Poblacion y Dotacion
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
I.- INTRODUCCION
El siguiente trabajo está basado en la realización de un estudio para la satisfactoria
construcción de un sistema de abastecimiento e instalación del servicio de agua potable en el
centro poblado de Yanama”, ubicada en el distrito de Carmen Alto-Huamanga-Ayacucho. En
el presente informe, aplicaremos los conocimientos adquiridos tanto en esta asignatura como
de las clases anteriores a largo de la carrera de Ingeniería Agrícola.
Después fue necesario determinar mediante métodos matemáticos población futura. Se
calcularon varios métodos para determinar la población estimada pero se escogerá uno solo
dependiendo de la mejor aplicación de los mismos ante la situación real que el sitio antes
mencionado.
Los sistemas de abastecimiento e instalación del servicio de agua potable en el centro poblado
de YANAMA marcan el desarrollo de un país, ya que esto nos permite vivir en mejores
condiciones de vida, y en nuestro país, aun se cuenta con una gran cantidad de poblados los
cuales no cuentan con estos servicios.
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II 1
CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
CALCULO DE POBLACION FUTURA
LUGAR DE PROYECTO: CENTRO POBLADO DE YANAMA, DISTRITO DE
CARMEN ALTO – HUAMANGA –AYACUCHO
II.- OBJETIVOS:
Obtener población de diseño por los diferentes métodos establecidos para el centro
poblado de YANAMA.
Obtener la demanda de agua para la zona del proyecto, previo cálculo de población
futura con un método más adecuada para nuestra realidad local.
III.- FUNDAMENTOS TEORICOS:
CARACTERISTICAS DE LA ZONA DE PROYECTO
TOPOGRAFÍA DE LA ZONA
El centro poblado en estudio se encuentra asentado en una zona de topografía
moderada, característica del sector con cortes y pendientes del orden del 8% al 50% en
algunos casos, que permiten un diseño del sistema de abastecimiento a gravedad.
POBLACIÓN Y VIVIENDAS
La mayor parte de las viviendas son de una sola planta y están construidas con
materiales tradicionales como adobe y ladrillo, las cubiertas son de teja y piso de
tierra. Las construcciones de hormigón armado se dan solamente en la escuela y
capilla así como una mínima cantidad de viviendas particulares.
Criterios de diseño para el pre dimensionamiento de los sistemas de abastecimiento de
agua
POBLACIÓN DE PROYECTO:
Para efectuar la elaboración de un proyecto de abastecimiento de agua potable es
necesario determinar la población futura de la localidad, así como de la clasificación
de su nivel socioeconómico dividido en tres tipos: Popular, Media y Residencial.
Igualmente se debe distinguir si son zonas comerciales o industriales, sobre todo, al
final del periodo económico de la obra.
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
La población actual se determina en base a los datos proporcionados por el Instituto
Nacional de Estadísticas, Geografía e Informática (INEGI), tomando en cuenta los
últimos tres censos disponibles para el proyecto hasta el año de realización de los
estudios y proyectos.
También se puede realizar un censo zonal de la localidad a diseñar, en este caso se
trata de la localidad de YANAMA, Carmen Alto.
PERIODO DISEÑO:
Se entiende por Periodo Diseño el tiempo en el cual se estima que las obras por
construir serán eficientes. El período de diseño es menor que la Vida Útil o sea el
tiempo que razonablemente se espera que la obra sirva a los propósitos sin tener gastos
de operación y mantenimiento elevados que hagan antieconómico su uso o que se
requieran ser eliminadas por insuficientes.
Además de la vida útil y del Período de Diseño, en los aspectos de financiamiento de
las obras se habla a menudo del Período Económico de Diseño el que se ha definido
tradicionalmente como el tiempo durante el cual una obra de ingeniería funciona “
Económicamente”. Sin embargo, el determinar este aspecto en un país como México
resulta subjetivo puesto que no existen los recursos financieros para construir cada vez
que concluyen los períodos económicos de las obras en cuestión que deberían ser
sustituídas de acuerdo a este criterio. Por lo anterior, en este texto se denominará “
Período Económico de Diseño” al tiempo en el cual se amortiza, es decir, se paga
el crédito con el cual se ejecute el proyecto.Considerando lo anterior, el
dimensionamiento de las obras se realizará a períodos de corto plazo, definiendo
siempre aquellas que, por sus condiciones especificas, pudieran requerir un período de
diseño mayor por economía de escala.
