INFORME FINAL. Fecha Julio 2017 Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A. Página 1 de 34

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1 AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA Doc. 001 Rev. 001 INFORME FINAL Fecha Julio 2017 Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A. Página 1 de 34 AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA MEMORIA DESCRIPTIVA JULIO 2017 CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS Rev. Fecha Descripción Elaborado Revisado Aprobado 1 Julio 2017 DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS SEDAPAR SEDAPAR Firmas de la Revisión Vigente:

2 ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES Área de estudio y Área de influencia Ubicación política Población OBJETIVOS Objetivo general Objetivos específicos CRITERIOS DE DISEÑO Parámetros de Diseño Parámetros del Diseño de Alcantarillado Parámetros del Diseño de Agua Potable Conexiones Domiciliarias METAS FÍSICAS DEL PERFIL Sistema de Agua Potable Sistemas de alcantarillado UBICACIÓN DEL PROYECTO Y DIAGNÓSTICO DE LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE Captaciones Lugares de captación Cámaras de Recolección PTAP RESERVORIOS PTAR REDES DE DISTRIBUCIÓN Red de Abastecimiento Red de Saneamiento ACTUACIONES PROPUESTAS SISTEMA DE AGUA POTABLE Captación

3 7.1.2 Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) Línea de Conducción Red de abastecimiento Plano de Redes de Agua Potable SISTEMA DE ALCANTARILLADO Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Emisor Red de Saneamiento Conexiones Domiciliarias Plano de Redes de Saneamiento ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Conexiones por tipo de usuario Tabla 2. Coordenadas de la Captación de Palljaruta Tabla 3. Unidades de Producción Tabla 4. Almacenamiento de los Reservorios Tabla 5. Característica de la Línea de Aducción Tabla 6. Cajas Rompe - Presión Tabla 7. Colectores existentes Tabla 8. Buzones existentes ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1.- Localidad de Chuquibamba Ilustración 2.- Localidad de Chuquibamba por Google Earth Ilustración 3.- Captación de Palljaruta, grandes avenidas Ilustración 4.- Captación de Palljaruta, limpieza y Conducción desde Captación de Palljaruta Ilustración 5.- Captación y conducción Cabracancha Ilustración 6.- Captación Pachita Ilustración 7.- Buzones y Cajas de Recolección

4 Ilustración 8.- Ubicación de Captaciones Ilustración 9.- Ubicación de PTAP Ilustración 10.- Caseta de Cloración Ilustración 11.- Reservorios Ilustración 12.- Lagunas de Oxidación y Ubicación de PTAR Ilustración 13.- Línea de conducción Ilustración 14. Línea de Aducción Ilustración 15.- Planta de Tratamiento de Agua Potable Distribución General Ilustración 16.- Plano de Redes Existentes/ Proyectadas / A Mejorar (Críticas) Ilustración 17.- Plano en planta de la PTAP Ilustración 18.- Emisor Sur Ilustración 19.- Plano de Redes Existentes/ Proyectadas / A Mejorar (Críticas)

5 1 INTRODUCCIÓN La Empresa de Servicios de Agua Potable y Alcantarillado de Arequipa, SEDAPAR, en su esfuerzo de prestar un mejor servicio de agua potable y alcantarillado en las distintas localidades de Arequipa, viene elaborando estudios y ejecutando obras de ampliación y renovación que hacen posible ofrecer a la población un mejor servicio, que permitirá mejorar sus condiciones de vida. Mediante el presente proyecto se otorga la viabilidad al proyecto Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos,, en el cual se desarrolla con el fin en la Disminución de enfermedades Infecciosas, Dérmicas y diarreicas en la localidad de Chuquibamba, con un adecuado servicio de agua y alcantarillado para evitar enfermedades patógenas y gastrointestinales que puedan producirse por la ineficiente infraestructura de saneamiento básico existentes, considerando que actualmente el sistema de agua potable y alcantarillado sanitario ha colapsado en varios sectores, no funciona en muchos casos y se encuentra deteriorada, además, los materiales de las tuberías se encuentran desfasados y obsoletos, por esta razón se ha tomado la iniciativa de ampliar y mejorar estos servicios. Conforme al Contrato suscrito, se desarrolla el Informe Final de Expediente Técnico en concordancia con los requerimientos de las bases, los términos de referencia del concurso y los lineamientos técnicos fijados en el estudio de pre inversión a nivel de perfil, de código SNIP Nº , con el que se obtiene la viabilidad del proyecto de inversión pública. 2 ANTECEDENTES 2.1 Área de estudio y Área de influencia El área de estudio y el área de influencia del proyecto en este caso es igual la cual comprende los siguientes apartados: Ubicación política La localidad de Chuquibamba se ubica en el Distrito de Chuquibamba, provincia de Condesuyos, región de Arequipa. El proyecto geográficamente se ubica en el Distrito de Chuquibamba, ubicados en la coordenada UTM, cuyo centroide es: N E. El ámbito de desarrollo del Proyecto se ubica políticamente dentro de la Jurisdicción del Distrito de Chuquibamba: DEPARTAMENTO : AREQUIPA PROVINCIA : CONDESUYOS 5

6 DISTRITO : CHUQUIBAMBA LOCALIDAD : CHUQUIBAMBA El Distrito de Chuquibamba está ubicado a una altitud de 2880msnm en la región quechua, entre los latitud sur y longitud oeste. El clima del distrito de Chuquibamba es seco, frío a templado, con lluvias en los meses de Diciembre a Marzo. La temperatura media anual oscila entre los 06 C a 16 C. Ilustración 1.- Localidad de Chuquibamba. 6

