UNIVERSIDAD DEL AZUAY FACULTAD DE CIENCIA...
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UNIVERSIDAD DEL AZUAY FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Y GERENCIA DE CONSTRUCCIONES Diseño de la red de alcantarillado sanitario y planta de tratamiento de aguas residuales para el sector La Adelina, de la parroquia Carmen de Pijilí, perteneciente al Cantón Santa Isabel, provincia del Azuay Trabajo de graduación previo a la obtención del título de: INGENIERO CIVIL CON ÉNFASIS EN GERENCIA DE CONSTRUCCIONES Autor: SANTIAGO XAVIER RIERA CAPELO Director: JOSUÉ BERNARDO LARRIVA VÁSQUEZ CUENCA – ECUADOR 2017
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UNIVERSIDAD DEL AZUAY
FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Y GERENCIA DE
CONSTRUCCIONES
Diseño de la red de alcantarillado sanitario y planta de
tratamiento de aguas residuales para el sector La Adelina,
de la parroquia Carmen de Pijilí, perteneciente al Cantón
Santa Isabel, provincia del Azuay
Trabajo de graduación previo a la obtención del título de:
INGENIERO CIVIL CON ÉNFASIS EN GERENCIA DE
CONSTRUCCIONES
Autor:
SANTIAGO XAVIER RIERA CAPELO
Director:
JOSUÉ BERNARDO LARRIVA VÁSQUEZ
CUENCA – ECUADOR
2017
Riera Capelo ii
DEDICATORIA
A mis Padres Froilán y Lucrecia, por el apoyo continuo, por su amor, paciencia y
consejos, sin lo cual no pudiera alcanzar esta meta.
A mi esposa Ximena y mi hija Sofía, por estar pendiente y alentándome en cada
instante necesario para culminar mi vida universitaria y meta propuesta.
A mis hermanos Daniel y Alexander, por su amor y fuerza para seguir adelante y
cumplir con mis metas.
Riera Capelo iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios por permitirme estar con vida, y darme sabiduría para culminar este proyecto.
A mis padres, mi esposa, mi hija y hermanos por su dedicación, fuerza y aliento para
la elaboración de este trabajo.
A mi Director el Ingeniero Josué Larriva por su guía, y apoyo en la realización de
este trabajo.
A mi tío Edwin, mi tía y mis primos por el tiempo, y apoyo para desarrollar este
proyecto.
Al Ingeniero José Vázquez por facilitar el proyecto de grado.
A mis profesores que me guiaron en el proceso de la vida universitaria.
Al GAD Municipal de Santa Isabel y a los ingenieros por brindar el apoyo e
información para el desarrollo de este trabajo.
Riera Capelo iv
INDICE DE CONTENIDO
DEDICATORIA .......................................................................................................... ii
AGRADECIMIENTOS .............................................................................................. iii
INDICE DE CONTENIDO......................................................................................... iv
INDICE DE FIGURAS ............................................................................................. viii
INDICE DE TABLAS ................................................................................................ ix
INDICE DE ANEXOS ................................................................................................. x
RESUMEN .................................................................................................................. xi
ABSTRACT ............................................................................................................... xii
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 1
CAPITULO I ................................................................................................................ 3
1. RECOPILACIÓN Y LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN ...................... 3
1.1. Descripción General de la Zona .................................................................... 3
1.1.1. Ubicación Geográfica............................................................................. 5
1.1.2. Clima ...................................................................................................... 6
1.1.3. Temperatura ........................................................................................... 7
1.1.4. Hidrografía ............................................................................................. 8
1.1.5. Topografía y Pendientes ....................................................................... 11
1.1.6. Suelo ..................................................................................................... 13
1.2. Aspectos Demográficos ............................................................................... 14
1.3. Aspectos Socioeconómicos ......................................................................... 16
1.3.1. Descripción General ............................................................................. 16
1.3.2. Vialidad ................................................................................................ 20
1.3.3. Energía Eléctrica .................................................................................. 21
1.3.4. Recolección de Basura ......................................................................... 21
1.4. Estado Sanitario Actual ............................................................................... 22
1.5. Servicios Sanitarios existentes .................................................................... 23
CAPÍTULO II ............................................................................................................ 25
2. CRITERIOS PARA EL DISEÑO ...................................................................... 25
2.1. Tipo de Sistema ........................................................................................... 25
2.2. Áreas de aportación ..................................................................................... 26
2.3. Crecimiento Poblacional ............................................................................. 26
2.3.1. Población Actual .................................................................................. 26
2.3.2. Población futura ................................................................................... 26
Riera Capelo v
2.3.3. Densidad Poblacional ........................................................................... 28
2.4. Parámetros de Diseño .................................................................................. 29
2.4.1. Dotación ............................................................................................... 29
2.4.2. Pendientes ............................................................................................ 30
2.4.3. Profundidad y Ubicación de las tuberías .............................................. 31
2.4.4. Velocidades .......................................................................................... 31
2.4.5. Diámetros de tubería ............................................................................ 32
2.4.6. Rugosidad ............................................................................................. 32
2.4.7. Periodo de Diseño ................................................................................ 33
2.4.8. Caudales de diseño ............................................................................... 33
2.4.9. Caudal medio diario ............................................................................. 34
2.4.10. Caudal Máximo Instantáneo ................................................................ 34
2.4.11. Caudal de infiltración ........................................................................... 35
2.4.12. Caudal de conexiones erradas .............................................................. 36
2.5. Hidráulica de Alcantarillas .......................................................................... 36
2.5.1. Relación existente en: Calado de agua / Diámetro de la tubería .......... 36
2.5.2. Flujo de Tuberías a sección Llena ........................................................ 36
2.5.3. Flujo de tuberías parcialmente llena .................................................... 37
2.6. Sistemas de tratamiento propuesto .............................................................. 43
CAPITULO III ........................................................................................................... 44
3. DISEÑO DE LA REDES DE ALCANTARILLADO ....................................... 44
3.1. Generalidades .............................................................................................. 44
3.2. Sistema de Alcantarillado Sanitario y Alcantarillado Condominial............ 44
3.3. Pozos de revisión ......................................................................................... 47
3.4. Programa utilizado para el cálculo .............................................................. 48
CAPITULO IV ........................................................................................................... 51
4. DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
51
4.1. Generalidades .............................................................................................. 51
4.2. Caracterización de las Aguas residuales...................................................... 52
4.3. Objetivos del tratamiento de aguas residuales............................................. 53
4.4. Criterios de selección para el tipo de tratamiento ....................................... 53
4.5. Sistema de depuración de aguas residuales ................................................. 53
4.5.1. Características físicas ........................................................................... 54
4.5.2. Características químicas ....................................................................... 54
Riera Capelo vi
4.5.3. Características biológicas ..................................................................... 55
4.6. Tratamiento Primario .................................................................................. 55
4.6.1. Retención.............................................................................................. 56
4.6.2. Sedimentación ...................................................................................... 56
4.6.3. Digestión .............................................................................................. 56
4.6.4. Eficiencia.............................................................................................. 57
4.6.5. Criterios de diseño para Fosa Séptica de doble cámara ....................... 57
4.6.6. Volumen útil de la fosa séptica ............................................................ 58
4.6.7. Dimensiones constructivas de la fosa séptica ...................................... 59
4.6.8. Eficiencia de remoción ......................................................................... 60
4.7. Tratamiento secundario ............................................................................... 60
4.7.1. Pantanos artificiales o humedales. ....................................................... 60
4.7.2. Mecanismo de purificación .................................................................. 62
4.7.3. Diseño de humedal artificial de flujo sub-superficial. ......................... 62
4.8. Manual de operación y mantenimiento para la planta de aguas residuales . 66
4.8.1. Objetivo ................................................................................................ 66
4.8.2. Operación de los sistemas de depuración. ........................................... 67
4.8.3. Funcionamiento del sistema de tratamiento biológico ......................... 70
4.8.4. Actividades para el funcionamiento de las fosas sépticas .................... 71
4.8.5. Actividades para el funcionamiento de los humedales ........................ 71
4.8.6. Eficiencia del funcionamiento del sistema de tratamiento ................... 71
4.8.7. Frecuencia de ensayos .......................................................................... 72
4.8.8. Responsable del control del sistema .................................................... 72
4.8.10 Conclusiones ............................................................................................ 72
CAPITULO V ............................................................................................................ 73
5. PRESUPUESTO Y ESPECIFICACIONES ....................................................... 73
5.1. Determinación de rubros ............................................................................ 73
5.2. Análisis de precios unitarios. ....................................................................... 76
5.3. Presupuesto Referencial .............................................................................. 77
5.3.1. Alcantarillado Sanitario Comunidad La Adelina ................................. 77
5.3.2. Planta de tratamiento Fosa séptica y humedal ..................................... 78
5.4. Especificaciones técnicas ............................................................................ 81
5.5. Cronograma ................................................................................................. 81
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 82
Riera Capelo vii
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 84
Riera Capelo viii
INDICE DE FIGURAS
Figura 1-1: Mapa de Límites del Cantón Santa Isabel ................................................. 3 Figura 1-2: Mapa de Zonas de Planificación del Ecuador ........................................... 4 Figura 1-3: Mapa de Ubicación Geográfica de La Adelina ......................................... 5
Figura 1-4: Mapa de Isoyetas de la parroquia Carmen de Pijilí ................................... 6 Figura 1-5: Mapa de Temperaturas de la parroquia Carmen de Pijilí .......................... 7 Figura 1-6. Mapa Hidrográfico de la parroquia Carmen de Pijilí ................................ 8 Figura 1-7: Red hidrográfica de la cuenca del río Balao en la parroquia Carmen de
Pijilí ............................................................................................................................ 10
Figura 1-8: Red hidrográfica de la cuenca del Río Gala en la parroquia Carmen de
Pijilí. ........................................................................................................................... 11 Figura 1-9: Mapa de pendientes en la parroquia Carmen de Pijilí ............................. 12 Figura 1-10: Mapa de Uso y Cobertura del Suelo de la parroquia Carmen de Pijilí . 13 Figura 1-11: Porcentaje de Actividades Poblacionales en el Cantón Santa Isabel .... 15
Figura 1-12: Miembros del grupo familiar de la comunidad ..................................... 17 Figura 1-13: Tipos de Edificación existente en la comunidad ................................... 17
Figura 1-14: Tipos de usos de Edificación existente en la comunidad ...................... 18 Figura 1-15: Tenencia de Vivienda existente en la comunidad ................................. 18
Figura 1-16: Tipos de Trabajo del Jefe de Familia existente en la comunidad.......... 19 Figura 1-17: Tipos de Ingresos Económicos del Jefe de Familia existente en la
comunidad .................................................................................................................. 19 Figura 1-18: Instrucción del Jefe del Hogar de la comunidad. .................................. 20 Figura 1-19: Tipos de vía en la comunidad ................................................................ 20
Figura 1-20: Energía eléctrica en la comunidad ........................................................ 21 Figura 1-21: Recolección de basura en la comunidad ............................................... 21
Figura 1-22: Resultados del abastecimiento de agua en la comunidad ...................... 22 Figura 1-23: Resultados de la conexión de agua en la comunidad ............................ 22
Figura 1-24: Resultados del tipo de agua utilizada .................................................... 23 Figura 1-25: Resultados de la evacuación de aguas servidas en la comunidad ......... 23
Figura 2-1: Gráfico de Proyección Poblacional: ........................................................ 28 Figura 2-2: Flujo de agua a sección parcialmente llena ............................................. 37
Riera Capelo ix
INDICE DE TABLAS
Tabla 1-1: Clase-Rango-Relieve ................................................................................ 11 Tabla 1-2: Distribución Poblacional .......................................................................... 14
Tabla 1-3: Distribución Poblacional por Sexo ........................................................... 14 Tabla 1-4: Taza de Pobreza ........................................................................................ 15 Tabla 1-5: Porcentaje de Analfabetismo .................................................................... 16 Tabla 2-1: Tasa de crecimiento Poblacional .............................................................. 26 Tabla 2-2: Métodos y fórmulas para cálculo de Población futura ............................. 27
Tabla 2-3: Proyección de la Población futura en la comunidad La Adelina. ............. 27 Tabla 2-4:Niveles de servicio para sistemas de abastecimiento de agua, disposición
de excretas y residuos líquidos. .................................................................................. 29 Tabla 2-5: Dotaciones de agua de acuerdo al nivel de servicio y clima del ambiente
.................................................................................................................................... 30
Tabla 2-6: Pendientes mínimas para el alcantarillado................................................ 30 Tabla 2-7: Velocidades máximas variando con la rugosidad del material................. 32
Tabla 2-8: Valores de rugosidad para la ecuación de Manning. ................................ 32 Tabla 2-9: Relaciones para coeficientes de rugosidad constantes ............................. 39
Tabla 2-10: Relaciones para coeficientes de rugosidad constantes y variables ......... 41 Tabla 3-1: Parámetros de Diseño de Alcantarillado Sanitario ................................... 45
Tabla 3-2: Diámetros para pozos de revisión ............................................................. 48 Tabla 3-3: Resultados de la red hidráulica ................................................................. 49 Tabla 4-1: Resultados de la caracterización de las aguas residuales ......................... 53
Tabla 4-2: Periodo de retención en Tanques Sépticos ............................................... 56 Tabla 4-3: Eficiencia de remoción DBO5 .................................................................. 57
Tabla 4-4: Eficiencia en la remoción de Sólidos de Suspensión ............................... 57 Tabla 4-5: Contribución de aguas residuales y lodos ................................................ 58
Tabla 4-6: Parámetros para diseñar fosa séptica ........................................................ 58 Tabla 4-7: Volumen útil de la fosa ............................................................................. 58
Tabla 4-8: Dimensionamiento real de la fosa séptica ................................................ 59 Tabla 4-9: Eficiencia remoción .................................................................................. 60 Tabla 4-10: Criterios de diseño para humedal con un flujo sub-superficial .............. 61
Tabla 4-11: Datos usados para el diseño del humedal artificial................................. 62 Tabla 4-12: Características del medio humedal ......................................................... 63
Tabla 5-1: Rubros de alcantarillado Sanitario ............................................................ 73 Tabla 5-2: 2 Rubros de la planta de tratamiento ........................................................ 74 Tabla 5-3: Presupuesto referencial del alcantarillado sanitario ................................. 77
Tabla 5-4: Presupuesto referencial de la fosa séptica y el humedal ........................... 78
Riera Capelo x
INDICE DE ANEXOS
Anexo 1: Encuestas realizadas en la comunidad La Adelina
Anexo 2: Detalles Constructivos
Anexo 3: Planos del Alcantarillado
Anexo 4: Análisis de Precios Unitarios
Anexo 5: Planos de la planta de tratamiento
Anexo 6: Cronograma Valorado
Anexo 7: Especificaciones Técnicas
Riera Capelo xi
RESUMEN
Riera Capelo xii
ABSTRACT
Riera Capelo 1
Riera Capelo Santiago Xavier
Trabajo de Titulación
Ing. Josué Bernardo Larriva Vasquez Msc.
Julio, 2017
DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLANTA
DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EL SECTOR LA
ADELINA, DE LA PARROQUIA CARMEN DE PIJILÍ, PERTENECIENTE
AL CANTÓN SANTA ISABEL, PROVINCIA DEL AZUAY.
INTRODUCCIÓN
En el Cantón Santa Isabel se realizó una serie de proyectos para servicio a la
comunidad en sus diferentes parroquias y comunidades, razón por la cual se
presenta el diseño del sistema de alcantarillado y planta de tratamiento para el
sector La Adelina de la Parroquia Carmen de Pijilí.
Con la realización de este diseño y su posterior construcción a cargo del Gobierno
descentralizado de Santa Isabel, se pretende prevenir enfermedades, guardando el
ecosistema y el medio natural donde se encuentra esta comunidad, sabiendo que el
río donde descargará las aguas se utiliza con fines ganaderos y de aspersiones de
riego.
Un alcantarillado es un sistema de disposición de residuos líquidos los cuales
pueden ser de uso: doméstico, comercial e industrial. Está formado por una red de
colectores, los que están conectados por una red de pozos de inspección y que se
proyectangeneralmente por las vías. Este sistema sirve para recibir a las aguas
servidas de las viviendas, las mismas que son luego conducidas a una planta de
tratamiento.
El sistema de alcantarillado y planta de tratamiento es un servicio básico que debe
poseer toda comunidad ya que su finalidad no es solamente producir comodidad a los
Riera Capelo 2
usuarios, sino evitar enfermedades en los habitantes, y un estancamiento de aguas
que podría también afectar al ecosistema.
Antecedentes
Con el crecimiento de la población de la comunidad La Adelina, han sido afectados
los habitantes y el ecosistema, ya que no cuentan con un adecuado transporte y
depuración de las aguas residuales.
