Estudio de la fuente Sacay para consumo de agua potable en las localidades de La Real, Cochate y el Monte, distrito de Aplao, provincia de Castilla

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE. EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. Tesis profesional presentada por el bachiller: BOHORQUEZ ALIAGA PEDRO IVAR. PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO SANITARIO. Asesor: Ing. FRANCISCO OJEDA OJEDA. AREQUIPA, PERU 2018.

(2) AGRADECIMIENTOS A Dios, nuestro Padre y Creador, presente a lo largo de toda mi vida, confortándome en cada tropiezo y celebrando cada Triunfo. A su Santísima Madre la Virgen María, por todo su amor incondicional y sus bendiciones derramadas a mi familia. A mis padres, Ivar e Iris, de quienes siempre recibí apoyo tanto en mi formación espiritual y profesional A mi hermano Hugo, quien es para mí reflejo y ejemplo a seguir, por su apoyo constante durante mi vida universitaria. A mis tíos †Segundo, †Víctor Hugo y Dorita, por haber confiado incondicionalmente en mí y darme su cariño y comprensión; siempre los llevaré en mi corazón..

(3) RESUMEN El presente trabajo de investigación tiene por objetivo proponer una solución a la calidad de vida y el bienestar de los habitantes de los centros poblados “La Real”, “Cochate” y “El Monte” mediante la evaluación de la fuente de abastecimiento de agua potable, denominada manantial Sacay, la cual en la actualidad no cumple con los requisitos mínimos de calidad exigidos por el Reglamento de la calidad del agua para consumo humano DS N° 031-2010-SA., tales como la presencia de arsénico en concentraciones superiores a los límites máximos permisibles dados por el reglamento antes mencionado. El estudio contempla un análisis de la oferta (hidráulica de pozos) y la demanda (consumo máximo diario), así como una evaluación del sistema de abastecimiento existente para un horizonte de proyecto de veinte años. Se presenta asimismo un muestreo de la calidad del agua del Manantial Sacay, con ensayos y variedad de coagulantes para verificar la eficiencia de cada uno en la remoción de arsénico y finalmente una propuesta de diseño de una Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) compacta, así como su respectiva evaluación económica.. Palabras Clave: Arsénico, Prueba de Jarras, Hidráulica de Pozos, Plantas de Tratamiento de Agua Potable Compactas, Valor Actual Neto, Tasa Interna de Retorno..

(4) ABSTRACT The present research work aims to propose through the study a solution to the quality of life and well-being of the inhabitants of La Real, Cochate and El Monte pools, through the assessment of the source of drinking water supply, called Manantial Sacay, which currently does not meet the minimum quality requirements required by the Regulation of Water Quality for Human Consumption DS No. 031-2010-SA, such as the presence of arsenic in concentrations. above. the. maximum. limits. permissible. given. by. the. aforementioned regulation. The study includes an analysis of the Supply (Hydraulics of wells) and Demand (Maximum daily consumption), as well as an Evaluation of the Existing Supply System for a project horizon of 20 years. Sampling of the Water Quality of the Sacay Spring is also presented. Tests with a variety of Coagulants to verify the efficiency of each one in the removal of Arsenic and finally a design proposal of a Compact Drinking Water Treatment Plant as well as its respective economic evaluation.. Key Words: Arsenic, Jar Testing, Well Hydraulics, Compact Drinking Water Treatment Plants, Net Present Value, Internal Rate of Return.

(5) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. ÍNDICE. ÍNDICE 1.. CAPÍTULO I GENERALIDADES ....................................................................................... 1 1.1.. PLANTEAMIENTO DE LA PROBLEMÁTICA ......................................................... 1. 1.2.. PROBLEMA .................................................................................................................. 2. 1.2.1.. PROBLEMA GENERAL ......................................................................................... 2. 1.2.2.. PROBLEMA ESPECÍFICO .................................................................................... 2. 1.3. 1.3.1.. OBJETIVO GENERAL ............................................................................................ 3. 1.3.2.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................. 3. 1.4.. HIPÓTESIS Y VARIABLES........................................................................................ 3. 1.4.1.. VARIABLES INDEPENDIENTES.......................................................................... 3. 1.4.2.. VARIABLES DEPENDIENTES.............................................................................. 4. 1.5.. 2.. OBJETIVOS ................................................................................................................. 3. DELIMITACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN ........................................ 4. 1.5.1.. DELIMITACIÓN ESPACIAL ................................................................................... 4. 1.5.2.. DELIMITACIÓN TEMPORAL ................................................................................ 4. 1.6.. LIMITACIONES DEL TRABAJO ............................................................................... 4. 1.7.. TIPO DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 4. 1.8.. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................. 4. 1.9.. JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................... 5. 1.9.1.. JUSTIFICACIÓN SOCIAL ...................................................................................... 5. 1.9.2.. JUSTIFICACIÓN TÉCNICA ................................................................................... 6. 1.9.3.. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA ............................................................................ 6. CAPÍTULO II PARÁMETROS DE DISEÑO .................................................................... 7 2.1. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ............................................................... 7. 2.2. POBLACIÓN DE DISEÑO.......................................................................................... 8. 2.3. MÉTODOS DE CÁLCULO PARA EL CRECIMIENTO POBLACIONAL ............. 9. 2.4. DOTACIÓN DE AGUA ................................................................................................ 9. 2.1.1. 2.5. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO .............................................................. 10 VARIACIÓN DE CONSUMO ................................................................................... 11. 2.2.1. CÁLCULO DEL CONSUMO MÍNIMO ................................................................ 11. 2.2.2. CÁLCULO DEL CAUDAL CONTRA INCENDIO .............................................. 11. 2.2.3. CONSUMO MÁXIMO DIARIO ............................................................................. 11. 2.2.4. CONSUMO MÁXIMO HORARIO ........................................................................ 11. 2.6. EVALUACIÓN DEL SISTEMA EXISTENTE ......................................................... 11. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 1.

(6) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA 2.3.1. EVALUACIÓN DE LA CÁMARA DE BOMBEO ................................................ 11. 2.3.2. EVALUACIÓN DE LOS RESERVORIOS .......................................................... 13. 2.7 3.. ÍNDICE. BALANCE DE OFERTA/DEMANDA DE LA FUENTE......................................... 14. CAPÍTULO III HIDRÁULICA Y DISEÑO DE POZOS .................................................. 16 3.1. CONSIDERACIONES GENERALES Y UBICACIÓN DE POZOS..................... 16 CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................. 16. 3.1.1 3.1.1.1. BASE LEGAL ..................................................................................................... 16. 3.1.1.2. UBICACIÓN DE POZOS .................................................................................. 16. 3.2. PRUEBAS DE BOMBEO ......................................................................................... 17. 3.3. PRUEBAS DE RECUPERACIÓN ........................................................................... 21. 3.4 NIVELES FREÁTICOS ANTES Y DESPUÉS DE LAS PRUEBAS DE BOMBEO ................................................................................................................................ 23 3.5 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS DEL POZO ...................................................................................................................................... 23 3.5.1. PERMEABILIDAD O COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD K (M/DÍA) ....... 23. 3.5.2. TRANSMISIVIDAD (T) (M2/DÍA) ......................................................................... 24. 3.5.3. COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (S) ................................................... 25. 3.6 3.6.1. DETERMINACIÓN DE TRANSMISIVIDAD (T)................................................. 27. 3.6.2. DETERMINACIÓN DE COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (S) .......... 27. 3.6.3. DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DEL ACUÍFERO (B) .............................. 27. 3.6.4. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (K) ............. 28. 3.7 4.. SOFTWARE AQTESOLV......................................................................................... 26. DIAGRAMA CAUDAL vs MESES ........................................................................... 31. CAPÍTULO IV CALIDAD DE AGUA ............................................................................... 32 4.1. MÉTODOS DE ANÁLISIS PARA EFLUENTES ................................................... 32. 4.1.1. DETERMINACIÓN DE PH, TEMPERATURA, CONDUCTIVIDAD ............... 32. 4.1.2. DETERMINACIÓN DE COLOR .......................................................................... 33. 4.1.3. DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD .............................................................. 36. 4.1.4. DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES ..................... 39. 4.1.5. DETERMINACIÓN DE LA TURBIDEZ ............................................................... 40. 4.1.6. DETERMINACIÓN DEL CLORO RESIDUAL ................................................... 43. 4.1.7. MÉTODO DE EXTRACCIÓN DE MUESTRAS ................................................ 44. 4.1.8 INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS DE ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS ................................................................................................................ 46 5.. CAPÍTULO V PROPUESTA DE DISEÑO DE SISTEMA DE TRATAMIENTO ........ 50. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 2.

