TESIS DE GRADO Previa a la obtención del título de: INGENIERO CIVIL “DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL Y SANITARIO CON TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS PARA LA PARROQUIA SAN PEDRO DE SUMA DEL CANTÓN EL CARMEN - MANABÍ” AUTOR: Egresado SR. ALEX RAMIRO TUZA BASURTO TESIS DE GRADO Previa a la obtención del título de: INGENIERO CIVIL AÑO 2017

Antecedentes Problemas de Saneamiento Zona Poblacional Evitan Beneficio Sistema Alcantarillado Mejora calidad de vida de los Habitantes Mejora Transportador No solo: Desechos Domésticos Manera de Preservación del Medio Ambiente Convertido Entregar: Medio Receptor Tratar

Antecedentes Parroquia Conferido: “DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL Y SANITARIO CON TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS” Parroquia Sistema Alcantarillado Falta Presidencia Solicita Tema de Tesis Solucionar Problemas de Insalubridad (Zona) Construirlo Necesidades (Población) Posterior Satisfaciendo

Parroquia San Pedro de Suma OBJETIVO GENERAL Mejorar Minimizar Insalubridad Parroquia San Pedro de Suma Condiciones De vida Problemas DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SEPARADO Y TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS Cantón: “El Carmen”

Entregando Autoridades METAS Mejorar Diseño Alcantarillado: Pluvial Sanitario Planta de Tratamiento Vida Condiciones Mejorando Condiciones de vida. Desarrollo social Sostenible Entregando Autoridades Emprender construcción

Objetivos Específicos Realizar Diagnóstico Condiciones de la zona: - Recolección Transporte Depuración residuos sólidos Determinar: Parámetros diseño Sistema Realizar: Topográficos Geotécnicos Calidad de Servidas. Diseñar: Sistema

Ubicación Geográfica Norte: 665000 – 99850410 Este: 665440 – 99800000 Sur: 660135 – 99748000 Oeste: 654785 – 9980430 15 Km del cantón El Carmen Aprox. 200 msn

Usos del Suelo Mayor diversidad: Vivienda Comercio Agricultura Parroquia 20 años Existencia

Información General Vivienda Vialidad Transporte Busetas: Rutas Carmenses 1 – 2 Pisos Hormigón Caña Guadua Techos: Eternit – zinc Acceso a San Pedro de Suma: Tierra Y partes de la vía en mal estado.

Infraestructura Agua No Cuenta 1 Pozo (80 mts) Tanque Elevado Agua No Cuenta Pozo Sépticos solucionar temporalmente la eliminación de excretas Alcantarillado Pozo Séptico Colapsado

Sistema Alcantarillado Recolectará Aguas Servidas PTAR Conducidas Depuras Medio Receptor (Río) Energía Eléctrica, Alumbrado Público, Telefonía Celular.

Equipamiento Urbano Unidad Educativa “Simón Bolívar” Áreas Recreativas

GEOGRAFÍA Geomorfología Pendientes Suaves Zona Colinas Río Suma

Estación Meteorológica “El Carmen” Pluviometría Meses: Mayo – Diciembre Enero – Abril Temperatura Promedio Anual: 28.5 °C Estación Meteorológica “El Carmen” Presenta Baja Alta La mas cercana Precipitación Promedio: 233 mm/mensual

Aspectos Ambientales Carece de Industrias Único ruido Automotores que circulan en el sector No existe riesgos naturales por deslave En la Zona

Información Demográfica Encuesta 159 familias 791 Habitantes Dentro del área Urbana Representan: 411 Hombres 380 Mujeres En base al censo poblacional por él (INEC, VII Censo de Población y VI de Vivienda, 2010), la tasa de crecimiento poblacional es 1.71%

Nivel de Instrucción 4 personas son analfabetas, 91 personas tienen instrucción primaria, 56 personas tienen instrucción secundaria 8 personas son universitarias A la Unidad Educativa “Simón Bolívar”, Educativa con una mejor infraestructura. Así los estudiantes ya no tienen la necesidad de viajar tan lejos para asistir a los estudios secundarios; se considera que uno de los factores por los cuales los pobladores solo tienen nivel académico de primaria fue por la falta de nivel secundario en la zona

Población Económicamente activa Plátano Ganadería: Carne y Leche Cultivo diversificado Yuca Maíz Palma Africana Frutas Tropicales: Papaya, maracuyá, piña, naranja. San Pedro de Suma Sustenta Actividades Agropecuarias

BASES DE DISEÑO SITUACIÓN ACTUAL No cuentan con un sistema para eliminar las excretas. Pozo Sépticos Genera Problemas: Ambientales Salud a la población Otra parte población, descargan en los esteros, que conducen al Río Suma

Normativa del País Pluvial Sanitario Planta de Tratamiento PTAR Exige Sistema Separado Pluvial Sanitario Población Cuente Planta de Tratamiento PTAR Disminuye Recursos Hídricos Contaminación

Ex - Instituto Ecuatoriano de Obras y Saneamiento (EX-IEOS). SENAGUA y Parámetros de diseño de la EPMAPS Acuerdo Ministerial N° 028 - calidad de las aguas NTE INEN 1108 (Anexo1). Diseño del Sistema La junta parroquial contrato los servicios de topografía (Levantamiento de la zona a escala 1:1000, Curvas de nivel a cada metro). Topografía

Mecánica de Suelos Para establecer los parámetros de diseño para la planta de tratamiento de las aguas servidas. 3 Perforaciones con ensayo SPT – 6 mts. Profundidad. Encontrando: Arcilla limosa de alta plasticidad, color rojo, muy húmeda. La capacidad admisible promedio: δadm= 10 T/m²

PARAMETROS DE DISEÑO SANITARIO PERÍODO DE DISEÑO Es el tiempo de funcionamiento eficaz del sistema Resistencia Física de los elementos Depende La capacidad económica de las entidades que financiaran la construcción, Vida útil de las instalaciones: tuberías, Facilidades de construcción y El crecimiento de la población. Durante el Periodo de Diseño Tomar en cuenta

Análisis Poblacional Según el Funcionamiento De un sistema   COMPONENTE VIDA UTIL (AÑOS) 1 Obras de Hormigón 30 2 Pozos de revisión (HA) 20 3 Tuberías Plástica De 20 a 30 Según el Funcionamiento De un sistema No debe proyectarse menos de 20 años Vida útil elementos Análisis Poblacional Se toma en cuenta en base a las encuestas realizadas in-situ Calculo de Población futura: Método Aritmético. Método Geométrico Método Aritmético: 1062 hab Método Geométrico: 1110 hab

Dotación: Se considera la dotación a partir de los datos obtenidos de la parroquia, para estudios y diseños se aplicará un dotación promedio de 174.0 litros/día/habitante. Qm=Pf*Dot 86400 El consumo medio diario, es el promedio de consumo diario durante un año de registro.

Caudal sanitario de diseño Áreas de Aportación De acuerdo al relieve del terreno Ordenamiento Territorial Áreas de Aportación Basándose Determina Caudal sanitario de diseño 𝑄 𝑆𝐴𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 = 𝑄 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑑𝑜𝑚é𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 + 𝑄 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝑄 𝑖𝑙𝑖𝑐𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑄 𝑃𝐿𝑈𝑉𝐼𝐴𝐿 = 𝑄 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑙𝑙𝑢𝑣𝑖𝑎

Caudal medio diario 𝑄𝑚 𝑆𝐴𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 =𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛∗𝑅 𝑄m=Caudal medio sanitario   FACTORES DE RETORNO No. Nivel de complejidad del sistema Coeficientes de retorno 1 Bajo y medio 0.7 - 0.8 2 Medio alto y alto 0.8 - 0.85 𝑄𝑚 𝑆𝐴𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 =𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛∗𝑅 𝑄m=Caudal medio sanitario R=Coeficiente de 𝑟𝑒𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠   𝑄𝑚 𝑆𝐴𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 = 𝑃∗𝐷𝑜𝑡 86.400 ∗𝑅   𝑄𝑚 𝑆𝐴𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 =2,24∗0,7   𝑄𝑚 𝑆𝐴𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝑂 =1.57 𝑙/𝑠

Coeficiente de Mayoración En toda la red existe una hora en un día al año en que la aportación es máxima. Caudal Infiltración Actualmente para este diseño de alcantarillado es con tubería de Plástica, el caudal de infiltración adopto para este caso 0 l/seg. Caudal Ilícitas El EX-IEOS recomienda, para el caudal de aguas ilícitas:  𝑄 𝑖𝑙𝑖𝑐 =80 𝑙𝑡 ℎ𝑎𝑏 ∗𝑑í𝑎∗𝑃𝑜𝑏.𝐴𝑝𝑜𝑟𝑡.𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎

Diseño Hidráulico El sistema de alcantarillado será a gravedad tanto la red sanitaria como la red pluvial, y funcionará hasta un 80% de su capacidad máxima (parcialmente lleno). Para que exista aireación dentro del sistema.   𝑉= 1 ƞ ∗ 𝑅 2 3 ∗ 𝐽 1 2 Para el cálculo de la velocidad de diseño utilizó la fórmula de Manning La Subsecretaría de Saneamiento Ambiental y Obras Sanitarias y el Instituto Ecuatoriano de Obras Sanitarias, recomienda para utilizar tuberías con un diámetro mínimo para alcantarillado sanitario de 0,20 m y para alcantarillado pluvial un diámetro de 0,25 m.

Características de la Tubería Plástica Debe ser resistente al aplastamiento vertical. Para zonas sísmicas es recomendable que su comportamiento sea elástico. El material debe tener alta resistencia al ataque de sustancias químicas, y a la corrosión. Pozos revisión En todo cambio de dirección. En todo cambio de pendiente. En toda intersección de tuberías. A una distancia máxima de 100 metros. Al comienzo de todas las tuberías.

Características del Pozo Tipo de canalización Vista en planta del pozo

Tipo: conexiones domiciliarias Tipos de empalme de dos – tres – cuatro canales Detalle de caja de revisión domiciliaria

Es importante un buen sellado de la silla con la tubería para evitar infiltraciones y ex filtraciones.

PARAMETROS DE DISEÑO PLUVIAL Caudal Pluvial Método Racional cuencas menores a 5 𝑘𝑚 2 o 500 ha Este método lo explican con las normas empleadas por el SENAGUA.   𝑄=0.00278 𝐶𝐼𝐴 𝐶=𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑎𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙) 𝐼=𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚𝑚/ℎ𝑜𝑟𝑎) 𝐴=Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑗𝑒 𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 (ℎ𝑎) 𝑄=𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 𝑝𝑙𝑢𝑣𝑖𝑎𝑙 (𝑚3/𝑠)

Valores de C para diversos tipos de superficies   No. Tipo de zona Valor del coeficiente de escurrimiento C 1 Cubierta metálica o teja vidriada 0.95 2 Cubierta con teja ordinaria o impermeabilizada 0.9 3 Pavimentos asfálticos en buenas condiciones 0.85 – 0.9 4 Pavimentos de hormigón 0.8 – 0.85 5 Empedrados (juntas pequeñas) 0.75 – 0.8 6 Empedrados (juntas ordinarias) 0.4 – 0.5 7 Pavimentos de macadam 0.25 – 0.6 8 Superficies no pavimentadas 0.1 – 0.3 9 Parques y jardines 0.05 – 0.25   𝐶 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝐶 1 ∗𝐴+ 𝐶 2 ∗𝐴 𝐴 𝑇 𝐶 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.3∗8.47+0.5∗7.27 15.74 =0.4 𝐶 𝑛 =𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝐴=Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴 𝑇 =Á𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐶 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

Elemento del Sistema de Alcantarillado Período de retorno (años) Es el tiempo de espera a una cierta intensidad de lluvia se repita o se supere.   No. Elemento del Sistema de Alcantarillado Período de retorno (años) 1 Redes secundarias 10 años 2 Redes principales 15 años 3 Colectores interceptores 25 años 4 Estructuras especiales 50 años 5 Redes a nivel rural 5 años

Tiempo de Concentración El tiempo de concentración es el tiempo que requiere en viajar una gota de lluvia desde el sitio más lejano del área de desagüe hasta le entrada de dicha sección de desagüe. 𝑡 𝑐 = 𝑡 𝑖 + 𝑡 𝑓   𝑡 𝑐 :Tiempo de concentración 𝑡 𝑖 :Tiempo inicial o de entrada al sistema de alcantarillado 𝑡 𝑓 :Tiempo de flujo a lo largo de los conductos del sistema de alcantarillado 𝑡 𝑐 =10+3=13 𝑚𝑖𝑛

Intensidad de Aguas Lluvias Se determina entonces, que el área de estudio se encuentra en la zona 4, ubicada en el oeste del país, de ahí que las ecuaciones para la determinación de las intensidades son: 𝐷𝑒 5 𝑚𝑖𝑛 𝑎 20 min 𝐼 𝑇𝑅 =56.507∗ 𝑡 −0.2694 𝐼𝑑 𝑇𝑅 𝐷𝑒 20 𝑚𝑖𝑛 𝑎 1440 min 𝐼 𝑇𝑅 =247.71∗ 𝑡 −0.7621 𝐼𝑑 𝑇𝑅 Intensidad de precipitaciones de acuerdo a la zona de estudio Desarrollado por el INAMHI.

Con las isolineas de las zonas, se indica la intensidad máxima diaria de precipitación (en 24 horas), 𝑰𝒅 𝑻𝑹 =4.0 𝐦 𝐦 𝐡 𝐨𝐫𝐚 𝐼 𝑇𝑅 =56.507∗ 𝑡 −0.2694 𝐼𝑑 𝑇𝑅 𝐼 𝑇𝑅 =56.507∗ (13 −0.2694 )∗4.0 𝑰 𝑻𝑹 =113.25 𝐦𝐦/𝐡𝐨𝐫𝐚 Isolineas intensidad máxima diaria de precipitación para T=5 años

Sumideros Estructuras destinadas a captar Agua superficial Descargan a la red de alcantarillado Las descargas de los sumideros se harán a los pozos de revisión de la red pluvial. Sumidero tipo Corte Sumidero

RESUMEN - RESULTADOS Descripción Unidad Cantidad Longitud de Tubería Sanitario Metros 4302.00 Longitud de Tubería Pluvial 2629.00 Pozos de revisión Sanitario 62 Pozos de revisión Pluvial 48 Cajas domiciliarias Sanitario y Pluvial 300 Descripción USD Costo Alcantarillado Separado 338015.71 Costo Planta Tratamiento 68270.81

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Es seleccionado este sistema por ser considerado un sistema eficiente y también poder reducir la cantidad de obra civil se considera una fosa séptica más filtro anaeróbico. Tanque Séptico más Filtro Anaeróbico Mecanismos de sedimentación y digestión Dentro se producen DBO: 30% al 50% Aceites Grasas: 70% - 80% Sólidos Suspendidos: 50% - 70% Fósforo: 15% Eficiencia Remoción

Acuerdo Ministerial N° 028 Actualmente existe un conjunto de leyes y ordenanzas municipales que tienen vigencia dentro de los límites de la obra a realizarse, Acuerdo Ministerial N° 028 Para obtener mejoras en el rendimiento, resulta sencillo de construcción y efectividad, añadir otro compartimiento al final de la misma Fosa Séptica Filtro Anaerobio Afluente Efluente

Corte del Tanque séptico De ahí pasa por una fina película de microorganismos adheridos a la superficie, o floculados, dónde se realiza el proceso de degradación anaerobia. Tanque Séptico + Filtro anaerobio/ Corte Transversal

Conclusiones Al inspeccionar a la Parroquia San Pedro de Suma, es necesario implementar un alcantarillado, para satisfacer las necesidades de insalubridad. El sistema de alcantarillado sanitario y pluvial, se estableció los criterios de las normas del Ex - Instituto Ecuatoriano de Obras y Saneamiento (EX-IEOS), y también la Norma rural para estudios y diseños (SENAGUA). La parroquia San Pedro de Suma cuenta con una población de 791 personas entre hombres y mujeres, obteniendo un cálculo promedio futuro de 1110 personas. Con una dotación de 174 l/hab/día, obteniendo un consumo medio diario de 2.24 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔. Se diseñó la planta de tratamiento “Fosa Séptica y Filtro Anaerobio”, en la cual al momento de tratar las aguas servidas, cumple con los límites de descarga a un cuerpo de agua dulce en este caso al Río San Pedro de Suma.

Recomendaciones Es importante utilizar un software para la respectiva verificación y comportamiento del sistema de alcantarillado tanto sanitario como pluvial, en este caso se utilizó el programa SWMM, que utiliza cálculo dinámico y se comprueba si los diámetros de las tuberías son las adecuadas.   En una planta de tratamiento es importante cumplir con los parámetros ambientales, para evitar grandes contaminaciones en este caso del Río San Pedro de Suma. Es necesario un mantenimiento del sistema de alcantarillado 1 vez cada año, para que cumpla con la vida útil del sistema establecido. Se realizará una limpieza de la planta de tratamiento 1 vez cada 6 meses.

FELICITACIONES MUCHAS GRACIAS…!!!!!!!