1 UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA-PLANTAS DE TRATAMIENTO
JEFFERSON ANTONIO CUBIDES MORA-1101 MORA-1101718 718 LUIS ALEJANDRO FIERRO PÉREZ-1101725 ANA MARÍA GARCÍA ESCANDON -1101728 LAURA MARÍA HUELGAS QUITIAN-110175 ENTREGA N°1 – PTAP VILLETA
INTRODUCCIÓN El municipio de Villeta Cundinamarca, Cundinamarca, en los últimos años ha incrementado incrementado su población considerablemente, sin embargo, los fenómenos del niño y de la niña, han afectado al Municipio, Municipio, trayendo consigo problemas de sequía extrema y de inundaciones, los cuales han obligado a que el sistema de acueducto tome medidas en la estructura de este El presente traba!o, pretende in"estigar al detalle las fuentes de captación del acueducto del municipio, e"aluar las estructuras dentro del mismo y anali#ar el proceso de abastecimiento, desde la bocatoma el proceso de potabili#ación dentro de la plant planta a de trata tratamie mient nto, o, como como desa desare renad nador or,, aireac aireacio ion, n, me#cla me#cla rapid rapida a y floculación $dem%s de establecer la proyección de la población y caudales de diseño respecti"os
TABLA DE CONTENIDO 1. OBJETIVO…………………… OBJETIVO……………………………………………… …………………………………………………. ………………………. 2 1.1 ONBJETIVO GENERAL……………………………………………………... GENERAL……………………………………………………... 2 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………………………… ESPECÍFICOS………………………………………………… 2 2. GENERALIDADES…………… GENERALIDADES……………………………………… ………………………………………………... ……………………... 2 2.1 MUNICIPIO DE VILLETA…………………………………………………….. 2 2.2 CÁLCULO POBLACIÓN DE DISEÑO……………………………………… DISEÑO……………………………………… 3 2.3 CÁLCULO CAUDAL DE DISEÑO……………………………………………10 DISEÑO……………………………………………10 2.4 SITUACIÓN ACTUAL………………………………………………… ACTUAL………………………………………………………… ……… 12 3. DISEÑO DE ESTRUCTURAS……………………………………………….... ESTRUCTURAS……………………………………………….... 13 3.1 DESARENADOR………………………………… DESARENADOR………………………………………………………………. ……………………………. 13 3.2 AIREADOR DE BANDEJA………………………………………… BANDEJA…………………………………………………… ………… 1 3.3 ME!CLA RÁPIDA………………………………………………… RÁPIDA……………………………………………………………… …………… 1" 3.3.1 CANALETA PARS#ALL……………………………………………………. 1" 3.4 ME!CLA LENTA……………………………………………………………….. 24 3.4.1 FLOCULADOR……………… FLOCULADOR…………………………………………… ……………………………………………….. ………………….. 24
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1. OBJETIVOS 1.1.OBJETIVO GENERAL Me!or Me!orar ar la calida calidad d de "ida "ida de la poblac poblacio ion n de Ville Villeta, ta, con el diseñ diseño o y construccion de una planta de tratamiento de agua potable
1.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS &eterminar la fuente de captación, red de aducción, proceso de potabili#ación en la planta de tratamiento y posterior distribución en el munuicpio Establecer la proyección de la población y caudal de diseño &iseñar las fases de la '($' como desarenador, aireación, me#cla rapida y floculación
