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Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil
DISEÑO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, PARA LA ALDEA SANTA IRENE, MUNICIPIO DE SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ,
DEPARTAMENTO DE SAN MARCOS
JOSÉ BAUDILIO OLIVA MURALLES Asesorado por Ing. Ángel Roberto Sic García
Guatemala, noviembre de 2005
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DISEÑO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, PARA LA ALDEA SANTA IRENE, MUNICIPIO DE SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ,
DEPARTAMENTO DE SAN MARCOS
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
POR
JOSÉ BAUDILIO OLIVA MURALLES Asesorado por Ing. Ángel Roberto Sic García
AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
GUATEMALA, NOVIEMBRE DE 2005
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA
NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA
DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos
VOCAL I
VOCAL II Lic. Amahán Sánchez Álvarez
VOCAL III Ing. Julio David Galicia Celada
VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz
VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva
SECRETARIA Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas
TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO
DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson
EXAMINADOR Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos
EXAMINADOR Ing. Julio Antonio Arreaga Solares
EXAMINADOR Ing. Nicolas de Jesús Guzmán
SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco
HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR
Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de
San Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de
graduación titulado:
DESEÑO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, PARA LA ALDEA SANTA IRENE, MUNICIPIO DE SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ,
DEPARTAMENTO DE SAN MARCOS,
tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil,
con fecha 04 de marzo de 2005.
José Baudilio Oliva Muralles
AGRADECIMIENTOS A:
DIOS Por haberme dado la fortaleza y la sabiduría
necesaria para alcanzar esta meta.
MARÍA Nuestra madre, por estar siempre a mi lado.
MIS PADRES Por todos los sacrificios que hicieron para
darme la oportunidad de poder superarme
como persona, en especial a mi madre que
ha estado a mi lado siempre en las buenas y
en las malas.
MIS PADRINOS kitty Spencer y Chuck Beuley, ya que sin su
ayuda hubiese sido imposible alcanzar esta
meta.
PERSONAS COMO Kris Schrader y Margo Young por haberme
brindado su apoyo y ayuda incondicional a lo
largo de mi carrera.
MI HERMANA Por su cariño, apoyo moral y atenciones que
siempre me ha brindado.
MI ESPOSA Por haberme brindado su apoyo y amor de
forma incondicional para hacer realidad esta
meta.
MIS AMIGOS Y AMIGAS Diana Montes, Aldo Marroquín, Mynor
Tzicap, Rafael Cubur, Hector Aifan, Luis
Cerna, Carlos Jiménez, Saturnino Ordoñez,
por su amistad y apoyo; pero en especial a
Rafael Romero, Oswaldo Soto, Isabel
Corona, Mayra Obando, Walter Pérez,
Jeovany López, Dario Oliva, Hugo Catalán,
Jorvin Dieguez, Erick García, Byron
Carranza por todo el apoyo y colaboración
que me brindaron a lo largo de mi carrera.
MI ASESOR Ing. Ángel Roberto Sic García, por darme la
oportunidad de realizar el presente trabajo.
La USAC Por mi formación académica.
DEDICATORIA A:
MIS PADRES José Baudilio Oliva Lemus
Rosa del Carmen Muralles Montenegro
MIS PADRINOS kitty Spencer y Chuck Beuley
MI HERMANA Carmen del Rosario Oliva Muralles
MI ESPOSA Hermelinda Lemus Pérez
MI HIJA Ximena Oliva Lemus (Q.E.P.D.)
MI SOBRINA Alison Nicol Oliva
A MIS AMIGOS Y COMPAÑEROS Isabel Corona, Mayra Obando, Diana
Montes, Oswaldo Soto, Rafael Romero, Erick
García, Hugo Catalán, Noe Oliva, Aldo
Marroquín, Byron Carranza, Walter Pérez,
Jeovany Lopez, Mynor Tzicap, Hector Aifan.
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES V
LISTA DE SÍMBOLOS VII
GLOSARIO IX
RESUMEN XIII
INTRODUCCIÓN XV
OBJETIVOS XVII
1. MONOGRAFÍA DE LA ALDEA SANTA IRENE 1
1.1 Descripción del área 1
1.1.1 Ubicación y localización geográfica 1
1.1.2 Límite territorial y colindancias 1
1.1.3 Topografía 1
1.1.4 Recursos hidrográficos 2
1.1.5 Clima 2
1.2 Características de la población y servicios 2
1.2.1 Población 2
1.2.2 Actividad económica 2
1.2.3 Producción agrícola 3
1.2.4 Tipología de las viviendas 3
1.2.5 Organización comunitaria 3
1.2.6 Religión y costumbres 4
1.2.7 Educación 4
1.2.8 Infraestructura y servicios básicos 4
1.2.8.1 Servicios públicos 4
1.2.8.2 Vías de acceso 5
1.2.9 Servicios de agua potable 5
1.2.10 Saneamiento ambiental 5
I
2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA 7 2.1 Fuentes de abastecimiento 7
2.1.1 Generalidades 7
2.1.2 El agua como elemento vital 7
2.1.3 Normas de calidad 8
2.2 Fuentes seleccionadas 9
2.3 Análisis de calidad del agua 9
2.3.1 Análisis químico sanitario 9
2.3.2 Examen bacteriológico 9
3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA SELECCIONADO 11
3.1 Descripción 11
3.1.1 Generalidades 11
3.1.2 Ubicación de las fuentes 11
3.1.3 Aforo 11
3.2 Parámetros para el diseño del sistema 12
3.2.1 Población actual 12
3.2.2 Tasa de crecimiento poblacional 12
3.2.3 Tipo y número de conexiones 12
3.2.4 Bases de diseño 12
3.2.4.1 Periodo de diseño 12
3.2.4.2 Población de diseño 13
3.2.4.3 Dotación 14
3.2.4.4 Factor de día máximo 15
3.2.4.5 Factor de hora máxima 15
3.2.4.6 Almacenamiento 16
3.3 Trabajos topográficos 16
3.3.1 Planimetría 16
3.3.2 Altimetría 17
II
3 SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL 19 4.1 Diseño de captación 19
4.2 Diseño de la línea de conducción 19
4.2.1 Caudal medio diario 19
4.2.2 Caudal máximo diario 20
4.2.3 Caudal máximo horario 21
4.2.4 Diseño hidráulico 22
4.3 Diseño estructural del tanque de almacenamiento 28
4.3.1 Especificaciones de diseño 28
4.4 Diseño de la red de distribución 39
4.4.1 Diseño hidráulico 40
4.4.2 Cálculo de diámetros 40
4.5 Obras de arte 41
4.5.1 Válvula de limpieza 41
4.5.2 Válvula de aire 42
4.5.3 Válvula de compuerta 42
4.6 Conexiones domiciliares 43
4.7 Desinfección 43
4.8 Programa de operación y mantenimiento 46
4.9 Costos de operación y mantenimiento 49
4.10 Propuesta de tarifa 51
4 PRESUPUESTO 53 5.1 Integración de costos 53
III
5 EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL 55 6.1 Definición de impacto ambiental y evaluación de impacto
ambiental 55
6.2 Leyes para la aplicación de la evaluación de impacto
ambiental 55
6.3 Descripción y procedimiento que debe de cumplir la
evaluación de impacto ambiental 56
6.4 Evaluación de impacto ambiental del sistema de
abastecimiento de agua potable para la aldea Santa Irene, del
municipio de San Antonio Sacatepéquez, San Marcos 58
6 VULNERABILIDAD EN SISTEMAS DE AGUA POTABLE 59 7.1 Fundamentos para el análisis 59
7.2 Descripción de las amenazas naturales y de sus efectos
en los sistemas de agua potable 60
7.2.1 Características de las amenazas y principales efectos 60
7.3 Mitigación de desastres 68
7.3.1 Medidas de mitigación 68
7.3.2 Lineamientos para la elaboración y ejecución de un
plan de mitigación de desastres 68
CONCLUSIONES 71 RECOMENDACIONES 73 BIBLIOGRAFÍA 75 APÉNDICES 77 ANEXOS 89
IV
ÍNDICE DE ILUSTACIONES
TABLAS I. Capacidad soporte, peso específico y ángulo de fricción del suelo 31
II. Momentos que actúan sobre el muro 34
III. Momentos, áreas y espaciamientos 39
IV. Programa de operación y mantenimiento 48
V. Presupuesto 79
VI. Cálculo Hidráulico 89
VII. Matriz de identificación de impactos ambientales 91
V
FIGURAS
1. Esquema de la fuerza hidrostática 29 2. Fuerzas y dimensiones del muro 32 3. Esquema para cálculo de base x 33 4. Losa superior 36 5. Análisis de agua 77 6. Perfil del pozo 87 7. Planos de diseño 93
VI
LISTADO DE SÍMBOLOS
P.V.C. Cloruro de polivinilo P.S.I. Libras por pulgada cuadrada Plg Pulgadas Qm Caudal medio QMD Caudal máximo diario QMH Caudal máximo horario Km Kilómetro(s) Mt Metro(s) D.H. Distancia horizontal Cv Carga viva Cm Carga muerta Ka Coeficiente de Rankine Smax Espaciamiento máximo Mr Momento resultante Pf Población futura Pa Población actual Cto Cota de terreno inicial Ctf Cota de terreno final I Tasa de crecimiento en la población
VII
N Período de diseño lts/seg Litros por segundo Hf Pérdidas por fricción en la tubería Cu Carga última Vs Valor soporte C Coeficiente de fricción S Espaciamiento Mv Momento de volteo Q Caudal en litros por segundo m.c.a. Metros columna de agua lts / hab /día Litros por habitante por día
VIII
GLOSARIO
Acueducto Conjunto de conductos por medio de los cuales se
transporta agua hacia una o varias poblaciones.
Accesorios Elementos secundarios en los ramales de tuberías, tales
como codos, tees, etc.
Aforo Acción de medir el caudal de una fuente.
Agua potable Agua sanitariamente segura y que es agradable a los
sentidos.
Altimetría Parte de la topografía que enseña a medir alturas.
Amenaza Probabilidad de ocurrencia de un evento, potencialmente,
desastroso durante cierto período, en un sitio dado.
Azimut Es el ángulo formado por la dirección horizontal y la del
norte verdadero, determinado astronómicamente. El
azimut se mide en el plano horizontal en el sentido de las
agujas del reloj.
Carga estática También, es llamada presión estática y es la distancia
vertical que existe entre la superficie libre de la fuente de
abastecimiento, caja rompe presión, o tanque de
distribución, y el punto de descarga libre. Se mide en
metros columna de agua (m.c.a.).
IX
Carga dinámica También, llamada carga hidráulica o presión dinámica. Es
la altura que alcanzaría el agua en tubos piezométricos, a
partir del eje central a lo largo de una tubería con agua a
presión.
Caudal Es la cantidad de agua en unidades de volumen por
unidad de tiempo que pasa en un punto determinado
donde circule un líquido.
Conducción Es la infraestructura que sirve para llevar el agua, desde
la captación al tanque de almacenamiento.
Consumo Es la cantidad de recursos naturales agua, que consume
el ser humano por día.
Contaminación Es la introducción al agua de microorganismos que la
hacen impropia para consumo humano.
Cota del terreno Elevación del terreno sobre un nivel de referencia.
Cota piezométrica Es la máxima presión dinámica en cualquier punto de la
línea.
Demanda de agua Es la cantidad de agua que requiere una población.
Desinfección Es la destrucción de casi todas las bacterias patógenas
que existen en el agua por medio de sustancias químicas,
calor, luz ultravioleta, etc.
X
Distribución Es la infraestructura que se utiliza para llevar el agua
almacenada en el tanque hacia las viviendas
beneficiadas.
Dotación Cantidad de agua necesaria en la población para su
supervivencia en un día. Se expresa en litros por
habitante y por día.
Estiaje Período en el cual el caudal de una fuente baja a su nivel
mínimo.
Pérdida de carga Es la disminución de presión dinámica debido a la fricción
que existe entre el agua y las paredes de la tubería.