A causa de esto el Gobierno Autónomo Descentralizado de Santa Isabel, llegó a un
convenio con la Universidad del Azuay, que conjuntamente con el apoyo Escuela de
Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencia y Tecnología, permitirá realizar el diseño
de sistema de alcantarillado y planta de tratamiento para esta comunidad.
Objetivos
Objetivo general
Diseñar la red de alcantarillado sanitario y planta de tratamiento de aguas
residuales para el Sector La Adelina, de la parroquia Carmen de Pijilí perteneciente
al Cantón Santa Isabel, provincia del Azuay.
Objetivos específicos
Recopilar y levantar la información necesaria para la elaboración del proyecto.
Realizar el diseño de los elementos de las redes de alcantarillado sanitario.
Realizar el diseño de los elementos que conforman la planta de tratamiento de aguas
residuales y plan de mantenimiento de la planta.
Realizar el presupuesto y cronograma para la construcción del sistema de
alcantarillado y la planta de tratamiento.
Riera Capelo 3
CAPITULO I
1. RECOPILACIÓN Y LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN
1.1. Descripción General de la Zona
El proyecto conformado por redes de alcantarillado y planta de tratamiento del sector
la Adelina, parroquia Carmen de Pijilí, se encuentra situado en el Cantón Santa
Isabel, ubicado en la provincia del Azuay y limita:
Al Norte con el cantón Cuenca (Provincia del Azuay)
Al Sur con los cantones Zaruma (Provincia de El Oro) , Saraguro (Provincia de Loja)
y Nabón (Provincia del Azuay)
Al Este con los cantones San Fernando (Provincia del Azuay) y Girón (Provincia del
Azuay), como se observa en la figura 1.1
Al Oeste con los cantones Camilo Ponce Enriquez ( Provincia del Azuay) y Pucará
(Provincia del Azuay)
Figura 1-1: Mapa de límites del cantón Santa Isabel
Fuente: (Autor)
Las zonas administrativas con el propósito de mejorar y fortalecer la articulación
entre niveles de gobierno, se clasificó de la siguiente manera por la Secretaria
Nacional de Planificación y Desarrollo:
Riera Capelo 4
Zona 1: Provincias de Esmeraldas, Carchi, Imbabura y Sucumbíos.
Zona 2: Provincias de Pichincha (excepto el cantón Quito), Napo y Orellana.
Zona 3: Provincias de Pastaza, Cotopaxi, Tungurahua y Chimborazo.
Zona 4: Provincias de Manabí, Santo Domingo de los Tsáchilas.
Zona 5: Provincias de Guayas (excepto los cantones de Guayaquil, Durán y
Samborondón), Los Ríos, Santa Elena, Bolívar y Galápagos.
Zona 6: Provincias de Azuay, Cañar y Morona Santiago.
Zona 7: Provincias de El Oro, Loja y Zamora Chinchipe.
Zona 8: Cantones Guayaquil, Durán y Samborondón.
Zona 9: Distrito Metropolitano de Quito.
El cantón Santa Isabel se encuentra dentro de la Zona 6, ya que este pertenece a la
provincia del Azuay, observada en la figura 1.2.
Fuente: (SENPLADES, 2013)
Figura 1-2: Figura 1-2: Mapa de zonas de planificación del Ecuador
Riera Capelo 5
1.1.1. Ubicación Geográfica
La comunidad La Adelina perteneciente a la parroquia Carmen de Pijilí, localizada
en el cantón Santa Isabel, perteneciente a la provincia del Azuay, se encuentra
ubicado al Noreste de la Provincia del Azuay, observada en la figura 1.3
Las Coordenadas de esta comunidad basada en coordenadas geográficas planas son:
Zona 17 M
653369.00 m E, 9675861.00 m S
Fuente: (SNI, 2015)
Figura 1-3: Mapa de ubicación Geográfica de La Adelina
Riera Capelo 6
1.1.2. Clima
En la parroquia Carmen de Pijilí, se presentan precipitaciones escasas durante el
transcurso del año. La precipitación forma uno de los caracteres del clima más
determinantes, ya que es el factor que va a controlar el ciclo hidrológico de una
determinada zona, el ciclo hidrológico va a influenciar sobre su ecología, vegetación
paisaje y uso de suelo.
Según los datos levantados por medio del Instituto Nacional de Hidrología y
Meteorología, a través de la estación Climatográfica Ordinaria M184 Pagua, misma
que se encuentra cerca de la parroquia analizada, ya que dentro de esta no existe
ninguna estación, se presenta una precipitación media anual en el sector La Adelina
de los 750mm a los 1250 mm, misma que se puede observar en la figura 1.4.
Figura 1-4: Mapa de isoyetas de la parroquia Carmen de Pijilí
Fuente: (SNI, 2015)
Riera Capelo 7
1.1.3. Temperatura
La temperatura es un factor climático que se lo puede medir en °C, y de este
dependerá el desarrollo agrícola, actividad predominante en esta zona del Ecuador,
por lo cual es de importancia conocer su medición.
La temperatura media anual en la parroquia Carmen de Pijilí va desde los 6 a los 8°
C en las zonas más altas, y en las zonas bajas de 24 a 26° C que se observa en la
Figura 1.5.
Figura 1-5: Mapa de temperaturas de la parroquia Carmen de Pijilí
Fuente: (SNI, 2015)
Riera Capelo 8
1.1.4. Hidrografía
La parroquia Carmen de Pijilí está ubicada entre dos cuencas hidrológicas: la cuenca
del río Gala y la cuenca del río Balao.
Fuente: (SNI, 2015)
Figura 1-6. Mapa hidrográfico de la parroquia Carmen de Pijilí
Riera Capelo 9
La cuenca del Rio Balao se le puede dividir en tres zonas principales: zona alta,
media y zona baja, como se observa en la figura 1.7
Zona alta: dentro de esta zona se encuentra dos subcuencas: Subcuenca del Río
Florida y Subcuenca del Río Agua Rica.
Subcuenca el Río Florida: Los afluentes principales son el Río La Florida, a este se
une en la parte Norte el Tinte Pungo y por el Sureste se encuentra el San Juan,
también se encuentran pequeñas quebradas que se unen a esta Subcuenca.
Subcuenca del Río Agua Rica: Los afluentes principales de esta Subcuenca se
originan desde el pico llamado Panecillo y el monte Escaleras. La vertiente principal
es el río Agua Rica al que se unen desde el sur, los ríos Pie de Escaleras y Jesús y
María.
Zona media: Esta zona se encuentra conformada por las fuentes hídricas del
sector Carmen de Pijilí – Río Pijilí dicho río es resultado de la unión de los ríos
Agua Rica y Florida estos ríos provienen de la zona alta.
En esta zona se han encontrado más de veinte quebradas entre las cuales las tres
principales, de acuerdo a su caudal, se encuentran: Río San Marcos, Rio San
Francisco y el Río Rosa de Oro.
Zona baja: Esta zona, constituye el último tramo del Río Pijilí, desde el final de la
zona minera hasta su desembocadura en el Río. El caudal aproximado que llega a
este punto es de unos 5.000 litros/segundo. Desde la comunidad de La Adelina,
hasta la comunidad de la Florida, estos ríos siguen el siguiente orden: Río Chico
– Río Blanco – Río Cañas.
Riera Capelo 10
Fuente: (SNI, 2015)
La Cuenca del Río Gala se le puede dividir en Zona Alta y Zona Baja, solamente la
Zona alta forma parte de la parroquia Carmen de Pijilí.
Zona alta: Dentro de las fuentes hídricas de la vertiente norte se encuentran las
comunidades de Lagunas, Mangán, Palmas, Pijilí Chico y Campanas. En el sector
de Lagunas, se hallan dos lagunas que dan nombre a la comunidad, estas fuentes
de agua son las más representativas de la zona. Entre los ríos principales tenemos
al río Panecillo y al río Mangán, siendo los más representativos de esta zona,
como se observa en la figura 1.8.
Figura 1-7: Red hidrográfica de la cuenca del río Balao en la parroquia Carmen de Pijilí
Riera Capelo 11
Figura 1-8: Red hidrográfica de la cuenca del río Gala en la parroquia Carmen de Pijilí.
Fuente: (SNI, 2015)
1.1.5. Topografía y Pendientes
La topografía y pendientes en esta zona varían según la localización en las
comunidades de esta parroquia que se expresa en la siguiente tabla 1.1
Tabla 1-1: Clase-Rango-Relieve
Clase Rango % Forma de relieve
1 0-5 Pendiente débil, plano o casi plano.
2 5-12 Pendientes con inclinación regular, suave o ligeramente ondulada.
3 12-25 Pendiente irregular, ondulación moderada.
4 25-50 Pendiente irregular, colinada.
5 >50 Pendientes muy fuertes, escarpado.
Fuente: (SNI, 2015)
Riera Capelo 12
La comunidad La Adelina se encuentra en un rango de pendientes del 0-25% lo cual
indica pendientes débiles, y también tenemos pendientes irregulares en esta
comunidad, hasta moderadas en ciertos puntos como se observa en la figura 1.9.
Figura 1-9: Mapa de pendientes en la parroquia Carmen de Pijilí
Fuente: (SNI, 2015)
Riera Capelo 13
1.1.6. Suelo
El suelo supone una parte muy importante para la utilización y el desarrollo del
hombre, en el cual se puede aprovechar como minerías, canales, explotaciones
terrestres, asentamientos, etc.
Su forma y tipo debe estar presente al momento de realizar el diseño del
alcantarillado, y la planta de tratamiento, sabiendo que este sufre procesos naturales
o inducidos por el hombre, que afectarán el lugar donde se asentará este proyecto.
El uso y cobertura del suelo de la parroquia Carmen de Pijilí varía respectivamente
con la altura, tipo de suelo, clima, y demás aspectos naturales, como se observa en la
figura 1.10.
Fuente: (SNI, 2015)
Figura 1-10: Mapa de Uso y Cobertura del Suelo de la parroquia Carmen de Pijilí
Riera Capelo 14
1.2. Aspectos Demográficos
Según el último censo realizado el cantón Santa Isabel cuenta con 4 parroquias, con
un total de población de 22987 en el área urbana y rural. La población urbana cuenta
con una población de 5607 y el área rural con 17380 habitantes.
Tabla 1-2: Distribución Poblacional
Nombre de la
Parroquia URBANO RURAL Total
ABDON CALDERON - 4,631 4,631
SANTA ISABEL 5,607 6,000 11,607
ZHAGLLI - 2,155 2,155
EL CARMEN DE
PIJILI - 4,594 4,594
TOTAL 5607 17380 22987
Fuente: (INEC, 2010)
De los 22987 habitantes incluyendo la Parroquia Carmen de Pijilí, 11355 son
hombres, mientas que 11632 son mujeres, siendo la Parroquia Santa Isabel la más
poblada con 11607 habitantes.
Tabla 1-3: Distribución Poblacional por Sexo
Nombre de la
Parroquia
Hombre Mujer Total
ABDON CALDERON 2,291 2,340 4,631
SANTA ISABEL 5,603 6,004 11,607
ZHAGLLI 1,016 1,139 2,155
EL CARMEN DE
PIJILI 2,445 2,149 4,594
TOTAL 11355 11632 22987
Fuente: (INEC, 2010)
En el Cantón Santa Isabel las actividad que más se realiza es la agricultura,
ganadería, silvicultura y pesca representando el 47.9% según los datos recogidos por
el INEC, y una de las actividades menos realizada por la comunidad son los servicios
administrativos y de apoyo con un 1.5%, como se observa en la figura 1.10
Riera Capelo 15
Figura 1-11: Porcentaje de Actividades Poblacionales en el Cantón Santa Isabel
Fuente: (INEC, 2010)
Además se recogieron datos de personas pobres, y no pobres según parámetros dados
por el INEC, dando un índice de pobreza alto, como en el caso de la comunidad de
Zhagli representado por un 93.1% de personas pobres, y el índice más alto de
personas no pobres se encuentran en la comunidad de Santa Isabel con un 40%,
como se observa en la tabla 1.3
Tabla 1-4: Taza de Pobreza
Nombre de la
Parroquia
POBLACIÓ
N NO
POBRES
POBLACIÓ
N POBRES Total
%
POBLACIÓN
NO POBRES
%
POBLACIÓN
POBRES
Santa Isabel 4,600 6,904 11,504 40.0% 60.0%
AbdónCalderó
n 1,366 3,216 4,582 29.8% 70.2%
Zhaglli 148 2,007 2,155 6.9% 93.1%
El Carmen
De Pijili 704 3,697 4,401 16.0% 84.0%
TOTAL 6,818 15,824 22,642
Fuente: (INEC, 2010)
El analfabetismo en el Ecuador ha disminuido con el paso de los años, tal es el caso
que en el 2001 el porcentaje era 9% y en el 2010 bajo a 6.8%, y en el caso
delcantón Santa Isabel ha bajado de 11.2 a 7.9%, como se observa en la tabla 1.4
Riera Capelo 16
Tabla 1-5: Porcentaje de Analfabetismo
Fuente: (INEC, 2010)
1.3. Aspectos Socioeconómicos
Se realizó en la comunidad La Adelina una encuesta mediante la cual se podría
conocer la situación económica, sus costumbres, cultura, las necesidades básicas que
tienen y necesitan, esta encuesta se la formuló a todas las personas especialmente a
los jefes de familia. ANEXO 1
Esta encuesta coincidió con los datos obtenidos del INEC en el cual la principal
fuente de ingreso es la: agricultura, ganadería, silvicultura y pesca, por lo cual es de
suma importancia realizar este proyecto para mejorar la calidad de vida tanto de
población como la flora y fauna de la comunidad.
1.3.1. Descripción General
Los datos recogidos sobre la encuesta realizada se los han tabulado y se presentan a
continuación:
Fecha: Febrero-Marzo 2017
Comunidad: La Adelina
Parroquia: Carmen de Pijilí
Cantón: Santa Isabel
En la comunidad La Adelina al realizar el levantamiento de información
socioeconómica se encontró que existen 250 personas, en su mayoría son adultos
considerándolos mayores de 12 años por la ocupación de agua que realizan.
Analfabetismo 2001 2010
Lugar %
Ecuador 9 6.8
Azuay 8.8 6.7
Santa Isabel 11.2 7.9
Riera Capelo 17
Figura 1-12: Miembros del grupo familiar de la comunidad
Las edificaciones utilizadas en su mayoría son dedicadas para vivienda residencial.
Estas edificaciones mayormente son de una planta, existiendo en menor cantidad de
dos plantas y multifamiliares. El porcentaje más alto de estas viviendas son de
tenencia propia.
Figura 1-13: Tipos de Edificación existente en la comunidad
74%
26%
Miembros del Grupo Familiar
Adultos
Niños
87%
10%
3% 0%
Tipo de Edificación
Una Planta
Dos
Plantas
Multifamili
ar
Finca
Riera Capelo 18
Figura 1-14: Tipos de usos de Edificación existente en la comunidad
Figura 1-15: Tenencia de Vivienda existente en la comunidad
Dentro de esta comunidad la mayor parte de cabezas de hogar tiene un trabajo
ocasional, teniendo ingresos no fijos.
91%
9%
0% 0%
Uso de edificación
Vivienda
Comercial
Restaurante
Hotel
91%
9%
0%
Tenencia de vivienda
Propia
Arrendada
Posesionario
Riera Capelo 19
Figura 1-16: Tipos de Trabajo del Jefe de Familia existente en la comunidad
Figura 1-17: Tipos de Ingresos Económicos del Jefe de Familia existente en la comunidad
En la comunidad de La Adelina el jefe del hogar en su mayoría solo curso la
educación primaria, en menor parte tiene educación secundaria, y de igual manera
muchos no cursaron ni la primaria.
40%
60%
Tipo de Trabajos
Permanente
Ocasional
22%
24%
54%
Ingresos Económicos
Semanal
Quincenal
Otros
Riera Capelo 20
Figura 1-18: Instrucción del Jefe del Hogar de la comunidad.
1.3.2. Vialidad
El tipo de vía existente en la comunidad la Adelina es de tierra, por lo cual es
necesario realizar cambios si en un futuro se desea proyectar un alcantarillado
pluvial.
Figura 1-19: Tipos de vía en la comunidad
24%
63%
12%
1%
Instrucción del Jefe del Hogar
No tiene
Primaria
Secundaria
Superior
100%
0% 0%
Tipos de vía
Tierra
Lastrado
Asfalto
Riera Capelo 21
1.3.3. Energía Eléctrica
Al realizarse la encuesta, con la información levantada, se sabe que todas las casas de
la comunidad poseen luz eléctrica.
