Estudio y diseño del sistema de agua potable y unidades básicas sanitarias para el barrio Cascajo-Higuerón de la parroquia Nambacola, cantón Gonzanamá

(1)

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

ÁREA TÉCNICA

TITULACIÓN DE INGENIERO CIVIL

“

Estudio y diseño del sistema de agua potable y unidades básicas

sanitarias para el barrio Cascajo-Higuerón de la parroquia

Nambacola, cantón Gonzanamá

”

TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN

AUTOR:

Vicente Silva, Ángel Daniel

DIRECTOR:

Carrión Coronel, Eduardo Fernando, MSc.

LOJA

–

ECUADOR

(2)

ii

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DE TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN

MSc.

Eduardo Fernando Carrión Coronel

DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN

De mi consideración:

El presente trabajo de fin de titulación: “Estudio y diseño del sistema de agua potable y unidades básicas sanitarias para el barrio Cascajo-Higuerón de la parroquia Nambacola, cantón Gonzanamá” realizado por Vicente Silva Ángel Daniel, ha sido orientado y revisado durante su ejecución, por lo que se aprueba la presentación del mismo.

Loja, Septiembre del 2014.

f:___________________________________

MSc. Eduardo Fernando Carrión Coronel

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iii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS

Yo, Vicente Silva Ángel Daniel declaro ser autor del presente trabajo de fin de titulación: “Estudio y diseño del sistema de agua potable y unidades básicas sanitarias para el barrio Cascajo-Higuerón de la parroquia Nambacola, cantón Gonzanamá”, de la Titulación de Ingeniería Civil, siendo Eduardo Fernando Carrión Coronel director del presente trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo, son de mi exclusiva responsabilidad.

Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente dice: “Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, trabajos científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”.

f:________________________________

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iv

DEDICATORIA

Con todo mi aprecio y cariño dedico este trabajo:

A Dios, por ser mi fortaleza y darme la oportunidad de haber superado los obstáculos y dificultades para culminar este logro exitosamente.

A mis padres, Ángel y Raquel, quienes me guiaron en este transcurso de mi vida, con sus sabios consejos, siendo el sostén incondicional me dieron las bases y motivos para seguir adelante.

A mis hermanos, Krupskaya y Carlos, que me brindaron su total apoyo para seguir adelante.

A todos mis familiares, amigos y amigas, que son parte fundamental de este triunfo y que estuvieron prestos a brindar su ayuda cuando se los requería.

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v

AGRADECIMIENTO

Deseo expresar mi sincero agradecimiento y reconocimiento por el apoyo brindado a:

A la Universidad Técnica Particular de Loja, Titulación de Ingeniería Civil, a sus dignas autoridades administrativas y académicas, quienes han hecho posible mi formación integral y crecimiento como persona.

Al MSc. Eduardo Carrión Coronel, por sus valiosos consejos y orientaciones, que permitieron la adecuada consecución de esta investigación

Al Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del cantón Gonzanamá, por darme la oportunidad de desarrollar mí trabajo de fin de carrera.

A mis familiares y amigos por su apoyo y múltiples ayudas que recibí durante la culminación de este trabajo.

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vi

ÍNDICE DE CONTENIDOS

CARATULA i

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN ii

DECLARACIÓN DE AUTORIA Y CESIÓN DE DERECHOS iii

DEDICATORIA iv

AGRADECIMIENTO v

ÍNDICE DE CONTENIDOS vi

RESUMEN ... 1

ABSTRACT ... 2

INTRODUCCIÓN ... 3

CAPITULO 1 ... 5

1. ESTUDIOS PRELIMINARES. ... 6

1.1. Información general ... 6

1.1.1.Organización solicitante ... 6

1.1.2.Proyecto ... 6

1.1.3.Justificación del proyecto ... 6

1.2. Objetivos ... 6

1.2.1.General ... 6

1.2.2.Específicos ... 7

1.3. Ubicación geográfica y política del proyecto ... 7

1.3.1.Límites ... 9

1.4. Información hídrica ... 9

1.5. Clima y temperatura ...10

1.6. Topografía ...10

1.7. Geología ...11

1.8. Vias de acceso ...11

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vii

1.9.1.Población ...13

1.9.2.Vivienda ...14

1.9.3.Economía ...15

1.9.4.Servicios básicos y sanitarios ...15

1.10.Infraestructura pública ...16

1.10.1. Educación ...16

1.10.2. Salud ...17

1.11.Evaluación sanitaria del sistema existente ...17

1.11.1. Componentes del sistema actual de abastecimiento de agua ...17

1.11.2. Sistema de eliminación de excretas ...22

1.11.3. Resultados de la evaluación sanitaria ...24

CAPITULO 2 ... 25

2. BASES DE DISEÑO... 26

2.1. Período de diseño ...26

2.2. Índice de crecimiento ...26

2.2.1.Cálculo del Índice de crecimiento ...26

2.3. Análisis poblacional ...28

2.3.1.Población actual (Pa) ...28

2.3.2.Población futura de diseño (Pf) ...28

2.4. Nivel de servicio del proyecto ...33

2.5. Dotación del proyecto...33

2.6. Variaciones de consumo ...34

2.6.1.Consumo medio diario o caudal medio (_� ) ...34

2.6.2.Consumo máximo diario (_��) ...35

2.6.3.Consumo máximo horario (_��) ...35

2.7. Caudales de diseño ...36

2.7.1.Caudal de la fuente de abastecimiento (_� ) ...36

2.7.2.Caudal de captación (_� _��) ...36

(8)

viii

2.7.4.Caudal de la Planta de Tratamiento (� � ) ...37

2.7.5.Volumen de Reserva _{� )} ...37

2.7.6.Caudal de distribución (_{� �} _� _�� ) ...38

CAPITULO 3 ... 39

3. SISTEMA DE AGUA POTABLE ... 40

3.1. Levantamiento de información preliminar ...40

3.1.1.Trabajos topográficos ...40

3.1.2.Estudio de suelos ...40

3.1.3.Fuente de abastecimiento ...42

3.2. Diseño de los componentes del sistema de abastecimiento de agua potable ....47

3.2.1.Captación ...47

3.2.2.Filtro lento descendente (FLD) ...51

3.2.3.Estación de bombeo ...59

3.2.4.Desinfección ...68

3.2.5.Tanque de reserva ...71

3.2.6.Conexiones domiciliarias ...77

3.3. Diseño y cálculo hidráulico de las redes del sistema de abastecimiento de agua potable ...77

3.3.1.Ubicación y configuración de las redes ...77

3.3.2.Parámetros básicos ...79

3.3.3.Línea de conducción ...83

3.3.4.Red de distribución ...89

3.4. Evaluación del impacto ambiental del proyecto ...94

3.4.1.Condiciones ambientales iniciales del proyecto ...94

3.4.2.Metodología ...96

3.4.3.Caracterización e identificación de los impactos en el medio ambiente ...97

3.4.4.Matriz de impactos ambientales ...98

3.4.5.Descripción de los impactos ambientales obtenidos ...99

(9)

ix

3.5. Presupuesto Referencial del sistema de abastecimiento de agua potable ... 102

3.6. Especificaciones técnicas para la construcción ... 103

3.6.1.Generalidades ... 103

3.6.2.Especificaciones técnicas ... 104

3.7. Manual de operación y mantenimiento ... 104

3.7.1.Generalidades ... 104

3.7.2.Manual de operación y mantenimiento para el sistema de agua potable del Barrio Cascajo-Higuerón ... 104