Planimetría Parte de la topografía que enseña a representar en una
superficie plana una porción terrestre. Conjunto de
operaciones necesarias para obtener esta proyección
horizontal
Riesgo Grado de pérdidas esperadas y efectos provocados
debido a la ocurrencia de un evento particular en función
de la amenaza y la vulnerabilidad.
Vulnerabilidad Grado de pérdida de un elemento o grupo de elementos
que corren riesgo, como resultado de la probable
ocurrencia de un evento desastroso, expresada en una
escala desde 0, o sin daño, hasta 1, o pérdida total.
XI
XII
RESUMEN El Presente trabajo de graduación es el resultado del Ejercicio
Profesional Supervisado realizado en la aldea Santa Irene, municipio de San
Antonio Sacatepéquez, departamento de San Marcos. En dicha comunidad se
realizo un estudio monográfico y diagnóstico, el cual se llevó a cabo con la
ayuda de la municipalidad y del comité de vecinos, con el fin de identificar las
necesidades de sus pobladores, encontrándose que el principal problema con
que cuentan en dicha comunidad es la falta de un sistema de abastecimiento de
agua potable adecuado.
Después de haber identificado el problema, se realizó el diseño de un
proyecto a través del cual se brindará el servicio necesario a los afectados, para
que de esta forma puedan satisfacer sus necesidades.
El diseño del sistema de agua potable consta de una línea de
conducción, la cual con la ayuda de un equipo de bombeo traslada el agua
desde un pozo mecánico hacia el tanque de distribución, además cuenta con
una red de distribución por medio de ramales abiertos, que es la que
abastecerá a toda la comunidad del este vital liquido.
XIII
XIV
INTRODUCCIÓN
A continuación se presenta la planificación de un proyecto en el
desarrollo del Ejercicio Profesional Supervisado EPS de la facultad de
Ingeniería, el cual consiste en el diseño de abastecimiento de agua potable para
la aldea Santa Irene, del municipio de San Antonio Sacatepéquez,
departamento de San Marcos.
Con el EPS, la facultad de Ingeniería y la Universidad de San Carlos
promueven una ayuda social en todo el país a través de instituciones como las
Municipalidades.
En coordinación con las autoridades municipales y los vecinos del lugar,
se determinó que uno de los principales problemas es la carencia de agua
potable para algunas aldeas y caseríos de este municipio, es por eso que se
tomó la decisión de trabajar en la planificación del diseño de abastecimiento de
agua potable para estos caseríos, para que puedan utilizar este vital líquido
libre de contaminación, y así poder vivir sanamente.
Todo lo planteado en este proyecto está basado en estudios preliminares
derivados de encuestas, pláticas con el consejo municipal y los vecinos.
Con este trabajo el estudiante debe de poner en práctica los
conocimientos teóricos adquiridos durante el transcurso de su formación
académica.
XV
XVI
OBJETIVOS
General
Aportar criterios técnicos y profesionales a la solución de problemas y
necesidades del país para su desarrollo, principalmente en las comunidades del
área rural, donde se concentra un alto porcentaje de pobreza.
Específicos
1. Diseñar el sistema de abastecimiento de agua potable para la aldea
Santa Irene, municipio de San Antonio Sacatepéquez, departamento
de San Marcos.
2. Fijar las bases para una adecuada administración, operación y
mantenimiento a largo plazo del sistema de agua.
XVII
1. MONOGRAFÍA DE LA ALDEA SANTA IRENE 1.1. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA
1.1.1. Ubicación y localización geográfica
La aldea santa Irene se encuentra localizada en la parte este de la
cabecera municipal de San Antonio Sacatepéquez, departamento de San
Marcos; sus coordenadas geodésicas son: Latitud 14° 57´27”, Longitud 91°
42´38”, y su altura sobre el nivel del mar es de 2,730 metros.
1.1.2. Límite territorial y colindancias
La aldea Santa Irene cuenta con una extensión territorial de 6 kilómetros
cuadrados y sus colindancias son:
Al Norte: aldea San Miguel de los altos
Al Sur: aldea San Rafael Sacatepéquez
Al Este: aldea San José Granados
Al Oeste: cantón Tojchiná
Todas pertenecientes al municipio de San Antonio Sacatepéquez.
1.1.3. Topografía
La aldea Santa Irene presenta una topografía diferente al resto de
comunidades del municipio, pues está ubicada en la parte alta del municipio y
sus terrenos son bastante planos; dicha aldea carece de cerros y montañas.
1
1.1.4. Recursos hidrográficos
Dicha comunidad no cuenta con ningún río ni nacimiento en tiempo de
verano, únicamente en invierno se puede encontrar agua en el lugar
denominado la ciénega.
1.1.5. Clima
En esta zona el clima es frió, durante todo el año su temperatura máxima
es de 21°C y la mínima de 5°C, además durante los meses de noviembre a
febrero son comunes las heladas.
1.2. Características de la población y servicios
1.2.1. Población
La población de la aldea Santa Irene está constituida por descendientes
de la etnia Maya Mam en un 95% y el resto se consideran ladinos, en la
actualidad dicha aldea cuenta con 2,400 habitantes, según el Instituto Nacional
de Estadística (INE), en cuanto al idioma la mayoría de sus habitantes habla
español; solo las personas de edad avanzada practican el idioma materno Maya
Mam.
1.2.2. Actividad económica
Los habitantes de la aldea Santa Irene, en su mayoría, son agricultores
por lo tanto su economía esta basada en la agricultura y en remesas que les
llegan del extranjero de personas que han emigrado a los Estados Unidos de
América en busca de superación, económica principalmente.
2
1.2.3. Producción agrícola
La producción agrícola de dicha comunidad está basada en su mayoría,
en el cultivo de maíz, además cultivan papa, haba, manzanas y manzanilla en
menor cantidad, una parte de la cosecha es utilizada para el consumo propio, y
el resto de la misma es vendida para poder satisfacer el resto de sus
necesidades personales.
1.2.4. Topología de las viviendas
En dicha comunidad las viviendas más antiguas están construidas de
adobe, techo de teja de barro o lámina y piso de tierra; pero en la actualidad
predominan las casas con paredes de block, piso de torta de concreto o
cerámico y techos de lámina o terraza.
1.2.5. Organización comunitaria
Actualmente dicha comunidad cuenta con una auxiliatura, la cual está
conformada por 12 personas: 1 alcalde auxiliar, 3 regidores y 8 auxiliares;
además cuenta con los siguientes comités: comité pro agua, comité pro
mejoramiento, comité de padres de familia de la escuela, comité de padres del
instituto por cooperativa y grupos religiosos ( evangélicos y católicos ), cada uno
de estos grupos vela por los intereses de la comunidad para hacer de ella una
mejor aldea.
3
1.2.6. Religión y costumbres
En dicha comunidad existen varias denominaciones evangélicas,
alrededor de 6, pero la que predomina es la religión católica, es practicada por
un 45% del total de la población, aproximadamente; entre sus costumbres y
tradiciones se debe mencionar la celebración de su fiesta titular en honor a la
Virgen de Santa Irene, patrona del lugar, la cual se lleva a cabo el 20 de octubre
de cada año, y está a cargo de la cofradía del lugar.
1.2.7. Educación
En la aldea Santa Irene el 48% de los habitantes saben leer y escribir y
tienen como mínimo el tercer grado de primaria.
1.2.8. Infraestructura y servicios básicos
1.2.8.1. Servicios públicos
Actualmente dicha comunidad cuenta con los siguientes servicios:
Una escuela de nivel primario
Un instituto básico por cooperativa
Una iglesia católica
Varias iglesias evangélicas
Un campo de fútbol
Energía eléctrica
Una gasolinera
Telefonía celular
Tiendas
4
1.2.8.2. Vías de acceso
La aldea Santa Irene se encuentra a 6 kilómetros al este de la cabecera
municipal, y a 16 de la cabecera departamental de San Marcos, los cuales son
transitables en cualquier época, desde la ciudad de Guatemala hay una
distancia de 235 km., por la carretera interamericana hasta llegar al cruce Santa
Irene, del municipio de San Antonio Sacatepéquez.
1.2.9. Servicios de agua potable En dicha comunidad un 23% de los pobladores se abastecen de un
sistema antiguo de agua entubada y el resto de la población se abastece por
medio de pozos excavados, cabe mencionar que esta agua que consumen no
cuenta con ningún tipo de tratamiento.
1.2.10. Saneamiento ambiental
En la comunidad algunos pobladores cuentan con letrinas o pozos ciegos
para la disposición de excretas, las aguas servidas son drenadas a flor de tierra,
siguiendo el drenaje natural de las aguas pluviales; los desechos sólidos
(basura) los utilizan como abono en los terrenos de cultivo.
5
6
2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
2.1. Fuentes de abastecimiento
2.1.1. Generalidades
Las aguas naturales son las que se localizan en la tierra y de las que
dispone el hombre para su vida. De esta manera se dispone en el medio
ambiente de tres tipos: aguas meteóricas, superficiales y subterráneas. Las
meteóricas proceden directamente de la atmósfera en forma de lluvia; las
superficiales se encuentran en ríos, lagunas, lagos etc., y las aguas
subterráneas son aquellas que se filtran en el terreno, pudiendo aflorar en forma
de manantiales. Las aguas subterráneas que proceden de la infiltración natural,
por lo general, están exentas de gérmenes patógenos, pero contienen mayor
cantidad de minerales en disolución, siendo menor su coloración y turbiedad,
que las aguas superficiales.
2.1.2. El agua como elemento vital
El agua es fisiológicamente necesaria para la supervivencia humana. Las
personas la utilizan como elemento para la nutrición, ya sea como bebida o
como integrante de alimentos; se requiere para el lavado de ropa, trastos, aseo
personal; además de proporcionarles comodidad y resolver numerosos
problemas de su vida cotidiana. Se debe resaltar que no solo es importante
disponer de cantidad suficiente de agua para cubrir las necesidades humanas,
sino también la calidad, sobre todo la que se utiliza para ingestión, esta juega
un papel muy importante en el bienestar tanto físico como social de las
personas, ya que es el principal medio de propagación de enfermedades.
7
2.1.3. Normas de calidad
La calidad del agua depende de su origen, las aguas naturales muestran,
en general, las cualidades y características de sus fuentes, sin embargo,
muchos factores producen variaciones en las aguas obtenidas del mismo tipo
de fuente. Estas variaciones provienen de la oportunidad que tiene el agua de
absorber sustancias en forma de solución o tenerlas en suspensión, las
condiciones climatológicas, geográficas y geológicas; estos son factores
importantes que determinan la calidad del agua.
Las aguas naturales siempre contienen materiales extraños en solución y
suspensión en proporciones muy variables. Estas sustancias pueden modificar
considerablemente las propiedades del agua. Referente al agua para el
consumo humano, ninguna de ellas que haya sido contaminada o expuesta a la
contaminación por aguas cloacales o materias excrementicias podrán
considerarse de buena calidad.
Se define como control de calidad del agua a las acciones de vigilancia
que se efectúan en el campo de la salud publica y que van paralelas a la
supervisión para garantizar la seguridad en los abastecimientos de agua. En
Guatemala el control de calidad está contenido en la NORMA COGUANOR
NGO 29001, la que contempla el análisis fisicoquímico y el examen
bacteriológico.
8
2.2. Fuentes seleccionadas
Para este proyecto se selecciono un pozo perforado, ubicado en un
astillero municipal de la aldea Santa Irene, el cual cuenta con el caudal (sección
3.2.3) suficiente para abastecer a dicha comunidad.
2.3. Análisis de calidad del agua
2.3.1. Análisis físico químico sanitario
El análisis físico químico permite determinar las características físicas del
agua tales como el aspecto, el olor, el color, la turbiedad, su ph así como la
dureza, alcalinidad, además determina las substancias químicas que pueden
dañar la salud, tuberías y equipos, entre éstas se pueden mencionar los
aniones (hierro, magnesio, etc.), cationes (sulfatos, nitritos, fluoruros y cloruros)
y en base a estos resultados, se determinará si el agua es apta para el
consumo humano.