Las especificaciones técnicas para la elaboración de estudios y proyectos de agua
potable de la Comisión Nacional del Agua a fijado los siguientes periodos de diseño.
1. Para localidades de 2500 a 15000 habitantes de proyecto, el periodo económico se
tomará de 6 a 10 años.
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2. Para localidades medianas de 15000 a 40000 habitantes de proyecto, el periodo
economico se tómara de 10 a 15 años.
3. Para localidades urbanas grandes el periodo económico se tomara de 15 a 25 años.
METODOS QUE SE EMPLEAN PARA EL CALCULO POBLACIONAL
1) MÉTODO ARITMÉTICO
Es un método de proyección completamente teórico y rara vez se da el caso de que
una población presente este tipo de crecimiento. En la estimación de la población de
diseño, a través de este método, sólo se necesita el tamaño de la población en dos
tiempos distintos.
La población futura a través de este método se calcula a través de la siguiente fórmula:
Dónde:
P: Población a calcularPo: población inicialr: razón de crecimientot: tiempo futuroto: tiempo inicial
2) MÉTODO GEOMÉTRICO
Un crecimiento de la población en forma geométrica o exponencial, supone que la
población crece a una tasa constante, lo que significa que aumenta proporcionalmente
lo mismo en cada período de tiempo, pero en número absoluto, las personas aumentan
en forma creciente.
El crecimiento geométrico se describe a partir de la siguiente ecuación:
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Donde:P: Población a calcularPo: población inicialr: factor de cambio de las poblacionest: tiempo en que se calcula la poblacionto: tiempo final
3) MÉTODO DE LA PARÁBOLA:
En los casos en que se dispone de estimaciones de la población referidas a tres o más
fechas pasadas y la tendencia observada no responde a una línea recta, ni a una curva
geométrica o exponencial, es factible el empleo de una función polinómica, siendo las
más utilizadas las de segundo o tercer grado.
Una parábola de segundo grado puede calcularse a partir de los resultados de tres
censos o estimaciones. Este tipo de curva no sólo es sensible al ritmo medio de
crecimiento, sino también al aumento o disminución de la velocidad de ese ritmo.
La fórmula general de las funciones polinómicas de segundo grado es la siguiente:
Donde:
P: población a calcularA,B,C: constantes
: Intervalos de tiempo
4)4) METODO LOGISTICO O CURVA EN S:
Está basado en el hecho observado de que al principio el crecimiento de la población
es de tipo geométrico pasando posteriormente a un crecimiento constante (aritmético)
para después decaer el porcentaje de crecimiento hasta llegar al valor de saturación, S,
respondiendo a la ecuación:
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Para el cálculo de las constantes S, M y b, se toman las poblaciones P0 , P1 , P2 en los
tiempos equidistantes t0 , t1 , t2, donde P2 suele tomarse como la población del último
censo. Este método es adecuado para la estimación de poblaciones futuras en
comunidades desarrolladas o de desarrollo limitado por escasez de terreno
urbanizable.
5) MÉTODO DE WAPPAUS:
Es otro de los métodos que se encuentran en función de la tasa de crecimiento anual y
el período de diseño, y viene dado por la siguiente expresión:
Donde:
Px : Población futura (hab) P2 : población finaltx: tiempo futuroto: tiempo inicial t2: tiempo final del censor : razón de crecimiento
6) METODO DE LA REGRESION LINEAL:
Se calcula a partir de la siguiente ecuación:
Donde a y b son constantes que se calculan a partir de las siguientes formulas:
Donde:Px: población futuraR: muestrag: número total de muestrasa,b: constantes
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7) METODO DEL MODELO DE CRECIMIENTO HIPERBOLICO
Para este modelo se debe determinar la tasa de crecimiento hiperbólico que está dado
por la siguiente ecuación:
Donde:Px: población futurah: constantePo: población inicialP2: población final to: tiempo inicial t2: tiempo final tx: tiempo futuro
8) METODO DEL MODELO EXPONENCIAL
Al igual que el método geométrico se recomienda utilizarlo en poblaciones que
muestren desarrollo y que tengan aéreas de expansión. Se debe tener por lo menos
información de tres censos para poder calcular la tasa de crecimiento exponencial
promedio.
