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Determinación de la dotación y consumo para una poblacion
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30/04/2016
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CURSO:
SANEAMIENTO
DOCENTE:
ING° CARLOS LUNA LOAYZA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CAPITULO II
DEMANDA DE CONSUMOS DE AGUA, DOTACIONES, VARIACIONES DE CONSUMO, FACTORES QUE
DETERMINAN EL CONSUMODOCENTE:
ING° CARLOS LUNA LOAYZA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
30/04/2016
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.
a) Cuando es por habitante se asigna en Litros por persona por cada día= lppd
b) Cuando es por conexión, se asigna en litros o metros cúbicos cada mes por cada conexión = m3/conex/mes
Es la cantidad de agua que se asigna por habitante o por conexión, el momento de efectuar el diseño de un sistema de abastecimiento de agua potable y alcantarillado.
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES NORMA OS- 100.
D 1.4. Dotación de AguaLa dotación promedio diaria anual por habitante, se fijará en base a un estudio de consumos técnicamente justificado, sustentado en informaciones estadísticas comprobadas.
Si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se considerará porlo menos :
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES NORMA OS- 100.
Consideraciones básicas de diseño de infraestructura sanitariaPara sistemas con conexiones domiciliariasUna dotación de
180 I/hab/d, en clima frío 220 I/hab/d en clima templado y cálido.
Para programas de vivienda Con lotes de área menor o igual a 90 m2, las dotaciones serán
120 I/hab/d en clima frío 150 I/hab/d en clima templado y cálido.
NOTA : Tratándose de nuevas habilitaciones para viviendas deberá considerarse por lo menos una densidad de 6 hab/ vivienda.
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES NORMA OS- 100.
• Para sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores paracamión cisterna o piletas públicas, se considerará una dotación entre30 y 50 I/hab/d respectivamente.
• Para habitaciones de tipo industrial, deberá determinarse de acuerdoal uso en el proceso industrial, debidamente sustentado.
• Para habilitaciones de tipo comercial se aplicará la Norma IS.010Instalaciones Sanitarias para Edificaciones
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES NORMA OS- 100.
• Como referencia : el RNC, establecíaDotación en lppd
POBLACION CLIMA FRIO CLIMA TEMPLADO
De 2,000 a 10,000 hab 120 150De 10,000 a 50,000 hab 150 200Mas de 50,000 hab 200 250
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.
Factores que determinan la dotación.• Clima.
La zona es de clima predominantemente frío, con temperaturas fluctuantes entre 2°C y 15°C la mayor parte del tiempo.
• Estandar de vida. Como se vio en los cuadros de análisis socioeconómico; la población es de bajos ingresos económicos, lo cual limita el consumo de agua.
• Tamaño de la población. Este factor junto con el clima determina según el Reglamento Nacional de Construcciones una dotación de 150 lt/Hab./día.
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.1 DOTACIÓN.
Factores que determinan la dotación.• Calidad y costo del agua.
Los proyectos de abastecimiento de agua garantizarán el abastecimiento de agua pero los usuarios tendrán que medir el uso del mismo.
PERDIDAS SEGUN SEDA-CUSCO:Goteo de caños 664 lt/díaChorro de 1/16" en caños 2,922 lt/díaChorro de 1/8" en caños 11,460 lt/díaInodoros 5,000 lt/díaCisterna 12,000 lt/díaTanques altos 10,000 lt/día
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Es la cantidad de agua potable que requiere una población parasatisfacer sus necesidades.
Calculo de la DemandaSe considera la población proyectada de una localidad, Multiplicada por la dotación diaria:
Donde:Qp= Caudal promedio en lps
*86,400lppd
PoblaciónQp Dotación
seg=
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Ejemplo 01Calcular la demanda de agua potable para la ciudad de Cusco para el año 2021, si para el año 2016 se tiene una población de 428,000 habitantes, la tasa de crecimiento del INEI es de 1.68 %.
De cada 100 conexiones existentes el 85 % son conexiones domiciliarias y 15 % se abastece de piletas públicas o cisternas.
