUNDIDAD DE CIMENTACION he = 0.70 m
kg/cm
RESISTENCIA DEL CONCRETO f'c = 210.00 2
kg/cm (0.85f'c^0.5
ESFUERZO DE TRACCION POR FLEXION ft = 12.32 2 )
4,200.0 kg/cm
ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO Fy = 0 2
FATIGA DE 1,680.0 kg/cm
TRABAJO fs = 0 2 0.4Fy
RECUBRIMIENTO EN MURO r= 4.00 cm
RECUBRIMIENTO EN LOSA DE FONDO r= 5.00 cm
Diseño de los Muros
______________________________________________________________________________
47
RELACIO CARAPO
N B/(h-he) 0.5<=B/(h-he)<=3
TOMAMO
S 0.5
-
MOMENTOS EN LOS MUROS M=k*gm*(h-he)^3 gm*(h-he)^3 = 343.00 kg
y=0 y = B/4 y = B/2

B/
x/(Ha+h) Mx (kg- Mx (kg- Mx (kg- My (kg-
(Ha+h)
m) My (kg-m) m) My (kg-m) m) m)
0 0.000 -0.343 0.000 0.000 0.000 0.686
1/4 0.000 -1.715 0.000 -0.343 0.343 1.372
0.50 1/2 -0.686 -2.058 -0.343 -0.343 0.686 3.087
3/4 -1.372 -2.058 -0.343 -0.343 0.343 2.401
1 5.145 1.029 2.744 0.686 0.000 0.000
MAXIMO MOMENTO ABSOLUTO M= 5.145 kg-m

ESPESOR DE PARED e = (6*M/(ft))^0.5 e = 1.58 cm
10.00
PARA EL DISEÑO ASUMIMOS UN ESPESOR e= cm
MAXIMO MOMENTO ARMADURA VERTICAL Mx = 5.145 kg-m
MAXIMO MOMENTO ARMADURA
HORIZONTAL My = 3.087 kg-m
PERALTE EFECTIVO d = e-r d= 6.00 cm
AREA DE ACERO Asv
VERTIC Asv = Mx/(fs*j*d) = 0.057 cm2
Ash
AREA DE ACERO HORIZ Ash = My/(fs*j*d) = 0.034 cm2
k = 1/(1+fs/(n*fc) k= 0.326
j = 1-(k/3) j= 0.891
n=
2100/(15*(f'c)^0.5) n= 9.6609
kg/cm
fc = 0.4*f'c fc = 84.00 2
r = 0.7*(f'c)^0.5/Fy r= 0.0024
Asmin = r*100*e Asmin = 2.415 cm2
DIÁMETRO DE cm2 de Area por

VARILLA F (pulg) = 3/8 0.71 varilla
Ashconsid
= 2.84 cm2
0.250
ESPACIAMIENTO DEL ACERO espav m Tomamos 0.20 m
0.250
espah m Tomamos 0.20 m
CHEQUEO POR
ESFUERZO CORTANTE Y
ADHERENCIA
CALCULO FUERZA
CORTANTE MÁXIMA Vc = gm*(h-he)^2/2 = 245.00 kg
CÁLCULO DEL nc = Vc/(j*100*d) = 0.46 kg/cm2
ESFUERZO CORTANTE
______________________________________________________________________________
48
NOMINAL CARAPO
CÁLCULO DEL nmax
ESFUERZO PERMISIBLE = 0.02*f'c = 4.20 kg/cm2
Verifi
car si nmax > nc Ok
CÁLCULO DE LA 3.05 uh 3.05

ADHERENCIA u= Vc/(So*j*d) = uv = kg/cm2 = kg/cm2
Sov = 15.00
Soh = 15.00
CÁLCULO DE LA
ADHERENCIA umax
PERMISIBLE = 0.05*f'c = 10.5 kg/cm2
Diseño de Losa de Fondo

Considerando la losa de fondo como una placa flexible y empotrada en los bordes
MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO EN EL M(1)