Figura 1-20: Energía eléctrica en la comunidad
1.3.4. Recolección de Basura
En la comunidad todos poseen el servicio de recolección de desechos sólidos, La
Adelina se realiza la recolección de basura mediante el servicio que ofrece el GAD
de Santa Isabel, y los otros días lo recoge el GAD Camilo Ponce Enríquez, los que a
su vez son transportados al relleno sanitario.
Figura 1-21: Recolección de basura en la comunidad
100%
0% 0%
Energía Eléctrica
Público
No tiene
Otro
100%
0%
Recolección de Basura
Tiene
No tiene
Riera Capelo 22
1.4. Estado Sanitario Actual
En la comunidad se encuentraque la mayoría de habitantes tiene abastecimiento de
agua potable, teniendo un buen estado de conexión.
Figura 1-22: Resultados del abastecimiento de agua en la comunidad
Figura 1-23: Resultados de la conexión de agua en la comunidad
0%
94%
6%
Abastecimiento de Agua
Otro
Tiene
No tiene
65%
29%
6%
Estado de conexión
Bueno
Regular
Malo
Riera Capelo 23
Figura 1-24: Resultados del tipo de agua utilizada
La descarga de las aguas servidas en la comunidad está dada por fosas sépticas.La
mayoría de familias poseen este tipo de descarga en sus hogares, y el resto de la
comunidad descarga en el suelo.
Figura 1-25: Resultados de la evacuación de aguas servidas en la comunidad
1.5. Servicios Sanitarios existentes
En la comunidad la Adelina la población en un porcentaje elevado solamente cuenta
con pozos sépticos, mas no existe un sistema de alcantarillado para poder evacuar las
aguas residuales producidas en los domicilios, y al no darse un mantenimiento
adecuado, estos pozos pueden ser una fuente para atracción de patógenos y vectores;
en las viviendas que no cuentan con pozos sépticos la descarga se la realiza en el
4% 2%
94%
Tipo de agua utilizada
Embotellada
Pozo
Otro
0%
90%
10%
Evacuación de aguas servidas
Público
Fosa Séptica
No tiene
Riera Capelo 24
suelo, afectando tanto al medio ambiente y a la salubridad de los habitantes de esta
comunidad.
Las personas que habitan en esta comunidad, en su mayoría se dedican a la
agricultura y ganadería, de esta manera pudiendo transportar involuntariamente estos
patógenos a otras comunidades por los productos y alimentos que son
comercializados.
Riera Capelo 25
CAPÍTULO II
2. CRITERIOS PARA EL DISEÑO
2.1. Tipo de Sistema
La función de una red de alcantarillado es recolectar, evacuar y transportar las aguas
servidas como las aguas pluviales, hasta el lugar donde será descargada o tratada con
el objetivo de evitar enfermedades y mejorar la calidad de vida de los habitantes y el
medio ambiente de un lugar determinado.
El sistema puede clasificarse de dos maneras como: alcantarillado sanitario que es el
que transporta las aguas residuales, y alcantarillado pluvial que se encarga de
transportar el agua que se produce por la escorrentía pluvial.
Este sistema funciona a gravedad, por lo que está directamente ligado a la topografía
del lugar, de esta manera se busca la mejor manera de trazar el alcantarillado para
evitar grandes excavaciones y diámetros de tuberías erróneos.
El alcantarillado puede diseñarse de manera individual y mixta, y estos diseños se
basaran en parámetros para poder realizarlos, entre los cuales se encuentran:
-Inversión del proyecto
-Normativa Vigente
-Características de las cuencas aportantes y del cuerpo receptor.
-Precipitaciones
-Posibles reúsos del agua.(CPE-INEN-005-9-1, 1992)
Esta red de alcantarillado será diseñada para uso doméstico, ya que en la comunidad
la Adelina no existe ninguna industria.
Riera Capelo 26
2.2. Áreas de aportación
Las áreas de aportación o también llamadas áreas tributarias, sirven para zonificar el
área del proyecto en base a la topografía del terreno, considerando los diversos usos
del suelo e incluyendo zonas de desarrollo futuro.(CPE-INEN-005-9-1, 1992)
2.3. Crecimiento Poblacional
2.3.1. Población Actual
La Población para el diseño del alcantarillado se realizará mediante un recuento
poblacional, el cual se determinó para la comunidad La Adelina mediante datos
compilados en una encuesta realizada en la cual se muestra una población de 250
personas, siendo en su mayoría adultos.
2.3.2. Población futura
La Población futura es un dato en el cual se mide el número de habitantes al final del
periodo de diseño y para poder calcular se realizarán proyecciones de crecimiento
poblacional utilizando uno de los siguientes métodos: proyección aritmética,
geométrica, incrementos diferenciales, entre otros.
Para poder realizar el cálculo de la tasa de crecimiento poblacional, se utilizará como
base los datos estadísticos realizados a través de los censos nacionales, la Norma
(CPE-INEN-005-9-2, 1997) recomienda al no tener datos de proyección geométrica
e índices de crecimiento como se encuentra indicado en la tabla 2.1.
Tabla 2-1: Tasa de crecimiento Poblacional
Región Geográfica r (%)
Sierra 1,0
Costa, Oriente y Galápagos 1,5
Fuente: (CPE-INEN-005-9-2, 1997)
Para este caso particular del diseño para la comunidad la Adelina se escogerá el
factor 1.5% de crecimiento de la población según la (CPE-INEN-005-9-2, 1997)
Riera Capelo 27
Tabla 2-2: Métodos y fórmulas para cálculo de Población futura
Método Fórmula
Proyección Aritmética 𝑃𝑇 = 𝑃𝑜 x (1 + 𝑟 x 𝑡 )
Proyección Geométrica 𝑃𝑇 = 𝑃𝑜 x(1 + 𝑟 )𝑡
Proyección Exponencial 𝑃𝑇 = 𝑃𝑜 x 𝑒 𝑟 x 𝑡
Fuente: (CELADE, 2012)
Dónde:
Pt = Población el momento t
Po = Población al momento 0
r = Tasa de crecimiento
t = Periodo de tiempo (𝑡 − 0 ).(CELADE, 2012)
Al realizarse el cálculo mediante las tres proyecciones mencionadas anteriormente
del Pt en el momento t se obtuvo los siguientes resultados:
Tabla 2-3: Proyección de la Población futura en la comunidad La Adelina.
Población al momento t
Geométrica Aritmética Exponencial Promedio
t Po Año r= 1.5% r= 1.5% r= 1.5% r= 1.5%
0 250 2017 250 250 250 250
1 250 2018 254 254 254 254
2 250 2019 258 258 258 258
3 250 2020 261 261 262 261
4 250 2021 265 265 265 265
5 250 2022 269 269 269 269
6 250 2023 273 273 274 273
7 250 2024 276 277 278 277
8 250 2025 280 282 282 281
9 250 2026 284 286 286 285
10 250 2027 288 290 290 289
11 250 2028 291 294 295 294
12 250 2029 295 299 299 298
13 250 2030 299 303 304 302
14 250 2031 303 308 308 306
15 250 2032 306 313 313 311
16 250 2033 310 317 318 315
17 250 2034 314 322 323 319
18 250 2035 318 327 327 324
Riera Capelo 28
19 250 2036 321 332 332 328
20 250 2037 325 337 337 333
Figura 2-1: Gráfico de Proyección Poblacional:
2.3.3. Densidad Poblacional
Al momento de realizar un diseño de los sistemas de alcantarillado la Densidad
Poblacional es un factor importante, y esta es la relación que existe entre la población
ubicada en un Área de terreno, el cual su unidad de medida es la Hectárea.
Esta densidad se la puede cuantificar de la siguiente manera:
𝐷𝑝 =𝑃
𝐴 (1)
Dónde:
Dp= Densidad Poblacional (Hab/Ha)
P = Población (Hab)
A = Área tributaria (Ha)
240
260
280
300
320
340
360
380
400
2015 2020 2025 2030 2035 2040
Po
bla
ció
n
Años
Proyección Poblacional
Geométrica
Aritmética
Promedio
Riera Capelo 29
2.4. Parámetros de Diseño
2.4.1. Dotación
La dotación es la cantidad de agua que necesita una persona diariamente para de esta
manera poder satisfacer sus necesidades, y esta debe ser provista por un sistema
público con las características para niveles de aplicación según la norma (CPE-
INEN-005-9-2, 1997).
Tabla 2-4: Niveles de servicio para sistemas de abastecimiento de agua, disposición de excretas y
residuos líquidos.
Nivel Sistema Descripción
0
AP Sistemas individuales. Diseñar de
acuerdo a las disponibilidades
técnicas, usos previstos del agua,
preferencias y capacidad
económicas del usuario.
DE
Ia AP Grifos públicos.
DE Letrinas sin arrastre de agua
Ib
AP Grifos públicos más unidades de
agua para lavado de ropa y baño
DE Letrinas con o sin arrastre de
agua
Iia
AP Conexiones domiciliarias, con un
grifo por casa
DE Letrinas con o sin arrastre de
agua
Iib AP
Conexiones domiciliarias, con
más de un grifo por casa
DRL Sistema al alcantarillo sanitario
Simbología utilizada:
AP: agua potable
DE: disposiciones de excretas
DRL: disposición de residuos líquidos
Fuente:(CPE-INEN-005-9-2, 1997)
De acuerdo a la tabla del nivel de servicio para la comunidad La Adelina para el
diseño admitido se clasifica como un nivel IIb de conexiones domiciliarias, con más
de un grifo por casa (AP) y un con sistema de alcantarillado sanitario (DRL), con el
cual acorde a la tabla 2.5 para clima cálido obtenemos una dotación de 100 l / hab x
día.
Riera Capelo 30
Tabla 2-5: Dotaciones de agua de acuerdo al nivel de servicio y clima del ambiente
NIVEL DE
SERVICIO
CLIMA
FRÍO
CLIMA
CÁLIDO
(L/hab*día) (l/hab*día)
Ia 25 30
Ib 50 65
IIa 60 85
IIb 75 100
Fuente: (CPE-INEN-005-9-2, 1997)
2.4.2. Pendientes
En el diseño de la red de alcantarillado es de suma importancia que tenga
pendientes bajas, de esta manera evitar en lo posible excavaciones exageradas en
zonas planas, y compensar de esta manera que en zonas con laderas altas obligan
mayores pendientes.
En lo posible es importante que la tubería siga la pendiente natural del terreno,
aunque esta variará de acuerdo a las disposiciones necesarias para que cumpla con
velocidades mínimas.
Tabla 2-6: Pendientes mínimas para el alcantarillado
Diámetro
(mm) Pendiente(m/m)
200 0,004
250 0,003
300 0,0022
375 0,0015
450 0,0012
525 0,001
600 0,0009
675 y mayores 0,0008
Fuente: (Metcalft & Eddy, 1995)
Riera Capelo 31
2.4.3. Profundidad y Ubicación de las tuberías
Las tuberías de la red de alcantarillado se instalarán en las calles en el lado opuesto
de donde se encuentran las tuberías del sistema de agua potable, dando preferencia
para su instalación la posición sur oeste. (CPE-INEN-005-9-2, 1997).
Para la instalación de la tubería es importante la profundidad que deba tener esta con
respecto a la calzada la cual deberá ser 1.2m. Cuando la instalación se realiza en
zonas verdes o calles peatonales, esta puede disminuir a 0.75m. En lugares donde el
terreno es plano se puede reducir la profundidad mínima considerando que la tubería
se encuentra en una de seguridad estructural. (López Cualla, 2004)
Dichas tuberías deben ubicarse siempre debajo de las tuberías de agua potable, la
distancia debe ser mínima de 0.30m. La distancia horizontal entre ellas debe ser igual
o mayor a 1.50m.(Báez, 2004)
2.4.4. Velocidades
La velocidad en las tuberías dependerá en parte del tipo de material que sea
utilizado ya que a mayor rugosidad disminuye la velocidad, esta no deberá ser
menor a 0.45 m/s y de preferencia mayor a 0.6 m/s para de esta manera impedir la
acumulación de gas sulfhídrico en el líquido, ya que este es el responsable del mal
olor característico de las aguas residuales, el cual produce problemas en el ser
humano y es un actuante corrosivo en las tuberías. (Metcalft & Eddy, 1995)
En nuestro medio el modelo para calcular la velocidad es el de Manning para flujo
uniforme que se expresa de la siguiente manera:
V = 𝑅2/3∗𝑆1/2
𝑛 (2)
Dónde:
V= Velocidad media en la sección (m/s)
R= Radio hidráulico: Diámetro/4
N= Coeficiente de rugosidad de Manning
S= Pendiente del tramo de tubería (m/m)
Riera Capelo 32
(López Cualla, 2004)
Esta velocidad alcanzará una máxima velocidad en función del material a utilizarse,
la cual deberá ser controlada como se indica a continuación en la tabla 2.7.
Tabla 2-7: Velocidades máximas variando con la rugosidad del material
Material Velocidad
Máxima
m/s
Coeficiente
de
rugosidad
Hormigón simple:
Con uniones de
mortero. 4 0.013
Con uniones de
neopreno para nivel
freático alto
3.5 - 4 0.013
Asbesto cemento 4.5 - 5 0.011
Plástico 4.5 0.011 Fuente: (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
2.4.5. Diámetros de tubería
En el diseño de sistemas de alcantarillado el diámetro de tubería mínimo a usarse
es de 200mm.
Las conexiones domiciliarias se realizarán con tubería de 100 mm de diámetro y con
una pendiente mínima del 1%. (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
2.4.6. Rugosidad
La rugosidad varía con los componentes en tamaño y forma del material presentado
en el perímetro mojado, esto producirá un efecto de pérdida de energía y velocidad
en el flujo.
Tabla 2-8: Valores de rugosidad para la ecuación de Manning.
Características
Valor n de
Manning
Tubería de Hormigón 0.013
Tubería de Hierro Fundido 0.012
Riera Capelo 33
Tuberías de PVC, asbesto-
cemento, o tuberías
recubiertas con mortero de
cemento
0.011
Tuberías de acero 0.011
Fuente: (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
2.4.7. Periodo de Diseño
En la realización de una obra de ingeniería civil, el periodo de diseño es el número de
años en la cual dicha edificación presta servicios de una manera eficiente cumpliendo
el servicio para el cual se diseñó. (López Cualla, 2004)
El Instituto Ecuatoriano de Normalización (CPE-INEN-005-9-2, 1997) especifica
que al realizar una obra civil de disposición de residuos líquidos y de agua potable,
se debe diseñar para un período de 20 años. Este proyecto es un sistema de
disposición de residuos sólidos y tratamiento de aguas residuales, razón por la cual
este proyecto se considera un periodo de diseño de 20 años.
2.4.8. Caudales de diseño
En el diseño de las redes de alcantarillado se considera el caudal de diseño que según
él (CPE-INEN-005-9-2, 1997), este caudal se medirá mediante el caudal de aguas
residuales, el aporte de aguas ilícitas y un caudal de aguas de infiltración hacia los
colectores.
En el diseño del sistema, se considera el caudal de diseño acumulado de los caudales
nombrados anteriormente para cada tramo de la red. El caudal de aguas residuales se
encuentra compuesta de varios aportes los cuales son: aguas residuales domésticas,
aguas residuales comerciales, industriales e institucionales, aguas de infiltración y
conexiones erradas.(López Cualla, 2004).
𝑄𝐷= 𝑄𝑚𝑎𝑥+ 𝑄𝑖𝑛𝑓+ 𝑄𝑖𝑙𝑖 (3)
Riera Capelo 34
Dónde:
𝑄𝐷= Caudal de diseño.
𝑄𝑚𝑎𝑥.ℎ= Caudal máximo instantáneo.
𝑄𝑖𝑛𝑓= Caudal de infiltración.
𝑄𝑖𝑙𝑖= Caudal de aguas ilícitas o conexiones erradas.
2.4.9. Caudal medio diario
En el cálculo del caudal medio diario de aporte a las redes de alcantarillado sanitario,
se lo realizará al principio y final del periodo de diseño y este es el producto de la
población aportante y las dotaciones de agua potable, el mismo que se verá variado
por el coeficiente de retorno. (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
𝑄𝑚𝑑 = CPD
86400 (4)
Dónde:
Qm = Caudal medio diario (l/s)
C = Coeficiente de retorno
P = Población (hab)
D = Dotación (l/hab/día)
En la determinación de los valores de coeficiente de retorno para las comunidades
que no disponen sistemas de alcantarillado, se dispone de valores usados en otras
ciudades o literatura técnica.