(7) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. ÍNDICE. 5.1. QUÍMICA DEL ARSÉNICO ...................................................................................... 50. 5.2. TEST DE ARSÉNICO MQUANT ............................................................................. 52. 5.3. ENSAYO DE PRUEBA DE JARRAS...................................................................... 54. 5.4. OBTENCIÓN DE LA DOSIS ÓPTIMA.................................................................... 56. 5.5. DISEÑO DE LA PTAP COMPACTA ....................................................................... 57. 5.5.1. DISEÑO DE LA BOMBA DOSIFICADORA ....................................................... 57. 5.5.2. DISEÑO DEL TANQUE DE MEZCLA RAPIDA ................................................ 59. DISEÑO DE LA CASETA DE ALMACENAMIENTO DE SULFATO DE ALUMINIO TIPO A..................................................................................................................................... 62. 6.. 5.5.3. DISEÑO DEL FLOCULADOR ............................................................................. 64. 5.5.4. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR ........................................................................ 70. 5.5.5. DISEÑO DEL FILTRO .......................................................................................... 76. 5.5.6. CLORACIÓN .......................................................................................................... 85. CAPÍTULO VI ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 90 6.1. FLUJOGRAMA DE LAS ETAPAS DE COAGULACIÓN ..................................... 92. 6.2. RESULTADOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA CON CLORURO FÉRRICO 93. 6.3 RESULTADOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA CON SULFATO DE ALUMINIO TIPO B ................................................................................................................ 94 6.4 RESULTADOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA CON SULFATO DE ALUMINIO TIPO A ................................................................................................................ 96 6.5. RESULTADOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA CON PAC .............................. 98. 6.6 RESULTADOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA CON COAGULANTE ORGÁNICO (TAFLOC)......................................................................................................... 99. 7.. 6.7. RESULTADOS COMPARATIVOS CON DOSIS ÓPTIMA ................................ 101. 6.8. RESULTADOS COMPARATIVOS REMOCIÓN DE ARSÉNICO .................... 102. 6.8.1. REMOCIÓN DE ARSÉNICO CON CLORURO FÉRRICO ........................... 102. 6.8.2. REMOCIÓN DE ARSÉNICO CON SULFATO DE ALUMINIO TIPO A ....... 103. 6.8.3. REMOCIÓN DE ARSÉNICO CON SULFATO DE ALUMINIO TIPO B ....... 104. 6.8.4. REMOCIÓN DE ARSÉNICO CON POLICLORURO DE ALUMINIO .......... 104. 6.8.5. REMOCIÓN DE ARSÉNICO CON TAFLOC (COAGULANTE ORGÁNICO) .. ................................................................................................................................ 105. CAPÍTULO VII EVALUACIÓN AMBIENTAL ............................................................... 107 7.1 7.1.1 7.2 7.2.1. MARCO LEGAL VIGENTE .................................................................................... 107 LEGISLACIÓN NACIONAL ................................................................................ 107 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS ................................................................. 110 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO................................................ 110. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 3.

(8) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA 7.2.1.1. COAGULACIÓN .............................................................................................. 110. 7.2.1.2. FLOCULACIÓN ............................................................................................... 111. 7.2.1.3. SEDIMENTACIÓN........................................................................................... 113. 7.2.1.4. FILTRACIÓN .................................................................................................... 114. 7.2.1.5. DESINFECCIÓN .............................................................................................. 116. 7.3. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA .................................................... 119. 7.3.1. UBICACIÓN – VÍAS DE ACCESO.................................................................... 119. 7.3.2. DETERMINACIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA (AID-AII).......................... 119. 7.3.3. CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA (AID-AII) ..................... 120. 7.3.3.1. ÁREA DE INFLUENCIA DIRECTA (AID) .................................................... 120. 7.3.3.2. ÁREA DE INFLUENCIA INDIRECTA (AII) .................................................. 123. 7.3.3.2.1. ÁREA DE INFLUENCIA FÍSICA INDIRECTA ............................................. 123. 7.3.3.2.2. ÁREA DE INFLUENCIA SOCIOECONÓMICA INDIRECTA .................... 123 CARACTERIZACIÓN AMBIENTAL FÍSICA .................................................... 124. 7.3.4 7.3.4.1. CLIMATOLOGÍA .............................................................................................. 124. 7.3.4.2. GEOLOGÍA ....................................................................................................... 129. 7.3.4.3. SUELOS............................................................................................................ 136. 7.3.4.4. CALIDAD DE RUIDO ...................................................................................... 140. 7.3.4.5. CALIDAD DE AIRE ......................................................................................... 146. 7.3.4.6. CALIDAD DE AGUA ....................................................................................... 153. 7.3.4.7. HIDROLOGÍA ................................................................................................... 155 CARACTERIZACIÓN BIOLÓGICA ................................................................... 161. 7.3.5 7.3.5.1. ECOLOGÍA ....................................................................................................... 161. 7.3.5.2. FLORA .............................................................................................................. 161. 7.3.5.3. FAUNA .............................................................................................................. 163. 7.4 7.4.1 7.5 7.5.1 8.. ÍNDICE. IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS Y ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS ........... 165 MATRIZ DE LEOPOLD ...................................................................................... 171 PROPUESTA DE MANEJO AMBIENTAL ........................................................... 178 PROPUESTA DE PLAN DE MANEJO AMBIENTAL ..................................... 179. CAPÍTULO VIII EVALUACIÓN ECONÓMICA ............................................................ 181 8.1. PRESUPUESTO DEL PROYECTO ..................................................................... 181. 8.2. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PTAP ............................................. 181. 8.3. EVALUACIÓN ECONÓMICA ................................................................................ 189. 8.4. SOSTENIBILIDAD DEL PROYECTO .................................................................. 197. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 4.

(9) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA 8.5. ÍNDICE. CÁLCULO DE LA TARIFA ADICIONAL A LARGO PLAZO ............................. 198. CONCLUSIONES................................................................................................................ 200 RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 202 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 203 ANEXOS ............................................................................................................................... 204. ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1. Ubicación Geográfica ........................................................................... 7 Figura 2.2. Fotografía Centro Poblado La Real ...................................................... 7 Figura 2.3.Cuarto de bombas Manantial Sacay ................................................... 12 Figura 2.4 Reservorio 1 y 2 Centro Poblado La Real ........................................... 13 Figura 2.5. Balance de Oferta Demanda Producción de Agua ............................. 15 Figura 3.1. Ubicación del Pozo Sacay ................................................................. 17 Figura 3.2. Recta teórica de Jacob ...................................................................... 18 Figura 3.3. Curva de pruebas de bombeo y variación de niveles ......................... 20 Figura 3.4. Mediciones durante Pruebas de Bombeo .......................................... 20 Figura 3.5. Curva de pruebas Recuperación y variación de niveles ..................... 22 Figura 3.6. Mediciones durante pruebas de recuperación.................................... 22 Figura 3.7. Ingreso de datos en AQTESOLV ....................................................... 28 Figura 3.8. Resultados del programa AQTESOLV ............................................... 29 Figura 3.9. Datos y resultados del programa AQTESOLV ................................... 29 Figura 3.10. Diagrama Caudal vs Meses ............................................................. 31 Figura 4.1. Determinación de la Calidad de agua mediante Multiparámetro Marca Hanna .................................................................................................................. 39 Figura 4.2. Determinación de la Turbidez utilizando Turbidímetro HATCH 2100P 43 Figura 4.3. Determinación del Cloro Residual Clorimetro Hanna ......................... 44 Figura 4.4. Extracción de Muestras Manantial Sacay .......................................... 45 Figura 5.1. Test Mquant para medición de Arsénico ............................................ 53 Figura 6.1. Tratamiento usando cloruro férrico .................................................... 93 Figura 6.2. Dosis óptima cloruro férrico ............................................................... 94 Figura 6.3. Concentración óptima cloruro férrico.................................................. 94 Figura 6.4. Tratamiento usando sulfato de aluminio tipo B ................................... 95 Figura 6.5. Dosis óptima sulfato de aluminio tipo B .............................................. 95 Figura 6.6. Concentración óptima sulfato de aluminio tipo B ................................ 96 Figura 6.7. Tratamiento usando sulfato de aluminio tipo A ................................... 97 Figura 6.8. Dosis óptima sulfato de aluminio tipo A .............................................. 97 “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 5.

