Mejoramiento del sistema de abastecimiento de Agua Potable de La Bedoya

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL. TESIS:. MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA VOLUMEN I - MEMORIA DEL PROYECTO PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL PRESENTADO POR: HÉCTOR RAFAEL CAIRA TICONA YURI CESAR CHAVEZ CARDENAS. ASESOR DE TESIS: ING. HÉCTOR MAYOL NOVOA ANDIA AREQUIPA - PERU 2018.

(2) UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL. “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA” TESIS PROFESIONAL PRESENTADA POR LOS BACHILLERES EN INGENIERIA CIVIL: - HECTOR RAFAEL CAIRA TICONA - YURI CESAR CHAVEZ CARDENAS. CALIFICACION:. _____________________________________. JURADO DE TESIS:. ING. FERNANDO ENCISO MIRANDA. ING. VICTOR RENDON DAVILA. PRESIDENTE DEL JURADO. MIEMBRO DEL JURADO. ING. ISAAC YANQUI MORALES. ING. CARLOS DAMIANI LAZO. MIEMBRO DEL JURADO. MIEMBRO SUPLENTE. FECHA: 10 DE JULIO DEL 2018. AREQUIPA - PERU.

(3) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. RESUMEN. Como es de conocimiento Arequipa cuenta con 03 sistemas principales de agua potable la Tomilla, la Bedoya y Alto Cayma. El sistema de agua potable de la Bedoya capta el agua del manantial la Bedoya a nivel de la cota 2,890.00 msnm en el distrito de Chiguata es la toma de agua más antigua de Arequipa desde 1928. Esta agua de manantial al ser agua subterránea presenta un elevado contenido de dióxido de carbono y bajo contenido de oxígeno disuelto y turbiedad, entre otros parámetros que han sido determinados y cuantificados mediante el ensayo de calidad realizado al agua del manantial la Bedoya que consistió en el análisis físico químico, el análisis de metales totales ICP - MS y el análisis microbiológico, resultados que fueron comparados según los límites máximos permisibles establecidos en el reglamento de la calidad del agua para consumo humano DS N° 031 2010 - SA. Por lo que el tratamiento del agua del manantial la Bedoya consiste en un proceso de aireación proceso que se realiza en la planta San Bernardo ubicado en el pueblo joven Santo Domingo San Bernardo en el distrito de Chiguata a nivel de la cota 2,680.00 msnm.. Ante el actual posicionamiento de las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol ubicadas en el distrito de Chiguata a nivel de la cota promedio 2,790.00 msnm estas asociaciones de vivienda al encontrarse asentadas por encima de la planta San Bernardo que está ubicada en la cota 2,680.00 msnm su abastecimiento de agua potable seria por bombeo desde la actual planta San Bernardo. Por lo que se ha visto por conveniente plantear la ubicación de la unidad de tratamiento a nivel de la cota 2,861.00 msnm con esta propuesta se dotará del servicio de agua potable por gravedad a estas asociaciones de vivienda mencionadas, beneficiando a una población servida de aproximadamente 4,086.00 habitantes. Con este planteamiento el sistema de agua potable de la Bedoya el abastecimiento seguirá siendo por gravedad ampliándose la cobertura del servicio, evitándose un eventual abastecimiento por bombeo que aparte de encarecer el costo de agua produciría eventuales cortes del servicio, a causa del fallo del equipo de bombeo y cortes de luz. Para lo cual se ha elaborado la presente tesis que consta de los siguientes capítulos que describiremos a continuación..

(4) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. El capítulo I está referido a determinar y establecer la problemática, los antecedentes, la descripción general del proyecto, el objetivo general, los objetivos específicos, la ubicación y la vía de acceso del presente proyecto.. El capítulo II Proceso de potabilización del agua del sistema de la Bedoya se describe el proceso físico y el proceso químico del tratamiento del agua, en base al informe de ensayo 38513/2017 que se adjunta correspondiente al ensayo de calidad realizado al agua del manantial la Bedoya que consistió en el análisis físico químico, el análisis de metales totales ICP - MS y el análisis microbiológico realizado en el laboratorio ALS - CORPLAB se elaboró un comparativo de los principales parámetros analizados, según los límites máximos permisibles establecidos en el reglamento de la calidad del agua para consumo humano DS N°031-2010-SA.. En el capítulo III se define los componentes de un sistema de agua potable conformado por la fuente de agua, la captación, la línea de conducción, la planta de tratamiento, el reservorio de distribución, la línea de aducción, la red de distribución y la acometida domiciliaria.. En el capítulo IV se describe y esquematiza el sistema existente de agua potable de la Bedoya conformado por la cámara de captación, la línea de conducción de agua cruda, los 05 reservorios actuales y las líneas de conducción de agua potable por medio de imágenes y cuadros de descripción.. En el capítulo V se realiza un estudio de ampliación de límites de factibilidad del servicio de agua potable para la asociación de vivienda Puertas del Sol ubicado en el distrito de Chiguata, estableciendo y determinando los requisitos para declarar procedente la factibilidad del servicio de agua potable.. En el capítulo VI se plantea la ubicación de la unidad de tratamiento a nivel de la cota 2,861.00 msnm en el distrito de Chiguata, en base al informe de ensayo 38513/2017 correspondiente al análisis de la calidad del agua del manantial la Bedoya y la norma OS.020.

(5) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Planta de tratamiento de agua para consumo humano del RNE se determinó el tipo y el tratamiento del agua. Se realizó el proyecto de agua potable consistente en el diseño de la línea de conducción, un reservorio proyectado denominado N-50, la línea de aducción y la red de distribución. Por medio del programa WaterCad V8i se hizo el análisis hidráulico mediante una simulación en periodo extendido EPS (Extended Period Simulatión) considerándose una duración total de 24 horas (01 día) para observar como varia en el reservorio a cada hora el nivel de agua, el volumen y la variación de la demanda diaria para la población dependiente del reservorio proyectado N-50. Se modeló el reservorio proyectado N-50 en el programa SAP2000. Mediante el programa WaterCad V8i se modeló la red de distribución verificando que las presiones en los nodos estén dentro del rango de 10 mca a 50 mca y en los tramos de las tuberías las velocidades sean menores a 3 m/s según lo establecido en la norma OS.050 Redes de distribución de agua para consumo humano del RNE.. El capítulo VII comprende el estudio topográfico, la geología - sismicidad, el estudio de impacto ambiental, el estudio de mecánica de suelos y la calidad del agua del manantial la Bedoya.. El capítulo VIII Costos y presupuestos se presenta el resumen del presupuesto general del proyecto.. Finalmente se plantean las conclusiones, las recomendaciones a las que se llega en la presente tesis y la bibliografía citando las referencias bibliográficas de consulta. En anexos se adjunta el informe técnico del estudio de mecánica de suelos, el informe de ensayo 38513/2017 (Ensayo de la calidad del agua del manantial la Bedoya), el registro de los parámetros en época de lluvias de la planta San Bernardo proporcionado por SEDAPAR y los sub presupuestos.. Palabras claves: Mejoramiento, planteamiento, dotación, hídrico, factibilidad, diseño, modelamiento, estudio, parámetros, permisibles, tratamiento, sistema y proyecto..