7 2.1.2 Población Ilustración 2.- Localidad de Chuquibamba por Google Earth. Para efectos de la estimación de la proyección de la población a lo largo del horizonte del proyecto, adoptaremos el modelo geométrico y una tasa de crecimiento de 0.17% anual, como resultado de los análisis poblacional de los años Esta tasa es equivalente al último periodo intercensal Para la determinación de la curva de crecimiento poblacional se ha determinado con los datos de los censos y con los diferentes modelos: aritmético, geométrico, parabólico y curva exponencial modificada. Las estimaciones se han realizado en forma independiente para la localidad de Chuquibamba. En consecuencia la ecuación que muestra la proyección de la población es: Ecuación elegida : 2,830 (1 + 0,0017) T N Año Curva Elegida A B C D E

8 F G H I OBJETIVOS 3.1 Objetivo general Se identifica que el objetivo central del proyecto, es la Disminución de enfermedades Infecciosas, Dérmicas y diarreicas en la localidad de Chuquibamba, con un adecuado servicio de agua y alcantarillado. El mismo será alcanzado cuando se cumplan los siguientes objetivos específicos: 3.1 Objetivos específicos a) Consumo de agua de buena calidad Estos medios son gracias: Continuidad de servicio de Agua Potable de 24 horas. Cambio de redes y eficiente servicio de agua potable. 8

9 b) Adecuada disposición de excretas y aguas servidas Estos medios son gracias: Eficiente y Suficiente tratamiento de aguas servidas. Incremento de cobertura del servicio de alcantarillado. c) Adecuados hábitos de higiene Estos medios son gracias: Conocimiento de educación sanitaria en la población. 4 CRITERIOS DE DISEÑO 4.1 Parámetros de Diseño Para el diseño de la red de Alcantarillado y Agua Potable se debe tener en cuenta la siguiente información base, que será útil para obtener resultados del diseño: - Población de Diseño : 2945 habitantes. - Tasa de crecimiento : 0.17%. - Periodo de diseño : 20 años. - Población de diseño : 2945 habitantes. 4.2 Parámetros del Diseño de Alcantarillado Para el diseño de la red de Alcantarillado se debe tener en cuenta la siguiente información base, que será útil para obtener resultados del diseño: - Caudal promedio : 5.38 l/s. - Caudal máximo diario : 6.99 l/s. - Caudal máximo horario : 9.68 l/s. - Caudal de retorno : 7.74 l/s. 4.3 Parámetros del Diseño de Agua Potable Para el diseño de la red de Agua Potable se debe tener en cuenta la siguiente información base, que será útil para obtener resultados del diseño: - Caudal promedio : 9.92 l/s. - Caudal máximo diario : l/s. - Caudal máximo horario : l/s. 9

10 4.4 Conexiones Domiciliarias Para el diseño de la Red de Alcantarillado se debe tener en cuenta la siguiente información base del año Conexión por tipo de usuario Tabla 1. Conexiones por tipo de usuario Agua potable Desagüe Tipo de medición No. de Conexión Total Conexión Total Conexión Con Medidor Sin Medidor 153 Con Medidor Sin Medidor 14 Con Medidor Sin Medidor 2 Con Medidor Sin Medidor 2 Con Medidor 1 Sin Medidor 0 TOTAL METAS FÍSICAS DEL PERFIL Para dar solución a los problemas de Agua Potable y Alcantarillado, se proponen las siguientes metas: 5.1 Sistema de Agua Potable Mejoramiento de los manantiales de Calato, Pachia, Cabracancha y Umpuyo en las captaciones existentes. Construcción de cercos perimétricos de las los manantiales de Calato, Pachia, Cabracancha, Umpuyo y Palljaruta. Construcción de los cercos de las dos cámaras de reunión (circular y rectangular). Construcción de Desarenador en paralelo, antes de su ingreso a la caja de reunión existente de la captación Palljaruta. Mejoramiento de la línea de conducción del manantial de la Captación Palljaruta hasta la llegada a la Nueva Planta de Tratamiento de Agua Potable con la construcción de 03 cajas rompe presión, debido a la clase de tubería instalada de PVC-U UF C7.5. Construcción de la Caseta de Cloración. Construcción de una Planta de Tratamiento de Agua Potable. Mejoramiento de los reservorios existentes Mejoramiento de la línea de aducción. 10

11 Mejoramiento de las Redes de Distribución (Cambio de redes secundarias de agua potable según reporte de operación y mantenimiento). 5.2 Sistemas de alcantarillado Mejoramiento de redes de alcantarillado (Cambio de redes de alcantarillado según el tiempo de antigüedad). Mejoramiento del Emisor Sur. Mejoramiento de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (Tanque Imhoff + Filtros percoladores + lagunas de estabilización + Sedimentación). 6 UBICACIÓN DEL PROYECTO Y DIAGNÓSTICO DE LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE 6.1 Captaciones Lugares de captación La fuente de abastecimiento de agua es del tipo subterráneo captándose el agua a través de 4 captaciones (Calato, Pachia, Cabracancha y Umpuyo), conducen el agua hasta 2 cámaras de recolección, el agua es conducida mediante una tubería de 3 A.C. hasta una caja rompe presión ubicada a 200 m aguas abajo; de esta cámara sale una tubería de conducción de DN160mm PVC hasta llegar a la caseta de cloración ubicada frente a los reservorios. Se han realizado análisis físicos, químicos y bacteriológicos de muestras de agua de las aguas captadas por los manantiales. Los resultados de estos análisis muestran una turbiedad de 1 UNT, valor por debajo del LMP (5 UNT). Esto indica que el agua en una época normal está por debajo del límite aceptable según la norma. A. Captación Palljaruta Esta captación cuenta con resolución de licencia de uso poblacional de la Autoridad Nacional del Agua Ministerio de Agricultura mediante la Resolución Administrativa Nº ANA/ALA.CM. Según esta resolución otorga hasta 6 lps de esta fuente y refrendada por la Resolución Jefatural Nº ANA donde dice, que se aprovecha un volumen anual de hasta m 3 y captar un caudal de 7 l/s, provenientes del manantial Palljaruta: Tabla 2. Coordenadas de la Captación de Palljaruta. Componente Este (m) Norte (m) Captación Palljaruta Coordenadas en proyección UTM Datum WGS 84, zona 18 sur. 11