2.3.2. Examen bacteriológico
Se realiza un examen bacteriológico con el fin de verificar la cantidad de
coliformes totales y fecales que posee el agua de la fuente, para que dicho
sistema no sea una fuente de contaminación, y en base a los resultados,
establecer el sistema de desinfección necesario para no incrementar el índice
de morbilidad de la aldea en estudio.
9
10
3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA SELECCIONADO 3.1. Descripción
3.1.1. Generalidades
En la comunidad se realizaron diferentes estudios para ver de que forma
se podía dotar del vital liquido a los habitantes, y debido a que en la comunidad
ya no se encuentran nacimientos en tiempo de verano sino que solo en
invierno, se tomó la decisión de perforar un pozo, el cual dará abastecimiento a
toda la comunidad por medio de conexiones domiciliares.
3.1.2. Ubicación de las fuentes
La fuente seleccionada dista del tanque de almacenamiento a 847.65
metros, a una diferencia de altura respecto del mismo de 43.99 metros, y esta
ubicada en un astillero municipal que se encuentra en el centro de la aldea.
3.1.3. Aforo
Se le llama aforo a la determinación del caudal de una fuente, los aforos
pueden hacerse de distintas maneras según los caudales, para este caso se
realizó una prueba de bombeo durante 24 horas, la cual determinó que el pozo
produce 300 galones por minuto.
11
3.2. Parámetros para el diseño del sistema
3.2.1. Población actual
La población actual a beneficiar en este proyecto es de 2,400 habitantes
entre hombres, mujeres y niños.
3.2.2. Tasa de crecimiento poblacional
Según el Instituto nacional de Estadística (INE), la tasa de crecimiento
poblacional para el departamento de San marcos es de 2.1% pero para el
diseño de este proyecto se utilizo el 3% que es un porcentaje mas conservador.
3.2.3. Tipo y número de conexiones
El presente proyecto tiene contempladas 397 conexiones domiciliares y 3
conexiones públicas (iglesia, escuela e instituto) que se encuentran en dicha
aldea.
3.2.4. Bases de diseño
3.2.4.1. Período de diseño
Deben considerarse los siguientes factores:
El tiempo durante el cual la obra dará servicio a la población.
Durabilidad del material a utilizar.
Los costos y las tasas de interés vigentes.
Crecimiento de la población incluyendo posibles cambios en los
desarrollos de la comunidad.
12
13
Períodos de diseño:
o Obras civiles = 20 años
o Equipos mecánicos = 5 a 10 años
Para el proyecto en estudio se asignará un período de diseño de 20 años,
más un año en trámites para financiamiento.
3.2.4.2. Población de diseño
Existen diversos métodos matemáticos para hacer el cálculo de
crecimiento poblacional, pero para el presente proyecto se utilizó el método
geométrico por ser el modelo que mejor se adapta a países en vías de
desarrollo.
La formula empleada para este método es:
( )naf iPP +×= 1
( )2103.0+1×400,2=fP
habitantes 465,4=fP
De donde:
Pf = Población futura en un tiempo, n = 21 años
Pa = Población actual 2,400 habitantes.
i = Tasa de crecimiento en porcentaje = 3%
n = período de diseño en años = 21 años
14
3.2.4.3. Dotación
Es el volumen de agua que se le asigna a una persona para su consumo,
en la unidad de tiempo. Usualmente, en el medio, la dotación se determina en
lts/hab/día.
Es recomendable que la dotación se determine con base en estudios de
demanda de agua de la población que se investiga, o poblaciones cercanas con
características similares.
Los factores que influyen en la determinación de la dotación son: clima,
nivel de vida, actividad productiva, número de habitantes, costumbres,
existencia de abastecimientos privados, existencia de alcantarillado, existencia
de medidores, presiones en la red y capacidad administrativa de la
municipalidad.
La dotación está formada por el caudal doméstico, caudal industrial,
caudal comercial y caudal público. A estos consumos se deberá agregar un
porcentaje de pérdidas por fugas y mal uso del agua.
Generalmente, poblaciones pequeñas presentan consumos bajos con
relación a ciudades grandes y desarrolladas, debido a la ausencia de industria,
carencia de alcantarillado y el bajo porcentaje de área recreacional que amerite
riego y mantenimiento.
Con la finalidad de determinar la dotación, se consideran los factores que
influyen en la misma, así como también las especificaciones del Instituto de
Fomento Municipal y la Dirección General de Obras Públicas. Se establece que
la dotación para este estudio será de 100 lts/hab/día.
La elección de la dotación es una gran responsabilidad que se ve
reflejada en la eficiencia con que un acueducto preste su servicio futuro.
La dotación debe satisfacer las necesidades de consumo de la población
con la finalidad de que ésta desarrolle sus actividades de la mejor forma
posible.
3.2.4.4. Factor de día máximo (FDM)
Este factor sirve para compensar la variación en el consumo de agua por
parte de la comunidad en un período de tiempo determinado. Este factor se
calcula tabulando los datos de consumo durante un año.
Para este caso como no se cuenta con datos de consumo de la aldea
Santa Irene, se utiliza el factor para comunidades rurales, el cual varía de 1.2 a
1.5.
Dado que este factor varía inversamente proporcional al número de
habitantes se determina usar 1.5 para este proyecto como FDM.
3.2.4.5. Factor de hora máxima (FHM)
Sirve para compensar las variaciones en las horas de mayor consumo.
Para poblaciones con registros de agua anteriores este factor se debe calcular
tabulando los datos de consumo horarios; pero a falta de registros se adopta un
factor que varia de 1.5 a 3.
15
Para este proyecto de determinó como factor de hora máximo el valor de
2.5 dadas las características de la comunidad, dentro de las cuales se pueden
mencionar sus tierras húmedas y clima frió durante todo el año.
3.2.4.6. Almacenamiento
Sirve para suplir las demandas máximas horarias en la línea de
distribución, en el caso de sistemas por bombeo el volumen de almacenamiento
se calcula como un porcentaje del consumo de día máximo, en el caso de los
sistemas por bombeo el porcentaje se estimara entre 40 y 65% del caudal de
conducción, para este proyecto se adopto un volumen de 200 metros cúbicos.
3.3. Trabajos topográficos
3.3.1. Planimetría
La planimetría tiene por objeto determinar la longitud y la orientación de
las líneas de tubería que se van a realizar, localizar los accidentes geográficos y
todas aquellas características, tanto naturales como no naturales, que puedan
influir en el diseño del sistema. El método aplicado en este proyecto fue el de
conservación de azimut. El equipo utilizado fue un teodolito T-16, dos
plomadas, una cinta métrica y una estadía de acero inoxidable de 3 metros.
Ver resultados de planimetría en el anexo II.
16
3.3.2. Altimetría
La nivelación se efectuó a través de un método indirecto, como es el
taquimétrico, el cual permite definir las cotas de terreno, y en los cambios de
terreno, y en los cambios de pendiente más importantes como en los sitios
donde posiblemente se ubicarán obras complementarias. Este método es el
más recomendable en acueductos, dado que no es necesaria una nivelación
muy detallada. Por la rapidez con la que se realiza el diseño, ya que la
información obtenida servirá para el manejo de las presiones, se utilizó el
mismo equipo que sirvió en la planimetría.
Ver resultados de altimetría en el anexo II.
17
18
4. DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
4.1. Diseño de captación
Para este caso como la fuente es un pozo perforado, lo único que se hizo
fue entubar dicho pozo de la manera siguiente: 280 pies de tubería lisa y 220
pies de tubería ranurada, toda con un diámetro de 8 pulgadas, después por
medio de una bomba conducir el agua hacia el tanque de almacenamiento.
4.2. Diseño de la línea de conducción
4.2.1. Caudal medio diario
Es el promedio de los consumos diarios durante un año de registro, pero
al no contar con los registros se puede calcular en función de la población futura
y la dotación asignada en un día. El caudal medio para el proyecto en estudio,
se calculo así:
400,86
fm
PdotQ
×=
díaseg
habdíahabltsQm /400,86 400,2// 100 ×
=
segltsQm /17.5=
19
4.2.2. Caudal máximo diario Es el día de máximo consumo de una serie de registros obtenidos en un
año, regularmente sucede cuando hay actividades en las cuales participa la
mayor parte de la población. El valor que se obtiene es utilizado en el diseño
de la fuente, captación, línea de conducción y la planta de tratamiento.
A falta del registro, el consumo máximo diario (CMD) será el producto de
multiplicar el consumo medio diario por un factor de día máximo (FDM) que
oscile entre 1.2 y 1.5 para poblaciones futuras mayores de 1,000 habitantes.
Al tomar en cuenta el clima, el nivel socioeconómico y la cantidad de
habitantes, se determina que para este estudio el factor de día máximo (FDM)
es de 1.50 con lo cual se tiene:
mQFDMQDM ×=
segltsQDM / .. 17551 ×=
segltsQDM /75.7=
Donde:
QDM = Caudal de día máximo o máximo diario.
FDM = Factor de día máximo.
Qmd = Caudal medio diario.
20
4.2.3. Caudal máximo horario
Es conocido también como caudal de distribución, debido a que es el
utilizado para diseñar la línea y red de distribución. Es la hora de máximo
consumo del día, el valor obtenido se usará para el diseño de la línea de
distribución y la red de distribución.
Para determinar este caudal se debe multiplicar el consumo medio diario
por el coeficiente o factor de hora máximo (FHM) cuyo valor varia de 2.0 a 3.0.
La selección del factor es inversamente proporcional al tamaño de la
población a servir, por lo que para el presente estudio el factor de hora máxima
tendrá un valor de 2.5.
El caudal máximo horario se determina mediante la siguiente ecuación:
mQFHMQHM ×=
lts/seg QHM 17552 .. ×=
lts/seg 12.92QHM =
Donde:
QHM = caudal máximo horario o de hora máxima
FHM = factor de hora máxima
Qmd = caudal medio diario.
21
4.2.4. Diseño Hidráulico
Para el diseño de la línea de conducción de se tomaran en cuenta los
elementos siguientes:
a) Período de bombeo. Es el tiempo en el que el equipo de bombeo
trabaja diariamente, generalmente dicho período es expresado en horas,
por lo cual se le llama también horas de bombeo. Para este proyecto se
definió un período de bombeo de 12 horas.
b) Caudal de bombeo. Es el volumen de agua por unidad de tiempo que
será bombeado durante el periodo de bombeo, para satisfacer la
demanda del consumidor durante el día.
B
CB H
QQ ×=
24
hsegltsh
QB 12/75.724 ×
=
segltsQB /5.15=
Donde:
QB = caudal de bombeo
QC = caudal de conducción
HB = horas de bombeo
c) Carga dinámica total. La carga dinámica total, CDT, es la presión real
expresada en metros columna de agua, contra la cual debe operar una
bomba para elevar el caudal de agua hasta el nivel requerido.
22
El cálculo de la carga dinámica total de las bombas centrífugas
depende de la dirección del eje de rotación, por lo que se divide en carga
dinámica total en bombeo horizontal y carga dinámica total en bombeo
vertical.
En este caso se utilizará la carga dinámica total en bombeo vertical
por ser la que corresponde a bombas verticales de turbina y bombas
sumergibles, la cual viene dada de la siguiente forma.
CDTbv = hd + hfd + hfv + hfm
CDTbv = 124 + 43.98 + .037 + .30
CDTbv = 168.31 m.c.a.
Donde:
hd = diferencia de altura entre el nivel de agua en la descarga y
el ojo del impulsor, en metros.
hfd = pérdida de carga por fricción en la tubería de descarga, en
m.c.a.
hfv = pérdida de carga por velocidad en la descarga, en m.c.a
hfm = pérdidas menores de carga producidas por accesorios, en
m.c.a.
d) Calculo de diámetros. El diámetro de la tubería en conducción debe ser
establecido asegurándose que éste tenga la capacidad de conducir el
caudal deseado hacia el almacenamiento, y dicho diámetro se calcula de
la siguiente manera.