(6) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. ABSTRACT. As is known, Arequipa has 03 main drinking water systems, La Tomilla, La Bedoya and Alto Cayma. The drinking water system of the Bedoya captures the water from the Bedoya spring at level 2,890.00 meters above sea level in the district of Chiguata is the oldest water intake in Arequipa since 1928. This spring water, being groundwater, has a high level of water carbon dioxide content and low content of dissolved oxygen and turbidity, among other parameters that have been determined and quantified by the quality test performed on the Bedoya spring water, which consisted of the physical and chemical analysis, the total metal analysis, ICP - MS and microbiological analysis, results that were compared according to the maximum permissible limits established in the regulation of water quality for human consumption DS N ° 031 - 2010 - SA. So the water treatment of the Bedoya spring consists of a process of aeration process that is carried out in the San Bernardo plant located in the young town of Santo Domingo San Bernardo in the district of Chiguata at the level of 2,680 meters above sea level.. Given the current positioning of housing associations Campo Misti and Puertas del Sol located in the district of Chiguata at the level of 2,790.00 meters above sea level, these housing associations are located above the San Bernardo plant which is located at 2,680.00 msnm its supply of potable water would be by pumping from the current San Bernardo plant. For what has been considered convenient to raise the location of the treatment unit at the level 2,861.00 meters above sea level with this proposal will be provided with potable water service by gravity to these housing associations mentioned, benefiting a population served of approximately 4,086.00 population. With this approach, the Bedoya drinking water supply system will continue to be gravity by expanding the coverage of the service, avoiding an eventual pumping supply that, apart from increasing the cost of water, would cause eventual service outages, due to the failure of the water supply equipment. Pumping and power cuts. For which the present thesis has been elaborated that consists of the following chapters that we will describe next..

(7) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Chapter I is concerned with determining and establishing the problem, the background, the general description of the project, the general objective, the specific objectives, the location and the access route of the present project.. Chapter II Water purification process of the Bedoya system describes the physical process and the chemical process of water treatment, based on the report 38513/2017 that is attached to the quality test performed on the spring water. Bedoya, which consisted of the physical and chemical analysis, the total metal ICP - MS analysis and the microbiological analysis carried out in the ALS - CORPLAB laboratory, a comparison was made of the main parameters analyzed, according to the maximum permissible limits established in the quality regulation. of water for human consumption DS N ° 031-2010-SA.. Chapter III defines the components of a drinking water system made up of the water source, the catchment, the line of conduction, the treatment plant, the distribution reservoir, the adduction line, the distribution network and the home connection.. Chapter IV describes and schematizes the existing drinking water system of the Bedoya, made up of the catchment chamber, the raw water line, the current 05 reservoirs and drinking water lines through images and tables. of description.. In Chapter V a study is made to extend the feasibility limits of the potable water service for the housing association Puertas del Sol located in the district of Chiguata, establishing and determining the requirements to declare the feasibility of the potable water service.. Chapter VI considers the location of the treatment unit at level 2,861.00 meters above sea level in the district of Chiguata, based on the report 38513/2017 corresponding to the analysis of the water quality of the La Bedoya spring and the norm OS.020 Water treatment plant for human consumption of the RNE, the type and treatment of the water was determined. The drinking water project consisted in the design of the line of conduction, a projected reservoir called N-50, the adduction line and the distribution network. Through the WaterCad V8i program, the hydraulic analysis was done by means of a simulation in.

(8) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. extended period EPS (Extended Period Simulation), considering a total duration of 24 hours (01 day) to observe how the water level varies in the reservoir at each hour. Volume and the variation of daily demand for the population dependent on the projected reservoir N50. The projected reservoir N-50 was modeled in the SAP2000 program. Through the WaterCad V8i program the distribution network was modeled verifying that the pressures in the nodes are within the range of 10 mca to 50 mca and in the sections of the pipes the speeds are lower than 3 m / s as established in the standard OS.050 Water distribution networks for human consumption of the RNE.. Chapter VII includes the topographic study, the geology - seismicity, the study of environmental impact, the study of soil mechanics and the water quality of the Bedoya spring.. Chapter VIII Costs and budgets presents the summary of the general budget of the project.. Finally, the conclusions, the recommendations that are reached in this thesis and the bibliography citing bibliographic reference references are presented. The technical report of the soil mechanics study, the test report 38513/2017 (Bedoya spring water quality test), the record of the parameters in the rainy season of the San Bernardo plant provided by SEDAPAR and the sub-budgets.. Keywords: Improvement, approach, endowment, water, feasibility, design, modeling, study, parameters, permissible, treatment, system and project..

(9) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. INDICE VOLUMEN I - MEMORIA DEL PROYECTO. CAPITULO I. GENERALIDADES ........................................................................................ 1 1.1 PROBLEMATICA .................................................................................................................... 1 1.2 ANTECEDENTES ..................................................................................................................... 3 1.3 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO ................................................................................ 5 1.4 OBJETIVO .............................................................................................................................. 5 1.5 OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................................ 5 1.6 UBICACION ............................................................................................................................ 6 1.7 VIA DE ACCESO ...................................................................................................................... 7. CAPITULO II. PROCESO DE POTABILIZACION DEL AGUA DEL SISTEMA DE LA BEDOYA .... 8 2.1 INTRODUCCION ..................................................................................................................... 8 2.2 PROCESO FISICO DE TRATAMIENTO DEL AGUA ..................................................................... 9 2.2.1 PROCESO DE AIREACION .............................................................................................. 9 2.2.2 FINES DEL PROCESO DE AIREACION .............................................................................. 9 2.2.3 TIPOS DE AIREADORES ................................................................................................. 9 2.2.3.1. Aireadores de aire difuso ........................................................................... 9. 2.2.3.2. Aireadores de aspersión .......................................................................... 10. 2.2.3.3. Aireadores mecánicos .............................................................................. 10. 2.2.3.4. Aireadores de gravedad ........................................................................... 11. A.. Aireadores de cascada ............................................................................. 11. 2.3 PROCESO QUIMICO DE TRATAMIENTO DEL AGUA .............................................................. 13 2.3.1 PROCESO DE DESINFECCION - CLORACION ................................................................. 13 2.4 CALIDAD DEL AGUA ............................................................................................................ 18 2.4.1 PARAMETROS DE CONTROL OBLIGATORIO (PCO) ....................................................... 18 2.4.2 REFERENCIA DE LOS METODOS DE ENSAYO ............................................................... 19 2.4.3 RESULTADOS DEL ANALISIS DEL AGUA ....................................................................... 20 2.4.4 VERIFICACION Y ANALISIS DE LOS RESULTADOS ........................................................ 21.