12 Ilustración 3.- Captación de Palljaruta, grandes avenidas. Ilustración 4.- Captación de Palljaruta, limpieza y Conducción desde Captación de Palljaruta. B. Captación Cabracancha Este manantial está conformado por la cinco manantiales independientes: - Manantial N 1 Ubicado en N = y E = , tiene un corto canal abierto de escurrimiento para concentrarse en una caja delante del buzón de reunión, posee una ranuras por donde ingresa el agua para ser conducido mediante una tubería de 8 AC el agua hacia el buzón que se encuentra ubicado en el manantial Nº 5. 12

13 - Manantial N 2 Ubicado aguas abajo del manantial Nº 1, N= y E=749589, está conformado por un canal de corto recorrido para luego concentrarse en una caja e ingresar directamente a la tubería de 8 de AC. - Manantial N 3 y N 4 Ubicados uno al lado de otro, N = y E= estos manantiales presentan las mismas condiciones y características de captación que el manantial Nº 2. - Manantial N 5 Ubicado en N = y E = presenta características de captación del manantial Nº 1 con la diferencia de que del buzón sale una tubería de 8 AC, que conduce el agua hacia el buzón de recolección final. Cada buzón cuenta con purgas, que a través de válvulas, permiten el mantenimiento de la unidad. C. Captación El Calato Ilustración 5.- Captación y conducción Cabracancha. Ubicado en N= y E= con una altura de msnm; el manantial se encuentra protegido por una caja de reunión de concreto armado de forma rectangular, de 2x3 m y de 2 m de profundidad. Tiene 2 compartimentos en uno recibe las contribuciones de agua de 2 puntos concentrados, posee además una caja donde se albergan dos válvulas de DN100mm (control de línea de conducción y de limpia y rebose), la tapa de inspección es de fierro fundido. El agua captada es conducida mediante una línea de conducción de Ø4 de FºFº y en una longitud de m hacia la caja de reunión. Según información del PMO de la EPS, el caudal de captación es de 2.1 lps. 13

14 D. Captación Pachita Ubicada en N= , E= y a una altura de msnm. El agua de esta captación proviene de las filtraciones que existen en la parte alta, para luego concentrase en un canal abierto de corto recorrido y descender por un conjunto de rocas donde se forma como especie de una catarata, en la parte baja de esta caída se ha construido una caja de concentración pegada a la roca con medidas de 2x1 m con una profundidad de 0.80 m, de esta caja sale una tubería de 4 de FºFº para conducir el agua hacia un buzón y de aquí mediante una tubería de 4 FºFº y en una longitud de m es conducida el agua hacia la caja rectangular de reunión principal. Según información del PMO de la EPS, el caudal de captación es de 0.6 lps en promedio. Ilustración 6.- Captación Pachita. E. Captación Umpuyo Recibe las contribuciones de agua de puntos concentrados, los mismos son conducidos a través canales de Ø4 hacia la caja de reunión principal. Según información del PMO de la EPS, el caudal de captación es de 0.8 lps en promedio. Tabla 3. Unidades de Producción. Unidad Producción Caudal Producción (l/s) Antigüedad (Años) Estado Físico Estado Operativo Cabracancha 1.60 > 30 años Regular Adecuado El Calato 2.10 > 50 años Regular Adecuado Pachia 0.60 > 60 años Regular Adecuado Umpuyo 0.80 > 60 años Regular Adecuado Total

15 6.1.2 Cámaras de Recolección - Cámara de reunión circular del Manantial Umpuyo Tiene un diámetro de 2.4 m y 1.5 m de profundidad, tiene 2 compartimentos, donde uno almacena agua proveniente de la captación Umpuyo y la otra alberga a las válvulas. Cuenta con 2 tapas de inspección de concreto y una escalera de acceso interno. - Cámara de Reunión Rectangular de los Manantiales Calato, Pachia y Cabracancha Con dimensiones de 2x3 m y de 1.5 m de profundidad. Tiene 2 compartimentos, donde uno almacena agua proveniente de las captaciones Calato, Pachia y Cabracancha y la otra alberga a las válvulas y accesorios de 4. Cuenta con 2 tapas de inspección. Ilustración 7.- Buzones y Cajas de Recolección. Ilustración 8.- Ubicación de Captaciones. En la Ilustración 9 se pueden apreciar la situación de las captaciones así como los cercos perimétricos de los mismos. También existen Cercos perimétricos para las Cámaras de recolección. Se indica también dos puntos de la conducción donde se colocarán las Cajas Rompe Presión. 15

