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IDENTIFICACIÓN, FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE PERFILES DE PROYECTOS DE SANEAMIENTO
III.- FORMULACIÓN
TALLER DE CAPACITACIÓN EN:
Dirección Nacional de Saneamiento - DNS
Oficina General de Planificación y Presupuesto - OPI VIVIENDA
MODULO III
FORMULACION
III. FORMULACION
Horizonte de Evaluación
• Para los proyectos con sistemas de Agua Potable y Saneamiento considerar como horizonte de evaluación 20 años.
• Para proyectos de Agua Potable y Saneamiento con Piletas y letrinas considerar 10 y 5 años respectivamente.
3.1.1 De Agua Potable3.1.1 De Agua Potable
Finalidad y AlcancesFinalidad y Alcances
• Establecer la cantidad consumida de agua potable por tipo de usuario: doméstico, comercial, industrial, estatal y social.
• Los resultados permiten ejecutar el balance Oferta/Demanda, dimensionar el proyecto y definir el momento oportuno para iniciar su ejecución. La proyección de la demanda de Agua Potable, debe expresarse en:
o Demanda en unidades de caudal (l/s, m3/día o m3/año) o Almacenamiento en m3
• Incluye la proyección de los consumos durante el horizonte de evaluación del proyecto.
• El análisis se efectúa considerando que no existen restricciones para el servicio.
3.1. ANÁLISIS DE LA DEMANDA
En el caso que el proyecto incluya zonas comerciales y/o En el caso que el proyecto incluya zonas comerciales y/o industriales se considerará: industriales se considerará:
Análisis de consumos comerciales Se realiza sobre la base de registros de consumo medidos
históricamente. La proyección de conexiones comerciales se efectúa utilizando las tasas de crecimiento del PBI del Sector Comercio de la Región o Departamento. (Mercados, áreas de comercios, etc.)
Análisis de consumos Industriales
En base a los registros históricos de consumo medidos, la proyección de conexiones industriales se efectúa utilizando la tasa de crecimiento del PBI del Sector Industrial de la Región o Departamento. Debe analizarse los planes de expansión de industrias intensivas en consumo de agua (gaseosas, cerveza, curtiembres, papel, telas, etc).
• Información de consumos (micro medidos) obtenida de las entidades operadoras del servicio de agua potable.
• Información de consumos de usuarios conectados sin micromedición con base a medidores testigo.
Información requerida para determinar la DemandaInformación requerida para determinar la Demanda
Criterios para la Estimación de los Consumos si no Criterios para la Estimación de los Consumos si no se Dispone de Funciones de la Demandase Dispone de Funciones de la Demanda
1. Adoptar consumos de sectores con servicio continuo y micromedición, dentro del ámbito de influencia del proyecto.
2. Utilizar los registros de consumos con medidores testigo.
3. Recurrir a resultados de estudios de demanda de agua potable de localidades similares.
Ej: Para estimar los consumos en Quillabamba, se utilizó la información de La Merced.
4. En caso de proyectos nuevos considerar dotaciones normativas del Reglamento Nacional de Construcciones.
Variables para la determinación de la Demanda:
i. Población Actual (hab)ii. Tasa de Crecimiento de la Población (%)iii. Densidad por Lote (hab/viv)iv. Cobertura de Agua Potable (%)v. Conexiones (Nº) según categoría de usuario
vi. Micromedición (Nº)vii. Piletas (Nº) viii. Consumos Promedio de Agua según categoría de usuario
(l/hab/día, l/conex/día)ix. Pérdidas de agua (%)
Información para proyectar la Demanda
Actual Proyectado155481.88%
5.23 5.2345% 25%80% 80%85401000
15820852.5
0600
LOCALIDAD: SAN RAMÓN
Porcentaje de Pérdidas (3)
Población Actual con Conexión de Agua (hab)Población Actual con Piletas
Población ActualTasa de Crecimiento Poblacional (%) (1)Densidad por Lote (hab/lote) (2)
Contribución al Desagüe (4)
Nº de Familias por Pileta
Oferta Actual de Producción de Agua Potable (l/s)Oferta Actual de Tratamiento de Aguas Residuales (l/s)Oferta actual de Almacenamiento (m3)
Población Actual con conexiones de Desagüe (hab)
Proyección de la Demanda: Caso Práctico
(1) Tomado del Boletín Especial Nº 16 – INEI o estudios especializados.(2) Encuestas socioeconómicas(3) Determinado por la Empresa Prestadora.(4) Normado por el RNC
Datos de Conexiones al año “0”
Piletas 0 16 16
Con Medidor Sin MedidorDoméstico 226 2,033 2,259Comercial 18 208 226Industrial 14 0 14Estatal 0 9 9Social 0 5 5
2,513
Total Conexiones
Tipo de Conexión
Totales
Nº de Conexiones
lit/hab/día lit/cnx/día (m3/mes/cnx) Doméstico
Consumo Unitario c/medidor 180 943 28.3Consumo Unitario s/medidor 195 1020 30.6
ComercialConsumo Unitario c/medidor - 1162 35Consumo Unitario s/medidor - 1300 39
IndustrialConsumo Unitario c/medidor - 2115 63.5Consumo Unitario s/medidor - 0 0.0
EstatalConsumo Unitario c/medidor - 1526 45.8Consumo Unitario s/medidor - 1600 48.0
SocialConsumo Unitario c/medidor - 1354 40.6Consumo Unitario s/medidor - 1400 42.0
PiletasConsumo Unitario c/medidor 155 4.6Consumo Unitario s/medidor 30 157 4.7
Datos de Consumo por Conexión según Categorías
Datos de Consumos al año “0”
Proyecciones de Cobertura, Micromedición y Pérdidas
Criterio para la implementación de la micromedición:• Aplicable por las Prestadoras de Servicios, que cuenten con capacidad técnica y operativa
para la medición, evaluación y reposición de los medidores.