SoluciónDatos Población = 428,000 habt
Tasa crecimiento = 1.68 %Conex. domiciliarias = 90 %Conex. piletas = 10 %
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
DOMICI PILETAS DOMICI PILETAS
habt 85.00% 15.00% 180 30 m³/dia lps
2016 415,000 352,750 62,250 63,495,000 1,867,500 65,362.50 756.51
2017 421,972 358,676 63,296 64,561,716 1,898,874 66,460.59 769.22
2018 429,061 364,702 64,359 65,646,353 1,930,775 67,577.13 782.14
2019 436,269 370,829 65,440 66,749,212 1,963,212 68,712.42 795.28
2020 443,599 377,059 66,540 67,870,598 1,996,194 69,866.79 808.64
2021 451,051 383,393 67,658 69,010,824 2,029,730 71,040.55 822.23
DOTACION lppdCONEXIÓN
AÑOPOBLACION TOTAL CAUDAL
( )1 * 1i i crecimientoPoblación población tasa−= +
( )2018 421,972* 1 0.0168 429,061Población = + =
La dotación para el año 2021 será de 822.23 lps
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Tipos de cálculo de la DemandaPara poder determinar los cálculos de la demanda se pueden utilizar los siguientes métodos:• Método de la población servida• Método de Conexión servida o demanda agregada (SUNASS)
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
LIMITACIONES DEL CALCULO DE LA DEMANDALas limitaciones para el cálculo son las siguientes:1. No considera la actividad económica de la población
Si evaluamos los consumos per cápita de las poblaciones asentadas en las mismas regiones, se tendrán fuertes diferencias, en especial las poblaciones de clima frío
RNE = 180 lppd RNE = 180 lppd
CUSCO JULIACA
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
LIMITACIONES DEL CALCULO DE LA DEMANDA1. No considera la actividad económica de la población
• La actividad comercial del Cusco por Hoteles, comercios, restaurantes generan una mayor demanda
• La actividad comercial de la ciudad de Juliaca tiene mayor desarrollo en la compra y venta de mercadería, por consiguiente su demanda es menor
ACTIVIDAD SECTOR CUSCO JULIACA
DOMESTICA VIVIENDAS 77 85
COMERCIAL HOTELES, RESTAURANTES 15 7
INDUSTRIAL FABRICAS 3 3
ESTATAL COLEGIOS, UNIVERSIDADES, ETC 4 4
OTROS ASILOS, BOMBEROS 1 1
100 100TOTAL
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
LIMITACIONES DEL CALCULO DE LA DEMANDA2. No considera la variable climatológica
• Una población varía su consumo durante un ciclo hidrológico.
• El consumo varía a lo largo del año y de las diferentes estaciones, no coincidiendo con lo indicado en el RNE
CONSUMO
MESES
CONSUMOMINIMO
CONSUMOMAXIMO
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
LIMITACIONES DEL CALCULO DE LA DEMANDA3. Gestión de la demanda
• La gestión de la demanda es importante dentro de la gestión de una empresa, y en el cálculo de las necesidades de agua de una población
• En el Perú se tiene la instancia de la Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS) que evalúa continuamente la gestión de las empresas de saneamiento, controlando el nivel de pérdidas de agua fluctúan entre 50 y 60 %.
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
LIMITACIONES DEL CALCULO DE LA DEMANDA3. Gestión de la demanda
Ingreso
Fugas Clandestina Fugas Clandestina
ORGANIZACIÓN DEFICIENTE• No cuenta con operadores• Mayor % de perdida• Mayor Q captación
ORGANIZACIÓN EFICIENTE• Cuenta con operadores• Menor % de perdida• Menor Q captación
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
LIMITACIONES DEL CALCULO DE LA DEMANDAConclusiones• La dotación per cápita establecida en el Reglamento
Nacional de Edificaciones no contempla los aspectos de actividad económica de la localidad, variabilidad del clima y gestión del sistema.
• La SUNASS no acepta proyectos cuya demanda de agua potable haya sido calculada por el método indicado anteriormente.
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.4.2.1 Método de la Población Servida
• Método utilizado para el diseño de pequeñas y medianas poblaciones.
