Mejoramiento y ampliación del servicio de agua potable e instalación del saneamiento basico de la localidad de antacancha castilla – distrito yauli – provincia huancavelica – región huancavelica
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 Mejoramiento y Ampliación del servicio de agua potable e Instalación del saneamiento básico de la localidad de Antacancha Castilla – distrito Yauli – provincia Huancavelica – región Huancavelica ESTUDIO DE PREINVERSIÓN PERFIL PROYECTO MEJORAMIENTO Y AMPLIACIÓN DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE E INSTALACIÓN DEL SANEAMIENTO BASICO DE LA LOCALIDAD DE ANTACANCHA CASTILLA – DISTRITO YAULI – PROVINCIA HUANCAVELICA – REGIÓN HUANCAVELICA  MAYO 2013 ÍNDICE CONTENIDOS MÍNIMOS PARA ESTUDIOS DE PREINVERSIÓN A NIVEL DE PERFIL (Anexo SNIP 05A)
2.2 Localización 2.3 Unidad Formuladora y Unidad Ejecutora 2.4 Participación de los involucrados 2.5 Marco de referencia
3.3 Objetivo del proyecto 3.4 Alternativas de solución 3.4.1 Análisis de los medios fundamentales 3.4.2 Planteamiento de alternativas
4.3.1 Estimación de las capacidades de producción actual y futura 4.3.2 Determinación de la oferta actual y su evolución futura
4.7.1 Beneficios sociales 4.7.2 Costos sociales 4.7.3 Indicadores de rentabilidad social del proyecto 4.7.4 Evaluación de la rentabilidad social de las medidas de reducción de riesgos de desastres
4.11 Selección de alternativa 4.12 Plan de implementación 4.13 Organización y gestión 4.14 Matriz de marco lógico para la alternativa seleccionada
CAPITULO III IDENTIFICACIÓN 3. DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL 3.1 SISTEMA DE DESAGÜE. La identificación de la infraestructura del sistema de la red de desagüe de la PC Maranganí busca de forma específica diagnosticar desde los puntos de vista constructivo, en primera instancia, e hidráulico el sistema, con el fin de verificar la posibilidad de utilizar esta infraestructura o parte de ella en las proyecciones de la optimización o reestructuración del servicio para un periodo de diseño de 20 años (año 2033). Este capítulo desarrolla de forma preliminar el componente metodológico mediante el cual se abordó de forma específica esta tarea en el área urbana de la PC Maranganí; luego se presenta a partir de la información primaria y secundaria una descripción de los antecedentes del sistema. A continuación, se realiza una descripción detallada de las características de la red de desagüe. Esta información permite emitir una serie de conclusiones que serán confirmadas cuando se desarrollen los cálculos hidráulicos. Finalmente, en esta parte del informe se emitirán las conclusiones finales de la evaluación del sistema de alcantarillado, las cuales serán la base para la formulación de las alternativas de solución y posterior diseño del sistema, proyectando su servicio al año 2033. 3.1.1. Recolección y revisión de la información existente La PC de Maranganí, no cuenta con una E.P.S (prestadora de servicios públicos), lo que complico la recopilación de la poca información existente del sistema, ya que las municipalidades no cuentan con un esquema organizacional. 3.1.2. Levantamiento de información primaria Debido a las condiciones de la PC Maranganí, donde no se contó con información existente de entrada para la evaluación del diagnóstico del sistema de desagüe, se debió ejecutar el levantamiento topográfico y sanitario de 10,49 km de red y 197 buzones. La información de estos trabajos constituye la base para el conocimiento del estado actual del sistema de desagüe de la PC Maranganí. 3.1.3 Antecedentes del sistema de desagüe El sistema actual de desagüe de la PC Maranganí en el área urbana, fue construido hace más de 25 años en tubería de concreto, la cual contaba con 4.07 km de longitud en redes. Éste sistema se fue optimizando sin criterio hidráulico satisfaciendo las necesidades de crecimiento y expansión de la comunidad y se empalmaron a éste 140 tramos en tubería de PVC con el tiempo, las cuales se describen en el cuadro 3.1. Cuadro 3.1 Edades de la tubería según el material.