Conexiones Piletas Doméstica Comercial Industrial Estatal Social
0 15548 68.0 8.0 10 8 100 0 0 45 52.81 15840 86.4 6.7 50 50 100 100 0 44 73.62 16138 87.0 6.5 52 52 100 100 0 43 74.63 16441 87.5 6.5 54 54 100 100 0 42 75.04 16751 88.0 6.5 56 56 100 100 0 41 75.05 17066 88.5 6.5 57 57 100 100 0 40 75.06 17386 89.0 6.0 59 59 100 100 0 39 76.07 17713 89.5 5.5 61 61 100 100 0 38 77.08 18046 90.0 5.0 63 63 100 100 0 37 78.09 18385 90.0 5.0 68 68 100 100 0 36 79.010 18731 90.0 5.0 77 77 100 100 0 35 80.011 19083 90.0 5.0 79 79 100 100 0 34 81.012 19442 90.0 5.0 80 80 100 100 0 33 82.013 19808 90.0 5.0 82 82 100 100 0 32 83.014 20180 90.0 5.0 84 84 100 100 0 31 84.015 20559 90.0 5.0 85 85 100 100 0 30 85.016 20946 90.0 5.0 87 87 100 100 0 29 85.017 21340 90.0 5.0 88 88 100 100 0 28 85.018 21741 90.0 5.0 90 90 100 100 0 27 85.019 22150 90.0 5.0 90 90 100 100 0 26 85.020 22566 90.0 5.0 90 90 100 100 0 25 85.0
Micromedición (%)Año Población
Pérdidas de Agua (%)
Cobertura de Agua % Cobertura de Alcantarillado (%)
CONTINÚA
1º PARTE DEL
CUADRO
Ejemplo: Cuadro para el cálculo de la Demanda de agua Potable
Datos Datos Datos 100-(3)-(4) (2)x(3)/100 (2)x(4)/100 (6)+(7) (8)/(2)
0 15,548 68.0 8.0 24.0 10,573 1,244 11,816 76.01 15,840 86.4 6.7 6.9 13,686 1,061 14,747 93.12 16,138 87.0 6.5 6.5 14,040 1,049 15,089 93.53 16,441 87.5 6.5 6.0 14,386 1,069 15,455 94.04 16,751 88.0 6.5 5.5 14,741 1,089 15,829 94.55 17,066 88.5 6.5 5.0 15,103 1,109 16,212 95.06 17,386 89.0 6.0 5.0 15,474 1,043 16,517 95.07 17,713 89.5 5.5 5.0 15,853 974 16,828 95.08 18,046 90.0 5.0 5.0 16,242 902 17,144 95.09 18,385 90.0 5.0 5.0 16,547 919 17,466 95.010 18,731 90.0 5.0 5.0 16,858 937 17,795 95.011 19,083 90.0 5.0 5.0 17,175 954 18,129 95.012 19,442 90.0 5.0 5.0 17,498 972 18,470 95.013 19,808 90.0 5.0 5.0 17,827 990 18,817 95.014 20,180 90.0 5.0 5.0 18,162 1,009 19,171 95.015 20,559 90.0 5.0 5.0 18,503 1,028 19,531 95.016 20,946 90.0 5.0 5.0 18,851 1,047 19,899 95.017 21,340 90.0 5.0 5.0 19,206 1,067 20,273 95.018 21,741 90.0 5.0 5.0 19,567 1,087 20,654 95.019 22,150 90.0 5.0 5.0 19,935 1,107 21,042 95.020 22,566 90.0 5.0 5.0 20,309 1,128 21,438 95.0
Piletas (7)
Total (8)
% .(9)
Año .
.
(1)
Pobla . .
(2)Conex
(3)Piletas
(4)Otros
(5)Conexiones
(6)
Cobertura de Agua (%) Población Servida
i. POBLACIÓN ACTUAL
Ejemplo:
Población según INEI año 2004 = 15,548 habTasa de Crecimiento (Tc) = 1.88 %
Número de años = n
Pf (n) = Po x (TC + 1) n METODO GEOMETRICO
(utilizado por el INEI)
Consultar las últimas proyecciones del INEI para determinar la población Actual y la tasa de crecimiento.
MÉTODO PARA PROYECTAR LA POBLACIÓN
ii.PARA CALCULO DE LA TASA DE CRECIMIENTO
1/n POBLACION ACTUAL (2004)
TC = 100 X - 1 POBLACION INICIAL (1993)
TC = 1.88 %
1/12
15,548 TC = 100 x - 1 12,434
PROYECCIÓN DE LA POBLACION
Columna................(2)
AÑO 0 = POBLACION ACTUAL AÑO 0 = 15,548 AÑO 1 = POBLACION ACTUAL x (1+TC)(*) AÑO 1 = 15,548 x 1.0188=15,840AÑO 2 = POBLACION AÑO1 x (1+TC) AÑO 2 = 15,840 x 1.0188=16,138 . . . . . . . .AÑO 20 = POBLACION AÑO19 x (1+TC) AÑO 20= 22,150 x 1.0188=22,566
(*) TC= Tasa de Crecimiento Poblacional: Para el ejemplo = 1.88% = 0.0188
En el horizonte de 20 años:
Nota: Tener en cuenta la estacionalidad de la demanda, en especial en zonas turísticas (Población flotante).
iii.DENSIDAD POR LOTE
Expresado en Habitantes / Lote•Determinado por la Unidad Formuladora (Encuestas socioeconómicas)•Datos INEI
DENSIDAD POR LOTE = 5.23 habitantes/lote
Nota: La densidad debe incluir 2 decimales
•Es el porcentaje de la población con servicio de agua potable respecto a la población total. La proyección de la cobertura se planifica, acorde al plan de Inversiones y al Plan Maestro de la EPS ..............columnas (3), (4) y (5)•Cuando no existe información para proyectar la cobertura se tendrá en cuenta los planes de desarrollo urbano y la disponibilidad de recursos de la entidad administradora del servicio.