(10) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 2.4.4.1. Color ......................................................................................................... 21. 2.4.4.2. Turbiedad ................................................................................................. 21. 2.4.4.3. Oxígeno disuelto ...................................................................................... 22. 2.4.4.4. PH .............................................................................................................. 22. 2.4.4.5. Dureza total .............................................................................................. 22. 2.4.4.6. Hierro ........................................................................................................ 22. 2.4.4.7. Manganeso ............................................................................................... 22. 2.4.4.8. Cobre ........................................................................................................ 22. 2.4.4.9. Zinc ........................................................................................................... 22. 2.4.4.10 Sodio ......................................................................................................... 22 2.4.4.11 Coliformes totales ................................................................................... 23 2.4.4.12 Coliformes termotolerantes o fecales ................................................... 23. CAPITULO III. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE AGUA POTABLE .............................. 24 3.1 FUENTE ............................................................................................................................... 24 3.2 CAPTACION ......................................................................................................................... 25 3.3 LINEA DE CONDUCCION ...................................................................................................... 26 3.4 PLANTA DE TRATAMIENTO ................................................................................................. 27 3.5 RESERVORIO DE DISTRIBUCION .......................................................................................... 28 3.6 LINEA DE ADUCCION ........................................................................................................... 29 3.7 RED DE DISTRIBUCION ........................................................................................................ 29 3.8 ACOMETIDA DOMICILIARIA ................................................................................................ 30. CAPITULO IV. SISTEMA EXISTENTE DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA ......................... 31 4.1 CAPTACION ......................................................................................................................... 31 4.2 CALIDAD DEL AGUA ............................................................................................................ 32 4.3 LINEA DE CONDUCCION DE AGUA CRUDA .......................................................................... 33 4.4 PLANTA DE TRATAMIENTO DE SAN BERNARDO .................................................................. 35 4.5 LINEA DE CONDUCCION DE AGUA POTABLE ....................................................................... 36 4.6 RESERVORIOS DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCION ..................................................... 37 4.7 POBLACION SERVIDA .......................................................................................................... 37.

(11) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. CAPITULO V. ESTUDIO DE AMPLIACION DE LIMITES DE FACTIBILIDAD DE SERVICIOS DE AGUA POTABLE PARA LA ASOCIACION DE VIVIENDA PUERTAS DEL SOL .................................................................................... 38 5.1 GENERALIDADES ................................................................................................................. 38 5.1.1 CONSIDERACIONES PREVIAS ...................................................................................... 38 5.1.2 UBICACION ................................................................................................................ 38 5.1.3 SITUACION ACTUAL DE LA ASOCIACION DE VIVIENDA ................................................ 39 5.2 OBJETO DEL ESTUDIO .......................................................................................................... 39 5.3 BASES DEL ESTUDIO ............................................................................................................ 40 5.4 REQUISITOS PARA EL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ................................................................ 40 5.4.1 DISPONIBILIDAD DEL RECURSO HIDRICO .................................................................... 40 5.4.2 DISPONIBILIDAD DE INFRAESTRUCTURA DE SERVICIO ................................................ 41 5.4.2.1. Capacidad de almacenamiento del reservorio proyectado N-50 .......... 41. A.. Población servida ..................................................................................... 41 A.1 Parámetro de diseño ........................................................................ 41 A.2 Población servida de la asociación de vivienda Campo Misti ........ 41 A.3 Población servida de la asociación de vivienda Puertas del Sol ... 41 A.4 Asociación de vivienda Pampa Blanca ......................................... 42. B.. Caudal promedio diario anual de la demanda (Qp) ............................... 42 B.1 Parámetros de diseño ....................................................................... 42 B.2 Caudal promedio (Qp1) ..................................................................... 42 B.3 Caudal promedio (Qp2) ............................................................... 42 B.4 Caudal promedio (Qp3) ............................................................... 43 B.5 Caudal promedio total (Qp) ......................................................... 43. C.. Variaciones de consumo .................................................................... 43. D.. Cálculo de la capacidad del reservorio proyectado N-50 ....................... 43 D.1 Volumen de regulación (Vreg) .......................................................... 44 D.2 Volumen de agua contra incendio (Vci) ........................................... 44 D.3 Volumen de reserva (Vres) ............................................................... 44 D.4 Volumen total de almacenamiento reserv. proyectado N-50 ........ 45. 5.4.2.2. Capacidad de la línea de conducción proyectada .................................. 45. A.. Verificación de la capacidad de la línea de conducción proyectada ..... 45.

(12) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 5.4.3 VERIFICACION DE LAS PRESIONES DE SERVICIO .......................................................... 47 5.4.3.1. Presión máxima de servicio ..................................................................... 47. 5.4.3.2. Presión mínima de servicio ................................................................ 47. 5.5 REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE PROYECTADAS .............................................. 48 5.6 CONEXIONES DOMICILIARIAS ............................................................................................. 49 5.7 COSTO - BENEFICIO ............................................................................................................. 49 5.7.1 COSTO DIRECTO POR EJECUCION DE OBRAS .............................................................. 49 5.7.2 BENEFICIO DIRECTO ................................................................................................... 49. CAPITULO VI. PLANTEAMIENTO DE UBICACION DE UNA NUEVA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE .......................................................... 50 6.1 UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE .................................................................. 50 6.1.1 UBICACION ................................................................................................................ 50 6.1.2 DETERMINACION - DEFINICION DE LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA ....... 51 6.1.3 DESCRIPCION DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO ........................................................ 53 6.1.3.1. Aireador de gravedad del tipo cascada .............................................. 53. 6.1.3.2. Estabilización del PH del agua con cal .................................................. 54. 6.1.3.3. Desinfección ...................................................................................... 54. A.. Cámara de contacto .......................................................................... 55. 6.1.3.4. Instalaciones complementarias ......................................................... 56. A.. Almacén y sala de dosificación de cal ................................................. 56. B.. Almacén y sala de cloración ..................................................................... 57. 6.1.4 DETERMINACION DE LA DOSIS OPTIMA DE CAL .......................................................... 58 6.1.4.1. Prueba de jarras ....................................................................................... 58. 6.1.4.2. Determinación de la dosis óptima de cal ............................................... 59. A.. Procedimiento .......................................................................................... 60. 6.1.5 DISEÑO DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO ................................................................. 65 6.1.5.1. Diseño del aireador de gravedad tipo cascada ...................................... 65. 6.1.5.2. Diseño del estabilizador del PH del agua con cal ................................... 68. A.. Sala de almacenamiento de la cal ........................................................... 68 A.1 Cálculo del área de almacenamiento de la cal ................................ 69.