23
BQDe 8675.1=
5.158675.1=De
.lg35.7 pDe =
Donde:
De = diámetro económico
QB = caudal de bombeo
1.8675 = factor de conversión de metros a pulgadas, contempla
además, una velocidad mínima de flujo en la tubería.
Después de haber calculado el diámetro económico, se procede a
calcular velocidades para dos diámetros comerciales, el inmediato
superior y el inferior.
La velocidad en una línea de conducción debe estar entre los
rangos de 0.6 a 3 m/seg., en un sistema por bombeo.
Cálculo de velocidades para los dos diámetros comerciales:
Para 6 plg. 2
974.1D
QV B×=
./85.0 segmV =
Para 8 plg. 2
974.1D
QV B×=
./48.0 segmV =
24
Como la velocidad para el diámetro menor de 6 plg., se encuentra
dentro del rango permisible, se aplicó dicho diámetro en la tubería de ese
tramo.
e) Golpe de ariete. Se denomina golpe de ariete a la variación de presión
en una tubería, por encima o por debajo de la presión normal de
operación; ocasionada por rápidas fluctuaciones en el caudal, producidas
por la apertura o cierre repentino de una válvula o por el paro o arranque
de las bombas.
El golpe de ariete que se produce en la tubería se puede
determinar como sigue:
( ) 2/1//1/1420 eDiEKa ×+=
Donde:
a = celeridad de onda (m/seg.)
K = módulo de elasticidad volumétrica del agua (2.07*104 Kg/cm2)
E = módulo de elasticidad del materia de la tubería (3*104 Kg/cm2)
Di = diámetro interno del tubo en (mm)
e = espesor de las paredes del tubo (mm)
La sobrepresión expresada en metros columna de agua (m.c.a.),
se determinará con la siguiente expresión:
gVaDp /×=
Donde:
a = celeridad de la onda en (m/seg)
V = velocidad del flujo en la tubería
g = aceleración de la gravedad (9.81m/seg.2)
25
( ) 2/16/4.144104*3/104*07.21/1420 ×+=a
segma /09.338=
81.9/85.009.338 ×=Dp
...29.29 acmDp =
Entonces la carga dinámica total será igual a:
CDTbvCDT =
...32.168 acmCDT =
Como la presión máxima en la línea de conducción es de 168.32 m.c.a.,
se optó por utilizar tubería HG cédula 40, para que sea capaz de soportar
dicha presión, así como la sobrepresión producida por el golpe de ariete,
además porque en el mercado no se encuentra tubería PVC que soporte
dicha presión,
f) Potencia de la bomba. La potencia requerida para mover cualquier tipo
de bomba, con un caudal de agua y una carga dinámica total dados, se
puede determinar de la siguiente manera:
eCDTQPOT B
××
=76
Donde:
QB = caudal de bombeo en (lts/seg)
CDT = carga dinámica total en (m)
e = eficiencia de la bomba + eficiencia del motor
077632.1685.15
××
=POT
HPPOT 04.49=
26
Cabe mencionar que en el mercado no existen bombas de ese
caballaje y el distribuidor ofrece por lo regular una de mayor potencia,
para este proyecto se propuso una bomba comercial de 40 HP.
g) Especificaciones del equipo. Para el presente proyecto, después de
ver lo que ofrece el mercado, se propuso una bomba sumergible marca
BERKELEY de 12 etapas con motor sumergible FRANKLIN de 40 HP
con capacidad de bombeo de 210 galones por minuto a una CDT de 562
pies, y produce un gasto de energía de 29.6 kwh. h) Altura neta de succión positiva (NSPH). Es la presión necesaria para
mover un fluido desde la cámara de succión hasta el impulsor de la
bomba y dicha altura debe ser mayor o igual que la altura neta de
succión requerida (NSPHr) que es proporcionada por el fabricante. Para bombas sumergibles NSPH es igual a:
hmhfvhfdhdNSPH +++=
Donde:
hd = altura estática en la descarga en (m)
hfd = pérdidas de presión por fricción en (m.c.a.)
hfv = pérdidas por velocidad en (m.c.a.)
hm = pérdidas menores en (m.c.a.)
NSPHr = 135 metros
3.0037.062.798.134 +++=NSPH
metrosNSPH 94.142=
27
Como NSPH es mayor que el NSPHr esto implica que no se
produce el fenómeno de cavitación.
i) Fuente de energía. para el presente proyecto y según las
especificaciones de la bomba es necesario contar con una fuente de
energía de 460 voltios trifásico, para el buen funcionamiento de todo el
sistema.
4.3. Diseño estructural del tanque de almacenamiento
4.3.1. Especificaciones de diseño
Para el diseño del tanque de distribución se utilizarán los siguientes datos:
aguaγ = 1000 Kg/m3
sueloγ = 1600 Kg/m3
clópeoconcretociγ = 2000 Kg/m3
VS = 15 Ton/m3
θ = 28 grados
Fuerzas aplicada en el análisis Fuerzas hidrostáticas. El empuje que produce el líquido a almacenar, estará
dado por el triángulo de presiones que se muestra en la siguiente figura:
28
Figura 1. Esquema de la fuerza hidrostática
H
A gua2H /3
F
La presión a una altura H está dada por la siguiente fórmula
2/)**( 2 KpHW aguaγ=
Donde aguaγ es el peso específico del líquido almacenado, y el empuje F,
el cual actúa a 2H/3 del borde superior, por la fórmula
2/)**( 2 KpHF aguaγ=
Fuerzas debidas al suelo. El cálculo de estas presiones o fuerzas, está
basado fundamentalmente en las dimensiones del tanque y en las
características del suelo. Los factores del suelo tomados en cuenta dependen
del método a usar, siendo los más usuales en la actualidad los siguientes:
a. Rankine
b. Coulumb
c. Método gráfico de Engesser
d. Método gráfico de Cullman
29
Entre éstos el que más se usa, por su simplicidad, es el método de
Rankine, cuya expresión responde a la siguiente fórmula:
2/)**( 2HKWP saa γ==
Donde:
W = Presión del suelo a una profundidad H
Ka = Coeficiente o constante de Rankine para determinar la presión horizontal
según el tipo de suelo.
H = Profundidad a la cual se determina la presión.
=sγ Peso específico del suelo.
El valor de Ka a su vez está determinado por la siguiente fórmula:
θββ
θβββ
22
22
coscoscos
coscoscos*cos
−+
−−=Ka
Donde:
=β Inclinación del terreno con relación a la horizontal.
=θ Ángulo de fricción interna.
Además si =β 0
Entonces
θθ
sensenKa
+−
=11
Nota: la fórmula anterior sirve para determinar la constante de Rankine
que da la presión horizontal, según el tipo de suelo corresponde a la constante
para el empuje activo.
30
A continuación se muestra la siguiente tabla que indica los valores del
ángulo de fricción interna, el valor soporte (V.S.) y el peso específico para cada
tipo de suelo.
Datos para asumir capacidad soporte, peso específico del suelo y ángulo
de fricción interna.
Tabla I. Datos para asumir capacidad soporte, peso específico del suelo y ángulo de fricción interna.
Tipo de suelo
Peso Kg/m3
oθ VS
Ton/m2
Arcilla dura 1600 –1900 25 – 35 40
Arcilla suave 1500 – 1600 20 – 25 10
Arena y arcilla mezcladas 1500 – 1900 23 – 30 20
Arena fina 1900 – 2100 25 – 35 30
Arena gruesa 1500 – 1900 33 – 40 40
Grava 1900 - 2100 33 - 40 60
Como datos para el cálculo se usarán:
aguaγ = 1000 Kg/m3
sueloγ = 1600 Kg/m3
clópeoconcretociγ = 2000 Kg/m3
VS = 15 Ton/m3
θ = 28 grados
31
Predimensionamiento del elemento:
Figura 2. Fuerzas y dimensiones del muro
0.40 0.40 0.70
0.30
0.30
1.902.30
P agua = F
P suelo = Pa
1
2
3
5
H = 2.30 mts
B = 0.5 a 0.7 H
En el presente proyecto se tomo:
HB ×= 650.
mts B 302650 .. ×=
B = 1.495 mts = 1.50 mts
32
Cálculo de X
Figura 3. Esquema para el cálculo de la base x
2.301.90
X
0.40
0.40 / 2.30 = X / 1.90
X = (1.90*0.40)/2.30
X = 0.33 mts.
Cálculo de volumen
V = base * alto * ancho = 6.40 mts * 2.30 mts * 13.60 mts = 200 m3
Cálculo de fuerzas
θθ
sensenKa
+−
=11
3610281281 .=°+°−
=sensenKa
772361011 ..// === KaKp
33
Cálculo de Pa = Psuelo
2/)**( 2HKWP saa γ==
( ) 236103026001 23 /)../,( ××== mts mkg WPa
Kg/m 1527.75Pa =
Cálculo de F = Pagua
2/)**( 2 KpHF aguaγ=
( ) 27727011000 2 /)..( ××= mts kg/m F 3
Kg/m 4002.65F =
Tabla II. Cálculo de momentos que actúan en el muro
Figura Carga (kg)
Kg Brazo
(m) Momento
(kg-m)
1 0.40*2.00*2000 1200.00 0.60 720.00
2 0.50*0.40*2.00*2000 800.00 0.13 104.00
3 0.30*1.50*2000 900.00 0.75 675.00
4 0.70*1.60*1000 1190.00 1.15 1368.50
5 0.70*0.30*2000 420.00 1.15 483.00
6 0.50*0.33*1.90*1600 501.60 1.26 632.01
F = 4,002.65 0.33 1320.87
Pa =1,527.75 0.63 962.01
R= 5011.60 MR= 6265.39
Verificaciones:
Contra volteo
3* HPaMv =
34
5.1≥= FSMVMR
kg R 605011.=
H/3 Ya donde m-Kg 1171.27 2.30/3* .75YPM aav ==×=×= .1527
chequea si1.5 5.35 71.276265.39/11Fs >==
Contra deslizamiento
FVR Σ=
θ tg 1.5) a (1 fricción de ecoeficient C donde CRFf ==×=
Kg) 2131.77 28 tg (0.8 5011.60 Ff =°×=
501.≥+
=Pa
FFfFs
chequea si1.5 4.01 27.754002.65/152131.77 FS
>=+=
Contra capacidad soporte
Se verifica la presión de diseño en la base y se compara con la
capacidad soporte que se asumió.
Ton/m3 15 VS =
grados 28 =θ
RMvMrX −
=
011.601171.77)/5-(6265.39 X =
1.02 X =
XLe −= 6/
0.77- 1.02 1.5/6 e ==
35
VSLL
RPs ≤±= 2
6Re
/(1.5)2 .5)(5011.60/1 Ps Μ= chequea. si15000 13631.55 Ps <=
Figura 4. Diseño de losa superior
6.8 m
6.4 m
bam =
8.64.6
=m 94.0=
Espesor de la losa
180
perimetrot =
Como 0.94 > 0.50 se diseña en dos sentidos
180
)8.64.6(2 +=t cmt 00.15=
36
Cargas
sobrepesoplosa SPCM +=
0011502000 .*.*=pP mkgPpl / 300=
mkg Ssobrepeso /25=
mkg CM /300=
mkg CV /100=
Carga última
CVCMCu 7141 .. +=
)(.)(. 1007132541 +=uC mkg Cu /625=
Cálculo de momentos:
)()( CVuCaCV CMuCaCMAM A ×+×=+ 2
)..().()( 1700360455036046 2 ×+×=+AM
mkg M A ..)( 60921=+
3)()( +
=− AA
MM
360.921)( =−AM
mkg M A ..)( 20307=−
)()( CVuCbCVCMuCbCmBM B ×+×=+ 2
)..().()( 1700320455032086 2 ×+×=+BM
mkg M B ..)( 80924=+
37
3)()( +
=− BB
MM
380.924)( =−BM
mkg M B ..)( 26308=−
DAS ××= 1000020.min
5121000020 ..min ××=AS 2502 cm AS .min =
Espaciamiento
Scm
cm cm
⎯→⎯
⎯→⎯2
2
710
100502
.