2. GENE GENERA RALI LIDA DADE DES S 2.1.MUNICIPIO DE VILLETA )e encuentra ubicado sobre la #ona noroccidental de Cundinamarca, en un "alle f*rtil formado por las cuencas del +ío &ulce y el ituima, que unidos antes de llegar al casco urbano forman el +ío Villeta )u territorio quebrado y montañoso El municipio presenta un clima c%lido seco en la #ona norte, mientras que en la #ona central se encuentran climas c%lidos semi%ridos y templados superhúmedos. la #ona sur est% compuesta por climas templados húmedos y templados subhúmedos )e caracteri#a por presentar dos periodos, uno seco y otro húmedo )u temperat temperatura ura media media es de /01 C y la alt altitu itud d en el cas casco co urbano urbano est% comprendida entre 223 y 45/ msnm El municipio de Villeta, limita por el 6orte con los munic municipi ipios os de 7ueb 7uebra rada da 6egra 6egra,, 6imai 6imaima ma y 6oca 6ocaima ima,, por por el 8rie 8riente nte con con )asaima, por el )ur con Vianí, 9uayabal de )íquima y $lb%n, y por el 8ccidente con 9uaduas y Chaguaní
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)u economía en el sector urbano se tipifica por el predominio de las acti"idades turísticas, bancarias y del mo"imiento comercial, los ser"icios bancarios y los ser"icios complementarios. y en la #ona rural est%n determinadas por el sistema de producción de caña panelera, adem%s de acti"idades agrícolas y agroindustriales con poco desarrollo tecnológico El acueducto del municipio fue construido en el año :32; y operado actualmente por la EM'+E)$ &E )E+V M=6>E($
2.2.CALCULO POBLACIÓN DE DISEÑO D$%&' &(%)*+,&' ,)- DANE
Tabla 1. Censo
del año 1993
Fuente. DANE
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Tabla 2. Censo
del año 2005
Fuente. DANE
(eniendo en cuenta la estimación de la población se establece el ni"el de comple!idad
Tabla 3. Nivel
de complejidad
Fuente. RAS
200, titulo A
(eniendo en cuenta el ni"el de comple!idad, establecemos el periodo de diseño
Tabla 4. e!iodo
de diseño
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2320 de 2009
)egún el ni"el de comple!idad, se establece el m*todo de proyección que se debe utili#ar para el diseño del acueducto
Tabla 5. #$todos
de p!o%ecci"n a utili&a!
Fuente. RAS
200, 'itulo (
MTODOS DE CÁLCULO M/%&,& $+%/%+&
P"#$%&'() *)%$ P"#$%&'() &"++,.")/',), %$ $'" %3" &,)%/" P"#$%&'() &"++,.")/',), %$ &,)" ')'&'%$ A3" &"++,.")/',), %$ $'" %3" &,)%/" A3" &"++,.")/',), %$ &,)" ')'&'%$ &") ')4"+%&'()
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ENTREGA N°1 – PTAP VILLETA A3" ,) ,$ 6, , +,6',+, .+",&%+ $% ')4"+%&'()
Tabla 6. !o%ecci"n
m$todo a!itm$tico
Fuente. !opia
Método geométrico
P"#$%&'() *)%$ P"#$%&'() &"++,.")/',), %$ $'" %3" &,)%/"
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ENTREGA N°1 – PTAP VILLETA P"#$%&'() &"++,.")/',), %$ &,)" ')'&'%$
T%% /, &+,&'',)" A3" ,) ,$ 6, , +,6',+, .+",&%+ $% ')4"+%&'()
Tabla 7. !o%ecci"n
m$todo )eom$t!ico
Fuente. !opia
Método exo!e!ci"#
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T"$#" %& P+",&&'"), /, ."#$%&'() '(e!te& DANE
T"$#" )& D%" "%/" .%+% 9"/" ,:."),)&'%$ '(e!te& P+".'%
P%+% '$';%+ ,, 9"/" /, .+",&&'() /,"<+=*&%> , '$';( $% .+",&&'() 6, ',), ,$ DANE .%+% ,$ %3" 2015> ,<) %#$% 8?
P"#$%&'() *)%$ P"#$%&'() &"++,.")/',), %$ &,)" ')'&'%$ T%% /, &+,&'',)" /, $% ."#$%&'()
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T"$#" 1*& C%$&$" /, $% %% /, &+,&'',)" /, $% ."#$%&'() '(e!te& P+".'%
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21*+5 -a.
2.3. CALCULO CAUDAL DE DISEÑO
T,)',)/" ,) &,)% $% +,"$&'() 220> , /,,+')% $% /"%&'() ),% =:'%> ."+ %#'%),> ,<) ,$ &$'% ,) ),+" &%"> "%" &$'% &=$'/" % 6, ,$ )'&'.'" , '$$,%?