3.8. Análisis tarifario ... 104

3.9. Viabilidad económica y financiero ... 105

3.9.1.Viabilidad económica ... 105

3.9.2.Viabilidad financiera ... 105

3.9.3.Tasa interna de retorno (TIR) ... 106

3.9.4.Valor actual neto (VAN) ... 106

3.9.5.Relación Beneficio Costo (B/C) ... 107

3.9.6.Resultados de los indicadores financieros ... 108

CAPITULO 4 ... 109

4. SISTEMA DE ELIMINACIÓN DE EXCRETAS... 110

4.1. Introducción ... 110

4.2. Elección del Tipo de Sistema de eliminación de excretas ... 110

4.3. Normativa utilizada ... 111

4.3.1.Criterios técnicos de diseño ... 111

4.4. Presupuesto referencial ... 116

4.5. Especificaciones técnicas ... 117

CAPITULO 5 ... 118

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 119

5.1. Conclusiones ... 119

5.2. Recomendaciones ... 120

(10)

x

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1. TabulacióndeResultados de la encuesta Socio-Económica. ...12

Tabla 1.2. Población base por rangos de edades, barrio Cascajo-Higuerón ...14

Tabla 2.1. Calculo de Índices de crecimiento para el cantón Gonzanamá ...27

Tabla 2.2. Tasas de crecimiento poblacional. ...28

Tabla 2.3.TGF Parroquia Nambacola...30

Tabla 2.4. TGF Cantón Gonzanamá. ...30

Tabla 2.5. TGF por edades cantón Gonzanamá. ...30

Tabla 2.6. TGF Zona Rural del Cantón Gonzanamá. ...31

Tabla 2.7. Migración en el cantón Gonzanamá. ...31

Tabla 2.8. Resumen del cálculo de la Población futura (Pf). ...32

Tabla 2.9. Niveles de servicio para sistemas de abastecimiento de agua, disposición de excretas y residuos líquidos. ...33

Tabla 2.10. Dotaciones de agua para los diferentes niveles de servicio. ...34

Tabla 2.11. Porcentaje de fugas a considerarse en el diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable. ...34

Tabla 2.12. Resumen de caudales de diseño. ...38

Tabla 3.1. Resultados de ensayos practicados. ...41

Tabla 3.2. Composición de la muestra de suelo ensayada. ...41

Tabla 3.3. Clasificación del suelo obtenido de la muestra ensayada. ...41

Tabla 3.4.Aforo de caudal Vertiente “Totoras” ...42

Tabla 3.5. Resultados Calidad Físico- Química y Microbiológica del agua, vertiente “Totoras”. ...44

Tabla 3.6. Procesos de tratamiento sugeridos en función del tipo de fuente de abastecimiento. ...45

Tabla 3.7. Tratamientos probables. ...46

Tabla 3.8. Calidad bacteriológica del agua. ...46

Tabla 3.9. Dimensiones de la captación. ...51

Tabla 3.10. Dimensionamiento de las capas del lecho filtrante. ...56

Tabla 3.11. Resultados del diseño del sistema de filtración. ...59

Tabla 3.12. Lapso de arranque de motores...59

Tabla 3.13. Longitudes para pérdidas localizadas de accesorios. ...62

Tabla 3.14. Cálculo dePerdidas de carga en accesorios para la succión. ...63

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xi

Tabla 3.16. Instalación del Provichlor Tab. ...70

Tabla 3.17. Resultados del Provichor Tab. ...71

Tabla 3.18. Dimensionamiento del tanque de reserva. ...77

Tabla 3.19. Coeficiente de pérdida para diferentes accesorios. ...80

Tabla 3.20. Módulo de Young de materiales. ...82

Tabla 3.21. Diseño hidráulico de la línea de conducción a lámina libre. ...86

Tabla 3.22. Ubicación de caja de inspección en la conducción. ...88

Tabla 3.23. Resultado del diseño hidráulico línea de conducción ...88

Tabla 3.24. Categorización de los ramales y sub-ramales para el diseño hidráulico de la red distribución para el barrio Cascajo – Higuerón. ...90

Tabla 3.25. Ubicación Válvulas de aire ...90

Tabla 3.26. Ubicación Válvulas de desagüe. ...90

Tabla 3.27. Ubicaciónválvulas reductoras de presión. ...91

Tabla 3.28. Diámetros en tuberías de la red de distribución. ...91

Tabla 3.29. Presiones hidráulicas Ramal 1. ...92

Tabla 3.30. Presiones hidráulicas Ramal 2. ...93

Tabla 3.31. Factores considerados en la evaluación del impacto ambiental. ...97

Tabla 3.32. Matriz de Leopold para la identificación de impactos ambientales. ...99

Tabla 3.33. Comparación de alternativas de costo para el proyecto ... 102

Tabla 3.34. Presupuesto referencial de la obra ... 103

Tabla 3.35. Índices financieros y sociales. ... 108

Tabla 4.1. Tasas recomendadas para la infiltración de los lixiviados en los hoyos .... 114

Tabla 4.2. Presupuesto referencial de construcción para una unidad básica sanitaria. ... 116

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1. División Política del Cantón Gonzanamá. ... 7

Figura 1.2. Ubicación del Proyecto. ... 8

Figura 1.3. Precipitaciones y temperaturas medias anuales de la estación meteorológica Gonzanamá, del periodo 1960-2000. ...10

Figura 1.4. Mapa de suelos, barrio el Cascajo-Higuerón. ...11

Figura 1.5. Aplicación de Encuesta Socio-Económica a la Comunidad del Cascajo-Higuerón. ...12

Figura 1.6. Vivienda típica en el barrio Cascajo-Higuerón. ...14

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xii

Figura 1.8. Energía eléctrica y Telefonía en el barrio Cascajo-Higuerón. ...16

Figura 1.9. Sistema actual de abastecimiento de agua del barrio Cascajo-Higuerón. .18 Figura 1.10. Captación del sistema actual de abastecimiento de agua del barrio Cascajo-Higuerón...19

Figura 1.11. Caja de válvulas en mal estado. ...19

Figura 1.12. Línea de conducción del sistema actual. ...20

Figura 1.13. Vista Interior del Tanque de Almacenamiento. ...20

Figura 1.14. Red de distribución no protegida. ...21

Figura 1.15. Conexión domiciliaria en el barrio Cascajo-Higuerón. ...22

Figura 1.16. Abastecimiento de agua en el barrio Cascajo-Higuerón...22

Figura 1.17. Vista general de la unidad básica sanitaria existente. ...23

Figura 1.18. Deterioro de componentes de la Letrina. ...23

Figura 1.19. Cobertura del sistema actual de letrinización en viviendas del barrio Cascajo-Higuerón...24

Figura 2.1. Decremento de la población en el cantón Gonzanamá. ...27

Figura 2.2. Proyección de la población futura con el programa Spectrum. ...32

Figura 3.1. Esquema de la captación existente para el barrio Cascajo-Higuerón. ...48

Figura 3.2. Canastilla de salida. ...49

Figura 3.3. Esquema del FLD. ...52

Figura 3.4. Punto de Operación. ...66

Figura 3.5. Funcionamiento del Provichlor Tab. ...69

Figura 3.6. Provichlor Tab en operación. ...70

Figura 3.7. Esquema del reservorio de agua. ...72

Figura 3.8. Esquema de la geometría de la cúpula. ...73

Figura 3.9. Esquema general de las redes de tuberías. ...78

Figura 3.10. Elementos geométricos. ...84

Figura 3.11. Esquema para el cálculo del tirante (y). ...87

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xiii

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1. Encuesta socio-económica.