16 6.2 PTAP A fin de acondicionar el agua de la nueva captación Palljaruta y con el fin de reducir la turbiedad se plantea la construcción de una planta de tratamiento de filtración lenta de lecho modificado, de acuerdo a la tecnología CEPIS, para un caudal de 11 l/s, teniendo como componentes: - Presedimentador (01 unidad). - Sedimentadores (02 unidades). - Prefiltros de grava de flujo horizontal (02 unidades). - Filtros lentos de lecho modificado (02 unidades). En un principio el caudal establecido hacía referencia únicamente a la captación Palljaruta, situada a más de 20 km del poblado. Tras analizar esta opción, se decidió aprovechar la construcción de la PTAP para todos los manantiales y no solo para una única captación. Se considera además un depósito para herramientas y bolsas de arena, cuarto de guardianía, así como la construcción de una losa para el secado de arena. La ubicación de esta planta será junto a la caseta de cloración. El agua tratada de la planta será conducida a la caseta de cloración, la cual también se debe modificar debido al tiempo de operación que ha pasado. Se adjunta un plano en planta donde aparece la localización del diseño de esta infraestructura, para que se ubiquen los distintos elementos a construir. Ilustración 9.- Ubicación de PTAP. Dado que se incrementará el caudal de abastecimiento con la entrada en operación de la captación Palljaruta, se cuenta con un nuevo ambiente para la cloración del agua; dado que la actual es de dimensiones reducidas lo que dificulta la desinfección. En esta estructura rectangular de dimensiones de 1.9x1.9 m, es donde se efectúa la desinfección. La desinfección se realiza por goteo. A través de un tanque de dilución de 500 lt de capacidad, se dosifica el cloro a una cisterna circular (unidad por donde el agua que viene de la línea de conducción descarga libremente), por medio de una manguera de 1/2, luego el agua pasa a los reservorios. 16

17 6.3 RESERVORIOS Ilustración 10.- Caseta de Cloración. Se tiene tres reservorios para abastecer el Distrito de Chuquibamba: - Reservorio R-1 Tiene forma rectangular, tipo apoyado y funcionamiento de cabecera, tiene una capacidad de almacenamiento de 120 m 3. La caja de válvulas cuenta con escalera de inspección oxidada. Asimismo existe una escalera de inspección, es utilizada para fines de mantenimiento. - Reservorio R-2 Tiene forma rectangular, tipo apoyado, tiene una capacidad de almacenamiento de 120 m 3. No cuenta con caseta de válvulas, se comunica por el fondo con el reservorio R-1 a través de una tubería. - Reservorio R-3 Tiene forma circular y techo plano, es de tipo apoyado, funciona como cabecera. Tiene una capacidad de almacenamiento de 280 m 3. No posee sistema de control de nivel de llenado del reservorio. La estructura cuenta escaleras de acceso externo e interno, la misma que es utilizada para fines de mantenimiento. De los reservorios R-1 y R-3, salen tuberías de Ø4, que se unen antes de llegar al macromedidor operativo de 6 de diámetro, permitiendo tener conocimiento sobre los volúmenes de agua distribuida a la población de Chuquibamba. 17

18 Ilustración 11.- Reservorios. Reservorio Tipo Tabla 4. Almacenamiento de los Reservorios. Funcionami ento Volumen (m3) Antigüedad (Años) CF (msnm) CNA (msnm) Reservorio R-1 Apoyado Cabecera R Reservorio R-2 Apoyado R Reservorio R-3 Apoyado Cabecera R Total 520 Estado 6.4 PTAR Se encuentra ubicada a la salida de Chuquibamba en la margen izquierda de la carretera que conduce hacia la ciudad de Arequipa, frente al Instituto Politécnico y en las coordenadas N= N y E= y una altura de 2781 msnm, durante los 15 años de funcionamiento solamente se ha realizado una sola vez el mantenimiento a la laguna primaria facultativa; las otras 2 lagunas ubicadas aguas abajo, en este tiempo no se les ha realizado el mantenimiento respectivo. Actualmente los desagües de la población de Chuquibamba son conducidos a la planta de tratamiento de desagües existente denominado Sumay, la PTAR son lagunas de estabilización, conformadas por una laguna primaria facultativa, una laguna secundaria facultativa y una laguna terciaria facultativa, de 0.12 Ha aproximadamente, siendo cada unidad de forma irregular. - Laguna Primaria: Las lagunas primarias (02 unidades, que funcionarán en paralelo), son del tipo facultativo y de forma rectangular con las siguientes dimensiones de espejo de agua: Largo : m Ancho : m Altura útil : 2.00 m 18

19 Altura de lodos Altura libre Altura total : 0.20 m : 0.50 m : 2.70 m - Laguna Secundaria: La laguna secundaria (01 unidad), es del tipo facultativo y de forma rectangular con las siguientes dimensiones de espejo de agua: Largo : m Ancho : m Altura útil : 2.00 m Altura libre : 0.50 m Altura total : 2.50 m 6.5 REDES DE DISTRIBUCIÓN Red de Abastecimiento - Línea de Conducción Ilustración 12.- Lagunas de Oxidación y Ubicación de PTAR. Se inicia desde la cámara de recolección circular y recorre una longitud de 807 m, atravesando terrenos eriazos, hasta llegar a la planta de tratamiento de agua, para luego ser almacenado en los reservorios. El material de la tubería de conducción es de AC de 4 de diámetro. La línea se encuentra física y funcionalmente operativa, la línea tiene una capacidad de conducción de 12 l/s para una velocidad de 1.5m/s. 19

20 Ilustración 13.- Línea de conducción. - Línea de Aducción El sistema de abastecimiento cuenta con una línea de aducción, permite el transporte de agua desde el punto de captación hacia las redes de distribución de agua. Presenta las siguientes características que se detallan a continuación: Denominación Tabla 5. Característica de la Línea de Aducción. Diámetro (mm) Longitud (m) Antigüedad (años) Material Estado Físico Estado Operativo Macromedidor - RED > 30 AC Regular Bueno Dada la concepción del estudio, se proyecta una línea de aducción principal en DN160, 303 m, se deriva en una línea de aducción para el Sector 2 en DN110 PVC y 590 m; la otra línea de aducción se deriva al Sector 1 en DN160mm y 160 m. - Red de distribución Ilustración 14. Línea de Aducción. La red de distribución está conformada por tuberías de 4, 3 y 2 de diámetro de material PVC, AC y FF. La antigüedad de las redes de FF y AC es mayor de 40 años. Las tuberías de material de PVC tienen una antigüedad menor a 15 años. Respecto al estado de conservación, 20

