Guia Trabajo Encargado Mecanica Fluidos

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVAFACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

DPTO. ACAD. EN CIENCIAS DE CONSERVACION DE SUELOS Y AGUACURSO MECÁNICA DE FLUIDOS

Guía Trabajo Encargado Final___________________________________________________________________________________________________________________________________

PROYECTO DE SANEAMIENTO BASICO

i. Generalidades.

La presente guía orientará al alumno de la asignatura de Mecánica de Fluidos en las especialidades de Ingeniería Ambiental y Conservación de Suelos y Agua, a desarrollar el trabajo encargado final “Proyecto de Saneamiento Básico” con el objetivo de poner en práctica lo aprendido en clase interviniendo en un caserío o centro poblado, diagnosticando la situación actual, para el reconocimiento y solución de un problema de saneamiento básico como un sistema de agua potable y/o alcantarillado de aguas servidas. (Desagüe).

La estructura de esta guía proviene de la guía para la formulación de proyectos de inversión en SANEAMIENTO BASICO en los instrumentos metodológicos en el portal del Ministerio de Economía y Finanzas (www.mef.gob.pe, http://www.mef.gob.pe/index.php?option=com_content&view=article&id=1083&Itemid=100892&lang=es) Asimismo, cada capítulo y especialmente, aquellos referidos al diseño de la población futura, dimensiones del sistema de agua y otros ( trazo topográfico del sistema de agua por gravedad, línea de conducción, reservorio, aducción y red de distribución), requerirán que el estudiante revise la bibliografía correspondiente y ponga práctica lo señalado en la literatura como la práctica de laboratorio del curso.

Se recomienda la puesta en práctica de esta guía fin de cumplir el trabajo encargado final señalado en el silabo del curso, toda vez que el desarrollo progresivo del mismo formará parte de las evaluaciones en los exámenes parciales y finales, demostrando así el aprendizaje teórico y aplicativo.

Se adjunta un CD con la información necesaria para llevar a cabo dicho trabajo y descargue las fichas. Cualquier observación sírvase realizar la consulta con el profesor.

I. ASPECTOS GENERALES

I.1. Nombre del proyecto.

Define tres características del proyecto:

- Naturaleza de la intervención: acciones que el proyecto ejecutará para solucionar el problema identificado:

Conseguir la naturaleza sugiere haber identificado el problema, analizando las causas y efectos de diferentes puntos de vista, técnico, económico, social, salud y otros que demuestren la intervención elegida.

http://www.mef.gob.pe/




I.2. Objetivo.

Referida a la intervención necesaria con el servicio de agua potable que, reducirá los riesgos, mejorará la calidad de servicio u otra acción contraria al problema central identificado.

I.3. Localización geográfica.

De acuerdo con el área de influencia del proyecto, precisa la(s) localidad(es) y/o centro(s) poblado(s) beneficiado(s). Incluye esquema de macro y micro localización.

II. IDENTIFICACION

II.1. Diagnóstico de la situación actual.

Recopila, sistematiza, interpreta y analiza la información de fuentes secundarias y fuentes primarias para la elaboración del diagnóstico.

Son esenciales el contacto con los involucrados, la observación in situ del problema y el trabajo de campo, Este diagnóstico sustentará el planteamiento de los objetivos, fines y medios que se busca alcanzar con el proyecto, así como las alternativas de solución.

2.1.1 Diagnóstico del área de influencia y área de estudio.

Analiza las variables que permitan conocer el contexto donde se desarrollará el proyecto. Para ello define del área de influencia (el ámbito donde se ubican los afectados por el problema) y el área de estudio (que incluye el área donde se localiza o localizarán los sistemas de saneamiento).

Recurre a información disponible a nivel general, local y sectorial, y a la literatura existente sobre estos temas en el INEI, MINSA, MINAG, Gobierno Regional, Municipalidad Distrital y/o Provincial, la JASS o entidad a cargo de los servicios de agua potable y/o saneamiento existentes.