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 Existe una diferencia entre las viviendas que se conectan a la red de desagüe y las viviendas que hacen parte del sistema de agua de la PC Maranganí. Uno de los aspectos que se evidencia son las viviendas que no están conectadas a la red de desagüe y descargan directamente a los ríos (Vilcanota o Checwiña), otro, se presenta en la municipalidad de Hanccocca donde tiene un sistema propio de agua, pero descargan a la red de desagüe de la PC Maranganí, de esta municipalidad hacen parte 249 personas del censo total presentado para éste Estudio en la PC, y por último, las viviendas que descargan el agua a pastos, cunetas o un punto cualquiera. La red de desagüe de la PC de Maranganí se encuentra estructurada por 3 zonas de drenaje que descargan en tres puntos distintos, los cuales se describirán más adelante. Es una red combinada ya que no cuenta con red de aguas lluvias, no posee aliviaderos, además de colectores secundarios y colector principal. Actualmente el sistema de desagüe es administrado por la municipalidad y tiene una cobertura en el casco urbano del 73.60%. Cuenta con muy pocos sumideros y por lo generalmente se encuentran obstruidos, ya que se llenan con material grueso y fino por la acción de la lluvia que arrastra este tipo de material, dado el mal estado que en algunos tramos se encuentran las vías. Por otro lado, no existe sistema de tratamiento de las aguas residuales recolectadas por las redes en funcionamiento, de tal forma que los vertimientos se realizan directamente al río Vilcanota, a través de 3 descargas, lo cual origina la contaminación de dicha fuente. 3.1.4 Descripción de las zonas de drenaje que conforman la red de desagüe de la PC Maranganí. La red de desagüe de la PC de Maranganí está conformada por 3 zonas de drenaje de acuerdo con las descargas identificadas. Todas conducen vertimientos residuales sin ningún grado de tratamiento; pero es de anotar que además de éstas entregas existen muchas más correspondientes a entregas directas de las viviendas que no se conectan a la red. Las zonas de drenaje de la red de desagüe se presentan en el plano denominado XXXX. En el cuadro 3.2 se presenta el resumen de las fuentes receptoras y las zonas de drenaje de la red de desagüe de la PC Maranganí. Cuadro 3.2 Fuentes receptoras de las aguas residuales.
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 A continuación, se describen cada una de las zonas de drenaje: Zona de drenaje 1 (Entrega No. 1) Tiene 22 arranques, 71 buzones y 86 tramos de los cuales 67 son en concreto y 19 en PVC. Esta zona es la más extensa de la municipalidad, su longitud es de 4070m. Cuenta con una descarga de 12” en PVC, que se realiza sobre el río Checwiña. No posee aliviaderos y 23 buzones presentan problemas en uno o varios aspectos. A continuación se presenta el cuadro 3.3 con las condiciones propias de cada uno de los buzones, su operación y estado físico. Cuadro 3.3 Características de los buzones. Zona de drenaje 1.
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 Fotografía 1. Zona de drenaje 2. (Entrega No. 2) Tiene 26 arranques, 77 buzones y 77 tramos de los cuales 4 son en concreto y 73 en PVC. Esta zona es la segunda más extensa de la municipalidad, su longitud es de 3313m. Cuenta con una descarga de 12” en PVC, que se realiza sobre el río Checwiña. No posee aliviaderos y 12 buzones presentan problemas en uno o varios aspectos. A continuación se presenta el cuadro 3.4 con las condiciones propias de cada uno de los buzones, su operación y estado físico. Cuadro 3.4 Características de los buzones. Zona de drenaje 2.
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 Fotografía 2. Zona de drenaje 3 (Entrega No. 3) Tiene 13 arranques, 77 buzones y 57 tramos de los cuales 1 es en concreto y 56 en PVC. Esta zona es la de menor longitud de la municipalidad, con 2580m. Cuenta con una descarga en canal abierto en concreto, que se realiza sobre la quebrada Vilcanote. No posee aliviaderos y 17 buzones presentan problemas en uno o varios aspectos. A continuación se presenta el cuadro 3.5 con las condiciones propias de cada uno de los buzones, su operación y estado físico. Cuadro 3.5 Características de los buzones. Zona de drenaje 3.
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 Fotografía 3. En el cuadro 3.6 se presentan las edades de la tubería según las zonas de drenaje y las fuentes receptoras de descarga. Cuadro 3.6 Edades de la tubería según la zona de drenaje.
