Sistema de Agua Potable

“DISEÑO PARA EL ABASTECIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN EL CENTRO POBLADO NUNAMARCA -
DISTRITO DE CHILLIA – PROVINCIA DE PATAZ – DEPARTAMENTO LA LIBERTAD “
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME ACADÉMICO:
DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN EL CENTRO POBLADO
NUNAMARCA- DISTRITO DE CHILLIA - PATAZ - LA LIBERTAD
NOMBRE DEL CURSO : INGENIERÍA SANITARIA
PROFESOR : ROBERTO ZEUS YTTRICH AGUIRRE SANCHEZ
FECHA : TRUJILLO 28 DE MAYO DEL 2021- I
GRUPO :3
INTEGRANTES : ASPAJO GARCIA PABLO

CARRANZA SALVADOR CAMILA
CHAVEZ GARCIA SANTOS JOSE
JULCA ASTO ANTONY
LEZAMA TISNADO INGRID
ÑUÑUVERO DURAND JAMIR
ORTEGA REYES ZEILER RUPERTO
PEDEMONTE GONZALES CESAR
SAUCEDO SALAZAR EDWIN
SEVILLANO RODRIGUEZ KEYKO
VILLANUEVA RAMIREZ, ANYELA
TRUJILLO-PERÚ
2021
INDICE
DEDICATORIA ........................................................................................................................... 5
AGRADECIMIENTO.................................................................................................................... 6
PRESENTACIÒN......................................................................................................................... 7
CAPITULO I ............................................................................................................................... 8
ANTECEDENTES Y GENERALIDADES ........................................................................................... 8
1. INTRODUCCIÒN .................................................................................................................. 8
1.2. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 9
1.2.1. OBJETIVOS GENERALES ........................................................................ 9
1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS...................................................................... 9
1.3. GENERALIDADES .............................................................................................................. 9
1.3.1 ANTECEDENTES ..................................................................................... 9
1.4. ASPECTOS FÍSICOS ............................................................................................ 10
1.4.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO.......................................... 10
1.4.2. LÍMITES ............................................................................................... 11
1.4.3. GEOGRAFIA ......................................................................................... 11
1.4.4. TOPOGRAFÍA Y RELIEVE ..................................................................... 12
1.5. ASPECTOS NATURALES ................................................................................................... 12
1.5.1. CLIMA .................................................................................................. 12
1.5.2. TEMPERATURA .................................................................................... 12
1.5.3. RELIEVE DE LA ZONA ........................................................................... 12
CAPITULO II ............................................................................................................................ 13
DESARROLLO DEL PROYECTO .................................................................................................. 13
2.1. BASES DE DISEÑO .......................................................................................................... 13
2.2. PARÁMETROS DE DISEÑO ............................................................................................... 13
2.3. PERÍODO DE DISEÑO...................................................................................................... 13
2.4. POBLACIÓN .................................................................................................................... 14
2.4.1. MÉTODO ARITMÉTICO ......................................................................... 14
2.4.2. MÉTODO GEOMÉTRICO ...................................................................... 15
2.4.3. MÉTODO DE PARÁBOLA DE SEGUNDO GRADO .................................... 15
2.5. DOTACIÓN DE AGUA...................................................................................................... 16
2.5.1. CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Qm) ...................................... 16
2.5.2. CONSUMO MÁXIMO DIARIO (Qmd) Y HORARIO(Qmh) ....................... 16

2.6. FUENTE DE ABASTECIMIENTO ........................................................................................ 17
2.6.1. CALIDAD DE AGUA .............................................................................. 17
2.6.2. MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADO ............................................. 17
2.6.3. DISEÑO HIDRÁULICO Y DIMENSIONAMIENTO ............................................ 18
2.6.4. MANANTIAL DE FONDO Y DIFUSO ........................................................... 23
2.7. DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE .................................................... 27
2.7.1. Tipos de Tubería............................................................................... 27
2.7.2. Captación .............................................................................................. 28
2.7.3. Líneas de Conducción ........................................................................... 28
2.7.4. Criterios de Diseño ........................................................................... 29
2.8. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS ................................................................................ 32
2.8.1 CÁMARAS ROMPE PRESIÓN ......................................................................... 32
2.8.2. PRESIÓN ............................................................................................... 32
2.8.3. LINEA DE GRADIENTE HIDRÁULICA ............................................................. 33
2.8.4 PERDIDA DE CARGA ............................................................................. 33
2.9. RED DE ALCANTARILLADO...................................................................................... 34
2.9.1. RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO ...................................................................... 35
2.9.2. SISTEMA DE ALCANTARILLADO ................................................................................ 35
2.9.3. TIPOS DE REDES DE ALCANTARILLADO ...................................................................... 36
2.9.4. TIPOS DE TUBERIAS .................................................................................................. 37
2.9.5. INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS O BUZONES ......................................................37
2.10. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ............................................................................ 39
2.10.1. AGUAS RESIDUALES ............................................................................................... 39
2.10.2. TIPOS DE AGUAS RESIDUALES .................................................................................. 39
2.10.3. CRITERIOS IMPORTANTES PARA LA SELECCIÓN DE TRATAMIENTOS DE AGUAS
RESIDUALES ........................................................................................................................... 39
2.10.4. ESTANQUES DE ESTABILIZACION ................................................................................... 40

2.10.5. LAGUNAS FACULTATIVAS ............................................................................................... 40
2.10.6. LAGUNAS ANEUROBICAS ............................................................................................... 40
2.10.7. VENTAJAS DE LAGUNAS DE OXIDACIÓN ........................................................................ 41
2.10.8. DESVENTAJAS DE LAGUNAS DE OXIDACIÓN .................................................................. 41
2.10.9. TANQUE SEPTICO.............................................................................................................41
CAPITULO III ................................................................................................................................ 42

MEMORIA DE CALCULO Y DISEÑO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN .......................................... 42
3.1. FUNCIONES POBLACIONALES ................................................................................................ 42
3.1.1 MÉTODO ARITMETICO ......................................................................................................... 42
3.1.2. METODO GEOMETRICO ........................................................................................... 44
3.1.3 METODO DE LA PARABOLA DE SEGUNDO GRADO ................................................ 47

3.2. DISEÑO HIDRÁULICO Y DIMENSIONAMIENTO ............................................................ 51
3.2.1. CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFORAMIENTO Y LA CÁMARA DE HUMEDAD .......... 51
3.2.2. ANCHO DE LA PANTALLA ....................................................................................... 52
3.2.3. NÚMERO DE ORIFICIOS ......................................................................................... 53
3.2.4. ALTURA DE LA CÁMARA HÚMEDA ......................................................................... 54
3.2.5. DIMENSIONAMIENTO DE LAS CANASTILLAS ........................................................... 54
3.2.6. TUBERÍA DE REBOSE Y LIMPIA ............................................................................... 56
3.3. CRITERIOS DE DISEÑO DE LA CONDUCCIÓN DEL AGUA..................................................... 57
3.3.1. CÁLCULO DE LA CARGA DISPONIBLE ...................................................................... 57
3.3.2. GASTO DE DISEÑO O CAUDAL DE DISEÑO ............................................................... 57
3.3.3. VELOCIDAD DEL AGUA EN LAS TUBERÍAS ............................................................... 58
3.3.4. FORMATO PARA CALCULO HIDRÁULICO................................................................. 59
3.3.5. CLASES DE TUBERIAS ............................................................................................. 62
3.3.6. PERFIL LONGUITUDINAL ........................................................................................ 63
3.3.7. DISEÑO HIDRÁULICO DE LA CÁMARA ROMPE PRESIÓN .......................................... 66
3.3.8. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DEL RESERVORIO ....................................................... 66
3.3.9. ALTURA TOTAL DE LA CÁMARA ROMPE PRESIÓN (HT) ............................................ 67
3.3.10. CALCULO VOLUMEN CONTRA INCENDIOS ............................................................ 67
3.3.11. CALCULO VOLUMEN DE RESERVA: ....................................................................... 61
3.3.12. PERFIL VOLUMEN DE EQUILIBRIO (MÉTODO GRÁFICO) ......................................... 68
3.3.13. CÁLCULOS VOLUMEN EQUILIBRIO: ...................................................................... 70
3.3.14. DISEÑO GEOMÉTRICO DEL RESERVORIO: ............................................................. 70
3.3.15. CAUDAL DE CONTRIBUCION ................................................................................ 71
3.3.16. CAUDAL DE DISEÑO..............................................................................................72
3.3.17. CAUDAL UNITARIO ............................................................................................... 72
3.3.18. CALCULO HIDRÁULICO PARA REDES DE ALCANTARILLADO Y VELOCIDAD................73
3.3.19. COMPARAR CON EL CAUDAL DE DISEÑO Qp CON EL Qo ABACOS..................... 76
3.3.20. CÁLCULO PARA LOS BUZONES................................................................................79
3.3.21. DISEÑO DE LAGUNAS FACULTATIVAS ..................................................................... 84
3.3.22. CARGA SUPERFICIAL DE DISEÑO, KGDBO/HAXDÌA ................................................. 84
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 87
CAPITULO IV ........................................................................................................................... 88
ANEXOS DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN DE NUNAMARCA_ PLANOS .................................. 88
DEDICATORIA
A Dios por darnos la vida, por guiar nuestros caminos

con humildad y paciencia, por brindarnos la fortaleza
para seguir adelante a pesar de las dificultades que se
presentan a lo largo de nuestras vidas.
A nuestros padres por creer en cada uno de nosotros, quienes

con su amor, apoyo y comprensión incondicional están siem-
pre a lo largo de nuestras vidas estudiantiles; porque ellos
siempre tienen la última palabra de aliento en los momentos
más difíciles de nuestras vidas.
A todas las personas que pusieron su esperanza en la rea-

lización de presente trabajo de investigación de manera es-
pecial a mi profesor de la carrera de ingeniería civil al Ing.
Roberto Zeus Yttrich Aguirre Sánchez.
LOS AUTORES
5
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a Dios por habernos acompañado a lo largo de nuestros

estudios, por ser nuestra fortaleza en los momentos más difíciles de
nuestras vidas y por brindarnos una vida llena de aprendizaje, expe-
riencias y sobre todo de felicidad.
Le damos gracias a nuestros padres, por apoyarnos en todo momento,

por los valores que nos han inculcado y por habernos dado una exce-
lente educación en el transcurso de nuestras vidas y sobre todo por ser
ejemplos de vidas a seguir adelante.
Expresaremos un agradecimiento a la Universidad César Vallejo, por

acogernos en sus aulas donde recibimos los conocimientos científi-
cos que forman parte de nuestra formación profesional y un recono-
cimiento muy especial a nuestro profesor. lng. Roberto Zeus Yttrich
Aguirre Sánchez, por sus valiosos aportes, sugerencias y orientacio-
nes brindadas en el desarrollo de nuestro trabajo de investigación que
lleva como título: Diseño del Sistema de Agua Potable en el Centro
Poblado Nunamarca- Distrito de Chillia - Pataz - La Libertad.
Son muchas las personas que forman parte de nuestras vidas profesio-
nales a los que nos encantaría agradecerles por su amistad, consejos,
apoyo, ánimo y compañía en los momentos más difíciles de nuestras
vidas. Algunas están aquí con nosotros y otras en nuestros recuerdos y
en nuestros corazones, sin importar en donde estén queremos darles las
gracias por formar parte de nosotros, por todo lo que nos han brindado
y por todas sus bendiciones.
LOS AUTORES
6
PRESENTACIÒN
Como hemos visto, desde los primeros asentamientos, el hombre ha intentado permanecer
cerca del agua. Su existencia es condición indispensable para la vida y, por ello, no podía
establecerse lejos de una fuente, un manantial, un lago, un arroyo o un río que satisficiese sus
necesidades en este sentido. Esta verdad cobra una especial importancia en una región como
la nuestra, tan escasa siempre de precipitaciones.
A medida que se hicieron los establecimientos más estables y crecieron en número fue ha-
ciéndose necesario complementar lo aportado por la naturaleza con obras realizadas por el
hombre. Surgieron así los primeros intentos de almacenar y conducir el agua a determinados
asentamientos a través de incipientes redes de suministro.
Se trataba de acercar y asegurar al hombre lo que la naturaleza había dispuesto, pero también
de protegerlo. Probablemente las primeras obras de los primitivos habitantes de la región en
relación con el agua fuesen de defensa, para protegerse de la propia energía de los canales
fluviales o de las mismas fuentes. Y también de conservación: debían asegurar su carácter
fluente liberándolas de partículas y obstáculos de todo tipo que impidiesen su normal discu-
rrir. Por último, también debieron intentar almacenarla en distintos depósitos más o menos
elaborados que permitiesen disponer de ella en períodos de carencia. Surgirían así los pozos
y las cisternas.
Este proyecto lo estamos implementando para el beneficio del Centro Poblado Nunamarca-
Distrito de Chillia - Provincia de Pataz – Departamento La Libertad, será un beneficio muy
importante para cada uno de los pobladores ya que, contarán con un servicio adecuado de
agua potable en sus viviendas para su consumo que va hacer muy saludable para su salud.
7
CAPITULO I
ANTECEDENTES Y GENERALIDADES
1. INTRODUCCIÒN
El agua potable es un recurso indispensable para la existencia y la salud de las personas, el

derecho al agua potable y al saneamiento forma parte de los derechos de todo ser humano.
En la actualidad, a nivel mundial, la humanidad está enfrentando grandes problemas en dis-
tintos ámbitos de la vida. Uno de ello es el deterioro de los recursos naturales en su mayoría
sobreexplotados y contaminados de las cuales el recurso más preciado es el agua.
Una de las necesidades primarias de los pobladores de la zona es un adecuado suministro de

agua; la falta de este servicio origina graves problemas de salud, fenómeno agudizado, en
donde la población la recibe de fuentes no aptas para el consumo humano, ocasionando que
niños y adultos mayores se enfermen por causa de enfermedades diarreicas.
Uno de los pilares fundamentales para el desarrollo de las poblaciones es la solución de sus
necesidades básicas, entre las que se encuentra el acceso a la cantidad adecuada y confiable
de agua potable y el acceso a la instalación de un sistema de saneamiento.
El propósito del presente proyecto contiene el diseño de abastecimiento de agua potable “DI-
SEÑO PARA EL ABASTECIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN EL
CENTRO POBLADO NUNAMARCA - DISTRITO DE CHILLIA – PROVINCIA DE PA-
TAZ – DEPARTAMENTO LA LIBERTAD “, en beneficio de sus habitantes para lograr un
ambiente sano y un bienestar compatible con la exigencia del desarrollo actual.
8
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. OBJETIVOS GENERALES
➢ Diseñar el sistema de agua potable para el centro poblado de Nunamarca.
1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