Donde:Px: población futurak: constantePo: población inicialPcp: población inicialPca: población actualtx: tiempo futuroto: tiempo inicial e = Base de los logaritmos neperianos
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9) MÉTODO DE LA FORMULA DE MALTHUS
La formula correspondiente es:
Pf = Pa (1 + Δ )x
Donde:Pf = PoblaciónPa = Población actual (último censo). Δ = Es el incremento medio anual. x = numero de periodos decenales a partir del periodo económico quese fije.El incremento medio (Δ) se obtendrá dividiendo el incremento decenal entre el número de veces que se restaron. (Δ promedio =Σ Δ/ N°. de veces).
10) MÉTODO DE EXTENSIÓN GRÁFICA
Con los datos censales se forma una gráfica en donde se sitúan losvalores de los
censos en un sistema de ejes rectangulares en el que lasabscisas(x), representan los años de los
censos y las ordenadas ( y) elnúmeros de habitantes. A continuación se traza una curva
media entrelos puntos así determinados, prolongándose a ojo esta curva, hasta elaño
cuyo número de habitantes se desea conocer.
11) MÉTODO DE ÁREAS Y DENSIDADES (exclusivo para fraccionamientos)
Este método consiste en tomar una zona poblada representativa de acuerdo con el uso
y tenencia del terreno para calcular la población asentada con su superficie respectiva,
obteniéndose una densidad bruta al dividir la población actual entre la superficie bruta
y aplicar este coeficiente posteriormente a superficies futuras por servir.
Es muy importante para la aplicación de este método disponer de un levantamiento
catastral y predial complementado con un plano regulador que indique limitación de las
zonas de desarrollo.
Para encontrar la Población Futura o de Proyecto, por los Métodos aquí señalados,
procederemos a eliminar la Población que resulte menor y la mayor, procediéndose
a tomar un promedio y de esta forma se obtendrá la población futura para nuestro
proyecto.
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12) MÉTODO GEOMÉTRICO POR PORCENTAJE
Consiste en determinar el porcentaje anual de aumento por medio de los porcentajes de
aumento en los años anteriores y aplicarlo en el futuro. Dicho en otras palabras, se
calculan los cinco decenales de incremento y se calculara el porcentaje anual promedio .
% anual promedio = %Pr = Σ%/n
Donde:
Σ % = suma de porcientos decenales.
n = número de años entre el primer censo y el ultimo.
La fórmula para determinar la población de proyecto es:
Pf = Pa + Pa (%Pr)N/100
Donde:
Pf = población futura.
Pa = población actual del ultimo censo.
N = Periodo económico que fija el proyectista en base a las especificaciones técnicas de la Comisión Nacional del Agua.
13) METODO DE CRECIMIENTO POR COMPARACION
Este método consiste en comparar, la tendencia del crecimiento histórico de la
población estudiada contra el de otras ciudades con mayor número de habitantes,
similares desde el punto de vista socioeconómico, y adoptar la tasa media de
crecimiento de ellas.
DONDE :
i = Tasa de crecimiento en el periodo ti – (ti+1)
Pf = poblacion en el año final
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Po = Poblacion en el año inicial.
T = numero de años entre la Poblacion Po y la poblacion Pf.
14) METODO DE MINIMOS CUADRADOS
Este procedimiento consiste en calcular la población de proyecto a partir de un ajuste
de los resultados de los censos en años anteriores, a una recta o curva, de tal modo que
los puntos pertenecientes a éstas, difieran lo menos posible de los datos observados.
Para determinar la población de proyecto, será necesario considerar el modelo
matemático que mejor represente el comportamiento de los datos de los censos
históricos de población (lineal, exponencial, logarítmica o potencial), obteniendo las
constantes “a” y “b” que se conocen como coeficientes de la regresión.
Existe un parámetro que sirve para determinar que tan acertada fue la elección de la
curva o recta de ajuste a los datos de los censos. Este se denomina coeficiente de
correlación “r”, su rango de variación es de -1 a +1 y conforme su valor absoluto se
acerque más a 1 el ajuste del modelo a los datos será mejor.