(13) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. B.. Tanque para la solución de cal ........................................................... 72 B.1 Cálculo del volumen del tanque .................................................. 72. 6.1.5.3. Desinfección ...................................................................................... 75. A.. Sala de almacenamiento de cloro ...................................................... 75. B.. Sala de dosificación de cloro ................................................................... 78. C.. Cámara de contacto ................................................................................. 82. 6.1.5.4. Instalaciones complementarias ......................................................... 90. A.. Sistema de desagüe ........................................................................... 90 A.1 Tanque séptico ........................................................................... 91 A.2 Pozo percolador ................................................................................ 92. 6.2 PROYECTO DE AGUA POTABLE ............................................................................................ 93 6.2.1 PARAMETROS DE DISEÑO .......................................................................................... 93 6.2.1.1. Densidad poblacional ............................................................................... 93. 6.2.1.2. Población servida ..................................................................................... 93. A.. Población servida de la asociación de vivienda Campo Misti................. 93. B.. Población servida de la asociación de vivienda Puertas del Sol ............. 93. 6.2.1.3. Población de saturación ..................................................................... 94. 6.2.1.4. Dotación per cápita de agua potable ...................................................... 94. 6.2.1.5. Dotación por hectárea ............................................................................. 94. 6.2.2 ESTUDIO DE LA DEMANDA DE AGUA POTABLE ........................................................... 95 6.2.2.1. Caudal promedio (Qp) .............................................................................. 95. A.. Cálculo del caudal promedio (Qp1) ......................................................... 95. B.. Cálculo del caudal promedio (Qp2) ......................................................... 95. C.. Cálculo del caudal promedio (Qp3) ......................................................... 95. 6.2.2.2. Variaciones de consumo .................................................................... 96. A.. Caudal máximo diario (Qmd) ................................................................... 96. B.. Caudal máximo horario (Qmh) ................................................................ 96. C.. Caudal máximo maximorum (Qmm) ....................................................... 97. D.. Caudal mínimo (Qmin) ............................................................................. 97.

(14) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 6.2.3 CAUDAL DE DISEÑO ................................................................................................... 98 6.2.3.1. Caudal de diseño de la línea de conducción ........................................... 98. 6.2.3.2. Caudal de diseño de la línea de aducción ............................................... 98. 6.2.3.3. Caudal de diseño de la red de distribución ............................................ 99. A.. Caudal de diseño de la red de distribución, para la Asoc. de vivienda Campo Misti ............................................................................... 99 Caudal de diseño de la red de distribución, para la Asoc. de vivienda Puertas del Sol ........................................................................... 99. B.. 6.3 DESCRIPCION Y DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE ................................................ 101 6.3.1 LINEA DE CONDUCCION ........................................................................................... 101 6.3.1.1. Diámetro y material de la tubería ......................................................... 101. 6.3.1.2. Velocidad media del agua a través de la tubería ................................. 102. 6.3.1.3. Pérdida de carga en tuberías ................................................................. 102. A.. Pérdida de carga por fricción ........................................................... 103. B.. Pérdida de carga local ............................................................................ 106. 6.3.1.4. Sobrepresión golpe de ariete ........................................................... 108. 6.3.1.5. Modelamiento de la línea de conducción ............................................ 113. A.. Variación horaria del uso del agua (Patterns) ...................................... 113. B.. Esquema hidráulico ................................................................................ 114. C.. Ingreso de información .......................................................................... 115. D.. Ejecución y reporte de resultados de la simulación en periodo extendido EPS .......................................................................................... 118. 6.3.2 RESERVORIO DE DISTRIBUCION ................................................................................ 121 6.3.2.1. Consideraciones previas ........................................................................ 121. A.. Tipo - ubicación ...................................................................................... 121. B.. Descripción ............................................................................................. 121. 6.3.2.2. Pre dimensionamiento .................................................................... 122. A.. Espesor del muro ............................................................................. 122. B.. Flecha de curvatura ......................................................................... 122. C.. Espesor de la cúpula ............................................................................... 123.

(15) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 6.3.2.3. Modelamiento del reservorio apoyado ............................................ 123. A.. Selección del sistema de unidades ................................................... 123. B.. Dibujo de la generatriz ..................................................................... 124. C.. Definición del material .................................................................... 124. D.. Definición de las secciones .............................................................. 125. E.. Extrusión de la generatriz en 360° ................................................... 126. F.. Definición del patrón de cargas ....................................................... 126. G.. Asignación de la carga viva a la cúpula ............................................. 127. H.. Definición del patrón de punto ........................................................ 128. I.. Asignación de la presión de agua ..................................................... 128. 6.3.2.4. Resultados ....................................................................................... 130. 6.3.2.5. Diseño del reservorio ....................................................................... 132. A.. Diseño de la viga anular ................................................................... 132 A.1 Diseño del refuerzo longitudinal ............................................... 133. B.. Diseño del muro .............................................................................. 134 B.1 Diseño del refuerzo vertical ...................................................... 134 B.2 Diseño del refuerzo horizontal ....................................................... 135. C.. Diseño de la cúpula .......................................................................... 137. 6.3.3 RED DE AGUA POTABLE ........................................................................................... 138 6.3.3.1. Material y diámetro de la tubería ......................................................... 138. 6.3.3.2. Trazo de la red de distribución .............................................................. 138. 6.3.3.3. Modelamiento de la red de agua potable ............................................ 138. A.. Configuraciones previas ......................................................................... 139. B.. Construcción del modelo ....................................................................... 140. 6.3.3.4. Ingreso de información .................................................................... 141. A.. Asignación de elevaciones ............................................................... 142. B.. Asignación de demanda a los nodos ................................................ 143 B.1 Cálculo del caudal unitario por lote ........................................... 143 B.2 Asignación de demanda a los nodos ......................................... 144. 6.3.3.5. Resultados del modelamiento hidráulico ......................................... 147. 6.3.4 CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA POTABLE ..................................................... 150.

(16) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 6.4 NUEVO ESQUEMA HIDRAULICO DEL SISTEMA LA BEDOYA ............................................... 151 6.4.1 ESQUEMA HIDRAULICO ACTUAL DEL SISTEMA LA BEDOYA ....................................... 151 6.4.2 NUEVO ESQUEMA HIDRAULICO GENERAL DEL SISTEMA LA BEDOYA ........................ 152 6.5 NUEVA POBLACION SERVIDA ............................................................................................ 153. CAPITULO VII. ESTUDIOS BASICOS .............................................................................. 154 7.1 TOPOGRAFIA ..................................................................................................................... 154 7.1.1 GENERALIDADES ...................................................................................................... 154 7.1.2 FINALIDAD ............................................................................................................... 154 7.1.3 METODOLOGIA DEL TRABAJO .................................................................................. 154 7.1.4 TRABAJO DE CAMPO ................................................................................................ 155 7.1.5 TRABAJO DE GABINETE ............................................................................................ 155 7.1.6 PANEL FOTOGRAFICO DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO .................................... 157. 7.2 GEOLOGIA Y SISMICIDAD .................................................................................................. 159 7.2.1 GEOLOGIA LOCAL ..................................................................................................... 159 7.2.1.1. Cadena del Barroso ................................................................................ 159. 7.2.1.2. Flujo de Barro .......................................................................................... 160. 7.2.2 SISMICIDAD ............................................................................................................. 161. 7.3 ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL ................................................................................... 162 7.3.1 OBJETIVO ................................................................................................................. 162 7.3.2 ANTECEDENTES ....................................................................................................... 162 7.3.3 MARCO LEGAL ......................................................................................................... 162 7.3.4 LINEA BASE AMBIENTAL ........................................................................................... 163 7.3.4.1. Aspectos físicos ............................................................................... 163. A.. Superficie ........................................................................................ 163. B.. Clima ............................................................................................... 164 B.1 Precipitación ............................................................................. 164 B.2 Temperatura ............................................................................. 164 B.3 Viento ....................................................................................... 165. 7.3.4.2. Aspectos biológicos ......................................................................... 165.