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 3.1.5 Criterios y parámetros básicos para el diagnóstico. Considerando las directrices del RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones) y del SNIP (Sistema Nacional de Inversión Pública), para este caso, se han adoptado los parámetros de evaluación de la red de desagüe de la PC Maranganí, utilizando los valores presentados en el cuadro 3.7. El análisis de la dotación media se encuentra en éste documento en el cuadro XX, donde se presentan las condiciones bajo las cuales ha sido evaluado el sistema de desagüe de la PC Maranganí. De los parámetros hace parte también en coeficiente de infiltración, ya que además de las viviendas, son de importancia las probables contribuciones por ésta causa (Qi): Las aguas que penetran en las tuberías a través de las uniones. Las aguas que penetran en las tuberías a través de infiltraciones de las paredes de los conductos. Las aguas que penetren en las redes de desagüe a través de las estructuras de los buzones, terminales de limpieza, etc. La poca profundidad de los sistemas de redes de desagüe permiten que las estructuras se instalen por encima del nivel de agua, por lo tanto, la contribución por infiltración será de 0,05 (L/s * ha). El cálculo del caudal se realiza mediante un procedimiento por tramos, utilizando el número de usuarios en cada tramo, la densidad poblacional y contribución de desagües, sumándole el caudal de infiltración. Se evaluará la red existente como un sistema alcantarillado combinado, por lo cual no se realiza cálculo de conexiones erradas. Caudal medio de aguas residuales (Qmed) Qmed = C * P * A * q /86400 Donde: C : Coeficiente de retorno P : Población (hab) q : Consumo de agua por habitante por día Qmed : Caudal medio aguas residuales (L/s). Caudal máximo de aguas residuales (Qmax). El caudal máximo se relaciona con el caudal medio de flujo de la siguiente manera: Qmax 18 + p0.5 18 + p0.5 ---------= ----------- donde 2 <= ----------- <= 4 Qmed 4 + p0.5 4 + p0.5 Siendo p la población en miles de habitantes. - caudal total de las aguas residuales (Qt) Qt = Qmax + Qinf Caudal mínimo (Qmin). El caudal de diseño mínimo será de 1,5 L/s; cuando el caudal total sea menor de este valor se emplea 1,5 L/s para este parámetro. En resumen los parámetros de diseño que se utilizará para la evaluación del sistema de desagüe de la PC Maranganí se relacionan en el cuadro 3.7 Cuadro 3.7 Parámetros para la evaluación del sistema de desagüe de la PC Maranganí.
Fuente: Consorcio CONHYDRA HYDRA, con base en el RNE y el SNIP, Febrero 2013 3.1.6 Cálculo para la evaluación de la red de desagüe. Con base en los parámetros de diseño definidos en el cuadro 3.7 de este informe, se procede a realizar los cálculos de cada tramo de red de desagüe. Para ello, se emplea la Hoja de Cálculo, desarrollada por el Consorcio CONHYDRA HYDRA, la cual se describe a continuación: Tramos: De: Corresponde a la identificación de la cámara de alcantarillado donde se inicia el tramo; A: Corresponde a la identificación de la cámara de alcantarillado donde finaliza el tramo. Área de aguas lluvias: Corresponde al área aferente de aguas lluvias sobre el margen derecho y margen izquierdo del tramo. En hectáreas. Área inicial: Corresponde al área acumulada del tramo anterior. En hectáreas. Área final: Corresponde a la suma del área de aporte del tramo y el área inicial del tramo. En hectáreas. Coeficiente de escorrentía: con base en la norma XXX, pág. 75, tabla 1.b se presenta los coeficientes de escorrentías para áreas urbanas, para 5 y 10 años de Periodo de Retorno, de los cuales se han escogido los siguientes: Calles: Asfálticas y de concreto = 0.80 Calles: Césped y suelo arcilloso = 0.22 Ruta: Corresponde al tiempo que tarda una partícula de agua en recorrer todo el tramo. Resulta de dividir la longitud del tramo, en m, entre la velocidad inicial del tramo, en m/min. En minutos. Intensidad de lluvia: Se utiliza la ecuación resultante del análisis de mínimos cuadrados realizado a partir de la información de las curvas Intensidad-frecuencia-duración de la estación Sonsón. I =K * Tc-m Donde: I = Intensidad mm/h K = 385,2 m = 0.64 Tc = Tiempo de concentración. El tiempo de retorno empleado para la evaluación del alcantarillado fue de 5 años. Caudal de aguas lluvias: Resulta de multiplicar el coeficiente de escorrentía, la intensidad de lluvia y el área tributaria final de aguas lluvias. En litros por segundo. Caudal medio de aguas residuales: Resulta de multiplicar el consumo de agua por habitante, por la población y el factor de retorno. En litros por segundo. Caudal máximo de aguas residuales Resulta de la expresión: (18 + (Población/1000)0.5)/(4+(Población/1000)0.5) * Caudal de aguas servidas Caudal de infiltración: Resulta de multiplicar el factor de infiltración (0.10 L/s Ha) y el área acumulada de aguas lluvias. En litros por segundo. Caudal de diseño de aguas servidas: Resulta de sumar el caudal de infiltración y el caudal máximo de aguas residuales. En litros por segundo. Caudal total: Resulta de sumar el caudal de aguas lluvias