A.- SEGÚN EL CRECIMIENTO ARITMÉTICO:
Yi=(Xf-Xo)⁄Xoa+b(ΣX⁄n)-(ΣY⁄n)=0a+b*183,75-20,30159=0a(ΣX⁄n)+b(ΣX²⁄n)-(ΣXY⁄n)=0a*183,75+b*38677-3287,5=0
B.- SEGÚN CRECIMIENTO GEOMETRICO:
a+b*183,75-1,2412928=0
a+b(ΣX⁄n)-(ΣlogY⁄n)=0
a(ΣX⁄n)+b(ΣX²⁄n)-(ΣXLogY⁄n)=0
a*183,75+b*38677-221,51038=0
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15) METODO DE AJUSTE LINEAL
En el caso de que los valores de los censos históricos, graficados como población en el eje
de las ordenadas y los años en el de las abscisas, se ajusten a una recta, se utiliza la
siguiente expresión característica, que da el valor de la población para cualquier año
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IV.- PROCEDIMIENTOS Y CALCULOS
1.- METODO ARITMETICO O DE CRECIMIENTO LINEAL
Años Población Pi+1 - Pi ti+1 - ti r
2009 2022
2010 4050 2028 1 2028
2011 4500 450 1 450
2012 4580 80 1 80
2013 4463 -117 1 -117
2014 4750 287 1 287
2035 22656 r promedio 852.667
r = razón de crecimiento
Conclusion: El crecimiento es casi uniforme, es una población en franco de crecimiento.
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Pf 2035 = 22656 Habitantes
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2.- METODO ARITMETICO DE INTERES SIMPLE
Años Población Pi+1 - Pi Pi * (ti+1 - ti) r
2009 2022
2010 4050 2028 2022 1.002967359
2011 4500 450 4050 0.111111111
2012 4580 80 4500 0.017777778
2013 4463 -117 4580 -0.025545852
2014 4750 287 4463 0.06430652
2035 42384 r promedio = 0.377285416
P 2035 = 42384 Habitantes
Conclusión: La curva representa un crecimiento acelerado.
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3.- METODO GEOMETRICO O DE INTERES COMPUESTO
Año Poblacion Δt r
2009 2022
2010 4050 1 2.002967359
2011 4500 1 1.111111111
2012 4580 1 1.017777778
2013 4463 1 0.974454148
2014 4750 1 1.06430652
2035 3946358 Promedio = 1.377285416
P 2035 = 394 6358 Habitantes
Conclusión: Con este método no podemos diseñar, porque nuestra población no está en
saturación.
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4.- METODO PARABOLA DE SEGUNDO GRADO
Año Poblacion Δt
2012 4580 0
2013 4463 1
2014 4750 2
2035 23
4580 = A*(0)^2 + B*(0) + C
4463 = A*(1)^2 + B*(1) +C
4750 =A*(2)^2 + B*(2) + C
Año Poblacion Δt
2011 4580 0
2012 4463 1
2013 4750 2
2020 18071 9
2025 39706 14
2035 113276 24
4580 = 0^2* A + 0 *B + C
4463 = 1^2* A + 0 *B + C
4750 = 2^2* A + 0 *B + C
C = 4580
B = -319
A = 202
P 2035 = 113,276 Habitantes P 2025 = 39,706 Habitantes
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Conclusión: la curva muestra un crecimiento acelarado
5.- METODO DE LOS INCREMENTOS VARIABLES
Año Poblacion ΔP Δ₂P2009 2022
2010 4050 2028
2011 4500 450 -1578
2012 4580 80 -370
2013 4463 -117 -197
2014 4750 287 404
Σ 2728 -1741
545.6 -435.25
2035 5393
m = 2.1
P 2035 = 5393 Habitantes
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Conclusión: Los resultados muestran un incremento de poblacion minima que las demas metodos.
6.- METODO DE LA CURVA NORMAL LOGISTICA
Año Poblacion
P0 = 2011 4580
P1 = 2012 4463
P2 = 2013 4750
2033
CONDICION NECESARIA:
21755000 ≤ 19918369 FALSO
9330 ˂ 8926 FALSO
Conclusión: las condiciones del método no cumplen, por lo cual no se analizara.
