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UNIVERSIDAD NACIONAL
“SAN LUIS GONZAGA”
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
PLAN DE TESIS PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
TEMA:
“DISEÑO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGÜE DE LOS
ANEXOS: HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY, STA.
VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPIÑA, NVA. STA. LUCÍA, LA 75,
PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS CASTILLOS
DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”
PRESENTADO POR:
BACH. ALTAMIRANO ESPINOZA JESUS FELIX
BACH. CHOQUE GAVILAN ANGEL SAMUEL
ICA – PERÚ
2011
~ 1 ~
PLAN DE TESIS
I. DATOS GENERALES
1.1. Título: “DISEÑO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGÜE
DE LOS ANEXOS: HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY,
STA. VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPINA, NVA. STA. LUCÍA, LA
75, PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS
CASTILLOS DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”
1.2. Área de investigación
Construcción, Hidráulica y Geotecnia.
1.3. Disciplina
Saneamiento Básico.
1.4. Autores
Bachiller: Altamirano Espinoza, Jesús Félix.
Bachiller: Choque Gavilán, Ángel Samuel.
1.5. Plazo de ejecución
180 días calendarios.
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.
2.1. Identificación y Descripción del Problema
A la fecha, los centros poblados de estudio pertenecientes al distrito de
Santiago, provincia de Ica, cuenta con más de 2200 moradores en su
totalidad, quienes en la actualidad se abastecen de agua para el
consumo humano mediante un único reservorio elevado, cuyo servicio
es muy deficiente ya que la población solo puede recibir este recurso
unas cuantas horas a la semana, debido a que éste debe suministrar el
agua a la mayoría de centros poblados, y en otros casos compran el
agua a los Fundos, siendo estos últimos exagerados en su cobro,
además ellos cuentan con pozos solo para sus actividades
agropecuarias.
En lo concerniente al sistema de desagüe, estos centros poblados no
cuentan con un sistema con arrastre hidráulico que permita la
evacuación y tratamiento de aguas residuales, motivo por el cual
~ 2 ~
realizan sus necesidades fisiológicas en pozos ciegos, y a la intemperie
que generan contaminación por falta de mantenimiento adecuado, lo
que origina una proliferación de enfermedades gastrointestinales en la
población descrita.
Es por eso la razón para la búsqueda de soluciones técnicas que nos
lleven a encontrar alternativas para dar una solución integral al
problema de saneamiento básico que se presenta en este caso.
2.2.OBJETIVOS
2.2.1. OBJETIVO GENERAL
Garantizar la prestación de servicios tanto de un abastecimiento
eficiente de agua potable, como el de recolección, tratamiento y
disposición final de las aguas residuales de los centros poblados
en mención del Distrito de Santiago, y que cumpla con los
estándares exigidos, aplicando una solución económica y que
contemple tecnología adecuada disponible en nuestro medio.
Para lo cual consideramos aprovechar las aguas subterráneas
como fuente del suministro; y por otro lado analizaremos la opción
de hacer un tratamiento de aguas residuales para su reutilización
en riegos agrícolas.
2.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Entre ellos tenemos:
Contribuir con la reducción de los índices de morbilidad por las
enfermedades gastrointestinales agudas, garantizando la
disponibilidad de los servicios adecuados.
Plantear la reutilización de las aguas servidas, previo
tratamiento para que puedan ser aprovechadas en actividades
agrícolas.
~ 3 ~
Plantear un modelo de Capacitación/Entrenamiento de
potencial humano (educación sanitaria), generando hábitos y
prácticas de higiene.
2.3. IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN
El proyecto propuesto es importante porque se opta por la mejor
alternativa que garantice un adecuado almacenamiento y distribución
del agua, además de asegurar que los efluentes de las aguas
residuales cumplan con los estándares de salud exigidos en estos
casos, y en concordancia con la normatividad vigente, pueda ser
reutilizados para el riego local, para los diferentes centros poblados del
distrito de Santiago, para un período útil de servicio de 20 años.
Es por eso que la justificación del proyecto radica en que, si se ejecuta
la opción planteada en el presente estudio, la salud de los moradores
se verá beneficiada por la prestación de estos servicios y por lo tanto se
logrará mejorar su calidad de vida.