Tabla 12. Dotaci"n
po! -a.itante
Fuente. Resoluci"n
2320 de 2009
D)$*,$ B%$ Con la demanda neta establecida, se calcula la demanda bruta con base en el porcenta!e de p*rdidas
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/ Tabla 13. o!centaje Fuente. RAS
C$,$- ),+& ,+$+&
C$,$- 5+& ,+$+&
de p$!didas
200, 'itulo (
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Tabla 14. Coeciente Fuente. RAS
1
200, 'itulo (
C$,$- 5+& 6&$+&
Tabla 15. Coeciente Fuente. RAS
2.4.SITUACIÓN ACTUAL
1
200, 'itulo (
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En el municipio de Villeta, hace m%s de cinco meses no llue"e, en *pocas en la cual la 7uebrada El Cune tiene m%xima capacidad, al medidor de caudal llegan 20 - 4? l@s, en este momento, debido a la sequía que se presenta, llegan de :/ a :4 l@s, por tanto, se han tomado medidas de racionali#ación, por barrios, en la mayoría de los casos se abastece por / horas cada tres a cuatro días. por tanto los habitantes del municipio han tenido que pedir directamente al acueducto el abastecimiento por carro tanques Como medida alterna, se est% captando del +io 6amay, a tra"*s de otra tubería para el poco abastecimiento que se puede brindar
3. DISEÑO DE ESTRUCTURAS 3.1.DESARENADOR El desarenador de flu!o hori#ontal de doble canal y debe remo"er arena de ??:cm de di%metro debido a que este tipo de arena se encuentra en el +io de Villeta, donde se har% la captación • • • •
Carga superficialA 5? m ;@m/h 'rofundidad efecti"aA ::0 m Velocidad hori#ontalA ?/ m@s Caudal de diseño B7MDA 24/;>@s
1. Área superficial
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2. Volumen efectivo
3. Tiempo de retención
4. Área transversal
5. Ancho del canal
6. Laro del canal
!. "elación L#$
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En el anterior diseño se cumplen todos los par%metros que exige la +$) /???, pero si anali#amos las dimensiones del desarenador no son adecuadas para poder hacer un mantenimiento adecuado, por lo tanto se propone los par%metros mínimos que propone las +$) /??? lo siguienteA : $ncho del canal
$ncho mínimo para que una persona, entre hacer mantenimiento &e lo anterior el largo del canal se modifica aA / >argo del canal
3.2.AIREADOR DE BANDEJAS %studios previos
&escripción de los procesos
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$ar'metros de dise(o
)ontrol de los procesos * operación
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&+,%- $sumiendo Caudal de diseño F 7M F 24,/; >@s 6úmero de bande!as BnD F 5 )eparación entre bande!as BhD F ?,0 m Carga hidr%ulica BCD F 4? m ;@m/d $ltura l%mina de agua sobre bande!a BhGD F ?,:0 m &i%metro orificios BdD F 2 mm Coeficiente de descarga BCdD F ?,40
1. Tiempo de retención hidr'ulica
2. Área total de las /ande0as
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3. Área por /ande0a
4. Lonitud de lados de la /ande0a cuadrada
5. Área por orificio
H Caudal por orificio
!. mero de perforaciones
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. $erforaciones por cara de la /ande0a
3.3. ME!CLA RAPIDA 7COAGULACIÓN8 ;;: C$6$>E($ '$+)$>> 24/; CAUDAL DE DISEÑO TEMPERATURA DEL /? AGUA 3243 PESO ESPECÍFICO ::?/K:? VISCOSIDAD
>@s IC J6@m ; 6s@m /
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'ara la determinación de los diferentes parametros iniciales para le idesño de una canaleta 'arshall como me#clador rapido, se utili#aron las siguientes tablasA
L:+%)' ,) $,$7L;'8 A*6& 9 < M:*+& < M5+& :GG /GG ;GG
?/4 ?02 ?40
0H2 :5:0 /4;:
HGG
:5/
::?55
3GG
/04
/0/??