Recurre a ilustraciones (mapas cartográficos ó croquis), donde se visualice el departamento, provincia, distrito y la localidad o centro poblado, así como el área de estudio.

Entre los temas que se deben considerar están:

a. Características físicas.

Considera las características geográficas, climáticas, hidrológicas, etc. Analiza el medio físico, natural, el medio biológico que podrían ser afectados para evaluar el impacto ambiental. Identifica los peligros para el análisis de riesgos (sismos, inundaciones, deslizamientos, etc.).

b. Vías de comunicación.- Accesibilidad, existencia y condiciones de los caminos y de los medios de transporte. - Riesgos que podría confrontar la movilización de recursos para ejecutar el proyecto.c. Principales actividades económicas del área de influencia y niveles de ingreso.- Indica el ingreso promedio familiar mensual. - Tipos de producción y actividad económica predominante y en qué forma

la desarrollan (individual, cooperativas, obreros agrícolas, entre otros).

d. Aspectos socioeconómicos.- Diagnostica la situación socioeconómica de la población y sus posibilidades de crecimiento y desarrollo económico. - Determina indicadores demográficos, niveles de educación y salud (relacionados con enfermedades de origen hídrico y

condiciones del saneamiento), calidad de las viviendas, condiciones económicas, niveles de ocupación, entre otros.

e. Salud, higiene y saneamiento básico.

Salud.




- Relación de las enfermedades más comunes en el área de influencia y su relación con el abastecimiento de agua.- Opinión y conocimiento de la comunidad sobre las causas de las enfermedades de origen hídrico.- Esfuerzos que se han realizado para combatirlas.- Nivel de atención en materia de salud y saneamiento que reciben.

Higiene.

- Mejora en los hábitos de las familias y en sus actividades dentro de la comunidad (talleres, jornadas de limpieza, etc.).

Limpieza pública.

- Situación de los servicios de residuos sólidos (recolección, transferencia, transporte y disposición final) en la zona del proyecto.

- Análisis sobre la gestión de la entidad responsable de prestar dichos servicios. - Prácticas de aseo urbano de la población en relación a la limpieza pública.

f. Características de la educación.

- Número de centros educativos, por grado de instrucción con que se cuenta.- Tasa de analfabetismo.

g. Otros servicios existentes.

- Analiza el equipamiento social y productivo con que se cuenta dentro de la zona del proyecto, en términos cuantitativos y cualitativos.

- Contempla la situación de otros servicios públicos que pudieran estar vinculados con el proyecto (p.ej: energía eléctrica cuando se requiere de bombeo).

2.1.2. Diagnóstico de los servicios.

a. Diagnóstico del servicio de agua potable.

Evalúa la operación y de la infraestructura existente del sistema de agua potable y analiza la calidad de agua, la continuidad del servicio, cobertura, principales problemas y las necesidades de rehabilitación o ampliación del sistema.

Para evaluar el sistema de gestión, operación y la infraestructura, utiliza los cuestionarios y ficha de la sección | del documento “Herramientas metodológicas para la elaboración de estudios PIP de Saneamiento Básico en el ámbito rural.

Situación del servicio.Presenta tu diagnóstico considerando los siguientes indicadores:

- Calidad de agua disponible en los componentes del sistema. Realiza aforos y análisis físico-químicos y microbiológicos completos. Incluye información de los últimos tres (03) años. Compara los resultados con los parámetros de las normas nacionales.

- Consumo de agua potable (litros/habitante/día).- Población servida por conexiones domiciliarias, piletas públicas y otros medios de abastecimiento.- Cobertura actual del servicio. Indica el porcentaje de la población servida respecto a la población total.- Número de conexiones de los usuarios domésticos y otros, diámetro de las conexiones y número de viviendas con

frente a la red que no estén conectadas.

- Población no servida por conexión domiciliaria. Señala su forma de abastecimiento, tiempo dedicado al acarreo del agua, número de viajes por día, miembros de la familia que acarrean el agua (adultos/niños), tipo de recipientes que usan y su capacidad, cuota mensual que pagan a, entre otros.