(17) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 7.3.5 IDENTIFICACION Y EVALUACION DE IMPACTOS AMBIENTALES ................................. 165 7.3.5.1. Determinación de los impactos ambientales ................................... 166. 7.3.6 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL ................................................................................. 167 7.3.7 PROGRAMA DE MITIGACION .................................................................................... 167 7.3.8 PLAN DE SEGURIDAD Y CONTROL ............................................................................. 172 7.3.8.1. Medidas para el control de la calidad del aire .................................. 172. A.. Emisión de material particulado ...................................................... 172. B.. Emisión de gases de fuentes móviles ............................................... 172. C.. Generación de ruido ........................................................................ 172. 7.3.8.2. Medidas para el control de la calidad del suelo ............................... 172. A.. Control de la contaminación ............................................................ 172. B.. Control de la erosión .............................................................................. 173. 7.3.8.3. Medidas para la seguridad del personal de obra .............................. 173. 7.4 ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS .................................................................................. 173 7.5 CALIDAD DEL AGUA .......................................................................................................... 174. CAPITULO VIII. COSTOS Y PRESUPUESTOS ................................................................... 175 8.1 CALCULO DEL COSTO ADICIONAL POR BOMBEO EN LA TARIFA DE AGUA POTABLE .......... 175 8.1.1 COSTO ADICIONAL POR BOMBEO ............................................................................ 175 8.1.1.1. Cálculo del costo del KWH por mes ....................................................... 175. 8.1.1.2. Cálculo del volumen de agua por mes .............................................. 176. 8.1.1.3. Costo adicional de bombeo por mes ................................................ 177. 8.1.2 COSTO POR GRAVEDAD ........................................................................................... 177. 8.2 PRESUPUESTO GENERAL DE OBRA .................................................................................... 178 8.2.1 MEMORIA DE COSTOS ............................................................................................. 178 8.2.2 ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS ............................................................................. 178 8.2.3 PRESUPUESTO DE OBRA ........................................................................................... 178 8.2.4 SUB PRESUPUESTOS ................................................................................................ 179. - Resumen del presupuesto ............................................................................. 180.

(18) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 181 RECOMENDACIONES ................................................................................................................ 183 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 184. ANEXOS: - ANEXO A: INFORME TECNICO ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS - ANEXO B: INFORME DE ENSAYO 38513/2017 (CALIDAD DE AGUA DEL MANANTIAL LA BEDOYA) - ANEXO C: REGISTRO DE PARAMETROS EN EPOCA DE LLUVIAS PLANTA SAN BERNARDO - ANEXO D: SUB PRESUPUESTOS.

(19) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. INDICE DE CUADROS. CAPITULO I. Cuadro 1.1. Información del manantial la Bedoya ................................................................ 3. CAPITULO II. Cuadro 2.1. Principales diferencias entre el agua superficial y el agua subterránea .......... 8. Cuadro 2.2. Referencia de los métodos de ensayo .............................................................. 19. Cuadro 2.3. Resultados del análisis del agua ........................................................................ 20. Cuadro 2.4. Resumen de la verificación del análisis del agua ............................................. 23. CAPITULO III. Cuadro 3.1. Fuentes de agua para la ciudad de Arequipa ................................................... 24. Cuadro 3.2. Clases de tuberías PVC ....................................................................................... 26. Cuadro 3.3. Dimensiones de tuberías ................................................................................... 26. CAPITULO IV. Cuadro 4.1. Resumen comparativo de los parámetros analizados con los L.M.P. ............. 32. Cuadro 4.2. Líneas de conducción del sistema la Bedoya ................................................... 36. Cuadro 4.3. Características de los reservorios del sistema la Bedoya ................................ 37. Cuadro 4.4. Población servida del sistema la Bedoya .......................................................... 37. CAPITULO V. Cuadro 5.1. Demanda del sistema la Bedoya ....................................................................... 40. CAPITULO VI. Cuadro 6.1. Parámetros de tipos de aguas naturales para abastecimiento público ......... 51. Cuadro 6.2. Equivalencia de la solución preparada ........................................................ 60. Cuadro 6.3. Volumen de solución (q) para cada jarra .......................................................... 62. Cuadro 6.4. Resultados del PH para diferentes dosis de cal ............................................... 63. Cuadro 6.5. Cuadro de obtención del coeficiente a ............................................................. 66.

(20) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Cuadro 6.6. Cuadro de obtención del coeficiente b ............................................................. 66. Cuadro 6.7. Criterios para el almacenamiento de productos desinfectantes .................... 75. Cuadro 6.8. Coeficientes de pérdidas de cargas menores ................................................... 81. Cuadro 6.9. Cálculo del tanque séptico ................................................................................ 91. Cuadro 6.10 Cálculo del pozo percolador .............................................................................. 92 Cuadro 6.11 Resumen de las variaciones de consumo ......................................................... 97 Cuadro 6.12 Material - Diámetro de la línea de conducción .............................................. 101 Cuadro 6.13 Cálculo de la velocidad media de la L.C. ......................................................... 102 Cuadro 6.14 Valores de coeficientes de rugosidad ............................................................. 103 Cuadro 6.15 Cálculo del coeficiente de fricción (f) ............................................................. 106 Cuadro 6.16 Cálculo de la pérdida de carga por fricción en L.C. ........................................ 106 Cuadro 6.17 Valores aproximados de K ............................................................................... 107 Cuadro 6.18 Cálculo de pérdida de carga local en L.C. ....................................................... 107 Cuadro 6.19 Variaciones de consumo .................................................................................. 113 Cuadro 6.20 Datos de ingreso de información de la línea de conducción ........................ 115 Cuadro 6.21 Datos de ingreso de información del reservorio ............................................ 115 Cuadro 6.22 Dato de ingreso de información de la captación ........................................... 115 Cuadro 6.23 Factor de uso de agua ...................................................................................... 116 Cuadro 6.24 Variación del nivel diario en el reservorio N-50 ............................................. 118 Cuadro 6.25 Variación del volumen diario en el reservorio N-50 ...................................... 119 Cuadro 6.26 Variación de demanda diaria para la población dependiente del Reserv.. N-50 ................................................................................................................... 120 Cuadro 6.27 Resumen del pre dimensionamiento del reservorio ..................................... 123 Cuadro 6.28 Caudal unitario por punto ............................................................................... 145 Cuadro 6.29 Reporte del resultado en tuberías .................................................................. 147 Cuadro 6.30 Reporte del resultado en nodos ...................................................................... 149 Cuadro 6.31 Reporte del resultado de la cámara reguladora de presión ......................... 150. CAPITULO VII. Cuadro 7.1. Impactos durante la ejecución del proyecto ............................................. 166. Cuadro 7.2. Medidas de mitigación en la etapa de construcción .................................. 168.