21 en términos generales no se tienen incidencias de roturas significativas, lo cual es un indicador de un regular estado de conservación. Posee 9 grifos contra incendios donde se efectúan las purgas en la red. Del catastro de redes existentes se observa que las redes se encuentran interconectadas, es decir, los circuitos no respetan las zonas de presión, en consecuencia las redes se ven sometidas a presiones elevadas y dada su antigüedad algunas de estas fallan. - Cajas Rompe - presión El sistema de abastecimiento mallado sectorizado utiliza cámaras o cajas rompe-presión para lograr una red estable y eficiente. En un principio se contaba con dos cajas cuyo funcionamiento era escaso. La mejora en este aspecto trata de colocar 11 CRP en la entrada de cada zona de presión, y a su vez, solventando el proceso por un pequeño y complejo sistema de válvulas que ayudan a que el agua tome la dirección apropiada. Tabla 6. Cajas Rompe - Presión. CRP No ELEVACIÓN DIÁMETRO CRP CRP CRP CRP CRP CRP CRP CRP CRP CRP CRP Red de Saneamiento El sistema de alcantarillado en Chuquibamba data de la década del 90 y es del tipo separativo y su funcionamiento es íntegramente por gravedad, y conformado por 2 áreas de drenaje, los mismos que confluyen hacia el emisor existente conduciéndolo por gravedad a la planta de tratamiento de desagües Sumay conformado por lagunas de estabilización. Actualmente se encuentra construida otra planta de tratamiento de desagües, conformadas por lagunas de estabilización de tipo facultativo, así como la línea emisor de PVC de Ø6 de diámetro, que recibirá en el futuro los desagües provenientes de la población de Chuquibamba. 21

22 - Red de colectores primarios y secundarios La red de colectores está conformado por tuberías de 200 mm de diámetro, cubriendo todo el cercado urbano de la localidad de Chuquibamba. En su totalidad las tuberías de desagüe son de material CSN. La composición total de la red de alcantarillado se presenta en el cuadro siguiente: Material de Colector Tabla 7. Colectores existentes. Diámetro (mm) Longitud (m) Antigüedad (años) Estado PVC Bueno Total Tabla 8. Buzones existentes. Estado de Buzones Total Operativo 414 Total 414 Según la inspección de campo efectuado no se han observado buzones atorados. Del plano de catastro de alcantarillado se observan pendientes favorables. Las incidencias que reporta el operador se debe a que algunas personas arrojan residuos sólidos a la red y que en algunos tramos que se indican líneas abajo es debido a que el tubo de PVC en el fondo se ha deteriorado por su antigüedad trabajando solo como un canal. También en esta inspección se ha detectado algunos buzones se encuentran enterrados. - Emisor Como oferta del emisor no se consideró las obras del emisor considerada en el Estudio Definitivo Mejoramiento de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del distrito de Chuquibamba Condesuyos - Arequipa, debido a que no cumplen con lo indicado en el Reglamento Nacional de Edificaciones- Norma OS.070: 3.Disposiciones Específicas para Diseños-sub-ítem 3.2., por esta razón técnica la oferta del emisor se considerará cero. El emisor existente se inicia en la intersección de las Calles Iray y Calle 34 del cercado de Chuquibamba, recorriendo paralelo a la carretera Chuquibamba-Arequipa en una longitud total de 880 metros aproximadamente hasta el ingreso de la Planta de Tratamiento existente. Es de material de CSN DN 200mm.Tiene una antigüedad de 21 años. El emisor se encuentra en mal estado de conservación y funcionamiento, por lo que se considera mejorar dicha línea. Asimismo se encuentra instalada otra línea emisor, que se inicia desde el último tramo del emisor existente hasta la nueva construcción de la planta de tratamiento de desagües. Está 22

23 conformada por tuberías de PVC de Ø200mm de diámetro, que permitirá conducir por gravedad los desagües, provenientes de la población de Chuquibamba. 7 ACTUACIONES PROPUESTAS 7.1 SISTEMA DE AGUA POTABLE Captación Ejecución Proyectada Se construirán cercos perimétricos de los manantiales existentes (Cabracancha, Pachita, El Calato y Umpuyo) a fin de asegurar la calidad de las aguas subterráneas, así como también la construcción de las cámaras de reunión. Para la nueva captación Palljaruta también se construirá un cerco perimétrico con la misma finalidad que los demás manantiales. Acciones Palljaruta: Se ha previsto realizar un cerco perimétrico que proteja la zona, así como una mejora de la conducción construyendo una Caja Rompe Presión a 220 metros de la captación, con su cerco correspondiente. Las pendientes no son muy bruscas al principio de la conducción, pero antes de llegar a la PTAP comienzan a intensificarse, este es el motivo de la necesidad de la Caja Rompe Presión. Es importante destacar que se había previsto la construcción de un desarenador a la salida de la captación con el objetivo de que las aguas captadas tuvieran una primera limpieza ya que existe una tubería de más de 20 km que tiene que transportar el agua hasta la planta de tratamiento. Esta opción de construcción del desarenador se ha descartado tras analizar el estado de la captación, ya que el método de captación mediante filtros es una ayuda a la hora de realizar una prefiltración, y el agua captada es transportada directamente a la PTAP donde se realizarán los trabajos de tratamiento correspondientes. Acciones Cabracancha: La tubería que conduce el agua desde los manantiales de Cabracancha hasta la cámara de recolección se encuentra en estado operativo y no necesita de mejora. Por otro lado es necesario la construcción de cercos que protejan las captaciones, así como el mejoramiento del diseño de la cámara de recolección para un estado de operación óptimo. Acciones El Calato: Se mantiene la captación El Calato con su diseño actual. No se efectúan cambios debido a su estado operativo. Se construirá únicamente un cerco perimétrico de protección. 23