.
2
2
502100710
cm cm cm S
.. ×
=
cm S 4028.=
Como: tS 3max =
153×=maxS
cm S 45=max
Cálculos de acero para los momentos
yFcf
cfBMuDBDBAs '.
'.)( 850
00382502
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ×−×−×=
38
Donde:
As = Área de acero (cm2)
B = Franja unitaria (cm)
D = Peralte efectivo (cm)
M = Momento (kg-mt)
F’c = Resistencia del concreto (kg/cm2)
Fy = Resistencia del acero (kg/cm2)
Tabla III. Cálculo de momentos, áreas y espaciamientos
Momento kg-mt As cm2 Espaciamiento cm Smax cm
921.60 2.97 37.83 45.00
307.20 0.97 94.61 45.00
924.80 2.98 38.17 45.00
308.26 0.98 116.17 45.00
Por lo tanto el armado de la losa lleva 3 varillas No. 3 @ 0.25, ver detalles en
los planos del anexo II.
4.4. Diseño de la red de distribución La red de distribución es un sistema de tuberías unidas entre si, que
conducen el agua desde el tanque de distribución hasta el consumidor final.
Para el presente proyecto se utilizó un sistema de circuitos abiertos, el cual se
construye en forma de árbol y los ramales principales se colocan en las rutas de
mayor importancia, de tal manera que alimenten a otros secundarios, además
es el más recomendable cuando las casas están muy dispersas.
39
4.4.1. Diseño hidráulico
Para el diseño hidráulico, se compara el caudal máximo horario con el
caudal de uso simultáneo, se elige el mayor, en este caso es el caudal máximo
horario; luego haciendo uso de la fórmula de Hazen & Williams se procede a
hacer los cálculos.
4.4.2. Cálculo de diámetros
Ejemplo: Entre las estaciones E30 y E31
Datos obtenidos con la ayuda del programa LOOP:
Hf = 16.49 mt
Q = 0.549 lts/seg
C = 150
L = 141.24 mt
Aplicando la fórmula de Hazen & Williams:
87.4/1
85.1
85.1
49.16150549.024.141811141.1743
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
×
××=D
D = 0.854 plg
Este diámetro se aproxima al diámetro comercial superior, y se procede
a calcular la nueva pérdida; siendo éste el diámetro de 1 plg y su diámetro
interno de 1.195 plg.
40
Aplicando la fórmula de Hazen & Williams:
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
×
××= 87.485.1
85.1
195.1150549.024.141811141.1743Hf
Hf = 3.21 mt
Verificando la velocidad
V = 1.974 * Q/D2
V = 1.974 * 0.549/(1.195)2
V = 0.758 mt/seg
Como se ve la velocidad se encuentra dentro de los limites recomendados,
se usaron tubos de 1 plg., en dicho tramo, los resultados completos se
encuentran en el anexo I.
4.5. Obras de arte
4.5.1. Válvula de limpieza
Son aquellas que se usan para extraer los sedimentos que se acumulan
en los puntos bajos de las tuberías, se colocan únicamente en la línea de
conducción, ya que en la distribución los chorros realizan dicha tarea. Es
importante hacer notar que en la red se colocaran en puntos o ramales muertos
que quedarán provistos para futuras conexiones, ya que en éstos el agua
permanecerá estancada por largo tiempo.
41
Estas válvulas están compuestas por una tee, a la que se le conecta
lateralmente un niple y una válvula de compuerta, para que se expulsen todos
los sedimentos acumulados por medio del agua; en el presente proyecto se
colocaron dichos elementos en: E-0 y E-6.
4.5.2. Válvulas de aire
Estos elementos tienen la función de permitir expulsar el aire acumulado
en la tubería en los puntos altos de la misma, evitando con ello la formación de
burbujas de aire que bloquean el libre paso del agua. Al igual que las válvulas
de limpieza éstas solo se colocaran en la línea de conducción, donde son
necesarias éstas también deben llevar una caja de mampostería de piedra o
concreto reforzado para evitar mal uso de las mismas; en el presente proyecto
se colocaron dichas válvulas en: E-2 y E-5.
4.5.3. Válvula de compuerta
Son válvulas que funcionan mediante el descenso progresivo de una
compuerta, lo cual evita que se produzca golpe de ariete, se utilizan para
regular el paso del agua en los distintos ramales que componen la red de
distribución en este proyecto se colocaron en: E-0, E-4, E-13, E-30, E-64.
42
4.6. Conexiones domiciliares
El objeto de todo sistema de agua potable es dotar de ésta a los
usuarios, de la forma más accesible y esto se logra llegando hasta cada una de
las viviendas por medio de la conexión domiciliar, que no es más que instalar
desde la tubería de distribución hasta el inicio del predio donde se encuentra la
vivienda, en este proyecto se realizaran 397 conexiones domiciliares y 3
conexiones públicas.
Está obra se compone de lo siguiente:
• Abrazadera domiciliar o tee reductora, depende de los diámetros de
existencia en el mercado o tee normal con reductor si fuera necesario.
• Llave de paso
• Medidor
• Llave de compuerta
• Dos cajas para válvulas de cemento de 0.20 x 0.20 x 0.30 m. y una caja
para medidor de 0.30 x 0.30 x 0.50 m.
4.7. Desinfección
Para tratar el agua y hacerla apta para el consumo humano existen
procesos unitarios de tratamiento que alteran la condición específica inicial del
agua. Generalmente el proceso más común es la desinfección, cuyo proceso
está destinado a destruir o dificultar el desarrollo de microorganismos de
significado sanitario. En este caso se puede citar su acción contra
microorganismos patógenos, algas y bacterias ferro-reductoras.
43
Antes de tomar una decisión acerca de qué tratamiento se le dará a la
misma, deben realizarse exámenes bacteriológicos precisos, con el fin de
determinar las concentraciones de los diferentes parámetros físicos y químicos
y de conocer el grado de contaminación bacteriológica, si se pudieran realizar.
Existen diferentes métodos químicos que ayudan en la desinfección del
agua tales como yodo, plata y cloro, para este proyecto se utilizará el método
de desinfección por medio de cloro por ser uno de los más eficaces y
económicos, a continuación se describe en qué consiste dicho método.
Cloración Nombre que recibe el procedimiento para desinfectar el agua, utilizando
el cloro o alguno de sus derivados (hipocloritos de calcio o sodio y tabletas de
tricloro); y es el método de desinfección más generalizado por las múltiples
ventajas que ofrece, tanto en su aplicación como en la efectividad del mismo y
además es más económico que otros.
Tabletas de tricloro Es una forma de presentación del cloro, la cual consiste en pastillas o
tabletas, que tienen un tamaño de 3 pulgadas de diámetro, por una pulgada de
espesor, con una solución de cloro al 90% y un 10% de estabilizador; el peso
de la tableta es de 200 gr y la velocidad a la que se disuelve en agua en reposo
es de 15 gr en 24 horas.
44
Para este proyecto se utilizará un alimentador automático de tricloro, que
es un recipiente en forma de termo que albergara dichas tabletas, las cuales se
disolverán mediante el paso del agua por el mismo, dichos alimentadores
vienen en diferentes capacidades de almacenamiento de tabletas, la cual
depende del caudal requerido para el proyecto.
En el presente proyecto se optó por utilizar las tabletas a través del
alimentador automático, dado que es el más económico en cuanto a operación
y mantenimiento, para determinar la cantidad de tabletas para clorar el caudal
de agua del presente proyecto, se hará de la siguiente forma:
CDMCG
%××=
Donde:
G = gramos de tricloro
C = miligramos por litro deseados = (0.001gr)
M = litros de agua a tratarse por día = Qm*86400
D = número de días que durará (30 días)
%C = concentración de cloro (0.9)
ltsdíasdíaltsgr
G9.0
30/446688001.0 ××=
grG 6.14889=
45
Esto significa que se necesitan 14,889.6 gramos de tricloro, o sea el
equivalente a 14,889.6 gr /200 gr, es decir, 74 tabletas de tricloro por mes, para
lo cual se requiere de un alimentador automático modelo CL-110, con
capacidad para almacenar 40 tabletas máximo y alimentarlo cada 15 días.
La instalación de este sistema debe hacerse en función del diámetro de
la tubería de conducción, para diámetros mayores de 2 pulgadas como el
presente proyecto, el alimentador debe colocarse en paralelo con la línea de
conducción, y si fuera menor o igual a 2 pulgadas se colocará en serie con la
misma.
4.8. Programa de operación y mantenimiento
La operación y mantenimiento de un sistema de agua potable comprende
una serie de acciones que deben llevarse a cabo, con el objeto de prever daños
o perjuicios en la red, obras hidráulicas o equipos; con la intención de garantizar
un buen funcionamiento del sistema y el servicio, para lo cual es necesario
llevar a cabo un mantenimiento tanto preventivo como correctivo en nuestro
sistema.
El mantenimiento preventivo consiste en una serie de acciones
planificadas que se realizan periódicamente para prevenir daños en el sistema,
mientras que el mantenimiento consiste en una pronta reparación de cualquier
avería ocasionada en la red, equipo y obras hidráulicas; con el fin de hacer
eficiente nuestro sistema.
46
Para prestar el servicio de mantenimiento preventivo y correctivo en un
sistema de agua potable, es necesario contar con un fontanero que esté
capacitado para llevar a cabo dichas labores, el cual deberá ser pagado con los
fondos obtenidos de la tarifa mensual. A continuación se presenta un detalle del
programa de operación y mantenimiento.
47
Tabla IV. Programa de operación y mantenimiento Parte del sistema Acción MP MC Frecuencia
Bombeo Inspección ocular de actividades de deforestación cercanas a la fuente
Mensual
Inspección del área adyacente a la fuente para determinar posible contaminación de la misma
Mensual
Reparación del equipo de bombeo y válvulas para el mejor funcionamiento del sistema
Eventual
Revisión de estructuras para determinar fisuras y filtraciones
Mensual
Reparación de averías menores en el sistema de bombeo
Eventual
Tanque de distribución
Limpieza del área Mensual
Revisión de estructuras Trimestral Reparación de estructuras Eventual
Revisión de válvulas Mensual
Reparación – cambio de válvulas Eventual
Cajas de válvulas Revisión de cajas Trimestral
Reparación de cajas Eventual
Revisión de válvulas Trimestral
Reparación de válvulas Eventual
Engrase de candado Trimestral
Línea de conducción y de distribución
Revisión de líneas Mensual
Verificación de fugas Mensual
Reparación de fugas Eventual
Conexiones domiciliares
Revisión de válvulas de paso Trimestral
Reparación de válvulas de paso Eventual
Revisión de válvula de grifo Trimestral
Reparación-cambio válvula de grifo Eventual
MP: Medida de mitigación o mantenimiento preventivo. MC: Mantenimiento correctivo.
48
4.9. Costos de operación y mantenimiento
Costo de operación (O). Este costo representa el pago al fontanero y
operador de la bomba, se supone un jornal de Q32.00 al día, a esto se le
incrementa se le incrementa un 40% más del salario normal por
prestaciones laborales (aguinaldo, bono 14 e indemnización), y se
obtiene de la siguiente manera:
díasO 304.132 ××=
mensualQO 00.1344.=
Costo de mantenimiento (M). Este costo servirá para la compra de
materiales del proyecto, en caso de que sea necesario los ya instalados
o para la ampliación de los mismos. Se estima como el 4 por millar del
costo total del proyecto dividido el número de años del período de diseño.
20
cos004.0 ctotodelproyeM ×=
20
83.1703055004.0 ×=M
mensualQM /61.340.=
Costo del tratamiento (T). Es el costo que se requiere para la compra
de tabletas de tricloro, que fue el método seleccionado para la
desinfección del agua, se hará mensualmente.
Pr×= NT
49
Donde:
N = número de tabletas al mes (74)
Pr = precio de las pastillas (Q.25 c/u)
2574 ×=T
mensualQT /00.1850.=
Costo de reserva (R). Se le denomina así, a una reserva de dinero que
se debe tener para cualquier imprevisto que afecte el proyecto, el cual
será un 8% de los costos de operación, mantenimiento y tratamiento.