• Cuando no existe información de control de consumo y perdidas
POBLACION SERVIDA
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
EJEMPLO 2Calcular la Demanda de Agua potable localidad de San JerónimoPoblación futura : Año 2,030Población actual : 40,725 hab ( 2,010)Tasa de crecimiento anual 1.71 %Clima FrioCobertura 90 % conexión domiciliariaCobertura 10 % pileta o camión cisterna Periodo diseño 20 añosVariaciones K1 = 1.3
K2 = 1.8Calcular la población por el método aritmético, interés simple, geométrico e incrementos variables, Demanda, promedio, diario y horario
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
EJEMPLO 2Calcular la Demanda de Agua potable localidad de San Jerónimo
CENSOS AÑO POBLACION
1,960 34,120
1,970 36,780
1,980 37,430
1,990 38,547
2,000 39,956
2,010 40,725
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución1.- Calculando la población futura año 2030.
Método de Aritmético
Método Interés simple
( )* 1 *O OP P r t t= + −
1
1
i i
i i
P Pr
t t+
+
−=−
( )1
1*i i
i i i
P Pr
P t t+
+
−=−
( )* 1 *O OP P r t t= + −
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución1.- Calculando la población futura año 2030.
Método de Geométrico
Método Incrementos variables
( )* Ot tOP P r −=
2
1* * *
2t n
mP P m P m P
− = + ∆ + ∆
1/
1
t
i
i
Pr
P
∆
−
= 1i it t t −∆ = −
( )1i i
P
P PP
n−
∆
−∆ = ∑
( )2
12
i i
P
P PP
n−
∆
∆ − ∆∆ = ∑
10futuro actualAño Año
m−
=
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución2.- Calculando la demanda futura año 2030.
DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD
LOCALIDAD NUEVA
POBLACION AÑO 2,030 Habitantes 35,070
Interes Simple 43,657
Geométrico 43,707
Incrementos Variables 42,894
130,258
Poblacion Promedio 43,419
COBERTURA
Conexión 93%
Cisterna 7%
PERIODO DE DISEÑO Años 10
TASA DE CRECIMIENTO INEI Anual 2%
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución2.- Calculando la demanda futura año 2030.
DOTACION
Por habitante con conexión LPPD 180 Dato del RNE
Por habitante sin conexión LPPD 30 Dato del RNE
DOTACION LPPD
AÑO POBLACION
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
2010 40,725
2030 43,419
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución2.- Calculando la demanda futura año 2030.
CONSUMO LT DIA
AÑO POBLACION
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
TOTAL CONSUMO
LTS DIA
TOTAL CONSUMO
L/SEG
2010 40,725
2030 43,419
Q PROMEDIO lps
Q MAX DIARIO lps
Q MAX HORARIO lps
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución2.- Calculando la demanda futura año 2030.
POBLACION DOTACION LPPD
AÑO POBLACION
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
2010 40,725 37,874 2,851 180 30
2030 43,419 40,380 3,039 180 30
CONSUMO LT DIA
AÑO POBLACION
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
TOTAL CONSUMO
LTS DIA
TOTAL CONSUMO
L/SEG
2010 40,725 6,817,365 85,523 6,902,888 80
2030 43,419 7,268,396 91,181 7,359,577 85
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
Solución2.- Calculando la demanda futura año 2030.
Q PROMEDIO 85.18 lps
Q MAX DIARIO 110.73 lps
Q MAX HORARIO 153.32 lps
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
4.2.2 Método de la conexión servida o demanda agregada de la SUNASS• Método establecido por la SUNASS.• Se parte el cálculo desde un balance hídrico.
C1
C2
D1
D2E1
E2
I1
I2
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.4.2.2 Método de la conexión servida o demanda agregada de
la SUNASS1. Balance Hídrico• Verificamos el consumo.
• DomésticasD1, D2, D3 m³/mes
• ComercialC1, C2, C3 m³/mes
• IndustrialI1, I2, I3 m³/mes
• EstatalE1, E2, E3 m³/mes
CONSUMO TOTAL m³/mes
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
4.2.2 Método de la conexión servida o demanda agregada de la SUNASS
2. Verificación del volumen distribuido o producidoVerificamos volumen producido.• Macro medidor m³/mes• Micro medidor m³/mes
3. Cálculo de agua no contabilizada (ANC)Se aplica la siguiente expresión.
*100PRODUCIDO CONSUMIDO
PRODUCIDO
V VANC
V
−=
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.2 DEMANDA.
4.2.2 Método de la conexión servida o demanda agregada de la SUNASSSe ha logrado obtener información real por las diferentes categorías cuando se realiza un control del consumo por sectores.