- Si la localidad cuenta con servicios de saneamiento mediante red de colectores, antes de dar viabilidad a un proyecto de rehabilitación, mejoramiento o ampliación, revisa exhaustivamente si existen las condiciones para garantizar la sostenibilidad del servicio.




Situación de la infraestructura.Estado de cada componente del sistema de abastecimiento. Considera los sistemas convencional y no convencional, así como aspectos de vulnerabilidad.

Sistema convencional:Indica los componentes del sistema, entre otros:

• Fuente de abastecimiento, según tipo (superficial, subterránea), rendimiento, disponibilidad de caudal, calidad de agua.• Captación. • Línea de aducción.• Línea de conducción.• Línea de impulsión.• Reservorio.• Estación de bombeo.• Redes de distribución.• Conexiones de agua potable.• Piletas públicas.

Detalla la capacidad de diseño y capacidad operativa (en litros/ seg. o m3/seg. o m3/año), diámetro de la tubería (en pulgadas o mm), longitud (en metros), material de construcción, antigüedad (años), estado de conservación, pérdidas físicas de agua, etc.

b. Diagnóstico del servicio de saneamiento.Evalúa como se realiza la evacuación de excretas por parte de la población, Incluye la evaluación de la infraestructura y operación del servicio de alcantarillado y tratamiento de aguas residuales, en caso existieran.

Situación del servicio.

Presenta tu diagnóstico considerando los siguientes indicadores:

- Determina la cobertura del servicio de evacuación de excretas domiciliarias, número de letrinas, características.- Estima el número de viviendas que no cuentan con letrinas.

Situación de la infraestructura.Describe el estado de cada uno de los componentes del sistema de saneamiento considerando que:

- En caso existan letrinas sanitarias, se debe especificar las dimensiones, materiales, antigüedad, condición de mantenimiento, vida útil estimada y confiabilidad.

- En caso cuenten con sistema de alcantarillado, se debe analizar la condición actual y las necesidades de ampliación.

c. Diagnóstico de la gestión del servicio.

Información sobre la gestión del sistema, aspectos financieros y administrativos, cobro de las cuotas (pueden ser por mes u otro período), procesos de operación y mantenimiento y nivel de participación de la comunidad.

Diagnóstico de la gestión administrativa.

Describe los aspectos de administración, finanzas, personal, manejo contable y aspectos institucionales de la entidad responsable de la prestación de los servicios de agua potable y, si fuera el caso, de alcantarillado.

Analiza y presenta esta información:

- Descripción de la organización encargada de la operación y mantenimiento (JASS, Comité, unidad de gestión). - Documentos legales con que cuenta (registro de la JASS en la Municipalidad Distrital, acta de constitución, estatutos y

reglamentos de la JASS, títulos de propiedad de los bienes, entre otros).- Reconocimiento de la JASS, actas, libros contables.




- Personal con que cuenta la JASS o la unidad de Gestión.- Nivel alcanzado de capacitación de los miembros. - Frecuencia de reuniones de la unidad de gestión y de las asambleas generales.

Diagnóstico de las actividades de operación y mantenimiento.

Evalúa la capacidad y actividad de la operación y mantenimiento del sistema de agua potable (fuentes de abastecimiento, captación, conducción, almacenamiento, distribución, mantenimiento y control de calidad). También, si las hubiera, de las letrinas o de la red de colectores y tratamiento de aguas residuales. Analiza los siguientes aspectos:

- Organización del área de operación y mantenimiento.- Acciones de operación y mantenimiento, mantenimiento preventivo.- Número de operadores. Nivel de capacitación en actividades de operación y mantenimiento.- Existencia de un manual de operación y mantenimiento. - Disponibilidad de las herramientas necesarias, stock de repuestos, fondos para la compra de repuestos.