Cálculo población servida (Agua Potable)
Con conexión(6) = Población(2) x Cobertura conex.(3)= 15,548 x 0.68 = 10,573 hab................ (6)
Con piletas(7) = Población(2) x Cobertura piletas(4)=15,548 x 0.08 =1,244 hab.................... (7)
Total población (8) = Con conex.(6) + Con piletas(7)Servida = 10,573 + 1,244 = 11,817 hab.............. (8)
iv. COBERTURA
Cálculo población servida (Agua Potable)
Cobertura Total(9)
= (Total Población Servida(8) / Población Total(2)) x 100
= (11,817 / 15548) x 100 = 76.0033 %
= 76 %................................................(9)
iv. COBERTURA (continuación)
VIENE CONTINÚA
2º PARTE DEL
CUADRO
Ejemplo: Cuadro para el cálculo de la Demanda de agua Potable
Datos Datos Datos Datos Datos Datos Datos Datos Datos
226 2,033 2,259 18 208 226 14 0 141410 1,410 2,820 114 114 227 14 0 141500 1,385 2,885 119 110 229 14 0 141596 1,359 2,955 124 106 230 15 0 151695 1,332 3,027 129 102 231 15 0 151767 1,333 3,100 133 100 233 15 0 151863 1,295 3,158 138 96 234 15 0 151963 1,255 3,218 144 92 236 16 0 162065 1,213 3,278 149 88 237 16 0 162271 1,069 3,340 163 76 239 16 0 162620 783 3,402 185 55 240 17 0 172738 728 3,466 190 51 241 17 0 172825 706 3,532 194 49 243 17 0 172950 648 3,598 200 44 244 18 0 183079 586 3,666 207 39 246 18 0 183174 560 3,734 210 37 247 18 0 183310 495 3,805 217 32 249 19 0 193411 465 3,876 220 30 250 19 0 193554 395 3,949 227 25 252 19 0 193621 402 4,023 228 25 253 20 0 203689 410 4,099 230 26 255 20 0 20
Nº Conexiones
C/med (13)
S/med (14)
C/med (16)
S/med (17)
Total (15)
Total (18)
C/med (10)
Total (12)
S/med (11)
Domestico Comercial Industrial
VIENE CONTINÚA
3º PARTE DEL
CUADRO
Ejemplo: Cuadro para el cálculo de la Demanda de agua Potable
Datos Datos Datos Datos Datos Datos(10)+(13)+(16)
+(19)+(22)(11)+(14)+(17)
+(20)+(23)(25)+(26)
0 9 9 0 5 5 258 2,255 2,513
9 0 9 0 5 5 1,546 1,528 3,075
9 0 9 0 5 5 1,642 1,500 3,142
9 0 9 0 5 5 1,744 1,470 3,214
9 0 9 0 5 5 1,848 1,438 3,287
9 0 9 0 5 5 1,924 1,438 3,362
10 0 10 0 5 5 2,026 1,396 3,422
10 0 10 0 5 5 2,133 1,352 3,485
10 0 10 0 5 5 2,240 1,306 3,546
10 0 10 0 5 5 2,459 1,150 3,610
10 0 10 0 6 6 2,832 844 3,675
10 0 10 0 6 6 2,956 785 3,740
10 0 10 0 6 6 3,047 761 3,808
10 0 10 0 6 6 3,178 698 3,876
10 0 10 0 6 6 3,314 632 3,946
10 0 10 0 6 6 3,412 603 4,015
10 0 10 0 6 6 3,556 533 4,089
11 0 11 0 6 6 3,661 501 4,162
11 0 11 0 6 6 3,811 426 4,237
11 0 11 0 6 6 3,880 434 4,313
11 0 11 0 6 6 3,950 441 4,391
EstatalS/med
(23)C/med
(19)S/med
(20)Total (21)
C/med (22)
Total (24)
C/med (25) S/med (26)Total (27)
TotalNº Conexiones
Social
v. Conexiones
Columnas (10) a la (24), referido a proyecciones de conexiones:
Para el año “0” se obtienen del padrón de usuarios del servicio. Dicha información se ubicará en la primera fila.
Para el resto de años, se proyectará de acuerdo al Plan Maestro de la EPS y/o al plan de desarrollo urbano del municipio.
El total de las conexiones se obtendrá de la siguiente manera y se ubicará en las columnas siguientes:
Con micro medición (25) = (10) + (13) + (16) + (19) + (22)Sin micro medición (26) = (11) + (14) + (17) + (20) + (23)
Total (27) = (25) + (26)
VIENECONTINÚA
4º PARTE DEL
CUADRO
Ejemplo: Cuadro para el cálculo de la Demanda de agua Potable
Datos Datos Datos (32)+..+(37)
10.3 0 16 16 26.47 3.37 0.34 0.17 0.01 0.03 30.39
50.3 5 9 14 32.04 3.23 0.34 0.16 0.01 0.03 35.81
52.3 5 8 13 32.73 3.26 0.34 0.16 0.01 0.02 36.52
54.3 5 9 14 33.47 3.26 0.37 0.16 0.01 0.03 37.29
56.2 8 6 14 34.23 3.27 0.37 0.16 0.01 0.03 38.06
57.2 8 6 14 35.03 3.29 0.37 0.16 0.01 0.03 38.88
59.2 8 5 13 35.63 3.30 0.37 0.18 0.01 0.02 39.51
61.2 8 4 12 36.24 3.32 0.39 0.18 0.01 0.02 40.16
63.2 12 0 12 36.87 3.33 0.39 0.18 0.01 0.02 40.79
68.1 12 0 12 37.41 3.34 0.39 0.18 0.01 0.02 41.35
77.0 12 0 12 37.85 3.32 0.42 0.18 0.01 0.02 41.79
79.0 12 0 12 38.50 3.32 0.42 0.18 0.01 0.02 42.44
80.0 12 0 12 39.19 3.35 0.42 0.18 0.01 0.02 43.16
82.0 13 0 13 39.86 3.35 0.44 0.18 0.01 0.02 43.87
84.0 13 0 13 40.55 3.37 0.44 0.18 0.01 0.02 44.57
85.0 13 0 13 41.28 3.38 0.44 0.18 0.01 0.02 45.31
87.0 13 0 13 41.98 3.40 0.47 0.18 0.01 0.02 46.06
88.0 14 0 14 42.74 3.41 0.47 0.19 0.01 0.03 46.85
89.9 14 0 14 43.47 3.43 0.47 0.19 0.01 0.03 47.60
89.9 14 0 14 44.29 3.44 0.49 0.19 0.01 0.03 48.45
89.9 14 0 14 45.12 3.47 0.49 0.19 0.01 0.03 49.31
(Nº Conexiones s/med x Consumo por Conexión al mes s/med + Nº Conexiones c/med x Consumo por Conexión al mes c/med)/30/86.4
C/med (29)
S/med (30)
% Micro medido
. (28)Total (31)
Nº Piletas
Social (36)Piletas
(37)Total (38)
Consumo de agua promedio (lt/s)
Doméstico (32)
Comercial (33)
Industrial (34)
Estatal (35)
Debe ajustarse al Plan Maestro de la EPS y/o al Plan de Desarrollo Urbano
Nº Piletas Con medición (29), Sin medición (30) y Total(31) =
Total (31)=Pob. Servida con Piletas(7) /densidad (hab/viv) / Nº de Familias por pileta (viv/pileta)
= 1,244 / 5.23 / 12 = 19.82 ≈ 20 ........................... (31)
vi. Micromedición
Micromedición (28) = 100 x Conex C/Med(25) / Conex Totales (27)
Debe ajustarse a las políticas de micromedición de la EPS.