➢ Calcular la población futura en base a censos registrados en el INEI mediante el
método ganador de la parábola de segundo grado.
➢ Calcular el caudal máximo y mínimo.
➢ Realizar el diseño hidráulico y dimensionamiento.
➢ Verificar que tipo de sistema presenta nuestro abastecimiento de agua potable para
el centro poblado de Nunamarca.
1.3. GENERALIDADES
➢ La población a abastecer es el parámetro básico que determina el tamaño de las

tuberías que componen el sistema.
➢ El proyecto necesita investigar el crecimiento de la población para poder hacer pro-
nósticos de población.
➢ Los datos de población provienen de las siguientes fuentes, por ejemplo: Datos del
Censo Nacional del INEI.
1.3.1 ANTECEDENTES
Las localidades rurales del Perú, es decir aquellas que tienen menos de 2000 habitantes,
según la Ley General de Saneamiento (Ley N.º 26668), han adolecido de manera casi
permanente de un servicio de agua potable bajo las características Sico- químicas ne-
cesarias para el adecuado consumo humano.
No obstante, en las ocasiones que estas localidades han alcanzado dichas característi-
cas, por lo general su sostenibilidad ha sido baja. Si bien la inversión en agua y sanea-
miento en las décadas de 1990 y 2000 fue grande, la situación no mejoró sustancial-
mente acorde con los montos destinados.
9
Además, es común aún observar que las obras (captaciones, reservorios, líneas de con-
ducción, etc.) al no ser mantenidas por la comunidad se deterioran con el tiempo, lo
que obliga a la ejecución de nuevas obras ante las pocas posibilidades de recuperación
de lo construido anteriormente.
Numerosos programas y proyectos, así como las leyes, decretos y normas en los últi-
mos años, han girado en torno a fortalecer la capacidad de gestión en los operadores
locales rurales y a la promoción de la activa asesoría de los gobiernos locales.
1.4. ASPECTOS FÍSICOS

1.4.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO
El Centro Poblado de Nunamarca se encuentra ubicado en el Distrito Chillia, con
una ubicación en la parte nor-occidental de la provincia de Pataz, Región La Liber-
tad a una altitud de 3,118 m.s.n.m. (ver tabla 1y figura 1).
La Libertad
Departamento
Pataz
Provincia
Chillia
Distrito
Zona rural Nunamarca

Centro poblado
Sierra
Región natural
3,118 m. s. n. m.
Altitud
Tabla 1: Datos de la ubicación del proyecto.
10
Figura 1: Ubicación Geográfica de Nunamarca.
1.4.2. LÍMITES
➢ Norte con la provincia de Bolívar.

➢ Este con el departamento de San Martín.
➢ Sur con la provincia de Marañón en el departamento de Huánuco.
➢ Sur y por el Oeste con la provincia de Pallasca y la provincia de Sihuas en el
departamento de Ancash.
➢ Oeste con la provincia de Santiago de Chuco y la provincia de Sánchez Carrión.
1.4.3. GEOGRAFIA
➢ El Distrito Chillia, se encuentra ubicado en la parte nor-occidental de la provincia
de Pataz, Región La Libertad a una altitud de 3,118 m.s.n.m. Este distrito fue fun-
dado en el año 1874. Limita en su parte Oeste con la Región de Ancash, teniendo
como lindero el río Marañón.
11
➢ El nombre del próspero distrito de Chillia, provendría del sonido que emiten las
pichuchancas “chilí, chilí” que abundaban sobre las Chilcas donde fue erigido el
pueblo.
➢ En Chillia se encuentran los restos arqueológicos preincaicos de Pián – Nuna-
marca, los que poseen características arquitectónicas a la cultura Chavín y Huari.
➢ Hasta el presente se encuentran operativos canales de irrigación subterráneo pre
coloniales, los que afloran en Winchus y los tres ríos.
1.4.4. TOPOGRAFÍA Y RELIEVE
La topografía en un radio de 3 kilómetros de Chillia tiene variaciones extremas de

altitud, con un cambio máximo de altitud de 1,212 metros y una altitud promedio
sobre el nivel del mar de 4,042 metros. En un radio de 16 kilómetros también contiene
variaciones extremas de altitud (3,297 metros). En un radio de 80 kilómetros también
contiene variaciones extremas de altitud (5,250 metros).
El área en un radio de 3 kilómetros de Chillia está cubierta de pradera (39 %), arbustos
(36 %) y árboles (16 %), en un radio de 16 kilómetros de arbustos (43 %) y pradera
(33 %) y en un radio de 80 kilómetros de pradera (34 %) y árboles (27 %)
1.5. ASPECTOS NATURALES

1.5.1. CLIMA
Nunamarca es un pueblo encantador asentado en la lejanía de los Andes del departa-
mento de La Libertad, conserva aún en su naturaleza las riquezas naturales, culturales
y sociales. En este lugar, los veranos son frescos y nublados y los inviernos son cortos,
muy frío, secos y parcialmente nublados.
1.5.2. TEMPERATURA
Durante el transcurso del año, la temperatura generalmente varía de -0 °C a 13 °C y
rara vez baja a menos de -3 °C o sube a más de 17 °C.
1.5.3. RELIEVE DE LA ZONA

De relieve accidentado, por la influencia de la Cordillera de los Andes, abarca una
superficie de 300,04 km².
12
CAPITULO II
DESARROLLO DEL PROYECTO
2.1. BASES DE DISEÑO

Las bases de diseño dependen de diversos factores, tales como: el nivel de vida de la
población, clima, actividad productiva, patrones de consumo de la población, aspectos
socioeconómicos etc. Si algunos de los factores que se pronunciaron anteriormente nos
falta se incluirá las consideraciones básicas de diseño, según la norma OS.100 del Regla-
mento Nacional de Edificaciones.
2.2. PARÁMETROS DE DISEÑO

Un sistema de abastecimiento de agua potable contempla un conjunto de obras necesarias
para captar, conducir, tratar, almacenar y distribuir el agua potable, el presente estudio se
enfocará en el diseño de una red de distribución de agua potable.
El estudio de un sistema de abastecimiento de agua está sujeto a la utilización de los
distintos coeficientes de diseño en razón de las funciones que completa cada elemento
dentro del sistema, es así que es necesario conocer el comportamiento de los materiales y
sistemas a utilizar para obtener de ellos un máximo rendimiento y eficientes ajustes de
criterios económicos.
Analizaremos entonces los parámetros de diseño que intervendrán en el diseño del sistema
de abastecimiento de agua potable para el Centro Poblado Nunamarca - Distrito de Chillia
– Provincia de Pataz – Departamento La Libertad.
2.3. PERÍODO DE DISEÑO

Para determinar el período de diseño se consideran factores como: durabilidad o vida útil
de las instalaciones, factibilidad de construcción y posibilidades de ampliación o sustitu-
ción, tendencias de crecimiento de la población posibilidades de financiamiento. Tomando
en consideración los factores señalados se debe establecer para cada caso el periodo de
diseño aconsejable. A continuación, se indican algunos rangos de valores asignados para
los diversos componentes de los sistemas de abastecimiento de agua potable para pobla-
ciones rurales: (ver tabla 2).
13
Tabla 2. Aquí se establece los datos del período del diseño en años de duración.
Obras de captación 20 años
Conducción 10 a 20 años
Reservorio 20 años
Redes 10 a 20 años (tubería principal 20 años y

secundarias 10 años)
➢ Nuestro periodo de diseño está proyectado para una población dentro de 20 años.
2.4. POBLACIÓN
La población futura para el período de diseño considerado deberá calcularse:
a) Tratándose de asentamientos humanos existentes, el crecimiento deberá estar acorde con

el plan regulador y los programas de desarrollo regional si los hubiere; en caso de no
existir éstos, se deberá tener en cuenta las características de la ciudad, los factores histó-
ricos, socioeconómico, su tendencia de desarrollo y otros que se pudieren obtener.
b) Tratándose de nuevas habilitaciones para viviendas deberá considerarse por lo menos una
densidad de 6 hab/viv.
Para estimar la población futura se estimará con los métodos más utilizados:
2.4.1. MÉTODO ARITMÉTICO
Este método consiste en agregar a la población del último censo un número fijo de habi-
tantes para cada período en el futuro.
En esencia este método de Estimación de Poblaciones Futuras se corresponde con una
línea recta en el que la pendiente se corresponde con la tasa de crecimiento aritmética del
último período intercensal y este método puede ser aplicable a comunidades pequeñas
como las rurales o a ciudades grandes cuyo crecimiento se puede considerar estabilizado
(con poca o ningún área urbana de expansión).
Se realiza las combinaciones de los años con sus censos y se calcula la tasa de crecimiento:
14
Fórmula para la población futura: 𝑷𝒇= 𝑃𝑜 * (1 + r * t)
Fórmula para la tasa de crecimiento: r = (𝑃𝑓/ 𝑃𝑜– 1) / t
Donde: 𝑷𝒇= población futura.
𝑷𝒐= población inicial del año base.
r = tasa de crecimiento.
t = tiempo.
2.4.2. MÉTODO GEOMÉTRICO
En este Método de Estimación de Poblaciones Futuras se supone que la población

crece a la misma tasa que para el último período censal.
Fórmula para la población futura: 𝑃𝑓 = 𝑃𝑜 (1 + r )^t
Fórmula para la tasa de crecimiento: r = (𝑃𝑓/𝑃𝑜 )^1/t - 1
Donde: 𝑷𝒇= población futura.
𝑷𝒐= población inicial del año base.
r = tasa de crecimiento.
t = tiempo.
2.4.3. MÉTODO DE PARÁBOLA DE SEGUNDO GRADO
Una parábola de segundo grado puede calcularse a partir de los resultados de tres
censos o estimaciones. Este tipo de curva no sólo es sensible al ritmo medio
decrecimiento, sino también al aumento o disminución de la velocidad de ese
ritmo.
Fórmula para la población futura: y = a + bx + cx^2
Donde: y = población futura.
a = población inicial del año base.
15
b y c = coeficiente de variación.
x = tiempo.
2.5. DOTACIÓN DE AGUA

Los principales factores que afectan el consumo de agua son: el tipo de comuni-
dad, factores económicos y sociales, factores climáticos tamaño de la comunidad.
Según la OMS para zona rural menor a 2000 habitantes se recomienda una dota-
ción de 100(l/hab/día) en un clima frio. (ver tabla 2.1).
Tabla 2.1. los parámetros recomendados en el ámbito rural DIGESA y OMS.

Ámbito Rural
La OMS recomienda los siguientes parámetros
DIGESA recomienda los Población Clima

siguientes parámetros
Modulo Frio Cálido
Zona (lpd) Rural 100 100
Sierra 50 2,000 _ 10,000 120 150
Costa 60 10,000 _ 50,000 130 200
Selva 70 50,000 200 250
2.5.1. CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Qm)
El consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estima-

ción del consumo per cápita para la población futura del periodo de diseño, ex-
presada en litros por segundo (I/s) y se determina mediante la siguiente relación:
Pf ∗ ⅆotación(ⅆ) 86,400
Qp =
s/ⅆia
Donde: Qp = Consumo promedio diario (l/s)

𝑷𝒇= Población futura
2.5.2. CONSUMO MÁXIMO DIARIO (Qmd) Y HORARIO(Qmh)
16
El consumo máximo diario se define como el día de máximo consumo de una serie
de registros observados durante los 365 días del alto; mientras que el consumo
máximo horario, se define como la hora de máximo o consumo del día de máximo
consumo. (ver tabla 2.2).
2.2. Datos equivalentes en K1 y K2.

Tabla Caudal Promedio (Qp)
Caudal Máximo Diario (Qmd = K1 * Qp) K1 = 1.3
Caudal Máximo Horario (Qmh = K2 * Qp) K2 = 1.8
2.6. FUENTE DE ABASTECIMIENTO
Las fuentes de agua constituyen el elemento primordial en el diseño de un sistema de

abastecimiento de agua potable y antes de dar cualquier paso es necesario definir su ubi-
cación, tipo, calidad y calidad. De acuerdo a la ubicación y naturaleza de la fuente de
abastecimiento, así como a la topografía del terreno, se consideran dos tipos de sistemas:
los de gravedad los de bombeo.
2.6.1. CALIDAD DE AGUA
El agua potable es aquella que al consumirla no daña organismo del ser humano ni daña
los materiales a ser usados en la construcción del sistema.
2.6.2. MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADO
El agua del manantial es pura y, por lo general, se la puede usar sin tratamiento, a condi-
ción de que el manantial este adecuadamente protegido con una estructura que impida la
contaminación del agua.
Los manantiales generalmente se localizan en las laderas de las colinas y los valles ribe-
reños. En los de ladera el agua ahora en forma horizontal.
17
2.6.3. DISEÑO HIDRÁULICO Y DIMENSIONAMIENTO
Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo de la

fuente, de modo que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara húmeda sea sufi-
ciente para captar este caudal o gasto.
a) calcular la distancia entre el aforamiento y la cámara de humedad
Es necesario conocer la velocidad de pase y la perdida de carga sobre el orifi-

cio de salida. En la Figura 2, aplicando la ecuación de Bernoulli entre los pun-
tos 0 y 1 resulta:
P0 v2 P1 v2
= h0 + 0 = + h1 + 1
γ 2g γ 2g
Considerando los valores de Po, Vo, P1 y h1 igual a cero se tiene:

2
h+v 1
0 2g
Donde: ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se reco-

miendan valores de 0.4 a 0.5 m.). (ver figura 2).
V1 = Velocidad teórica en m/seg.
g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/seg2).
Figura 2: flujo del agua en un orificio de pared gruesa.
Mediante la ecuación de continuidad:
𝑄1 = 𝑄2
18
𝐶𝑑 ∗ 𝐴1 ∗ 𝑣1 = 𝐴2 ∗ 𝑣2
𝑣2
𝑣1 =
𝑐𝑑
Donde: V1 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a

0.6 m/seg).
Cd = Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0.8).
Reemplazando el valor de V1 de la ecuación:
𝑣22
ℎ0 = 1.56 ∗
2𝑔
Donde Hf es la pérdida de carga que servirá para determinar la distancia entre

el afloramiento y la caja de captación (L). (ver figura 2.1).
𝐻𝑓 = 0.30 × 𝐿
𝐻𝑓
𝐿=
0.30
Figura 2.1. carga disponible y perdida de carga.
b) Determinamos Ancho de la pantalla(b)
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. Para el cálculo del diámetro de la tubería de entrada
(D), se utilizan las siguientes ecuaciones:
19
Qmax. = V * A * Cd
Qmax. = A * Cd * (2 g h) ^1/2
Donde: Qmax. = Gasto máximo de la fuente en l/s.
V = Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s, siendo menor
que el valor máximo recomendado de 0.60 m/s.).
A = Área de la tubería en m2. Cd = Coeficiente de descarga
(0.6 a 0.8).
g = Aceleración gravitacional (9.81 m/s2).
h = Carga sobre el centro del orificio (m).
c) Número de Orificios
Número de orificios: se recomienda usar diámetros (D) menores o iguales a Ø