2.4.DELIMITACIÓN DEL ESPACIO
El área de estudio se encuentra ubicado en la:
Región: ICA
Provincia: ICA
Distrito: SANTIAGO
El período de análisis y desarrollo del presente estudio de factibilidad se
llevará a cabo a partir del mes de septiembre del año en curso al mes
de marzo del 2012.
~ 4 ~
III. MARCO HISTÓRICO
En el Perú en los últimos 20 años se incrementaron los programas de
abastecimiento de agua potable y saneamiento en el medio rural,
estableciéndose programas de apoyo social y de cooperación técnica por
parte del estado. Estos programas han sido hasta hoy insuficientes puesto
que los niveles de servicio alcanzados en muchos departamentos del país
son mínimos.
A nivel nacional se cuenta con un abastecimiento del 80%, sin embargo en
la zona de estudio se observa que la cobertura de este servicio es de pésima
calidad contando con muy pocas horas para su abastecimiento a la semana,
y también los métodos para almacenar el recurso no son del todo
adecuados, esto sumado a la precariedad económica de los pobladores, trae
como consecuencia que su nivel de vida sea bajo y nocivo para su salud, la
finalidad de este estudio es que la cobertura de este servicio sea óptimo con
los estándares recomendados.
A partir del mes de Mayo del año 1997, los servicios de Agua Potable y
alcantarillado depende de la E.P.S EMAPICA S.A. anteriormente fue
administrado directamente por el Concejo Distrital de Santiago. La
transferencia de los servicios, obedece a disposición de la Legislación
Vigente la cual conlleva a optimizar los servicios existentes y mejorar el
abastecimiento que se brinda actualmente a la población, quienes pagan por
un servicio no óptimo, además se busca que se pague una tarifa que
represente el justiprecio por el servicio que recibe el usuario.
La infraestructura del sistema de agua potable existente tiene una
abastecimiento intermitente como resultado de la sectorización del servicio,
a consecuencia de la falta de capacidad de la red y no contar con una
estructura para almacenamiento, que permita satisfacer la demanda en
horas punta, el cual genera un malestar en sus usuarios.
~ 5 ~
IV. MARCO TEÓRICO
Según el tipo de fuente y la capacidad del acuífero de la zona de estudio, se
determina el tipo de obras de captación, considerando que en la zona solo
existe en forma permanente las aguas subterráneas, se emplearan obras de
captación compuestas por pozos tubulares profundos, los cuales se perforan
generalmente por el método de percusión.
Respecto a las líneas de conducción específicamente a las líneas de
impulsión se emplea en la determinación del Diámetro Nominal, la fórmula
de Bresse y la de Continuidad, con lo que se obtiene el diámetro más
económico.
Para el diseño del Reservorio, en primer lugar se determina el cálculo
hidráulico que permita conocer la capacidad de almacenamiento,
seguidamente se realiza el pre-dimensionamiento y mediante el análisis
dinámico se determinara los momentos y las fuerzas actuantes, información
esencial para el diseño de las estructuras de concreto armado con los que
se validan las dimensiones asumidas.
En el diseño de la red de distribución se empleara en la configuración de la
red como un sistema mallado acorde con la normativa de Saneamiento
OS.050. En el diseño de la red de colectores de desagüe se emplear el
sistema por arrastre hidráulico, en concordancia con las Normas de
saneamiento OS.070 en la que los Diámetros Nominales asumidos se
validan verificando que la Tensión Tractiva sea mayor o igual a un Pascal.
V. MARCO CONCEPTUAL
A continuación se adjunta los conceptos de los términos de mayor uso en la
investigación, que conlleve a uniformizar criterios:
Agua Subterránea:
Agua localizada en el subsuelo y que generalmente requiere excavación
para su extracción.
~ 6 ~
Agua Potable:
Es el agua considerada apta para el consumo humano, que cumple con
las exigencias de control de calidad.
Caudal Máximo Horario:
Caudal más alto en un día, observado en el periodo de un año, sin tener
en cuenta los consumos por incendios, pérdidas, etc.
Caudal Medio:
Caudal promedio de los caudales diarios en un periodo de un año.