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7.- METODO DEL MODELO EXPONENCIAL:
Año población (Pc) Años LN(Pc) tcp-tca K
2009 2,022 7.6118424
2010 4,050 2009-2010 8.30647216 1 0.694629761
2011 4,500 2010-2011 8.411832676 1 0.105360516
2012 4,580 2011-2012 8.429454277 1 0.017621601
2013 4,463 2012-2013 8.403576465 1 -0.025877812
2014 4,750 2013-2014 8.465899897 1 0.062323432
promedio 0.170811499
Kpromedio = 0.1708
Calculo de la tasa de crecimiento exponencial para los años 2009 y 2010:
De igual manera se calculó para los demás años y se obtuvo el promedio K=0.1708
Para el año 2035 la población es:
CONCLUCION: se muestra un incremento acelerado
8.- METODO DE LA REGRESION LINEAL:
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Año Muestra ( R ) Población (Px) ( R )x(Px) ( R ) 2
2009 1 2,022 2,022 1
2010 2 4,050 8,100 4
2011 3 4,500 13,500 9
2012 4 4,580 18,320 16
2013 5 4,463 22,315 25
2014 6 4,750 28,500 36
sumatoria 21 24365 92757 91
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Conclusión: Los resultados muestran un incremento
de población mínima
9.- MÉTODO DE WAPPAUS:
Años Población Pf - Pi Tf - Ti r
2009 2,022 2,028 1 2028
2010 4,050 450 1 450
2011 4,500 80 1 80
2012 4,580 (117) 1 -117
2013 4,463 287 1 287
2014 4,750
rprome = 545.60
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II 20
CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
r = razón de crecimiento
Reemplazando datos
Conclusión: no se puede usar este método, ya que el resultado es negativo, lo cual
sería imposible.
10.- METODO DEL MODELO DE CRECIMIENTO HIPERBOLICO:
Año Población Δt ΔP
2009 2,022 0 0
2014 4,750 5 2,728
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
P2=4720
tx=2035
to=2009
Año Población
2009 2,022
2010 4,050
2011 4,500
2012 4,580
2013 4,463
2014 4,750
21
CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
2035 26
Tasa de crecimiento hiperbólico:
Para el año 2035, sustituyendo la fórmula:
Años
Población
2009 2,022
2014 7,450
2035 10488
Conclusión: Los resultados muestran un incremento de población mínima
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II 22
Para elaborar el grafico se toma en consideración la Comunidad de Yanama Los años 2019 y 2014.es la población calculada según los datos del padrón de usuarios.
CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
11 .- METODO DE MINIMOS CUADRADOS
AñoPoblacion
Xi
Razon de crecimientoYi(
%) LogYi (Xi)² XiYiXiLogY
i
2009 2022 100.2967359 2.001286799 4088484 2028004046.60
2
2010 4050 11.11111111 1.045757491 16402500 450004235.31
8
2011 4500 1.777777778 0.249877473 20250000 80001124.44
92012 4580 -2.55458515 ****** 20976400 -11700 ****
2013 4463 6.430652028 0.80825501 19918369 287003607.24
22014 4750
SUMAT. 19615 117.06169 **** 81635753 272800 ****PROM. 3923 23.412338 **** 16327150.6 54560 ****
CONCLUSION: con este método no cumple el cálculo poblacional porque el rango del
censo es corta y la población tiene una ligera tasa de decreciente.
GRAFICO COMPARATIVO DE LAS POBLACIONES FUTURAS CALCULADAS
RESPECTO A LOS METODOS EMPLEADOS QUE SATISFACEN
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II 23
CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
DEMANDA Y DOTACION DE AGUA
DOTACIONES
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
REGRESION LINEAL
INCREMENTOS VARIABLES
PARABOLA INTERES SIMPLE ARITMETICO CREC. HIPERBOLICO
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
El consumo de agua por habitante sólo puede determinarse en base de estadísticas permanentes, y, de esta manera, establecer los valores de las dotaciones correspondientes a los consumos futuros.
En el caso de la localidad de El Alto, los datos disponibles son incompletos y no representativos del consumo promedio unitario, en condiciones satisfactorias, de un sistema de abastecimiento adecuado. En tal sentido, de acuerdo a la información proporcionada por diferentes fuentes, para el pre dimensionamiento de las variantes de abastecimiento de agua de la localidad de El Alto se ha adoptado una dotación promedio estimada de lt./hab./día., dotación que coincide en líneas generales con el análisis de demanda]. Teniendo en cuenta la problemática de abastecimiento de agua de la localidad de El Alto, esta dotación adoptada, permitirá el dimensionamiento de los diferentes elementos de las variantes de abastecimiento de agua.