24 Acciones Pachita: Se realiza un cambio completo de la captación. Se proyecta una tubería de PVC de 25mm que conduzca el agua de la captación a la cámara de recolección, además de realizar un cerco perimétrico necesario en la captación. Se aprovecha la construcción existente de la caja de concentración para la mejora de la misma con fin de evitar grandes saltos en los cambios de pendiente. Se realiza una mejora estructural de la captación debido al estado físico deteriorado de la misma. Acciones Umpuyo: Se construye el cerco perimetral correspondiente a la captación de Umpuyo, con la finalidad de proteger la misma y ampliar sus condiciones de operatividad Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) Ejecución Proyectada En un principio, y como planteaba el perfil se previó la construcción de una planta de tratamiento de agua potable con la intención de acondicionar y disminuir el nivel de turbidez del agua en épocas de lluvia obtenida por la captación Palljaruta (Captación situada a 20 km de la caseta de cloración). Debido a la facilidad en términos de operación y mantenimiento, se ha decidido juntar previamente las aguas de todas las captaciones y que se dirijan hacia la Nueva Planta de Tratamiento de Agua Potable con un caudal de entrada de l/s. Esta planta realizará una filtración lenta de lecho modificado y estará ubicada junto a la caseta de cloración, infraestructura existente que se ubica entre los reservorios y la PTAP a diseñar. Presedimentador (1 und): En épocas de lluvia, el agua obtenida puede llegar a aumentar sus niveles de turbidez. Para estos casos, se pensó en construir un presedimentador que realice un trabajo de sedimentación previo al sedimentador. Con esto se logrará disminuir la concentración de sólidos suspendidos que trae el flujo de agua; de esta manera, se obtendría una distribución uniforme del agua en las siguientes zonas y facilitaría el tratamiento posterior de ésta. Sedimentadores (2 und): Gracias a su simplicidad y su fácil manera de operar en zonas rurales, se construirán 2 sedimentadores. Éstos contarán con las dimensiones y condiciones de flujo adecuadas para que sedimenten las partículas superiores a 0.05 mm e inferiores a 0.2 mm. Previo a su construcción, se han realizado los estudios de caracterización de aguas requeridos para un diseño a medida. Prefiltros de grava de flujo horizontal (2 und): Se construirán 2 prefiltros de grava justo antes de los filtros lentos. Estas zonas de filtración constan de canales divididos de por lo menos 3 tramos, en los cuales se ubican gravas de diferentes diámetros ordenados en sentido decreciente en el sentido del flujo. Las dimensiones de estos tramos son variables 24

25 dependiendo del tamaño de la grava y; por parte del agua, de su calidad y la velocidad de filtración. Filtros lentos de lecho modificado (2 und): Se utilizarán 2 filtros lentos modificados según como recomienda el CEPIS, los cuales hacen que se pueda obviar el uso de dispositivos de control vulnerables. Este filtro contará con un sistema de drenaje y tres capas (grava graduada, arena y agua), finalizando el proceso de filtraje en el borde libre. Es importante que, para una correcta eficiencia, se trabaje únicamente a temperaturas menores de 4 C; también, para este proceso se requiere operar con aguas que no sobrepasen los 30 UNT. Acciones: Nueva Planta de Tratamiento de Agua Potable con un caudal de entrada de l/s y acondicionamiento de la caseta de cloración, incluyéndola como parte de la PTAP, siendo el último proceso de la misma. La caseta proyectada será de dimensiones mayores que la existente, para una mayor operatividad y eficiencia. Ilustración 15.- Planta de Tratamiento de Agua Potable Distribución General. 25

26 7.1.3 Línea de Conducción Ejecución Proyectada En primer lugar se mejora las líneas de conducción, empezando por la captación Palljaruta que cuenta con un desarenador al principio de la captación que impide que la conducción de más de 20 km falle, y continuando por las demás captaciones que cuentan como cámaras rompepresiones proyectadas, ya que el desnivel hallado entre la caseta y ciertos puntos de red es notable. En segundo lugar, debido a que el agua obtenida por la captación Palljaruta incrementará el caudal de abastecimiento, se plantea crear un nuevo ambiente para la caseta de cloración ya que ésta cuenta con un espacio reducido (1.9x1.9m), lo que dificultaría el proceso de desinfección. Este proceso se genera a través de un taque de dilución de 500 litros de capacidad; la dosificación del cloro se efectúa en una cisterna donde el agua descarga libremente, pasa por una manguera de ½ y finaliza en los reservorios de almacenamiento. Acciones: Debido al estado deteriorado de las Cajas de Recolección, se van a mejorar ambas a nivel estructural, ya que como se pueden comprobar. Es necesario un nuevo revestimiento y protección de los mismos. También se construye un cerco perimétrico para estos elementos. Es importante mencionar que la conducción desde las cámaras de recolección hacia la PTAP va a ser mejorada a modo hidráulico, añadiendo dos Cajas Rompe Presión en la conducción. Estas cajas son debidas a las grandes pendientes que se encuentran en la línea, para lograr un buen estado de conducción logrando que el tiempo de duración sea máximo Red de abastecimiento Reservorios Como se ha mencionado anteriormente, para abastecer el Distrito de Chuquibamba se cuenta con 3 reservorios: Con el fin de obtener los volúmenes de agua que serán distribuidas a la población de Chuquibamba, se instalarán tuberías de 100mm en los Reservorios 1 y 3 que se unirán antes de llegar a un macromedidor operativo de 6. Acciones: El único Reservorio operativo es el Reservorio circular debido a sus buenas condiciones. Se mejorará el estado de los reservorios rectangulares con el objetivo que entren en operación, estos, se mejoran de manera estructural, manteniendo sus alturas y características hidráulicas. 26