Criterios de Diseño:
Guías de Ingeniería que especifican objetivos, resultados o límites que
debe cumplirse en el diseño de un proceso, estructura o componentes
de un sistema.
Dotación percápita
Agua que se asigna a una persona para satisfacer sus necesidades
durante el periodo de un día.
Agua Residual Doméstica:
Agua de origen doméstico, comercial e institucional, que contiene
desechos fisiológicos y otros provenientes de la actividad humana.
Parámetros de Diseño:
Conjunto de datos para las condiciones finales e intermedias del diseño
que sirven para el dimensionamiento, cálculos hidráulicos de los
diferentes componentes de un sistema integral de abastecimiento de
agua potable, recolección y tratamiento de aguas residuales.
Descarga controlada:
Regulación de la descarga del agua residual cruda para eliminar las
variaciones extremas de caudal y calidad
Tensión Tractiva:
Es el esfuerzo tangencial unitario asociado al escurrimiento por
gravedad en la tubería de alcantarillado, ejercido por el líquido sobre el
material depositado.
Manejo de aguas residuales:
Conjunto de obras de recolección, tratamiento, disposición y acciones de
operación, monitoreo, control y vigilancia con relación a tas aguas
residuales
~ 7 ~
VI. SISTEMAS DE HIPÓTESIS
VI.1. Hipótesis
Mediante el diseño de los sistemas de abastecimiento de agua potable,
como el de recolección, tratamiento y disposición final de las aguas
residuales de los centros poblados en mención del Distrito de Santiago,
se garantizará un servicio de agua y evacuación de los desagües que
cumpla con los estándares exigidos.
VI.2. Variables
VI.2.1.Variable Independiente
Diseño del sistema integral de agua para consumo humano y
desagüe para los Centros Poblados del distrito de Santiago,
provincia de Ica, departamento de Ica.
VI.2.2.Variable Dependiente
Garantizar el abastecimiento de agua potable y evacuación del
desagüe a los pobladores de los Centros Poblados del distrito de
Santiago, provincia y departamento de Ica.
VII. METODOLOGÍA
VII.1.Diseño Básico de la Investigación
El estudio se desarrollará a un nivel descriptivo – explicativo, donde
tratamos de confirmar las características del problema en investigación,
y básicamente explicar y ofrecer alternativas de solución a las causas y
factores que se generan en el territorio de la zona de estudio.
VII.2.Unidad de análisis (Universo de Investigación)
Los centros poblados HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY,
STA. VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPIÑA, NVA. STA. LUCÍA, LA
75, PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS
CASTILLOS DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”
~ 8 ~
VII.3.Metodología de la Investigación
Descriptiva – Explicativa.
VII.4.Equipos a utilizar
VII.4.1. Equipos de campo:
Teodolito
Nivel
Miras
Estacas
Wincha
Cámara Fotográfica
VII.4.2. Equipos de gabinete, software y útiles de oficina:
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Computadora
Software: Autocad, SAP 2000, Autocad Civil 3D, S10 Costos y
Presupuestos, Microsoft Office, etc.
Útiles de escritorio.
VII.5.Técnicas y procesamiento de Análisis de Datos
Se realizarán visitas a la zona de estudio, donde se obtendrá
información de campo, la cual posteriormente se procesará en gabinete
siguiendo una secuencia metodológica convencional, y así se podrá la
hallar las mejores opciones en cuanto a la infraestructura que permita
satisfacer la demanda para los servicios de agua y desagüe que
resulten acordes con la solución económica, tecnología disponible y un
nivel de servicio aceptable.
~ 9 ~
VIII. PROYECTO
CONTENIDO GENERAL DE LA TESIS
“DISEÑO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS DE AGUA Y DESAGÜE DE LOS
ANEXOS: HUARANGO MOCHO, SAN CARLOS, CRISTO REY, STA.
VICENTA, VIRGEN DE CHAPI, LA CAMPIÑA, NVA. STA. LUCÍA, LA 75,
PARAJE, STA. JULIA, LA CASTELLANA, LOS LÓPEZ Y LOS CASTILLOS
DEL DISTRITO DE SANTIAGO - ICA”
CONTENIDO
INTRODUCCION.