Diagnóstico de la actividad comercial.Descripción de la organización y de la actividad comercial, responsable del registro o catastro de clientes, según lo siguiente:

- Verifica si existe un padrón de usuarios actualizado.- Indica el sistema de cobranza actual.- Indica las cuotas por vivienda actuales (por mes u otro período) que se cobran por el servicio de agua potable

.II.2.Definición del problema, sus causas y efectos.

De acuerdo al diagnóstico elaborado en la numeral 2.1, que ha determinado las causas y efectos que ocasiona esta situación negativa, identifica las alternativas de solución. Estas relaciones de causa y efecto se deben visualizar en un diagrama denominado Árbol de Causas y Efectos o Árbol de Problemas.

II.3.Objetivo del proyecto.

Describe la situación que podría existir después de solucionar el problema central, identificando las relaciones de medios-fines, las cuales serán visualizadas en un diagrama denominado Árbol de Medios y Fines o Árbol de Objetivos.

III. POBLACION DE DISEÑO Y DEMANDA DE AGUA.

Establece el consumo de agua doméstico, en el ámbito rural, en base a recomendaciones normativas de litros/habitante/día (dotación). Dependiendo del sistema de disposición de excretas, puedes tener en consideración estos valores:

Con la proyección anual de la población que se atenderá y la dotación promedio por persona o vivienda, estima la demanda anual de agua potable.




3.1.1 Criterios para la estimación de los consumos.

a. Consumo doméstico.

Basado en el consumo per cápita (litros/hab./día) y el número de personas por vivienda, determina el consumo por vivienda (m3/viv./mes).

Para determinar el consumo actual y proyectado puedes adoptar alguno de los siguientes criterios:

- Dotación recomendada según región geográfica (ver el numeral 3.1). - Dotación de otras localidades con características similares.- Curva de demanda obtenida con información del consumo familiar ante opciones de precio; tomando en cuenta a consumidores del sistema público de agua potable como a consumidores de fuentes alternativas.- Dotaciones de consumo de agua determinados a través de medidores testigos.

b. Otros consumos.

Si existieran usuarios de las categorías estatal, social, comercial u otras, establece el número de conexiones para cada una, estimando su consumo mensual promedio.

Recurre al uso de medidores testigos o toma los consumos de localidades similares para estimar los consumos promedio.

3.1.2 Determinación de la demanda proyectada de agua potable.

a) Población actual.

Se determina a partir de los censos de población y proyecciones del INEI. En algunos casos, también el Ministerio de Salud cuenta con información, ya que tiene empadronada a la población de su área de influencia.

Si la estadística de población no está actualizada al momento de formulación del estudio, proyecta la población del último censo con una tasa de crecimiento ínter censal hasta el periodo actual, según se indica:

- Número de años entre el último censo y el presente año = n- Población actual = Población último censo X (1+ t/100)n - Tasa de crecimiento entre últimos dos censos = t % anual

Si no hay estadísticas, realiza un conteo de población o estímala en base a la cantidad de viviendas y la densidad promedio de habitantes por vivienda, luego de aplicar una encuesta socioeconómica.

b) Tasa de crecimiento de la población.

La población se proyecta con la tasa de crecimiento intercensal estimada según el numeral anterior o con la tasa estimada por el INEI para el distrito específico.

c) Densidad por lote (vivienda).

Si la proyección del consumo doméstico de agua potable se realiza a nivel de viviendas, establece el número promedio de personas por vivienda basado en la información del último censo.

d) Cobertura de agua potable.

Es el porcentaje de la población que es atendida con el servicio de agua potable en un año específico. La cobertura de servicio se establece bajo la siguiente relación:

Proyecta la cobertura considerando:

- Para el año base: La cobertura existente.- Para los demás años: La proyección de cobertura planeada por la entidad operadora del servicio.

El total de población atendida en cada año resulta de multiplicar la población proyectada con el porcentaje de cobertura del servicio de agua potable proyectado para dicho año.




e) Número de conexiones de usuarios domésticos.

El número total de conexiones domésticas resulta de dividir la población servida proyectada, año a año, entre el número de miembros por vivienda (densidad por vivienda).

f) Número de piletas públicas.