Anexo 2. Bases de Diseño.

Anexo 3. Levantamiento topográfico.

Anexo 4. Estudio de suelos.

Anexo 5. Análisis de calidad del agua.

Anexo 6. Estudio hidrológico.

Anexo 7. Diseños hidráulicos.

Anexo 8. Matriz de Leopold.

Anexo 9. Presupuesto referencial y cronograma.

Anexo 10. Especificaciones técnicas.

Anexo 11. Manual de operación y mantenimiento.

Anexo 12.Cosideraciones generales para el diseño eléctrico

Anexo 13. Análisis tarifario

Anexo 14. Análisis económico-financiero.

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xiv

ÍNDICE DE PLANOS

Perfil conducción……….………1

Perfiles red de distribución………..……….………2-12

Planimetría……...………...………..………….…….13-16

Captación……….……17

Planta de tratamiento……….………18-27

Unidad básica sanitaria……….……….28

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1

RESUMEN

El presente proyecto tiene como fin fomentar el buen vivir de los habitantes del barrio Cascajo-Higuerón, en donde el objetivo primordial es la realización del estudio y diseño del sistema de agua potable y unidades básicas sanitarias para este sector rural, considerando que sea viable tanto en la parte técnica, económica, social y ambiental.

Se realiza la evaluación del sistema existente: captación, conducción, reservorio, red de distribución y letrinas, posteriormente se recopila información de campo (encuesta socio-económica, estudio topográfico, estudio de la calidad de agua de la fuente, estudio hidrológico, estudio de suelos), luego se efectúan los trabajos de gabinete, la evaluación del impacto ambiental y la evaluación económica.

Para el diseño hidráulico se utilizó la ecuación de pérdidas de Darcy – Weisbach.

Adicionalmente se incluye el diseño de las unidades básicas sanitarias, con su correspondiente estructura para la disposición de los desechos líquidos.

Al implementar el sistema de agua potable para la comunidad se pretende que los habitantes del sector eleven su entorno de vida, teniendo al alcance un recurso apto para su consumo, y de esta forma adquieran una vida más saludable y digna.

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2

ABSTRACT

The present project takes as an end to encourage the good one to live of the inhabitants of the quarter Cascajo-Higuerón, where the essential target is the achievement of the study and design of the system of drinkable water and basic sanitary units for this rural sector, considering that the study should be viable so much in the technical, economic, social and environmental part.

The study initiates with the compilation of field information (socio-economic poll, topographic study, study of the water quality of the source, hydrological study, study of soils), then the works of office, the evaluation of the environmental impact and the economic evaluation.

For the hydraulic design there was used the equation of Darcy's losses – Weisbach.

Additionally there is included the design of the basic sanitary units, with his corresponding structure for the disposition of the liquid garbage.

On having implemented the system of drinkable water for the community, it is claimed that the inhabitants of the sector raise his environment of life, having to the scope a suitable resource for his consumption, and thus they acquire a more healthy and worthy life.

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3

INTRODUCCIÓN

El proyecto de investigación aplicada de carácter social, que tiene como meta final dotar de un sistema de agua potable y unidades básicas sanitarias al barrio Cascajo-Higuerón, de la parroquia Nambacola, del cantón Gonzanamá.

Cerca de una quinta parte de la población mundial (1.200 millones) habita en áreas que enfrentan escasez de agua, y otro cuarto de la población mundial (1.600 millones) enfrenta recortes en el suministro de agua por insuficiencia de infraestructura para abastecerse de agua de los ríos y acuíferos (Naciones Unidas, 2005).

Lamentablemente, en nuestro país, el recurso agua aún es limitado, y especialmente en los sectores rurales. Según el Plan de desarrollo Parroquial Participativo de la Parroquia de Nambacola, el 72% de los barrios cuenta con un sistema de captación y conducción de agua hacia las viviendas que incluyen o no procesos de tratamiento el restante 28% de las parroquias no cuentan con sistemas de agua. De acuerdo al Sistema Integrado de Indicadores Sociales del Ecuador (SIISE) solo el 10.49% de las viviendas cuentan con un proceso de agua potable. Las demás viviendas en un 89.51% solo cuentan con agua no tratada o tienen que recurrir a otras formas de abastecimiento como el de las vertientes o las quebradas.

He aquí la importancia de la implementación de programas que apunten al manejo, planeación y aprovechamiento eficiente de los recursos hídricos, además de generar la cultura del buen uso del agua.

El contenido se desglosa inicialmente con los estudios preliminares, donde se hace un estudio de la información básica y de las características de influencia del lugar en análisis. Conjuntamente se efectúa una evaluación del estado socio económico poblacional y de la infraestructura sanitaria existente.

Luego se realiza un análisis poblacional, para el respectivo cálculo de los caudales de diseño y así poder establecer una acertada concepción de las de las Bases de Diseño para las unidades y elementos de sistema de agua potable.

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4 Así mismo van adheridos el presupuesto y cronograma valorado de trabajos, detalles constructivos y especificaciones técnicas de construcción de la obra.

Se evalúa el Impacto Ambiental y se realiza un análisis Económico Financiero para la ejecución del proyecto de agua potable en la comunidad indicada.

Se ha programado como complemento del proyecto optimizar las condiciones de servicio de saneamiento básico de la población, por medio de un sistema acorde a las necesidades de la zona, considerando técnicamente a la unidad básica sanitaria como la herramienta que permitirá lograr este fin.

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6

1. ESTUDIOS PRELIMINARES

1.1. Información general

1.1.1. Organización solicitante

Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del cantón Gonzanamá.

1.1.2. Proyecto

“Estudio y diseño del sistema de agua potable y unidades básicas sanitarias del barrio Cascajo-Higuerón, parroquia Nambacola, cantón Gonzanamá”.

1.1.3. Justificación del proyecto

Considerando que, entre las políticas y lineamientos estratégicos del plan nacional del buen vivir, se proyecta: “fortalecer y ampliar la cobertura de infraestructura básica y de servicios públicos...”, la Universidad Técnica Particular de Loja, mediante su programa “Plan de vinculación con la colectividad”, articula los diferentes saberes universitarios y roles de participación: docente _‐ alumno, para la ejecución de consultorías, programas y proyectos en asociación con organismos externos a la Universidad que contribuyan al desarrollo humano y cumplimiento de sus fundamentos y objetivos. Además contribuye con la formación de los estudiantes a través de su vinculación a proyectos reales necesarios para mejorar las condiciones de vida de la población, es por ello que mediante convenio interinstitucional entre la UTPL y el Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Gonzanamá, se ha realizado el presente proyecto para solucionar la problemática de saneamiento del barrio Cascajo-Higuerón; el mismo que cuenta con un sistema de abastecimiento de agua no tratada, prestando el servicio de forma discontinua con un porcentaje del 56% de cobertura, y además se tiene un 30% de enfermedades de origen hídrico de acuerdo a la encuesta socio-económica aplicada.

1.2. Objetivos

1.2.1. General

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7

1.2.2. Específicos

 Recopilar información general y específica de campo.

 Evaluar los sistemas actuales de agua potable y de eliminación de excretas de la zona.

 Determinar la calidad y cantidad de agua de la fuente de abastecimiento.  Diseñar cada uno de los componentes del nuevo sistema de agua potable.  Realizar el diseño de las unidades básicas sanitarias.

 Elaborar los planos constructivos a detalle.

 Elaborar el presupuesto referencial, cronograma de ejecución y especificaciones técnicas de la obra.