Basándose en estudios estadísticos se adoptará un coeficiente de retorno o aporte del
60% al 80% de la dotación de agua potable. (NB688-01, 2001)
2.4.10. Caudal Máximo Instantáneo
El caudal de agua residual doméstica en el transcurso del día varía por lo cual para
realizar un correcto dimensionamiento de obras de alcantarillado, es necesario
determinar el caudal máximo instantáneo, este depende de factores que van
conectados a las condiciones de consumo tamaño y estructuras de red, donde no es
Riera Capelo 35
recomendado adoptar valores de literatura cuando las poblaciones cuentan con un
sistema que hace posible establecer este caudal mediante mediciones de campo.
(CPE-INEN-005-9-1, 1992)
Este caudal es el que define el dimensionamiento que se deberá dar a la red sanitaria,
el cual es el caudal medio diario multiplicado por un factor de mayoración.
𝑄𝑚𝑎𝑥.ℎ= 𝐹∗𝑄md (5)
Dónde:
F = Factor de mayoración
𝑄𝑚𝑎𝑥.ℎ= Caudal máximo horario
𝑄md = Caudal medio diario
Para calcular el factor de mayoración, cuando una comunidad no dispone de
alcantarillado, se puede usar coeficientes de ciudades con características similares o a
su vez de literatura técnica, este coeficiente se puede obtener por el coeficiente de
Hamon, el cual se encuentra indicado en la siguiente ecuación.
F = 1 +14
4+√P (6)
Dónde:
P = Población en miles de habitantes
2.4.11. Caudal de infiltración
Este caudal se forma a causa de aguas lluvias o freáticas que ingresan en la red del
alcantarillado, el ingreso de este se da por medio de las conexiones defectuosas, de
las tapas de los pozos de revisión y cajas domiciliarias. (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
La ecuación para calcular este caudal es:
𝑄𝑖𝑛𝑓 = 𝐿𝑜𝑛𝑔 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜 ∗ 1 𝑙
𝑠𝑘𝑚 (7)
Riera Capelo 36
2.4.12. Caudal de conexiones erradas
El caudal de conexiones erradas oh caudal de aguas ilícitas, se da a causa de las
conexiones domiciliaras que aprueba la entrada de aguas lluvias, patios, recogidos en
los techos etc. (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
𝑄𝑒 =Pf∗D
86400 (8)
Dónde:
Qe = Caudal por conexiones erradas (l/s)
D = Dotación (l/hab x día)
Pf = Población Futura
Las recomendaciones de Etapa Ep para realizar el diseño de redes de alcantarillado
en la ciudad de Cuenca, se dice que se usa una dotación de 115(l/hab x día) para
poder realizar el cálculo de conexiones erradas, ilícitas.
2.5. Hidráulica de Alcantarillas
2.5.1. Relación existente en: Calado de agua / Diámetro de la tubería
En la especificación de ETAPA en la hidráulica de canales circulares, muestran que
la máxima capacidad se establece cuando el calado de agua alcanza una relación con
respecto al diámetro en un promedio de 0,8.(ETAPA, 2009)
2.5.2. Flujo de Tuberías a sección Llena
Para el cálculo de flujo en las tuberías a sección llena intervienen de manera directa
la pendiente, diámetro, caudal y velocidad, para la el cálculo de este flujo se utiliza la
fórmula de Manning, el cual se expresa en la siguiente ecuación:
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝑉 (9)
Dónde:
𝑄 = Caudal tubería llena (𝑚3/𝑠).
Riera Capelo 37
𝐴 = Área transversal. (𝑚2).
𝑉 = Velocidad de flujo (𝑚/𝑠).
La fórmula de Manning se utiliza para el cálculo de la velocidad:
V =1
𝑛∗ 𝑅ℎ
2
3 ∗ 𝑆𝑜1
2 (10)
Dónde:
𝑉 = Velocidad de flujo (𝑚/𝑠).
𝑛 = Coeficiente de rugosidad (𝑠/𝑚).
𝑅ℎ = Radio hidráulico (𝑚).
𝑆𝑜= Pendiente de gradiente hidráulico (𝑚/𝑚).
Para obtener el valor del Radio Hidráulico se utiliza la siguiente ecuación:
𝑅ℎ =𝐷
4 (11)
Dónde:
𝐷 = Diámetro de la tubería (𝑚).
2.5.3. Flujo de tuberías parcialmente llena
En el análisis del comportamiento del flujo en la tubería se entiende que a sección
parcialmente llena es como se da el flujo normalmente en conductos circulares de un
alcantarillado y lo podremos apreciar en la siguiente figura.
Fuente: Autor
Figura 2-2: Flujo de agua a sección parcialmente llena
Riera Capelo 38
Por lo cual según la figura anterior se establece las relaciones hidráulicas para estas
secciones de:
𝑑
𝐷= 0,80 (12)
Para el cálculo del ángulo central:
θ = 2𝑎𝑟𝑐𝑜𝑠 (1 −2∗𝑑
𝐷) (13)
Para el Radio Hidráulico:
𝑅ℎ =𝐷
4(1 −
360 ∗ sin θ°
2 ∗ π ∗ θ°) (14)
Para calcular la velocidad:
𝑉 =0,397∗𝐷
23
𝑛(1 −
360 ∗ sin θ
2 ∗ π ∗ θ°) ∗ 𝑆
1
2 (15)
Para el cálculo del caudal:
𝑞 =𝐷
83
7257,15 ∗ n(2 ∗ π ∗ θ°)23
(2 ∗ π ∗ θ° − 360 ∗ sin θ°) ∗ 𝑆1
2 (16)
Riera Capelo 39
Por esta razón las relaciones quedan de la siguiente manera:
𝑣
𝑉= (1 −
360 ∗ sin θ°
2 ∗ π ∗ θ°)
2
3 (17)
𝑞
𝑄= (
θ°
360−
sin θ°
2 ∗ π ∗ θ°) ∗ (1 −
360 ∗ sin θ°
2 ∗ π ∗ θ°)
2
3 (18)
Es necesario tomar en cuenta las relaciones propuestas, de esta manera se garantiza
un diseño óptimo, ya que estas son correspondientes para coeficientes de rugosidad,
sabiendo que este coeficiente está en función directa del radio hidráulico.
Tabla 2-9: Relaciones para coeficientes de rugosidad constantes
Fuente: (Gomez Gavilanes, 2006)
Dónde:
N= coeficiente de rugosidad constante
n= Coeficiente de rugosidad variable por el diámetro
Al realizar un gráfico de dispersión y ejecutando una línea de tendencia polinómica
se obtiene una ecuación de variación N/n en función de d/D, a través de estos datos
se llega a obtener una mayor exactitud en las relaciones de v/V y q/Q, que son las
siguientes:
Riera Capelo 40
𝑣
𝑉=
𝑁
𝑛∗
𝑟ℎ23
𝑅ℎ (19)
𝑞
𝑄=
𝑁
𝑛∗
𝑎
𝐴∗
𝑟ℎ23
𝑅ℎ (20)
De esta manera se obtuvo los siguientes valores de v/V y q/Q para valores de n
constante y variable, que se adjunta en la siguiente tabla:
Riera Capelo 41
Tabla 2-10: Relaciones para coeficientes de rugosidad constantes y variables
Riera Capelo 42
Riera Capelo 43
Fuente: (Gomez Gavilanes, 2006)
2.6. Sistemas de tratamiento propuesto
Para realizar una adecuada recolección, evacuación y transportación de las aguas
servidas se va a diseñar una red de alcantarillado sanitario, la cual según la (CPE-
INEN-005-9-2, 1997) deberá constar de tuberías con diámetros mínimos de 200 mm,
y 1.20 m de profundidad, controlando las velocidades mediante las pendientes, para
cumplir con los parámetros establecidos por el código ecuatoriano de la
construcción.
Para el tratamiento de las aguas residuales se va a diseñar una fosa séptica de doble
cámara, y un humedal artificial de flujo horizontal sub-superficial, de esta manera
disminuyendo la carga orgánica y patógenos encontrados en las aguas residuales.
Riera Capelo 44
CAPITULO III
3. DISEÑO DE LA REDES DE ALCANTARILLADO
3.1. Generalidades
Las redes de alcantarillado se encuentran formadas básicamente de dos partes: la
primera consta de los conductos de la red o llamada sistema de alcantarillado;
segundo se encuentra constituida por elementos y estructuras complementarias.
Este segundo grupo abarca las instalaciones complementarias de las alcantarillas, la
cual tiene como propósito que la red tenga un comportamiento adecuado para el
diseño realizado, de esta manera se mantiene y garantiza buenas condiciones de
funcionamiento.
En estas instalaciones complementarias se encuentren:
Pozos de revisión, conexiones domiciliarias, cámaras de descarga, sumideros,
sifones invertidos y disipadores de energía. (Metcalft & Eddy, 1995)
3.2. Sistema de Alcantarillado Sanitario y Alcantarillado Condominial
Al realizar el Sistema de Alcantarillado para la comunidad La Adelina de la
parroquia Carmen de Pijilí del Cantón Santa Isabel tiene como objetivo el recolectar,
transportar y disponer de manera adecuada las aguas servidas, por lo cual se
considera las recomendaciones realizadas en capítulos anteriores, esta red se diseña
de acuerdo a la distribución espacial de la población y por los mejores caminos de
acuerdo al levantamiento topográfico, ya que el alcantarillado trabaja únicamente a
gravedad mas no a presión.
Debido a la distribución de las viviendas y sus habitantes dentro de esta comunidad,
que están ubicadas junto a la vía principal, la red de alcantarillado sigue la vía de
acceso que comunica a la comunidad y de esta manera se realiza las conexiones de
las acometidas directamente a la red de alcantarillado principal.
Riera Capelo 45
La red condominial, es un sistema que difiere de la red convencional debido a que
dicha red no rodea las manzanas sino que las casas se conectan de manera individual,
esta red es un sistema mediante el cual recibe, evacua y transporta aguas residuales.
Este sistema consiste en un ramal el cual se encarga de recoger las aguas servidas de
las viviendas, y de esta manera se conecta a la red principal en un punto, se
caracteriza porque es de pequeños diámetros y profundidades bajas, de esta manera
teniendo un considerable ahorro de tubería. (Programa de Agua y Saneamiento,
2001)
En el diseño de este sistema, las profundidades recomendadas no serán menores a
1.20 metros para ramales principales, y en las conexiones intradomiciliarias no
menores a 0.50 metros. (MIDUVI, 2008)
Dentro de las ventajas de un sistema condominial encontramos:
- Este es un sistema alternativo al sistema tradicional, que crea soluciones
eficientes y menor presupuesto.
- Permite ampliar la cobertura de la red ya que garantiza el paso a los servicios
de alcantarillado.
- Se adapta fácilmente a diferentes y difíciles condiciones topográficas de
terreno.
- Al ejecutar las obras se lo realiza en menor tiempo y con menores recursos
económicos. (MIDUVI, 2008)
En las siguientes tablas se presentan los parámetros para diseño de alcantarillado
sanitario.
Tabla 3-1: Parámetros de Diseño de Alcantarillado Sanitario
PARÁMETROS DE DISEÑO
HORMIGO
N
DATOS DE DISEÑO SIMBOLO UNIDAD VALOR
Riera Capelo 46
Dotación media futura Dmf lt/hab x día 100
Densidad poblacional Dp hab/ha
Coeficiente de retorno C adim 0.8
Población Actual Pa Hab 250
Población Futura Pf Hab 337
Caudal por conexiones erradas Qe lt/hab x día
Caudal por inflitración Qinf lt/s/km 1
Velocidad Máxima Vmax m/s 4
Velocidad Mínima Vmin m/s 0.6
Máxima Altura/Diámetro d/D adim 0.8
Profundidad mínima pozo de
revisión H m
1.5
Caudal mínimo sanitario (inodoro) Qm l/s 2.2
Material de tuberia N rugosidad 0.014
S mínima S % 1
De acuerdo a los parámetros presentados en la tabla 3.1 se realiza el diseño de las
redes de alcantarillado sanitario para la comunidad La Adelina, en los cuales se
obtuvieron los siguientes resultados:
- La red está conformada por la conducción principal, la cual sigue la vía
principal que atraviesa la comunidad, esta red permitirá la evacuación de las
aguas residuales de las viviendas, la que posteriormente desembocará en la
planta de tratamiento.
- El dimensionamiento de la red resultó apropiada utilizando un diámetro de
200 mm, de PVC.
- El material a usar será de PVC, ya que la ruta topográfica es corta, y esta red
tiene poca profundidad, no posee pendientes pronunciadas, es por esto que se
realizará las excavaciones mínimas en su construcción, reduciendo los costos.
- Los pozos de cabeza de la red a diseñar serán de 1.80 m de esta manera se
garantiza un óptimo relleno mínimo de 1.2 m de alto sobre la clave del tubo
debido a que se encuentra debajo de la vía principal que comunica a la
comunidad y de esta manera asegurar una adecuada profundidad.
- Las pendientes se aseguró que sean mayores al 1%, y se trabajó dentro del
rango de velocidades permitidas para tuberías de hormigón.
Riera Capelo 47
- Para un correcto diseño de las redes de alcantarillado, se utilizó la normativa
descrita en esta bibliografía.
- Los planos de los diseños de la red de alcantarillado en perfil y planta se
observa en el ANEXO 3
3.3. Pozos de revisión
La construcción de los pozos de revisión en los alcantarillados esnecesaria para que
el personal de limpieza e inspección, pueda ingresar desde la calle al interior del
sistema de alcantarillado.
La (CPE-INEN-005-9-1, 1992) recomienda para el diseño de los pozos:
Colocar en todos los cambios de pendientes.
Colocar pozos de revisión en cambios de dirección, exceptuando alcantarillas curvas
y confluencias de los colectores, evitando de esta manera el ingreso de escorrentía.
En el caso de no evitar la escorrentía pluvial, se diseñarán tapas herméticas que
puedan impedir el ingreso de la escorrentía.
La distancia máxima entre pozos de revisión para diámetros menores a 350 mm
deberá ser cada 100 metros.
Cuando las tuberías tengan diámetros entre 400 mm y 800 mm será de 150 m la
distancia entre pozos y para diámetros mayores a 800 mm será 200 m.
La apertura de los pozos de revisión será como mínimo 0,6 m.
El cambio de diámetro desde el cuerpo del pozo hasta la superficie se hará
preferiblemente usando un tronco de cono excéntrico, para facilitar el descenso al
interior del pozo.
El diámetro del cuerpo del pozo varía de acuerdo al diámetro máximo de la tubería
conectada al pozo como se observa en la tabla 3.2
Riera Capelo 48
Tabla 3-2: Diámetros para pozos de revisión
Diámetro de la tubería
mm Diámetro del pozo
m
Menor o igual a 550 0,9
Mayor a 550 Diseño especial
Fuente: (CPE-INEN-005-9-1, 1992)
Para realizar la limpieza es necesaria una escalera de acceso mediante peldaños de
hierro empotrados, con diámetro mínimo de 18 mm, y se debe recubrir con dos
manos de pintura anticorrosiva.
Para el diseño del brocal y la tapa de los pozos de revisión, se usarán estructuras
prefabricadas de hormigón armado, estos irán colocados sobre el cono del pozo, el
uso del brocal es importante ya que da a la tapa un espacio óptimo y confinado.
En las conexiones domiciliaras se realizará de acuerdo a los criterios del literal 2.4.5
y la manera de realizarla es por una caja de revisión, en la cual es posible realizar las
acciones de limpieza de la conexión, y la profundidad de esta dependerá del caso, la
entrada a el pozo se realiza por medio de una tubería que tiene un ángulo de 45
grados respecto al eje principal por donde va el flujo.
3.4. Programa utilizado para el cálculo
En la realización de la red de alcantarillado se determinaron diferentes valores como
caudales, cálculos de los colectores, todo esto basándose en la topografía de la zona,
los perfiles de los ejes viales, y los parámetros expuestos en el capítulo anterior, esto
se lo realizó mediante una hoja de cálculo realizada en Microsoft Excel; esta hoja
para realizar el cálculo adecuado toma en cuenta varios parámetros entre los cuales
se encuentran: densidad, material y dotación, así como las redes de alcantarillado.
Las características geométricas de los colectores, los datos de las operaciones
hidráulicas, se encuentran detallados en los planos realizados en perfil y planta.
En la siguiente tabla se encuentran los resultados obtenidos en el cálculo de la red de
alcantarillado
Riera Capelo 49
Tabla 3-3: Resultados de la red hidráulica
CALCULO DE LA RED DE ALCANTARILLADO DE LA COMUNIDAD LA ADELINA
Tramo Long.
Long.
Acu
m. Casas
Població
n
Pobl.Fut
ura
Pobl.
Acum.
Q
Sanita
rio
Q
Sanita
rio
míni
mo
Q
Infiltr
ado
Q
Ilici
to
q
Dise
ño
q
Mi
n
Dis
e.
Cot
a
May
or
Cot
a
Men
or
Pen
d.
Nat
.