2". Si solo obtuvieran diámetros mayores será necesario aumentar el número
de orificios (NA), siendo:
El valor de D será definido mediante: D = (4 A/л) ^1/2

2
Área ⅆel ⅆiámetro calculaⅆo
NA = ( ) +1
Área ⅆel ⅆiámetro asumiⅆo
Donde: NA = (D1/D2) ^2 + 1
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) + NA*D + 3D (NA – 1)
Donde: b = Ancho de la pantalla.
D = Diámetro del orificio.
NA = Numero de orificios.
20
d) Altura de la Cámara Húmeda (Ht)
En base a los elementos identificados en la Figura 2.2, la altura total de la cá-

mara húmeda se calcula mediante la siguiente ecuación: (ver figura 2.2).
Ht = A + B + H + D + E
Donde: A: Se considera una altura mínima de 10 cm. Que evita que la arena
sedimentada en el fondo fluya por la canastilla.
B: Se considera la mitad del diámetro de la canastilla de salida.
H: Altura de agua.
D: Desnivel mínimo entre el nivel de ingreso del agua de aflora
miento y el nivel de agua de la cámara húmeda (mínimo 3 cm.).
E: Borde libre (de 10 a 30 cms.).
Figura 2.2. altura total de la cámara húmeda.

e) Dimensionamiento de la canastilla
Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de la canastilla debe

ser 2 veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (Dc)
(ver Figura 2.3). El área total de las ranuras (At) sea el doble del área de la
tubería de la línea de conducción y que la longitud de la canastilla (L) sea
mayor a 3 Dc y menor a 6 Dc. (ver figura 2.3).
21
Figura 2.3. canastilla de salida.
Fórmulas para calcular las dimensiones de la canastilla:
At = 2Ac
Donde:
𝜋𝐷𝐶2 4
𝐴𝑐 =
Donde: At = Área total de ranuras.
Ac = Área de conducción.
Dc = diámetro de conducción.
Conocidos los valores del área total de ranuras y el área de cada ranura se determina
el número de ranuras:
Área total ⅆe ranuras Área ⅆe ranura

N° ⅆe ranuras =
f) Cálculo de Rebose y Limpieza
En la tubería de rebose y de limpia se recomiendan pendientes de 1.5 a 2% y

considerando el caudal máximo de aforo y se determina el diámetro mediante
la ecuación de Hazen y Williams (para C=140).
0.71 × 𝑄0.38
𝐷=
ℎ𝑓0.21
donde: D = Diámetro en pulg.

Q = Gasto máximo de la fuente en l/s.
hf = Perdida de carga unitaria en m/m.
22
2.6.4. MANANTIAL DE FONDO Y DIFUSO
Para recolectar el agua de un manantial de fondo y difuso es necesario instalar un dren

principal y drenes laterales. Dichos drenes pueden cubrir una parte o la totalidad del
área del manantial, pudiendo definirse en función al gasto necesario a conducirse por
la línea de conducción. (ver figura 2.4.).
Es necesario conocer las alturas promedio de las láminas de agua en el afloramiento,

con el fin de adoptar pendientes de drenaje sin que alteren el comportamiento hidráu-
lico natural del afloramiento. Se deben definir los posibles puntos de afloramiento na-
tural y seleccionar
aquellos que presenten mejores condiciones de flujo, con velocidad permanente mayor
de 0.6 m/s. (ver figura 2.4).
Figura 2.4. manantial del dren principal y drenes laterales.
a) Dren principal
El diámetro del dren principal se calcula en base a las siguientes condiciones

de diseño:
➢ El caudal máximo de la fuente (Qmax) cuyo valor debe ser igual o

mayor al consumo máximo diario (Qmd). Este valor sirve para diseñar
el dren.
➢ La pendiente (Sp), que considera la pendiente natural de drenaje.
23
ca − c b L
Sp = ab
Donde: Ca = Cota inicial.
Cb = Cota final.
Lab = Longitud de la tubería.
La velocidad debe ser mayor a 0.6 m/s y menor a 1 m/s. y el tirante de agua
(Y) debe estar comprendido entre los rangos de 0.2D y 0.75D. Se considera a
"D" como el diámetro del dren principal.
Para estimar el valor del diámetro (D) se utiliza la f6rmula de Manning ex-
presada de la siguiente manera:
1
Q = AR2/3 s1/2
η
Donde: Q = Caudal máximo de la fuente (m3/s).
n =Coeficiente de rugosidad.
R =Radio hidráulico (m).
S = Pendiente del dren (m/m).
A = Área mojada de la sección transversal (m2).
b) Drenes laterales
Para el diseño hidráulico de los drenes laterales se recomienda el siguiente

procedimiento:
➢ Determinar el área de influencia total de los drenes laterales (At)

➢ Hallar el área de influencia de cada dren (a)
➢ Estimar el caudal unitario (q) mediante la relación entre el caudal
máximo de la (Qmax) y el área de influencia total (At).
24
Qmáx
q= , obteniéndose "q" en l/s − m2At
Estimar el caudal de drenaje de cada dren (Q), mediante el producto del área
de influencia (a) y el caudal unitario (q) donde:
Q=a*q
La información necesaria y el cálculo del caudal de drenaje de cada dren se

presenta en el siguiente cuadro: (ver tabla 2.3).
Dren L cotas (msnm) S a q Q=axq
(m) inicial final (m/m) (m2) (l/s- (l/s)
m2)
1 𝐿1 𝐶𝑖1 𝐶𝑓1 𝑆1 𝑎1 q 𝑄1
2 𝐿2 𝐶𝑖2 𝐶𝑓2 𝑆2 𝑎2 q 𝑄2
3 𝐿3 𝐶𝑖3 𝐶𝑓3 𝑆3 𝑎3 q 𝑄3
4 𝐿4 𝐶𝑖4 𝐶𝑓4 𝑆4 𝑎4 q 𝑄4
- - - - - - - -
- - - - - - - -
n 𝐿𝑛 𝐶𝑖𝑛 𝐶𝑓𝑛 𝑆𝑛 𝑎𝑛 q 𝑄𝑛
total - - - - At - Qmáx.
Tabla 2.3. cálculo del caudal de drenaje de cada dren.
c) Cálculo del diámetro
Conocidos los valores de los caudales y pendientes de cada dren lateral, se

determina el diámetro de la tubería mediante la aplicación de la fórmula de
Manning cuyo procedimiento es similar al cálculo del dren principal.
El diámetro mínimo de los drenes laterales será de 2 pulg.
1
Q = AR s
2/3 1/2
η
25
d) Cálculo del número de orificios (N)
Para permitir la entrada de agua a la tubería del dren lateral, el número de

orificios por cada metro se estima mediante la siguiente relación:
100
N=2( + 1)
𝑋
Donde "x" es el espaciamiento entre orificios recomendándose 20 cm para

caudales menores a 10 l/s y 10 cm para caudales mayores a 10 l/s. (ver figura
2.5).
Figura 2.5. espaciamiento entre orificios.
e) Cálculo del diámetro del orificio (Do)
Para estimar el diámetro del orificio (DO) es necesario conocer el caudal de

entrada (Qo) calculado en función al caudal unitario por metro (qu) y al nú-
mero de orificios (N).
𝑞𝑢=𝑄𝑛/𝐿𝑛
Donde: Qn es el caudal
Ln es la longitud del dren lateral.
El caudal por cada orificio (Qo) se define como:
𝑄0=𝑞𝑢/𝑁
El diámetro del orificio de entrada (Do), se determina utilizando la siguiente
ecuación:
26
𝜋 ∗ 𝐷2
𝑄0 = 0
𝐴=
𝐶𝑑 ∗ (2𝑔ℎ0)1/2 4
Donde: Cd = 0.62.
g = 9.81 mis2.
Ho = Carga de agua sobre el centro del orificio.
Con el valor de DO se selecciona el diámetro comercial de 1/4, 3/8", 1/2" y
3/4" recomendándose que el diámetro de la grava sea mayor que el diámetro
del orificio.
2.7. DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE

2.7.1. Tipos de Tubería
2.7.1.1. Qué es el PVC
El poli cloruró de vinilo (PVC) es un material termoplástico que se presenta en su
forma original como un polvo de color blanco, se fabrica mediante la polimerización
del cloruro de vinilo monómero, que, a su vez, se obtiene de la sal común y del petróleo.
PVC, un material versátil.
La versatilidad del PVC, debida a su capacidad de aditivación y tratamiento, permite

obtener distintos tipos de compuestos destinados a la fabricación de productos rígidos
y flexibles, transparentes u opacos, compactos o espumados. El PVC se adapta con
facilidad a las necesidades de la vida moderna y contribuye al progreso.
2.7.1.2. Ventajas de las tuberías de PVC

a) Hidráulicas:
➢ Menor perdida de carga, debido a la lisura de su superficie interior.

➢ Inexistencia de depósitos e incrustaciones en la sección interior.
➢ Mayor caudal para el mismo valor de diámetro exterior.
b) Físicas:
➢ Elevadas tensiones de diseño, haciendo posible un espesor menor.
➢ Ligereza que facilita transporte, manipulación e instalación, disminuyendo
su costo.
27
➢ Uniformidad del sistema completo (tubos y accesorios) en un mismo ma-

terial.
c) Mecánicas:
➢ Mejor comportamiento frente al golpe de ariete, debido a su baja celeridad.
➢ Resistencia a altas presiones internas, hasta PN 25 bar.
➢ Excelente comportamiento frete a las cargas de aplastamiento.
d) Químicas:
➢ Inertes e inicuas, que permiten la conservación de las propiedades organo-
lépticas del agua de consumo humano.
➢ Estabilidad química del material que impide su composición.
➢ Ausencia de oxidación y corrosión.
➢ Alta resistencia al fuego. Auto extinguibles. No se funden formando gotas
de material en combustión.
2.7.2. Captación
La captación será construida en la estación E=0, con una cota de terreno 3800.000 y
una cota de rebalse de 3801.00. el nacimiento será captado por medio de un muro de
retención de concreto ciclópeo, dejando protegido el nacimiento con su respectivo sello
sanitario y cubriéndola con una losa de concreto reforzado; el caudal será encausado
hacia una caja de 1.00 M3 que funcionará como desarenado, también de concreto ci-
clópeo la cual poseerá su rebalse y desagüe, complementada con su caja de válvula.
Sus detalles se encuentran en el plano respectivo.
2.7.3. Líneas de Conducción

Se entiende por línea de conducción al tramo de tubería que transporta agua desde la
captación hasta la planta potabilizadora, o bien hasta el tanque de regularización, de-
pendiendo de la configuración del sistema de agua potable. Una línea de Conducción
debe seguir, en lo posible, el perfil del terreno y debe ubicarse de manera que pueda
inspeccionarse fácilmente. Esta puede diseñarse para trabajar por gravedad o bombeo;
en este caso, trabajaremos por bombeo.
28
2.7.4. Criterios de Diseño

2.7.4.1. Carga Disponible
Viene representada por la diferencia de elevación entre la obra de captación y
el reservorio. (ver figura 2.6).
Figura 2.6. carga disponible en la línea de conducción.
2.7.4.2. El Gasto de Diseño

Es importante resaltar que, para las líneas de conducción por bombeo, deben planearse
para que operen 24 horas al día. De otra manera, deben ajustarse los gastos de diseño
para satisfacer las necesidades requeridas (aumentar el gasto de conducción y, por lo
tanto, el diámetro de la tubería).
2.7.4.3. Velocidad del Agua en las Tuberías

La velocidad de circulación es la velocidad de paso de un fluido a lo largo de una
tubería u otra estructura de paso y se mide generalmente en metros por segundo (m/s).
1.974 ∗ 𝑄(𝑙𝑝𝑠)
𝑉(𝑚/𝑠𝑒𝑔) =
𝐷2(𝑝𝑢𝑙𝑔)
La velocidad esta de acuerdo al material, así tenemos que según el siguiente

cuadro: (ver tabla 2.4).
29
Velocidad Mínima 0.60 m/seg Hallamos diámetro máximo.
Velocidad Máxima 5.00 m/seg Hallamos diámetro mínimo.

Tabla 2.4. velocidad de acuerdo al material.
➢ En tuberías de impulsión la velocidad no debe ser mayor a 2,00 m/s.

(ver tabla 2.5).
Material de la tubería velocidad (m/seg)

Máxima Mínima
Concreto simple hasta 45 cm de diámetro 3.00 0.30
Concreto reforzado a partir de 60 cm de diámetro 3.50 0.30
Acero con revestimiento
Acero sin revestimiento
Acero galvanizado
Asbesto cemento
Hierro fundido 5.00 0.60
Hierro dúctil
PEAD (polietileno de Alta Densidad)
PVC (Policloruro de Vinilo)
PRFV (Polyester Reforzado con Fibra de Vidrio)
Tabla 2.5. velocidad máxima y mínima de las tuberías.
2.7.4.4. Formato para Cálculo Hidráulico

Para hacer el cálculo hidráulico tenemos que dibujar en el eje X la distancia en (m) y
en el eje Y las cotas (m. s. n. m.) (ver figura 2.7 y 2.8).
Donde: D = Distancia (m) (eje X).
H = Cotas (m.s.n.m.) (eje Y).
30
Figura 2.7. las distancias entre el eje X y el eje Y.
Figura 2.8. los datos resultados de las distancias de la captación al reservorio.
2.7.4.5. Clases De Tubería

➢ La clase de tubería se determina de acuerdo a las presiones máximas y míni-
mas originadas por el golpe de ariete que vendrían a ser: 5, 7.5, 10, 15 Kg/cm2.
➢ Para determinar cuántos m.c.a. puede soportar la tubería se multiplica por 10
a la clase, por ejemplo: (ver tabla 2.6).
Clase PVC- A.C F° F°

A-5 (5kg/cm2) 50 mca <> 75 psi
A-7.5 75 mca <> 105 psi
(7.5kg/cm2)
A-10 (10kg/cm2) 100 mca <> 150 psi
A-15 (15kg/cm2) 150 mca <> 210 psi
Tabla 2.6. clases de tuberías PVC-A.C en psi.
31
2.8. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS

2.8.1 CÁMARAS ROMPE PRESIÓN
Cuando existe mucho 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
una tubería. En esta situación, es necesaria la construcción de
cámaras rompe presión que permitan disipar la energía y reducir la presión relativa a
cero (presión atmosférica), con la finalidad de evitar danos en la tubería. Estas estruc-
turas permiten utilizar tuberías de menor clase, reduciendo considerablemente los cos-
tos en las obras de abastecimiento de agua potable. (ver figura 2.9).
Figura 2.9. cámara de rompe presión.
2.8.2. PRESIÓN
Se debe tener las siguientes consideraciones. (ver figura 2.10).
➢ ≥1 m.c.a, sobre la tubería, para evitar el fenómeno CAVITACIÓN.

