Sistema de abastecimiento de agua para colegio de formación profesional

Abstract

El Trabajo Fin de Grado desarrollado en el presente documento consiste en el diseño, planificación y ejecución de un sistema de captación, elevación y abastecimiento de agua potable mediante el uso de una bomba. Este proyecto se desarrolla en Zimbabwe y más concretamente en la ciudad de Kazai. El uso del sistema de abastecimiento va destinado a una aldea que carece de un recurso hídrico cercano. La actual República de Zimbabwe es un país situado al sur de África y la cual fue colonia de Gran Bretaña en el siglo XIX. Es un país rico en minerales debido a las grandes reservas de asbestos, cobre, níquel, oro, hierro y platino, pero debido a problemas político, que provocaron que Zimbabwe pasase de ser uno de los países más fuertes de África a tener una inflación del 100 000 % (la mayor del mundo), y los problemas de salud, la mayor tasa de sida registrada, han obstaculizado su progreso. El proyecto será levado a cabo gracias a la colaboración de Child Future Africa (CFA). CFA es una ONG que ayuda a las comunidades más pobres de Zimbabwe a desarrollarse mediante proyectos de ingeniería. De esta forma, se consigue que la gente con menos accesos a recursos, como el agua, puedan desarrollarse y evolucionar como comunidad. La primera obra de ayuda de CFA fue un orfanato situado en el distrito de Mount Darwin, a partir de ahí, se fue extendiendo, llegando a las aldeas de Kazai y sus alrededores. Para el desarrollo del proyecto se llevarán estudios de la accesibilidad al agua y la forma de llevarla hasta la aldea mediante el uso de una bomba. También se llevarán a cabo estudios de presupuesto ya que el proyecto será autofinanciado. La auto financiación se llevará a cabo mediante propuestas, eventos y donaciones que formarán el presupuesto del proyecto. Este proyecto contará con tres puntos importantes que engloban el total de la instalación: 1. Localización de los tanques de almacenamiento de agua La instalación de los tanques de agua se deberá hacer con una altura determinada que con la que se consiga que el agua llegue a los 4 puntos de salida que se colocarán de forma estratégica a lo largo de la aldea. Para obtener esta altura deseada, 5 metros de altura sobre el suelo, se contará con dos posibles soluciones al problema: - Utilización de unas estructuras metálicas. Estas estructuras metálicas se encuentran en todo Zimbabwe y tienen como objetivo ampliar la altura del agua que contienen los tanques. Las estructuras son fáciles de encontrar, pero difíciles de mantener puesto que sufren una corrosión agresiva y una oxidación severa debidas al gran volumen de lluvias que se dan en Zimbabwe en la época de lluvias.

- La segunda solución al problema planteado es la construcción de una estructura de rocas sobre un montículo que permita sumar una altura natural con la altura artificial de la estructura. El problema añadido de esta solución es localizar una pequeña montaña a los alrededores de la aldea que permita esta construcción planteada.

Esta primera parte del proyecto necesitará un estudio exhaustivo del terreno puesto que hasta entonces no se sabrá con certeza cuál es la mejor solución al problema.

2. Construcción e instalación de un nuevo pozo El pozo que actualmente se encuentra en funcionamiento por los habitantes de la aldea se encuentra en malas condiciones de mantenimiento y a una larga longitud respecto de las casas de los habitantes de la aldea. Este pozo cuenta con una bomba manual que, con el paso de los años, tiene un peor funcionamiento. Por esto, la mejor solución, es la construcción de un nuevo pozo en el que se instalará una bomba sumergible alimentada por electricidad con una potencia suficiente para alimentar a los más de 150 personas que habitan esta aldea. El problema añadido es la actual problemática de Zimbabwe con los cortes de electricidad. La electricidad en la aldea funciona de 22:00 pm a 03:00 am por lo que la bomba seleccionada para la instalación deberá ser lo suficientemente potente para llenar los dos tanques de 5.000L durante este periodo de tiempo. Esta bomba tendrá una potencia de 2 CV de potencia ya que la profundidad del pozo podría llegar a los 70 metros.

3. Instalación del sistema hidráulico El sistema hidráulico estará compuesto por todas las tuberías, grifos y elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la instalación. La completa instalación cuenta con 4 puntos de salida, 4 grifos, que estarán colocados de forma estratégica a lo largo de la aldea de forma que cada uno de ellos abastezca de agua al mayor número de personas para así conseguir llevar agua a todos los habitantes de la aldea. A la entrada de los tanques se instalará una válvula de no retorno que permitirá seguir manteniendo en funcionamiento la instalación en caso de que los tanques sufran algún tipo de avería. Esta seguridad se reforzará con unas válvulas de cierre manual a a salida de los tanques.

La financiación del proyecto se ha llevado a cabo gracias a la recaudación obtenida mediante distintos eventos benéficos realizados a lo largo del año. Gran parte de la financiación obtenida a sido gracias a distintas empresas como Auara, PWC o Indigo que han donado dinero para el desarrollo de los distintos proyectos que se realizarán en Zimbabwe y permitiendo un presupuesto máximo para este proyecto de 13.000 euros. La recaudación total obtenida para el desarrollo de todos los proyectos fue de en torno a 30.000 euros. El presupuesto total calculado para el proyecto ha sido de 11.415,69 $ lo cual da un margen de sobra para posibles necesidades o para complementar los presupuestos de otros proyectos. El plan de ejecución del proyecto comenzará el 8 de Julio de 2019 y durará hasta el 9 de agosto de 2019. Durante este tiempo se llevarán a cabo todas las obras que sean necesarias para la completa finalización del proyecto permitiendo de esta manera que los habitantes de la aldea puedan usar la instalación durante la segunda semana de agosto.

This Final Degree Project developed herein consists of the design, planning and execution of a system of collection, lifting and supplying drinking water through the use of a pump. This project is developed in Zimbabwe and more specifically in the city of Kazai. The use of the supply system is intended for a village that lacks a nearby water resource. The present Republic of Zimbabwe is a country located in southern Africa and which was a colony of Great Britain in the 19th century. It is a mineral-rich country due to large reserves of asbestos, copper, nickel, gold, iron and platinum, but due to political problems, which caused Zimbabwe to move from being one of the strongest countries in Africa to having inflation of 100,000% (the largest in the world o), and health problems, the highest rate of AIDS on record, have hampered their progress. The project will be carried out thanks to the collaboration of Child Future Africa (CFA). CFA is an NGO that helps Zimbabwe's poorest communities develop through engineering projects. In this way, it is possible that people with less access to resources, such as water, can develop and evolve as a community. THE first aid work of CFA was an orphanage located in the district of Mount Darwin, from there, it spread, reaching the villages of Kazai and its surroundings. For the development of the project will be carried out studies on the accessibility of water and how to bring it to the village by using a pump. Budget studies will also be carried out as the project will be self-funded. Self-funding will be carried out through proposals, events and donations that will form the project budget. This project will have three important points that encompass the total of the installation: 1. Location of water storage tanks The installation of the water tanks must be done at a certain height that will ensure that the water reaches the 4 exit points that will be strategically placed along the village. To obtain this desired height, 5 meters above the ground, there will be two possible solutions to the problem: - Use of metal structures. These metal structures are located throughout Zimbabwe and aim to expand the height of the water contained in the tanks. The structures are easy to find, but difficult to maintain since they suffer from aggressive corrosion and severe oxidation due to the large volume of rains that occur in Zimbabwe in the rainy season.

- The second solution to the problem posed is the construction of a rock structure on a mound that allows to add a natural height with the artificial height of the structure. The added problem of this solution is to locate a small mountain in the surroundings of the village that allows this planned construction.

This first part of the project will need a thorough study of the land since until then it will not be known for certain what is the best solution to the problem.

2. Construction and installation of a new well The well that is currently in operation by the villagers is in poor maintenance condition and a long length from the houses of the inhabitants of the village. This well has a manual pump that, over the years, has a worse operation. For this reason, the best solution is the construction of a new well in which a submersible pump powered by electricity will be installed with sufficient power to feed the more than 150 people who inhabit this village. The added problem is Zimbabwe's current problem with power outages. Electricity in the village operates from 22:00 pm to 03:00 am so the pump selected for the installation must be powerful enough to fill the two 5,000L tanks during this time period. This pump will have a power of 2 hp as the depth of the well could reach 70 meters.

3. Installing the hydraulic system The hydraulic system shall consist of all the pipes, faucets and elements necessary for the proper operation of the installation. The complete installation has 4 exit points, 4 taps, which will be strategically placed throughout the village so that each of them supplies water to the largest number of people in order to bring water to all the inhabitants of the village. At the entrance of the tanks a non-return valve will be installed that will allow the installation to continue to operate in case the tanks suffer any kind of breakdown. This safety will be reinforced by manual shut-off valves at the exit of the tanks.

The project has been financed thanks to the proceeds from various charitable events carried out throughout the year. Much of the funding obtained has been thanks to different companies such as Auara,PWC or Indigo that have donated money for the development of the various projects that will be carried out in Zimbabwe and allowing a maximum budget for this project of 13,000 euros. The total revenue obtained for the development of all projects was around 30,000 euros. The total budget calculated for the project has been $11,415.69 which gives a spare margin for possible needs or to supplement the budgets of other projects. The project implementation plan will begin on July 8, 2019 and last until August 9, 2019. During this time all the works that are necessary for the complete completion of the project will be carried out allowing the inhabitants of the village to use the facility during the second week of August.