Para implementar la micromedición, se debe contar con capacidad técnica, administrativa y operativa.
vii. Piletas
Dotaciones
Nota: - Para el ejemplo sólo se tomó 30 lpd de dotación para las piletas sin micromedición y para las conexiones se utilizó los registros de Consumos por Conexión al Mes registrados por la EPS.
DOTACIONES EN ZONAS URBANAS (Reglamento Nacional de Construcciones - RNC)
Lote: Hasta 90 m2 Mayor a 90 m2Climas fríos 120 lpd 200 lpdClimas templados y calidos 150 lpd 250 lpd
DOTACIONES EN ZONAS RURALES (DIGESA)
Sierra 50 lpdCosta 60 lpdSelva 70 lpdPiletas 30 – 50 lpd
lpd = Litros por persona por día
C. Doméstico (32) = [Nº Conex Domést c/med(10) x (Consumo Domést por Conex al mes c/med) + Nº Conex Domést s/med(11) x (Consumo Doméstico por Conex al mes s/med)] /86.4/30
C. Comercial (33) = [Nº Conex Comerc c/med(13) x (Consumo Comerc por Conex al mes c/med) + Nº Conex Comerc s/med(14) x (Consumo Comerc por Conex al mes s/med)] /86.4/30
C. Industrial (34) = [Nº Conex Industr c/med(16) x (Consumo Industr por Conex al mes c/med) + Nº Conex Industr s/med(17) x (Consumo Industr por Conex al mes s/med)] /86.4/30
viii. Consumos Totales por Tipo de Usuario
C. Estatal (35) = [Nº Conex Estatal c/med(19) x (Consumo Estatal por Conex al mes c/med) + Nº Conex Estatal s/med (20) x (Consumo Estatal por Conex al mes s/med)] /86.4/30
C. Social (36) = [Conex Social c/med (22) x (Consumo Social por Conexión al mes c/med) + Conex Social s/med (23) x (Consumo Social por Conex al mes s/med)] /86.4/30
C. Social (37) = [Nº Piletas c/med (22) x (Consumo por Piletas al mes c/med) + Nº Piletas s/med (23) x (Consumo por Piletas al mes s/med)] /86.4/30
C. Total (38) = (32) + (33) + (34) + (35) + (36) + (37)
viii. Consumos Totales por Tipo de Usuario (Continuación)
VIENE
5º PARTE DEL
CUADRO
(última)
Ejemplo: Cuadro para el cálculo de la Demanda de agua Potable
Datos(38)x(1-
(39))/100(40)x86400 [0.25+2/24]x(41) +50
45 55.3 4,774 1,641
44 63.9 5,525 1,892
43 64.1 5,536 1,895
42 64.3 5,555 1,902
41 64.5 5,573 1,908
40 64.8 5,599 1,916
39 64.8 5,596 1,915
38 64.8 5,597 1,916
37 64.8 5,595 1,915
36 64.6 5,582 1,911
35 64.3 5,554 1,901
34 64.3 5,556 1,902
33 64.4 5,566 1,905
32 64.5 5,573 1,908
31 64.6 5,581 1,910
30 64.7 5,592 1,914
29 64.9 5,605 1,918
28 65.1 5,621 1,924
27 65.2 5,634 1,928
26 65.5 5,657 1,936
25 65.8 5,681 1,944
m3/día (41)
Demanda de Almacenamiento
m3 (42)
Demanda de Producción
l/s (40)
Pérdidas % .
(39)
Pérdidas de agua ....................................... (39)
•Información registrada y proyectada por la EPS expresada en %.
•Para disminuir las pérdidas físicas se requiere acciones que implican INVERSIONES en:
Rehabilitación de redes, Micromedición, Sectorización, Programa de detección y control de fugas
En el mejor de los casos las pérdidas se reducen al 20 – 25%
ix. PERDIDAS DE AGUA
Demanda de Agua (40) = Consumo(38) / [1- % Pérdidas(39)]
= 49.31 / ( 1 - 0.25 ) = 65.8 l/s ......................... (40)
Demanda de Agua (41) = Consumo(40) x 86400 / 1000
= 65.8 x 86400 / 1000 = 4,774 m3/día ............... (41)
Demanda de Producción de Agua
DEMANDA DE ALMACENAMIENTO
VOLUMEN DEL RESERVORIO
VR = Vreg + Vreser + Vci
Demanda de Almacenamiento ........... (42)
VR (20) = 1,420 + 473 + 50 = 1,944
VR (20) ≈ 1,950 m3 al año 20
Vreg. = Volumen de regulaciónVreg = 25% Demanda Producción diaria (41)Vreg = 25% x 5´681 m3/díaVreg = 1,420 m3
Vci = Volumen contra incendios
Según R.N.C. para población > 10,000 hab.Vci = 50m3 en zonas residenciales, para el resto ver R.N.C. (actualizado)
Vreser. = Volumen de reserva (JUSTIFICAR)Para este caso se consideró 2 horas de corte.Vreser = (hs de corte/24horas)xDem Diaria (41) Vreser. = (2/24) x 5,681 = Vreser. = 473 m3
Para el año 20 tenemos:
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS
•En Poblaciones < 10,000 no se considera
•En Poblaciones > 10,000* Para áreas destinadas netamente a vivienda: 50m3
* Para áreas destinadas a uso comercial o industrial deberá calcularse utilizando un ábaco. (Título X RNC S.122.4)
Según el Reglamento Nacional de Construcciones
VOLUMEN DE RESERVA
Deberá justificarse la necesidad de Tuberías, accesorios, válvulas, grifos y el volumen adicional de reserva.