Diame
tro
Pendie
nte
Veloci
dad
Cau
dal
q/
Q
Y/
D v/v v
Cota
deTa
pa
Cot
a de
Tap
a h
Cot
a de
Cot
a de
fon
do
h
fin
al
UNIDA
DES
(metr
os)
(metr
os)
(unida
des)
(Habita
ntes)
(Habita
ntes)
(Habita
ntes) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s)
(l/s
) Sn (mm) S min
V
(m/s)
Q
(l/s)
(m/
s)
Cota
inici
al
Cot
a
fina
l
fon
do
poz
o
fina
l
ta
pa
1-2 90 90 2 8 10.0 10.0 0.027 2.200 0.09
0.00
9
2.29
9
2.2
99
175.
46
173.
11 2.6 200 2.7 1.59
49.95
13
0.
05
0.1
69
0.4
45
0.7
1
175.4
6
173.
11
1.
80
173.
66
171.
23
1.8
8
2-3 90 180 2 8 10.0 20.0 0.049 2.200 0.18
0.01
9
2.39
9
2.3
99
173.
11
170.
70 2.7 200 2.6 1.56
49.00
88
0.
05
0.1
69
0.4
45
0.6
9
173.1
1
170.
70
1.
88
171.
23
168.
89
1.8
1
3-4 90 270 2 8 10.0 30.0 0.069 2.200 0.27
0.02
8
2.49
8
2.4
98
170.
70
167.
94 3.1 200 3.1 1.71
53.72
12
0.
05
0.1
69
0.4
45
0.7
6
170.7
0
167.
94
1.
81
168.
89
166.
10
1.8
4
4-5 90 360 3 12 15.0 45.0 0.096 2.200 0.36
0.04
2
2.60
2
2.6
02
167.
94
165.
08 3.2 200 3.2 1.73
54.34
96
0.
05
0.1
69
0.4
45
0.7
7
167.9
4
165.
08
1.
84
166.
10
163.
22
1.8
6
5-6 90 450 4 16 20.0 65.0 0.130 2.200 0.45
0.06
0
2.71
0
2.7
1
165.
08
162.
25 3.1 200 3.1 1.71
53.72
12
0.
05
0.1
69
0.4
45
0.7
6
165.0
8
162.
25
1.
86
163.
22
160.
43
1.8
2
6-7 90 540 3 12 15.0 80.0 0.154 2.200 0.54
0.07
4
2.81
4
2.8
14
162.
25
160.
04 2.5 200 2.5 1.53
48.06
64
0.
06
0.1
86
0.4
68
0.7
2
162.2
5
160.
04
1.
82
160.
43
158.
18
1.8
6
7-8 90 630 2 8 10.0 90.0 0.170 2.200 0.63
0.08
3
2.91
3
2.9
13
160.
04
160.
03 0 200 1 0.97
30.47
34
0.
1
0.2
41
0.5
39
0.5
2
160.0
4
160.
03
1.
86
158.
18
157.
28
2.7
5
8-9 90 720 2 8 10.0 100.0 0.185 2.200 0.72
0.09
3
3.01
3
3.0
13
160.
03
160.
01 0 200 1 0.97
30.47
34
0.
1
0.2
41
0.5
39
0.5
2
160.0
3
160.
01
2.
75
157.
28
156.
38
3.6
3
9-10 90 810 4 16 20.0 120.0 0.215 2.200 0.81
0.11
1
3.12
1
3.1
21
160.
01
158.
51 1.7 200 1 0.97
30.47
34
0.
1
0.2
41
0.5
39
0.5
2
160.0
1
158.
51
3.
63
156.
38
155.
48
3.0
3
10-11 90 900 2 8 10.0 130.0 0.230 2.200 0.9
0.12
0
3.22
0
3.2
2
158.
51
155.
74 3.1 200 1.8 1.30
40.84
07
0.
08
0.2
15
0.5
06
0.6
6
158.5
1
155.
74
3.
03
155.
48
153.
86
1.8
8
11-12 90 990 2 8 10.0 140.0 0.244 2.200 0.99
0.13
0
3.32
0
3.3
2
155.
74
153.
22 2.8 200 2.8 1.62
50.89
38
0.
07
0.2
01
0.4
88
0.7
9
155.7
4
153.
22
1.
88
153.
86
151.
34
1.8
8
12-13 90 1080 2 8 10.0 150.0 0.259 2.200 1.08
0.13
9
3.41
9
3.4
19
153.
22
150.
71 2.8 200 2.7 1.59
49.95
13
0.
07
0.2
01
0.4
88
0.7
8
153.2
2
150.
71
1.
88
151.
34
148.
91
1.8
0
13-14 90 1170 2 8 10.0 160.0 0.273 2.200 1.17
0.14
8
3.51
8
3.5
18
150.
71
148.
19 2.8 200 2.8 1.62
50.89
38
0.
07
0.2
01
0.4
88
0.7
9
150.7
1
148.
19
1.
80
148.
91
146.
39
1.8
0
14-15 55 1225 2 8 10.0 170.0 0.287 2.200 1.225
0.15
7
3.58
2
3.5
82
148.
19
146.
65 2.8 200 2.8 1.62
50.89
38
0.
07
0.2
01
0.4
88
0.7
9
148.1
9
146.
65
1.
80
146.
39
144.
85
1.8
0
15-16 55 1280 0 0 0.0 170.0 0.287 2.200 1.28
0.15
7
3.63
7
3.6
37
146.
65
145.
11 2.8 200 2.8 1.62
50.89
38
0.
07
0.2
01
0.4
88
0.7
9
146.6
5
145.
11
1.
80
144.
85
143.
31
1.8
0
16-17 75 1355 2 8 10.0 180.0 0.301 2.200 1.355
0.16
7
3.72
2
3.7
22
145.
11
143.
49 2.2 200 2.2 1.44
45.23
89
0.
08
0.2
15
0.5
06
0.7
3
145.1
1
143.
49
1.
80
143.
31
141.
66
1.8
3
17-18 75 1430 1 4 5.0 185.0 0.308 2.200 1.43 0.17 3.80 3.8 143. 141. 2.1 200 2.2 1.44 45.23 0. 0.2 0.5 0.7 143.4 141. 1. 141. 140. 1.8
Riera Capelo 50
1 1 01 49 88 89 08 15 06 3 9 88 83 66 01 7
18-19 90 1520 2 8 10.0 195.0 0.321 2.200 1.52
0.18
1
3.90
1
3.9
01
141.
88
140.
10 2 200 1.9 1.34
42.09
73
0.
09
0.2
28
0.5
23 0.7
141.8
8
140.
10
1.
87
140.
01
138.
30
1.8
0
19-20 90 1610 2 8 10.0 205.0 0.335 2.200 1.61
0.19
0
4.00
0 4
140.
10
140.
08 0 200 1 0.97
30.47
34
0.
13
0.2
76
0.5
79
0.5
6
140.1
0
140.
08
1.
80
138.
30
137.
40
2.6
8
20-21 90 1700 3 12 15.0 220.0 0.355 2.200 1.7
0.20
4
4.10
4
4.1
04
140.
08
140.
07 0 200 1 0.97
30.47
34
0.
13
0.2
76
0.5
79
0.5
6
140.0
8
140.
07
2.
68
137.
40
136.
50
3.5
7
21-22 90 1790 4 16 20.0 240.0 0.382 2.200 1.79
0.22
2
4.21
2
4.2
12
140.
07
139.
20 1 200 1 0.97
30.47
34
0.
14
0.2
87
0.5
91
0.5
7
140.0
7
139.
20
3.
57
136.
50
135.
60
3.6
0
22-23 90 1880 2 8 10.0 250.0 0.395 2.200 1.88
0.23
1
4.31
1
4.3
11
139.
20
137.
80 1.6 200 1 0.97
30.47
34
0.
14
0.2
87
0.5
91
0.5
7
139.2
0
137.
80
3.
60
135.
60
134.
70
3.1
0
23-24 90 1970 2 8 10.0 260.0 0.408 2.200 1.97
0.24
1
4.41
1
4.4
11
137.
80
135.
50 2.6 200 1.2 1.06
33.30
09
0.
13
0.2
76
0.5
79
0.6
1
137.8
0
135.
50
3.
10
134.
70
133.
62
1.8
8
24-25 90 2060 4 16 20.0 280.0 0.434 2.200 2.06
0.25
9
4.51
9
4.5
19
135.
50
132.
30 3.6 200 3.5 1.81
56.86
28
0.
08
0.2
15
0.5
06
0.9
2
135.5
0
132.
30
1.
88
133.
62
130.
47
1.8
3
25-26 90 2150 2 8 10.0 290.0 0.447 2.200 2.15
0.26
9
4.61
9
4.6
19
132.
30
130.
40 2.1 200 2.1 1.41
44.29
65
0.
1
0.2
41
0.5
39
0.7
6
132.3
0
130.
40
1.
83
130.
47
128.
58
1.8
2
26-27 50 2200 2 8 10.0 300.0 0.460 2.200 2.2
0.27
8
4.67
8
4.6
78
130.
40
130.
00 0.8 200 1 0.97
30.47
34
0.
15
0.2
97
0.6
02
0.5
8
130.4
0
130.
00
1.
82
128.
58
128.
08
1.9
2
27-28 56 2256 0 0 0.0 300.0 0.460 2.200 2.256
0.27
8
4.73
4
4.7
34
130.
00
129.
25 1.3 200 1.2 1.06
33.30
09
0.
14
0.2
87
0.5
91
0.6
3
130.0
0
129.
25
1.
92
128.
08
127.
41
1.8
4
28-29 56 2312 1 4 5.0 305.0 0.467 2.200 2.312
0.28
2
4.79
4
4.7
94
129.
25
126.
43 5 200 5 2.17
68.17
26
0.
07
0.2
01
0.4
88
1.0
6
129.2
5
126.
43
1.
84
127.
41
124.
61
1.8
2
29-30 85 2397 3 12 15.0 320.0 0.486 2.200 2.397
0.29
6
4.89
3
4.8
93
126.
43
122.
85 4.2 200 4.2 1.99
62.51
77
0.
08
0.2
15
0.5
06
1.0
1
126.4
3
122.
85
1.
82
124.
61
121.
04
1.8
1
30-31 85 2482 1 4 5.0 325.0 0.492 2.200 2.482
0.30
1
4.98
3
4.9
83
122.
85
120.
10 3.2 200 3.3 1.76
55.29
20
0.
09
0.2
28
0.5
23
0.9
2
122.8
5
120.
10
1.
81
121.
04
118.
24
1.8
7
31-32 50 2532 1 4 5.0 330.0 0.499 2.200 2.532
0.30
6
5.03
8
5.0
38
120.
10
120.
04 0.1 200 1 0.97
30.47
34
0.
17
0.3
17
0.6
25
0.6
1
120.1
0
120.
04
1.
87
118.
23
117.
73
2.3
1
32-33 50 2582 1 4 5.0 335.0 0.505 2.200 2.582
0.31
0
5.09
2
5.0
92
120.
04
120.
04 0 200 1 0.97
30.47
34
0.
17
0.3
17
0.6
25
0.6
1
120.0
4
120.
04
2.
31
117.
73
117.
23
2.8
1
Riera Capelo 51
CAPITULO IV
4. DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES
4.1. Generalidades
Al realizarse diferentes actividades humanas, las aguas residuales son un producto
que no se puede evitar en las ciudades, comunidades y países, el agua al ser
contaminada por los diferentes usos, es necesario tratarla.
Se puede definir el agua residual en función de varios términos importantes y de
acuerdo al uso dado en las aguas como lo define (Romero Rojas, 2008):
Aguas residuales son aquellas aguas y sólidos usados que por cualquier medio son
introducidas en las cloacas y son trasladadas a través del sistema de alcantarillado.
Aguas residuales domésticas son los residuos líquidos originados en viviendas,
residencias, edificios comerciales e institucionales.
Aguas residuales municipales son los residuos líquidos trasladados a través del
sistema de alcantarillado de una ciudad o población y luego de esto tratados en una
planta de tratamiento municipal.
Aguas residuales industriales son el tipo de aguas residuales derivados de las
descargas de las industrias.
Aguas negras se denomina a las aguas residuales originadas en los inodoros, es decir,
son las aguas que transportan excrementos humanos y orina. Estas aguas están
compuestas generalmente por: sólidos suspendidos, nitrógeno y coliformes fecales.
Aguas grises es un término que se usa para poder representar a las aguas residuales
originadas en tinas, duchas, lavamanos y lavadoras; toda agua residual doméstica
Riera Capelo 52
excluyendo únicamente la de los inodoros, compuesto generalmente por: sólidos
suspendidos, fósforo, grasas, coliformes fecales y DBO.
4.2. Caracterización de las Aguas residuales
En la comunidad la Adelina la mayoría en su población está dedicada a aspectos
agrícolas y ganaderos, sin existir industrias en el sector, por lo cual las aguas
residuales son domésticas en su mayoría.
La caracterización del agua residual se la puede realizar de varias maneras, esta
depende del propósito, a su vez el muestreo debe cumplir representatividad de la
muestra y un análisis de laboratorio que sea conforme con las normas, y de esta
manera que garanticen precisión y exactitud en los resultados.
Al realizar los estudios de caracterización de aguas residuales su objetivo es el poder
conocer y establecer las características físicas, químicas y biológicas del agua, así
como de las concentraciones que constituyen el agua residual, y de esta manera
seleccionar los procesos adecuados para reducir las concentraciones de
contaminantes, la caracterización es la base para realizar el diseño de instalaciones
para el tratamiento de las aguas residuales. (Metcalft & Eddy, 1995)
Las muestras de las aguas residuales deben tomarse en recipientes que garanticen no
alterar las características de las aguas, y serán transportadas hasta los laboratorios a
realizar su estudio respectivo realizando un análisis minucioso, estos envases en lo
general deben ser de 1 galón para los análisis químicos y para la parte biológica en
recipientes estériles de 100 ml.
Para la caracterización de estas aguas residuales se ha tomado en referencia al
estudio realizado en la comunidad La Florida que delimita a la comunidad La
Adelina y La unión Azuaya, la misma que posee características similares a el
proyecto en estudio.
Riera Capelo 53
El levantamiento de la muestra la realizó el municipio para realizar un proyecto que
consta de planta de tratamiento y alcantarillado sanitario, en los laboratorios de la
Universidad de Cuenca, encontrando los siguientes parámetros.
Tabla 4-1: Resultados de la caracterización de las aguas residuales
Resultados
Parámetros Unidades Valor
DBO5 mg/l 86.5
PH 6.8
Solidos suspendidos totales mg/l 55
Solidos disueltos totales mg/l 318
AnálisisBacteriológico Unidades
Muestra
1
Muestra
2
Muestra
3
Coliformes Totales NMP/100ml 1.80E+07 8.00E+07 2.60E+08
Coliformes Fecales NMP/100ml 1.30E+07 7.00E+06 1.40E+07
4.3. Objetivos del tratamiento de aguas residuales
Es de importancia que el agua residual proveniente de las casas de la comunidad, no
afecte al medio ambiente y a la población para lo cual es necesario ser tratada
mediante una planta de tratamiento.
4.4. Criterios de selección para el tipo de tratamiento
El tratamiento a utilizar va a cambiar de acuerdo a diversos criterios entre los cuales
se encuentran los siguientes:
- Obtener una depuración en un nivel elevado especialmente dentro del aspecto
microbiológico.
- La operación sea lo más simple, para que la operación sea efectuada por los
propios usuarios.
- Que los costos de operación y construcción sean en lo posible lo mínimo de
manera que sea sostenible el proyecto.
4.5. Sistema de depuración de aguas residuales
La purificación y remoción de sustancias contenidas en las aguas residuales que
pueden ser físicas, químicas y biológicas, se le conoce como sistema de depuración y
el objetivo de este es promover el bienestar de la población y proteger su salud.
Riera Capelo 54
Es de importancia definir las técnicas convenientes, sabiendo que la complejidad de
un sistema de depuración está directamente relacionada con los objetivos propuestos
para la remoción.
Por esta razón se deben distinguir los diferentes tipos de tratamiento al contar con un
gran número de procesos y diferentes métodos para el tratamiento de aguas
residuales entre los cuales están principalmente el primario y secundario. (Romero
Rojas, 2008)
En el tratamiento de aguas residuales se deben distinguir dos procesos, el uno que es
el aerobio en el cual se realiza la descomposición de la materia orgánica con
presencia de oxígeno.
El proceso anaerobio es la descomposición de compuestos orgánicos sin oxígeno
libre en su proceso.
4.5.1. Características físicas
Estas características vienen directamente relacionadas con el contenido de sólidos,
materia en suspensión, materia sedimentable, materia disuelta y parámetros como el
color y olor presente en el agua residual.