 Realizar la memoria técnica enmarcada en las especificaciones del formato SENPLADES.

1.3. Ubicación geográfica y política del proyecto

El cantón Gonzanamá, se asienta en la parte sur este de la provincia de Loja, a una altitud de 2040 msnm, y a 85 km de la capital provincial.

Figura 1.1. División Política del Cantón Gonzanamá.

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8 La división política del cantón Gonzanamá, está constituida por cinco parroquias, de las cuales una es urbana: Gonzanamá, y el resto son rurales: Changaimina, Nambacola, Purunuma y Sacapalca.

Específicamente, el sector del proyecto, el barrio el Cascajo-Higuerón, se encuentra localizado al Noroeste de la parroquia de Nambacola, a una cota que varía entre 1869 msnm y 1693 msnm como se detalla en la carta topográfica digital de Nambacola según el Instituto Geográfico Militar.

Las coordenadas geográficas de ubicación son:

 Zona 17 Sur (WGS 84) UTM.  Latitud: 9544152.73 N.  Longitud: 675676.25 E.

Figura 1.2. Ubicación del Proyecto.

(23)

9

1.3.1.

Límites

 Norte: Con la parroquia de San Pedro de la Bendita del cantón Catamayo.  Sur: Con las parroquias de Gonzanamá y Purunuma.

 Este: Con las parroquias de el Tambo y Catamayo del cantón Catamayo.  Oeste: Con las parroquias de Catacocha del cantón Paltas y Sacapalca.

1.4. Información hídrica

La parroquia de Nambacola se halla conectada a la cuenca del Rio Catamayo, en donde sobresalen tres quebradas importantes como:

Quebrada de Canchinamaca: Su cause se origina en la parroquia de Purunuma,

donde nace con el nombre de Sasaco, recibe las aguas de la quebrada las Minas, para desembocar en el rió Catamayo. En su margen derecho recibe la confluencia de las aguas de las quebradas de Ucaranga y Yambananga que desciende de la parroquia Purunuma. Por su lado izquierdo pertenenciente a la parroquia de Nambacola, depositan sus aguas las quebradas de Minas, El Guato y Lumanuma o Culanga. Sus aguas son muy poco aprovechadas para el riego por la irregularidad del terreno.

Quebrada Grande: Nace en el cerro Sambacocha y aumenta su caudal en todo su

recorrido por la afluencia de pequeñas quebradas; su cauce recorre de norte a sur dividiendo a la parroquia en dos zonas más o menos iguales para ir a desembocar sus aguas en el rio Catamayo. En su recorrido toma nombres diversos como: Al inicio la denominan quebrada Fría, y luego al unirse a la quebrada de Socabon, toma el nombre de san Vicente para posteriormente denominarse quebrada Grande, en todo el resto de su recorrido

Quebrada la Vega: Es la de mayor caudal, nace en los cerros Esmeraldas cerca de la

Chonta, como el nombre de Canay, sirve de limite con la parroquia de Sacapalca. Sus principales afluentes por el margen derecho son: las quebradas de Potrerillos, Guandulanga, Corral Chico y San Juaquin.

Las quebradas y los afluentes tienen recorridos que van desde 5 a 50 km de largo.1

(24)

10

1.5. Clima y temperatura

Se caracteriza por tener varios pisos climáticos que van desde el subtropical, en tierras bajas; hasta el frío andino en los pisos montañosos, mediando un clima templado con temperatura promedio de 21C°, con una precipitación media anual de 1098.8 mm y una humedad relativa del 85 %; y con ligeras bajas de temperatura en la temporada invernal. Ocasionalmente se producen extensos veranos; mientras que en otras se arrecia el invierno que causa considerables pérdidas en el sector agropecuario.2

Figura 1.3. Precipitaciones y temperaturas medias anuales de la estación meteorológica Gonzanamá, del periodo 1960-2000.

Fuente: Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología.

El calendario natural esta dividido en dos temporadas bien definidas, la de invierno que son los meses de diciembre a mayo y de verano de julio a diciembre.

1.6. Topografía

Con una altitud de 1820 msnm, la parroquia donde se asienta el proyecto, posee una topografía irregular, dando lugar a la formación de grandes montañas que se entrelazan para en formación natural servir de escudo al extenso y cálido valle de gran parte del asentamiento de la población.

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11 Cuenta con algunas elevaciones siendo la más alta, el cerro Chonta, con 2674 msnm, le sigue el Ingahurco con 2220 msnm. Adicionalmente los cordones montañosos de Nambacola vienen de todos los vértices. Sobresalen las ramificaciones de las cordilleras de Chonta y Santa Rosa.3

1.7. Geología

Los suelos predominantes en el sector donde se ubica el proyecto son: alfisol y alfisol+entisol.

Figura 1.4. Mapa de suelos, barrio el Cascajo-Higuerón.

Fuente: Ministerio de Agricultura y Ganadería y Pesca. (MAGAP).

Geológicamente la zona de estudio está situada en la unidad litológica Sacapalca, cuya conformación es de lavas andesíticas, piroclásticas y lutitas.

1.8. Vias de acceso

La ruta de ingreso hacia el barrio Cascajo-Higuerón se la cumple con el trayecto siguiente:

Via Loja-Catamayo, distancia de 34 km, Carretera asfaltada con dos carriles de circulación.

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12 Luego se sigue con el recorrido via Catamayo-Gonzanamá, se transitan 19 km hasta llegar la parroquia de Nambacola, en donde se llega inicialmente hasta el sitio cercano llamado la Urna, conocido como la “Y”, que es una carretera asfaltada con dos carriles de circulación que pasa circunvalando a la población de Nambacola.

Finalmente se continua con el recorrido Nambacola-Cascajo-Higuerón, unos 3 km aproximadamente se prolonga en una vía de tercer orden.

1.9. Aspectos socio-económicos

Los indicadores sociales y económicos se calculan a partir de los datos de la encuesta socio económica (ver anexo 1), aplicada a los moradores del sector, donde se los entrevistó personalmente logrando obtener información actualizada válida para el proyecto.

Figura 1.5. Aplicación de Encuesta Socio-Económica a la Comunidad del Cascajo-Higuerón.

Fuente: El Autor.

Tabla 1.1. TabulacióndeResultados de la encuesta Socio-Económica.

DESCRIPCIÓN TOTAL

Número de habitantes 149

Número de personas promedio por familia 3

Número de mujeres 75

Número de varones 74

Número de Alfabetos 132

Número de Analfabetos 17

TIPO DE CONSTRUCCIÓN

DE LA VIVIENDA

Adobe 30

Ladrillo 3

Mixta 6

(27)

13

Otros 6

INGRESO PROMEDIO

MENSUAL

INGRESOS < 100 DÓLARES 34

INGRESOS 100 - 300 DÓLARES 6

INGRESOS > 300 DÓLARES 1

TIPO DE CONSTRUCCION

DE LA VIVIENDA

Adobe 30

Ladrillo 3

Mixta 6

Otros: 6

ACTIVIDAD ECONÓMICA

Agricultura 41

Ganadería 3

Quehaceres domésticos 43

Otros: 5

MIGRACIÓN Familias donde ha emigrado alguno de sus miembros 9 Personas que han salido a residir fuera de la comunidad 23 SALUD:

Enfermedades que afectan a los

niños

Parasitosis 10

Respiratorias 1

Infecciosas 44

Otras 0

Abastecimiento de Agua

Red Publica 0

No tratada 25

Pozos 0

Vertiente 20

Disposición de excretas por

familia

Red 0

Letrina 14

Fosa Séptica 2

Ninguna 29

Químicos en los cultivos

Familias que usan químicos en sus cultivos 1 Familias que no usan químicos en sus cultivos 44 Participación

comunitaria por familias

Si han Participado en otros proyectos comunitarios 33

No han Participado en otros proyectos comunitarios 12

Fuente: Encuesta Socio-Económica 2013. Elaboración Vicente, A. (2014).