i. Población Actual (hab.)ii. Tasa de Crecimiento de la Poblacióniii. Densidad por lote (hab/viv)iv. Cobertura de Alcantarillado (%)v. Conexiones (Nº) según categoría de usuariovi. Factor de cobertura de Agua Potable respecto a
la cobertura de Alcantarilladovii.Consumo Promedio de agua (lt/día)viii.Contribución al desagüe (%)
INFORMACION PARA PROYECTAR LA DEMANDA DE EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES.
Población Servida (4)
= Población(2) x Cobertura Alcantarillado (3)
= 15,548 x 0.528 = 8,209 hab. (4)
ii. POBLACION CON CONEXIÓN DE ALCANTARILLADO
iii. Nº DE CONEXIONES
Nº de Conexiones Domésticas (5)
Nº de Conexiones Comerciales (6)
Nº de Conexiones Industriales (7)
Nº de Conexiones Estatal (8)
Nº de Conexiones Social (9)
Nº de Conexiones Total (10) = (5)+(6)+(7)+(8)+(9)Para el año “0” la información proviene del padrón de usuarios, para el resto de años proviene del Plan Maestro de la EPS y/o del Plan de Desarrollo Urbano.
Consumo de Agua de los Conectados al Alcantarillado (16), (17), (18), (19) y (20) …... (l/s)Ejemplos: Año “0” Consumo doméstico
= Fact de Cob Doméstico Alcantarill. Respecto a la cob de Agua x
Consumo Doméstico (Dato de la demanda de Agua potable)
(11), (12), (13), (14) y (15)Ejemplo: Conexiones Domésticas (11)= Nº de Conexiones Domésticas de Alcantarillado (5)/ Nº de Conexiones Domésticas de Agua Potable
iv. Factor de Cobertura de Alcantarillado Respecto a la Cobertura de Agua
v. Consumo de Agua de los Conectados al Alcantarillado
vi. Proyección del Flujo de Aguas ResidualesEvacuación de Aguas Residuales (22)= Consumo Total (21) x 0.8 ………. (litros/segundo)
Evacuación de Aguas Residuales (23)= Columna (22) x 86.4 ………. (m3/día)
Consumo de Agua Total de los Conectados al Alcantarillado (21)
= Sumatoria de las columnas (16)+ …..+ (20)
Ejemplo: PROYECCION DE LA DEMANDA DE EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Continúa
1º PARTE DEL
CUADRO
Doméstico (5)
Comercial (6)
Industrial (7)
Estatal (8)
Social (9)
Total (10)
Datos Datos (2)x(3)/100 Datos Datos Datos Datos Datos (5)+…+(9)
0 15,548 52.8 8,208 1,569 181 14 9 3 1,776
1 15,840 73.6 11,658 2,229 182 14 9 3 2,4372 16,138 74.6 12,039 2,302 183 14 9 3 2,5113 16,441 75.0 12,331 2,358 184 15 9 3 2,5694 16,751 75.0 12,563 2,402 185 15 9 3 2,6145 17,066 75.0 12,799 2,447 186 15 9 3 2,6606 17,386 76.0 13,214 2,527 187 15 10 4 2,7437 17,713 77.0 13,639 2,608 189 16 10 4 2,8278 18,046 78.0 14,076 2,691 190 16 10 4 2,9119 18,385 79.0 14,525 2,777 191 16 10 4 2,998
10 18,731 80.0 14,985 2,865 192 17 10 4 3,08811 19,083 81.0 15,457 2,956 193 17 10 4 3,18012 19,442 82.0 15,942 3,048 194 17 10 4 3,27313 19,808 83.0 16,440 3,143 195 18 10 5 3,37114 20,180 84.0 16,951 3,241 197 18 10 5 3,47115 20,559 85.0 17,475 3,341 198 18 10 5 3,57216 20,946 85.0 17,804 3,404 199 19 10 5 3,63717 21,340 85.0 18,139 3,468 200 19 11 5 3,70318 21,741 85.0 18,480 3,533 201 19 11 5 3,76919 22,150 85.0 18,827 3,600 203 20 11 5 3,83920 22,566 85.0 19,181 3,668 204 20 11 5 3,908
Año . .