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.1. Descripción del Proyecto.
1.2. Justificación, Alcances y Objetivos del Proyecto.
1.3. Ubicación del Proyecto.
1.4. Aspectos Geográficos.
1.5. Aspectos Topográficos.
1.6. Aspectos Hidrológicos.
1.7. Aspectos Urbanísticos.
1.8. Aspectos Meteorológicos.
1.9. Aspectos Demográficos.
1.10. Aspectos Socioeconómicos.
1.11. Servicios Públicos.
CAPÍTULO II
2. ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEÑO DE RESERVORIO ELEVADO
2.1. Excavación de Calicatas y Obtención de Muestras.
2.2. Densidad de Campo
2.3. Perfiles estratigráficos.
~ 10 ~
2.4. Clasificación del suelo.
2.5. Interpretación de los resultados.
2.6. Capacidad Portante del suelo con fines de Cimentación.
CAPÍTULO III
3. ENSAYOS DE LABORATORIO
3.1. Análisis de los límites de Consistencia del Suelo.
3.2. Análisis Granulométrico del Suelo.
3.3. Ensayo de Corte Directo del Suelo.
3.4. Análisis físico-químico del suelo.
CAPÍTULO IV
4. EVALUACIÓN DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE EXISTENTE
4.1. Descripción del sistema existente de agua potable.
4.1.1. Fuente de Abastecimiento
4.1.2. Obras de Captación
4.1.3. Líneas de Conducción
4.1.4. Obras de Almacenamiento
4.1.5. Tratamiento del Agua
4.1.6. Redes de Distribución
4.1.7. Conexiones Prediales
4.2. Diagnóstico y pronóstico del sistema de agua potable existente.
4.3. Infraestructura para la Solución del Sistema Integral de Agua Potable
para un periodo de vida útil de 20 años.
CAPÍTULO V
5. EVALUACIÓN DEL SISTEMA INTEGRAL DE ALCANTARILLADO EXISTENTE
5.1. Descripción del sistema existente de recolección, tratamiento y
disposición final de las Aguas Residuales.
5.2. Diagnóstico y pronóstico del sistema integral existente de Alcantarillado.
5.3. Infraestructura para la solución del sistema integral de Alcantarillado
para un periodo de vida útil de 20 años.