4.5.2. Características químicas
Al usar el término de características químicas en el agua residual se hace referencia a
la materia orgánica, materia inorgánica, medición de contenido orgánico y los gases,
en estos se distinguen parámetros como DBO que representan la cantidad de oxígeno
que requieren para oxidar los microorganismos la materia orgánica biodegradable,
DQO que es usado para medir la cantidad de sustancias que son susceptibles de ser
oxidadas por medios químicas o en suspensión en una muestra líquida, contenido
orgánico presente, y el fósforo que es importante para un análisis de nutrientes, es
importante en el crecimiento de algas y otros organismos biológicos.
(Tchobanoglous., 2000)
Riera Capelo 55
4.5.3. Características biológicas
Son de fundamental importancia para realizar un correcto control de enfermedades
causadas por patógenos de origen humano, ya que se debe también controlar los
microorganismos y bacterias cuando se realiza la estabilización de materia orgánica,
en estas bacterias se destaca la bacteria coliforme que es un indicador de la presencia
de organismos patógenos. (Metcalft & Eddy, 1995)
4.6. Tratamiento Primario
De acuerdo al Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente, Libro VI –
Anexo 1, se conoce como tratamiento primario a la eliminación parcial de sólidos
sedimentables y flotantes, que se encuentran en el agua residual, este se lo realiza a
través de operaciones físicas como: sedimentación, floculación, filtración, mezclado
y desarenado.
En ciertos casos se debe realizar operaciones preliminares de esta manera se da un
pretratamiento a las aguas residuales, asegurando la remoción de constituyentes que
puedan causar problemas en la operación y mantenimiento de la planta de
tratamiento.
Fosa séptica
Para lograr una óptima detención de las aguas residuales, es importante la
construcción de fosas sépticas, se las debe realizar por un periodo específico de
tiempo, para permitir una adecuada decantación de sólidos, retención de material
graso que se encuentra en las aguas residuales, y a su vez transformar estos
bioquímicamente en substancias o compuestos más simples. (Athayde, 1982)
Dentro de un tanque séptico se encuentran varias fases dentro de las cuales se
encuentran:
Riera Capelo 56
4.6.1. Retención
Las aguas son retenidas en un tanque en un periodo que puede varia de 12 a 24 horas
que son establecidos adecuadamente, esto depende de la contribución que descargue
el afluente como se observa en la tabla a continuación.
Tabla 4-2: Periodo de retención en Tanques Sépticos
Período de retención (T)
Contribución
l/día
Período de retención
Horas Días (T)
a 6000 24 1
6000 7000 21 0.875
7000 8000 19 0.79
8000 9000 18 0.75
9000 10000 17 0.71
10000 11000 16 0.67
11000 12000 15 0.625
12000 13000 14 0.585
13000 14000 13 0.54
más de 14000 12 0.5
Fuente:(NBR, 1992)
4.6.2. Sedimentación
La sedimentación se realiza por acción de la gravedad formando una substancia
denominada lodo por medio de los sólidos suspendidos encontrados en las aguas
residuales.
En la superficie libre de este líquido son retenidos sólidos que no son sedimentados
entres los cuales están: aceites, grasas y materiales mezclados con gases.
4.6.3. Digestión
Las substancias que se encuentran en la superficie libre del líquido tratado, son
atacadas por bacterias anaerobias, y estas a su vez provocan una destrucción parcial o
total de organismos dañinos.
Riera Capelo 57
4.6.4. Eficiencia
En el análisis de la eficiencia de un tanque séptico se expresan a través de parámetros
que se adoptan en diversos procesos de tratamiento, los cuales son usados en la
comunidad La Adelina. Los parámetros más usados son el DBO y los sólidos en
suspensión. En las tablas 4.3 y 4.4 se puede observar las eficiencias de las unidades.
Tabla 4-3: Eficiencia de remoción DBO5
Eficiencias de remoción de DBO5
Unidad de Tratamiento
Eficiencia de remoción de
DBO5
Tanques sépticos de cámara única o sobrepuestas 30 – 50 %
Tanques sépticos de cámaras en serie 35 – 65 %
Zanjas de filtración 75 – 95 %
Filtro anaerobio 70 – 90 %
Fuente: (Athayde, 1982)
Tabla 4-4: Eficiencia en la remoción de Sólidos de Suspensión
Eficiencias de remoción de Sólidos en Suspensión
Unidad de Tratamiento
Eficiencia de remoción de Sólidos en
suspensión
Tanques sépticos de cámaras en serie 16 – 70 %
Filtro anaerobio 64%
Fuente: (Rengel, 2000)
Para realizar el tratamiento primario en la comunidad La Adelina se optó por realizar
un tanque séptico de doble cámara.
El uso del tanque séptico no es para purificar el agua residual, ni potabilizarla, este
reduce la carga orgánica presente en las aguas residuales, convirtiéndolas en un nivel
aceptable según la normativa para descargar en diferentes afluentes.
4.6.5. Criterios de diseño para Fosa Séptica de doble cámara
Para realizar el diseño de la Fosa séptica de doble cámara se ha basado en los
parámetros establecidos en (NBR, 1992) la cual instituye que el periodo de retención
es en función del volumen útil de la fosa, la población y contribución de aguas
residuales como se observa en la siguiente tabla 4.5.
Riera Capelo 58
Tabla 4-5: Contribución de aguas residuales y lodos
Contribución unitaria de aguas residuales ( C ) y lodos (Lf) por tipo de predios y ocupantes
Predio Unidad Contribución l/día
Aguas residuales ( C ) Lodos (lf)
1 OCUPANTES PERMANENTES
RESIDENCIA
Alta Persona 160 1
Medio persona 130 1
Bajo persona 100 1
Hoteles sin cocina y sin lavandería persona 100 1
Alojamiento provisorio persona 80 1
2 OCUPANTES TEMPORALES
Fábricas en general operario 70 0.3
Edificios Públicos persona 50 0.2
Restaurantes y Similares comida 25 0.1
Cinemas, Teatros y Templos lugar 2 0.2 Fuente: (NBR, 1992)
En la tabla 4.6 se presentan los diferentes parámetros adoptados, para diseñar el
volumen útil de la fosa séptica cumpliendo las recomendaciones dadas por las
normas anteriormente nombradas.
Tabla 4-6: Parámetros para diseñar fosa séptica
DIMENSIONAMIENTO LA ADELINA FOSA SEPTICA DOBLE CAMARA
PARAMETROS DE DISEÑO PARA EL VOLUMEN UTIL DE FOSA SEPTICA
Descripción Número de habitantes
servidos
Contribución Aguas
residuales
Periodo de retención
Contribución de lodos
Remoción de DBO5
Símbolo N C T Lf DBO5
Unidad hab l/hab x día Días l/hab x día mg/lt
Datos 337 100 0.5 1 35%
Referencia Tabla 2.3 Tabla 4.5 Tabla 4.2 Tabla 4.5 Tabla 4.3
4.6.6. Volumen útil de la fosa séptica
Tabla 4-7: Volumen útil de la fosa
Descripción Símbolo Unidad Fórmula Datos
Volumen Útil V m3 V= 1.3 X N((C × T) + (100 × Lf)) 60.97
Fuente: (NBR, 1992)
Riera Capelo 59
4.6.7. Dimensiones constructivas de la fosa séptica
Tabla 4-8: Dimensionamiento real de la fosa séptica
VOLUMEN ANCHO LARGO PROFUNDIDAD VOLUMEN
REAL
m3 m m m
60.97 3.20 9.60 2.00 61.44
Es de importancia tomar en cuenta las siguientes recomendaciones para las
relaciones y dimensiones mínimas en el diseño de las cámaras.
El ancho mínimo interno debe ser B=0,80 metros
La profundidad mínima útil h=1.20 metros
Relación Largo/Ancho:2 ≤𝐿
𝑏≤ 4
No deberá superar el ancho interno dos veces a su profundidad útil
La longitud debe ser mayor al ancho interno de la cámara.
En las relaciones volumétricas en las cámaras debe cumplir las siguientes
especificaciones:
V1 Cámara1 2
3𝑉
V2 Cámara 2 1
3𝑉
Relaciones en las longitudes de las cámaras.
L1 Cámara 1 2
3𝐿 =6.40m
L2 Cámara 2 1
3𝐿 =3.20m
Orificio para el paso de las dos cámaras
2
3ℎ = 1.30𝑚
Riera Capelo 60
Los bordes superiores de los orificios se encontraran localizados a una
distancia de 30cm debajo de la superficie del líquido. (Athayde, 1982)
Esta fosa séptica está diseñada en base a especificaciones y recomendaciones
estipuladas en ETAPA EP, sus materiales y detalles constructivos se
encuentran anexados al presente proyecto.
4.6.8. Eficiencia de remoción
Se debe tomar en cuenta la remoción que se va a presentar en los sólidos de
suspensión en torno al DBO y la remoción de la demanda bioquímica de oxígeno en
la fosa séptica.
Se tomará en cuenta la eficiencia de remoción con un 70% ,por lo cual se presentan
los valores finales en la siguiente tabla
Tabla 4-9: Eficiencia remoción
Parámetros Símbolo Unidad Valor
Afluente Valor Efluente
Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO mg/L 86.5 60.55
Sólidos Suspendidos Totales SST mg/L 55 38.5
Coliformes Fecales CF cf/100ml 1.30E+07 9.10E+06
4.7. Tratamiento secundario
El tratamiento secundario es de importancia ya que permite remover compuestos
orgánicos biodegradables y sólidos suspendidos. Esto se realiza por medio de
procesos biológicos como: filtros percoladores, lodos activados y sistemas de lagunas
de sedimentación
4.7.1. Pantanos artificiales o humedales.
Entre los tratamientos secundarios de las aguas residuales se encuentran los
humedales, que son sistemas que imitan a los naturales, el agua fluye en el lecho y
este se filtra a través de la piedra y plantas acuáticas, este lecho es de baja
profundidad, y facilita que las plantas se desarrollen de manera correcto por lo que es
permeable.
Riera Capelo 61
Las plantas que formarán el humedal reemplazanse utilizarán como soporte del
crecimiento bacterial, a este tratamiento se le puede observar como un filtro
percolador.
Los humedales artificiales se constituyen como lagunas las cuales tienen
profundidades bajas entre 0.3 m a 1.0m, las cargas orgánicas de estos son hasta
200KgDBO/ha/día, y el periodo de retención van entre 3 y 14 días, dentro de estos es
posible sembrar vegetación, la cual opera los procesos fotosintéticos y aglomera la
vegetación complementaría como algas que son productoras de oxígeno. Este sistema
de tratamiento es utilizado cuando el efluente por lo general es doméstico.
A continuación se especifican los parámetros y criterios de diseño para humedales de
flujo sub-superficial.
Tabla 4-10: Criterios de diseño para humedal con un flujo sub-superficial
Parámetros Unidades Valor
Tiempo de retención para remoción
DBO días
3 – 4
(DBO)
Carga hidráulica superficial m3/ha/día
470 –
1870
Carga orgánica de DBO kg/ha/día <112
Carga de SSI kg/ha/día 390
Profundidad de agua m
0,30 a
0,60
Profundidad medio m
0,45 a
0,75
Relación longitud/ancho` adim 2:1 a 4:1
Control de mosquitos ---------
no
requiere
DBO esperada del efluente mg/lt <20
SST esperado del efluente mg/lt <20
NT esperado del efluente mg/lt <10
PT esperado del efluente mg/lt <5
Fuente: (Romero Rojas, 2008)
Riera Capelo 62
4.7.2. Mecanismo de purificación
La planta cumple la función de remover los fosfatos y iones. Para poder remover el
nitrógeno la planta utiliza mecanismos de absorción y por medio de combinación de
procesos microbianos de nitrificaicón-desnitrificación.
Las raíces de la planta cumplen la función de oxidar la materia orgánica mediante sus
bacterias asociadas, esta oxidación se realiza gracias a la ayuda del transporte de
oxigeno que realizan las hojas a la raíz.
La remoción de nutrientes se realiza cuando la planta del humedal está en
crecimiento, de esta manera realizar la cosecha en el humedal es algo necesario, ya
que también evita que la biomasa muerta entre en el agua y demande oxígeno.
4.7.3. Diseño de humedal artificial de flujo sub-superficial.
4.7.3.1. Caudal de diseño
Q = N x q (21)
86400
Dónde:
Q= Caudal de diseño L/s
N= Número de aportantes hab
q= Producción de agua residual por persona L/día
Tabla 4-11: Datos usados para el diseño del humedal artificial
DATOS DE DISEÑO SIMBOLO UNIDAD VALOR
Número de
aportantesTOTAL
NT hab. 335
Número de Humedales NH U 2
Número de aportantes N hab. 168
Dotación final periodo de
diseño
Dot L/hab/día 100.00
Aporte de aguas servidas k adim. 80%
Producción de agua residual
por persona
q L/día 80.00
Tiempo de retención T días 3.00
DBO del afluente DBO mg/L 60.55
Medio del humedal
grava
media
Profundidad del medio hm m 0.60
Profundidad del agua h m 0.50
Talud muro del humedal i x:1 2.00
Riera Capelo 63
Pendiente del lecho j % 1.00%
Ancho muro del humedal a m 1.00
Cálculo:
Q = 167,5 x 80
86400
Q = 0.155 lt/seg
Q = 13.40 m3/dia
4.7.3.2. Volumen del humedal artificial
𝑉=𝑄∗𝑇 (22)
Dónde:
V= Volumen del humedal (m3).
Q= Caudal de diseño (lt/seg).
T= Tiempo de retención (días).
Cálculo
V = 13,4 * 3
V = 100.50 m3
4.7.3.3. Área superficial del humedal
Área superficial del humedal para una profundidad de medio de 0.6 y una
profundidad de agua de 0.5 m
Cálculo:
𝐴 =𝑉
𝐻 𝑎𝑔𝑢𝑎 (23)
A = 100.5
0.50
A = 502.50 m2
A = 0.050 Ha
4.7.3.4. Medio humedal
Tabla 4-12: Características del medio humedal
Tipo Grava
media
Tamaño efectivo 32
Porosidad 0.40
Riera Capelo 64
Conductividad
hidráulica 10,000
Fuente: (Romero Rojas, 2008)
4.7.3.5. Área de la sección transversal del lecho
𝐴𝑡 =Q
K∗(∆h
∆L) (24)
Dónde:
Q= Caudal m3/s
K= Conductividad eléctrica del lecho completamente desarrollado m/s
∆h
∆L = Pendiente del lecho
Cálculo:
At = 13.40
10000 * 0.1 * 0.01
At = 1.34 m2
4.7.3.6. Longitud y ancho del humedal
Para el cálculo de la longitud y el ancho del humedal de flujo sub-superficial se
aplicarán las siguientes ecuaciones:
𝑎 =𝐴𝑡
𝐻𝑎𝑔𝑢𝑎 (25)
𝐿 =𝐴
𝑎
Riera Capelo 65
Dónde:
a= ancho del humedal (m).
L= longitud del humedal (m).
Cálculo:
Ancho del humedal
a = 1.34
0.50
a = 2.68 m
Ancho del humedal asumido
a = 12.00 m
Nota: Se asume el ancho de 12 m para disminuir la longitud del humedal.
Longitud del humedal
L = 502.50
12.00
L = 41.88 m
Longitud asumida
L = 42.00 m
Relación entre ancho y longitud
L/B= 3.49
Riera Capelo 66
4.7.3.7. Carga orgánica del humedal
CO = DBO * Q (26)
A
Dónde:
CO= Carga orgánica (kg DBO/Ha/día).
DBO= Demanda biológica de oxígeno del afluente (mg/l).
A= Área superficial del humedal (m2).
Cálculo: CO = 60.55 * 13.40
0.050 * 1000
CO = 16.23 kg DBO/Haxdia
4.7.3.8. Dimensiones del humedal de flujo sub-superficial
Tabla 4.13 Dimensiones del humedal AREA ANCHO LARGO PROFUNDIDAD AREA TOTAL
m2 m m m m
2 Ha
502.50 12.00 42.00 0.50 252.00 0.03
En el Anexo 5 se pueden observar los planos y detalles constructivos del humedal
diseñado en este estudio
4.8. Manual de operación y mantenimiento para la planta de aguas residuales
4.8.1. Objetivo
El objetivo del manual de operaciones es que se establezcan procesos básicos para la
Operación y Mantenimiento de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la
comunidad La Adelina, cuya ejecución ayudará para mejorar la eficiencia, y
sostenibilidad en el servicio de recolección, transporte y tratamiento de aguas
residuales.
Por medio de este manual se desea prevenir los riesgos de la salud de los habitantes y
a su vez los inconvenientes que se darán a causa de la irrupción del servicio.