(10) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. ÍNDICE. Figura 6.9. Concentración óptima sulfato de aluminio tipo A ................................ 98 Figura 6.10. Tratamiento usando Policloruro de aluminio .................................... 98 Figura 6.11. Dosis óptima Policloruro de aluminio ............................................... 99 Figura 6.12. Concentración óptima Policloruro de aluminio ................................. 99 Figura 6.13. Tratamiento usando coagulante orgánico ...................................... 100 Figura 6.14. Dosis óptima coagulante orgánico ................................................. 100 Figura 6.15. Concentración óptima coagulante orgánico ................................... 101 Figura 6.16. Comparación de la dosis óptima al 1% .......................................... 102 Figura 6.17. Eficiencia de remoción de arsénico usando cloruro férrico ............. 103 Figura 6.18. Eficiencia de remoción de arsénico usando sulfato de aluminio tipo A103 Figura 6.19. Eficiencia de remoción de arsénico usando sulfato de aluminio tipo B104 Figura 6.20. Eficiencia de remoción de arsénico usando PAC ........................... 105 Figura 6.21. Eficiencia de remoción de arsénico usando TAFLOC .................... 105 Figura 7.1. Mapa de la ubicación del distrito de Aplao y centro poblado “La Real”124 Figura 7.2. Promedios multianuales de precipitación acumulada mensual Periodo 1963-1980 ......................................................................................................... 126 Figura 7.3. Perfil Estratigráfico Distrito de Aplao ................................................ 135 Figura 7.4. Nivel de presión sonora equivalente de un período de 24 horas ...... 141 Figura 7.5. Monitoreo Calidad de Agua .............................................................. 154 Figura 7.6. Metodología del EIA......................................................................... 166. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 6.

(11) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 1.. 1.1.. CAPÍTULO I GENERALIDADES. PLANTEAMIENTO DE LA PROBLEMÁTICA. Los centros poblados de “La Real”, “Cochate” y “El Monte” son los anexos más representativos del distrito de Aplao, albergando aproximadamente unas 560 viviendas y más de 3000 habitantes. Estas localidades fueron creadas entre los años 1960 y 1980 e inicialmente contaban con una población de menos de 800 habitantes, pero el auge de la producción agrícola de la papa y el arroz (16000 toneladas anuales aproximadamente) en el Valle de Majes aumentaron las expectativas de los pobladores de acceder a los servicios básicos. Así el servicio de energía eléctrica es proporcionado por SEAL, y el servicio de agua “Potable” es administrado por la JASS La Real – Cochate – El Monte (Junta Administradora de Servicios y Saneamiento). No obstante, respecto al sistema de distribución de agua potable se pudo observar que cuentan con un sistema de captación; el cual tiene como fuente el Manantial Sacay, registrado en la ANA (Autoridad Nacional del Agua) en enero del 2017, de donde se viene extrayendo el líquido elemento para consumo humano; pero desde hace más de 25 años no cuenta con un sistema de tratamiento. Los casi 3000 habitantes consumen agua solo clorada que facilita la eliminación de gran cantidad de bacterias, mas no huevos de helmintos (gusanos intestinales) y otros elementos patógenos. Cabe resaltar que estos afluentes son parte de la Cuenca del Rio Camaná Majes, los cuales en su mayoría son de origen subterráneo y contienen metales pesados en su composición; tales como Arsénico (As), Boro (B), Aluminio (Al); sustancias altamente perjudiciales para la salud y cancerígenas. El presente trabajo de investigación tiene por objetivo analizar las características fisicoquímicas del agua de la fuente Sacay, para así poder darle un tratamiento adecuado hasta elevarla a una calidad Categoría I – A (ECA), según lo requerido por la normatividad actual vigente.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 1.

(12) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. La Junta Administradora de Servicios y Saneamiento (JASS) junto a la Dirección General de Salud (DIGESA) estuvieron involucradas en el suministro del recurso hídrico, así como la cloración en los reservorios, pero no se cuenta con el antecedente respecto al tratamiento del agua de la fuente a potable ni ningún monitoreo constante para verificar si hay variación en las características del cuerpo de agua. Según los datos estadísticos del MINSA, en el año 2008 el índice de las enfermedades más frecuentes en la posta del Anexo “La Real” tuvo un registro de 1846 habitantes con problemas gastrointestinales, producto probable de la ausencia de un tratamiento potabilizador. Es preciso mencionar que tampoco se realizan monitoreos de calidad del agua para consumo humano. 1.2.. PROBLEMA. 1.2.1. PROBLEMA GENERAL La Junta Administradora de Servicios y Saneamiento de las localidades de “La Real”, “Cochate” y “El Monte” provee de agua a sus habitantes, la cual no es apta para el consumo humano, según los análisis realizados en el presente trabajo de investigación. 1.2.2. PROBLEMA ESPECÍFICO  La presencia de elevadas concentraciones de arsénico inorgánico (mayores a 0,01 mg/l) producen enfermedades como la insuficiencia renal (causante del incremento de morbilidad en Arequipa en 2% en los últimos años) y la arsenicosis, las cuales son desarrolladas por un periodo prolongado de ingesta.  La presente investigación tiene la finalidad de determinar la dosificación del coagulante que se empleara en el tratamiento de agua de las localidades de “La Real”, “Cochate” y “El Monte”.  Se determinará si el precio por m3 en la actualidad satisface los niveles de calidad del tratamiento propuesto.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 2.

(13) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 1.3.. OBJETIVOS. 1.3.1. OBJETIVO GENERAL Evaluar la calidad de agua del Manantial SACAY comparándola con la normatividad vigente y proponer el tratamiento correspondiente. 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Ubicar el Manantial SACAY, Área puntual (AP) y Área de Influencia Directa (AID) e Indirecta (AII).  Evaluar el monitoreo de agua del afluente verificando todos los parámetros.  Considerar diversas pruebas utilizando técnicas con diversos coagulantes para el análisis comparativo.  Aplicar las pruebas de floculación y así determinar la dosis óptima de cada uno de los coagulantes a utilizar.  Analizar el proyecto, según el modelo costo beneficio, para verificar su factibilidad. 1.4.. HIPÓTESIS Y VARIABLES.  Hipótesis 1. El agua del Manantial Sacay contiene arsénico en elevadas concentraciones (mayores a 0,01 mg/l).  Hipótesis 2. El coagulante orgánico TAFLOC a una concentración de 1,5% removerá eficazmente el arsénico presente en el agua.  Hipótesis 3. La planta de agua potable compacta (PTAP) propuesta no generará impactos ambientales negativos significativos. 1.4.1. VARIABLES INDEPENDIENTES  Concentración inicial de arsénico en la muestra.  Tipo de coagulante.  Concentración de coagulante.  Dosificación de coagulante.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 3.