~ 11 ~
CAPÍTULO VI
6. PARÁMETROS DE DISEÑO DE LAS OBRAS PROYECTADAS
6.1. Período de diseño.
6.2. Métodos de Población de diseño para determinar la población futura.
6.2.1. Método Aritmético
6.2.2. Método Geométrico
6.2.3. Método de Incrementos Variables
6.2.4. Método de Saturación
6.2.5. Método de Crecimiento Aritmético
6.3. Dotación.
6.4. Caudales de diseño.
CAPÍTULO VII
7. DISEÑO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE
7.1. Obras de captación
7.2. Línea de Impulsión.
7.3. Estructuras para almacenamiento.
7.3.1. Diseño Hidráulico
7.3.2. Diseño Estructural de Reservorio Elevado
7.3.3. Instalaciones Hidromecánicas
7.4. Tratamiento del agua.
7.5. Redes de distribución.
7.6. Conexiones domiciliarias para Agua.
CAPÍTULO VIII
8. DISEÑO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUAS RESIDUALES
8.1. Conexiones domiciliarias para desagüe.
8.2. Colectores.
8.3. Emisor.
8.4. Infraestructura para el Tratamiento de las aguas residuales.
8.5. Disposición final de las aguas servidas.
~ 12 ~
CAPÍTULO IX
9. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL
9.1. Aspectos Generales.
9.1.1. Generalidades.
9.1.2. Antecedentes.
9.1.3. Objetivos.
9.1.4. Justificación.
9.1.5. Metodología.
9.1.6. Marco Legal Aplicable.
9.2. Diagnóstico ambiental.
9.2.1. Diagnóstico del Medio Físico.
9.2.2. Diagnóstico del Medio Biológico.
9.2.3. Diagnóstico Socio-Económico.
9.3. Identificación de Impactos Ambientales.
9.3.1. Impactos Ambientales en la etapa de Construcción.
9.3.2. Impactos Ambientales en la etapa de Operación.
9.3.3. Impactos Ambientales en la etapa de Abandono.
9.4. Plan de Manejo Ambiental.
9.4.1. Plan de Mitigación de los impactos.
9.4.2. Plan de Monitoreo Ambiental.
9.4.3. Plan de Contingencias.
9.5. Conclusiones del estudio.
CAPÍTULO X
10.EXPEDIENTE TÉCNICO DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE
10.1. Memoria descriptiva.
10.2. Presupuesto.
10.3. Costos Unitarios.
10.4. Especificaciones Técnicas.
10.5. Cronograma Ejecución de Obra.
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CAPÍTULO XI
11.EXPEDIENTE TÉCNICO DEL SISTEMA INTEGRAL ALCANTARILLADO
11.1. Memoria descriptiva.
11.2. Presupuesto.
11.3. Costos Unitarios.
11.4. Especificaciones Técnicas.
11.5. Cronograma Ejecución de Obra.
CAPÍTULO XII
12.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
12.1. Conclusiones.
12.2. Recomendaciones.
Bibliografía
ANEXOS
Panel Fotográfico.
Planos.
~ 14 ~
Bibliografía:
1. MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO,
Reglamento Nacional De Edificaciones, OS - Obras de Saneamiento.
2. JOHNSON, El agua subterránea y los pozos.
3. ROGER AGÜERO PITTMAN, Agua Potable para Poblaciones Rurales.
4. ALBERTO REGAL M., Abastecimiento de Agua y Alcantarillado.
5. SIMÓN AROCHA RAVELO, Abastecimiento de Agua; Teoría y diseño.
6. PABLO APAZA HERRERA, Redes de Abastecimiento de agua.
7. JULIO RIVERA FEIJOO, Diseño Sísmico de Reservorios Elevados.
8. JULIO RIVERA FEIJOO, Diseño sísmico de Reservorios con estructura
tubular de soporte.
9. TERENCE J. MCGHEE, Abastecimiento de Agua y Alcantarillado.
10. AURELIO HERNANDEZ MUÑOZ, Saneamiento y Alcantarillado.
11. METCALF Y EDDY, INC, Ingeniería de aguas residuales: Tratamiento,
vertido y reutilización.
12. RICARDO ALFREDO LOPEZ CUALLA, Diseño de Acueductos y
Alcantarillados.
13. EDUARDO ARIAS GOVEA, Alcantarillado y Drenaje Pluvial.
14. SIMÓN AROCHA RAVELO, Alcantarillado.
15. BABBIT E. H. BAUMAN E.R., Alcantarillado y Tratamiento de Aguas
Residuales, CECSA.
16. JAIRO ALBERTO ROMERO ROJAS, Tratamiento de Aguas Residuales.
17. GTZ - Manual de Disposición de Aguas Residuales.
18. CEPIS. II, Curso Taller Sobre Lagunas de Estabilización: Diseño,
Construcción, Operación, Evaluación y Mantenimiento.
19. HIDROSTAL, Principios Básicos de Hidráulica para Bombas Centrifugas e
instalaciones.
20. VICENTE CONESA FERNÁNDEZ VITORA, Guía Metodológica para la
Evaluación del Impacto Ambiental.
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TIEMPO DE EJECUCIÓN DE LA TESIS ( SEPTIEMBRE 2011 A MARZO DEL 2012 )
ITEM
DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES PROGRAMADASPERÍODO DE EJECUCIÓN (MESES)
1 2 3 4 5 6
1.00 Información básica para el proyecto.
2.00 Recopilación de datos de campo, excavación de calicatas y extracción de muestras, levantamiento topográfico.
3.00 Ensayos de laboratorio.4.00 Evaluación del sistema de agua existente.5.00 Evaluación del sistema de alcantarillado existente.6.00 Establecimiento de los parámetros de diseño para las obras proyectadas.7.00 Diseño del sistema integral de agua.
8.00 Diseño del sistema integral de alcantarillado.
9.00 Estudio de Impacto Ambiental
10.00 Elaboración del Expediente Técnico, Conclusiones y Recomendaciones.
~ 16 ~
Recommended