VARIACIONES DE CONSUMO
Considerando las limitaciones para determinar las variaciones de consumo en las condiciones actuales, se adoptarán las siguientes variaciones diarias y horarias según [6].
- Máximo anual de la demanda diaria (K1) = 1.3
- Máximo anual de la demanda horaria (K2) = 2.0
ELECCION DEL METODO PARA EL CALCULO DE POBLACION FUTURA
Después de haber realizado los cálculos de población futura por los cuatro métodos
se optó por el siguiente método que a continuación se menciona.
METODO ARITMETICO DE CRECIMIENTO LINEAL
Este método se emplea cuando la población se encuentra en franco crecimiento
realidad que se ajusta a la comunidad de Yanama.
Para el cálculo de razón de crecimiento se utilizó los datos de los censos del año 2008
@ 2014 con los datos de la comunidad de Yanama que nos facilitó la Posta Medica del
Distrito de Carmen Alto, debido a que las razones de crecimiento de algunos años son
negativos por que los censos son en algunos casos.
El resultado obtenido por este método de la población futura es de 22,656 habitantes
para el año 2035, Población de diseño que nos servirá para calcular los siguientes
caudales:
- Caudal Medio
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
- Caudal Máximo Diario
- Caudal Máximo Horario
Para suministrar eficientemente agua a la comunidad es necesario que cada una de las
partes que constituye el sistema, satisfaga las necesidades reales de la población;
diseñando cada estructura de tal forma que las cifras de consumo y variaciones de las
mismas no desarticulen todo el sistema, si no que permiten un servicio de agua
eficiente y continúo.
CAUDALES DE DISEÑO
Con el fin de diseñar las estructuras de los elementos que conforman los sistemas de abastecimiento de agua, es necesario calcular el caudal apropiado, el cual debe combinar las necesidades de la población de diseño. Normalmente, se trabaja con tres tipos de caudales:
A) CAUDAL PROMEDIO (QPROMEDIO)
Es el caudal promedio obtenido de una año de registros y es la base para la estimación del caudal máximo diario y el caudal máximo horario. Este caudal está expresado en litros por segundo y se obtiene así:
B) CAUDAL MÁXIMO DIARIO (QMAX DIARIO)
Es la demanda máxima que se presenta en un día del año, es decir , representa el día de mayor consumo en el año, y se calcula según la siguiente fórmula:
C) CAUDAL MÁXIMO HORARIO (QMAX )
Corresponde a la demanda máxima que se presenta en una hora durante un año completo, y en general, se determina como:
CAPACIDAD DEL SISTEMA.
VARIACIONES DE CONSUMO.
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
El uso del agua no es uniforme, presentándose variaciones diarias, mensuales o
estacionales, de acuerdo con la magnitud de la población, el equipamiento urbano, la
actividad básica de sus pobladores y las condiciones climáticas del área. Para el
dimensionamiento de sistemas de Agua Potable, se utilizan parámetros de variación
diaria y horaria, considerándose además el valor mínimo probable de consumo, con
el objeto de verificar las características de funcionamiento del sistema. De
conformidad a las normas y requisitos para los proyectos de agua potable y
alcantarillado destinado a localidades urbanas dice: En los abastecimientos por
conexiones domiciliarias los coeficientes de las variaciones de consumo referidos al
promedio diario anual de la demanda deberán ser fijados sobre la base del análisis de
información de estadísticas comprobada.
COEFICIENTE DE VARIACIÓN DIARIA.
Corresponde al consumo en el día de mayor incidencia, el cual puede ser el más
caluroso o la mayor actividad local en el año, se le denomina consumo máximo
diario y el rango de variación depende principalmente de las condiciones climáticas
de la zona y de actividades o acontecimientos específicos.
El valor del coeficiente de variación diaria puede fluctuar entre 1.2 y 2.5,
adoptándose para nuestro medio el 130% de la demanda promedio anual. Máximo
anual de la demanda diario. K1 = 1.3
COEFICIENTE DE VARIACIÓN HORARIA.