(14) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA.  Tiempo de contacto y velocidad de agitación.  pH. 1.4.2. VARIABLES DEPENDIENTES  Concentración final de arsénico (terminado el tiempo de contacto).  Capacidad de remoción asociada con el coagulante utilizado. 1.5.. DELIMITACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN. 1.5.1. DELIMITACIÓN ESPACIAL La investigación se llevó a cabo en las instalaciones de la empresa TAMPU SAC (Calle Jorge Polar N°100) y en la caseta de bombas y pozo Sacay en el centro poblado “La Real”. 1.5.2. DELIMITACIÓN TEMPORAL El trabajo de investigación se llevó a cabo de junio a noviembre 2017. 1.6.. LIMITACIONES DEL TRABAJO. El trabajo de investigación tuvo la limitación de no contar con una prueba de jarras por lo que el tesista decidió fabricar una para poder realizar los ensayos correspondientes; así mismo ante la falta de un equipo de espectrofotometría se tuvo que hacer uso de test de arsénico y un software para interpretación de pixeles. 1.7.. TIPO DE INVESTIGACIÓN. El tipo de investigación que se realizará es de carácter científico – tecnológico – aplicativo. 1.8.. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN. Para el presente trabajo de investigación se ha utilizado una metodología basada en el proceso de coagulación – floculación para la remoción de arsénico en el agua de consumo humano. Los. materiales. empleados. en. las. pruebas. por. el. método. de. coagulación/floculación son los siguientes:  Vaso de precipitado de 1000mL.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 4.

(15) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA.  Jeringas de plástico de 5-20mL para aplicar las sustancias químicas.  Jeringas de plástico de 20mL para captar las muestras en botellas de vidrio previamente identificadas y lavadas.  Cilindro graduado de 1000mL para el llenado de los vasos.  Agua destilada. Equipos:  PHmetro digital modelo hi98128 de HANNA INSTRUMENTS.  Test kit de arsénico MQuant rango 0.5-0.005 mg /l As.  Software imageJ para determinar el número de pixeles en los análisis.  Se utiliza un equipo de prueba de jarras de 4 vasos modelo VSV, RPM de 0300 rpm.  Balanza Electrónica. Coagulantes:  Cloruro férrico.  Policloruro de aluminio.  Sulfato de aluminio tipo A.  Sulfato de aluminio tipo B.  Coagulante orgánico Tafloc. 1.9.. JUSTIFICACIÓN. 1.9.1. JUSTIFICACIÓN SOCIAL El siguiente estudio trata de iniciar un avance en lo que es la remoción de arsénico, el cual es de enorme importancia a nivel de nuestra sociedad y poder determinar la concentración permitida de arsénico en las aguas, empleando tecnología a nuestro alcance y de fácil acceso con la finalidad de elevar la calidad de vida humana (agua para el consumo humano).. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 5.

(16) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 1.9.2. JUSTIFICACIÓN TÉCNICA El arsénico se encuentra en aguas superficiales y en las aguas subterráneas, en concentraciones fluctuantes dependiendo de la geología del terreno. El agua se utiliza para diferentes operaciones humanas, en especial para el consumo directo, empleando diferentes tecnologías para el tratamiento de las aguas con presencia de arsénico tales como adsorción (geo materiales) y coagulantes, es en este fin, que el agua debe cumplir ciertos requisitos para poder ser consumida o utilizada en el procesamiento de alimentos. 1.9.3. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA Existen diferentes tecnologías, para la disminución de la concentración de arsénico (III y V) como el intercambio iónico y la ósmosis inversa, pero estas prácticas son costosas por el uso de resinas sintéticas, en el caso de ósmosis inversa; la inversión sería costosa siendo su mayor problema el costo que origina la utilización de reactivos y la reposición de la membrana semipermeable. Por esto se plantea el uso de coagulantes que están en nuestro medio y que son de fácil adquisición.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 6.

(17) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 2. CAPÍTULO II PARÁMETROS DE DISEÑO 2.1. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO El área de estudio se encuentra ubicada en la Región Arequipa, Departamento Arequipa,. Provincia de Castilla, Distrito de Aplao, a 573. m.s.n.m, con coordenadas 16°07’24’’ S, 72°29’30’’ O, limita: Por el norte con: Anexo Cochate Por el oeste con: Cadena montañosa Por el sur con: Localidad de Corire Por el este con: Valle de Majes Figura 2.1. Ubicación Geográfica. Fuente: Google Earth. Figura 2.2. Fotografía Centro Poblado La Real. Fuente: Elaboración Propia “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 7.

(18) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 2.2. POBLACIÓN DE DISEÑO. El distrito de Aplao ubicado en la provincia de Castilla cuenta con una población estimada al año 2015 de 8 844 habitantes (INEI), y ha tenido un decrecimiento de 267 pobladores en un periodo de 15 años tal como se puede observar en la siguiente tabla: Cuadro 2.1. Variación poblacional distrito de Aplao. Variación poblacional del distrito de Aplao (INEI) 2000-2015 9200. 9100. 9000. 8900. 2013. 2012. 2011. 2010. 2009. 2008. 2007. 2006. 2005. 2004. 2003. 2002. 2001. 8800. 2000. Población 9 111 9 139 9 150 9 152 9 146 9 143 9 129 9 104 9 077 9 045 9 016 8 985 8 952 8 918 8 885 8 844. Habitantes. Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015. Años Fuente: INEI. Se puede apreciar que el índice de crecimiento poblacional es negativo (-0,20 % anual), debido a una migración según el distrito de Aplao hacia el Valle de Majes, y los distritos de Uraca y Huancarqui. No obstante los centros poblados de “La Real”, “Cochate” y “El Monte” sí presentan un aumento significativo según lo mostrado en la siguiente tabla: Cuadro 2.2. Número de Viviendas por Centro Poblado de la Región Arequipa CENTROS POBLADOS DE LA REGION AREQUIPA 2010 Red. Micro Red Provincia Distrito. Centro Poblado. Área. Viviendas. Castilla - Condesuyos - La Unión. Huancarqui. Castilla. Aplao. La real. Urbano. 263. Castilla - Condesuyos - La Unión. Huancarqui. Castilla. Aplao. Cochate. Rural. 212. Castilla - Condesuyos - La Unión. Huancarqui. Castilla. Aplao. El monte. Rural. 42. Fuente: INEI. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 8.

(19) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA CENTROS POBLADOS DE LA REGION AREQUIPA 2017 Red. Micro Red Provincia Distrito. Centro Poblado. Área. Viviendas. Castilla - Condesuyos - La Unión. Huancarqui. Castilla. Aplao. La real. Urbano. 313. Castilla - Condesuyos - La Unión. Huancarqui. Castilla. Aplao. Cochate. Rural. 222. Castilla - Condesuyos - La Unión. Huancarqui. Castilla. Aplao. El monte. Rural. 54. Fuente: INEI. Estos datos actualizados nos indican que existe un incremento poblacional promedio en estos 3 distritos de + 2,28% anual, el cual es importante para estimar el diseño de una PTAP y/o tratamiento complementario para un periodo de 20 años. Para el cálculo de la población inicial se utilizó las plantillas de la Junta Administrativa de Agua de los Centros Poblados involucrados en el proyecto (ver Anexo Planilla de Medidores), donde se obtuvo una población inicial de 2960 habitantes. 2.3. MÉTODOS DE CÁLCULO PARA EL CRECIMIENTO POBLACIONAL. Utilizando la fórmula de proyección del Interés Simple, la fórmula entonces para 20 años de vida útil del proyecto, la población futura seria de: 𝑷𝒇 = 𝑷𝒐 ∗ [𝟏 + 𝒓(𝒕 − 𝒕𝒐 )] 𝑷𝒇 = 𝟐𝟗𝟔𝟎 ∗ [𝟏 + 𝟎. 𝟎𝟐𝟐𝟖(𝟐𝟎𝟑𝟕 − 𝟐𝟎𝟏𝟕)] 𝑷𝒇 = 𝟒𝟑𝟏𝟎 𝒉𝒂𝒃𝒊𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔. Siendo la población de diseño para el proyecto de 4 310 habitantes. 2.4. DOTACIÓN DE AGUA. Para el análisis de la demanda del sistema de agua potable, se ha asumido lo siguiente: Densidad poblacional de cinco habitantes por familia. Respecto a la dotación del proyecto, cabe indicar que a partir de los 4 310 habitantes se establecen los siguientes promedios de consumo: En el presente trabajo se considerara una dotación promedio a partir de los datos recopilados en la Anexos “La Real”, “El Monte” y “Cochate” en los meses de mayo, junio y julio del 2017.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 9.