)%(8 TMOR ++=
)185061.3401344%(8 ++=R
=R mensualQ /75.282.
Costo de administración (A). Representa un fondo que servirá para
gastos de papelería, viáticos, sellos, etc. Se estima que es un 15% de la
suma de los costos de operación, mantenimiento y tratamiento.
)%(15 TMOA ++=
)185061.3401344%(15 ++=A
mensualQA /17.530.=
Costo de energía (E). Este costo lo comprende la cantidad de energía
que gasta la bomba durante un mes completo y se calcula de la siguiente
manera.
PkdíashoraskwhE ×××= ##
50
Donde:
Kwh = cantidad de kilowatt que gasta la bomba en una hora (29.6)
#horas = cantidad de horas de bombeo (5)
#días = días de servicio en un mes (30)
Pk = precio por cada kilowatt (Q.1.15)
15.13056.29 ×××=E
mensualQE /00.4416.=
4.10. Propuesta de tarifa
Para el presente proyecto se propone una tarifa mensual por cada
usuario, la cual deberá cubrir como mínimo los costos anteriormente
descritos, para calcular dicha tarifa se sumaran los rubros anteriormente
descritos y el resultado se dividirá entre la cantidad de conexiones
contempladas.
400
ERATMOTar +++++=
400
441675.28217.530185061.3401344 +++++=Tar
mensualQTar /90.21.=
la tarifa se puede ajustar de acuerdo con las posibilidades de pago
de los usuarios, y para el presente proyecto se propone una tarifa de
Q.22.00 mensuales, que es menor al salario diario que devenga una
persona el dicha comunidad, por lo cual están de acuerdo con la tarifa
propuesta.
51
52
5. PRESUPUESTO
5.1. Integración de costos Se denomina integración de costos al proceso mediante el cual, se
determina el costo total de un proyecto antes de su ejecución, desglosando el
costo de las diferentes actividades que se llevan a cabo para su realización
(mano de obra), y cada elemento que integra el proyecto.
Toda esta información es adquirida a través de los planos, características
y condiciones que se exponen en la memoria descriptiva y especificaciones
especiales de la obra.
La valoración total del proyecto se obtiene partiendo del precio unitario
fijado para las unidades base por la cantidad a utilizar de éstos, dato que se
obtiene de la cuantificación de materiales y mano de obra.
Dicha cuantificación se realizó de la siguiente manera:
a) Cuantificación de materiales a utilizar para la construcción de tanque de
distribución, línea de descarga y red de distribución, de forma unitaria.
b) Mano de obra calificada consiste en: maestro de obra, albañiles y plomeros.
c) Mano de obra no calificada se refiere a peones proporcionados por la
comunidad.
d) Costos indirectos que están compuestos por las utilidades, los imprevistos y
la administración.
53
El financiamiento se llevará a cabo por medio de la municipalidad, alguna
entidad del estado o algún organismo internacional.
Nota: ver presupuesto completo en apéndice B.
54
6. EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL
6.1. Definición de impacto ambiental y evaluación de impacto ambiental Impacto ambiental. Es cualquier alteración a las condiciones
ambientales o creación de un nuevo conjunto de condiciones
ambientales, adverso o benéfico, provocada por la acción humana o
fuerzas naturales.
Evaluación de impacto ambiental (EIA). Instrumento de política,
gestión ambiental y toma de decisiones formado por un conjunto de
procedimientos capaces de garantizar, desde el inicio de la planificación,
que se efectué un examen sistemático de los estudios ambientales de
un proyecto, así como las medidas de mitigación o protección ambiental
que sean necesarias para la opción a desarrollar. Los resultados
deberán ser presentados a los tomadores de decisión para su
consideración.
6.2. Leyes para la aplicación de la evaluación de impacto ambiental
El marco jurídico que norma, asesora, coordina y aplica todo lo
concerniente al tema de mejoramiento del medio ambiente, vigente al
mes de septiembre de 2005 son las leyes y reglamentos siguientes:
Ley de protección y mejoramiento del medio ambiente. Decreto No.
68-86 y sus reformas: decretos No. 75-91, 1-93 y 90-2000 del Congreso
de la Republica de Guatemala.
55
Ley de creación del ministerio de ambiente y recursos naturales. Decreto No. 90-200 y su reforma: decreto No. 91-2000 del Congreso de
la Republica de Guatemala.
Reglamento orgánico interno del ministerio de ambiente y recursos naturales. Acuerdo gubernativo No. 186-2001.
Reglamento de evaluación, control y seguimiento ambiental. Acuerdo gubernativo No. 023-2003, Guatemala, 27 de enero de 2003.
6.3. Descripción y procedimiento que debe de cumplir la evaluación de impacto ambiental. La base legal para realizar los EIA, devienen de la ordenanza
contenida en el artículo 8 de la ley de protección y mejoramiento del
medio ambiente, el que a la letra indica:
Para todo proyecto, obra industria o cualquier otra actividad que
por sus características pueda producir deterioro a, los recursos
naturales, al ambiente, o introducir modificaciones nocivas o notorias al
paisaje y a los recursos naturales, al ambiente, o introducir
modificaciones nocivas o notorias al paisaje y a los recursos culturales
del patrimonio nacional, será necesario previamente a su desarrollo una
evaluación de impacto ambiental, realizado por técnicos en la materia y
aprobado por la Comisión Nacional de Medio Ambiente.
56
El funcionario que omitiere exigir el estudio de evaluación de
impacto ambiental, será responsable personalmente por incumplimiento
de deberes, así como el particular que omitiere cumplir con dicho
estudio de impacto ambiental, será sancionado con una multa de Q.
5,000.00 a 100,000.00. En caso de no cumplir con este requisito en el
término de seis meses de haber sido multado, el negocio será
clausurado en tanto no cumpla.
En el medio ambiente natural se incluyen los siguientes aspectos:
• Suelo: erosión, deposición, sedimentación, contaminación por
residuos, alteración vegetal de la cubierta vegetal,
empobrecimiento del suelo, áreas de inundación.
• Aguas: superficiales y subterráneas.
• Aire: contaminación, efectos de la contaminación sobre la
vegetación, el patrimonio histórico y artístico y los diferentes
materiales; alteración del microclima.
• Contaminación térmica
• Ruido
• Olores molestos o pestilencias
• Radiaciones ionizantes
• Productos químicos tóxicos
• Protección de la naturaleza: áreas protegidas (parques,
reservas, áreas de interés especial, otras); fauna y flora
especies en peligro de extinción o escasa; incendios forestales;
repoblaciones forestales, otros aspectos de la conservación de
la naturaleza.
57
6.4. Evaluación de impacto ambiental del sistema de abastecimiento de agua potable para la aldea Santa Irene, del municipio de San Antonio Sacatepéquez, San Marcos.
Un tipo de proyecto como el presente, causa mayores impactos
ambientales positivos que negativos. Para el análisis de las
consecuencias de la ejecución del proyecto, se utilizó la matriz de
identificación de impactos ambientales tanto positivos como negativos;
la cual se incluye en el anexo 2 y expresa las características propias de
los impactos considerados del proyecto.
58
7. VULNERABILIDAD EN SISTEMAS DE AGUA POTABLE
7.1. Fundamentos para el análisis
Todas las infraestructuras deben ser proyectadas tomando en
consideración las amenazas naturales y características del área en la cual se
encuentra ubicado el sistema. Muchos de los problemas que se han presentado
en los sistemas a causa de fenómenos naturales son debidos a que dichos
fenómenos no se consideran en la etapa de concepción, diseño, construcción y
operación del sistema. Por esta razón, el análisis de vulnerabilidad es de gran
importancia para evaluar los sistemas existentes y por construir.
Los planes de mitigación y emergencia se fundamentan en el mejor
conocimiento posible de la vulnerabilidad del sistema, en cuanto a: I)
deficiencias en su capacidad de prestación de servicios u operatividad; II)
debilidades físicas de los componentes ante las solicitaciones externas; III)
debilidades de organización ante las eventuales emergencias que se puedan
ocasionar. De una manera general, a la identificación y cuantificación de estas
debilidades se le denomina análisis de vulnerabilidad, y es el proceso mediante
el cual se determina el comportamiento esperado del sistema y sus
componentes, para resistir en forma adecuada los efectos debidos a un
desastre.
El análisis de la vulnerabilidad, en los términos anteriores, cumple cinco
objetivos básicos:
a) identificar y cuantificar las amenazas que puedan afectar el sistema:
tanto las naturales, como las provocadas por el hombre.
59
b) Estimar la susceptibilidad de daños de aquellos componentes del
sistema valorados como fundamentales para asegurar el suministro de
agua en casos de de desastres.
c) Definir las medidas a incluir en el plan de mitigación, tales como:
horas de reforzamiento, mejoramiento de cuencas, estudio de
cimentaciones y estructuras, todos ellos encaminados a disminuir la
vulnerabilidad física de los componentes.
d) Identificar medidas y procedimientos para elaborar el plan de
emergencia de acuerdo a las debilidades identificadas, lo cual facilitará la
movilización de la empresa para suplir el servicio en condiciones de
emergencia.
e) Evaluar la efectividad de los planes de mitigación y emergencia, e
implementar actividades de capacitación, tales como: simulacros,
seminarios y talleres.
7.2. Descripción de las amenazas naturales y de sus efectos en los sistemas de agua potable La evaluación del peligro en la zona o región es esencial para estimar la
vulnerabilidad y los daños posibles de los componentes en riesgo.
7.2.1. Características de las amenazas y principales efectos
Terremotos Para la caracterización de amenaza sísmica, se dispone de información de
varios niveles de complejidad, cuya utilización dependerá del tipo de estudio
que se desee elaborar.
60
Entre los efectos esperados en caso de sismos, en los sistemas de agua
potable, se encuentran:
Destrucción total o parcial de las estructuras de la captación,
conducción tratamiento, almacenamiento y distribución.
Rotura de las tuberías de conducción y distribución y daños en las
uniones, entre tuberías o con los tanques, con la consiguiente pérdida
de agua.
Interrupción de la corriente eléctrica, de las comunicaciones y de las
vías de acceso.
Modificación de la calidad de agua por deslizamientos.
Variación (disminución) del caudal en captaciones subterráneas o
superficiales.
Cambio del sitio de salida del agua en manantiales.
Daños por inundación costa adentro por impacto de tsunamis.
Huracanes Los efectos de huracanes pueden causar daños principalmente a obras
sobre el nivel del suelo. El riesgo de daños aumenta en relación directa con la
altura de las obras y con la superficie expuesta al viento. Los daños dependen
de la resistencia al viento con que hayan sido construidas las obras.
En general, los daños debidos a este tipo de fenómenos, son los
siguientes:
Daños parciales y totales en las instalaciones, puestos de mando y
otras edificaciones de la empresa, tales como rotura de vidrios, techos,
inundaciones, etc., debido a la fuerza de los vientos.
61
Roturas de tuberías, en pasos expuestos, tales como ríos y quebradas,
debido a correntadas.
Roturas y desacoples de tuberías en zonas montañosas por
deslizamiento de tierra y correntadas de agua.
Roturas y daños en las tapas de los tanques elevados y asentados
sobre terreno.
Contaminación de agua en tanques y tuberías.
Roturas de tuberías y falla de estructuras por asentamientos de
terreno, debido a inundaciones.
Daños en sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica,
ocasionado la interrupción en la operación de equipos, instrumentos y
medios de comunicación.
Inundaciones
Las inundaciones son fenómenos naturales que tienen como origen la
lluvia, el crecimiento anormal del nivel del mar, la fusión de la nieve en gran
volumen o una combinación de estos fenómenos. La precipitación que cae en
una zona determinada es el resultado de una serie de factores que influyen
sobre la lluvia, tales como:
La latitud: de manera general se puede indicar que la precipitación
disminuye con la latitud porque la disminución de la temperatura hace
decrecer la humedad atmosférica.