(1)
Población Total
. (2)
Pob. Servida
. (4)
Cobertura Alcantari- llado (%)
(3)
Nº de Conexiones de Alcantarillado
Ejemplo: PROYECCION DE LA DEMANDA DE EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Viene
2º
PARTE DEL
CUADRO
Doméstico (11)
Comercial (12)
Industrial (13)
Estatal (14) Social (15)
NºCnx Alcant/ NºCnx Agua
NºCnx Alcant/ NºCnx Agua
NºCnx Alcant/ NºCnx Agua
NºCnx Alcant/ NºCnx Agua
NºCnx Alcant/ NºCnx Agua
69.5% 80.1% 100.0% 100.0% 60.0%79.1% 80.2% 100.0% 100.0% 60.0%79.8% 79.9% 100.0% 100.0% 60.0%79.8% 80.0% 100.0% 100.0% 60.0%79.4% 80.1% 100.0% 100.0% 60.0%78.9% 79.8% 100.0% 100.0% 60.0%80.0% 79.9% 100.0% 100.0% 80.0%81.1% 80.1% 100.0% 100.0% 80.0%82.1% 80.2% 100.0% 100.0% 80.0%83.2% 79.9% 100.0% 100.0% 80.0%84.2% 80.0% 100.0% 100.0% 66.7%85.3% 80.1% 100.0% 100.0% 66.7%86.3% 79.8% 100.0% 100.0% 66.7%87.4% 79.9% 100.0% 100.0% 83.3%88.4% 80.1% 100.0% 100.0% 83.3%89.5% 80.2% 100.0% 100.0% 83.3%89.5% 79.9% 100.0% 100.0% 83.3%89.5% 80.0% 100.0% 100.0% 83.3%89.5% 79.8% 100.0% 100.0% 83.3%89.5% 80.2% 100.0% 100.0% 83.3%89.5% 80.0% 100.0% 100.0% 83.3%
Factor de Cobertura de Alcantarillado Respecto a la Cobertura de Agua
Continúa
Ejemplo: PROYECCION DE LA DEMANDA DE EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Viene
3º
PARTE DEL
CUADRO
(Final)
Doméstico (16)
Comercial (17)
Industrial (18)
Estatal (19)
Social (20)Total (21)
l/s (22)
m3/día (23)
(11)*Dem(32) (12)*Dem(32) (13)*Dem(33) (14)*Dem(34) (15)*Dem(35) (11)+..+(15) (16)*0.8 (17)*86400/1000
18.39 2.70 0.34 0.17 0.01 21.60 17.3 1,493
25.33 2.59 0.34 0.16 0.01 28.43 22.7 1,96526.11 2.60 0.34 0.16 0.01 29.22 23.4 2,02026.71 2.61 0.37 0.16 0.01 29.85 23.9 2,06327.17 2.62 0.37 0.16 0.01 30.31 24.3 2,09527.65 2.63 0.37 0.16 0.01 30.81 24.7 2,13028.51 2.64 0.37 0.18 0.01 31.69 25.4 2,19129.38 2.66 0.39 0.18 0.01 32.61 26.1 2,25430.27 2.67 0.39 0.18 0.01 33.51 26.8 2,31631.11 2.67 0.39 0.18 0.01 34.35 27.5 2,37531.87 2.65 0.42 0.18 0.01 35.12 28.1 2,42832.82 2.66 0.42 0.18 0.01 36.08 28.9 2,49433.83 2.67 0.42 0.18 0.01 37.10 29.7 2,56434.83 2.68 0.44 0.18 0.01 38.13 30.5 2,63635.85 2.70 0.44 0.18 0.01 39.18 31.3 2,70836.93 2.71 0.44 0.18 0.01 40.27 32.2 2,78337.57 2.72 0.47 0.18 0.01 40.93 32.7 2,82938.24 2.73 0.47 0.19 0.01 41.64 33.3 2,87838.90 2.74 0.47 0.19 0.01 42.30 33.8 2,92439.63 2.76 0.49 0.19 0.01 43.08 34.5 2,97840.37 2.78 0.49 0.19 0.01 43.84 35.1 3,030
Evacuación de Aguas Residuales
Consumo de Agua de los conectados al Alcantarillado (l/s)
El análisis de la oferta debe comprender:
•La descripción del estado de cada uno de los componentes respecto a sus características operativas como son: capacidad máxima, antigüedad, problemas físicos, etc.
•La Determinación de la capacidad optimizada de cada uno de los componentes y proyectarla a lo largo del horizonte de evaluación del proyecto.
•La oferta de aquellos proyectos regionales o locales aprobados próximos a ejecutarse.
Ej: El Proyecto CHAVIMOCHIC canaliza agua de la cual se abastecen varias plantas de tratamiento de agua potable
3.2. Análisis de Oferta
Analizar la capacidad óptima del sistema existente. El sistema puede contener:
• Fuente de abastecimiento existente (m3/s o l/s en época de estiaje)• Captación (m3/s o l/s) • Planta de tratamiento (m3/s o l/s) • Desinfección (capacidad del dosificador mg/l o ppm)• Línea de conducción o Línea de aducción (Diámetro, caudal m3/s o l/s) • Equipo de bombeo (En m3/s o l/s, horas de bombeo, potencia de la
bomba)• Línea de impulsión, (Diámetro, Altura de impulsión en m) • Reservorio de almacenamiento. (En m3)• Redes de distribución. (diámetro, ml)• Conexiones (Nº de conexiones, dotación)• Micromedición (Nº de micromedidores)• Piletas (Familia /Conexión, dotación)
OFERTA DE AGUA POTABLE SIN PROYECTO
CAPTACIONES Lt/seg Estado de Conservación
Quebrada Chalhuapuquio 20.0 Bueno
Manantial Chalhuapuquio 15.5 Bueno
Galerías Filtrantes 17.0 Bueno
TOTAL 52.5
TOTAL OFERTA = 52.5 lt/seg
TOTAL OFERTA = 52.5 lt/seg x 86.4seg. x 365 = 1’655,640 m3/año
Oferta de la Captación sin Proyecto = 1’655,640 m3/año
Oferta de la Captación
Oferta de Almacenamiento
Oferta de Almacenamiento sin Proyecto = 600 m3
Ejemplo: OFERTA
Reservorios Volumen
m3
Estado de Conservación
Reservorio apoyado 600 Bueno
Nota: - Completar el análisis para el resto de los componentes - 86.4 = Factor de conversión de l/s a m3/día
Analizar la capacidad óptima del sistema existente. El sistema puede contener:
• Conexiones (Nº de conexiones)• Colectores (diámetros, ml)• Buzones (tipo de buzón, profundidad, cantidad)• Interceptores (diámetro, caudal en m3/s o l/s, ml)• Equipo de bombeo (Potencia de la bomba, Caudal de bombeo,
altura de bombeo)• Emisores (diámetro, caudal en m3/s o l/s, ml) • Equipos de mantenimiento, laboratorio• Planta de tratamiento de aguas residuales (m3/s o l/s) • Letrinas
OFERTA DE SANEAMIENTO (Alcantarillado y/o Letrinas) SIN PROYECTO
• Comparación de la oferta actual optimizada y la demanda en el horizonte del proyecto.
• El balance determina si la oferta es suficiente para cubrir la demanda o se requiere incrementarla.