27 Red de distribución Acciones: 1) Se construyen los tramos nuevos de forma que se mejore la red mallada de abastecimiento. 2) Se mejoran los tramos a mejorar de saturación o por fallo de operatividad debido al tiempo. Aprovechando el cambio de tubería se actualizan los materiales y diámetros para una mayor funcionalidad. 3) Se mejora la sectorización con las válvulas y Cajas Rompe Presión necesarias 4) No se actúa en las redes existentes en buen estado Plano de Redes de Agua Potable Redes existentes Las redes de agua existentes abarcan toda la zona central del pueblo. Estas tuberías son de material PVC, Concreto y Fundición Dúctil dependiendo de la ubicación en la que se encuentre y el año que se colocara. Se observa que aproximadamente la mitad de estas tuberías se encuentran en mal estado; por ende, se plantea mejorar estas instalaciones. Redes a mejorar (Redes críticas) Estas tuberías se encuentran muy desgastadas debido a su antigüedad y al sobreesfuerzo que han tenido que resistir por parte de las altas presiones. Se requiere mejorar estas redes, las cuales llegan a ser casi el 50% de todas las tuberías existentes. Redes Proyectadas Se ampliará la red de agua potable alrededor de las antiguas instalaciones, centrándose principalmente en la zona ubicada al Sur-Oeste. Con estos tramos nuevos se estima dar un servicio más completo a toda la Localidad de Chuquibamba y volver a estudiar la zona desde el método de la sectorización, que obliga a un mayor control y estabilidad 27

28 Ilustración 16.- Plano de Redes Existentes/ Proyectadas / A Mejorar (Críticas). Donde: - Redes amarillas: REDES PROYECTADAS. - Redes rojas: REDES EXISTENTES. - Redes azules: REDES A MEJORAR (CRÍTICAS). 7.2 SISTEMA DE ALCANTARILLADO Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Ejecución Proyectada La problemática existente por varios años se centra en la falta de mantenimiento que requieren dos lagunas de estabilización tales como: la laguna secundaria facultativa y la laguna terciaria facultativa. Se considerará según la planta de tratamiento recientemente construida, que será diseñada para un caudal de tratamiento de 5.38 l/s para el año 20, es decir para el No se considerará la oferta de tratamiento de la Planta Sumay, ya que esta quedará fuera de uso debido a que se encuentra colapsada con acumulación de lodos, los taludes presentan desmoronamiento y está lleno de maleza dentro y fuera de la planta. Por lo tanto la oferta de tratamiento optimizada será de 5.38 l/s. 28

29 La planta de tratamiento de aguas residuales se divide en las siguientes fases: a) Tratamiento Preliminar Al ingreso de la PTAR se construirá un canal de 0.30 m de ancho que ha sido diseñado para la condición del caudal máximo horario. En el diseño del canal se utilizó el programa Hcanales, procurando mantener una velocidad mayor a 0.4 m/s para evitar la sedimentación de arenas. En este canal se instalará una reja de acero inoxidable de limpieza manual, con separación de barras de 20 mm y ángulo de inclinación de 45º. Asimismo, en la cámara de rejas se ha previsto las condiciones de transición entre el tramo final del colector de ingreso con el canal de rejas, un desnivel para el balance adecuado de energía y un canal by-pass de 0.30 m para trabajar en situaciones de eventuales o emergencias. Por otro lado, la cantidad de residuos sólidos retenidos en la reja se calculó utilizando una tasa de l/m 3. Los residuos sólidos retirados serán colocados sobre una plataforma de operación con agujeros de 5/16 para eliminar su humedad y posteriormente ser colocados en bolsas de polipropileno para su disposición final. - Desarenador La PTAR contará con 2 canales desarenadores de flujo horizontal, de operación alternada, diseñado cada uno para las condiciones del caudal máximo horario. Para el diseño de los desarenadores se ha considerado una velocidad de sedimentación de 0.3 m/s. Asimismo, el control de velocidad para diferentes tirantes de agua en el desarenador se efectuará con la instalación de una canaleta Parshall. - Canaleta Parshall A la salida de las unidades de pretratamiento se ha considerado la instalación y/o construcción de una canaleta Parshall para la medición del caudal de ingreso a la PTAR. Según el rango de caudales que ingresarán a la PTAR, se determinó y seleccionó una canaleta Parshall con un ancho de garganta de 3 pulgadas. b) Tratamiento Primario - Tanque Imhoff Los 2 tanques Imhoff se construirán en el área de la primera laguna existente. En estas unidades se estima una remoción de DBO de 30% y SST de 50% respectivamente según lo indicado por CEPIS. En el diseño de la zona de sedimentación del tanque Imhoff se considerará una carga superficial de 1 m 3 /m 2 /d y un periodo de retención de 1.5 horas según lo recomendado en la norma OS.090. Asimismo, la relación largo/ancho fue de 6 y la tolva de sedimentación tendrá 29