➢ ≥5 m.c.a llegada al reservorio.
32
Figura 2.10. ubicación de estructuras complementarias
2.8.3. LINEA DE GRADIENTE HIDRÁULICA
La línea de gradiente hidráulica (L.G.H.) Indica la presión de agua a lo largo de la

tubería bajo condiciones de operación. Cuando se traza la línea de gradiente hidráulica
para un caudal que descarga libremente en la atmosfera (como dentro de un tanque)
Puede resultar que la presión residual en el punto de descarga se vuelva positiva o
negativa. (ver figura 2.11).
Figura 2.11. presiones resultantes negativas y positivas.
2.8.4 PERDIDA DE CARGA
La pérdida de carga es el gasto de energía necesario para vencer las resistencias que se
oponen al movimiento del fluido de un punto a otro en una sección de la tubería.
33
a). perdida de carga unitaria o pendiente
Para el cálculo de la perdida de carga unitaria o pendiente, pueden utilizarse mu-

chas formulas, sin embargo, una de las más usadas en conductos a presión, es la
de Hazen y Williams.
1741 ∗ 𝑄1.88(𝑙𝑝𝑠)
𝑆=
𝐷4.87(𝑝𝑢𝑙𝑔) ∗ 𝐶1.85
𝐻𝑓 = 𝑆 ∗ 𝐿
Donde: Q = Caudal (l/s).
Hf = Perdida de carga (m).
D = Diámetro de la tubería (pulg).
S ó hf = Pendiente o Perdida de carga unitaria (m/m).
C = Constante de Hazen y Williams (Considerar C=140 para PVC).
c) perdida de carga por tramo

Para determinar la perdida de carga por tramo es necesario conocer los valores
de carga disponible, el gasto de diseño y la longitud del tramo de tubería. Con
dicha información y con el uso de nomogramas o la aplicación de fórmulas se
determina el diámetro de tubería.
Hf = hf * L
2.9. RED DE ALCANTARILLADO
Es el sistema de conductos, tuberías y estructuras empleados para transportar las aguas

residuales, cloacales o servidas (alcantarillado sanitario) o aguas de lluvia (alcantarillado
pluvial) desde diferentes puntos donde las reciben hasta el sitio de tratamiento u otro punto
de descarga.
Para diseñar las obras de alcantarillado, para recoger las aguas contaminadas de la sociedad,
y conducirlas fuera de los núcleos urbanos, de forma que no suponga ningún peligro para la
salud humana y así mejorar la calidad de vida de la población.
34
2.9.1. RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO
El término alcantarillado hace referencia de la recolección, tratamiento de residuos

líquidos.
Las obras de alcantarillado u obras de aguas de deshecho incluyen todas las

estructuras físicas requeridas para la recolección, tratamiento y disposición.
El agua de deshecho, puede ser definido como agua negra, agua servida o agua
residual recayendo en esta ultima la generalidad ,el agua residual es el residuo liquido
transportado por una alcantarilla el cual puede incluir descargas domesticas e
industriales, así como también aguas de lluvia, infiltración y flujo de entrada.
La alcantarilla es una tubería o conducto en general cerrado, que normalmente fluye

a medio llenar, transportando aguas residuales. La alcantarilla COMÚN sirve a todas
las propiedades colindantes. La alcantarilla SANITARIA transporta aguas
residuales sanitarias y es diseñada para excluir aguas de lluvia, infiltración y flujo de
entrada, también pueden ser trasportadas en este tipo de alcantarillas residuos
industriales, dependiendo de sus características.
2.9.1.1 LA ALCANTARILLA PRINCIPAL O ALCANTARILLA DE

MAESTRA
Las alcantarillas principales forzadas son alcantarillas presurizadas que

transportan aguas residuales de una estación de bombas a otra principal o a un
punto de tratamiento o disposición y recoge el flujo de varias alcantarillas
secundarias, pudiendo a llegar a conducir las aguas residuales en la condición
de tubería llena.
La alcantarilla colectora final es una alcantarilla que transporta el residuo

recogido en un punto de tratamiento o disposición.
2.9.2. SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Es el conjunto de tuberías (que trabajan como canal) cámara de inspección (pozo de

visitas planta de tratamiento, estaciones de bombeo y todas las instalaciones que sean
necesarias para asegurar la conveniente evacuación de aguas negras.
Dicha red debe servir para toda vivienda construida así como para posibles zonas de
35
expansión futura. Es importante definir las siguientes características de alcantarillado.
a) Alcantarillado de Servicio Local o Sanitario
Conformado por conexiones locales prediales estará permitido unas tuberías de

8” a 16” de diámetro, pero existe la posibilidad de emplear diámetros menores,
siempre y cuando las consideraciones de diseño lo permitan.
b) Colectores
Son aquellas tuberías que reciben la descarga de área servidas por el

alcantarillado del servicio local.
c) Emisores
Son las construidas por las líneas conductoras de las aguas negras hasta la
instalación del tratamiento y/o hasta la disposición final.
2.9.3. TIPOS DE REDES DE ALCANTARILLADO
a) Independiente.
En la canalización tanto de aguas negras como en la de aguas blancas (de lluvia)

en forma independiente es aconsejable en: cuando existe deficiencia
económica, ciudades pequeñas y topografía apropiada.
b) Sistema combinado.
Evacuación de las aguas de lluvia y aguas negras en forma conjunta, es

aconsejable en: zonas a sanear cuando tiene una superioridad poblacional y no
se tiene una súper densidad poblacional y no se tiene espacio para establecer
redes independientes y cuando ambas deben ser impulsadas.
c) Sistema separativo.
La evacuación de aguas de lluvia (blancas) y aguas negras en un mismo

conducto (cloaca) pero en forma independiente y recomendable en ciudades
grandes.
d) Sistema semi-combinado.
Conduce aguas servidas y parte de las aguas de lluvia (declarada) proveniente

de los domicilios.
36
2.9.4. TIPOS DE TUBERIAS
Tenemos las siguientes tuberías:
a) Tubería de Concreto Simple Normalizado (C.S.N.)
Son bastante durables y se pueden construir en situ por lo que son bastante
económicos, para su colocación se usa junta con anillo de goma.
b) Tubería de Asbesto Cemento
Son de poco peso y se fabrican de longitudes mayores a las anteriores, son

bastantes lisos para evitar acumular sólidos.
c) Tubería de P.V.C
Son costosas pero bastantes livianas, además por su carácter de deformables

puede sufrir asentamientos diferenciales; sin que se rompa, se fabrican de
diferente resistencia al trabajo, no se deben colocar expuestas a los rayos
solares.
d) Tubería de HDPE
Son más costosas y tienen casi las mismas fortalezas que las de PVC pero
adicionalmente pueden estar expuestas a los rayos solares sin tener problema
alguno.
2.9.5. INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS O BUZONES
Las cámaras de inspección o buzones como también se le denomina porque están

destinadas a la entrada de un hombre que puede inspeccionar o limpiar los conductos
de la alcantarilla y también se utiliza para efectos de salvar fuertes depresiones
topográficas (buzones de caída).
a) Ubicación
Su ubicación es estratégica así tenemos:
➢ En todo inicio de un tramo de una tubería.
➢ En todo cambio de pendiente.
➢ En todo cambio de dirección.

37
➢ En todo cambio de diámetro.
➢ En todo cruce de intercesión de tuberías.
➢ En todo cambio de material de las tuberías.
➢ En todo lugar que sea necesario por razones de inspección y limpieza.
b) Separación entre buzones
Dependerá de los diámetros de los colectores:
➢ 80 metros para colectores de 6” de diámetro.
➢ 100 metros para colectores de 8” de diámetro.
➢ 120 metros para colectores de 10” de diámetro o más.
c) Dimensiones de los buzones
➢ Los buzones tendrán una profundidad mínima de 1.20m.
➢ El diámetro interior será de 1.20m, cuando se usa tubería menor o igual a

32” y diámetro de 1.80m, cuando se usa tuberías de hasta 48” de diámetro.
➢ El buzón a construirse a más de 3 metros de profundidad será de Cº

armado.
➢ En los buzones de más de 2 m. de profundidad podrán aceptarse tuberías

que lleguen al nivel del fondo; siempre y cuando su cota de llegada sea de 50
cm. o menos sobre el Fondo del buzón.
➢ Cuando la caída sea mayor al límite interior (50 cm.) se emplearan

dispositivos especiales.
d) Ubicación de tuberías
Nos determina la posesión y profundidad de las tuberías que conforman la red

de alcantarillado, el R.N.E; determina las siguientes normas:
El alcantarillado de servicio local se proyectará a una profundidad que tenga

un relleno mínimo de un metro sobre clave (parte superior de la tubería) y que
drene más de la 2/3 parte de la calle. Así mismo cuando se tenga una calle
mayor a 20 metros de ancho, se traza dos redes de servicio.
38
2.10. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
2.10.1. AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales crudas son las aguas procedentes de usos domésticos,
comerciales, agropecuarios y de procesos industriales o una combinación de ellas sin
tratamiento posterior a su uso (MDSMA, 1995).
Los diversos tipos de aguas residuales reciben nombres descriptivos según su

procedencia siendo una de sus características típicas la presencia de sustancias
consumidoras de oxígeno en comparación con el agua.
2.10.2. TIPOS DE AGUAS RESIDUALES
a) Aguas residuales domésticas (ARD)
En la práctica no existe una clara distinción entre las ARD y las aguas residuales
municipales o públicas, aunque últimamente incluye una cantidad desconocida de
agua residual industrial. En algunas ciudades, el componente industrial excede el
50 %.
b) Composición, características fisicoquímicas y biológicas del agua residual
Según van Haandel y Lettinga (1994) los constituyentes más importantes de los
residuos líquidos confieren al agua residual propiedades físicas, químicas o
biológicas indeseables. La composición y la concentración de estos constituyentes
dependerá hasta cierto punto de las costumbres socio-económicas de la población
contribuyente.
Las aguas residuales consisten básicamente en: agua, sólidos disueltos y sólidos
en suspensión son los sólidos con la fracción más pequeña (representan menos del
0.1 % en peso), pero representa el mayor problema a nivel del tratamiento para el
agua que provee sólo el volumen y el transporte de los sólidos (Sterling, 1987a).
2.10.3. CRITERIOS IMPORTANTES PARA LA SELECCIÓN DE

TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES
➢ El método debe proveer una eficiencia de tratamiento en la remoción de varias

categorías de contaminantes: Materia orgánica biodegradable (DBO) SS,
amoníaco y compuestos orgánicos nitrogenados, fosfatos, patógenos.
➢ La estabilidad del sistema respecto a interrupciones en la fuente de energía,
39
picos de carga, interrupción en la alimentación y/o contaminantes tóxicos, debe

ser alta.
➢ El sistema debe ser simple en su operación, mantenimiento y control ya que
una buena operación no debe depender de la presencia de operadores e
ingenieros experimentados.
➢ El requerimiento de área debe ser bajo, en especial cuando no está disponible

y/o el precio es alto.
➢ El número de etapas de procesos (diferentes) requeridos debe ser lo más bajo

posible.
2.10.4. ESTANQUES DE ESTABILIZACIÓN
Llamadas también Lagunas de Estabilización o de Oxidación:
Una laguna de estabilización de aguas servidas residuales, es una estructura simple

para embalsar agua, de poca profundidad (uno a cuatro metros) y con períodos de
retención considerables (de uno a cuarenta días).
Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilización, se realiza

en las mismas un proceso conocido como auto purificación o de estabilización natural,
en el que ocurren fenómenos del tipo físico, químico, bio-químico y biológico.
2.10.5. LAGUNAS FACULTATIVAS
Son aquellas en que la carga orgánica es baja entre 50 y 350 Kg de DBO/Ha/día a

alturas moderadas y temperaturas entre 10 y 30 grados centígrados del estrato superior
de las lagunas se llena de algas microscópicas (clorellas, euglenas, etc.) que en
presencia a la luz solar producen grandes cantidades de oxígeno haciendo que el agua
llegue a estos sobrecargada de oxígeno disuelto en el estrato inferior puede estar en
condiciones anaeróbicas debido a que la penetración de la luz solar es escasa.
2.10.6. LAGUNAS ANAERÓBICAS
Son aquellas en que la carga orgánica es alta, la DBO excede la producción de oxígeno
de las algas. No existe un límite exacto al cual se puede garantizar si una laguna va a
trabajar como facultativa o como anaeróbica. Según estudios hechos por el CEPIS,
indica que la temperatura entre 15 y 30º C es adecuada, hay una zona de transición
entre los 300 y 600 kilogramos de DBO, pudiéndose afirmar que para alturas
40
moderadas se tienen lagunas anaeróbicas para cargas orgánicas superiores a los 600
kilogramos de DBO5 /Ha/día
2.10.7. VENTAJAS DE LAS LAGUNAS DE OXIDACIÓN
➢ Evacuación satisfactoria de los desechos líquidos.
➢ La evaporación de una parte del líquido, de 37 a 50 centímetros de agua anualmente.
➢ La eficiencia como depósito de regulación, capaz de absorber fluctuaciones rápidas

en la cantidad del escurrimiento y en la calidad de los desechos.
➢ El tratamiento es eficiente, puesto que reduce la demanda de coliformes en un 95%

y la DBO (demanda bioquímica de oxígeno) en un 75%.
➢ Protección epidemiológica, a través de la distribución de los organismos patógenos.
➢ Protección estratégica, con el consiguiente beneficio de peces y demás organismos

acuáticos.
➢ Reutilización directa de aguas servidas, tratadas para la agricultura.
2.10.8. DESVENTAJAS DE LAS LAGUNAS DE OXIDACIÓN
➢ Produce olores, que son molestos.
➢ Para su construcción se requiere de una gran extensión de terreno plano y ubicación

en un lugar estratégico para evitar los malos olores.
➢ Requiere de un costo elevado para su conservación.
2.10.9. TANQUE SÉPTICO
Es un sistema individual de disposición de aguas residuales para una vivienda o

conjunto de viviendas que combina la sedimentación y la digestión. El efluente es
dispuesto por percolación en el terreno y los sólidos sedimentados y acumulados son
removidos periódicamente en forma manual o mecánica.
Se utilizará el Tanque Séptico como una alternativa para el tratamiento de aguas

residuales domésticas en zonas rurales o urbanas que no cuentan con redes de
captación de aguas residuales, o se encuentran tan alejadas como para justificar su
instalación.
41
CAPITULO III
MEMORIA DE CÁLCULO Y DISEÑO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
3.1. FUNCIONES POBLACIONALES