EXTREMO = -W(L)^2/192
M(1)
= -0.80 kg-m
M(2)
MOMENTO EN EL CENTRO = W(L)^2/384
M(2)
= 0.40 kg-m
el
ESPESOR ASUMIDO DE LA LOSA DE FONDO = 0.10 m
kg/m
PESO ESPECÍFICO DEL CONCRETO gc = 2,400.00 3
gm*(h)
CALCULO DE W W= +gc*el
kg/m
W= 240.00 2
Para losas planas rectangulares armadas con armadura en dos direcciones

Timoshenko recomienda los siguientes coeficientes:

MOMENTO DE
EMPOTRAMIENTO Me = 0.529*M(1) = -0.42 kg-m
MOMENTO EN EL CENTRO Mc = 0.0513*M(2) = 0.02 kg-m
MÁXIMO MOMENTO ABSOLUTO M = 0.42 kg-m
0.45
ESPESOR DE LA LOSA el = (6*M/(ft))^0.5 = cm
PARA EL DISEÑO ASUMIMOS 10.00
UN PERALTE EFECTIVO el = cm
5.00
d= el-r = cm
As = M/(fs*j*d) = 0.006 cm2
Asmin = r*100*el = 1.208 cm2
cm2 de Area
DIAMETRO DE VARILLA F (pulg) = 3/8 0.71 por varilla
Asconsid = 1.42
______________________________________________________________________________
49
CARAPO espa varilla Tomam
= 0.50 os 0.20 m
Resultados
Diámetro de la
RESULTADOS Espaciamiento
Varilla
Refuerzo de acero en losa 3/8 1.20
E. VÁLVULA DE PURGA
MEMORIA DESCRIPTIVA
GENERALIDADES
Se construirá… cajas de válvulas de purga en los puntos bajos de la línea conducción
con el fin de eliminar los sedimentos que se acumulen en los diferentes tramos.
La estructura será de concreto armado f’c=210 kg/cm2 cuyas dimensiones internas son
0.60m x 0.60m x 0.70m y el dado de concreto simple f’c=140 kg/cm2, se utilizará
Cemento Portland Tipo I.
Tabla 8: Diámetros de válvulas de purga

Diámetros (Pulg) Cantidad (Und)
VP-2 1 1/2" 1
Elaboración: Programa Nacional de Saneamiento Rural

GENERALIDADES
Los sedimentos acumulados en los puntos bajos de la línea de conducción con
topografía accidentada provocan la reducción del área de flujo del agua, siendo
necesario instalar válvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza de tramos
de tuberías.
Se recomienda una sección interior mínima de 0,60x0.60 mt, tanto por facilidad
constructiva como para permitir el alojamiento de los elementos.
mantenimiento.
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
CÁMARA DE VÁLVULA DE PURGA
Características de la estructura
ANCHO DE LA CAJA B= 0.80 m

LONGITUD DE CAJA L= 0.80 m
PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN he = 0.70 m
RESISTENCIA DEL CONCRETO f'c = 210.00 kg/cm2
ESFUERZO DE TRACCIÓN POR
FLEXIÓN ft = 12.32 kg/cm2
ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO Fy = 4,200.00 kg/cm2
FATIGA DE TRABAJO fs = 1,680.00 kg/cm2
RECUBRIMIENTO EN
MURO r= 4.00 cm
RECUBRIMIENTO EN LOSA DE FONDO r= 5.00 cm
Diseño de los muros