(21) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Cuadro 7.3. Medidas de mitigación en la etapa de operación y mantenimiento ........... 170. Cuadro 7.4. Medidas de mitigación en la etapa de cierre o abandono ......................... 171. Cuadro 7.5. Resultados del esfuerzo admisible y profundidad de desplante ................ 173. CAPITULO VIII. Cuadro 8.1. Tarifa de agua en la categoría doméstico ....................................................... 177. INDICE DE IMAGENES. CAPITULO I. Imagen 1.1. Tanque en funcionamiento para el almacenamiento del agua ...................... 1. Imagen 1.2. Pileta pública de agua en funcionamiento ......................................................... 2. Imagen 1.3. Esquema actual del sistema la Bedoya .......................................................... 4. Imagen 1.4. Ubicación distrital ......................................................................................... 6. Imagen 1.5. Vía de acceso principal ................................................................................. 7. CAPITULO II. Imagen 2.1. Aireadores de aire difuso ............................................................................ 10. Imagen 2.2. Aireadores mecánicos ................................................................................. 10. Imagen 2.3. Planta de aireación de gravedad tipo cascada - Planta San Bernardo .......... 11. Imagen 2.4. Interior del aireador de cascada - Planta San Bernardo ............................... 12. Imagen 2.5. Clorinador - Cloro gaseoso ................................................................................ 14. Imagen 2.6. Diagrama de flujo de un clorador de aplicación directa .............................. 15. Imagen 2.7. Inyección de cloro .............................................................................................. 15. Imagen 2.8. Equipo de comparador visual y reactivos ......................................................... 16. Imagen 2.9. Determinación del parámetro cloro residual en el comparador visual ........ 17. Imagen 2.10 Inyección de Phenol y traslado de tubos de ensayo al comparador visual ... 17.

(22) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. CAPITULO III. Imagen 3.1. Disposición típica de los elementos de una bocatoma de captación lateral . 25. Imagen 3.2. Interior de una planta de tratamiento de agua potable - PTAP ................... 27. Imagen 3.3. Tipos de reservorios ................................................................................... 28. Imagen 3.4. Esquema de componentes de un sistema de agua potable ......................... 30. CAPITULO IV. Imagen 4.1. Cámara de captación del manantial la Bedoya ............................................ 31. Imagen 4.2. Interior de la cámara de captación del manantial la Bedoya ....................... 32. Imagen 4.3. Esquema línea de conducción del sistema la Bedoya .................................. 33. Imagen 4.4. Vista de la línea de conducción y medición del diámetro nominal .............. 34. Imagen 4.5. Cámara rompe presión N° 2 ........................................................................ 34. Imagen 4.6. Sistema la Bedoya ....................................................................................... 35. Imagen 4.7. Planta San Bernardo - Aireador de cascada ................................................. 35. Imagen 4.8. Líneas de conducción y reservorios del sistema la Bedoya .......................... 36. CAPITULO V. Imagen 5.1. Ubicación de las asociaciones de vivienda .................................................. 38. Imagen 5.2. Vista del tanque de agua y de la pileta pública en funcionamiento ............. 39. Imagen 5.3. Trazo de la red de distribución Asoc. de Viv. Puertas del Sol ....................... 48. CAPITULO VI. Imagen 6.1. Vista de la ubicación de la unidad de tratamiento ....................................... 50. Imagen 6.2. Aireador de gravedad tipo cascada - Tanque de estabilización del PH ......... 54. Imagen 6.3. Vista en planta de la cámara de contacto ................................................... 55. Imagen 6.4. Vista en planta del almacén y sala de dosificación de la cal ......................... 56. Imagen 6.5. Vista en planta del almacén y sala de cloración .......................................... 57. Imagen 6.6. Equipo de prueba de jarras ......................................................................... 58. Imagen 6.7. Equipo de prueba de jarras de la Facultad de Ingeniería Química - UNSA ..... 59. Imagen 6.8. Preparación de la solución de cal ................................................................ 60. Imagen 6.9. Llenado de 1 L de agua a cada vaso ............................................................. 60.

(23) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Imagen 6.10 Instalación de las jarras al equipo ............................................................... 62 Imagen 6.11 Medición del PH del agua en cada vaso ....................................................... 63 Imagen 6.12 Vista del obstáculo al borde de cada escalón .............................................. 67 Imagen 6.13 Bolsa de cal de 30 Kg ................................................................................... 70 Imagen 6.14 Dimensiones del cilindro de 1 Ton ............................................................... 77 Imagen 6.15 Clorador con inyector para cilindro de 1Ton ............................................... 78 Imagen 6.16 Dimensiones de la cámara de contacto ....................................................... 85 Imagen 6.17 Vista en elevación de los canales ................................................................ 86 Imagen 6.18 Vista en elevación de la vuelta de los canales ............................................. 89 Imagen 6.19 Esquema hidráulico general del sistema de agua potable ......................... 100 Imagen 6.20 Diagrama de Moody ................................................................................. 105 Imagen 6.21 Líneas de carga ......................................................................................... 112 Imagen 6.22 Esquema general del modelamiento en WaterCad V8i .............................. 114 Imagen 6.23 Ingreso del factor de uso de agua ............................................................. 117 Imagen 6.24 Vista del reservorio modelado en SAP2000 ................................................ 121 Imagen 6.25 Selección de unidades .............................................................................. 123 Imagen 6.26 Generatriz para el modelamiento ............................................................. 124 Imagen 6.27 Definición del material concreto - acero ................................................... 124 Imagen 6.28 Definición de secciones ............................................................................ 125 Imagen 6.29 Vista 3D y corte de la asignación de secciones .......................................... 126 Imagen 6.30 Definición de tipos de carga ............................................................................ 126 Imagen 6.31 Definición de la carga viva ............................................................................... 127 Imagen 6.32 Vista de la asignación de la carga viva ............................................................ 127 Imagen 6.33 Definición del joint patterns ............................................................................ 128 Imagen 6.34 Definición de la carga presión de agua ........................................................... 128 Imagen 6.35 Asignación de la presión hidrostática ............................................................. 129 Imagen 6.36 Definición de la combinación de cargas ......................................................... 129 Imagen 6.37 Momento M22 .................................................................................................. 130 Imagen 6.38 Esfuerzo cortante S23 ....................................................................................... 130 Imagen 6.39 Resultante F11 .................................................................................................. 131 Imagen 6.40 Resultante F22 .................................................................................................. 131.