Resultados:• Conocer ANC o Agua No Facturada (ANF)• Conocer el consumo unitario por tipo de conexión• Conocer el número de conexiones por tipo• Conocer la evolución de las conexiones por tipo.
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
EJEMPLO 3Calcular la Dotación real de Agua potable Ciudad de QuillabambaPoblación futura : Año 2,033
DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD
LOCALIDAD QUILLABAMBA
POBLACION AÑO 2,013 habitantes 35,800
COBERTURA Conexión 91%
Cisterna 9%
PERIODO DE DISEÑO Años 10
TASA DE CRECIMIENTO INEI Anual 2%
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
EJEMPLO 3Calcular la Dotación real de Agua potable Ciudad de Quillabamba
N° CONEXIONES
DOMESTICA INDUSTRIAL COMERCIAL ESTATAL
AÑO 2013 5800 32 145 32
INCREMENTO ANUAL 1.90% 3% 4% 3%
CONSUMO M3/CON/MES 24 150 50 70
PERDIDAS 40%anual
No se mejorara en 10 años
VARIACIONES k1 1.3
K2 1.8
CALCULARa) La demanda para el año 2,023 por el método de población servidab) La demanda para el año 2,023 por el método de conexión servida
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3a) Calculando por el método de población servida
Aplicando el siguiente cuadro
DOTACION
Por habitante con conexión LPPD 220 Dato del RNE
Por habitante sin conexión LPPD 50 Dato del RNE
(3) POBLACION
(1)
AÑO
(2)
POBLACION
TASA DE CRECIMIENTO
%
(4)POBLACION
QUE SE INCREMENTA
(5)POBLACION
CON COBERTURA
(6)POBLACION
SIN COBERTURA
2013 35,800 32,578 3,222
2014 2 716 33,230 3,286
2015
1(4) (3)*(2)i−=
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3a) Calculando por el método de población servida
DOTACION LPPD CONSUMO LT DIA
AÑO POBLACION
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
TOTAL CONSUMO
LTS DIA
TOTAL CONSUMO
L/SEG
2013 35,800
2014 36,516
2015 37,246
Población con servicioPoblación sin servicioPoblación Total
Q PROMEDIO lpsQ MAX DIARIO lpsQ MAX HORARIO lps
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3a) Calculando por el método de población servida
POBLACION
AÑO POBLACION
TASA DE CRECIMIENTO
%
POBLACION QUE SE
INCREMENTA
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
2013 35,800 32,578 3,222
2014 36,516 2 716 33,230 3,286
2015 37,246 2 730 33,894 3,352
2016 37,991 2 745 34,572 3,419
2017 38,751 2 760 35,263 3,488
2018 39,526 2 775 35,969 3,557
2019 40,317 2 791 36,688 3,628
2020 41,123 2 806 37,422 3,701
2021 41,945 2 822 38,170 3,775
2022 42,784 2 839 38,934 3,851
2023 43,640 2 856 39,712 3,928
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3a) Calculando por el método de población servida
DOTACION LPPD CONSUMO LT DIA
AÑO POBLACION
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
POBLACION CON
COBERTURA
POBLACION SIN
COBERTURA
TOTAL CONSUMO
LTS DIA
TOTAL CONSUMO
L/SEG
2013 35,800 220 50 7,167,160 161,100 7,328,260 85
2014 36,516 220 50 7,310,503 164,322 7,474,825 87
2015 37,246 220 50 7,456,713 167,608 7,624,322 88
2016 37,991 220 50 7,605,848 170,961 7,776,808 90
2017 38,751 220 50 7,757,964 174,380 7,932,344 92
2018 39,526 220 50 7,913,124 177,867 8,090,991 94
2019 40,317 220 50 8,071,386 181,425 8,252,811 96
2020 41,123 220 50 8,232,814 185,053 8,417,867 97
2021 41,945 220 50 8,397,470 188,754 8,586,225 99
2022 42,784 220 50 8,565,420 192,529 8,757,949 101
2023 43,640 220 50 8,736,728 196,380 8,933,108 103
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3a) Calculando por el método de población servida
Población con servicio 39,712Población sin servicio 3,928Población Total 43,640
Q PROMEDIO 103 lpsQ MAX DIARIO 134 lpsQ MAX HORARIO 186 lps
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3b) Calculando por el método por conexión.