DISEÑO DE LOS MUROS
RELACIÓN B/(h-he) 0.5<=B/(h-he)<=3
TOMAMOS 0.5 0.5
MOMENTOS EN LOS MUROS M=k * gm * (h-he)^ 3gm*(h-he)^3 = -343.00 kg
y=0 y = B/4 y = B/2
B/(Ha+h) x/(Ha+h)
Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m) Mx (kg-m) My (kg-m)
0.50 0 0.000 -0.343 0.000 0.000 0.000 0.686
1/4 0.000 -1.715 0.000 -0.343 0.343 1.372
______________________________________________________________________________
50
1/2 CARAPO
-0.686 -2.058 -0.343 -0.343 0.686 3.087
3/4 -1.372 -2.058 -0.343 -0.343 0.343 2.401
1 5.145 1.029 2.744 0.686 0.000 0.000
MÁXIMO MOMENTO ABSOLUTO M= 5.145 kg-m
ESPESOR DE PARED e = (6*M/(ft))^0.5 = 1.58 cm

PARA EL DISEÑO ASUMIMOS UN
ESPESOR e= 10.00 cm
MÁXIMO MOMENTO ARMADURA
VERTICAL Mx= 5.145 kg-m
MÁXIMO MOMENTO ARMADURA
HORIZONTAL My= 3.087 kg-m
PERALTE
EFECTIVO d = e-r d= 6.00 cm
AREA DE ACERO
VERTIC Asv = Mx/(fs*j*d) Asv = 0.057 cm2
AREA DE ACERO
HORIZ Ash = My/(fs*j*d) Ash = 0.034 cm2
k = 1/(1+fs/(n*fc) k= 0.326
j = 1-(k/3) j= 0.891
n = 2100/(15*(f'c)^0.5) n= 9.6609
fc = 0.4*f'c fc= 84.00 kg/cm2
r = 0.7*(f'c)^0.5/Fy r= 0.0024
Asmin = r*100*e Amín = 2.415 cm2
DIÁMETRO DE VARILLA F (pulg) = 3/8 0.71 cm2 de Área por varilla

Ashconsid = 2.84 cm2
ESPACIAMIENTO DEL
ACERO espav 0.250 m Tomamos 0.20 m
espah 0.250 m Tomamos 0.20 m
CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA
CALCULO FUERZA CORTANTE MÁXIMA Vc = gm*(h-he)^2/2 = 245.00 kg
CALCULO DEL ESFUERZO CORTANTE NOMINAL nc = Vc/(j*100*d) = 0.46 kg/cm2
CALCULO DEL ESFUERZO PERMISIBLE nmax = 0.02*f'c = 4.20 kg/cm2
Verificar si nmax > nc Ok
CALCULO DE LA ADHERENCIA u= Vc/(So*j*d) =
uv = 3.05 kg/cm2
uh = 3.05 kg/cm2
______________________________________________________________________________
51
CARAPO
Sov = 15.00
Soh = 15.00
CALCULO DE LA ADHERENCIA PERMISIBLE umax = 0.05*f'c = 10.5 kg/cm2

Diseño de Losa de Fondo
Considerando la losa de fondo como una placa flexible y empotrada en los bordes
MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO EN EL
EXTREMO M(1) = -W(L)^2/192
M(1) = -0.80 kg-m
MOMENTO EN EL CENTRO M(2) = W(L)^2/384
M(2) = 0.40 kg-m
ESPESOR ASUMIDO DE LA LOSA
DE FONDO el = 0.10 m
PESO ESPECÍFICO DEL
CONCRETO gc = 2,400.00 kg/m3
CALCULO DE W W= gm*(h)+gc*el
W= 240.00 kg/m2
Para losas planas rectangulares armadas con armadura en dos direcciones Timoshenko
recomienda los siguientes coeficientes
MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO Me = 0.529*M(1) = -0.42 kg-m
MOMENTO EN EL CENTRO Mc = 0.0513*M(2) = 0.02 kg-m
MÁXIMO MOMENTO ABSOLUTO M = 0.42 kg-m
ESPESOR DE LA LOSA el = (6*M/(ft))^0.5 = 0.45

PARA EL DISEÑO ASUMIMOS UN
PERALTE EFECTIVO el = 10.00 cm
d= el-r = 5.00 cm
As = M/(fs*j*d) = 0.006 cm2
Asmin = r*100*el = 1.208 cm2
DIÁMETRO DE VARILLA F (pulg) = 3/8 (0.71 cm2 de Área por varilla)