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Se refiere a la variación de consumos durante el día, la cual se representa con
grandes fluctuaciones dependiendo de la actividad de sus pobladores, de la magnitud
de la localidad y el conjunto de sus recursos productivos.
Dependiendo de las actividades básicas de la ciudad, el máximo valor puede
producirse en las primeras horas de la mañana, al mediodía o en las primeras horas
de la noche. Se le denomina Consumo máximo horario y su valor puede fluctuar
entre 1.8 y 5.0 veces la demanda promedio anual, donde los valores mayores
corresponden a pequeños centros poblados donde los hábitos del uso del agua son
uniformes para todos los pobladores (Ej,. Todos inician su jornada de trabajo a la
misma hora y regresan a su casa al mismo tiempo para tomar sus alimentos), los
valores menores se presentan en grandes ciudades con actividades múltiples, donde
el uso del agua durante el día puede uniformizarse hasta valores cercanos a la
demanda del día máximo.
En nuestro medio se utilizan valores entre 1.5 y 2.5 veces la demanda media; •
Máximo Caudal de la demanda horaria: K2 = 180% K2 = 1.8
CALCULOS DE DOTACION DE AGUA SEGÚN DIFERENTES FUENTES
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
CALCULO Nº 1 DE DOTACION DE AGUA
POBLACION Lit/hab/dia
1,000 120
5,000 125
25,000 150
50,000 160
100,000 170
Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES
CONSUMO PROMEDIO DIARIO (Qm)
PF : 22,656 habitantes
d : 150 lt/hab./dia
Qm = 39.3333 Lt/seg
Qm = 0.0393 m3/seg
CONSUMO MAXIMO DIARIO (Qmd)
CONSUMO MAXIMO HORARIO (Qmh)
En este caso se considerará el 100% del promedio diario. Para poblaciones concentradas o
cercanas a poblaciones urbanas se recomienda tomar valores no superiores 150%.
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
Qm : Caudal Medio
PF : Población futura (hab)
d : Dotación
Qm = 39.3333 Lt/seg
K1 = 1.3
Qmd = 51.1333 Lt/seg
Qmd = 0.0511 m3/seg
Qmd = 51.1333 Lt/seg
K2 = 1.5
Qmh = 76.7000 Lt/seg
Qmh = 0.0767 m3/seg
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Según los cálculos realizados, por la línea de conducción será transportado un Caudal
Maximo Diario ( Qmd = 51.13Lt/seg ), el cual se almacenará en el reservorio.
El Caudal Maximo Horario ( Qmh = 76.70 lt/seg ), circulará por la línea de aducción
ingresando a la red de distribución.
CALCULO Nº 2 DE DOTACION DE AGUA
Habilitación Dotación
Área de 90 m2 o menos de área de lote,
en clima frió
120 lit/hab/día
Área de 90 m2 o menos de área de lote,
en clima templado y cálido
150 lit/hab/día
Fuente : Epsel S.A. CHICLAYO. La Dotación Diaria por habitante, según el R.N.E. varía
generalmente de acuerdo al número de habitantes de una localidad, al tipo de uso destinado y
a las características de su clima por lo cual tenemos que hacer referencia de cada uno de ellos
CONSUMO PROMEDIO DIARIO (Qm)
CONSUMO MAXIMO DIARIO (Qmd)
Qm = 31.47 Lt/seg
K1 = 1.3
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
Qm : Caudal Medio
PF : Población futura (hab)
d : Dotación
PF : 22,656 habitantes
d : 120 lt/hab./dia
Qm = 31.4667 Lt/seg
Qm = 0.0315 m3/seg
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Qmd = 40.9067 Lt/seg
Qmd = 0.0409 m3/seg
CONSUMO MAXIMO HORARIO (Qmh)
En este caso se considerará el 100% del promedio diario. Para poblaciones concentradas o
cercanas a poblaciones urbanas se recomienda tomar valores no superiores 150%
Según los cálculos realizados, por la línea de conducción será transportado un Caudal
Maximo Diario ( Qmd = 40.91 Lt/seg ), el cual se almacenará en el reservorio.
El Caudal Maximo Horario ( Qmh = 61.36 lt/seg ), circulará por la línea de aducción
ingresando a la red de distribución.