Distancia a la fuente de humedad: mientras más cercana se encuentre
la zona a fuentes de humedad como mar, lagos, entre otros, existirá
mayor posibilidad de lluvias.
62
Presencia de montañas: al ascenso orográfico favorece la
precipitación. Así, en una cadena montañosa ocurren precipitaciones
más pesadas o intensas en las laderas expuestas a los vientos,
cayendo sólo trazas de lluvia en la ladera no expuesta de las
montañas.
Los factores más relevantes que afectan la escorrentía en una cuenca son
los siguientes:
Factores climáticos.
a) Precipitación: forma (lluvia, granizo, nieve, etc.), intensidad, duración,
distribución en el tiempo, distribución en el área, precipitaciones
anteriores, humedad del suelo.
b) Intercepción: tipo de vegetación, composición, edad y densidad de los
estratos, estación del año y magnitud de la tormenta.
c) Evaporación: temperatura, viento, presión atmosférica, naturaleza y
forma de la superficie de la evaporación.
d) Transpiración: temperatura, radiación solar, viento, humedad, y clases
de vegetación.
Factores fisiográficos.
a) Características de la cuenca: geométricas, tamaño, forma, pendiente,
orientación y dirección.
b) Físicas: uso y cobertura de la tierra, condiciones de infiltración, tipo de
suelo, condiciones geológicas como permeabilidad y capacidad de
formaciones de agua subterráneas, condiciones topográficas como
presencia de lagos, pantanos y drenajes artificiales.
63
c) Características de canal y capacidad de transporte: tamaño, forma,
pendiente, rugosidad, longitud y tributarios.
d) Capacidad de almacenamiento: curvas de remanso.
Contaminación del agua potable por inundaciones Entre los daños que pueden provocar los desastres naturales, el riesgo
más serio y grave por sus consecuencias es la contaminación en gran parte del
agua potable. En esta situación muchas enfermedades usualmente asociadas
a la falta de higiene pueden adoptar formas de enfermedades de origen hídrico
y afectan a gran parte de la población. Dichas enfermedades incluyen la
tifoidea y el cólera, donde son endémicas, y además la disentería bacilar y la
amibiana, la hepatitis infecciosa y las gastroenteritis. El grave riesgo de
aparición de estas enfermedades de primera importancia los métodos de
tratamiento del agua con sustancias químicas de esterilización (como el cloro,
por ejemplo) o la conveniencia de hervir el agua de consumo humano. La
contaminación del agua potable y del suelo puede asumir diversas formas:
Contaminación de las fuentes superficiales de agua potable, por
arrastre de animales muertos a las cercanías de las tomas, por
aumento excesivo de la turbidez del agua, o por arrastre de otro tipo de
sustancias tóxicas o contaminaciones.
Contaminación de las fuentes de agua subterráneas cuando el nivel de
inundación sobrepasa la altura del brocal de los pozos y se vierte
directamente sobre pozos u otras captaciones.
64
Al subir el nivel del agua en los ríos o cuerpos de agua donde
desaguan los alcantarillados sanitarios y pluvial, se puede producir el
reflujo de las aguas servidas, escurriendo hacia atrás por las
alcantarillas e inundando con aguas servidas tanto el interior de
viviendas y pisos bajos de los edificios como las vías públicas. En las
viviendas ocurren a través de los propios artefactos sanitarios y piletas;
en las calles, a través de las cámaras de inspección y de los sumideros
de agua lluvias. (si en los diseños y construcciones de los desagües se
hubiera considerado las instalaciones de válvulas de retención, se
podría evitar este tipo de reflujo).
Si los combustibles se mezclan con las inundaciones, será más difícil
encontrar como hervir el agua contaminada para esterilizarla.
Daños por inundaciones
Cañerías e instalaciones anexas: Los posibles daños a cañerías y sus
instalaciones anexas, tales como cámaras y válvulas de diverso tipo,
pueden ser los siguientes:
o Erosionar los suelos y por ende, desenterrar, e incluso llevarse,
tramos de tubería.
o Hacer subir el nivel del agua subterránea.
o Arrastre y pérdida total de tramos de tubería.
Estanques semi-enterrados: éstos usualmente están ubicados en
terrenos altos, de modo que los daños raramente ocurren.
o Erosión de funciones, determinando grietas.
o Un estanque, si tiene gran parte de su cuba bajo el nivel del suelo.
Equipos de bombeo e instalaciones eléctricas.
Obras de toma, represas y construcciones ubicadas sobre el nivel del
suelo.
65
Represas y embalses.
En resumen, los principales efectos de las inundaciones que afectan a los
sistemas de abastecimiento de agua potable son:
Destrucción total o parcial de captaciones localizadas en ríos o
quebraduras.
Azolve y colmatasión de componentes por arrastre de sedimentos.
Pérdida de captación por cambio de cause del río.
Rotura de tubería expuestas en pasos de quebradas y ríos.
Rotura de tuberías de distribución y conexiones en áreas costeras
debido al embate de marejadas y en área vecinas a cauces de agua.
Contaminación de agua en las cuencas.
Daños de equipos de bombeo al entrar en contacto con el agua.
Deslizamientos Los deslizamientos de taludes ocurren de muchas maneras y aún persiste
cierto grado de incertidumbre en su predicción, rapidez de ocurrencia, y área
afectada.
Los principales factores que influyen en la clasificación de los
deslizamientos son:
Forma del movimiento
Forma de la superficie de falla
Coherencia de la masa fallada
Causa de la falla
Desplazamiento de la masa
Tipo de material
Tasa de movimiento.
66
Los efectos esperados con la ocurrencia de deslizamientos en zonas en donde
se encuentran ubicados los componentes de los sistemas de agua potable son:
Destrucción total o parcial de todas las obras en especial de captación
y conducción ubicados sobre o en la trayectoria principal de
deslizamientos activos, especialmente en terrenos montañosos
inestables con fuerte pendiente o en taludes muy inclinados o
susceptibles a deslizamientos.
Contaminación del agua en las áreas de captación superficial en las
zonas montañosas.
Erupciones volcánicas Los principales efectos de las erupciones volcánicas en los sistemas son:
Destrucción total de los componentes en las áreas de influencia directa
de los flujos, generalmente restringidas al cause de los drenajes que
nacen en el volcán.
Obstrucción de las obras de captación, tuberías de conducción por
caídas de cenizas.
Modificación de la calidad de agua en captación de agua superficial.
Destrucción de caminos de acceso a los componentes.
Sequías Los efectos esperados en los sistemas de abastecimiento de agua potable
son:
Pérdida o disminución del caudal de agua superficial o subterránea.
67
Racionamiento y suspensión del servicio.
Abandono del sistema.
7.3. Mitigación de desastres
7.3.1. Medidas de mitigación y emergencia
El complemento lógico y deseable de un estudio de análisis de
vulnerabilidad debe ser la ejecución de las necesarias medidas de prevención y
mitigación para corregir las debilidades encontradas.
Identificadas las medidas de mitigación afectarán lógicamente a los
elementos como los más vulnerables, ya sean aspectos operativos,
administrativos o físicos. Tendrán relación con el reforzamiento del sistema para
reducir el impacto de los fenómenos naturales, o con las previsiones necesarias
que el sistema deba realizar para reaccionar adecuadamente a una
emergencia.
7.3.2. Lineamientos para la elaboración y ejecución de un plan de mitigación de desastres
Garantizar el funcionamiento de los sistemas regulares de agua potable
con posterioridad de la ocurrencia de un desastre natural.
Reducir la vulnerabilidad
Ejecución de las medidas de mitigación
Garantizar la continuidad del servicio
1. Formulación de un equipo coordinador
2. Descripción del sistema de agua potable
3. Estimación de la amenaza
4. Evaluación preliminar de la vulnerabilidad
68
5. Selección de sistemas a ser analizados
6. Evaluación cuantitativa de los sistemas seleccionados
7. Priorización para proyectos de inversión
8. Diseño detallado para la intervención y gestión del financiamiento
9. Ejecución
69
70
CONCLUSIONES
1. La aldea Santa Irene carece de un adecuado abastecimiento de agua potable, lo que hace que sus habitantes estén expuestos a padecer una serie de enfermedades causadas por el consumo de agua contaminada.
2. Se considera que los beneficios que el proyecto dará son innumerables, por eso, tanto el gobierno central, municipalidad, entidades no gubernamentales y la población a beneficiar deben coordinarse y apoyar la ejecución y buen funcionamiento del proyecto.
3. Con el desarrollo de este proyecto la comunidad Santa Irene tendrá la
oportunidad de presentar un diseño formal, regido por
especificaciones que les permita gestionar ante las autoridades
municipales su posible ejecución.
4. Un sistema de distribución de agua potable con cantidades y
calidades adecuadas, provocará: disminución en gastos de medicinas
y consultas médicas para curar enfermedades de origen hídrico y, al
mismo tiempo, se genera un incremento en el valor de la tierra para
las personas que son propietarias, debido a la implementación de
servicios.
71
72
RECOMENDACIONES
1. De acuerdo a lo presentado, se deben de llevar a cabo
capacitaciones, charlas y conferencias, dirigidas al comité de
vecinos, y a los usuarios del sistema, con el objeto de introducir los
cambios necesarios para que el proyecto sea administrado y
operado de forma eficiente y eficaz.
2. El comité debe aplicar el programa de operación y mantenimiento
anteriormente descrito, para prevenir daños en el sistema y brindar
un buen servicio a la comunidad.
3. Para la disposición adecuada de las excretas se propone el uso de
letrinas.
4. Se deberán practicar controles de calidad del agua cada seis
meses como mínimo.
5. Se propone al comité de agua desarrollar las siguientes actividades:
Llevar un registro de todos los usuarios del servicio por sectores.
Velar porque los equipos y las instalaciones del sistema de agua
funcionen correctamente y velar por la calidad del servicio que se
presta.
Prevenir o reparar daños a los equipos e instalaciones del sistema.
73
74
BIBLIOGRAFÍA
1. Schwartz Guzmán Max Fernando. Diseño y estudio del sistema de agua potable en la aldea Barranca de Gálvez, del municipio de San Marcos, departamento de San Marcos. Tesis de graduación de ingeniero civil, facultad de ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala, 1995.
2. Alfaro Véliz, Luis Gregorio. Planificación y diseño de la red de agua potable para la aldea Los Cerritos, del municipio de Sansare, El Progreso. Trabajo de graduación de Ingeniero Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2,000. 90 pp.
3. Cartilla para la operación y mantenimiento de acueductos rurales. Unidad Ejecutora del Programa de Acueductos Rurales (UNEPAR) 1,980.
4. Juan Mauro Paxtor García, Diseño del Sistema de Abastecimiento
de Agua Potable para el caserío Nanhuitz, Aldea Yulhuitz 2, San Juan Ixcoy, Huehuetenango. Trabajo de graduación de Ingeniero Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala, Guatemala 2,000.
5. Mitigación de desastres en sistemas de agua y saneamiento.
www.cepis.ops-oms.org 6. Steel, E. W. Y Terence J McGhee. Abastecimiento de Agua y
Alcantarillado. España, Editorial Gustavo Gili S. A., 1,981.