1.9.1. Población

De acuerdo a la encuesta socio-económica sanitaria aplicada, la población de la localidad cuenta con un total de 149 habitantes, de los cuales 74 son hombres y 75 son mujeres.

(28)

14

Tabla 1.2. Población base por rangos de edades, barrio Cascajo-Higuerón

Grupo de edad Hombres Mujeres Total

0 - 4 años 3 7 10

5 - 9 años 13 2 15

10 - 14 años 8 8 16

15 - 19 años 7 7 14

20 - 24 años 5 4 9

25 - 29 años 5 5 10

30 - 34 años 7 5 12

35 - 39 años 2 4 6

40- 44 años 0 3 3

45 - 49 años 2 3 5

50 - 54 años 3 7 10

55 - 59 años 6 7 13

60 - 64 años 1 4 5

65 - 69 años 7 3 10

70 - 74 años 3 1 4

75 - 79 años 2 1 3

> 80 años 0 4 4

Subtotal 74 75 149

Fuente: Encuesta Socio-Económica 2013. Elaboración Vicente, A. (2014).

1.9.2. Vivienda

Figura 1.6. Vivienda típica en el barrio Cascajo-Higuerón.

Fuente: El Autor.

(29)

15

1.9.3. Economía

La principal actividad a la que se dedican los pobladores del sector el Cascajo-Higuerón es a la Agricultura, donde los productos que frecuentemente se dan son el maíz, la yuca, la caña de azúcar, el café; y en menor grado a la ganadería, de igual manera se dedican a otras labores como la construcción y trabajos artesanales. Además las mujeres se dedican a los quehaceres domésticos.

Figura 1.7.Actividad económica en el barrio Cascajo-Higuerón.

1.9.4. Servicios básicos y sanitarios



Abastecimiento de agua

El barrio el Cascajo-Higuerón cuenta con un sistema de distribución de agua no tratada, que se abastece de la vertiente “Totoras”, en donde el agua es captada y conducida al reservorio en malas condiciones y sin ningún tipo de tratamiento previo a su distribución.



Eliminación de excretas

Las familias no disponen del servicio de alcantarillado sanitario para la eliminación de aguas servidas; el 64% hace sus necesidades al aire libre por no poseer ningún servicio para eliminación de excretas, y el 36% restante de los hogares cuentan con letrinas.4

Desafortunadamente las letrinas ya han cumplido con su vida útil de servicio, superando los 5 años de funcionamiento.

4 Encuesta Socio-Económica aplicada en la zona de estudio (2013).

45%

3% 47%

5%

ACTIVIDAD ECONÓMICA

(30)

16



Eliminación de residuos sólidos

El barrio no está dotado de un servicio de recolección de basura. La gran mayoría de familias procede a la eliminación de los desechos por medio de la incineración de la basura inorgánica y la eliminación de los desechos orgánicos en sus huertas o sembríos correspondientes.



Energía eléctrica y Telefonía

Figura 1.8. Energía eléctrica y Telefonía en el barrio Cascajo-Higuerón.

Según la encuesta socio económica 2013, se pudo determinar que el 81% de las familias poseen el servicio de electricidad, un 6% de telefonía convencional y un 13% no cuenta con ningún tipo de servicio básico.

La entidad encargada de prestar el servicio eléctrico es la Empresa Eléctrica Regional del Sur.

El sector no cuenta con alumbrado público.

La cobertura de telefonía fija es baja, por lo que el servicio predominante es a través de la comunicación móvil, la operadora encargada de brindar los servicios necesarios es la entidad de telecomunicaciones S.A. CONECEL.

1.10. Infraestructura pública

1.10.1. Educación

81% 6% _13%

ENERGÍA ELÉCTRICA Y TELEFONÍA

Energía Eléctrica

(31)

17 En el barrio Cascajo- Higuerón no existe ninguna institución o establecimiento educativo, lo cual hace que los habitantes de esta zona salgan a la parroquia de Nambacola y sectores aledaños a realizar sus estudios académicos.

De acuerdo al plan de Desarrollo parroquial participativo de Nambacola se distinguen las instituciones siguientes:

- A nivel pre-primario la cabecera parroquial de Nambacola cuenta con dos planteles educativos denominados Abelardo Flores y Pedro Fermín Cevallos. - A nivel primario cuenta con dos instituciones la escuela Abelardo Flores y la

Escuela Bélgica.

- A nivel medio cuenta con el colegio Agustín Cueva Sáenz ubicado en la cabecera parroquial.

1.10.2. Salud

El barrio Cascajo-Higuerón no tiene ningún puesto de atención médica en la localidad, cuando el caso lo amerita, acuden hasta el sub centro de salud de Nambacola y en casos más graves a Gonzanamá o la ciudad de Loja.

Los centros de salud más cercanos a la zona son:

 Sub centro de salud Nambacola, ubicado en la cabecera parroquial.

 Dispensario del Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social Campesino, ubicado en el sector del Portete.

 Centro de salud Gonzanamá, ubicado en la cabecera cantonal.

1.11. Evaluación sanitaria del sistema existente

(32)

18

Figura 1.9. Sistema actual de abastecimiento de agua del barrio Cascajo-Higuerón.

Elaboración Vicente, A. (2014).



Captación

La estructura de la captación fue construida en el año 2007, a través del proyecto gubernamental PROLOCAL, en apoyo a la Junta Parroquial del barrio Cascajo– Higuerón. Sus coordenadas de ubicación son:

- WGS 84 – UTM – 17S - Longitud: 676559 - Latitud: 9542904 - Elevación: 1865.73 msnm

El agua es captada desde un manantial de ladera, el cual ha sido protegido con una caja de concreto armado, donde se aprecian las siguientes dimensiones:

(33)

19 Está dotado de dos tuberías de 2 pulgadas instaladas y conectadas a una caja de válvulas de (84x94) cm, una se encarga de regular la salida del agua hacia la conducción regulado por una válvula de compuerta, mientras que la otra se utiliza para el mantenimiento, y una tercera tubería que se encuentra en la parte superior que es usada para el rebose.

Figura 1.10. Captación del sistema actual de abastecimiento de agua del barrio Cascajo-Higuerón.

Figura 1.11. Caja de válvulas en mal estado.

(34)

20



Línea de conducción existente

Figura 1.12. Línea de conducción del sistema actual.

Desde la captación hasta el tanque de almacenamiento, el agua es conducida en tubería de polietileno de 2 pulgadas de diámetro, esta tiene una longitud aproximada de 300 metros. El desnivel entre la captación y el tanque de almacenamiento es de 2.30 metros.



Tanque de almacenamiento existente

Figura 1.13. Vista Interior del Tanque de Almacenamiento.

(35)

21 Las condiciones que presenta este elemento hidráulico en su funcionamiento son normales, pero se pudieron apreciar algunas fisuras prolongadas en las paredes del tanque debido a su antigüedad.



Red de distribución actual

Está conformado por dos ramales:

- Ramal 1: tubería de polietileno, diámetro de 2 pulgadas, longitud total de 2414 metros.

- Ramal 2: tubería de polietileno, diámetro de 2 de pulgadas, longitud total de 2125 metros.