Aplicando el siguiente cuadro
1(2 ) (2 )* (2 )i i anual iIncremento+ = +
N° CONEXIONES
DOMESTICA INDUSTRIAL COMERCIAL ESTATAL
AÑO 2013 5800 32 145 32
INCREMENTO ANUAL 1.90% 3% 4% 3%
CONSUMO M3/CON/MES 24 150 50 70
(1) N CONEXIONES CONSUMO M3/CON/MES
AÑO(2)
DOM(3)IND
(4)COM
(5)EST DOM IND COM EST
2013 5,800 32 145 32
2014 5,910 33 151 33
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3b) Calculando por el método por conexión.
CONSUMO M3 MES TOTAL Q PROME PERDIDAS Q PROMAÑO DOMESTICA INDUSTRIAL COMERCIAL ESTATAL M3 MES LPS % LPS
2013 139,200 4,800 7,250 2,240 153,490 59 40.00 99
2014 141,845 4,944 7,540 2,307 156,636 60 40.00 101
Q PROMEDIO LPSQ MAX DIARIO LPSQMAX DIARIO LPS
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3b) Calculando por el método por conexión.
N CONEXIONES CONSUMO M3/CON/MES
AÑO DOM IND COM EST DOM IND COM EST
2013 5,800 32 145 32 24 150 50 70
2014 5,910 33 151 33 24 150 50 70
2015 6,022 34 157 34 24 150 50 70
2016 6,137 35 163 35 24 150 50 70
2017 6,254 36 170 36 24 150 50 70
2018 6,372 37 176 37 24 150 50 70
2019 6,493 38 183 38 24 150 50 70
2020 6,617 39 191 39 24 150 50 70
2021 6,743 41 198 41 24 150 50 70
2022 6,871 42 206 42 24 150 50 70
2023 7,001 43 215 43 24 150 50 70
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 DOTACION.
SOLUCION 3b) Calculando por el método por conexión.
CONSUMO M3 MES TOTAL Q PROME PERDIDAS Q PROM
AÑO DOMESTICA INDUSTRIAL COMERCIAL ESTATAL M3 MES LPS % LPS
2013 139,200 4,800 7,250 2,240 153,490 59 40.00 99
2014 141,845 4,944 7,540 2,307 156,636 60 40.00 101
2015 144,540 5,092 7,842 2,376 159,850 62 40.00 1032016 147,286 5,245 8,155 2,448 163,134 63 40.00 105
2017 150,085 5,402 8,481 2,521 166,490 64 40.00 107
2018 152,936 5,565 8,821 2,597 169,918 66 40.00 109
2019 155,842 5,731 9,174 2,675 173,422 67 40.00 112
2020 158,803 5,903 9,541 2,755 177,002 68 40.00 1142021 161,820 6,080 9,922 2,838 180,660 70 40.00 116
2022 164,895 6,263 10,319 2,923 184,399 71 40.00 119
2023 168,028 6,451 10,732 3,010 188,221 73 40.00 121
Q PROMEDIO 121 LPSQ MAX DIARIO 157 LPSQMAX DIARIO 218 LPS
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
El valor del cálculo de la demanda de agua potable es solo un parámetro de diseño, pero no representa necesariamente la situación real de un sistema de abastecimiento.
Al valor calculado se le denomina Caudal Promedio y se representa por la siguiente ecuación:
Lt/seg
Lt/seg
*Pr
86, 400
Poblacion DotacionCaudal omedio=
Pr *Caudal omedio Consumounitario N Conexiones≤ °
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
4.3.1 Variaciones estacionales.Asumiendo que el caudal promedio es de 35 lt/seg.
CAUDAL PROMEDIO
MESES
Qmax diario
Caudal promedio
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
4.3.1 Variaciones estacionales.Escenario 01.
En el mes de febrero se tiene un consumo de 43 lt/seg y el caudal calculado es de 35 lt/seg.
Existe un déficit → Falta agua
En el mes de julio se tiene un consumo de 43 lt/seg y el caudal calculado es de 26 lt/seg.
Existe exceso de agua→ Sobra agua
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
4.3.1 Variaciones estacionalesCaudal máximo diarioCorresponde al máximo valor consumido por una población y está calculado en función de los registros históricos diarios (365 días).
Corresponde al día donde se ha presentado el máximo consumo en el año.