3.1.1. MÉTODO ARITMETICO
➢ Censos realizados a la zona rural de Nunamarca – Chillia - Pataz
Formulas: Pf = Po * (1 + r * t)
r = (Pf / Po – 1) / t
Años Población COMBINACIONES

1987 321 1987 y 1998
1998 362 1998 y 2007
2007 405 2007 y 2017

1987 y 2007
2017 475
1987 y 2017
1998 y 2017
calculando la tasa de crecimiento poblacional
1) Resultado: 1987 y 1998

PF = 362
Po = 321
t= 11
r= 0.0116 * 100
r= 1.16 %

PF = 405
Po = 362
t= 9
r= 0.0132 * 100
r= 1.32 %
42

PF = 475
Po = 405
t= 10
r= 0.0173 * 100
r= 1.73 %

PF = 405
Po = 321
t= 20
r= 0.0131 * 100
r= 1.31 %

PF = 475
Po = 321
t= 30
r= 0.016 * 100
r= 1.6 %

PF = 475
Po = 362
t= 19
r= 0.0164 * 100
r= 1.64 %
7) Tomando el promedio ponderado = 1.40 %
43
(t) Pob. Población progresiva

Años Años Censada
Pf1 Pf2 Pf3 Pf4 Pf5 Pf6 Pf7
2017 0 475 475 475 475 475 475 475 475
2007 10 405 452 458 458 475 458 470 472
1998 -19 362 282 271 271 243 272 252 249
1987 -30 321 209 194 194 155 195 167 163
POR LO TANTO:
La función ganadora es la 1, es decir PF = 475 (1 + 0.0116 t), es la que más se acerca al

censo poblacional de Nunamarca
Grafica de la población futura en función al tiempo y habitantes con el método Aritmético

para comprobar que la función ganadora es la 1.
3.1.2. METODO GEOMETRICO
Fórmula para la población futura: Pf = Po (1 + r) ^t
Fórmula para la tasa de crecimiento: r = (Pf / Po) ^1/t - 1
44

1987 321 1987 Y 1998
1998 Y 2007
1998 362
2007 Y 2017
2007 405 1987 Y 2007
2017 475 1987 Y 2017
1998 Y 2017
calculando la tasa de crecimiento poblacional
PF = 362
Po = 321
t= 11
r= 0.0110 * 100
r= 1.10 %

PF = 405
Po = 362
t= 9
r= 0.0125 * 100
r= 1.25 %

PF = 475
Po = 405
t= 10
r= 0.0161 * 100
r= 1.61 %
45

PF = 405
Po = 321
t= 20
r= 0.0117 * 100
r= 1.17 %

PF = 475
Po = 321
t= 30
r= 0.0131 * 100
r= 1.31 %

PF = 475
Po = 362
t= 19
r= 0.0144 * 100
r= 1.44 %
7) Tomando el promedio ponderado
r= 1.10 * 1.25 * 1.61^1/3 = 1.30

r= 0.013 %
población población progre-

año t (años) censada siva
Pf 1 Pf 2 Pf 3 Pf 4 Pf 5 Pf 6 Pf 7
2017 0 475 475 475 475 475 475 475 475

2007 -10 405 363 358 345 361 35 351 356
5
1998 -19 362 294 286 267 290 282 276 283
1987 -30 321 231 221 199 227 217 209 218
46
POR LO TANTO:
La función ganadora es la 1, es decir PF1 = 475 (1 + 0.0110 t), es la que más se acerca al
censo poblacional de Nunamarca.
Grafica de la población futura en función al tiempo y habitantes con el método Geométrico

para comprobar que la función ganadora es la 1.
3.1.3. METODO DE LA PARABOLA DE SEGUNDO GRADO

➢ Censos realizados a la zona rural de Nunamarca – Chillia - Pataz
➢ Fórmula para la población futura: y = a + bx + cx^2
1987 321 1987 1998 2007
1987 1998 2017

1998 362
1987 2007 2017
2007 405
2017 475
47
calculando la tasa de crecimiento poblacional con el método de la parábola de segundo

grado.
Caso 1 1987 1998 2007
Año X (años) X^2 Y (pob.)

1987 0 0 321
1998 11 121 362
2007 20 400 405
SOLUCIÓN
a= 1
362 = 321 + 11b +121c
405 = 321 + 20b + 400c
b= 3.144
c= 0.053
FINALMENTE Y1 = 321 + 3.144x + 0.053x ^2
Caso 2 1987 1998 2017

1987 0 0 321
1998 11 121 362
2017 30 900 475
SOLUCIÓN
a= 321
362 = 321 + 11b +121c
475 = 321 + 30b + 900c
b= 2.913
c= 0.074
48
FINALMENTE Y2 = 321 + 2.913x + 0.074x ^2
Caso 3 1987 2007 2017

1987 0 0 321
2007 20 400 405
2017 30 900 475
SOLUCIÓN
a= 321
362 = 321 + 20b +400c
405 = 321 + 30b + 900c
b= 2.340
c= 0.093
FINALMENTE Y3 = 321 + 2.34x + 0.093x ^2
Caso 4 1998 2007 2017

1998 0 0 362
2007 9 81 405
2017 19 361 475
SOLUCIÓN
a= 362
362 = 362 + 9b + 81c
405 = 362 + 19b + 361c
b= 3.725
c= 0.117
49
FINALMENTE Y4 = 362 + 3.725x + 0.117x ^2
CÁLCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA.
Yi corregido base 2017

t Población
Año Y1 Y2 Y3 Y4
(años) censada
Y1c Y2c Y3c Y4c
1987 0 321 321 321.00 321.00 362.00 332.98 321.01 321.10 257.95
1998 11 362 362 362.00 357.99 417.13 373.98 362.01 358.09 313.08
2007 20 405 405 408.86 405.00 483.30 417.06 408.87 405.10 379.25
2017 30 475 463 474.99 474.90 579.05 475 475 475 475
41.00 41.00 36.99 55.13

datos para corregir 43.08 46.86 47.01 66.17
57.94 66.13 69.90 95.75
POR LO TANTO:
La población futura Y2, es la que más se acerca al censo poblacional de Nunamarca, por lo
tanto la ecuación ganadora es : Y2 = 321 + 2.913x + 0.074x^2
Grafica de la población futura en función al tiempo.
50
3.2. DISEÑO HIDRÁULICO Y DIMENSIONAMIENTO

3.2.1. CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFORAMIENTO Y LA CÁ-
MARA DE HUMEDAD
DATOS
H = 0.6 m = 60 cm
V 2 = 0.6 m/s
g = 9.81 m/s^2
Ho = ?
Hf = ?
L= ?
SOLUCIÓN
❖ Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada:
v2
h = 1.5b ∗ 20
2g
(0.6)2
𝐻𝑜 = 1.56 ∗ = 0.0286𝑚
2 × 981
𝐻𝑜 = 0.0286
𝐻𝑜 = 2.86 𝑐𝑚
❖ Perdida de carga:
𝐻𝑓 = 𝐻 − 𝐻𝑜
𝐻𝑓 = 60 − 2.86 = 57.14
𝐻𝑓 = 57.14 𝑐𝑚
❖ Distancia entre el afloramiento y la caja de captación
𝐿 = 𝐻 𝑓 / 0.30
𝐿 = 57. 14/ 0.30 = 190.47
51
DISTRITO
𝐿 = 190.DE CHILLIA – PROVINCIA DE PATAZ – DEPARTAMENTO LA LIBERTAD “
47 𝑐𝑚
52
𝐿 = 1.9 𝑚
3.2.2. ANCHO DE LA PANTALLA
DATOS
g = 9.81 𝑚2/s
h = 0.60
∅ de orificio = 3” (pulg)
Cd = 0,8
A= ?
V= ?
Qmax = ?
SOLUCIÓN
❖ Velocidad de paso:
1
𝑣 = 2 ∗ (𝑔) ∗ (ℎ) ⁄2
1
𝑣 = 2 ∗ 9.81 ∗ 0.60 ⁄2
𝑣 = 5.886 𝑚/𝑠
❖ Coeficiente de descarga:
(El coeficiente de descarga esta entre 0.6 mínimo a 0.8 máximo)
𝐶𝑑 = 0.8
❖ Área de la tubería:
∅ de orificio = 3”
0.0762
1⁄
𝐷 = (4 ∗ 𝐴/𝜋) 2
𝐴 = (3.14 ∗ 0.0762)2/4
𝐴 = 0.00456 𝑚
53
❖ Gasto máximo de la fuente:
DATOS
V = 5.886 m/s
A = 0.00456 𝑚2
Cd = 0.8
Qmax = V ∗ A ∗ Cⅆ
Qmax = 5.886 ∗ 0.00456 ∗ 0.8
Qmax = 0.02146 m2/s Qmax =
0.02146 ∗ 1000
Qmax = 21.47 l/s
3.2.3. NÚMERO DE ORIFICIOS:

Area ⅆe la tuberia (A) = 0.00456 D = (4 ∗
0.00456/π)1/2
D = 0.0762 m
❖ Calculando el número de orificios:
DATOS
Área del diámetro calculado = 3”
Área del diámetro calculado = 1.4”
2
Área ⅆel ⅆiámetro calculaⅆo
NA = ( ) +1
Área ⅆel ⅆiámetro asumiⅆo
3 2
𝑁𝐴 = 2 ∗ ( )+ 1
1.4
𝑁𝐴 = 5.59
54
𝑁𝐴 = 6
❖ Para el ancho de la pantalla:
𝑏 = 2(6𝐷) + 𝑁𝐴 ∗ 𝐷 + 3𝐷(𝑁𝐴 − 1)
𝑏 = 2.252 𝑚
3.2.4. ALTURA DE LA CÁMARA HÚMEDA:
DATOS
A = 10 cm
B = 4” * 2.54 = 10.16 cm
H = 60 cm
D = 30 cm
E = 45 cm
Ht = ?
SOLUCIÓN
❖ Calculando la altura de la cámara húmeda:
Ht = A + B + H + D + E Ht = 10 +
10.16 + 60 + 30 + 45
Ht = 155.16 cm Ht =
155.16/100 Ht = 1.55 m
3.2.5. DIMENSIONAMIENTO DE LAS CANASTILLAS:
❖ Calculando el diámetro de la tubería de conducción:

DATOS
D = 4” *2.54 = 10.16 cm 0.106 m
55
SOLUCIÓN
❖ Longitud de canastilla:
DATOS
L = 3 * 10.16 = 30.48 cm
L = 6 * 10.16 = 60.96 cm
L asumido = 40 cm
❖ Área de la ranura:
DATOS
Ancho ranura = 5 mm
Largo ranura = 7 mm
Ar = 5 ∗ 7 = 35 mm2
Ar = 35 ∗ 1000000 = 0.000035m2
𝜋𝐷𝐶2 4
𝐴𝑐 =
3.1416 ∗ (0.106)2
𝐴𝑐 =
4
𝐴𝑐 = 0.0088 𝑚2
❖ Área transversal de la ranura:
𝐴𝑡 = 2 ∗ 𝐴𝑐
𝐴𝑡 = 2 ∗ 0.0088
𝐴𝑡 = 0.01765 𝑚2
❖ Número de ranuras:
Área total ⅆe ranuras Área ⅆe ranuras

N° ⅆe ranuras =
56
0.01765
𝑁° 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠 = = 504.272 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠
0.000035
𝑁° 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠 = 505 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠
3.2.6. TUBERÍA DE REBOSE Y LIMPIA:

3.3.22.1. Para el cálculo de rebose y limpia se recomiendan pendientes de 1.5% a
2%:
DATOS
D= ?
Q = 21.47 l/s
hf = 0.015 m/m
hf = 0.020 m/m
SOLUCIÓN
3.3.22.1.1. Tubería de rebose y limpia:
0.71 ∗ 𝑄0.38
𝐷=
ℎ𝑓0.21
0.71 ∗ (21.47) 0.38

𝐷𝐼 = = 5. 5002 "
(0.015)0.21
𝐷𝐼 = 5.5"
DI = 5.5” ∅ de tubería de limpia.
0.71 ∗ (21.47) 0.38

𝐷𝑟 = = 5. 1777 "
(0.020)0.21
𝐷𝑟 = 5.18"
Dr = 5.18” ∅ de tubería de rebose.
Por lo que en ambos casos se asume un diámetro de 6”.
57
3.3. CRITERIOS DE DISEÑO DE LA CONDUCCIÓN DEL AGUA

3.3.1. CÁLCULO DE LA CARGA DISPONIBLE
DATOS
Cota de captación 3 800 msnm
Cota de reservorio 3600 msnm
SOLUCIÓN
Calculando la carga disponible:
Carga Disponible = Cota de Captación – Cota de Reservorio
Carga Disponible = 3 800 – 3 600
Carga Disponible = 200 msnm.
3.3.2. GASTO DE DISEÑO O CAUDAL DE DISEÑO:
DATOS
V = 5.886 m/s
A = 0.00456 𝑚2
Cd = 0.8
SOLUCIÓN
❖ Calculando el gasto de diseño:
Qmax = V ∗ A ∗ Cⅆ
Qmax = 5.886 ∗ 0.00456 ∗ 0.8
Qmax = 0.02146 m 2/s Qmax =
0.02146 ∗ 1000
Qmax = 21.47 l/s
58
3.3.3. VELOCIDAD DEL AGUA EN LAS TUBERÍAS:
DATOS
Q = 21.47 l/s
D = 4” (pulg)
SOLUCIÓN
Calculamos la velocidad del agua:
1.974 ∗ Q (lps)
V(m/seg) =
(D)2(pulg)
1.974 ∗ 21.47 (lps)

V(m/seg) = 2(pulg)
(4)
𝑉 = 2.65 𝑚/𝑠𝑒𝑔.
Si el material es de PVC tiene una velocidad mínima de 0.60 m/seg. Y la velocidad

máxima es de 5.00 m/seg. Tiene que estar entre estos rangos nuestro cálculo de ve-
locidad del agua.
59
“DISEÑO PARA EL ABASTECIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA PO T ABLE EN EL CENTRO POBLADO NUNAMARCA -
DISTRITO DE CHILLIA – PROVINCIA DE PATAZ – DEPA RTAMENTO LA LIBERTAD “
3.3.4. FORMATO PARA CALCULO HIDRÁULICO:

PUNTO DE CAPTACIÓN A RESERVORIO
Punto Cota (msnm) Distancia par- Distancia acumu- Carga estatica Clase tuberia Qmd(l/s) Diametro (pulg) v(m/s) c s (m/m) s(m/km) hf(m) cota linea presion(m)
cial(M) lada grad.hidra
Red captación 3800 0 0 0 0 0 0 0.00 0 0.00 0.00 0
P19 3795 281.77 281.77 5 A.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 17.87 3777.13 -17.87
P18 3785 208.03 489.8 15 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 13.20 3763.93 -21.07
P17 3765 207.58 697.38 35 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 13.17 3750.76 -14.24
P16 3760 196.8 894.18 40 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 12.48 3738.28 -21.72
P15 3750 188.79 1082.97 50 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 11.98 3726.30 -23.70
P14 3740 148.65 1231.62 60 A-7.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 9.43 3716.87 -23.13
P12 3710 289.69 1521.31 90 A-10 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 18.38 3698.50 -11.50
P10 3695 307.96 1829.27 105 A-15 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 19.53 3678.96 -16.04
P09 3675 241.53 2070.8 125 A-15 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 15.32 3663.64 -11.36
P08 3660 124.61 2195.41 140 A-15 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 7.90 3655.74 -4.26
P07 3655 82.79 2278.2 145 A-15 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 5.25 3650.49 -4.51
P05 3635 117.54 2395.74 165 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 7.46 3643.03 8.03
P04 3620 65.17 2460.91 180 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 4.13 3638.90 18.90
P03 3620 59.75 2520.66 180 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 3.79 3635.11 15.11
P02 3610 70.08 2590.74 190 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 4.45 3630.66 20.66
Reservorio 3600 139.18 2729.92 200 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 8.83 3621.83 21.83
PUNTO DE RESERVORIO A RED DISTRIBUCIÓN
Punto Cota Distancia par- Distancia acu- Carga estatica Clase tuberia Qmd(l/s) Diametro (pulg) v(m/s) c s (m/m) s(m/km) hf(m) Cota linea Presión(m)
(msnm) cial (m) mulada grad.hidra
Reservorio 3600 0 0 0 0 0 0 0.00 0 0.00 0.00 0
P20 3600 388.7 388.7 0 A.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 24.66 3575.34 -24.66
P18 3585 351.74 740.44 15 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 22.31 3553.03 -31.97
P17 3575 173.23 913.67 25 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 10.99 3542.04 -32.96
P15 3565 228.1 1141.77 35 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 14.47 3527.57 -37.43
P14 3555 187.13 1328.9 45 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 11.87 3515.70 -39.30
P12 3545 396.47 1725.37 55 A-7.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 25.15 3490.55 -54.45
P11 3545 243.29 1968.66 55 A-7.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 15.43 3475.12 -69.88
P10 3555 132.13 2100.79 45 A-15 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 8.38 3466.74 -88.26
P09 3545 131.87 2232.66 55 A-7.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 8.36 3458.37 -86.63
P08 3550 134.11 2366.77 50 A-15 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 8.51 3449.87 -100.13
P07 3545 296.98 2663.75 55 A-7.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 18.84 3431.03 -113.97
P06 3545 99.37 2763.12 55 A-7.5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 6.30 3424.73 -120.27
P04 3555 358.4 3121.52 45 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 22.73 3401.99 -153.01
P03 3565 144.52 3266.04 35 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 9.17 3392.82 -172.18
P02 3555 290.26 3556.3 45 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 18.41 3374.41 -180.59
P01 3555 133.11 3689.41 45 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 8.44 3365.97 -189.03
Red Distribución 3550 94.71 3784.12 50 A-5 21.47 4 2.65 140 0.06 63.43 6.01 3359.96 -190.04
3.3.5. CLASES DE TUBERÍA:

3.3.6. PERFIL LONGITUDINAL:
PERFIL LONGITUDINAL
DISTANCIA
COTA COTA*10 COTA CALCULADA
TRAMO ACUMULADA
RED DISTRIBUCION 0 0 3550 35500 0,35500
94.71 94.71 3555 35550 94.71,35550
133.11 227.82 3555 35550 227.82,35550
290.26 518.08 3565 35650 518.08,35650
144.52 662.6 3555 35550 662.6,35550
152.72 815.32 3550 35500 815.32,35500
205.68 1021 3545 35450 1021,35450
99.37 1120.37 3545 35450 1120.37,35450
296.98 1417.35 3550 35500 1417.35,35500
134.11 1551.46 3545 35450 1551.46,35450
131.87 1683.33 3555 35550 1683.33,35550
132.13 1815.46 3545 35450 1815.46,35450
243.29 2058.75 3545 35450 2058.75,35450
189.4 2248.15 3550 35500 2248.15,35500
207.07 2455.22 3555 35550 2455.22,35550
187.13 2642.35 3565 35650 2642.35,35650
111.87 2754.22 3570 35700 2754.22,35700
116.23 2870.45 3575 35750 2870.45,35750
173.23 3043.68 3585 35850 3043.68,35850
105.76 3149.44 3590 35900 3149.44,35900
245.98 3395.42 3600 36000 3395.42,36000
93.96 3489.38 3600 36000 3489.38,36000
116.11 3605.49 3600 36000 3605.49,36000
178.63 3784.12 3600 36000 3784.12,36000
69.39 3853.51 3605 36050 3853.51,36050
69.79 3923.3 3610 36100 3923.3,36100
70.08 3993.38 3620 36200 3993.38,36200
59.75 4053.13 3620 36200 4053.13,36200
65.17 4118.3 3635 36350 4118.3,36350
90.73 4209.03 3645 36450 4209.03,36450
86.81 4295.84 3655 36550 4295.84,36550
63
82.79 4378.63 3660 36600 4378.63,36600

124.61 4503.24 3675 36750 4503.24,36750
241.53 4744.77 3695 36950 4744.77,36950
107.86 4852.63 3700 37000 4852.63,37000
200.1 5052.73 3710 37100 5052.73,37100
145.63 5198.36 3725 37250 5198.36,37250
144.06 5342.42 3740 37400 5342.42,37400
148.65 5491.07 3750 37500 5491.07,37500
188.79 5679.86 3760 37600 5679.86,37600
196.8 5876.66 3765 37650 5876.66,37650
207.58 6084.24 3785 37850 6084.24,37850
208.03 6292.27 3795 37950 6292.27,37950
CAPTACIÓN 281.77 6574.04 3800 38000 6574.04,38000
RED DE DISTRIBUCION-RESERVORIO
DISTANCIA
TRAMO ACUMULADA
R. D. 0 0 3550 35500 0,35500
P1 94.71 94.71 3555 35550 94.71,35550
P2 133.11 227.82 3555 35550 227.82,35550
P3 290.26 518.08 3565 35650 518.08,35650
P4 144.52 662.6 3555 35550 662.6,35550
P5 152.72 815.32 3550 35500 815.32,35500
P6 205.68 1021 3545 35450 1021,35450
P7 99.37 1120.37 3545 35450 1120.37,35450
P8 296.98 1417.35 3550 35500 1417.35,35500
P9 134.11 1551.46 3545 35450 1551.46,35450
P10 131.87 1683.33 3555 35550 1683.33,35550
P11 132.13 1815.46 3545 35450 1815.46,35450
P12 243.29 2058.75 3545 35450 2058.75,35450
P13 189.4 2248.15 3550 35500 2248.15,35500
P14 207.07 2455.22 3555 35550 2455.22,35550
P15 187.13 2642.35 3565 35650 2642.35,35650
P16 111.87 2754.22 3570 35700 2754.22,35700
P17 116.23 2870.45 3575 35750 2870.45,35750
P18 173.23 3043.68 3585 35850 3043.68,35850
64
P19 105.76 3149.44 3590 35900 3149.44,35900

P20 245.98 3395.42 3600 36000 3395.42,36000
P21 93.96 3489.38 3600 36000 3489.38,36000
P22 116.11 3605.49 3600 36000 3605.49,36000
RESERVORIO 178.63 3784.12 3600 36000 3784.12,36000
RESERVORIO-CAPTACION
DISTANCIA
TRAMO ACUMULADA
RESERVORIO 0 0 3600 36000 0,36000
P1 69.39 69.39 3605 36050 69.39,36050
P2 69.79 139.18 3610 36100 139.18,36100
P3 70.08 209.26 3620 36200 209.26,36200
P4 59.75 269.01 3620 36200 269.01,36200
P5 65.17 334.18 3635 36350 334.18,36350
P6 90.73 424.91 3645 36450 424.91,36450
P7 86.81 511.72 3655 36550 511.72,36550
P8 82.79 594.51 3660 36600 594.51,36600
P9 124.61 719.12 3675 36750 719.12,36750
P10 241.53 960.65 3695 36950 960.65,36950
P11 107.86 1068.51 3700 37000 1068.51,37000
P12 200.1 1268.61 3710 37100 1268.61,37100
P13 145.63 1414.24 3725 37250 1414.24,37250
P14 144.06 1558.3 3740 37400 1558.3,37400
P15 148.65 1706.95 3750 37500 1706.95,37500
P16 188.79 1895.74 3760 37600 1895.74,37600
P17 196.8 2092.54 3765 37650 2092.54,37650
P18 207.58 2300.12 3785 37850 2300.12,37850
P19 208.03 2508.15 3795 37950 2508.15,37950
CAPTACION 281.77 2789.92 3800 38000 2789.92,38000
65
3.3.7. DISEÑO HIDRÁULICO DE LA CÁMARA ROMPE PRESIÓN
H=Carga de agua (m)

V= Velocidad del flujo en m/s definida como 1.9735 𝑄 ∕ 𝐷2
Q=1.18 lt/s y D= 1”
g= Aceleración gravitacional (9.81 𝒎 ∕ 𝒔𝟐)
DATOS:
H =?
𝑄
𝑣 = 1.9735𝑥
𝐷2
21. 4 7
v = 1.9735x = 2.65 m/s
42
Q = 21.47 lt/s
D = 4 pulg
G = 9.81 m/ s2
SOLUCIÓN:
𝑣2
𝐻 = 1.56
2𝑔
2.652
𝐻 = 1.56 = 0.56
2(9.81)
3.3.8. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DEL RESERVORIO

Datos:
Población fututa (pf) 1567 habitantes
Dotación: 100 l/hab./día
Resultados:
Consumo promedio anual (Qm):
Qm=pf x Dotación 156700 Litros
Volumen del reservorio considerando el 25% de Qm:
V= Qm x 0.25
V=156700 x0.25= 39400 L
66
V=39.4 m3
3.3.9. ALTURA TOTAL DE LA CÁMARA ROMPE PRESIÓN (HT)
A= Altura mínima de 10 cm
H= Carga de agua (50 cm)
B.L.= Bordo libre mínimo 40 cm.
HT= Altura total de la cámara rompe presión
DATOS:
10
A = 10 cm 𝐴= 100 = 0.1𝑚
H = 0.56 m
B.L. = 45 cm B.L. = 45 / 100 = 0.45 m
HT = ?
SOLUCIÓN:
HT = A + H + B.L.
HT = 0.1 + 0.56 + 0.45
HT = 1.11 m
Para la sección interna se debe considerar 0.60 * 0.60 metros.
3.3.10. CALCULO VOLUMEN CONTRA INCENDIOS

Cuando la población es mayor a 10,000 habitantes.
P: Población en miles de habitantes.

• Si P ≤ 30 El incendio tiene una posibilidad de duración
Qci = 0.5(P)1/2 (lt/seg) de 3 horas.
Qci = 0.5(1567)1/2 (lt/seg) • 30 < P < 50 El incendio tiene una posibilidad de duración
de 4 horas.
Qci = 19.79 (lt/seg) • P ≥ 50 El incendio tiene una posibilidad de duración
de 5 horas.
67
3.3.11. CALCULO VOLUMEN DE RESERVA:

Vr = (5al 15)% ∗ VE Asumimos 10%
Vr = (10)% ∗ 40 Vr =
0.004 m3
VR = VE + Vci + Vr VR = 40 +
213732 + 4 VR = 213776 Lt
3.3.12. PERFIL VOLUMEN DE EQUILIBRIO (MÉTODO GRÁFICO)
Pf x ⅆotación(ⅆ)
𝑄𝑝 =
86400s/ⅆía
Qp = Consumo promedio diario (l/s)

Pf = Población futura (hab.)
d = Dotación (l/hab./día)
Dotacion por nuemero de habitantes:

POBLACION DOTACION
(habitantes) (l/hab./día)
Hasta 500 60
500 – 1000 60 – 80
1000-2000 80 - 100
Caudal Promedio (Qp)

Caudal Máximo Diario (Qmd = k1*Qp) K1 = 1.3
Caudal Máximo Horario (Qmh = k2*Qp) K2 = 1.8
Dot. 90
Pf 1567
Qp 1.63
Qmd 2.12
Aporte 7.64
68
TIEMPO CONSUMO CONSUMO % CONSUMO APORTE EXCESO DEFECTO

ACUMULADO ACUMULADO
1 2.5 0.935 3 7.64 5.139 -5.139

2 3.54 1.324 6 15.28 9.238 -9.238
3 3.65 1.365 10 22.92 13.227 -13.227
4 4.51 1.686 14 30.56 16.357 -16.357
5 2.65 0.991 17 38.20 21.346 -21.346
6 3.89 1.454 21 45.83 25.095 -25.095
7 4.21 1.574 25 53.47 28.524 -28.524
8 5.36 2.004 30 61.11 30.803 -30.803
9 6.58 2.460 37 68.75 31.862 -31.862
10 7.85 2.935 45 76.39 31.651 -31.651
11 15.03 5.620 60 84.03 24.260 -24.260
12 15.47 5.784 75 91.67 16.430 -16.430
13 22.05 8.245 97 99.31 2.019 -2.019
14 20.45 7.646 118 106.95 -10.792 10.792
15 28.74 10.746 146 114.59 -31.893 31.893
16 30.46 11.389 177 122.23 -54.714 54.714
17 26.83 10.032 204 129.87 -73.905 73.905
18 21.54 8.054 225 137.50 -87.806 87.806
19 14.89 5.567 240 145.14 -95.057 95.057
20 9.87 3.690 250 152.78 -97.288 97.288
21 6.59 2.464 257 160.42 -96.238 96.238
22 4.68 1.750 261 168.06 -93.279 93.279
23 3.65 1.365 265 175.70 -89.290 89.290
24 2.46 0.920 267 183.34 -84.111 84.111
267.45
69
3.3.13. CÁLCULOS VOLUMEN EQUILIBRIO:
➢ Según el R.N.E. recomienda el 25% de 183.34 m3