La red de distribución no obedece a un diseño técnico, ha sido construido de forma empírica por los moradores del lugar. De igual manera esta, no cuenta con tanques rompe presión, válvulas de purga, válvulas de aire, y/o accesorios adecuados; algunos tramos se encuentran expuestos a la intemperie lo que ocasiona su deterioro.

Figura 1.14. Red de distribución no protegida.



Conexiones domiciliarias

(36)

22

Figura 1.15. Conexión domiciliaria en el barrio Cascajo-Higuerón.

Las viviendas que se abastecen de este sistema actual, no cuentan con un medidor para el registro del consumo.



Cobertura del sistema actual de abastecimiento de agua

Figura 1.16. Abastecimiento de agua en el barrio Cascajo-Higuerón.

La cobertura de este servicio llega a 25 viviendas de la localidad equivalentes a un 56%, dejando a unas 20 familias sin conexión, las mismas que se abastecen de los cuerpos de agua o pozos más cercanos hacia sus domicilios.

1.11.2. Sistema de eliminación de excretas

Las letrinas existentes datan del año 2002 de su construcción, a través del Ilustre Municipio del cantón Gonzanamá; hoy denominado Gobierno Autónomo Descentralizado (GAD) Municipal de Gonzanamá.

56% 44%

ABASTECIMIENTO DE AGUA

(37)

23



Componentes de las unidades básicas sanitarias existentes

Figura 1.17. Vista general de la unidad básica sanitaria existente.

El área de la letrina es de 2.00 m2_{, con un piso de hormigón simple, paredes de}

mampostería de ladrillo sin revestimiento, cubierta de fibrocemento con estructura de madera, y puerta de metal.

Figura 1.18. Deterioro de componentes de la Letrina.

(38)

24 Cada unidad sanitaria descarga sus desechos hacia un pozo séptico cubierto por una tapa de hormigón.



Cobertura y estado de las unidades básicas sanitarias

Figura 1.19. Cobertura del sistema actual de letrinización en viviendas del barrio Cascajo-Higuerón.

El 64% realiza sus necesidades al aire libre por no poseer ningún servicio para eliminación de excretas, y el 36% restante de los hogares cuentan con letrinas.

En general, además de la escasez de agua y falta de mantenimiento adecuado para cada dispositivo, este sistema ya ha cumplido con su periodo de servicio (4 a 5 años), sus componentes se encuentran colapsadas, quedando sin uso.

1.11.3. Resultados de la evaluación sanitaria

Una vez realizada la evaluación del sistema existente de abastecimiento de agua al barrio Cascajo-Higuerón se determina que:

- El agua no recibe tratamiento alguno de potabilización.

- Las letrinas existentes tienen un funcionamiento deficiente o no funcionan debido a la falta de suministro de agua, gran parte de sus componentes se encuentran en malas condiciones.

- El funcionamiento hidráulico de la red existente es deficiente.

- La dotación no es suficiente para abastecer a la comunidad disponible.

36% 64%

DISPOSICIÓN DE EXCRETAS

(39)

(40)

26

2. BASES DE DISEÑO

Para el sustento técnico del proyecto se utilizan las disposiciones establecidas por la Ex Subsecretaría de Saneamiento Ambiental (S.S.A.), del CÓDIGO DE PRÁCTICA ECUATORIANO CPE INEN 5 Parte 9.2: CÓDIGO DE PRACTICA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, DISPOSICIÓN DE EXCRETAS Y RESIDUOS LÍQUIDOS EN EL ÁREA RURAL." (CO: 10.07-610)

2.1. Período de diseño

En un sistema de agua o cualquier obra de Ingeniería Civil, el periodo de diseño representa el número de años durante los cuales una obra determinada prestará el servicio para la cual fue diseñada.

- Los períodos de diseño se determinan considerando algunos factores como: - Vida útil de las estructuras y equipos.

- Crecimiento poblacional.

- Capacidad económica para la ejecución de obras. - Entorno social y económico de la comunidad.

En función de los parámetros establecidos por la norma (CO: 10.07-610) en su literal 4.1.1, se diseñará el sistema de agua potable para un periodo de 20 años.

2.2. Índice de crecimiento

Constituye el aumento o decremento de la población en un lugar o país en un determinado lapso de tiempo, se lo representa en porcentaje y este puede ser positivo o negativo.

2.2.1. Cálculo del Índice de crecimiento

(41)

27

Figura 2.1. Decremento de la población en el cantón Gonzanamá.

Fuente: INEC, Censo de Población y Vivienda 2010. Elaboración Vicente, A. (2014).

Cálculo matemático del índice de crecimiento5:

Donde:

: Población Futura, en hab. �: Población actual, en hab.

: Tasa de crecimiento poblacional, en %. : Período intercensal, en años.

= − . %

De esta manera, se determinó un total de 3 índices de crecimiento, consiguiendo los siguientes resultados:

Tabla 2.1. Calculo de Índices de crecimiento para el cantón Gonzanamá

AÑOS CENSALES PERIODO INTERCENSAL r%

1982 1990 8 -4.72

1990 2001 11 -1.28

2001 2010 9 -1.81

5 Tesis de grado: Vargas Rivera, Alfredo .Estudio y diseño del sistema de agua potable para la comunidad de Fátima perteneciente a la parroquia Manú, cantón Saraguro, UTPL, Loja, 2002.

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

1982 1990 2001 2010 25429 17276 14987 12716 H A BI T A N T E S

CENSOS DE LOS ÚLTIMOS AÑOS

(42)

28 Claramente se identifica que la tendencia que esta predominando en los últimos 28 años (4 últimos censos), es la disminución de personas, se registra valores por debajo del cero determinándose un índice de crecimiento desfavorable en donde se ha ido reduciendo la cantidad de habitantes en el cantón y parroquia donde se asienta el proyecto.

Concluyentemente se procede a desechar el valor del índice de crecimiento calculado, ya que según la norma bajo ningún aspecto se tomara un índice de crecimiento negativo.

Consecuentemente se opta por realizar la proyección demográfica en función de la tabla siguiente:

Tabla 2.2. Tasas de crecimiento poblacional.

Región Geográfica r (%)

Sierra 1

Costa, Oriente y Galápagos 1.5

Fuente: Tabla 5.1 CPE INEN 5 Parte 9-2.

Por consiguiente, la tasa de crecimiento adoptada para la zona del proyecto es igual a 1%.

2.3. Análisis poblacional

2.3.1. Población actual (

)

Como ya se mencionó en el capítulo anterior, se procedió al recuento poblacional mediante la aplicación de una encuesta socio económica y sanitaria (anexo 1), efectuado en el mes de Febrero del año 2013.

La población total es de 149 habitantes.

2.3.2. Población futura de diseño (

)

Considerando las disposiciones de la S.S.A. se realizó el cálculo de la población futura aplicando 3 metodologías diferentes con el objetivo de tener un sustento fiable de los resultados.



Método Geométrico

t

r

Pa

Pf











 





100

(43)

29 Donde:

: Tasa de crecimiento poblacional, en %. : Período de diseño, en años.

= ℎ� .



Método Aritmético

Donde:

= ℎ� .



Método de Wappus

Donde:

= ℎ� .











 





100 *

1 r

t

Pa

Pf

81 .

181

100

1

149

20













 





Pf

80 .

178

100

20 *

1

149 



(44)

30



Spectrum

Spectrum es un programa que permite realizar proyecciones poblacionales requiriendo datos demográficos como la población actual, y tasas de fecundidad, mortalidad, y migración del sector en análisis.