K1 = Factor de consumo máximo diarioFluctúa entre 1.1 a 1.3
K1 = 1.2 (Valor mas recomendado)
1 *Max Diario pQ K Q=
Qmax diario = 90 * 1.3 = 117 lt/seg
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
4.3.1 Variaciones estacionalesCaudal máximo diarioLa infraestructura de captación debe de estar diseñada para poder captar el caudal máximo diario. En épocas de menor consumo se debe de regular la captación de acuerdo a las necesidades de la población.
El Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) indica que para el diseño de un sistema de abastecimiento de agua se debe de calcular el valor K1, caso de no contar con información este valor se debe de adoptar entre 1.1 y 1.3
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.2 Variaciones horarias
CAUDAL PROMEDIO
MESES
Qmax horario
Caudal promedio
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
4.3.2 Variaciones horariasEscenario 01Este consumo refleja el caudal de mayor consumo a nivel horario que se presenta en una localidad, para el caso de la figura el Qmax horario seda a las 8:00 con un caudal de 187 lt/seg. (Qmedio = 70 lt/seg.)
Existe un déficit → Falta agua
Comparando el consumo a las 2:00 a.m. el consumo es de 52 lt/seg frente al caudal ofertado de 70 lt/seg.
Existe exceso de agua → Sobra agua
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.2 Variaciones horarias
Caudal máximo horarioCorresponde al máximo registro presentado en una determinada hora a lo largo de un día, evaluando los consumos obtenidos diariamente durante los 365 días del año.
K2 = Factor de consumo máximo horarioFluctúa entre 1.8 a 2.5
1.8 Zonas Urbanas2.5 Zonas rurales
2 *Max Horario pQ K Q=
Qmax horario = 90 * 1.8 = 162 lt/seg
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA
4.3.3 Adopción de caudal de diseñoSurge la duda, con que caudal procedemos a diseñar, de acuerdo a los ejemplo realizados:
Qpromedio = Qp = 90 lt/seg.Qmax diario = QMD = 117 lt/seg.Qmax horario = QMH = 162 lt/seg.
QMD
QMD
QMH
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Escenario de trabajo
Consumo a las 2:00 a.m. es de 52.00 lt/seg, frente al caudal ofertado de 70 lt/seg.
Captación70 lt/seg
Consumo52 lt/seg
Como existe exceso de oferta, se debe de almacenarel agua
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Escenario de trabajo
Consumo a las 8:00 a.m. es de 187.00 lt/seg, frente al caudal ofertado de 70 lt/seg.
Captación70 lt/seg
Consumo187 lt/seg
Como existe déficit de oferta, se debe utilizar el volumende agua almacenada
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Escenario de trabajo
En un sistema de abastecimiento de agua , los reservorios tiene la finalidad de regular las variaciones de consumo horario, con la capacidad suficiente de almacenar el exceso del consumo y la producción, además debe ser capaz de adoptar todo el déficit en las horas de mayor consumo.
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Ejemplo 04
Calcular la demanda de agua potable promedio, el caudal máximo diario y caudal máximo horario para los próximos 10 añospara una población que crece a una tasa de 2.85 % al año. La localidad se desarrolla en una zona alto andina y al año 2016 cuenta con una población de 68,725 habitantes.La cobertura de conexiones domiciliarias es del 85 % y el 15% restante no tiene servicio ni por piletas ni por cisternas.Al momento de realizar el estudio se obtuvieron los siguientes caudales en la salida del reservorio de agua.
MES Qmax diario
ENE 138
FEB 132
MAR 126
ABR 125
MAY 120
JUN 115
JUL 118
AGO 114
SET 116
OCT 130
NOV 155
DIC 140
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Ejemplo 04
Además en el momento del estudio se efectuaron mediciones durante un día a la salida del reservorio, obteniendo los siguientes caudales.
HORA Qmax Horario HORA Qmax Horario
1 37 13 153
2 28 14 171
3 35 15 160
4 60 16 140
5 95 17 110
6 100 18 92
7 145 19 96
8 196 20 114
9 180 21 75
10 172 22 69
11 158 23 50
12 139 24 42
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Solución 04
Calculando el caudal de la demanda actual.Clima frio 180 lppd
Población: 68,725 habitantesCobertura directa 85 %
68,725*0.85 = 58,417 habt.
Cobertura indirecta 0 %68,725*0.00 = 0 habt.
Qp = 121.702 lt/seg.