:/GG ;:: 5003? :4GG 5/5 H3H0? /5GG ::3? 3;2;? ;HGG :2/2 :5/2/? 54GG ;H4: :3//2? H?GG 50;: /5/5?? 2/GG 2;H/ /3;:?? (abla:: &eterminación del ancho L a partir del caudal de diseño : s
1
9
7C8
A
B
C
D
E
F
G
=
N
: ; H 3 :G
/0 2H :0/ //3 ;?0
;HH 5HH H/: 44 :;2/
;0H 502 H: 4H5 :;55
3; :24 ;35 ;4 H:
:H4 /03 5?; 020 450
//3 ;4: 502 H: 3:0
2H :0/ ;?0 H: H:
/?; ;?0 H: 502 3:0
:3 /0 2H 2H 2H
/3 02 ::5 //3 //3
::@/G
502
:553
:5/
2H/
:?/H
3:0
H:
3:0
2H
//3
/G ;G
H: 3:0
:0/0 :H22
:53H :H50
3:0 ://
:/?2 :02/
3:0 3:0
H: H:
3:0 3:0
2H 2H
//3 //3
+omero +o!as, N $ B/??4D Tratamiento de Auas "esiduales. ogot%A Escuela Colombiana de
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5G 0G HG 2G 4G :?G
:// :4; :230 :0// :3;4 3:0 H: 3:0 2H :0/0 :34; :35: :4; /;?; 3:0 H: 3:0 2H :4; /:;0 /?3 /:;0 /HH2 3:0 H: 3:0 2H /:;0 //44 //5 /55 ;?; 3:0 H: 3:0 2H /55 /55 /;3/ /250 ;5? 3:0 H: 3:0 2H ;?0 /250 5/2 ;HH 5203 :// 3:0 :4; :0; (abla :/ &imensiones típicas de medidores 'arshall BcmD /
U*+,$,)' M/%+$' L ; H 3
O ?:2H ?;4: ?0;0
n :052 :04 :0;
:G
?H3
:0//
: PG
:?05
:0;4
/G :5/H :00 ;G /:4/ :0HH 5G /3;0 :024 0G ;2/4 :042 HG 50:0 :030 2G 0;?H :H?: 4 H:?: :H?H (abla :; Valores de O y n
Exponente Coeficiente >ong paredes sección con"ergente >ongitud sección con"ergente $ncho de la salida 2
n J
:0; ?0;0
-
$
?44? m
C
?4H5 m ?;4? m
$#e"edo, 6, Q $l"are#, a B:32HD anual de hridr'ulica. arla
//3 //3 //3 //3 //3 ;5;
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JEFFERSON ANTONIO CUBIDES MORA-1101718 LUIS ALEJANDRO FIERRO PÉREZ-1101725 ANA MARÍA GARCÍA ESCANDON -1101728 LAURA MARÍA HUELGAS QUITIAN-110175 ENTREGA N°1 – PTAP VILLETA $ncho entrada sección con"ergente 'rofundidad total >ongitud de la garganta >ongitud de la sección di"ergente >ong 'aredes sección di"ergente &if de ele"ac entre salida y cresta
&eterminación &e La L'mina &e Aua
)analeta %n La ,ección edia
Velocidad &e ,ección
%ntrea Total &isponi/le ,ección 11 %ner7a8
Velocidad Antes &el "esalto ,eción 22
&
?020 m
E
?H:? m
R
?H:? m
9S
?502 m
OS
??2H m
6
?//3 m
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L'mina &e Aua %n %l "esalto 9rado &e ,umerencia
mero &e :roude ,ección 33
L'mina &e Aua Al :inal &el Trecho &iverente
L'mina &e Aua Al :onal &e La )analeta ,ección 44
Tiempo edio &e e;cla
9radiente &e Velocdad
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%levación &e )resta Lonitud &el "esalto
Parametros De Calidad
El único "alor que no cumple con las condicones de la norma +$)-/??? es el numero de Rroude puesto que se encuentra en el rango ocsilante 'ara ellos se recomienda colocar aba!o una perciana que se acti"e manualmente y porder graduarla por un operario y asi lograr la estabilidad requerida
3. ##
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3.4.ME!CLA LENTA ;5: R>8C=>$&8+ El floculador tendr% dos #onas (iempo de retenciónA (":A:0 min ("/A/? min Velocidad A V:A?,;? V/A?,/?
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>os tabiques o pantallas son de asbesto-cemento de :,/m x /,5m x ?,: m Bespacio libre de ?,: cmD >a separación entre el extremo del tabique y el muro BeDF:,0 "eces la separación entre los tabiques
1. Lonitud del floculador sin ta/i
/2? m /5? m
2. Área de la sección de los canales
?,/H?2HHHH2 m/ ?,;3::0 m/
3. :lu0o de los canales
?,/;2?H?H?H ?,;0003?3?3
4. ,eparación e=tremo ta/i
5. Ancho del floculador
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6. umero de canales
32,34/H:;4H 4:,4:H2?/H3
!. Área de separación de los ta/i
. Velocidad en la separación
?,/ ?,:;;;;;;;;
>. Lonitud del floculador ;;,?/H?23/: m ;2,/253503H m
1?."adio hidr'ulico ?,0 m
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11. $erdida de cara
?,033/4/?5/ m ?,///5?;05: m
/:F ?,??5035H20 m //F ?,??:4:0:4 m BIBLIOGRAFÍA
+eglamento t*cnico del sector agua potable y saneamiento b%sico +$) /??? +esolución /;/? de /??3 'lan de 8rdenamiento (erritorial B$cuerdo 6o ??: de /?:0D