SUPERAVITOFERTA - DEMANDA = CERO
DEFICIT
En el horizonte de evaluación del proyecto
3.3. Balance Oferta - Demanda
Balance Oferta - Demanda de Producción de Agua Potable
0
10
20
30
40
50
60
70
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Años
Lit
ros/
Seg
un
do
Oferta Demanda
Oferta – Demanda = Balance
3.3.1. Balance Oferta - Demanda de Agua Potable
Déficit
Año Oferta Demanda Balance
0 52.5 55.3 -2.81 52.5 63.9 -11.42 52.5 64.1 -11.63 52.5 64.3 -11.84 52.5 64.5 -12.05 52.5 64.8 -12.36 52.5 64.8 -12.37 52.5 64.8 -12.38 52.5 64.8 -12.39 52.5 64.6 -12.110 52.5 64.3 -11.811 52.5 64.3 -11.812 52.5 64.4 -11.913 52.5 64.5 -12.014 52.5 64.6 -12.115 52.5 64.7 -12.216 52.5 64.9 -12.417 52.5 65.1 -12.618 52.5 65.2 -12.719 52.5 65.5 -13.020 52.5 65.8 -13.3
Balance Oferta - Demanda
Producción de Agua (l/s)
La demanda, proviene de la columna Nº 40 del Cuadro de la Demanda
Demanda = 1,944 m3Futura (Año 20)
Oferta = 600 m3
Actual (Año 0) .
Déficit = 1,344 m3 ≈ 1,350 m3
Demanda adicional = 1,350 m3
3.3.2. Balance Oferta Demanda de Almacenamiento
Año Oferta Demanda Balance
0 600 1,641 -1,0411 600 1,892 -1,2922 600 1,895 -1,2953 600 1,902 -1,3024 600 1,908 -1,3085 600 1,916 -1,3166 600 1,915 -1,3157 600 1,916 -1,3168 600 1,915 -1,3159 600 1,911 -1,311
10 600 1,901 -1,30111 600 1,902 -1,30212 600 1,905 -1,30513 600 1,908 -1,30814 600 1,910 -1,31015 600 1,914 -1,31416 600 1,918 -1,31817 600 1,924 -1,32418 600 1,928 -1,32819 600 1,936 -1,33620 600 1,944 -1,344
Balance Oferta - Demanda
Almacenamiento de Agua(m3)
Balance Oferta - Demanda de Almacenamiento
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Años
m3
Oferta Demanda
Déficit
La demanda es proviene de la columna Nº 42 del cuadro de la Demanda
Demanda de Evacuación de Aguas Residuales
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Años
Lit
ros/
Seg
un
do
Oferta Demanda
Oferta – Demanda = Balance
Déficit
3.3.3. Balance Oferta Demanda de Evacuación de Aguas Residuales
Año Oferta Demanda Balance0 21.0 17.3 41 21.0 22.7 -22 21.0 23.4 -23 21.0 23.9 -34 21.0 24.3 -35 21.0 24.7 -46 21.0 25.4 -47 21.0 26.1 -58 21.0 26.8 -69 21.0 27.5 -610 21.0 28.1 -711 21.0 28.9 -812 21.0 29.7 -913 21.0 30.5 -1014 21.0 31.3 -1015 21.0 32.2 -1116 21.0 32.7 -1217 21.0 33.3 -1218 21.0 33.8 -1319 21.0 34.5 -1320 21.0 35.1 -14
Demanda de Evacuación de Aguas Residuales (l/s)
Balance Oferta - Demanda
La demanda proviene de la columna Nº 22 del Cuadro de Demanda de Evacuación de Aguas residuales
3.3.4. Periodo Óptimo de Diseño
Es el periodo de tiempo en el cual la capacidad de un componente de un sistema(*) cubre la demanda, minimizando el valor actual de costos de inversión, operación y mantenimiento durante el horizonte de evaluación del proyecto.
(*) agua potable, alcantarillado o tratamiento de aguas residuales
Periodo de Diseño Sin Déficit Inicial
Q (m3/día)
x 3x2x 4x
D
D
D
t (años)
Estimación del Periodo Óptimo de Diseño Sin Déficit Inicial
Donde:
X* = período óptimo en añosa = factor de economía de escalar = tasa de descuento
Donde:
X* = período óptimo en añosa = factor de economía de escalar = tasa de descuento
r
aX
12.1)1(6.2*
Es la proporcionalidad entre el tamaño del componente y los costos e inversiones
Relacionando la inversión y tamaño tenemos:
It = Inversión necesaria para el tamaño Tt del componente del sistema.Io= Inversión necesaria para el tamaño To del Componente del sistema.To= Tamaño del componente utilizado como base de referenciaa = Exponente del factor de escala.
T o
T ta
I oI t
Economía de Escala
Pueden darse los siguientes casos:1) a < 1
La inversión varía en menor proporción respecto a la variacióndel tamaño del componente, existiendo economías de escala.Cuanto menor sea “a” existirá mayor economía de escala.
2) a > 1 La inversión variará en mayor proporción respecto a la variación del tamaño del componente, existiendo en este caso deseconomías de escala.
3) a = 1La inversión varía en igual proporción respecto a la variacióndel tamaño del componente, no existiendo en este casoeconomías, ni deseconomías de escala.
En las obras de abastecimiento de agua potable y alcantarilladoExisten economías de escala (a < 1).
Economía de Escala
a < 1
Q
a > 1Ctotal
Costo Total = KQ
a = 1
a
Si a < 1Q
Si a > 1
Cme
Cme = Ctotal Q
a = 1
Periodos Óptimos en años con Diferentes Factores de Economía de Escala y Tasas de Descuento sin Déficit Inicial
FACTOR DE ECONOMIA DE ESCALA
TASAS DE DESCUENTO ( r ) %
10 12 14 15
PERIODOS OPTIMO DE DISEÑO (AÑOS)
0.3 17 15 13 12
0.5 12 10 9 8
0.7 7 6 5 5
Periodos Óptimos en años con Diferentes Factores de Economía de Escala y Tasas de Descuento sin Déficit Inicial (Continuación)
Considerando que la tasa de descuento establecida por las normas del Sistema Nacional de Inversión Pública es del 14 % y que las estimaciones del factor de economía de escala de la mayoría de los componentes de los sistemas de agua potable y alcantarillado varía entre 0.3 y 0.7, los resultados anteriores señalan que los respectivos componentes deberían diseñarse para períodos entre 13 y 5 años. Estos períodos de diseño recomendados difieren notablemente de la práctica usual, en la que se consideran períodos de 20 o más años.
x2
Q1
D
D
t(años)
Q(m3/día)
x0 x 1 x3
Q0
Q = Q 0 + D t
Q2
x 0
Q3
Periodo de Diseño Con Déficit Inicial
xi = Período óptimo de diseño con déficit inicial
x* = Periodo de diseño sin déficit inicial
x0 = Periodo de déficit
a = Factor de economía de escala
6.0*0
9.07.0* 1
xx
x
r
axxi
r
aX
12.1)1(6.2*
Estimación del Periodo Óptimo de Diseño con Déficit Inicial
Periodos Óptimos de Diseño en Años con Diferentes Factores de Economía de Escala y Tasas de Descuento sin y con Déficit Inicial
FACTOR DE ECONOMIA DE ESCALA
DÉFICIT INICIAL
TASA DE DESCUENTO (r)
10 % 12 % 14 % 15 %
PERIODOS OPTIMO DE DISEÑO (AÑOS)
0.3 0 17 15 13 12
0.3 5 22 19 17 16
0.3 10 22 19 18 16
0.5 0 12 10 9 8
0.5 5 16 14 12 11
0.5 10 16 14 13 12
0.7 0 7 6 5 5
0.7 5 10 9 8 8
0.7 10 10 9 8 8
Ejemplo: PERIODO OPTIMO DE DISEÑO
1. ESTABLECER EL PERIODO DE DÉFICIT
En caso de existir déficit, debe determinarse dicho periodo en años.
Para ello trazamos la curva de demanda y la interceptamos con la oferta actual. Así establecemos desde hace cuantos años, nuestra oferta actual ya no era suficiente para cubrir los requerimientos de la población
Ejemplo: PERIODO OPTIMO DE DISEÑO
PROYECCIÓN DE DEMANDA
AÑO DEMANDA
0 500 380
1 520 380
2 540 380
3 560 380
4 580 380
5 600 380
-6 380 380
OFERTA 380
m = 20 Ecuación obtenida por mínimos cuadrados :b = 500 Demanda = b + m . año
Xo = -6 años Periodo de Déficit
Determinación de periodo de déficit
500520
540560
580600
380350
400
450
500
550
600
650
-10 0 10Años
Dem
and
a (l/
s)
Oferta actualPro
yecció
n de dem
anda6 años
PERIODO OPTIMO DE DISEÑO
2. ESTABLECER EL FACTOR DE ECONOMÍA DE ESCALA
Es necesario determinar el factor para cada uno de los componentes del sistema (tuberías, planta de tratamiento, lagunas de estabilización, reservorios, pozos, etc).Para determinarlo, extraemos información de nuestros registros y relacionamos los costos de obras con sus tamaños (tamaño puede ser población atendida, caudal tratado, longitud, volumen que almacena, etc) y obtenemos una ecuación del tipo:
Costo = K x Tamañoa
Donde “a” es el factor de economía a escala
Cálculo del Factor de Economía a Escala
Para encontrar “a” debemos aplicar logaritmos a ambos lados de la igualdad y obtenemos :
Esta fórmula se asemeja a la ecuación de una recta y = mx +b donde el factor de economía a escala “a” es igual a “m”.
Basta entonces aplicar el método de mínimos cuadrados para encontrar la ecuación de la recta y automáticamente obtendremos “a”
C = K x T a
Log C = a Log T + Log K
PERIODO OPTIMO DE DISEÑO
PERIODO OPTIMO DE DISEÑO
Ingresar en los cuadros amarillos datos de tamaño y costosEjemplo:
Tamaño (Habitantes)
Costo (S/.) Log Tamaño Log Costo
45,000 462,382 4.653212514 5.66500091968,400 512,067 4.835056102 5.70932678975,600 562,003 4.878521796 5.74973863481,000 599,173 4.908485019 5.77755223584,600 661,123 4.927370363 5.82028226690,000 882,114 4.954242509 5.945524715
m 0.725610028b 2.251815835
a = 0.725610028K = 178.5730165
C = K x T a
CALCULO DE FACTOR DE ECONOMIA A ESCALA "a"
Nota: Si falta información, pueden asumirse valorespropuestos por la Dirección Nacional de Saneamiento
Proyección de la Demanda de las tuberías de AlcantarilladoAño Demanda (l/s)
1 22.72 23.43 23.94 24.35 24.7
Oferta 21
m = 0.49 Ecuación obtenida por mínimos cuadradosb = 22.33 Demanda = b + m . año
Xo = -2.7 años Periodo de Déficit
En el cuadro de Proyección de demanda ingresar la informaciónconsiderando el año "0" (cero) como el año de la ejecución de la obra.Los valores de la demanda deben proyectarse variando solamente elvalor de la población, es decir que debe mantenerse la cobertura,dotación, % de pérdidas y otras variables. El valor de la oferta es el dela capacidad actual existente
DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE DÉFICIT
Finalmente se efectúa el cálculo del periodo óptimo de diseño mediante la aplicación de la respectiva fórmula dependiendo de que tengamos déficit actual o no.
PERIODO OPTIMO DE DISEÑO
CÁLCULO DEL PERIODO ÓPTIMO DE DISEÑO
PROYECTO : Amp y Mej A. P. y Alc.del Distrito de San RamónESTRUCTURA : Tubería de Alcantarillado de PVC (profundidad 2m)FACTOR DE ECONOMIA A ESCALA (a): 0.26979TASA DE DESCUENTO (r) : 14%PERIODO DE DÉFICIT (Xo): 2.7 años
13.1 años16.7 añosPERIODO DE DISEÑO PARA EXPANSIÓN CON DÉFICIT INICIAL (Xop)
PERIODO DE DISEÑO PARA EXPANSIÓN SIN DÉFICIT INICIAL (X)
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