* 58417*180
86, 400 86400P
Poblacion DotacionQ = =
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Solución 04
Cálculo del factor máximo diario.CAUDAL Máximo
diario
MESES
Qmax diario
Caudal promedio
ax1
155.001.274
112.847M diario
P
QK
Q= = =
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Solución 04
Cálculo del factor máximo horario.CAUDAL Máximo
diario
MESES
Qmax horario
Caudal promedio
ax2
196.001.610
121.702M horario
P
QK
Q= = =
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.3 VARIACION DE LA DEMANDA4.3.4 Solución 04
Calcular la demanda de agua potable promedio, el caudal máximo diario y caudal máximo horario.
K1 K2
QP QMD QMH
lps lps lps
2016 68725 58417 180 121.702 155.000 196.000
2017 70684 60082 180 125.171 159.42 201.59
2018 72699 61795 180 128.740 163.96 207.33
2019 74771 63556 180 132.408 168.64 213.24
2020 76902 65367 180 136.181 173.44 219.32
2021 79094 67230 180 140.063 178.38 225.57
2022 81349 69147 180 144.056 183.47 232.00
2023 83668 71118 180 148.163 188.70 238.61
2024 86053 73146 180 152.388 194.08 245.42
2025 88506 75231 180 156.731 199.61 252.41
2026 91029 77375 180 161.198 205.30 259.61
AÑO POBLACIONPOBLACION
SERVIDADOTACION
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.4 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO.
1. Tipo de Comunidada) Consumo domesticob) Consumo industrialc) Consumo Publicod) Consumo por perdida en la rede) Consumo por incendio
2. Factores Económico Sociales.
3. Factores Meteorológicos
4. Tamaño de la comunidada) Micro mediciónb) Control operacional de la red
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.4 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO.
1. Consumo de agua potable:• Para consumo comercial se utiliza entre el 15 y 65% del
consumo doméstico.• Con pequeña industria 20% del consumo doméstico.• Consumo público 20 a 40 lt/Hab./día ó del 10 a 30% del
consumo doméstico.• Consumo de animales domésticos, el 15% del consumo
doméstico total.• Pérdidas 15% del doméstico total.• El servicio será con medidor lo cual limitará el consumo.• La utilización en riego de jardines es en pequeña proporción.
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.4 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO.
Consumo doméstico.-En base a lo anterior proponemos el siguiente consumo:
Bebida 2 lt/Hab/díaPreparación Alimentos 5 lt/Hab/díaVajilla 8 lt/Hab/díaAseo Diario 20 lt/Hab/díaLavado de Ropa 15 lt/Hab/díaLimpieza General 15 lt/Hab/díaJardín, Huerto 10 lt/Hab/día
Total 75 lt/Hab/día
Consumo publico.-0.20 * 75 = 15.00 lt/Hab/día
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.4 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO.
Consumo animales.-0.15 * 75 = 11.25 lt/Hab/día
Consumo por perdidas.-0.20 * 75 = 15.00 lt/Hab/día
Total Consumo 116.25 lt/Hab/día
Asumimos una dotación de 120 lt/Hab/día
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4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.4 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO.
SISTEMA INTEGRAL CIUDAD DEL CUSCO
COMPARACION DE LA EVOLUCION DEL ANF 2008 ADM. CUSCO SEGÚN SUNASS
44,0
3%
44,9
8%
45,2
6%
45,3
5%
44,4
5%48,6
0%
43,6
3%
43,1
2%
42,3
3%
41,4
7%
40%
45%
50%
55%
60%
En
ero
Feb
re
Mar
zo
Ab
ril
May
o
Juni
o
Julio
Ago
st
Sep
ti
Oct
ub
ANF 2007 ANF 2008
COMPARACION DE LA EVOLUCION DEL ANF 2008 ADM. CUSCO FORMA MENSUAL
37.3
3%
43.8
3%
46.3
3%
47.0
9%
39.8
1%
48.6
0%
41.1
0%
39.3
3%
35.3
9%
33.0
0%
30%
35%
40%
45%
50%
55%
60%
En
ero
Fe
bre
Ma
rzo
Ab
ril
Ma
yo
Jun
io
Julio
Ag
ost
Se
pti
Oct
ub
ANF 2007 ANF 2008
4.0 OFERTA Y DEMANDA DE AGUA4.5 DOTACION.