(20) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Cuadro 2.3. Cuadro resumen de planilla de medidores CUADRO RESUMEN DE PLANILLA DE MEDIDORES ANEXO LA REAL (m3) Noviembre del 2016 3520. Mayo del Junio del Julio del 2017 2017 2017 3092 3197 3385 ANEXO EL MONTE (m3). Noviembre del 2016 469. Mayo del Junio del Julio del Promedio 2017 2017 2017 Mensual 634 701 522 582 ANEXO COCHATE (m3). Noviembre del 2016 2787. Mayo del Junio del Julio del Promedio 2017 2017 2017 Mensual 2247 2149 2296 2370 CONSUMO TOTAL MENSUAL (m3). Noviembre del 2016 6776. Mayo del 2017 5973. Junio del 2017 6047. Promedio Mensual 3299. Julio del Promedio 2017 Mensual 6203 6250. De la tabla anterior observamos que el consumo promedio mensual es de 6776 m3/mes, por lo tanto la dotación se calcula de la siguiente manera: 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 =. 6776 𝑚3/𝑚𝑒𝑠 ∗ 1000 𝑙 2945 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 ∗ 30𝑑𝑖𝑎𝑠. 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 = 76.69. 𝑙 /𝑑𝑖𝑎 ℎ𝑎𝑏. 2.1.1. CÁLCULO DEL CAUDAL DE DISEÑO Asumiremos para el presente proyecto una dotación de 80 l/hab./día, para cubrir las necesidades de los pobladores Anexos “La Real”, “El Monte” y “Cochate”. El Fondo Perú Alemania recomienda este valor de poblaciones rurales (ver Anexo Manual de Proyectos de Agua Potable en Poblaciones Rurales, Fondo PerúAlemania).. 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =. 𝑙 /𝑑𝑖𝑎 ℎ𝑎𝑏 86400 𝑠/𝑑𝑖𝑎. 4310 hab ∗ 80. 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 4.00 𝑙/𝑠. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 10.

(21) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 2.5. VARIACIÓN DE CONSUMO 2.2.1 CÁLCULO DEL CONSUMO MÍNIMO. Para el consumo mínimo consideraremos 30% del caudal promedio Qmin = 0.3 Qp Qmin = 1.488 l/s. 2.2.2 CÁLCULO DEL CAUDAL CONTRA INCENDIO Por ser una población menor a 10000 habitantes, no se considerará un caudal de incendio. 2.2.3 CONSUMO MÁXIMO DIARIO Calculo del caudal máximo diario K1=1,3 Qmd = Qp x 1,3=4.00 x 1,3 = 5.19 l/s.. 2.2.4 CONSUMO MÁXIMO HORARIO Calculo del caudal máximo diario K2=1,7 Qmh = Qp x 1,7 =4.00 x 1,7 = 6.8 l/s.. 2.6 EVALUACIÓN DEL SISTEMA EXISTENTE 2.3.1 EVALUACIÓN DE LA CÁMARA DE BOMBEO La cámara de bombeo para el sistema existente posee unas dimensiones de 6x4x3 m, ubicada encima del Manantial Sacay, el cual tiene unas dimensiones de 6x6,75x2,80 m. Esta cámara impulsa el agua por medio de 2 bombas de 30 HP cada una hacia los reservorios ubicados a 625 m.s.n.m., llevando un caudal de 4 l/s hasta 7 l/s dependiendo del consumo diario, por medio de una tubería de PVC de 3 pulgadas.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 11.

(22) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Figura 2.3.Cuarto de bombas Manantial Sacay. Fuente: Elaboración Propia. Se procederá a realizar el cálculo de la línea de impulsión así como la potencia de la bomba a partir de los datos del sistema existente. CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO DE BOMBEO DE LA LÍNEA DE IMPULSIÓN CISTERNA EXISTENTE - RESERVORIO PROYECTADO APOYADO CÁLCULO DEL DIÁMETRO ECONÓMICO INFORMACIÓN BÁSICA Caudal de bombeo (l/s) Línea de impulsión ( km ) Coef.rugosidad- Hazen y Williams ( C ) Nivel mínimo succión ( m ) Nivel máximo impulsión ( m ) Horas funcionamiento bomba DIÁMETRO CALCULADO (mm) DIÁMETRO CALCULADO (in) DIÁMETRO A UTILIZAR (in). 5,19 0,41 150 565,90 635,00 4 59,84 2,36 3,00. CALCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA. DESCRIPCION Velocidad ( m/seg ) Perdidas friccion ( hf ) Perdidas locales ( hl ) Altura dinamica total ( HDT ) Potencia Bomba ( HP ). 48. 60. 2,87 64,18 4,20 137,47 14,27. 1,84 21,65 1,72 92,47 9,60. Diametro nominal ( mm) 73 88,5 1,24 8,33 0,78 78,21 8,12. 0,84 3,26 0,36 72,72 7,55. 114 0,51 0,95 0,13 70,18 7,28. RESUMEN Caudal de bombeo (l/s) Altura dinámica (m) Potencia (HP). 5,19 78,21 8,12. NOTA Los diámetros corresponden a tuberías de PVC. Fuente: Elaboración Propia “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 12.

(23) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Entonces la tubería tendría que estar entre 3 y 4 pulgadas para tener una velocidad alta y una pérdida por fricción mínima, por lo que las tuberías del sistema existente si son óptimas. También se observa que la potencia de la bomba debería ser de más de 8 HP, por lo que se debe considerar que se utilice una bomba de 10 HP, las bombas que se encuentran actualmente funcionando también cumplen con el horizonte de vida del proyecto. 2.3.2 EVALUACIÓN DE LOS RESERVORIOS El centro poblado La Real cuenta con 2 reservorios con unas dimensiones de 9,5x5,8x3m, con una altura útil de agua de 2,30 m; por lo que se tiene un volumen de agua útil de 126,73 m3 en cada uno de ellos. Cada uno de ellos se llena en un periodo de 4 horas al día y tienen su desinfección con Hipoclorito de Sodio. Figura 2.4. Reservorio 1 y 2 centro poblado La Real. Fuente: Elaboración Propia. Se procederá a realizar el cálculo de las dimensiones de los reservorios para un horizonte de proyecto de veinte años. El volumen de regulación del reservorio se calcula a raíz del volumen total de almacenamiento. Se calculará primero el volumen de regulación: Vreg =. 0,25 x Qp x 86 400 s 1 000 l/m3. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 13.

(24) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Vreg = 86,40 m3 Calculamos el volumen de reserva como un porcentaje equivalente al 33% del Volumen de Regulación más el Volumen contra incendios: Vres =. Vreg 3. Vres = 28,80 m3 Entonces tenemos como volumen de almacenamiento: Valm = Vreg + Vres Valm = 115,20 m3 Valm = 120 m3 Así tenemos que el volumen del reservorio tendría que ser de 120 m3 como mínimo, y en la actualidad el volumen de cada uno de los reservorios es de 126,73 m3 por lo cual si cumplen para el periodo de diseño previsto.. 2.7. BALANCE DE OFERTA/DEMANDA DE LA FUENTE. El análisis de la demanda se calculó en el Capítulo 2 Parámetros de Diseño donde obtuvimos los caudales para los años 2017-2037. El análisis de la oferta se calculará en el Capítulo 3 Hidráulica y Diseño de Pozos en función de las pruebas de bombeo y los tiempos de recuperación. Se muestra a continuación una tabla resumen para un horizonte de proyecto de veinte años.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 14.