Asconsid = 1.42
espa varilla = 0.50 Tomamos 0.20 m
______________________________________________________________________________
52
Resultados CARAPO
RESULTADOS Diámetro de la Espaciamiento

Varilla
Refuerzo de acero en losa 3/8 0.20 m
______________________________________________________________________________
53

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EOSA MUNICIPALIDAD DISTRITAL

ELABORACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO

DISEÑO DEL PROYECTO

GEOSAT INGENIEROS CONSTRUCTORES CONSULTORES Y PROVEEDORES

ELABORACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO

Revisión Hecho Por Descripción Revisado Aprobado

A Antonio Álvarez Revisión interna Juan C. Caballero Juan C. Caballero

B Antonio Álvarez Revisión interna Juan C. Caballero Juan C. Caballero

C Antonio Álvarez Revisión interna Juan C. Caballero Juan C. Caballero

COMENTARIOS DEL CLIENTE:

Dotación se agua región Qp=(P20*

*La población Urubamba y Taulli Wasi se encuentra en la sierra y cuentan con

Gasto máximo de la fuente: Qmax= 0.60 l/s

v2t= 2.24 m/s (en la entrada a la tubería)

Además, sabemos que:

Diámetro Tub. Ingreso (orificios): Dc= 0.04 m

Determinamos el número de orificios en la pantalla:

Determinamos el ancho de la pantalla:

Conocido el número de orificios y el diámetro de la tubería de entrada se calcula

b=2(6D) + NORIF x D + 3D(Norif – 1)

CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL PUNTO DE AFLORAMIENTO Y LA

Distancia afloramiento - Captación: L= 1.238 m

CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA CÁMARA

Por tanto: Altura calculada: C= 0.003 m

Hallamos la altura total:

Altura Asumida: Ht= 1.00 m

Siendo las medidas de las ranuras:

Siendo el área de la ranura: Ar= 35 mm2= 0.0000350m2

Debemos determinar el área total de las ranuras (A TOTAL):

Siendo: Área sección Tubería de salida: A = 0.0020268 m2

Diámetro de la granada: Dg= 3 pulg = 7.62 cm

Determinar el número de ranuras:

Número de ranuras: 115 ranuras

DIMENSIONAMIENTO DE LA TUBERÍA DE REBOSE Y LIMPIA

ALTURA DE LA CÁMARA HÚMEDA:

CÁLCULOS ESTRUCTURALES CÁMARA HÚMEDA

EMPUJE DEL SUELO SOBRE EL MURO (P)

Cálculo del empuje con la siguiente formula:

Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la

Mr. = 448.80 kg-m

Reemplazando en la siguiente ecuación:

Se debe cumplir que debe ser mayor de 1.60

CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO

µ = 0.222 entonces F = 221.8 kg

Cdd = 0.37 Cumple ok

CHEQUEO PARA LA MÁXIMA CARGA UNITARIA

0.06 kg/cm2 ≤ 1.00 kg/cm2 Cumple ok

ACERO HORIZONTAL EN MUROS

Altura Hp 1.10 (m)

Calculamos Pu para (7/8) H de la base

H = Pt = (7/8) *H*Ka*W 1.15 ton/m2 Empuje del terreno

E = 75.00%Pt 0.86 ton/m2 Sismo

Pu = 1.0*E + 1.6*H = 2.70 ton/m2

CALCULO DE LOS MOMENTOS

Calculo del Acero de Refuerzo As:

Asmin = 1.69 cm2

TABLA 1 ITERACIONES CALCULO ACERO

TABLA 2 DISTRIBUCIÓN ACERO REFUERZO

ACERO VERTICAL EN MUROS

H = Pt = (7/8) HKa*W 1.15 ton/m2 Empuje del terreno

Pu = 1.0E + 1.6H = 2.70 ton/m2