CALCULO Nº 3 :
Fuente: ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD
CONSUMO PROMEDIO DIARIO (Qm)
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
Qmd = 40.91 Lt/seg
K2 = 1.5
Qmh = 61.36 Lt/seg
Qmh = 0.0614 m3/seg
Qm : Caudal Medio
PF : Población futura (hab)
d : Dotación
PF : 22,656 habitantes
d : 200 lt/hab./dia
Qm = 52.44 Lt/seg
Qm = 0.0524 m3/seg 31
CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
CONSUMO MAXIMO DIARIO (Qmd)
CONSUMO MAXIMO HORARIO (Qmh)
En este caso se considerará el 100% del promedio diario. Para poblaciones concentradas o
cercanas a poblaciones urbanas se recomienda tomar valores no superiores 150%
Según los cálculos realizados, por la línea de conducción será transportado un Caudal
Maximo Diario ( Qmd = 68.18 Lt/seg ), el cual se almacenará en el reservorio.
El Caudal Maximo Horario ( Qmh = 102.27 lt/seg ), circulará por la línea de aducción
ingresando a la red de distribución.
CALCULO Nº 4: FUENTE – FONDO PERU ALEMANIA
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
Qm = 52.444 Lt/seg
K1 = 1.3
Qmd = 68.1778 Lt/seg
Qmd = 0.0682 m3/seg
Qmd = 68.1778 Lt/seg
K2 = 1.5
Qmh = 102.2667 Lt/seg
Qmh = 0.1023 m3/seg
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
CONSUMO PROMEDIO DIARIO (Qm)
CONSUMO MAXIMO DIARIO (Qmd)
CONSUMO MAXIMO HORARIO (Qmh)
En este caso se considerará el 100% del promedio diario. Para poblaciones concentradas o
cercanas a poblaciones urbanas se recomienda tomar valores no superiores 150%
INGENIERIA DE SANITARIAS I , Semestre 2015 II
Qm : Caudal Medio
PF : Población futura (hab)
d : Dotación
PF : 22,656 habitantes
d : 100 lt/hab./dia
Qm = 26.22 Lt/seg
Qm = 0.0262 m3/seg
Qm = 26.22 Lt/seg
K1 = 1.3
Qmd = 34.088 Lt/seg
Qmd = 0.0341 m3/seg
Qmd = 34.088 Lt/seg
K2 = 1.5
Qmh = 51.133 Lt/seg
Qmh = 0.0511 m3/seg
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
Según los cálculos realizados, por la línea de conducción será transportado un Caudal
Maximo Diario ( Qmd = 34.088 Lt/seg ), el cual se almacenará en el reservorio.
El Caudal Maximo Horario ( Qmh = 51.13 lt/seg ), circulará por la línea de aducción
ingresando a la red de distribución.
III.- RESULTADOS
Los resultados obtenidos de los cálculos de población futura para el centro poblado de
YANAMA se muestran en los cuadros desarrollados anteriormente con gráficas para
cada método, también el grafico comparativo de los métodos empleados para formular
nuestro proyecto correctamente.
También los cálculos para la dotación de agua se efectuó de manera correcta según
cuadro de unas fuentes conocidas confiables y aplicables para nuestra zona de diseño
de acorde a la realidad de la localidad de proyectio.
IV.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se llegó a calcular las poblaciones futuras con los diferentes métodos de poblacion,
para su análisis y proceder a emplear para los diferentes fines convenientes del
proyecto, empleando graficas temáticas comparativas.
Se obtuvo los caudales, promedio diario, máximo horario y máximo diario, llegando a
la conclusión de que por la línea de conducción será transportado un Caudal Maximo
Diario y por la línea de Aduccion el Caudal Maximo horario.
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CALCULOS DE POBLACION DE DISEÑO Y DOTACION, DEMANDA DE AGUAPARA EL CENTRO POBLADO DE YANAMA
V.- BIBLIOGRAFIAS CONSULTADAS
ELEMENTOS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS-
Ricardo A. Lopez Cualla.
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE– Verendiel, Pitman
SANEAMIENTO BASICO- GUIA DE ELABORACION DE PROYECTOS ,
Ministerio de Economia y Finanzas, Republica del Perú.
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