Se efectuó el cálculo de la población futura en el software Spectrum Versión 3.54, con el objetivo de obtener una tendencia y comparar dicho valor con los métodos tradicionales.

Para ello se recopiló toda la información requerida por medio de encuestas realizadas, fuentes de datos de los últimos censos y estadísticas disponibles en la página web del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC), como se indican seguidamente:



Tasa global de fecundidad (TGF)

Se define como el número promedio esperado de hijos que habría de tener una mujer en edad fértil, su uso básico radica en la evaluación de las tendencias del crecimiento poblacional en un país.

Tabla 2.3.TGF Parroquia Nambacola

TGF Nambacola

Nambacola 3.39

Fuente: INEC, Censo de Población y Vivienda 2010.

Tabla 2.4. TGF Cantón Gonzanamá.

TGF DE GONZANAMÁ

Cantón Gonzanamá 3.31

Tabla 2.5. TGF por edades cantón Gonzanamá.

Grupos de edad Casos % Acumulado %

De 15 a 19 años 586 23.52% 23.52%

De 20 a 24 años 349 14.00% 37.52%

De 25 a 29 años 354 14.21% 51.73%

De 30 a 34 años 300 12.04% 63.76%

De 35 a 39 años 301 12.08% 75.84%

De 40 a 44 años 310 12.44% 88.28%

De 45 a 49 años 292 11.72% 100.00%

Total y Promedio 2492 100.00% 100.00%

(45)

31



Distribución de la fecundidad por edades

Tabla 2.6. TGF Zona Rural del Cantón Gonzanamá.

Grupos de edad Changaimina Nambacola Purunuma Sacapalca

Casos % Casos % Casos % Casos %

De 15 a 19 años 112 22.1 200 23 34 25.4 97 25.2

De 20 a 24 años 79 15.6 109 12.5 13 9.7 56 14.6

De 25 a 29 años 75 14.8 141 16.2 16 11.9 43 11.2

De 30 a 34 años 63 12.4 108 12.4 21 15.7 48 12.5

De 35 a 39 años 50 9.9 122 14 12 9 46 12

De 40 a 44 años 66 13 98 11.3 19 14.2 45 11.7

De 45 a 49 años 62 12.2 93 10.7 19 14.2 50 13

Total y Promedio 507 100 871 100 134 100 385 100



Migración

Es el cambio de lugar de residencia de un individuo o una población; en particular para los sectores rurales y específicamente la parroquia de Nambacola y el barrio Cascajo-Higuerón, se han incrementado de manera notable, motivados por la falta de empleo y educación.

Tabla 2.7. Migración en el cantón Gonzanamá.

PARROQUIA Hombre Mujer Total

CHANGAIMINA (LA LIBERTAD) 28 49 77

GONZANAMA 55 29 84

NAMBACOLA 46 28 74

PURUNUMA (EGUIGUREN) 12 - 12

SACAPALCA 42 13 55

TOTAL 183 119 302

Fuente: INEC, Censo de Población y Vivienda 2010. Elaboración Vicente, A. (2014).



Criterios para el cálculo

Se ejecutaron 2 iteraciones tomando como población base la población actual por sexo del barrio Cascajo Higuerón, de la manera siguiente:

- El primero con datos censales correspondientes a la Parroquia de Nambacola. - El segundo considerando los datos censales con respecto al cantón

(46)

32



Resultados de la proyección

Figura 2.2. Proyección de la población futura con el programa Spectrum.

De acuerdo a las iteraciones se obtuvieron 2 valores de proyección de acuerdo al programa utilizado (ver anexo 2: Bases de diseño):

- Proyección 1=180 hab. - Proyección 2=179 hab.



Selección de la población futura del proyecto

A continuación, se puede apreciar los resultados obtenidos por los distintos métodos aplicados:

Tabla 2.8. Resumen del cálculo de la población futura (Pf).

MÉTODOS PROYECCIÓN POBLACIÓN FUTURA _(hab.)

MANUALES

Geométrico 182

Aritmético 179

Wappus 182

AUTOMATIZADO Spectrum 3.54 180

179

(47)

33 Se elige el valor más alto para tener un mayor margen de seguridad para el cálculo de los caudales de diseño, en conclusión se adopta una población futura de 182 personas.

2.4. Nivel de servicio del proyecto

Se indican los diferentes niveles de servicio que se pueden presentar de acuerdo a la normativa.

Tabla 2.9. Niveles de servicio para sistemas de abastecimiento de agua, disposición de excretas y residuos líquidos.

NIVEL SISTEMA DESCRIPCIÓN

0 AP

DE

Sistemas individuales. Diseñar de acuerdo a las disponibilidades técnicas, usos previstos del agua,

preferencias y capacidad

económica del usuario.

Ia AP

DE

Grifos públicos.

Letrinas sin arrastre de agua.

Ib AP

DE

Grifos públicos más unidades de agua para lavado de ropa y baño. Letrinas con o sin arrastre de agua.

IIa AP

DE

Conexiones domiciliarias con un grifo por casa.

Letrinas con o sin arrastre de agua.

IIb AP

DRL

Conexiones domiciliarias con más de un grifo por casa.

Sistema de alcantarillado sanitario.

SIMBOLOGÍA UTILIZADA: AP: agua potable.

DE: disposición de excretas.

DRL: disposición de residuos líquidos.

Fuente: Tabla 5.2 CPE INEN 5 Parte 9-2

Tomando en cuenta las circunstancias económicas del sector y de carácter operacional del sistema, se adopta el nivel de servicio IIa.

2.5. Dotación del proyecto

(48)

34

Tabla 2.10. Dotaciones de agua para los diferentes niveles de servicio.

NIVEL DE SERVICIO

CLIMA FRIO

(_{ℎ� × �í�)}�

CLIMA CALIDO

(_{ℎ� × �í�)}�

Ia Ib

IIa

IIb

25 50 60 75

30 65

85

100

Teniendo el nivel de servicio IIa y haciendo referencia al clima de la localidad

involucrada en el estudio, la dotación futura que corresponde es: 85 �

ℎ� × �í� .

2.6. Variaciones de consumo

El consumo del líquido vital no es constante durante todos los días y meses del año, se presentan frecuentemente variaciones, haciendo necesario que se calculen gastos máximos diarios y máximos horarios para de esta forma poder diseñar un sistema de agua capaz de solventar en cualquier hora y día del año la demanda de los usuarios.

2.6.1. Consumo medio diario o caudal medio (

_�

)

Se lo calcula con la siguiente ecuación:

� = × �)

Donde:

� : Caudal medio, en _�/ . : Factor de fugas.

: Población al final del periodo de diseño, en hab.

�: Dotación futura, en �

ℎ� × �í� .

El valor correspondiente al factor de fugas, se lo toma de la siguiente tabla:

Tabla 2.11. Porcentaje de fugas a considerarse en el diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable.

NIVEL DE SERVICIO PORCENTAJE DE FUGAS

Ia y Ib

IIa y IIb

10 %

20%

(49)

35 El medio diario obtenido es:

� = . × ×

� = . �⁄

2.6.2. Consumo máximo diario (

_��

)

Se lo calcula con el uso de un factor de factor de mayoración (KMD), igual a 1.25, para todos los niveles de servicio (literal 4.5.2.2 CPE INEN 5 Parte 9.2:1997), con la ecuación que se indica:

�� = �� × �

Donde:

��: Caudal máximo diario, en �/ . ��: Factor de mayoración máximo diario.

�� = . × .