y el caudal de diseño de aguas servidas. En litros por segundo. Longitud: Corresponde a la distancia en planta de cada tramo. En metros. Pendiente: Se calcula con la diferencia de cotas terreno y la longitud en planta. Diámetro: Corresponde a la sección de la tubería en el tramo. En milímetros. Número de Manning: Valor adoptado de acuerdo al material de la tubería. Adimensional. Velocidad a tubo lleno: Se define como: V0 = [Rh2/3 * S1/2]/n, en metros por segundo. Donde: Rh : Radio hidráulico D/4 (m) S : Pendiente (m/m) n : Número de Manning Caudal a tubo lleno Resulta de la expresión: Q0 = A * V0 * 1000 lt/m3, en litros por segundo. Donde: A : Área del conducto (π * d02/4) en m2 V0 : Velocidad a tubo lleno en m/s Relación de caudales: Se define como el cociente entre caudal total y caudal a tubo lleno. Velocidad real: Resulta de la expresión: V = V0 * 1.054148687 * (Q/Q0)0.294811209, en metros por segundo. Donde: V0 : Velocidad a tubo lleno Q/Q0 : Relación de caudales Relación de velocidades: Se define como el cociente de la velocidad real y la velocidad a tubo lleno. Altura de lámina de agua Se define por la siguiente expresión: y = d0 * 0.858451597 * (Q/Q0)0.5896824401, en metros. Donde: d0 : Diámetro de la sección del conducto Q/Qo : Relación de caudales Número de Froude Evalúa la expresión 1.1 > 0.39 * V/(D0.5) y 0.39 * V/(D0.5) > 0.9, si no se cumple esta condición el flujo tiene un régimen crítico. D corresponde a la profundidad hidráulica de la tubería. Fuerza tractiva: Se define como: Ft = 1000 * Rh * S, en kg/m2 Donde: Rh : Radio hidráulico S : Pendiente Altura del tramo: Resulta del producto de la pendiente y la longitud del tramo. En metros. Cota tapa Superior: Está determinada por el perfil del terreno, de acuerdo con la distancia en planta. Será la cota del terreno donde inicia el tramo. En metros. Inferior: Está determinada por el perfil del terreno, de acuerdo con la distancia en planta. Será la cota del terreno donde finaliza el tramo. En metros. Cota batea Superior: Es el resultado de restar a la cota tapa superior el valor de la profundidad de la red. Inferior: Es el resultado de restar a la cota tapa inferior el valor de la profundidad de la red. 3.1.7 Resultados de la modelación del sistema de desagüe. En el Anexo 2, se presenta la evaluación del sistema de alcantarillado funcionando como alcantarillado combinado. De la evaluación realizada, se obtienen los siguientes resultados: El sistema de desagüe de la zona urbana de la PC Maranganí, es el reflejo de la falta de planificación en la conformación del sistema. Las obras adelantadas son el producto de “resolver” un problema de forma puntual sin atender la integralidad del mismo en el marco de un proyecto global estructurado. Aunque se visualiza que las redes existentes han sido construidas orientadas hacia un solo sitio de tratamiento, aún no cumplen con el objetivo ya que las entregas se realizan en tres puntos distintos, cuando el objetivo es implementar el sistema de tratamiento de aguas residuales tal como lo exige el RNE y el SNIP. Con el fin de realizar un análisis bajo las características en las cuales se encuentra conformado el sistema de desagüe combinado, a continuación, se presentan las zonas de drenaje con sus respectivas condiciones: Zona de drenaje 1. El 51.16 % de los tramos que pertenecen a ésta zona de drenaje cumplen con las condiciones de evaluación, el 40.70% tienen problemas de insuficiencia hidráulica ya que no cumplen con el diámetro mínimo exigido en la norma que es de 100 mm, el 4.65% no cumplen norma de velocidad y el 3.49% restante no cumple régimen de flujo. Estas características aunadas a la edad de las tuberías que conforman la zona de drenaje 1, las cuales se presentan en éste documento en el cuadro 3.6 permiten verificar que el 89.27% ya han cumplido su vida útil. Zona de drenaje 2. El 88.31 % de los tramos que pertenecen a ésta zona de drenaje cumplen con las condiciones de evaluación, el 2.60% tienen problemas de insuficiencia hidráulica ya que no cumplen con el diámetro mínimo exigido en la norma que es de 100 mm, el 6.49% no cumplen norma de velocidad y el 1.75% restante no cumple régimen de flujo. Las condiciones por edad en las tuberías de ésta zona de drenaje no son tan críticas ya que el 94.06% están entre 5-10 años y sólo el 5.94% restante tienen más de 25 años. Zona de drenaje 3. Es la zona de drenaje con mejor comportamiento del sistema de desagüe de la PC Maranganí, el 92.98% de los tramos que pertenecen a ésta zona de drenaje cumplen con las condiciones de evaluación, todos los tramos cumplen con el diámetro mínimo exigido en la norma que es de 100 mm, el 5.26% no cumplen norma de velocidad y el 1.75% restante no cumple régimen de flujo. El 100% de los tramos tienen una edad entre 15 y 20 años. Cuadro 3.8 Resumen de la evaluación hidráulica del sistema de desagüe de la PC Maranganí
Fuente: Levantamiento información, Consorcio CONHYDRA HYDRA, Febrero 2013 __________________________________________________________________________  Pág. -- |
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