Riera Capelo 67
4.8.2. Operación de los sistemas de depuración.
Para realizar una óptima decantación primaria, se optó por realizar una fosa séptica
de doble cámara; el efluente de estas cámaras será tratado por humedales artificiales
los cuales son de flujo sub-superficial, en los humedales se usarán plantas de torora.
Es de relevancia realizar una correcta operación en los sistemas de depuración ya que
está basada en lo siguiente:
El caudal que se depura a través de la planta de tratamiento puede afectar
directamente a la calidad de los cuerpos receptores, y de esta manera producir
un riesgo sanitario a la población, si se realiza un tratamiento deficiente.
Al presentarse una desviación de las condiciones óptimas de funcionamiento,
los sistemas de tratamiento biológico pueden disminuir eficiencia, por lo cual
es necesario un control y seguimiento permanente en los sistemas de
tratamiento.
Para un correcto funcionamiento de las unidades para el sistema de tratamiento de la
comunidad La Adelina, se presentan las siguientes recomendaciones las cuales deben
ser ejecutadas por el GAD municipal de Santa Isabel u Organización.
4.8.2.1. Rejas al ingreso de las fosas sépticas
Estas son colocadas en la entrada de las fosas sépticas de depuración.
Objetivos:
Son encargadas de evitar desbordes en el canal de entrada, si existieran
obturaciones excesivas en la rejilla.
Realizar una adecuada penetración del flujo del agua residual al interior de
las unidades de depuración.
Descripción de actividades
Rastrillado de la rejilla para remover el material sólido retenido.
Riera Capelo 68
Colocación del material removido en un medio de transporte.
Transferencia del material removido, colocación del material en un pozo
sanitario cubriendo con una capa de tierra de la excavación del pozo. Las
dimensiones del pozo pueden ser 1m2 de área y 2m de profundidad, al
saturarse el pozo se deberán construir nuevos.
Recursos imprescindibles
Herramientas menores: pala, carretilla, rastrillo.
Operador.
Tiempo aproximado: 30 minutos
Frecuencia: diaria
4.8.2.2. Fosas sépticas
Objetivo:
Evitar acumulaciones de lodos y natas sobrenadantes asegurando su normal
funcionamiento
Descripción de actividades
Escobillar la superficie del líquido con objeto de fracturar y rehidratar las natas
sobrenadantes y propiciar su sedimentación. Al realizar esta actividades se
permite realizar una evacuación de gases que son producidos por la
estabilización anaerobia de los sólidos, evitando la acidificación de agua que
perturbaría la actividad metano génica. Para realizar esta actividad
apropiadamente se empleará un rastrillo, una motobomba que succione el agua
de la fosa séptica.
Riera Capelo 69
En el fondo de esta unidad se encuentra ubicado el lodo el cual debe ser extraído
mediante una bomba de succión, dicho lodo debe ser depositado en el lecho de
secado.
Esta extracción se debe realizar cuando el lodo se encuentre a una altura del 30%
de agua de la fosa. Es de importancia extraer el lodo dejando una parte de este
lodo el cual sirve como inóculo, que es necesario para el proceso de digestión
anaerobia, esta capa de lodo deberá ser alrededor de 0.1 a 0.15m.
Recursos imprescindibles
Usuarios/ operador
Cuadrilla de Mantenimiento y Operación
Bomba de succión
Tiempo aproximado
Escobilla de natas: una hora
Extracción de lodos digeridos: 4 horas.
Frecuencia:
Escobillado: cada 15 días
Extracción: 3 a 5 años para fosas sépticas
4.8.2.3. Humedales
Objetivos:
Cerciorar que los criterios de flujo y tiempos de retención estén cumpliendo
con el estudio, realizando de esta manera una efectiva depuración.
Asegurar el óptimo crecimiento de la totora cultivada en los humedales.
Descripción de actividades
Se debe conservar la configuración de los diques perimetrales, de esta manera
se asegura su estabilidad.
Riera Capelo 70
Cosechar la totora cuando la densidad de esta, cubra el lecho filtrante y su
espejo de agua cubra el 50% del área superficial de la laguna. Para realizar
este proceso se debe vaciar la laguna de manera temporal, la cosecha se
efectuará 15 días después de la suspensión del flujo como mínimo.
El manejo del producto de esta cosecha se puede tratar de distintas formas
como las siguientes:
Evacuación hacia un relleno sanitario.
Colocación del producto en el suelo y este debe ser secado por el medio
ambiente con un tiempo mínimo de tres semanas.
Sujeta a un secado anexo para incinerarlo posteriormente.
Recursos imprescindibles
Herramientas menores
Operario
Tiempo estimado
Siete días
Frecuencia
Trimestral
4.8.3. Funcionamiento del sistema de tratamiento biológico
Es necesario tomar medidas específicas en las unidades de tratamiento biológico,
para desarrollar un adecuado funcionamiento de la micro-fauna que es responsable
de realizar la estabilización de materia orgánica, con esto minimizará el tiempo que
se requiere para la maduración de los reactores.
Riera Capelo 71
4.8.4. Actividades para el funcionamiento de las fosas sépticas
Llenar unidades con agua clara
Insertar en el reactor un inóculo de lodo biológico transportada de otra unidad que
posee condiciones similares. Para este caso es importante aplicar el lodo biológico
que ha sido retirado de otra fosa séptica.
Se debe aplicar a los reactores una cantidad de 10 a 20 kg de solidos suspendidos
volátiles por cada metro cúbico de la cámara.
Al aplicarse el inóculo del lodo biológico, desde el principio trabajarán las unidades
de una manera estable, y funcionará de manera correcta cumpliendo con la
decantación de sólidos de una forma óptima.
4.8.5. Actividades para el funcionamiento de los humedales
Siembra de la totora luego de la construcción del terraplén y diques perimetrales de
las lagunas. Cada rizoma debe poseer 10 cm de largo y tener brotes en el extremo.
La siembra de la planta de totora se debe realizar cada 0.5 m; su raíz se coloca debajo
de la superficie del medio; el lecho debe ser llenado con agua hasta la parte superior
o ser rociado frecuentemente.
Se debe cuidar que los brotes de estas plantas no estén saturados, suele ser suficiente
con el agua lluvia o mediante agua clara obtenida en diferentes afluentes.
4.8.6. Eficiencia del funcionamiento del sistema de tratamiento
Es parte fundamental en el programa de operación y mantenimiento de la planta el
control periódico de la eficiencia de unidades, de esta manera se verifica el óptimo
funcionamiento del sistema y si es necesario resolver los problemas presentes.
Para conocer la eficiencia de las unidades se debe realizar ensayos de calidad del
agua afluente y efluente, por lo cual en la sección se los ensayos a efectuarse. Dichos
ensayos tienen que ver directamente con los sólidos suspendidos, carga orgánica y
microbiológica. Si la remoción de estos elementos es baja, los ensayos deben
ampliarse y realizar en: temperatura, PH, alcalinidad, y varios, de esta manera
Riera Capelo 72
controlar que este medio sea adecuado para el desarrollo del microorganismo que
realizar la depuración del agua.
4.8.7. Frecuencia de ensayos
Los ensayos se deben realizar trimestralmente en el proceso del primer año de
funcionamiento, luego de esto se realizarán cada seis meses.
4.8.8. Responsable del control del sistema
El control del sistema de la planta de tratamiento debe realizarse por personas
profesionales, a causa de los muestreos, ensayos de laboratorio, y el análisis de
información.
4.8.9 Mantenimiento
El mantenimiento de la planta es necesario para asegurar un correcto funcionamiento
y estado físico de equipos, accesorios y obras civiles, estas obras de mantenimiento
deben ser ejecutadas al iniciar indicios de desmejoramiento, y de acuerdo a las
recomendaciones de los fabricantes de accesorios y los equipos.
Las principales obras de mantenimiento a efectuare deberán ser:
Reparaciones anuales en el cerramiento.
Reparaciones en las obras civiles menores.
Pintar la parte visible de la fosa séptica y filtros biológicos anualmente.
4.8.10 Conclusiones
Siguiendo las recomendaciones estipuladas en este manual, y con una continua
revisión de la planta de tratamiento, se puede asegurar un buen funcionamiento y
duración para el cual fue diseñado el sistema de depuración de aguas residuales.
A través del seguimiento dado al sistema de depuración y control inicial del mismo,
se podrán ajustar estas recomendaciones, para mejorar el mantenimiento y operación
general de la fosa séptica y el humedal artificial.
Riera Capelo 73
CAPITULO V
5. PRESUPUESTO Y ESPECIFICACIONES
5.1. Determinación de rubros
Es el grupo de actividades, operaciones, materiales y servicios que, en función de las
especificaciones debidas, integran cada una de las partes en las cuales la obra se
divide con fines de pago y medición.
En la tabla 5.1 se detalla los rubros utilizados para poder construir el alcantarillado
sanitario, y en la tabla 5.2 se detalla los rubros para realizar la planta de tratamiento.
Tabla 5-1: Rubros de alcantarillado Sanitario
Item Código Descripción Unidad
001 Red de Distribución
1,001 522039 Replanteo mayor a 1.0 km. km
1,002 580005 Nivelación de 500 a 1000 m m
1,003 503001
Excavación mecánica en suelo sin clasificar de 0 a 2 m de
profundidad, m3
1,004 503016
Excavación mecánica en suelo sin clasificar de 2 a 4 m de
profundidad, m3
1,005 503002
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 0 a 2 m
de profundidad, m3
1,006 503014
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 2 a 4 m
de profundidad, m3
1,007 502002
Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad
entre 0 y 2 m m3
1,008 502003
Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad
entre 2 y 4 m m3
1,009 502007
Excavación a mano en Terreno Conglomerado,
Profundidad entre 0 y 2 m m3
1,010 502008
Excavación a mano en Terreno Conglomerado,
Profundidad entre 2 y 4 m m3
1,011 503010 Excavación mecánica en roca de 0 a 2 m, de profundidad, m3
1,012 503011 Excavación mecánica en roca de 2 a 4 m, de profundidad, m3
1,013 503003
Excavación mecánica en suelo de alta consolidación de 0
a 2 m de profundidad, m3
1,014 503015
Excavación mecánica en suelo de alta consolidación de 2
a 4 m de profundidad, m3
1,015 523002 Entibado Discontinuo m2
2 Desalojos y Rellenos
2,001 513003 Cargada de Material a maquina m3
Riera Capelo 74
2,002 513001 Cargada de material a mano m3
2,003 513002 Transporte de material hasta 5km m3
2,004 513004 Transporte de materiales más de 5 Km m3-km
2,005 514008 Relleno Compactado de Zanja con mat. de Mejoramiento m3
2,006 514004 Relleno compactado m3
2,007 535200 Material de Reposición (Incluye esponjamiento) m3
3 Redes de Alcantarillado
3,001 535931 Sum, Tubería PVC E/C 0,63 MPA - 200 mm m
3,002 509037 ColocaciónTubería PVC Alcant. D=200 mm m
3,003 534006 Pozo de revisión de h=0 a 2,0 m, Tapa y Brocal tipo A u
3,004 534001 Pozo de revisión de h=0 a 2,5 m, Tapa y Brocal tipo A u
3,005 534002 Pozo de revisión de h=0 a 3,0 m, Tapa y Brocal tipo A u
3,006 534003 Pozo de revisión de h=0 a 3,5 m, Tapa y Brocal tipo A u
3,007 534004 Pozo de revisión de h=0 a 4,0 m, Tapa y Brocal tipo A u
3,008 506003 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3
3,009 580040 Catastro de alcantarillado Km
4 Impactos Ambientales
4,001 522116 Valla de madera para advertencia de sitio de obra u
4,002 522077 Letrero metálico de información del proyecto u
Tabla 5-2: 2 Rubros de la planta de tratamiento
Item Código Descripción Unidad
1 Obras Preliminares
1,001 520002 Desbroce y limpieza m2
1,002 522030 Replanteo y nivelación de áreas m2
1,003 522001 Abatimiento del nivel freático Hora
2 Fosa Séptica de Doble Cámara
2,001 503001
Excavación mecánica en suelo sin clasificar de 0 a 2
m de profundidad, m3
2,002 503016
Excavación mecánica en suelo sin clasificar de 2 a 4
m de profundidad, m3
2,003 503002
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 0 a
2 m de profundidad, m3
2,004 503014
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 2 a
4 m de profundidad, m3
2,005 535200 Material de Reposición (Incluye esponjamiento) m3
2,006 514004 Relleno compactado m3
2,007 513001 Cargada de material a mano m3
2,008 513003 Cargada de Material a maquina m3
2,009 513002 Transporte de material hasta 5km m3
3 Hormigón armado de la estructura
3,001 506011 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3
3,002 508002 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2
3,003 501003 Encofrado Recto m2
3,004 516001 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg
3,005 506008 Hormigón Simple 280 Kg/cm2 m3
3,006 517008 Preparado y pintado de superficie con pintura m2
Riera Capelo 75
acrílica
3,007 506024 Revestimiento epóxico m2.
4 Aireadores
4,001 535020 Sum, Tubería PVC Desagüe D=110 mm m
4,002 535135 Sum, Tee PVC Desagüe D=110 mm u
4,003 540277 Sum,-Ins, Codo PVC Desagüe D=110 mm 90 grad, u
5 Accesorios y tuberías
5,001 540068 Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA - 200 mm m
5,002 509005 Colocación Tubería PVC U/E D=200 mm m
5,003 540071 Sum,-Ins, Unión reparación PVC U/E D=200 mm u
5,004 540070 Sum,-Ins, Tee PVC U/E D=200 mm u
5,005 540069 Sum,-Ins, Codo PVC U/E R/L D=200 mm 90 grad, u
5,006 540065 Sum,-Ins, Rejilla Hierro (Seg. Especificación) m2
6 Humedal artificial de flujo subsuperficial
6,001 503001
Excavación mecánica en suelo sin clasificar de 0 a 2
m de profundidad, m3
6,002 503016
Excavación mecánica en suelo sin clasificar de 2 a 4
m de profundidad, m3
6,003 503014
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 2 a
4 m de profundidad, m3
6,004 503002
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 0 a
2 m de profundidad, m3
6,005 535200 Material de Reposición (Incluye esponjamiento) m3
6,006 514004 Relleno compactado m3
6,007 513001 Cargada de material a mano m3
6,008 513003 Cargada de Material a maquina m3
6,009 513002 Transporte de material hasta 5km m3
7 Geomembrana, grava y plantas
7,001 540430 Sum,-Ins, Geomembrana 500 micras m2
7,002 540276 Sum, y colocación Grava (Filtro Anaerobio) m3
8 Tubería y accesorios
8,001 540068 Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA - 200 mm m
8,002 509005 Colocación Tubería PVC U/E D=200 mm m
8,003 535709 Sum, Codo PVC U/E R/L D=200 mm 22.5 grad, u
8,004 535708 Sum, Codo PVC U/E R/L D=200 mm 45 grad, u
8,005 535601 Sum, Codo PVC U/E R/L D=200 mm 90 grad, u
8,006 540070 Sum,-Ins, Tee PVC U/E D=200 mm u
8,007 535813 Sum, Tapón PVC U/E D=200 mm u
8,008 540071 Sum,-Ins, Unión reparación PVC U/E D=200 mm u
9 Canal de ingreso al humedal
9,001 508002 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2
9,002 506011 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3
9,003 501003 Encofrado Recto m2
9,004 516001 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg
9,005 506008 Hormigón Simple 280 Kg/cm2 m3
9,006 517008
Preparado y pintado de superficie con pintura
acrílica m2
9,007 535068 Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA - 110 mm m
Riera Capelo 76
9,008 509003 Colocación Tubería PVC U/E D=110 mm m
10 Cajón de salida del humedal
10,001 508002 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2
10,002 506011 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3
10,003 501003 Encofrado Recto m2
10,004 516001 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg
10,005 506008 Hormigón Simple 280 Kg/cm2 m3
10,006 517008
Preparado y pintado de superficie con pintura
acrílica m2
10,007 540068 Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA - 200 mm m
10,008 509005 Colocación Tubería PVC U/E D=200 mm m
11 Cerramiento de malla
11,001 503002
Excavación mecánica en suelo conglomerado de 0 a
2 m de profundidad, m3
11,002 506001 Hormigón Ciclópeo 60% HS y 40% piedra m3
11,003 501003 Encofrado Recto m2
11,004 505002 Mampostería de Piedra con mortero 1:3 m3
11,005 516001 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg
11,006 506003 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3
11,007 540008
Sum,-Ins, Malla de cerram, 50/12 h=1,5 con tubo
poste 2" m
11,008 540124 Sum,-Ins, Puerta de Malla para cerramiento m2
11,009 520001 Colocación y suministro de Alambre de púas m
5.2. Análisis de precios unitarios.
El presupuesto del sistema de alcantarillado y la planta de tratamiento de aguas
residuales de la comunidad La Adelina, de la parroquia Carmen de Pijilí del cantón
Santa Isabel, servirá como un costo referencial para el proyecto.