Se establece dividiendo la población a ser atendida por piletas -en el año de inicio de operaciones del proyecto- entre el número promedio de personas que serán atendidas por cada pileta. Cada pileta puede atender entre 75 y 100 personas (aprox. de 15 a 20 familias).

g) Consumo de usuarios domésticos.

El consumo de agua por vivienda/mes se establece bajo los criterios señalados en el numeral 3.1.1, año a año. Los consumos unitarios por vivienda determinados en el estudio de demanda deben ser los mismos a considerarse en la estimación de beneficios y la evaluación social del proyecto. h) Consumo de usuarios no domésticos.

Se establece multiplicando el consumo promedio mensual por conexión de los usuarios estatales (con medición), por el número de conexiones estatales, año a año. Si no contaran con medición, considera valores referenciales de otros establecimientos similares.

i) Demanda total de agua potable.

Es la suma de los consumos totales de usuarios domésticos y no domésticos (en m3) estimados para cada año, en el horizonte de evaluación.

IV. FUENTE DE ABASTECIMIENTO

Revisar las fuentes bibliográficas asignadas en el Cd, para el desarrollo de este capítulo.

V. DIMENSION DEL PROYECTO Y ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS

V.1. Periodo de Diseño.

Es el tiempo en el cual la capacidad de un componente del sistema de agua potable y/o saneamiento cubre la demanda, minimizando el valor actual de costos de inversión, operación y mantenimiento, durante el horizonte de evaluación.

Se propone el uso de los siguientes periodos de diseño propuestos por el Programa Nacional de Saneamiento Rural (PRONASAR) del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento: - Componentes del sistema de agua potable: 20 años - Letrinas: 10 años.

V.2. Pérdidas físicas de agua.

Pérdidas reales de agua potable producida pero no utilizada. Puede ser resultado de:

- Fugas en las tuberías en mal estado.- Rebose no controlado en los reservorios. - Agua utilizada para limpieza de las unidades de la planta de tratamiento, entre otros.




Las pérdidas se estiman como porcentaje de la producción:

V.3. Producción de agua potable.

La suma del consumo y las pérdidas físicas de la producción que se requerirá:

V.4. Demanda máxima diaria y demanda máxima horaria.

El volumen de producción obtenido (m3/día) se expresa como demanda promedio por segundo o caudal:

Con el Qpromedio se obtienen las demandas máxima diaria y horaria, necesarias para el dimensionamiento de las obras. Estas se definen como:

V.5. Demanda máxima diaria (Qmd).

La demanda de agua tiene un comportamiento estacional, pues se incrementa en épocas calurosas y se reduce en estaciones frías. El abastecimiento de agua potable debe prepararse para satisfacer la demanda aún en los días de mayor calor del año.

El caudal requerido en el día de máximo consumo se denomina Demanda máxima diaria (Qmd), y se obtiene al multiplicar el Q promedio por el coeficiente máximo diario, el cual, de acuerdo a lo recomendado por el sector es de 1.3, y se obtiene según la siguiente expresión:

El Qmd se utiliza como dato principal para el dimensionamiento de componentes que se ubican antes de los reservorios como captación, producción y conducción a las plantas de tratamiento y/o reservorios.

V.6. Demanda máxima diaria.

La demanda también es variable en el día, por ello se adopta un segundo factor de corrección. La variación es absorbida por el reservorio de regulación y por la capacidad de las redes de distribución. Estas últimas se diseñan para atender la demanda máxima horaria (Qmh), la cual se determina multiplicando por el coeficiente máximo horario de 2.0 de la siguiente forma:




V.7. Volumen de almacenamiento.

En zonas rurales la capacidad de regulación es del 15% al 20% de la demanda de producción promedio diaria, siempre que el suministro sea continuo. Si dicho suministro es por bombeo, la capacidad será 20 a 25% de la demanda promedio diaria.

VI. ANEXOS

VI.1. Registro Fotográfico.VI.2. Relación de cuadros, diagramas y otros.VI.3. Planos.VI.4. Otros.

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