(24) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Imagen 6.41 Envolvente F11 .................................................................................................. 135 Imagen 6.42 Configuración del modo de dibujo a escala ................................................... 139 Imagen 6.43 Creación del Prototypes ................................................................................... 139 Imagen 6.44 Herramienta MODEL BUILDER - Opción tipo de data CAD Files ...................... 140 Imagen 6.45 Construcción del modelo en el programa WaterCad V8i .............................. 141 Imagen 6.46 Ingreso de las elevaciones mediante la herramienta TREX ........................... 142 Imagen 6.47 Representación de cada lote por punto en el programa ArcGis ................... 144 Imagen 6.48 Asignación del caudal unitario a cada punto en el programa ArcGis ........... 145 Imagen 6.49 Aplicativo LOAD BUILDER-Tipo de data punto-Opción tubo más cercano ...... 146 Imagen 6.50 Conexión domiciliaria de agua potable .......................................................... 150 Imagen 6.51 Esquema hidráulico actual del sistema la Bedoya ......................................... 151 Imagen 6.52 Nuevo esquema hidráulico del sistema la Bedoya ........................................ 152. CAPITULO VII. Imagen 7.1. Equipo estación total utilizado para el levantamiento topográfico ............ 155. Imagen 7.2. Topografía curvas de nivel, superficie del área intervenida ....................... 156. Imagen 7.3. Mapa geomorfológico de Arequipa ........................................................... 159. Imagen 7.4. Mapa geológico de Arequipa .................................................................... 160. Imagen 7.5. Zonas sísmicas .......................................................................................... 161. Imagen 7.6. Ubicación en el distrito del área a intervenir ............................................. 164. INDICE DE GRAFICOS CAPITULO VI. Gráfico 6.1. PH y dosis de cal .......................................................................................... 64. Gráfico 6.2. Curva para determinar la capacidad de absorción del suelo ....................... 92. Gráfico 6.3. Diagrama de variación de consumos horarios ........................................... 117. Gráfico 6.4. Variación del nivel diario en el reservorio N-50 .......................................... 118. Gráfico 6.5. Variación del volumen diario en el reservorio N-50 .................................... 119. Gráfico 6.6. Variación de demanda diaria población dependiente del Reserv. N-50 ...... 120.

(25) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. I.. GENERALIDADES. 1.1. PROBLEMATICA. Arequipa es la segunda ciudad más importante del país con un crecimiento demográfico acelerado que ha conllevado que crezca la demanda de agua potable, esto se ha experimentado alrededor del sistema de agua potable de la Bedoya específicamente por encima de la planta San Bernardo ubicado en el distrito de Chiguata a nivel de la cota 2680 msnm. Entre las asociaciones de vivienda asentadas en una cota superior a la planta San Bernardo se encuentran las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol pertenecientes al distrito de Chiguata a una cota promedio de 2790 msnm y su abastecimiento de agua potable seria por bombeo desde la planta San Bernardo.. Actualmente se dotan de agua potable mediante un sistema de piletas públicas, el agua proviene de los tanques de almacenamiento construidos por los mismos pobladores de las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol. Estos tanques de almacenamiento de agua han sido levantados artesanalmente de albañilería (Ladrillo artesanal y concreto) dichos tanques son abastecidos por un camión cisterna contratado por la junta directiva de cada asociación de vivienda.. Imagen 1.1 Tanque en funcionamiento para el almacenamiento del agua Fuente: Elaboración propia. 1.

(26) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. El sistema de piletas públicas es un servicio muy deficiente ya que no garantiza la calidad del agua por estar expuesto a la contaminación del transporte (Camión cisterna), la manipulación involuntaria del agua por parte de la población y el acarreo del agua hasta los hogares en baldes y recipientes no herméticos expuestos al polvo y partículas del medio ambiente, además solo pueden recibir este recurso hídrico unos cuantos días a la semana.. Imagen 1.2 Pileta pública de agua en funcionamiento Fuente: Elaboración propia. Por lo expuesto anteriormente y ante la demanda de agua potable de las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol ubicadas en el distrito de Chiguata a nivel de la cota promedio 2790 msnm asentadas por encima de la planta San Bernardo ubicado en la cota 2680 msnm. Se plantea la ubicación de la unidad de tratamiento a nivel de la cota 2861 msnm con esta propuesta el abastecimiento de agua potable de las asociaciones de vivienda mencionadas será por gravedad, evitándose un eventual abastecimiento por bombeo en el sistema de la Bedoya.. 2.

(27) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 1.2. ANTECEDENTES. En el libro de SEDAPAR “El Espíritu del Agua” se menciona que el agua del manantial la Bedoya proviene de una ladera del cerro Curipata y según la administración técnica departamental de riego de Arequipa, ministerio de agricultura noviembre 2004 el manantial la Bedoya presenta la siguiente información:. Cuadro 1.1 Información del manantial la Bedoya Ubicación. Nombre del. Tipo de. Tipo de. manantial. caudal. uso. Sub cuenca. Comunidad. Distrito. La Bedoya. Permanente. Poblacional. Andamayo. La Bedoya. Chiguata. Fuente: Administración técnica departamental de riego de Arequipa. El cuadro 1.1 Información del manantial la Bedoya, fue recabada de la tesis: “Proyecto de agua potable, desagüe y pavimentación de vías de la Upis Santa María - Characato [5]” del Capítulo II Fuentes de agua en la zona, en la que hace un inventario de los manantiales de la sub cuenca del Andamayo, entre las que se encuentra el manantial la Bedoya.. El sistema de agua potable de la Bedoya capta el agua del manantial que lleva el mismo nombre en el distrito de Chiguata en la cota 2890 msnm. Esta fuente es utilizada desde el año 1928 y produce un caudal permanente de 209 l/s. Esta agua es conducida a la unidad de tratamiento de San Bernardo ubicada en el pueblo joven Santo Domingo San Bernardo en el distrito de Chiguata en la cota 2680 msnm. Es una planta de aireación de gravedad del tipo cascada con el fin de reducir el alto contenido de dióxido de carbono (CO2) y elevar el oxígeno disuelto (OD).. El sistema de agua potable de la Bedoya a través de la planta de tratamiento de San Bernardo abastece y dota de agua potable por gravedad actualmente a 05 reservorios con las siguientes denominaciones de N8, N9, N9A, N10 y N12A. En la siguiente imagen se observa la distribución actual de los 05 reservorios del sistema de agua potable de la Bedoya, reservorios que son abastecidos por la unidad de tratamiento de San Bernardo.. 3.

(28) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. Imagen 1.3 Esquema actual del sistema la Bedoya Fuente: Elaboración propia. Ante el posicionamiento en sectores no previstos como zonas de expansión de las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol ubicadas por encima de la planta San Bernardo, su abastecimiento de agua potable seria por bombeo, que conllevaría a eventuales cortes del servicio de agua a causa del fallo del equipo de bombeo o al corte inesperado del servicio eléctrico.. 4.

(29) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 1.3. DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO. Partiendo de la disponibilidad del recurso hídrico del manantial la Bedoya y del asentamiento de las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol con cota promedio de 2790 msnm ubicadas por encima de la planta San Bernardo (2680 msnm) para evitar en el sistema de la Bedoya el abastecimiento por bombeo se plantea.. La ubicación de la unidad de tratamiento de agua potable a nivel de la cota 2861 msnm el cual seguirá dotando de agua por gravedad a los 05 reservorios del sistema y al reservorio proyectado N-50 ubicado en la cota 2835.66 msnm. Mediante el reservorio proyectado N50 se abastecerá de agua potable a las asociaciones de vivienda contempladas en este estudio, beneficiándose a una población servida de 4086 habitantes.. Con este planteamiento el sistema de agua potable de la Bedoya el abastecimiento seguirá siendo por gravedad, evitándose un eventual abastecimiento por bombeo, se tendrá un nuevo reservorio N-50 incorporado al sistema, incrementándose la población servida y ampliándose la cobertura del servicio de agua potable del sistema la Bedoya.. 1.4. OBJETIVO. Brindar el servicio de agua potable a las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol ubicadas en el distrito de Chiguata, elevando la calidad de vida y previniendo las enfermedades gastrointestinales de sus habitantes.. 1.5. OBJETIVOS ESPECIFICOS. - Formular un estudio de ampliación de límites de factibilidad del servicio de agua potable para la asociación de vivienda Puertas del Sol del distrito de Chiguata. - Realizar el ensayo de la calidad del agua del manantial la Bedoya y elaborar un comparativo de los principales parámetros analizados, con los límites máximos permisibles establecidos en el reglamento de la calidad del agua para el consumo humano. - Determinar en base al ensayo de la calidad del agua, el tipo y el tratamiento del agua. - Plantear la nueva ubicación de la unidad de tratamiento de agua potable.. 5.