(25) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Cuadro 2.3 Balance Oferta Demanda Producción de Agua. AÑO. OFERTA (l/s). DEMANDA PROMEDIO (l/s). SUPERAVIT / DEFICIT. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20. 4,00 4,00 4,00 4,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00. 2,604 3,737 3,821 3,904 3,988 4,070 4,154 4,237 4,321 4,404 4,488 4,570 4,654 4,737 4,821 4,904 4,988 5,070 5,154 5,237 5,321. 1,40 0,26 0,18 0,10 1,01 0,93 0,85 0,76 0,68 0,60 0,51 0,43 0,35 0,26 0,18 0,10 1,01 0,93 0,85 0,76 0,68. Fuente: Elaboración Propia. Figura 2.5. Balance de Oferta Demanda Producción de Agua BALANCE DE OFERTA Y DEMANDA PRODUCCIÓN DE AGUA. 7.00. Qp (l/s). 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20. Años OFERTA. DEMANDA. Fuente: Elaboración Propia. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 15.

(26) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 3. CAPÍTULO III HIDRÁULICA Y DISEÑO DE POZOS 3.1. CONSIDERACIONES GENERALES Y UBICACIÓN DE POZOS. 3.1.1 CONSIDERACIONES GENERALES 3.1.1.1. BASE LEGAL. . Contrato N° 041-2016- MINAM-OGA.. . ADENDA 02 al contrato N° 041-2016-MINAM-OGA, ADJUDICACIÓN DE MENOR CUANTIA N° 010-2016-MINAM-OGA.. . ADENDA 01 al contrato N° 041-2016-MINAM-OGA, ADJUDICACIÓN DE MENOR CUANTIA N° 010-2016-MINAM-OGA.. . Resolución. directoral. N°. 327-2016-MINAM/OGA. (prestación. adicional al contrato N° 041-2016- MINAM-OGA). . Términos. de. referencia. del. “Servicio. Disponibilidad. hídrica. subterránea del PENAR”. . Anexo N°08 del ANA.. . Decreto legislativo N°1017-Ley de Contrataciones del estado.. . Decreto Supremo N° 184-2008-EF-Reglamento de la Ley de Contrataciones del Estado.. . Directivas del OSCE.. . Decreto Supremo N° 304-2012-EF, TUO de la Ley General del Sistema Nacional del Presupuesto.. . Ley N° 27444-Ley del Procedimiento Administrativo General.. . Código Civil.. . Plan Nacional de Recursos Hídricos.. . Política y Estrategia Nacional de Recursos Hídricos (D.S. N°06-2015MINAGRI)..  3.1.1.2. Política N° 33 de Recursos Hídricos. UBICACIÓN DE POZOS. El Pozo Sacay, se encuentra ubicado en las inmediaciones del Centro Poblado “La Real”. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 16.

(27) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Figura 3.1. Ubicación del Pozo Sacay. Fuente: Elaboración Propia. En el cuadro adjunto se muestra la ubicación del pozo, según coordenadas UTM – WGS 84. Cuadro 3.1. Coordenadas UTM del Pozo COORDENADAS CÓDIGO DE POZO P-SACAY. 3.2. NORTE (m). ESTE (m). COTA (m.s.n.m.). 8214 930. 768 269. 569. PRUEBAS DE BOMBEO. Para el desarrollo de las pruebas de bombeo, se ha recurrido al método de la corrección de Jacob – Cooper, el cual nos permite determinar los valores de T, S, utilizando las expresiones matemáticas de Jacob y Theis, las cuales quedan de la siguiente manera (Cooper, 1946): En la siguiente expresión deducida de la ecuación planteada por Dupuit: 𝑸. 𝑸. ⏟ 𝒔 = 𝟎, − 𝟎, ⏟ ⏟ 𝟏𝟖𝟑 𝑻 𝑳𝒐𝒈𝒕 ⏟ 𝟏𝟖𝟑 𝑻 𝑳𝒐𝒈𝒕𝒐 y =. m. .. x. +. n. Donde: s: Descenso en el tiempo t (desde el comienzo del bombeo) en el punto de medida situado a la distancia r del eje del pozo de bombeo. Q. Caudal de bombeo. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 17.

(28) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. T: Transmisividad S: Coeficiente de almacenamiento Con lo expuesto se puede apreciar que resulta ser una recta de la forma:𝑦 = 𝑚𝑥 + 𝑛 por tanto basta dibujar x=logt en papel semilogarítmico frente a y=s para calcular el valor de 𝑚 = ∆𝑠 y así poder calcular T. Para calcular S (coeficiente de almacenamiento) se determina el valor del punto en el que la recta corta a eje x=to. Conceptualmente significa “tiempo del bombeo para el cual el descenso es aun cero” (esto requiere que el eje y comience en cero). (Jimenez, 1998). Figura 3.2. Recta teórica de Jacob. Fuente: Vallejo 1992, Ingeniería Geológica. Del análisis hecho anteriormente se puede calcular los siguientes parámetros, los cuales se detallan a continuación:. 𝑻 = 𝟎, 𝟏𝟖𝟑 ∗. 𝑸 ∆𝒔. Donde: T: Transmisividad (m2/día). “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 18.

(29) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Q: Caudal conocido (l/s) ∆𝑠: Descenso/ 1 ciclo logarítmico. 𝟐, 𝟐𝟓 ∗ 𝑻 ∗ 𝒕𝟎 𝑺= 𝒓𝟐 Donde: S: Coeficiente de almacenamiento. T: Transmisividad (m2/día) t0: Tiempo de inicio de bombeo (s) r: Radio del pozo Cuadro 3.2 Pruebas de bombeo y variación de niveles de agua del pozo Sacay Tiempo (s) 0 10 20 30 40 50 60 120 180 240 300 600 1200 1800 2400 3000 3600 4500. Abatimiento (m) 1,55 1,6 1,73 1,79 1,82 1,9 1,91 1,93 1,95 1,97 1,99 2,1 2,13 2,15 2,19 2,21 2,22 2,38. Tiempo (s) 5400 6300 7200 9000 10800 12600 14400 16200 18000 21600 25200 28800 32400 36000 39600 43200 46800 50400. Abatimiento (m) 2,47 2,51 2,62 2,71 2,8 2,96 3 3,03 3,03 3,03 3,03 3,04 3,06 3,06 3,06 3,06 3,06 3,06. Tiempo (s) 54000 57600 61200 64800 68400 72000 75600 79200 82800 90000 93600 97200 100800 104400 108000 111600 115200 118800. Abatimiento (m) 3,07 3,07 3,07 3,07 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08 3,08. Tiempo Abatimiento (s) (m) 122400 3,09 126000 3,09 129600 3,09 133200 3,09 136800 3,09 140400 3,09 144000 3,09 147600 3,09 151200 3,09 154800 3,1 158400 3,1 162000 3,1 165600 3,1 169200 3,1 172800 3,1. Fuente: Elaboración Propia. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 19.

(30) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Figura 3.3. Curva de pruebas de bombeo y variación de niveles. Curva de bombeo del Pozo Tiempo (horas) 0. 5. 10. 15. 20. 25. 30. 35. 40. 45. 50. 1.5. Abatimiento (m). 2. 2.5. 3. 3.5. 4. Fuente: Elaboración Propia. En el cuadro 3.2 y en la figura 3.3 se evidencia la variación de niveles de agua durante la prueba de bombeo durante 48 horas, en las primeras 4.50 horas la variación de niveles de agua fluctúa llegando a un valor mínimo de 3,61 metros de profundidad y luego se recupera hasta 2,68 metros, transcurridas 5 horas de bombeo, el nivel de agua se mantiene constante durante la prueba de bombeo hasta el final a una profundidad de 3,10 metros, la prueba de bombeo se ha desarrollado con un caudal de 4,0 l/s. Figura 3.4. Mediciones durante Pruebas de Bombeo. Fuente: Elaboración Propia. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 20.