30 un ángulo de 60º. En el fondo de cada tanque Imhoff se construirán 2 tolvas forma tronco pirámide para el almacenamiento de lodos. Cada tolva tendrá una capacidad de 5.7 m 3, con paredes de 30º. Además, se considerará un 30% de la superficie total del tanque para ventilación, con un espaciamiento de 1.10 m por cada lado. Con estas consideraciones, las dimensiones de cada tanque Imhoff serán de 7.8 m de largo, 3.9 m de ancho y una profundidad de agua de 8.40 m. c) Tratamiento Secundario - Filtros Percoladores El efluente proveniente de los tanques Imhoff será tratado biológicamente en filtros percoladores. El dimensionamiento de estas unidades se realizó por el método de la National Research Council (NRC) de los Estados Unidos de América. Este método es válido cuando se usa piedras como medio filtrante. Se han considerarán 2 filtros percoladores, diseñado para el caudal promedio. Los filtros percoladores no contarán con caudal de recirculación. - Laguna Facultativa Primaria y Secundaria La PTAR existente cuenta con 3 lagunas de estabilización, de las cuales 2 lagunas tratarán el efluente procedente de los filtros percoladores. En cada una de las lagunas, se verificó el área requerida en función de la carga superficial de diseño. Respecto a los lodos, el volumen acumulado en cada laguna se calculó a partir de la concentración de sólidos en suspensión de ingreso, con una reducción de 50% de sólidos volátiles por digestión anaerobia, una densidad del lodos de 1.03 Kg/L y un contenido de sólidos de 10% al peso. Por otro lado, la reducción de bacterias en las lagunas de estabilización fue determinada en términos de coliformes termotolerantes, como indicador microbiológico de acuerdo con la Norma OS090. Para tal efecto, se usó el modelo de flujo disperso con los coeficientes de mortalidad netos para los diferentes tipos de unidades. d) Tratamiento Terciario - Sistema de Desinfección A la salida de la PTAR se construirá una cámara de contacto y se implementará un sistema de desinfección que operará en caso eventuales cuando la concentración de coliformes termotolerantes en el efluente de la laguna secundaria sea superior a 1000NMP/100 ml. La cámara de contacto será diseñada con un periodo de retención de 30 minutos para las condiciones de caudal promedio, lo cual resulta en un volumen de 9.90 m3. Asimismo, la cámara de contacto será construida con muros internos para garantizar un flujo pistón. 30

31 e) Tratamiento de Lodos - Lecho de Secado En la PTAR se construirán 4 lechos de secado, con un área superficial de 31.5 m 2 cada uno. La altura de lodos será de 0.40 m y tendrá las capas correspondientes de material filtrante (arena) y medio de soporte (grava). Los lodos acumulados en el digestor del tanque Imhoff se extraerán periódicamente y se conducirán a lechos de secados para su deshidratación natural. Cada tanque Imhoff contará con dos lechos de secado construidos de concreto y con coberturas para evitar el ingreso de aguas de lluvia. Para el cálculo del volumen de lodos digeridos, inicialmente se requiere conocer la carga de sólidos que ingresa al tanque Imhoff. El volumen de lodos a eliminar en cada tanque Imhoff se determinó considerando la reducción de 50% de sólidos volátiles, con una densidad de 1.04 Kg/L y un contenido promedio de sólidos de 12.5 % (al peso). Se estima una producción de lodos de 0.3 m3/día por cada tanque Imhoff. Asimismo, el periodo de digestión según la temperatura del mes más frio (10º C) corresponderá a 75 días, por lo cual el volumen total de lodos a evacuar será de 25.2 m3. Para la extracción de lodos se ha considerado un sifón con tuberías de 200 mm de diámetro y con una carga hidráulica de 1.80 m, respecto del nivel de agua en la cresta del vertedero de salida del tanque Imhoff. Ilustración 17.- Plano en planta de la PTAP. 31

32 7.2.2 Emisor Acciones: Todo el emisor sur se mejorará con tubería de PVC y de diámetro de DN 250 mm (10 ). Se tenía un emisor proyectado en el cual queda fuera del proyecto, debido a que se ha construido una nueva línea de PVC directo hacia la PTAR. Esta nueva línea tiene poco tiempo de edad y se encuentra en buen estado Red de Saneamiento Ilustración 18.- Emisor Sur. Se utilizará el caudal máximo horario de 9.68 l/s para el diseño de la red de alcantarillado al año 20, es decir para el año 2037, en base al levantamiento de topografía del Distrito de Chuquibamba, se ha aprovechado para que la red de alcantarillado tenga un estado operativo por gravedad en su totalidad, sin necesidad de utilizar bombas para un sistema de bombeo. Se planifica un porcentaje de ampliación de tuberías y también a mejorar tuberías por tema de antigüedad. Acciones: Debido a que se ampliarán tuberías de alcantarillado también se proyectará buzones en la red de los colectores Conexiones Domiciliarias Como se ha comentado en el capítulo de Ubicación del proyecto y diagnóstico de la infraestructura existente, existe un déficit de cobertura en lo que respecta al servicio de alcantarillado, las personas que no están conectadas al servicio (en las zonas periféricas de la ciudad), utilizan letrinas para la disposición de excretas. No se contemplan actuación a tal 32

33 efecto. Para las redes proyectadas y mejoradas se contemplan 181 conexiones nuevas y 64 conexiones a reinstalar Plano de Redes de Saneamiento Redes existentes Las redes de desagüe existentes abarcan toda la zona central del pueblo. Estas tuberías son de material CSN dependiendo de la ubicación en la que se encuentre y el año que se colocará. Se observa que aproximadamente la mitad de estas tuberías se encuentran en mal estado; por ende, se plantea mejorar estas instalaciones. Redes a mejorar (Redes Críticas) Estas tuberías se encuentran muy desgastadas debido a su antigüedad y al sobreesfuerzo que han tenido que resistir. Se requiere mejorar estas redes, las cuales llegan a ser casi el 50% de todas las tuberías existentes. Redes Proyectadas Se ampliará la red de desagüe alrededor de las antiguas instalaciones. Con estos tramos nuevos se estima dar un servicio más completo a toda la Localidad de Chuquibamba y volver a estudiar la zona desde el método de la sectorización, que obliga a un mayor control y estabilidad. Ilustración 19.- Plano de Redes Existentes/ Proyectadas / A Mejorar (Críticas). 33

34 Donde: - Redes azules: REDES A MEJORAR (CRÍTICAS). - Redes rojas: REDES EXISTENTES. - Redes amarillas: REDES PROYECTADAS. 34

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