(30) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 1.6. UBICACION. La propuesta de la ubicación de la unidad de tratamiento para abastecer de agua potable por gravedad a las asociaciones de vivienda Campo Misti y Puertas del Sol, se encuentran ubicadas al sur oeste del distrito de Chiguata provincia y departamento de Arequipa a nivel de la cota promedio 2790 msnm entre las coordenadas UTM 236,433.31 237,405.58 Este y 8’185,195.50 - 8’185,764.34 Norte.. Imagen 1.4 Ubicación distrital Fuente: Atlas geográfico de Arequipa. 6.

(31) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. 1.7. VIA DE ACCESO. El acceso a la zona del proyecto es directamente desde el pueblo joven Miguel Grau zona “A” en el límite del distrito de Paucarpata con el distrito de Chiguata, a través de la vía Arequipa - Chiguata que es una vía asfaltada de 02 carriles.. En la zona del proyecto las vías de comunicación no se encuentran pavimentadas son caminos desarrollados de acuerdo al manzaneo de cada asociación de vivienda, estas vías han sido habilitadas por los mismos pobladores del lugar, permitiendo la circulación de ingreso y salida de vehículos.. RESERV. N - 50. CHIGUATA CAMPO MISTI. UNIDAD DE TRATAMIENTO. PUERTAS DEL SOL. MIGUEL GRAU ZONA - A. PLANTA SAN BERNARDO A. RE. A IG VI CH A IP U Q. TA UA. PAUCARPATA. Imagen 1.5 Vía de acceso principal Fuente: Elaboración propia. 7.

(32) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. II.. PROCESO DE POTABILIZACION DEL AGUA DEL SISTEMA DE LA BEDOYA. 2.1. INTRODUCCION. EI agua compuesto vital para la salud y bienestar del ser humano no cae del cielo, es un producto que se fabrica a partir del agua cruda captada en ríos y manantiales [1]. El sistema de agua potable de la Bedoya capta el agua del manantial que lleva el mismo nombre ubicado en el distrito de Chiguata a nivel de la cota 2890 msnm esta agua es conducida a la unidad de tratamiento de San Bernardo ubicada en la cota 2680 msnm en el pueblo joven Santo Domingo San Bernardo distrito de Chiguata, donde se trata el agua para el consumo humano.. Cuadro 2.1 Principales diferencias entre el agua superficial y el agua subterránea PARAMETROS Temperatura Turbiedad (Materia en suspensión) Mineralización. Hierro y Manganeso. AGUAS SUPERFICIALES. AGUAS SUBTERRANEAS. Variable según época del año. Relativamente constante. Variable, a veces elevada. Baja o nula. Variable en función de los terreno, precipitación, vertidos, etc. Generalmente ausentes, salvo en el fondo de cuerpos de agua en estado de eutroficación. Sensiblemente constante, generalmente mayor que en la superficie de la misma región generalmente presentes. Generalmente ausente. Normalmente presentes en gran cantidad. Normalmente próximo a saturación. Ausencia total. Presente solo en aguas contaminadas. Presencia frecuente, sin ser un índice sistemático de contaminación. Ausente. Normalmente presente. Contenido moderado. Contenido normalmente elevado. Nitratos. Poco abundante en general. Contenido a veces elevado. Microorganismos. Bacterias (algunas patógenas),virus, plancton. Fuentes ferrobacterias. Dióxido de carbono Oxígeno disuelto Amonio Ácido sulfhídrico Sílice. Fuente: Degrémont, 1979. 8.

(33) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. En el cuadro 2.1 se presentaron las principales diferencias que existen entre ambos tipos de aguas, se aprecia que las aguas subterráneas tienen presencia o un contenido relativamente elevado de dióxido de carbono (CO2), fierro-manganeso y un contenido bajo de oxígeno disuelto (OD) y turbiedad, a diferencia de las aguas superficiales en donde hay mayor variabilidad tanto de las sustancias como de los parámetros debido a la exposición del agua al medio ambiente [2].. 2.2. PROCESO FISICO DE TRATAMIENTO DEL AGUA. El agua del manantial la Bedoya al ser agua subterránea y presentar los parámetros antes mencionados, el tratamiento de esta agua consiste en un proceso de aireación es un proceso habitual para aguas subterráneas y menos frecuentes para aguas superficiales en virtud de que contienen altas concentraciones de oxígeno [3].. 2.2.1 PROCESO DE AIREACION Es un proceso de tratamiento del agua mediante el cual se suministra oxigeno de la atmosfera al agua para producir el intercambio de gases y sustancia volátiles, produciendo cambios beneficiosos en la calidad del agua [3].. 2.2.2 FINES DEL PROCESO DE AIREACION -. Transferir - Suministrar el oxígeno del aire al agua.. -. Reducción del contenido del dióxido de carbono (CO2).. -. Remoción de sustancias volátiles (Nitrógeno, sulfuro de hidrogeno, metano) causantes de sabores y olores desagradables [3].. 2.2.3 TIPOS DE AIREADORES Existen diferentes tipos de aireadores y se les puede clasificar de la siguiente manera:. 2.2.3.1 Aireadores de aire difuso: Estos aireadores consisten en la inyección de gas por debajo de la superficie libre del fluido, por lo general se aplica en tanques rectangulares de concreto con tubos que están en el fondo del tanque a través de los cuales se inyecta el. 9.

(34) TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA BEDOYA”. aire comprimido en el sistema y provoca como resultado la creación de burbujas de aire que aumenta el contacto entre el agua y el aire [4].. Imagen 2.1 Aireadores de aire difuso Fuente: http://es.slideshare.net. 2.2.3.2 Aireadores de aspersión: Este tipo son eficientes para el intercambio de gases y sustancia volátiles, compuestos por boquillas instaladas en un tubo de distribución [4].. 2.2.3.3 Aireadores mecánicos: Utiliza energía mecánica para provocar la ruptura del agua en gotas, el aumento de transferencia del oxígeno se logra por el incremento en el área de la interface aire-agua, los aireadores mecánicos pueden ser de eje vertical y horizontal [4].. Imagen 2.2 Aireadores mecánicos Fuente: http://es.slideshare.net. 10.