(31) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 3.3. PRUEBAS DE RECUPERACIÓN. Los métodos de recuperación consisten en efectuar las interpretaciones del ensayo en base a los datos que se obtienen una vez que el pozo detiene su extracción de agua. A partir de la parada, los niveles empiezan a subir, hasta recuperar total o parcialmente el nivel inicial. Cuadro 3.3. Pruebas de recuperación y variación de niveles de agua Pozo Sacay Tiempo. Abatimiento. (s) 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 900 1200 1500 1800 2100 2400. (m) 3,10 3,07 3,04 3,01 2,98 2,95 2,92 2,89 2,86 2,83 2,80 2,77 2,74 2,71 2,67 2,64. Tiempo (s) 2700 3000 3600 5400 7200 9000 10800 12600 14400 18000 21600 25200 28800 32400 36000 39600. Abatimiento (m) 2,61 2,58 2,55 2,55 2,55 2,55 2,52 2,49 2,46 2,43 2,34 2,34 2,34 2,34 2,34 2,35. Tiempo (s) 43200 46800 50400 54000 57600 61200 64800 68400 72000 75600 79200 82800 86400 97200 108000 118800. Abatimiento (m) 2,32 2,29 2,26 2,23 2,20 2,17 2,14 2,11 2,08 2,05 2,02 1,99 1,96 1,92 1,89 1,86. Tiempo. Abatimiento. (s) 129600 140400 151200 165600 180000 198000 216000 234000 252000 270000 288000 306000 324000 345600. (m) 1,83 1,80 1,77 1,74 1,71 1,52 1,52 1,52 1,52 1,52 1,52 1,52 1,52 1,52. Fuente: Elaboración Propia. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 21.

(32) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Figura 3.5. Curva de pruebas Recuperación y variación de niveles. Prueba de Recuperación Tiempo (horas). Recuperación (m). 0. 5. 10. 15. 20. 25. 30. 35. 40. 45. 50. 55. 60. 65. 70. 75. 80. 85. 90. 95. 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00 3.10 3.20. Fuente: Elaboración Propia. En el cuadro 3.3 y figura 3.5 se aprecia la prueba de recuperación y la variación de niveles con respecto al tiempo, después de haber extraído el agua hasta una profundidad de 3,10 metros, en las primeras 5 horas la recuperación es rápida llegando hasta un nivel de 2,43 m metros de profundidad, desde la hora 5 hasta la hora 60 la recuperación del nivel de agua es variable linealmente, luego desde la hora 60 hasta los 96 horas es casi constante, el nivel de agua que se recupera es hasta los 1,52 metros de profundidad. Figura 3.6. Mediciones durante pruebas de recuperación. Fuente: Elaboración Propia. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 22.

(33) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 3.4. NIVELES FREÁTICOS ANTES Y DESPUÉS DE LAS PRUEBAS DE BOMBEO. El ensayo de bombeo realizado es en esencia un método de análisis del pozo de captación de aguas subterráneas y del acuífero en que se encuentran el pozo PSacay (6 m de profundidad). La metodología para su realización consistió en bombear el pozo, realizando un seguimiento de la evolución del nivel del agua o el abatimiento durante el tiempo de bombeo, dicha información se grafica en las figura 3.7 (software AQTESOLV) correspondientes al pozo P-Sacay. El Piezómetro Pozo P-Sacay, presenta un nivel freático inicial de 1,55 m, y un nivel freático final de 3,10 m. 3.5. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS DEL POZO. Todo acuífero es evaluado por su capacidad de almacenamiento y la aptitud para transmitir agua, siendo por ello importante definir las características hidráulicas que son determinadas por los parámetros siguientes: . Permeabilidad (K). . Transmisividad (T). . Coeficiente de almacenamiento ( S ). 3.5.1 PERMEABILIDAD O COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD K (M/DÍA). La permeabilidad es la capacidad de la roca o del terreno para transmitir agua. Determina la relación entre la velocidad y el gradiente hidráulico, que da origen al flujo de agua a través de la roca o del medio sólido (Mook, 2002). El coeficiente de permeabilidad o conductividad hidráulica se define como el caudal que pasa por una sección o unidad del acuífero bajo un gradiente, a una temperatura fija o determinada (Llamas, 1976). En los Cuadros 3.4 y 3.5 se representan los valores de permeabilidad en función de la conductividad hidráulica para los diferentes tipos de rocas y materiales cuaternarios tomados por distintos autores.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 23.

(34) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Cuadro 3.4. Tabla convencional de permeabilidad expresada en magnitud de la k a 10ºC bajo un gradiente de 1m por 1m Valores (m/dia). Permeabilidad 10¯⁶. 10⁻⁵ 10⁻⁴. 10⁻³. 10⁻². Impermeable Poco permeable Calificación. Tipo de Materiales. Acuicludo. Acuitardo. Arcilla compacta Granito. Limo arenoso Limo Arcilla Limosa. 10⁻¹. Algo permeable. 1. 10. 10². Permeable. 10³. 10⁴. Muy permeable. Acuifero medio a Acuifero bueno Arena fina Arena limpia Arena limosa Grava Grava limpia Caliza fracturada Arena fina Acuifero pobre. Fuente: Benitez, 1963. Cuadro 3.5. Valores de permeabilidad de terrenos naturales (no consolidados). Material Grava limpia Arena gruesa limpia Mezcla de arena Arena fina Arena limosa Limo Arcilla. K (cm/s) K (m/dia) >1 > 1000 1 a 10⁻² 1000 a 10 10⁻² a 5*10⁻³ 10 a 5 5*10⁻³ a 10⁻³ 5a1 2*10⁻⁴ a 10⁻⁴ 2 a 0.1 5*10⁻⁴ a 10⁻⁵ 0.5 a 0.001 <10⁻⁶ < 0.001. Fuente: Silin-Bekchurin. 3.5.2 TRANSMISIVIDAD (T) (M2/DÍA) Es la razón a la cual fluye a través de una franja vertical de un acuífero, de ancho unitario y altura igual al espesor saturado del mismo, cuando el gradiente hidráulico es igual a 1, es decir 100%. También la transmisividad es igual a la conductividad hidráulica o Permeabilidad multiplicada por el espesor saturado o espesor del manto acuífero. Las unidades son m 2/día (Llamas, 1976). Se usa la siguiente fórmula:. 𝑻 = 𝑲𝒃 Donde: T: transmisividad m2/día. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 24.

(35) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. K: permeabilidad promedio en el acuífero (m/día) b: espesor saturado del acuífero. Los resultados obtenidos deben estar dentro de los rangos teóricos establecidos por Theim, según el cuadro 3.6 que se muestran los valores de transmisividad. Para determinar el valor de la transmisividad: T = K * b donde b viene a ser el espesor del acuífero, para su cálculo se utiliza implícitamente un valor promedio de la permeabilidad K. Cuadro 3.6. Valores de la transmisividad (según Thiem, Jacob, citados por Arche A., 2010). T(m²/dia) T< 10 < T < 100 100 < T < 500 500 < T < 1000 T > 1000. Calificación estimativa Muy baja Baja Media a alta Alta Muy alta. Posibilidades del acuífero Pozos de menos de 1 l/s con 10 m de depresión teórica Pozos entre 1 y 10 l/s con 10 m de depresión teórica Pozos entre 10 y 50 l/s con 10 m de depresión teórica Pozos entre 50 y 100 l/s con 10 m de depresión teórica Pozos superiores a 100 l/s con 10 m de depresión teórica. 3.5.3 COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (S) El coeficiente de almacenamiento indica cuánta agua se encuentra almacenada en la formación con posibilidades de ser removidas por bombeo (Collazo, 2007). Para su cálculo se hizo uso de la siguiente fórmula:. 𝑆=. 𝐴𝑏∗𝑇∗𝑟² 15,8∗𝑄∗log(2,25∗𝑇∗𝑡). Donde: S: coeficiente de almacenamiento. Ab: abatimiento (m) T: transmisividad (m2/día) t: tiempo de inicio de bombeo (s) r: radio del pozo (m) Q: caudal conocido (l/s). “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 25.