VE = 0.25 x 183.34 = 45.835 m3
➢ MÉTODO ANALÍTICO:
Max. Exceso = 31.862 m3
Max. Defecto= 97.288 m3
VE = 129.15 m3
➢ MÉTODO GRÁFICO:
Del gráfico de obtiene:
S1 = 97.22 m3
S2 = 31.75 m3
VE = 128.97 m3
❖ Por lo tanto; se considera el valor más alto:

VE = 129.15 m3 = Método Analítico
3.3.14. DISEÑO GEOMÉTRICO DEL RESERVORIO:

VR= 213776 Lt
PARA LA FORMULA DEL RESERVORIO
NOTA: se define en base al volumen del almacenamiento.
Valm < 100m3
𝑉𝑎𝑙𝑚 ≥ 100𝑚3
70
PREDIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO
a) Altura de carga
NOTA: Ecuación deducida con la cual se puede aproximar a los valores de forma
analítica. Si el volumen de almacenamiento es menor a 500 m^3, no procede.
𝐻 = −0.0001𝑉3 − 0.0141𝑉2 + 0.6926𝑉 + 4.40
H: altura de agua sobre la pared cilíndrica (m)
V: volumen de almacenamiento (en miles de 𝑚3)
𝐻 = −0.0001(213776)3 − 0.0141(213776)2 + 0.6926(213776) + 4.40
H= 9,78E+11 m
b) Diámetro del Reservorio:
4∗𝑉
𝐷=√ 𝑚
𝜋∗𝐻
𝜋 ∗ 𝐷2 ∗ ℎ
𝑉𝑅 =
4
D = 4.26 m
Altura libre = 0.40
H = 3.20
3.3.15. CAUDAL DE CONTRIBUCIÓN (QMC)
𝑄𝑚𝑐 = 0.8 𝑥 𝑄𝑚ℎ
𝑄𝑚𝑐 = 0.8 𝑥 77292
𝑸𝒎𝒄 = 𝟔𝟏𝟖𝟑𝟑. 𝟔 𝑳𝒕/𝒉𝒐𝒓𝒂
71
3.3.16. CAUDAL DE DISEÑO (QD)
𝑄𝑑 = 𝑄𝑚𝑐 + 𝑄𝑖 + 𝑄𝑒
𝑄𝑑 = 61833.6 + 20000 + 15.83 𝑄𝑖 → 𝑠𝑒 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑒 𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜

= 20000 𝐿𝑡/𝐾𝑚
𝑸𝒅 = 𝟖𝟏𝟖𝟒𝟗. 𝟒𝟑 𝑳𝒕/𝑲𝒎/𝒉𝒐𝒓𝒂 𝑄𝑒 → 𝑠𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎 𝑢𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 = 380

𝐿𝑡/𝑏𝑧/𝑑𝑖𝑎
3.3.17. CAUDAL UNITARIO (QU)
• ÁMBITO URBANO
𝑄𝑚𝑐
𝑄𝑢 =
𝐴
61833.6
𝑄𝑢 =
65666.4
𝑸𝒖 = 𝟎. 𝟗𝟒𝟐 𝑳𝒕/𝒎/𝒉𝒐𝒓𝒂
• ÁMBITO RURAL
𝑄𝑚𝑐
𝑄𝑢 =
𝐿
61833.6
𝑄𝑢 =
12394.23
𝑸𝒖 = 𝟒. 𝟗𝟗𝟑 𝑳𝒕/𝒎/𝒉𝒐𝒓𝒂
72
3.3.18. CALCULO HIDRÁULICO PARA REDES DE ALCANTARILLADO
VELOCIDAD
𝑉 = Q/1000*A
Donde:
Q=21.47 lt/seg
A =( 1.25x10−7 )x 𝐷2 (θ – senθ) Donde:
θ = ángulo (rad.)
θ = 2arccos (1-2y/D)
θ =6.28 rad
D = diámetro (mm)
D= 6 “= 0.1524m=152.4mm
A = Área (m2)
A = 0.0179
V= 1.2m/seg
Rh = D /4000 x (1 – senθ/ θ)
Donde:
θ = ángulo (rad.)
θ = 2arccos (1-2y/D)
θ =6.28 rad
D = diámetro (mm)
73
D= 6 “= 0.1524m=152.4mm
Rh = Radio hidraulico (m)
Rh= 0.0375
TENSION TRACTIVA
𝑻 = 𝜸 ∗ 𝑹𝒉 ∗ 𝑺
Donde:
• γ= Peso específico en Kg/m2 /s2 (9810 Kg /m2 /s2)
• S= Pendiente (m/m)
S=0.60%
S=0.006m/m
• Rh= D/4000 x(1-senθ/θ)
Datos:
D=diámetro ( mm)
D= 6 “
D= 6” * ( 25.4 / 1”)
D=152.4
θ=ángulo (rad)
θ=2arccos (1-2y/D)
θ =6.28 rad
74
6” / 2
3” =76.2 mm
Rh= Radio hidráulico(m)
Rh= 0.0375
ENTONCES:
T=9810 Kg /m2 /s2 *0.0375*0.006m/m
T=2.21 Pa
DIAMÉTRO NOMINAL DISTANCIA MÁXIMA (m)
DE LA TUBERÍA ( mm)
100-150 60
200 80
250-300 100
Diámetros mayores 150
CAUDAL TUBO LLENO
0.312 8 1/2
Qo= ∗𝐷 ∗𝑆
3
𝑛
Tubería PVC
Qo= 0.016
S 0.006mm
D 0.1524m
n 0.01
75
3.3.19. COMPARAR CON EL CAUDAL DE DISEÑO Qp CON EL Qo ABACOS
QP=Caudal de diseño = 21.47lt/s =0.02147m3/s
Qo= caudal de tubo lleno= 0.016

Qp/Qo= 1.34
Qp/Qo= 1.34
d/D 0.942
76
HAS MINOR HAS

LENGTH START STOP DIAMETER HANZEN CHECK LOST FLOW VELOCITY HEADLOSS USER LENGHT
(SCALE USER
ID LABEL m) NODE NODE (mm) MATERIAL WILLIAMS VALVE? COEFICENTT l/s m/s GRADIENT DEFINED DEFIN
33 P-1 24 T-1 J-2 8 PVC 150 True 0 (N/A) (N/A) (N/A) True 0
37 P-3 22 J-3 J-4 8 PVC 150 True 0 (N/A) (N/A) (N/A) True 0
75 P-26 22 J-15 J-19 8 PVC 150 False 0 (N/A) (N/A) (N/A) True 0
77
ELEVATION DEMAND DEMAND HYDRAULIC PRESSURE

ID LABEL m ZONE COLLECTION l/s GRADE (m) (feet H2O)
0
32 J-2 0 Nunamarca (N/A) (N/A) (N/A)
34 J-3 0 Nunamarca 0 (N/A) (N/A) (N/A)
78
3.3.20. CALCULO PARA LOS BUZONES
Qmc 17.176 l/s profundidad 2

61833.6 buzones
L 13907.38 m
qu 0.00123503
COTA DE TERRENO BUZONES

BUZON
COTA DE COTA DE DESCARGA DESCARGA DESCARGA COTA COTA ALTURA PROF.
TRAMOS
TAPA TAPA LONG.(m) LOCAL (l/s) ACUM. (l/s) DISEÑO (l/s) FONDO FONDO BUZON BUZON
DEL AL INICIO FINAL INICIO FINAL IINICIO LLEGADA
calle 3
1 7 4 3587 3580 77.07 0.095 0.095 1.5 3585 3578 2 2
carretera Nunamarca
3-4-5. 1 3 3579 3583 153.2 0.189 0.284 1.5 3577 3581 2 2
calle 5
6 3 6 3583 3590 36.7 0.045 0.330 1.5 3581 3588 2 2
8 6 9 3590 3593 49.49 0.061 0.465 1.5 3588 3591 2 2
calle1
7 5 6 3589 3590 59.97 0.074 0.074 1.5 3587 3588 2 2
calle2
9 8 9 3592 3593 71.09 0.088 0.088 1.5 3590 3591 2 2
11 9 14 3593 3593 48.19 0.060 0.612 1.5 3591 3591 2 2
14 14 15 3593 3594 73.05 0.090 0.766 1.5 3591 3592 2 2
calle 6
13 13 14 3290 3593 51.85 0.064 0.064 1.5 3288 3591 2 2
calle 7
15 15 17 3594 3506 80.57 0.100 0.164 1.5 3592 3504 2 2
calle 3
16 7 10 3587 3589 80.89 0.100 0.100 1.5 3585 3587 2 2
17 10 11 3589 3601 121.8 0.150 0.250 1.5 3587 3599 2 2
18 11 12 3601 3602 68.4 0.084 0.335 1.5 3599 3600 2 2
19 12 16 3602 3603 44.55 0.055 0.515 1.5 3600 3601 2 2
20 16 17 3603 3606 62.92 0.078 0.701 1.5 3601 3604 2 2
calle 5
10 9 12 3593 3602 101.18 0.125 0.125 1.5 3591 3600 2 2
calle 6
12 14 16 3593 3603 88.07 0.109 0.109 1.5 3591 3601 2 2
calle 1
21 4 5 3580 3589 78.94 0.097 0.097 1.5 3578 3587 2 2
calle 2
22 7 8 3587 3592 82.05 0.101 0.101 1.5 3585 3590 2 2
calle 4
79
23 2 D5ISTR ITO35D8E7CH ILL3I5A89– P ROV4I0N.2C2IA D E PA 50Z – D EPA0R.0TA
0.T0A 50MEN TO L1A.5LIBER TAD
35“85 3587 2 2
24 5 8 3589 3592 42.95 0.053 0.200 1.5 3587 3590 2 2
calle emisora
25 17 18 3606 3635 3645.39 - 17.176 17.176 3604 3633 2 2
26 18 19 3635 3673 3962.04 - 17.176 17.176 3633 3671 2 2
27 19 20 3673 3775 3852.42 - 17.176 17.176 3671 3773 2 2
28 20 PTAR 3775 3925 934.38 - 17.176 17.176 3773 3923 2 2
13907.38
COLECTOR
PARA EL PARA EL
ANGULO AREA
S Tir Tensi
D n Radio Y/D Y/ A=
Q Qo tube V (Y) on θ = 2*arc
m Manni Hid. mm/m D 1.25*10^-
l/s. l/s. ria m/s. mm Trac. cose(1-
m. ng m. m. (%) 7*D^2*(θ-
m/m. . Pa. 2*Y/D)
sen(θ)
Q/Qo
rad. m^2
calle 3
20 128.6 0.090 19. 9.8 1.2763 0.0016

0 1.5 3 0.012 0.010 8 0.94 68 11.15 0.0125 0.0984 4
carretera Nunamarca
20 0.026 25. 12.
1.4683 0.0024
0 1.5 68.97 0.022 0.010 1 0.63 76 4.13 0.0161 0.1288 88
calle 5
20 186.4 0.190 14. 7.3 1.0989 0.0010

0 1.5 0 0.008 0.010 7 1.44 72 17.73 0.0095 0.0736 6
20 105.0 0.060 20. 10. 1.3187 0.0018

0 1.5 8 0.014 0.010 6 0.86 96 7.90 0.0133 0.1048 48
calle1
20 0.016 28. 14.
1.5386 0.0027
0 1.5 55.11 0.027 0.010 7 0.56 16 2.87 0.0175 0.1408 08
calle 2
20 0.014 29. 14.
1.5796 0.0029
0 1.5 50.62 0.030 0.010 1 0.52 6 2.53 0.0183 0.148 8
20 #¡DIV 0.000 #¡DIV #¡DIV #¡DIV
0.0000 0.0000
0 1.5 - /0! 0.010 0 /0! 0 /0! /0! 0 0
20 0.013 29. 14.
1.5796 0.0029
0 1.5 49.94 0.030 0.010 7 0.52 6 2.46 0.0183 0.148 8
calle 6
20 1,031. 5.843 1.8 0.9 0.3843 0.0000

0 1.5 77 0.001 0.010 8 31.96 4 70.02 0.0012 0.0092 2
80
DISTRITO DE CHILLIA – PROVINCIA DE PATAZ
calle– DEPARTAMENTO
7 LA LIBERTAD “
30 1,315. 1.092 2.7 0.9 0.3843 0.0001

0 1.5 12 0.001 0.010 2 14.20 6 19.63 0.0018 0.0092 2
calle 3
30 197.8 0.024 22. 7.3 1.0989 0.0023

0 1.5 7 0.008 0.010 7 0.64 08 3.45 0.0142 0.0736 6
35 595.8 0.098 9.6 2.7 0.6676 0.0007

0 1.5 0 0.003 0.010 5 2.02 6 6.14 0.0064 0.0276 6
20 0.014 29. 14.
1.5660 0.0028
0 1.5 51.61 0.029 0.010 6 0.53 12 2.59 0.0181 0.1456 56
20 0.022 26. 13.
1.4826 0.0024
0 1.5 63.95 0.023 0.010 4 0.62 24 3.61 0.0164 0.1312 12
20 0.047 22. 11.
1.3599 0.0019
0 1.5 93.20 0.016 0.010 7 0.79 24 6.57 0.0140 0.1112 12
calle 5
35 566.1 0.089 9.6 2.7 0.6676 0.0007

0 1.5 2 0.003 0.010 0 2.02 6 5.55 0.0064 0.0276 6
calle 6
30 424.0 0.113 11. 3.6 0.7721 0.0008

0 1.5 3 0.004 0.010 5 1.79 04 8.06 0.0072 0.0368 8
calle 1
20 144.1 0.114 18. 1.2327 0.0014

0 1.5 1 0.010 0.010 0 1.04 4 13.12 0.0117 0.092 9.2
calle 2
30 310.6 0.060 13. 0.8646 0.0012

0 1.5 4 0.005 0.010 9 1.28 8 5.38 0.0090 0.046 4.6
calle 4
20 0.049 22. 11.
1.3599 0.0019
0 1.5 95.18 0.016 0.010 7 0.79 24 6.85 0.0140 0.1112 12
20 112.8 0.069 20. 10. 1.2976 0.0017

0 1.5 0 0.013 0.010 8 0.90 32 8.84 0.0129 0.1016 16
calle emisora
35 17.1 169.3 0.008 87. 24. 2.0898 0.0187

0 76 0 0.101 0.010 0 0.92 15 3.99 0.0511 0.249 9
35 17.1 185.9 0.009 82. 23. 2.0253 0.0173

0 76 0 0.092 0.010 6 1.00 32 4.58 0.0487 0.2352 52
81
DISTRITO DE CHILLI – PROV INCIA DE PATA – DEPAR TAMENTO LA LIBERT AD “
35 17.1 308.8 0.026 66. 19. 1.8061 0.0128
0 76 7 0.056 0.010 5 1.35 64 10.49 0.0404 0.1904 04
35 17.1 760.5 0.160 45. 13. 1.4826 0.0074