Este presupuesto está formado por el costo de los rubros y estos pueden ser directos e
indirectos. Se realiza un análisis de los precios unitarios, y se ha tomado como
referencia la base de datos de ETAPA de la ciudad de Cuenca, realizando a través del
programa informático INTERPRO.
Para conocer las cantidades de obra en excavación y relleno se utilizó el software
CIVILCAD. En las zanjas para realizar el análisis de las cantidades de obra se utilizó
como referencia una profundidad mínima de 1.20 m bajo la rasante del suelo.
En los pozos de revisión las dimensiones del pozo tipo se encuentran detallado en los
detalles constructivos en el ANEXO 2, para este se calculó el área y se multiplicó
Riera Capelo 77
porla altura del pozo, estas alturas varían de acuerdo al lugar donde se encuentra
ubicado y su topografía.
5.3. Presupuesto Referencial
5.3.1. Alcantarillado Sanitario Comunidad La Adelina
Tabla 5-3: Presupuesto referencial del alcantarillado sanitario
PRESUPUESTO REFERENCIAL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Item Cod
Descripción Unidad Cantidad
P.Unita
rio P.Total
001 Red de Distribución 52,944.16
1,001 522039 Replanteo mayor a 1.0 km. km 2.50 490.08 1,225.20
1,002 580005 Nivelación de 500 a 1000 m m 2,582.00 0.31 800.42
1,003 503001
Excavación mecánica en suelo sin
clasificar de 0 a 2 m de profundidad, m3 2,110.73 2.87 6,057.80
1,004 503016
Excavación mecánica en suelo sin
clasificar de 2 a 4 m de profundidad, m3 155.96 3.02 471.00
1,005 503002
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 1,695.15 3.94 6,678.89
1,006 503014
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 2 a 4 m de
profundidad, m3 90.96 4.66 423.87
1,007 502002
Excavación a mano en Suelo sin
clasificar, Profundidad entre 0 y 2 m m3 63.84 11.38 726.47
1,008 502003
Excavación a mano en Suelo sin
clasificar, Profundidad entre 2 y 4 m m3 47.11 13.48 635.08
1,009 502007
Excavación a mano en Terreno
Conglomerado, Profundidad entre 0
y 2 m m3 42.56 14.06 598.34
1,010 502008
Excavación a mano en Terreno
Conglomerado, Profundidad entre 2
y 4 m m3 27.40 20.22 554.03
1,011 503010
Excavación mecánica en roca de 0 a
2 m, de profundidad, m3 181.34 23.33 4,230.71
1,012 503011
Excavación mecánica en roca de 2 a
4 m, de profundidad, m3 492.91 24.10 11,879.06
1,013 503003
Excavación mecánica en suelo de
alta consolidación de 0 a 2 m de
profundidad, m3 181.34 13.85 2,511.59
1,014 503015
Excavación mecánica en suelo de
alta consolidación de 2 a 4 m de
profundidad, m3 492.91 15.68 7,728.78
1,015 523002 Entibado Discontinuo m2 1,179.68 7.14 8,422.92
2 Desalojos y Rellenos 78,408.13
2,001 513003 Cargada de Material a maquina m3 2,824.35 1.16 3,276.25
2,002 513001 Cargada de material a mano m3 626.23 7.50 4,696.73
2,003 513002 Transporte de material hasta 5km m3 3,450.58 2.45 8,453.92
2,004 513004
Transporte de materiales más de 5
Km m3-km 371.66 0.30 111.50
2,005 514008 Relleno Compactado de Zanja con m3 2,120.52 17.88 37,914.90
Riera Capelo 78
mat. de Mejoramiento
2,006 514004 Relleno compactado m3 3,120.25 4.36 13,604.29
2,007 535200
Material de Reposición (Incluye
esponjamiento) m3 856.83 12.08 10,350.54
3 Redes de Alcantarillado 55,788.97
3,001 535931
Sum, TuberíaPVC Alcant D=200
mm m 2,583.00 15.00 38,745.00
3,002 509037
ColocaciónTubería PVC Alcant.
D=200 mm m 2,583.00 1.14 2,944.62
3,003 534006
Pozo de revisión de h=0 a 2,0 m,
Tapa y Brocal tipo A u 24.00 328.99 7,895.76
3,004 534001
Pozo de revisión de h=0 a 2,5 m,
Tapa y Brocal tipo A u 2.00 387.66 775.32
3,005 534002
Pozo de revisión de h=0 a 3,0 m,
Tapa y Brocal tipo A u 2.00 442.64 885.28
3,006 534003
Pozo de revisión de h=0 a 3,5 m,
Tapa y Brocal tipo A u 2.00 503.15 1,006.30
3,007 534004
Pozo de revisión de h=0 a 4,0 m,
Tapa y Brocal tipo A u 3.00 571.33 1,713.99
3,008 506003 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 8.81 139.01 1,224.68
3,009 580040 Catastro de alcantarillado Km 2.58 231.79 598.02
4 Impactos Ambientales 416.67
4,001 522116
Valla de madera para advertencia de
sitio de obra u 1.00 39.53 39.53
4,002 522077
Letrero metálico de información del
proyecto u 1.00 377.14 377.14
SUBTOTAL 187,557.93
IVA 12% 22,506.95
TOTAL 210,064.88
Son: DOSCIENTOS DIEZ MIL SESENTA Y CUATRO CON 88/100
DÓLARES
5.3.2. Planta de tratamiento Fosa séptica y humedal
Tabla 5-4: Presupuesto referencial de la fosa séptica y el humedal
PRESUPUESTO REFERENCIAL DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO
Item Código Descripción Unidad Cantidad P.Unitario P.Total
1 Obras Preliminares 9,997.52
1,001 520002 Desbroce y limpieza m2 3,116.72 1.52 4,737.41
1,002 522030 Replanteo y nivelación de áreas m2 3,116.72 1.49 4,643.91
1,003 522001 Abatimiento del nivel freático Hora 94.80 6.50 616.20
2 Fosa Séptica de Doble Cámara 1,942.45
2,001 503001
Excavación mecánica en suelo sin
clasificar de 0 a 2 m de profundidad, m3 72.73 2.87 208.73
2,002 503016
Excavación mecánica en suelo sin
clasificar de 2 a 4 m de profundidad, m3 18.22 3.02 55.01
2,003 503002
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 72.73 3.94 286.55
Riera Capelo 79
2,004 503014
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 2 a 4 m de
profundidad, m3 18.22 4.66 84.88
2,005 535200
Material de Reposición (Incluye
esponjamiento) m3 21.81 12.08 263.51
2,006 514004 Relleno compactado m3 54.54 4.36 237.81
2,007 513001 Cargada de material a mano m3 31.82 7.50 238.62
2,008 513003 Cargada de Material a maquina m3 95.46 1.16 110.73
2,009 513002 Transporte de material hasta 5km m3 186.37 2.45 456.61
3
Hormigón armado de la
estructura 11,862.55
3,001 506011 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 3.27 114.78 375.49
3,002 508002 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2 20.48 8.99 184.12
3,003 501003 Encofrado Recto m2 193.34 12.34 2,385.86
3,004 516001
Acero de Refuerzo (Incluye corte y
doblado) Kg 2,123.12 2.12 4,501.01
3,005 506008 Hormigón Simple 280 Kg/cm2 m3 11.24 147.65 1,659.59
3,006 517008
Preparado y pintado de superficie
con pintura acrílica m2 87.37 3.71 324.14
3,007 506024 Revestimiento epóxico m2. 100.51 24.20 2,432.34
4 Aireadores 35.78
4,001 535020
Sum, Tubería PVC Desagüe D=110
mm m 1.68 4.56 7.66
4,002 535135 Sum, Tee PVC Desagüe D=110 mm u 2.00 4.08 8.16
4,003 540277
Sum,-Ins, Codo PVC Desagüe
D=110 mm 90 grad, u 4.00 4.99 19.96
5 Accesorios y tuberías 2,818.77
5,001 540068
Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA -
200 mm m 13.24 20.39 269.96
5,002 509005
Colocación Tubería PVC U/E
D=200 mm m 13.24 0.95 12.58
5,003 540071
Sum,-Ins, Unión reparación PVC
U/E D=200 mm u 2.00 72.70 145.40
5,004 540070 Sum,-Ins, Tee PVC U/E D=200 mm u 2.00 176.41 352.82
5,005 540069
Sum,-Ins, Codo PVC U/E R/L
D=200 mm 90 grad, u 4.00 129.01 516.04
5,006 540065
Sum,-Ins, Rejilla Hierro (Seg.
Especificación) m2 0.56 155.45 87.05
5,007 540005 Sum,-Ins, Tapa metálica m2 2.24 144.07 322.72
5,008 540032 Sum,-Ins, Válvula HF D=200 mm u 2.00 556.10 1,112.20
6
Humedal artificial de flujo sub-
superficial 13,890.84
6,001 503001
Excavación mecánica en suelo sin
clasificar de 0 a 2 m de profundidad, m3 781.31 2.87 2,242.35
6,002 503016
Excavación mecánica en suelo sin
clasificar de 2 a 4 m de profundidad, m3 195.32 3.02 589.88
6,003 503014
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 2 a 4 m de
profundidad, m3 195.32 4.66 910.21
6,004 503002
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 781.21 3.94 3,077.96
6,005 535200
Material de Reposición (Incluye
esponjamiento) m3 146.02 12.08 1,763.92
6,006 514004 Relleno compactado m3 585.98 4.36 2,554.88
Riera Capelo 80
6,007 513001 Cargada de material a mano m3 181.37 7.50 1,360.31
6,008 513003 Cargada de Material a maquina m3 544.12 1.16 631.18
6,009 513002 Transporte de material hasta 5km m3 310.27 2.45 760.15
7 Geomembrana, grava y plantas 9,870.84
7,001 540430 Sum,-Ins, Geomembrana 500 micras m2 948.68 5.35 5,075.44
7,002 540276
Sum, y colocación Grava (Filtro
Anaerobio) m3 182.40 26.29 4,795.40
8 Tubería y accesorios 5,066.56
8,001 540068
Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA -
110 mm m 70.00 20.39 1,427.30
8,002 509005
Colocación Tubería PVC U/E
D=110 mm m 70.00 0.95 66.50
8,003 535709
Sum, Codo PVC U/E R/L D=110
mm 22.5 grad, u 4.00 78.62 314.48
8,004 535708
Sum, Codo PVC U/E R/L D=110
mm 45 grad, u 4.00 114.60 458.40
8,005 535601
Sum, Codo PVC U/E R/L D=110
mm 90 grad, u 4.00 114.60 458.40
8,006 540070 Sum,-Ins, Tee PVC U/E D=110 mm u 4.00 176.41 705.64
8,007 535813 Sum, Tapon PVC U/E D=110 mm u 4.00 118.16 472.64
8,008 540071
Sum,-Ins, Unión reparación PVC
U/E D=110 mm u 16.00 72.70 1,163.20
9 Canal de ingreso al humedal 10,626.87
9,001 508002 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2 21.96 8.99 197.42
9,002 506011 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 14.91 114.78 1,711.37
9,003 501003 Encofrado Recto m2 173.07 12.34 2,135.68
9,004 516001
Acero de Refuerzo (Incluye corte y
doblado) Kg 1,486.35 2.12 3,151.06
9,005 506008 Hormigón Simple 280 Kg/cm2 m3 14.91 147.65 2,201.46
9,006 517008
Preparado y pintado de superficie
con pintura acrílica m2 35.55 3.71 131.89
9,007 535068
Sum, Tubería PVC U/E 1,00 MPA -
110 mm m 105.00 6.60 693.00
9,008 509003
Colocación Tubería PVC U/E
D=110 mm m 105.00 0.60 63.00
9,009 540065
Sum,-Ins, Rejilla Hierro (Seg.
Especificación) m2 2.20 155.45 341.99
10 Cajón de salida del humedal 1,299.13
10,001 508002 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2 1.50 8.99 13.49
10,002 506011 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0.08 114.78 9.18
10,003 501003 Encofrado Recto m2 10.13 12.34 124.94
10,004 516001
Acero de Refuerzo (Incluye corte y
doblado) Kg 11.68 2.12 24.76
10,005 506008 Hormigón Simple 280 Kg/cm2 m3 1.97 147.65 291.02
10,006 517008
Preparado y pintado de superficie
con pintura acrílica m2 9.56 3.71 35.48
10,007 540068
Sum, Tuberia PVC U/E 1,00 MPA -
200 mm m 37.50 20.39 764.63
10,008 509005
Colocación Tubería PVC U/E
D=200 mm m 37.50 0.95 35.63
11 Cerramiento de malla 8,689.60
11,001 503002
Excavación mecánica en suelo
conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 4.20 3.94 16.55
Riera Capelo 81
11,002 506001
Hormigón Ciclópeo 60% HS y 40%
piedra m3 7.34 115.54 848.06
11,003 501003 Encofrado Recto m2 8.33 12.34 102.79
11,004 505002
Mampostería de Piedra con mortero
1:3 m3 2.20 98.76 217.27
11,005 516001
Acero de Refuerzo (Incluye corte y
doblado) Kg 19.00 2.12 40.28
11,006 506003 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 1.42 139.01 197.39
11,007 540008
Sum,-Ins, Malla de cerram, 50/12
h=1,5 con tubo poste 2" m 212.08 31.08 6,591.48
11,008 540124
Sum,-Ins, Puerta de Malla para
cerramiento m2 2.00 49.14 98.28
11,009 520001
Colocación y suministro de Alambre
de puas m 750.00 0.77 577.50
SUBTOTAL 76,104.85
IVA 12% 9,132.58
TOTAL 85,237.43
Son: OCHENTA Y CINCO MIL DOSCIENTOS TREINTA Y SIETE CON 43/100 DÓLARES
5.4. Especificaciones técnicas
Las especificaciones técnicas de la planta de tratamiento han sido basadas en las de
ETAPA ANEXO 7
5.5. Cronograma
En el cronograma de obra se ha calculado un tiempo estimado de 90 días ordinarios
para la realización del sistema de alcantarillado, y 90 días ordinarios para la planta de
tratamiento, realizando todo el proyecto en un lapso de 180 días ordinarios. Se
detalla en el ANEXO 6
Riera Capelo 82
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Al realizar la visita a la comunidad La Adelina, se realizó levantamiento de
información socioeconómico además de la basada en el INEN mediante
encuestas a los habitantes de esta comunidad, con esta información se
obtuvo varios parámetros para poder seleccionar el tipo de sistema de
alcantarillado como la planta de tratamiento de aguas residuales.
En base a los rubros a utilizarse en la implementación de este proyecto, se
elaboró un documento en el cual consta el presupuesto referencial del
alcantarillado sanitario y la planta de tratamiento de aguas residuales, el
mismo que servirá para obtener un financiamiento para la construcción del
proyecto. Este documento se encuentra detallado en el Anexo 4.
Los diseños de la red de alcantarillado y la planta de tratamiento de aguas
residuales, se desarrollaron para los habitantes de la comunidad La Adelina,
y para su población futura, este diseño está basado en los criterios técnicos
y especificaciones de la empresa local ETAPA EP, y está elaborado con el
fin de que el diseño se adapte a las condiciones de la comunidad de forma
adecuada.
La red de alcantarillado usada en la vía principal de la comunidad es de
material PVC con un diámetro de 200 mm la cual posee una longitud de
2.58 km. Las conexiones que se harán a las viviendas se lo realizarán a
través de un till mediante una tubería de PVC que tiene un diámetro de 110
mm.
Los detalles constructivos de la planta de la fosa séptica, humedal y la red
de alcantarillado se pueden visualizar en los planos del proyecto.
Riera Capelo 83
Recomendaciones
Es importante considerar las normativas y los criterios técnicos utilizados
para realizar la construcción de la planta de tratamiento de aguas residuales y
el alcantarillado sanitario.
Para que el sistema de alcantarillado y la planta de aguas residuales no posea
inconvenientes a lo largo de su vida útil es de suma importancia una debida
operación y mantenimiento de la misma.
Al implantarse la planta de tratamiento en un terreno con dueño particular, se
recomienda al GAD de Santa Isabel, realizar gestiones por parte de sus
autoridades, para proceder a realizar la adquisición.
Los estudios realizados para este proyecto está previsto en un periodo de
retorno de 20 años. Al sobrepasar este tiempo si la población en esta
comunidad creciera en una manera grande se debe realizar nuevos estudios de
alcantarillado sanitario y planta de tratamiento.
Riera Capelo 84
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Riera Capelo 85
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