(36) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Los resultados obtenidos deben estar dentro de los rangos establecidos por Thiem (citado por Arche, 2010), cuyos valores los podemos mostrar en el Cuadro 3.7 Cuadro 3.7 Valores del Coeficiente de Almacenamiento (según autores). Tipo de material permeable Karstico: Caliza y solomias jurásicas. Calizas y dolomias cretácicas y terciarias Poroso intergranular: Gravas y arenas. Kársticos y porosos: Calcarenitas marinas terciarias. 3.6. Forma de funcionamiento del acuifero. Valores de S (medio). Libre Semiconfinado Confinado. 2 x 10⁻² 5 x 10⁻⁴ 5 x 10⁻⁵. Libre Semiconfinado Confinado. 2 x 10⁻² - 6 x 10⁻² 10⁻³ - 5 x 10⁻⁴ 10⁻⁴ - 5 x 10⁻⁵. Libre Semiconfinado Confinado. 5 x 10⁻² - 15 x 10⁻² 10⁻³ 10⁻⁴. Libre. 15 x 10⁻² - 18 x 10⁻². SOFTWARE AQTESOLV. El cálculo y la interpretación de las pruebas de bombeo se generó a partir del procesamiento aplicando el software AQTESOLV (Duffield, 2017), ajustando los modelos con los métodos de Cooper (1946), Hantush (1964), Boulton (1954), Moench (1995), Theis (1935) y Neuman (1974). Para el Pozo Sacay, se han realizado las pruebas de bombeo con un caudal de 4 l/s. con este caudal y en un periodo de tiempo de 5 horas el agua del pozo se ha extraído en su totalidad con un abatimiento de 3,10 metros.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 26.

(37) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Luego de haber realizado la prueba de bombeo se procedió a realizar la prueba de recuperación obteniéndose los siguientes resultados (ver Cuadro 3.8) con el apoyo del Software AQTESOLV. El tiempo que se empleó para la prueba de recuperación fue de 96 horas a partir de mediciones en campo de tiempo y el descenso durante este tiempo se ha procedido a determinar los parámetros del acuífero con la ayuda del programa AQTESOLV siendo estos parámetros como sigue. 3.6.1 DETERMINACIÓN DE TRANSMISIVIDAD (T) El valor calculado de la Transmisividad (T) con la ayuda del programa AQTESOLV por el método de Jacob y Copper es de 161,82 m2/d, de acuerdo a la clasificación del Cuadro 3.7, según Thiem, Jacob, citados por (Arche, 2010), corresponden a un acuífero media a alta. 3.6.2 DETERMINACIÓN DE COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (S) Este parámetro nos indica el volumen de agua liberada al disminuir la presión en el acuífero. 3.6.3 DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DEL ACUÍFERO (B) El espesor saturado de los acuíferos no es más que la diferencia entre la profundidad total y el nivel freático, que puede variar si el nivel freático sube o baja. Para el caso de los Pozos P-Sacay, se cuenta con una profundidad total de 6 m, un radio de 0,80 m y un nivel freático estático de 1,55 m, en tal sentido, el pozo presenta un espesor de 4,45 metros. De los resultados obtenidos se tiene que el espesor del acuífero es 43,2 metros hasta con una permeabilidad promedio de 0,03121 cm/s, clasificándolo como acuífero permeable medio. Conforme se ha realizado el cálculo de la transmisividad se tiene que para este tipo de acuíferos, estamos dentro de los paramétricos teóricos calculados por Thiem, por ser esta una transmisividad media a alta.. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 27.

(38) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 3.6.4 DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (K) De los resultados obtenidos del Coeficiente de Permeabilidad (K), es de 3.12 x10-2 cm/s, que equivale a 26.96 m/día, que corresponde a un acuífero medio a bueno. Cuadro 3.8. Resultados Software AQTESOLV para Pozo Sacay PARAMETRO Transmisividad (T) (m2/día) Coeficiente de almacenamiento (S) Espesor del Acuífero (b) m Coeficiente de Permeabilidad K=T/b (cm/s) Almacenamiento Específico Ss = S/b (1/m) Fuente: Fuente Propia. Valores 161,82 8,64x10-6 6 31,21 x10-3 1,44 x10-6. Estos resultados del cuadro 3.8 han sido hallados a partir del ensayo de bombeo. Los resultados del programa AQTESOLV se puede visualizar en las figuras 3.7, 3.8 y 3.9 respectivamente. Figura 3.7. Ingreso de datos en AQTESOLV. Fuente: Software AQTESOLV. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 28.

(39) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Figura 3.8. Resultados del programa AQTESOLV. Fuente: Software AQTESOLV. Figura 3.9. Datos y resultados del programa AQTESOLV. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 29.

(40) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. Fuente: Software AQTESOLV. Fuente: Software AQTESOLV “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 30.

(41) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 3.7. DIAGRAMA CAUDAL vs MESES. A continuación se muestra la gráfica de variación del Caudal de Oferta del Manantial Sacay en función a los meses del año. Cabe recalcar que el tesista calculó los datos de bombeo de los meses de julio a noviembre del 2017, mientras que los otros datos fueron brindados por el representante de la Junta de Administración del Agua de los centros poblados de “La Real”, “El Monte” y “Cochate” Cuadro 3.9. Caudal vs Meses. MESES. CAUDAL (L/S). ENERO. 7,8. FEBRERO. 7,1. MARZO. 5,5. ABRIL. 4,1. MAYO. 4,0. JUNIO. 4,2. JULIO. 4,1. AGOSTO. 4,3. SETIEMBRE. 5,1. OCTUBRE. 5,9. NOVIEMBRE. 7,0. DICIEMBRE. 7,2. Figura 3.10. Diagrama Caudal vs Meses 9. CAUDAL DE OFERTA (LT/S). 8 7 6 5 4 3 2. 1 0. MESES AÑO 2017. Fuente: Elaboración Propia. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 31.

(42) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA. 4.. 4.1. CAPÍTULO IV CALIDAD DE AGUA. MÉTODOS DE ANÁLISIS PARA EFLUENTES. 4.1.1 DETERMINACIÓN DE PH, TEMPERATURA, CONDUCTIVIDAD Para la determinación del pH, obtenemos una muestra de agua y la analizamos con el pHmetro, para la temperatura, un multiparámetro y la conductividad con un conductímetro. Todos estos procedimientos se harán in situ utilizando un equipo multiparámetro. pH El pH es un parámetro utilizado para expresar la intensidad acida o básica de una solución. El pH, es expresado por una escala que varía desde 0 a 14, por ser el pH = 7 neutro mientras que los valores interiores a 7 representen acidez, y los superiores a 7 representen que la solución es básica Este parámetro es fundamental en el tratamiento, existe en la práctica para cada tipo de agua, valores de pH bajo las cuales se tienen condiciones distintas de coagulación. El pH para el cual se obtiene la máxima eficiencia en la coagulación, se llama Ph óptimo, y puede ser determinado, para cada caso particular, mediantes ensayo de jarras. Según las normas estándares de calidad de aguas, se puede librar el consumo público, aguas con pH comprendido entre 6,5 y 8,5. Medición de pH Los componentes principales de un medidor de pH consisten en un electrodo sensor, un electrodo de referencia, conectados a un voltímetro capaz de registrar la diferencia de potencial generada por los electrodos. El electrodo sensor generalmente es de vidrio especial cuyo voltaje es sensible a los iones hidrógeno de la muestra. El electrodo de referencia es el de calomel. “ESTUDIO DE LA FUENTE SACAY PARA CONSUMO DE AGUA POTABLE EN LAS LOCALIDADES DE LA REAL, COCHATE Y EL MONTE, DISTRITO DE APLAO, PROVINCIA DE CASTILLA”. 32.