0 76 4 0.023 0.010 5 2.31 92 45.21 0.0287 0.1312 12
PARA COLECTOR
INTERPOLACION:
Y/D ≤ 50
0.0984 si cumple
0.1288 si cumple
0.0736 si cumple
0.1048 si cumple
0.1408 si cumple
0.148 si cumple
0 si cumple
0.148 si cumple
0.0092 si cumple
0.0092 si cumple
0.0736 si cumple
0.0276 si cumple
0.1456 si cumple
0.1312 si cumple
0.1112 si cumple
0.0276 si cumple
0.0368 si cumple
0.092 si cumple
0.046 si cumple
0.1112 si cumple
0.1016 si cumple
0.249 si cumple
0.2352 si cumple
0.1904 si cumple
0.1312 si cumple
82
ELEMENTOS HIDRAULICOS PROPORCIONALES SECCION

CIRCULAR
Q/Qo Ret. 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
V/Vo 0.000 0.292 0.362 0.400 0.427 0.453 0.473 0.492 0.505 0.520
0.00 Y/D 0.000 0.092 0.124 0.148 1.165 0.182 0.196 0.210 0.220 0.232
R/Ro 0.000 0.239 0.315 0.370 0.410 0.449 0.481 0.510 0.530 0.554
V/Vo 0.540 0.553 0.570 0.580 0.590 0.600 0.613 0.624 0.634 0.645
0.10 Y/D 0.248 0.258 0.270 0.280 0.289 0.298 0.308 0.315 0.323 0.334
R/Ro 0.586 0.606 0.630 0.650 0.668 0.686 0.704 0.716 0.729 0.748
V/Vo 0.656 0.664 0.672 0.680 0.687 0.695 0.700 0.706 0.713 0.720
0.20 Y/D 0.346 0.353 0.362 0.370 0.379 0.386 0.393 0.400 0.409 0.419
R/Ro 0.768 0.780 0.795 0.809 0.824 0.836 0.848 0.860 0.874 0.886
V/Vo 0.729 0.732 0.740 0.750 0.755 0.760 0.768 0.776 0.781 0.787
0.30 Y/D 0.424 0.431 0.439 0.447 0.452 0.460 0.468 0.476 0.482 0.488
R/Ro 0.896 0.907 0.919 0.931 0.938 0.950 0.962 0.974 0.983 0.992
V/Vo 0.796 0.802 0.806 0.810 0.816 0.822 0.830 0.834 0.840 0.845
0.40 Y/D 0.498 0.504 0.510 0.516 0.523 0.530 0.536 0.542 0.550 0.557
R/Ro 1.007 1.014 1.021 1.028 1.035 1.043 1.050 1.056 1.065 1.073
V/Vo 0.850 0.855 0.86 0.805 0.870 0.875 0.880 0.885 0.890 0.895
0.50 Y/D 0.563 0.57 0.576 0.582 0.588 0.594 0.601 0.608 0.615 0.620
R/Ro 1.079 1.087 1.094 1.100 1.107 1.113 1.121 1.125 1.129 1.132
V/Vo 0.900 0.903 0.908 0.913 0.918 0.922 0.927 0.931 0.936 0.941
0.60 Y/D 0.626 0.632 0.639 0.645 0.651 0.658 0.666 0.672 0.678 0.686
R/Ro 1.136 1.139 1.143 1.147 1.151 1.155 1.160 1.163 1.167 1.172
V/Vo 0.945 0.951 0.955 0.958 0.961 0.965 0.969 0.972 0.975 0.980
0.70 Y/D 0.692 0.699 0.705 0.710 0.719 0.724 0.732 0.738 0.743 0.750
R/Ro 1.175 1.179 1.182 1.184 1.188 1.190 1.193 1.195 1.197 1.200
V/Vo 0.984 0.987 0.990 0.993 0.997 1.001 1.005 1.007 1.011 1.015
0.80 Y/D 0.756 0.763 0.770 0.778 0.785 0.791 0.798 0.804 0.813 0.820
R/Ro 1.202 1.208 1.208 1.211 1.214 1.216 1.219 1.219 1.215 1.214
V/Vo 1.018 1.021 1.024 1.027 1.03 1.033 1.036 1.038 1.039 1.040
0.90 Y/D 0.826 0.835 8.430 0.852 0.86 0.868 0.876 0.884 0.892 0.900
R/Ro 1.212 1.210 1.207 1.204 1.202 1.200 1.197 1.195 1.192 1.190
V/Vo 1.041 1.042 1.042 1.042
1.00 Y/D 0.914 0.920 0.931 0.942
R/Ro 1.172 1.164 1.150 1.136
83
INTERPOLACION
A B
0.02 0.124
0.023 X
0.03 0.148
0.1312
3.3.21. DISEÑO DE LAGUNAS FACULTATIVAS
Datos:
Población (Pob) = 1567

i
Dotación (Dot)=100lt/hab/día
%Contribución = 80%
Temperatura (T)= 13° C
3.3.22. CARGA SUPERFICIAL DE DISEÑO, KGDBO/HAXDÌA
𝐶𝑆𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 250 𝑥 1.05(𝑇−20)
Dónde: Cs=Carga superficial de diseño en KgDBO/Haxdìa
T= temperatura del agua promedio del mes más frío en C°
Entonces:
T=13°
𝐶𝑆𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 250𝑥1.05(13−20)
𝑪𝑺𝒅𝒊𝒔𝒆ñ𝒐 = 𝟐𝟒𝟗. 𝟐𝟗𝐊𝐠𝐃𝐁𝐎/𝐇𝐚𝐱𝐝ì𝐚
84
CARGA ORGÁNICA (C, EN KGDBO/DÍA)
𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑥 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛𝑝𝑒𝑟𝑐á𝑝𝑖𝑡𝑎(𝑔𝑟. 𝐷𝐵𝑂/ Habxdìa) 1000

𝐶=
Donde:
Contribución percápita = 15 r.DBO/ Habxdìa
Población= 1567
1567 𝑥 15
𝐶=
1000
Entonces:
C= 23505
ÁREA DE LA LAGUNA (ÁREA, EN HA)
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎
Á𝑟𝑒𝑎 =
𝐶𝑆𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
Donde:
Carga = 23505
𝐶𝑆𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 249.29KgDBO/Haxdìa
23505
Á𝑟𝑒𝑎 =
249.29
Á𝒓𝒆𝒂 = 𝟗𝟒. 𝟐𝟗
ÁREA UNITARIA DE CADA LAGUNA (ÁREA, EN HA)

Á𝑟𝑒𝑎
𝐴𝐶/𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎 =
𝑛
85
94.29
𝐴𝐶/𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎 =
2
𝐴𝐶/𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎 = 47.145 𝐻𝑎
CAUDA DE DISEÑO (QP, EN 𝑚3/DIA
𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝑑𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 1000

𝑄𝑝 = ∗ %𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛
1567 ∗ 100
𝑄𝑝 = ∗ 80%
1000
𝑄𝑝 = 125.36 𝑚3/𝑑í𝑎
CAUDAL UNITARIO AFLUENTE (QU, EN 𝑚3/DÍA
𝑄𝑝
𝑄𝑢 =
𝑛
125.36
𝑄𝑢 =
2
𝑄𝑢 = 62.68 𝑚3/𝑑í𝑎
VOLUMEN DE LODOS
Datos:
Población(Pob) = 1567
Ta= Tasa de acumulación de lodos (110 litros/habxaño)
N= Periodo de limpieza (8años)
1567𝑥𝑇𝑎𝑥𝑁
𝑉𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 =
1000
1567𝑥110𝑥8
𝑉𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 =
1000
𝑉𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 = 1378.96 𝑚³
86
PERIODO DE RETENCION:
PRREAL= PRTORICO*Fch
𝑄𝑢 = 62.68 𝑚 3 /𝑑í𝑎
PRTORICO=(2*396.42*1189.27)/ 3200
PRTORICO=29.47
PRREAL=29.47*0.6
PRREAL=17.67
CÁLCULO DE FACTOR DE DISPERSIÓN (d):
1.158 ∗ (𝑅 ∗ (𝑊 + 2𝑍) ˆ0.489)wˆ1.511 (𝑇 + 42.5)ˆ0.734 ∗

𝑑=
(L ∗ Z)ˆ1.489
1.158 ∗ (17.67 ∗ (396.42 + 2(2))ˆ0.489)396.42ˆ1.511 (13 + 42.5)ˆ0.734 ∗ (1189.27 ∗

𝑑=
2)ˆ1.489
𝑑 = 2.17 asumimos 2 𝑑=2
CALCULO DE LA CONSTANTE “a”
𝑎 = √(1 + 4 ∗ 𝑘𝑏 ∗ 𝑅 ∗ 𝑑)
𝑘𝑏 = 0.6 ∗ 1.05ˆ(𝑇 − 20)
𝑘𝑏 = 0.43
87
𝑎 = √(1 + 4 ∗ 0.43 ∗ 17.67 ∗ 2)
𝑎 = 7.86
CALIFORMES EN EL EFLUENTE,N.
1−𝑎
𝑁0 × 4 𝑥 𝑎 𝑥 ⅇ ( 2𝑑 )
𝑁=
1 + 𝑎2
1−7.86
( )
1𝑥105 𝑥 × 4 𝑥 7.86 𝑥 12.2 2(2)
𝑁=
(1 + 7.86)2
88
CONCLUSIONES
➢ Que se logró el mejor díselo de agua potable del sistema de saneamiento en el centro
poblado de Nunamarca, obteniendo como resultado los estudios básicos, los
componentes del sistema de agua potable, el cumplimiento con los parámetros de diseño
descrito en el reglamento nacional de edificaciones y las normas técnicas para lo que es
el ámbito rural que bien sabemos que establece el ministerio de vivienda de construcción
y también lo que es saneamiento.
➢ También se logró diseñar lo que es las estaciones de bombeo para que nos ayude a
permitir el agua de nivel inferior a zonas más superiores.
➢ Posteriormente elaboramos los plano de detalle, los mismos que se pueden observar en
este trabajo de investigación.
89
CAPITULO IV
ANEXOS DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN DE NUNAMARCA_ PLANOS
CORTE FRONTAL
ANEXO 4.1. Corte Frontal o Corte B-B del Proyecto a Escala.
89
CORTE PLANTA
ANEXO 4.2. Corte en Planta del Proyecto.
90
ANEXO 4.3. Accesorios y Descripción del Proyecto.
91
CORTE EN PLANTA
ANEXO 4.4. Corte en Planta de la Captación.
92
CORTE LATERAL
ANEXO 4.5. Corte Lateral de la Captación.
93
CORTE LATERAL
ANEXO 4.6. Corte Lateral, Armadura en Acorte A-A y Armadura en Corte B-B a Escala.
94
CORTE DE LA LINEA DE CONDUCCION AL RESERVORIO
95
CORTE DEL RESERVORIO
96
97
WATERCAD
98
BUZON CON CAIDA ESPECIAL
99
10

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“DISEÑO PARA EL ABASTECIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN EL CENTRO POBLADO NUNAMARCA -

DISTRITO DE CHILLIA – PROVINCIA DE PATAZ – DEPARTAMENTO LA LIBERTAD “

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

NOMBRE DEL CURSO : INGENIERÍA SANITARIA

PROFESOR : ROBERTO ZEUS YTTRICH AGUIRRE SANCHEZ

FECHA : TRUJILLO 28 DE MAYO DEL 2021- I

INTEGRANTES : ASPAJO GARCIA PABLO

2.5.2. CONSUMO MÁXIMO DIARIO (Qmd) Y HORARIO(Qmh) ....................... 16

2.10.4. ESTANQUES DE ESTABILIZACION ................................................................................... 40

CAPITULO III ................................................................................................................................ 42

3.1.3 METODO DE LA PARABOLA DE SEGUNDO GRADO ................................................ 47

A Dios por darnos la vida, por guiar nuestros caminos

A nuestros padres por creer en cada uno de nosotros, quienes

A todas las personas que pusieron su esperanza en la rea-

Agradecemos a Dios por habernos acompañado a lo largo de nuestros

Le damos gracias a nuestros padres, por apoyarnos en todo momento,

Expresaremos un agradecimiento a la Universidad César Vallejo, por

El agua potable es un recurso indispensable para la existencia y la salud de las personas, el

Una de las necesidades primarias de los pobladores de la zona es un adecuado suministro de

1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

➢ La población a abastecer es el parámetro básico que determina el tamaño de las

1.4. ASPECTOS FÍSICOS

Zona rural Nunamarca

Tabla 1: Datos de la ubicación del proyecto.

Figura 1: Ubicación Geográfica de Nunamarca.

➢ Norte con la provincia de Bolívar.

1.4.4. TOPOGRAFÍA Y RELIEVE

La topografía en un radio de 3 kilómetros de Chillia tiene variaciones extremas de

1.5. ASPECTOS NATURALES

1.5.3. RELIEVE DE LA ZONA

DESARROLLO DEL PROYECTO

2.1. BASES DE DISEÑO

2.2. PARÁMETROS DE DISEÑO

2.3. PERÍODO DE DISEÑO

Redes 10 a 20 años (tubería principal 20 años y

a) Tratándose de asentamientos humanos existentes, el crecimiento deberá estar acorde con

2.4.1. MÉTODO ARITMÉTICO

Fórmula para la población futura: 𝑷𝒇= 𝑃𝑜 * (1 + r * t)

Fórmula para la tasa de crecimiento: r = (𝑃𝑓/ 𝑃𝑜– 1) / t

Donde: 𝑷𝒇= población futura.

𝑷𝒐= población inicial del año base.

2.4.2. MÉTODO GEOMÉTRICO

En este Método de Estimación de Poblaciones Futuras se supone que la población

Fórmula para la población futura: 𝑃𝑓 = 𝑃𝑜 (1 + r )^t

Fórmula para la tasa de crecimiento: r = (𝑃𝑓/𝑃𝑜 )^1/t - 1

Donde: 𝑷𝒇= población futura.

𝑷𝒐= población inicial del año base.

2.4.3. MÉTODO DE PARÁBOLA DE SEGUNDO GRADO

Fórmula para la población futura: y = a + bx + cx^2

Donde: y = población futura.

a = población inicial del año base.

2.5. DOTACIÓN DE AGUA

Tabla 2.1. los parámetros recomendados en el ámbito rural DIGESA y OMS.

DIGESA recomienda los Población Clima

2.5.1. CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Qm)

El consumo promedio diario anual, se define como el resultado de una estima-

Donde: Qp = Consumo promedio diario (l/s)

2.5.2. CONSUMO MÁXIMO DIARIO (Qmd) Y HORARIO(Qmh)