�� = . �⁄

2.6.3. Consumo máximo horario (

_��

)

De acuerdo al numeral 4.5.3.2 de la norma, se lo determina con el empleo de un factor de factor de mayoración (KMH), igual a 3, para todos los niveles de servicio, con la siguiente ecuación:

�� = �� × �

Donde:

��: Caudal máximo horario, en _�/ . ��: Factor de mayoración máximo horario.

�� = �� × �

�� = × .

(Ecuación 2.6)

(50)

36 �� = . �⁄

2.7. Caudales de diseño

2.7.1.

Caudal de la fuente de abastecimiento

(

_�

)

Haciendo referencia numeral 5.1.1 de la normativa detalla que se deberá asegurar un caudal mínimo de 2 veces el caudal máximo diario futuro calculado.

� �� = × ��

Donde:

��: Caudal máximo diario.

� �� = × .

� �� = . �⁄

2.7.2. Caudal de captación

(

_�

_��

)

La norma en su numeral 5.2.1 especifica que la estructura debe ser tal que permita derivar un caudal correspondiente a 1.20 veces el caudal máximo diario correspondiente al final del período de diseño.

�� = . × ��

Donde:

�� = . × .

�� = . �⁄

2.7.3. Caudal de conducción

(

_�

)

De acuerdo al numeral 5.3.1.1 de la norma, este caudal de diseño es equivalente a 1.10 veces el caudal máximo diario correspondiente al final del período de diseño.

�� = . × ��

Donde:

(Ecuación 2.8)

(Ecuación 2.9)

(51)

37

�� = . × .

�� = . �⁄

2.7.4. Caudal de la Planta de Tratamiento

(

_�

)

En base al numeral 5.4.1 de la norma, la planta de tratamiento tendrá un gasto de 1.10 veces el caudal máximo diario correspondiente al final del período de diseño.

� � � �� = . × ��

Donde:

� � � �� = . × .

� � � �� = . �⁄

2.7.5. Volumen de Reserva

� )

Según la norma en su literal 5.5.1, indica tomar como volumen de reserva un valor que corresponda al 50% del caudal máximo diario correspondiente al final del período.

� = . × � ×

Donde:

�: Volumen de reserva o almacenamiento, en 3_.

� : Caudal medio diario, en _�/ .

� = . × . ×

� = . 3

En ningún caso, el volumen de almacenamiento será inferior a 10m3_{, para regular los}

consumos máximos horarios y máximos diarios se asume un volumen igual a 15m3

(ver anexo 6, literal d. Curva integral).

(Ecuación 2.11)

(52)

38

2.7.6. Caudal de distribución

(

_�

_� _� _��

)

Según el numeral 5.5.1 de la normativa, se establece que independiente del nivel de servicio que proporcione el sistema, la capacidad de la red de distribución se calculará para el consumo máximo horario (QMH).

� � � �� = ��

Donde:

��: Caudal máximo horario.

� � � �� = ��

� � � �� = . �⁄

A continuación se presenta un resumen de los caudales de diseño obtenidos para el proyecto:

Tabla 2.12. Resumen de caudales de diseño.

Caudal medio diario (Qmd) 0.21 L/s

Caudal Máximo Diario (QMD) 0.26 L/s Caudal Máximo Horario (QMH) 0.63 L/s

Caudal de la Fuente 0.52 L/s

Caudal Captación 0.31 L/s

Caudal Planta de Tratamiento 0.29 L/s

Capacidad de Almacenamiento 15 m3

Caudal de la Red de Distribución 0.63 L/s Número de Conexiones Domiciliarias 45 unidades

(53)

(54)

40

3. SISTEMA DE AGUA POTABLE

3.1. Levantamiento de información preliminar

3.1.1. Trabajos topográficos

Conforman una parte esencial para la concepción del proyecto, tanto la parte planimétrica como la altimétrica, aspectos básicos que permitirán la elaboración de los respectivos planos topográficos.

Se realizó el levantamiento de las siguientes unidades y/o componentes:

- El sistema existente. - La línea de conducción.

- El lugar de implantación de la nueva planta de tratamiento para el sistema de agua potable.

- La red de distribución.

- Las zonas pobladas y más puntos de control necesarios para el estudio.

Los datos del levantamiento topográfico pueden observarse en el Anexo 3.

3.1.2. Estudio de suelos

Con el objetivo de conocer las propiedades físico - mecánicas del lugar donde van a ser implantadas las estructuras que conforman el sistema de agua potable, se procedió a la toma de muestras, las mismas que han sido sometidas a los ensayos de laboratorio que se mencionan a continuación:

- Granulometría

- Contenidos de humedad. - Límites de Atterberg. - Compresión Simple

Los resultados determinados en el laboratorio se encuentran en las tablas que a continuación se exponen:

(55)

41

Tabla 3.1. Resultados de ensayos practicados.

ENSAYO RESULTADO UNIDAD

Contenido de humedad 13.15 %

Límite liquido 36.00 %

Límite plástico. 16.00 %

Índice de plasticidad 20.00 %

Capacidad portante 1.00 Kg/cm²

Composición del suelo:

Tabla 3.2. Composición de la muestra de suelo ensayada.

MATERIAL VALOR (%)

GRAVA 2.00

ARENA 52.00

FINOS 46.00

La densidad del suelo es de 2.65 gr/cm³.

Tipo de suelo:

Tabla 3.3. Clasificación del suelo obtenido de la muestra ensayada.

CLASIFICACIÓN

METODO RESULTADO

SUCS SC

AASHTO A-6

De acuerdo a los resultados, se concluye que el tipo suelo encontrado son arenas arcillosas (SC), que deberán ser protegidas de la saturación para evitar asentamientos y colapsos en las estructuras. Ante esto se recomienda lo siguiente:

La colocación de una capa de material de mejoramiento, después de que se haya hecho la remoción del suelo base.

La cimentación debe ser tipo losa, así como la colocación de veredas perimetrales como complemento de la estructura, además se instalarán pantallas de plástico y un sistema de drenaje (sub drenes), que impedirán la infiltración.

(56)

42

3.1.3. Fuente de abastecimiento



Calidad de agua de la fuente

La captación actual, se realiza de la vertiente denominada “Totoras”, que se encuentra a una altitud de 1865.73 msnm, es un afloramiento de agua de manantial, que según manifiestan los moradores de la localidad, tiene más de 20 años de utilidad, hasta la actualidad y según lo constatado sigue aportando el recurso hídrico vital con normalidad. Para el presente proyecto, se considera la misma fuente de captación, debido a que se encuentra adjudicado legalmente a la comunidad y es la única fuente disponible para el barrio el Cascajo-Higuerón. (Ver anexo 5.1.)



Cantidad de agua disponible en la fuente

Se efectuaron aforos con el fin de medir el caudal de agua disponible en la fuente de abastecimiento, tanto en la época de invierno como en la de verano.

Tabla 3.4. Aforo de caudal Vertiente “Totoras”

FUENTE FECHA ÉPOCA AFORO(L/s)

Totoras 25/02/2013 Invierno 0.737

14/06/2013 Estiaje 0.418

Debido a que el caudal aforado en verano es menor al requerido en la fuente, se procede a tomar medidas de regulación y control para cubrir la demanda en época de sequía. (Ver anexo 6: Estudio hidrológico, literal d. Curva integral-volumen de regulación de consumo.)

Además en el estudio hidrológico, se detallan los métodos empleados para determinar los caudales máximos, medios y mínimos de la cuenca.



Calidad sanitaria de la fuente en el área de influencia

Mediante una inspección de campo del lugar de captación y de la microcuenca se observaron las siguientes características: