junio 11, 2021

Elaboración de hojas Excel con macros que permita realizar aforos, obtención de volumen de agua de cubiertas en viviendas y diseñar bajantes

Elaboración de hojas excel con macros que permita realizar aforos, obtención de volumen de agua de cubiertas en viviendas y diseñar bajantes

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINAS E INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA: HUERTOS URBANOS – PARALELO A

TRABAJO INVESTIGATIVO 2:

Elaboración de hojas excel con macros que permite realizar aforos, obtención de volumen de agua de cubiertas en viviendas y diseñar bajantes.

APELLIDOS/NOMBRES DE LOS INTEGRANTES	% De Participación	Nro Lista	Calif. Individual
PAMELA CRISTINA GUSMAN MONTALVAN	100%	7
JULISSA LASTENIA HERRERA ROJAS	100%	8
NADIA FERNANDA JAPÓN GONZALEZ	100%	9
JONATHAN SANTIAGO PARDO MALACATUS	100%	17
MARIA JOSE VEGA OJEDA	100%	20

DOCENTE: Ing. Civil Sivisaca Caraguay Jorge R., M. Sc.

PERIODO ACADÉMICO: Abril – agosto 2021

Fecha de Presentación: 19 de Junio de 2021

ID Archivo Digital: Trab_GrupalN3_#_HUA_19-6-21

Elaboración de hojas excel con macros que permita realizar aforos, obtención de volumen de agua de cubiertas en viviendas y diseñar bajantes

Introducción

El decrecimiento en las lluvias tanto espacial y temporal ha perjudicado la recarga hídrica y de esta forma la escasa escorrentía superficial en los ríos (Bello ,2020). Aunado a aquello, la deficiente gestión y uso incomprensible del agua de parte de los usuarios son los primordiales inconvenientes que actualmente están afectando a las sociedades y sector beneficioso; este suceso se prueba en el bajo caudal de los ríos y lagunas, así como la mala repartición y uso del recurso hídrico, asociado a que el territorio no cuenta con una legislación sobre el recurso hídrico, esto provoca que exista una más grande conflictividad social(Castro ,et al.2006).

De allí nace la necesidad de la medición de los caudales que permitan monitorear espacial y temporalmente los afluentes, en sitios estratégicos en los que se estime la proporción de agua que circula en los diversos puntos de vista de la cuenca y se construya una base de datos que ayude a tomar elecciones sobre el funcionamiento integral del agua con los diferentes usuarios del agua (Bolaños, et al,2006).

Método Volumétrico

Es utilizado para corrientes pequeñas como nacimientos de agua o riachuelos, siendo el procedimiento más preciso, a condición de que el depósito sea bastante enorme y de que logre medir su capacidad de manera estricta(Guitierez,2012).

Se apoya en hacer llegar un caudal a un depósito impermeable cuyo volumen sea conocido y contar la época total en que se llena el depósito, de esta forma se recibe:

Por consiguiente, este procedimiento es de implementación práctica, continuamente que se intentan mediciones de pequeños caudales, en trabajos experimentales o para tener una iniciativa instantánea del caudal aportado por definido riachuelo.
Los sistemas de abastecimiento de agua son aquellos que permiten que llegue el agua desde las fuentes naturales, sean subterráneas, superficiales o agua de lluvia, hasta el punto de consumo, con la cantidad y calidad requerida. Este conjunto de obras o tecnologías (tuberías, instalaciones y accesorios) están destinadas a conducir, tratar, almacenar y distribuir las aguas desde su fuente hasta los hogares de los usuarios, satisfaciendo así las necesidades de la población. El sistema de abastecimiento de agua se puede clasificar dependiendo del tipo de usuario en urbano o rural. Mientras que los sistemas urbanos son complejos, los sistemas de abastecimientos rurales suelen ser técnicamente más sencillos y no cuentan en su mayoría con redes de distribución, sino que utilizan piletas públicas o llaves para uso común, o conexión domiciliaria o familiar (GARCÍA y HERNÁNDEZ 2017).
Para diseñar un sistema de agua robusto y funcional, las diferentes tecnologías deben ser compatibles entre ellas y adaptadas a la realidad de la comunidad. En general, todos los sistemas de abastecimiento contienen los siguientes 5 grupos funcionales según (MARTINSON and THOMAS 2015): Captación, conducción, almacenamiento, distribución y manejo seguro de los cultivos:

Captación: son las obras necesarias para captar el agua de la fuente a utilizar. Generalmente se trata de una estructura de concreto, ferrocemento o geomembrana que permite la recepción del agua de un manantial de ladera, río, riachuelo, lago o laguna, o de aguas subterráneas, que luego será distribuido a la población.

Conducción: es el componente a través del cual se transporta el agua cruda, ya sea a flujo libre o a presión, es decir que puede hacerse por gravedad, aprovechando la diferencia de nivel del terreno o por impulsión (bombas), ya sea de modo manual o motorizado.

Almacenamiento y potabilización / desinfección: es el conjunto de estructuras destinadas a dotar el agua de la fuente de la calidad necesaria para el consumo y uso humano. Este incluye todos los procesos físicos, mecánicos y químicos que harán que el agua adquiera las características necesarias para que sea apta para su consumo. El almacenamiento se refiere a los tanques de reservorios que permiten suministrar el caudal de máximo horario a la red de distribución, manteniendo la presión adecuada.

Distribución: este es el conjunto de estructuras y elementos encargados de entregar el agua a los usuarios en su domicilio, debiendo ser el servicio constante las 24 horas del día, en cantidad adecuada y con la calidad requerida para todos habitantes o en este caso para los cultivos. Se incluyen válvulas, tuberías, tomas domiciliarias, medidores y en caso de ser necesario equipos de bombeo.

Manejo seguro en el hogar o en los cultivos : son las tecnologías y buenas prácticas que mantienen y, en algunos casos, mejoran la calidad microbiológica del agua domiciliaria, disminuyendo así la incidencia de enfermedades transmitidas por el agua. Se incluyen varios métodos de tratamientos físicos y químicos. Asimismo, el almacenamiento de agua seguro abarca la utilización de recipientes y contenedores limpios y cubiertos, así como la adopción de comportamientos de higiene apropiados que prevengan la contaminación en el momento de recoger, transportar y almacenar el agua en el hogar o cultivos y huertos.

2. Objetivos

Garantizar que las medidas de caudal, tomadas en el campo, se realicen de forma correcta, así obtener resultados óptimos y confiables.

Determinar el caudal de aforo por el medio del método volumétrico

3. Estudio arte.

Método Volumétrico

● Recolectar datos haciendo la medición del balde de agua , medir diámetro y altura

● Medir los tiempos en los que se llena el balde para mayor precisión medir 3 tiempos.

● Con los 3 tiempos que tenemos sacamos el promedio y nos queda el valor de tiempo

● Con los datos procedemos a sacar el área con la fórmula de A= π * Diámetro ² / 4

● Así mismo sacamos el volumen con la formula V= área * altura / 1000

● Teniendo los datos completos ´procedemos a sacar el valor del caudal con la fórmula C=V/t

Diseñar bajantes de cubiertas en viviendas:

1. Bajantes

El objetivo de este sistema es el transporte eficiente y eliminación de impurezas antes de llegar al punto de almacenamiento, lo que nos permite implementar y diseñar bajantes de todo tipo de sistemas, mejorando la eficiencia y calidad en la cosecha de agua de lluvia.

La primera parte la conforman las canaletas que se colocan en la parte baja de la pendiente de la superficie de captación, que idealmente ha de contar con una pendiente del 2%. Pueden ser de diferentes materiales como tubos de PVC- ABS, polipropileno, polietileno, lamina galvanizada, madera, bambú, etc. La segunda parte es el bajante (puede haber más de uno, dependiendo de las dimensiones y diseño de la superficie captadora), idealmente de PVC. El último elemento es el sistema de desviación de primeras lluvias, que retirará la mayor cantidad de partículas sólidas y algunos microorganismos (GUTIÉRREZ y BULNES 2016).
Para determinar el tamaño de las canaletas es importante considerar el caudal que entrará al sistema. Para ello, se debe calcular la capacidad de captación en una lluvia promedio (m3) y Cálculo de la intensidad de lluvia (s), el volumen del reservorio (Lit). Una vez conocido el caudal (m3/s), se determina la capacidad nominal que deben tener las canaletas. Como regla general, para superficies de captación de 50 m2 o menores se recomiendan canaletas galvanizadas calibre 26 o tubos de PVC de 6” cortados a la mitad longitudinalmente . Las canaletas deben contar con tapas en los extremos, ménsulas o abrazaderas ancladas al techo a cada 60 cm y estar instaladas con una pendiente de 2% hacia el punto de conexión con el bajante. Las canaletas deben colocarse lo más cerca posible del borde del techo para evitar que el agua salpique hacia afuera y 5 centímetros hacia adentro de éste para evitar escurrimientos por goteo. Cuando la pendiente de la superficie captadora es muy grande se deben considerar canaletas con pared frontal más alta. El traslape entre canaletas debe ser de al menos 10 cm, incluyendo remaches y silicón para garantizar la hermeticidad de las uniones.

El bajante debe contar con un embudo de diámetro mayor (en el cono superior) en el punto de descarga de la canaleta, para evitar pegar la canaleta al bajante, pues esto podría provocar rupturas o fugas por dilatación o falta de flexibilidad. El material de los bajantes debe ser un tubo de PVC no menor a 3”.

Existen varios diseños de bajantes PVC:

Tanque interceptor de agua de lluvia:

Para la obtención de agua de lluvia, tenemos que tener en cuenta que el tanque de almacenamiento de agua de lluvia permite tener acceso a agua cercana al punto de uso, en el tiempo y en la cantidad que se requiere. Puede estar construido sobre el nivel del suelo o por debajo de este cisternas y ser de materiales tales como plástico que no transmitan olores ni sabores al agua, ferrocemento y tabique Uno de los mayores retos al instalar este sistema consiste en disminuir el costo de los materiales y de construcción.
Los tanques de almacenamiento son un elemento clave en los sistemas de cosecha o obtención de agua de lluvia. Existen diferentes maneras para cosechar las lluvias, como por ejemplo cuando solo se utiliza un tanque de almacenamiento, que permite recolectar agua para la limpieza y el riego. En otros casos, al tanque se le acompaña con un filtro de arena, permitiendo mejorar su calidad. También existen casos en que se cuenta con un tanque de recolección de agua cruda, seguido por un tanque de tratamiento y que culmina con un tanque de almacenamiento de agua tratada, como se muestra en la siguiente figura:

El tanque de almacenamiento permite el acopio de agua durante los períodos de lluvia, poniendo a disposición el recurso agua cerca de las viviendas, especialmente en períodos de sequía. Pueden estar construidos sobre el nivel del suelo o por debajo de cisternas. El tanque puede ser de materiales tales como plástico (que no transmitan olores ni sabores al agua), ferrocemento, tabique, block o geomembrana. OPS (2004) recomienda utilizar mampostería para volúmenes menores a 100 y 500 litros en zonas rurales. El interior del tanque debe estar aislado para que no entren insectos ni luz solar, que genera el crecimiento de algas dentro del tanque.

Manual de uso de la hoja Excel

● Recolectar datos haciendo la medición del balde de agua , medir diámetro y altura

● Medir los tiempos en los que se llena el balde para mayor precisión medir 3 tiempos.

● Con los 3 tiempos que tenemos sacamos el promedio y nos queda el valor de tiempo

● Con los datos procedemos a sacar los datos con las diferentes fórmulas que ya están en el excel

EXCEL_bajantes

4. Conclusiones

- Podemos concluir que los tres tiempos que se llena el balde son tiempos que no cambian mucho, teniendo en cuenta que se debe medir en varios días para tener un mayor cálculo y luego poder concluir.

- El correcto dimensionamiento de las canaletas requiere cierto conocimiento especializado

5. Recomendaciones

● Se recomienda tomar los tres tiempos exactos

● Tener un caudal limpio para evitar contaminación y difícil drenaje del agua recolectada.

● El balde debe estar en un lugar plano para así tener mayor precisión al medir con la cinta y ver el volumen de agua recolectada.

● Uno de los principales problemas que se presenta es la falta de mantenimiento de las canaletas, lo cual puede reducir significativamente la eficiencia en la cosecha de lluvia. En contextos rurales, donde el acceso al agua es escaso, el agua que se recolecta en el desviador de primeras lluvias puede ser utilizada para actividades que no involucren el consumo humano.

6. Bibliografía

Bello, M., & Pino, M. (2000). Medición de presión y caudal. Boletín INIA,(28), 21.

Castro-Heredia, L. M., Carvajal-Escobar, Y., & Monsalve-Durango, E. A. (2006). Enfoques teóricos para definir el caudal ambiental. Ingeniería y Universidad, 10(2).

Bolaños-González, M., Palacios-Vélez, E., Scott, C., & Exebio-García, A. (2001). Estimación del volumen de agua usado en una zona de riego mediante una imagen de satélite e información complementaria. Agrociencia, 35(6), 589-597.
CONAFOR (2017): Sistema de captación, almacenamiento y purificación de agua de lluvia. Jalisco (México): Comisión Nacional Forestal (CONAFOR). Paquete de Transferencia Tecnológica.

FAO (2013): Captación y almacenamiento de agua de lluvia. Opciones técnicas para la agricultura familiar en América Latina y el Caribe. Santiago de Chile (Chile): Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO)

Guanoluisa Vizuete, C. V., & Villenas Morales, M. A. (2012). Rediseño de la Red del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI) para Implementar Voz, Datos y Videoconferencia (Bachelor's thesis, QUTO/EPN/2012).

GUTIÉRREZ, L. G. (2012). Teoría de la medición de caudales y volúmenes de agua e instrumental necesario disponible en el mercado. Madrid, España.
GUTIÉRREZ, J. y BULNES, M. (2016): Manual de uso, operación, mantenimiento y construcción. Sistema doméstico de cosecha de agua de lluvia. México: SARAR Transformación, S.C.

MARTINSON, D. and THOMAS, T. (2005): Quantifying the first flush phenomenon. Warwick (U.K.): Paper presented at 12th International Rainwater Catchment Systems Conference, New Delhi, India.

OPS (2004): Guía de diseño para captación del agua de lluvia. Lima (Perú): Organización Panamericana de la Salud (OPS)

Valladares Nieto, L. S., & Verdezoto Díaz, A. V. (2014). Diseño de la red de servicios de voz, datos y video del instituto nacional de meteorología e hidrología (INAMHI) (Bachelor's thesis, Quito: EPN, 2014.)

Zhunio Sarmiento, A. A. (2018). Análisis e implementación de la red de datos en el área de predicción meteorológica del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI)-Regional Guayas (Doctoral dissertation, Universidad de Guayaquil. Facultad de Ingeniería Industrial. Carrera de Ingeniería en Teleinformática.

ANEXOS (Esquemas, fotografías, videos, hojas Excel, etc)

ISOYETA

En este mapa es para poder sacar datos de las Isoyetas de nuestra localidad como es Loja se obtiene del Instituto Nacional de Metereología e Hidrología.

MÉTODO VOLUMÉTRICO - obtención de volumen de agua de cubiertas en viviendas. Medimos el balde de altura y en la otra imagen medimos el tiempo que tarda en llenarse el balde de agua, por seguridad cogemos tres tiempos.