75
76
APÉNDICE A Análisis de agua
77
78
APÉNDICE B Presupuesto
79
FECHA: AGOSTO DE 2005
1 CASETA DE CONTROL 1.00 U
MATERIALES LOCALESARENA DE RÍO 1.95 m³ 125.00 243.75PIEDRÍN 2.30 m³ 150.00 345.00MADERA 220.00 pt. 3.50 770.00LADRILLO TAYUYO DE 0.065 x 0.11 x 0.23 50.00 u 1.50 75.00TOTAL RENGLÓN 1,433.75
MATERIALES NO LOCALESCEMENTO 33.00 sacos 40.00 1,320.00HIERRO DE 1/4" 17.00 varilla 8.67 147.39HIERRO DE 3/8" 52.00 varilla 19.77 1,028.04HIERRO DE 1/2" 2.00 varilla 35.15 70.30ALAMBRE DE AMARRE 18.50 lb. 3.65 67.53CLAVO 6.00 lb. 3.70 22.20CAL HIDRATADA 0.50 bolsa 36.00 18.00BLOCK DE 0.15 x 0.20 x 0.40 175.00 u 2.25 393.75PUERTA DE METAL 1.00 u 400.00 400.00HEMBRA DE 1½" x 1/4" x 6" para abrazadera 3.00 u 4.00 12.00PERNO DE ANCLAJE DE 1/2" x 12" 6.00 u 6.00 36.00NIPLE PVC Ø 2" x 3 mts. Para bajada de agua pluvial 1.00 u 41.48 41.48ALAMBRE C-12 14.00 m 3.00 42.00POLIDUCTO Ø 1/2" 7.00 m 2.00 14.00POLIDUCTO Ø 1¼" 5.00 m 5.00 25.00ARMADURA DOBLE DE METAL 1.00 u 4.00 4.00INTERRUPTOR SENCILLO 1.00 u 6.00 6.00PLAFONERA 1.00 u 5.00 5.00BOMBILLA DE 60 WATTS 1.00 u 4.50 4.50CAJA RECTANGULAR 2.00 u 4.00 8.00CAJA OCTOGONAL 1.00 u 7.00 7.00TUBO GALVANIZADO Ø 1¼" Y ACCESORIOS DE ACOMETIDA 1.50 m 90.00 135.00CAJA SOCKET 1.00 u 8.00 8.00TABLERO DE FLIPONES 1.00 u 85.00 85.00CONTADOR 1.00 u 260.00 260.00TOTAL RENGLÓN 4,160.19
TOTAL DE MATERIALES 5,593.94
MANO DE OBRA NO CALIFICADA 450.00MANO DE OBRA CALIFICADA 2,270.00TRANSPORTE 880.00
TOTAL CASETA DE CONTROL 9,193.94
2 LÍNEA DE CONDUCCIÓN 847.65 MLMATERIALES NO LOCALESTUBERÍA HG Ø 6" 142.00 tubo 2,200.00 312,400.00CODO HG Ø 6" x 90° 1.00 u 330.00 330.00TOTAL DE MATERIALES 312,730.00
MANO DE OBRA NO CALIFICADA 1,563.65MANO DE OBRA CALIFICADA 4,065.46TRANSPORTE 9,381.90
TOTAL RENGLÓN DE LINEA DE CONDUCCIÓN 327,741.01
LISTADO DE MATERIALES
No. RENGLÓN/DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO
COSTO ( Q )
FACULTAD DE INGENIERÍAEJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADO
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
80
FECHA: AGOSTO DE 2005LISTADO DE MATERIALES
No. RENGLÓN/DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO
COSTO ( Q )
FACULTAD DE INGENIERÍAEJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADO
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
3 TANQUE DE DISTRIBUCIÓN 200m³ "Mamposteria" 1.00 U
MATERIAL LOCALARENA DE RÍO 126.65 m³ 125.00 15,831.25PIEDRA BOLA 184.10 m³ 100.00 18,410.00PIEDRÍN 20.65 m³ 150.00 3,097.50MADERA ( 123.24 m² ) 1326.00 p.t. 4.00 5,304.00PARALES DE 3" x 3" x10' 370.00 u 28.00 10,360.00TOTAL RENGLÓN 53,002.75
MATERIAL NO LOCALCEMENTO 1294.00 saco 40.00 51,760.00CAL HIDRATADA 127.00 bolsa 37.00 4,699.00ALAMBRE DE AMARRE 207.00 lb. 3.65 755.55CLAVO 70.00 lb. 3.70 259.00HIERRO No. 2 124.00 varilla 8.67 1,075.08HIERRO No. 3 354.00 varilla 19.77 6,998.58HIERRO No. 4 67.00 varilla 35.15 2,355.05HIERRO No. 5 5.00 varilla 54.92 274.60CANDADO 6.00 u 100.00 600.00BISAGRAS DE 3" 8.00 u 15.00 120.00TAPADERA METALICA 4.00 u 350.00 1,400.00CODO Ø 3" x 90º PVC 16.00 u 75.68 1,210.88TUBERIA 3" , C-160 PVC 1.00 tubo 281.13 281.13ADAPTADOR MACHO PVC DE 3" 4.00 u 37.11 148.44CODO PVC Ø 3" x 90º drenaje + desagüe 6.00 u 75.68 454.08CODO PVC Ø 8" x 90º 2.00 u 1,311.43 2,622.86PICHACHA PVC Ø 8" 1.00 u 898.50 898.50TEE PVC Ø 3" drenaje + desagüe 2.00 u 82.68 165.36TUBERIA Ø 3" PVC C-125 drenaje + desagüe 2.00 tubo 226.72 453.44VÁLVULA DE COMPUERTA Ø 3" Br. 2.00 u 653.00 1,306.00VÁLVULA DE COMPUERTA Ø 8" HF 2.00 u 6,000.00 12,000.00VÁLVULA DE PILA Ø 3" Br. 2.00 u 75.00 150.00TOTAL RENGLÓN 89,987.55
TOTAL DE MATERIALES 142,990.30
MANO DE OBRA NO CALIFICADA 2,500.00MANO DE OBRA CALIFICADA 53,333.00TRANSPORTE 21,000.00
COSTO DE TANQUE DE 200 M³ 219,823.30
81
FECHA: AGOSTO DE 2005LISTADO DE MATERIALES
No. RENGLÓN/DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO
COSTO ( Q )
FACULTAD DE INGENIERÍAEJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADO
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
4 RED DE DISTRIBUCIÓN 9,804.00 ML.
MATERIALES NO LOCALESCEMENTO SOLVENTE 4.00 galon 443.81 1,775.24CODO PVC Ø 1" x 45º 4.00 u 6.16 24.64CODO PVC Ø 1" x 45º 1.00 u 7.90 7.90CODO PVC Ø 1¼" x 45º 1.00 u 10.24 10.24CODO PVC Ø 2" x 45º 1.00 u 16.75 16.75CODO PVC Ø 1¼" x 90º 1.00 u 8.31 8.31CODO PVC Ø 3" x 90º 1.00 u 75.68 75.68CRUZ PVC Ø 2½" 1.00 u 178.62 178.62REDUCIDOR PVC Ø 1¼" x 3/4" 3.00 u 6.16 18.48REDUCIDOR PVC Ø 1¼" x 1" 1.00 u 6.16 6.16REDUCIDOR PVC Ø 1½" x 3/4" 1.00 u 6.31 6.31REDUCIDOR PVC Ø 1½" x 1" 1.00 u 6.31 6.31REDUCIDOR PVC Ø 2" x 3/4" 2.00 u 10.63 21.26REDUCIDOR PVC Ø 2" x 1" 1.00 u 10.63 10.63REDUCIDOR PVC Ø 2" x 1¼" 2.00 u 10.63 21.26REDUCIDOR PVC Ø 2½" x 1" 2.00 u 31.87 63.74REDUCIDOR PVC Ø 2½" x 1¼" 1.00 u 31.87 31.87REDUCIDOR PVC Ø 2½" x 2" 2.00 u 31.87 63.74REDUCIDOR PVC Ø 3" x 3/4" 1.00 u 50.24 50.24REDUCIDOR PVC Ø 3" x 1¼" 1.00 u 50.24 50.24REDUCIDOR PVC Ø 3" x 1½" 1.00 u 50.24 50.24REDUCIDOR PVC Ø 3" x 2" 1.00 u 50.24 50.24REDUCIDOR PVC Ø 3" x 2½" 1.00 u 50.24 50.24REDUCIDOR PVC Ø 4" x 1½" 1.00 u 83.14 83.14REDUCIDOR PVC Ø 4" x 3" 1.00 u 79.94 79.94REDUCIDOR PVC Ø 6" x 2" 1.00 u 257.34 257.34REDUCIDOR PVC Ø 6" x 4" 1.00 u 245.64 245.64REDUCIDOR PVC Ø 8" x 3" 1.00 u 892.86 892.86REDUCIDOR PVC Ø 8" x 6" 1.00 u 863.14 863.14TAPON HEMBRA PVC Ø 3/4" 6.00 u 2.23 13.38TAPON HEMBRA PVC Ø 1" 5.00 u 3.71 18.55TAPON HEMBRA PVC Ø 1¼" 2.00 u 5.28 10.56TAPON HEMBRA PVC Ø 1½" 1.00 u 6.31 6.31TAPON HEMBRA PVC Ø 3" 1.00 u 46.36 46.36TEE PVC Ø 1¼" 2.00 u 9.94 19.88TEE PVC Ø 1½" 1.00 u 12.18 12.18TEE PVC Ø 2" 3.00 u 16.37 49.11TEE PVC Ø 2½" 1.00 u 64.98 64.98TEE PVC Ø 3" 4.00 u 82.68 330.72TEE PVC Ø 4" 1.00 u 137.64 137.64TEE PVC Ø 6" 1.00 u 798.99 798.99TEE PVC Ø 8" 1.00 u 1,523.04 1,523.04TUBERÍA PVC Ø 1" C-160 245.00 tubo 37.85 9,273.25TUBERÍA PVC Ø 1" C-160 410.00 tubo 46.51 19,069.10TUBERÍA PVC Ø 1¼" C-160 189.00 tubo 63.10 11,925.90TUBERÍA PVC Ø 1½" C-160 112.00 tubo 82.43 9,232.16TUBERÍA PVC Ø 2" C-160 218.00 tubo 128.44 27,999.92TUBERÍA PVC Ø 2½" C-160 102.00 tubo 188.24 19,200.48- 233.00 tubo 281.13 65,503.29TUBERÍA PVC Ø 4" C-160 68.00 tubo 463.28 31,503.04TUBERÍA PVC Ø 6" C-160 20.00 tubo 1,002.58 20,051.60TUBERÍA PVC Ø 8" C-160 37.00 tubo 1,699.38 62,877.06TOTAL RENGLÓN 284,687.90
TOTAL DE MATERIALES 284,687.90
MANO DE OBRA NO CALIFICADA 79,950.00MANO DE OBRA CALIFICADA 7,500.00TRANSPORTE 3,600.00
TOTAL RENGLÓN DE RED DE DISTRIBUCIÓN 375,737.90
82
FECHA: AGOSTO DE 2005LISTADO DE MATERIALES
No. RENGLÓN/DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO
COSTO ( Q )
FACULTAD DE INGENIERÍAEJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADO
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
5 CONEXIONES DOMICILIARES 400.00 U 130,356.77
MATERIALES LOCALESARENA DE RÍO 4.00 m³ 125.00 500.00PIEDRÍN 6.00 m³ 150.00 900.00MADERA 600.00 pt. 3.50 2,100.00TOTAL RENGLÓN 3,500.00
MATERIALES NO LOCALESCEMENTO 80.00 sacos 40.00 3,200.00CLAVO 40.00 lb. 3.70 148.00ADAPTADOR MACHO PVC Ø 1/2" 800.00 u 1.28 1,024.00CEMENTO SOLVENTE 2.00 galon 443.81 887.62CODO PVC Ø 1/2" x 90º roscado 400.00 u 2.84 1,136.00CODO HG Ø 1/2" x 90º 400.00 u 6.18 2,472.00COPLA HG Ø 1/2" 400.00 u 6.24 2,496.00LLAVE DE PASO Ø 1/2" 400.00 u 32.50 13,000.00LLAVE DE CHORRO Ø 1/2" Br. 400.00 u 22.50 9,000.00NIPLE HG. Ø 1/2" x 1.50 mts. 400.00 u 29.90 11,960.00NIPLE HG. Ø 1/2" x 0.2 mts. 400.00 u 10.20 4,080.00TEE REDUCIDORA PVC Ø 3/4" x 1/2" 85.00 u 6.18 525.30TEE REDUCIDORA PVC Ø 1" x 1/2" 80.00 u 11.99 959.20TEE REDUCIDORA PVC Ø 1¼" x 1/2" 40.00 u 17.00 680.00TEE REDUCIDORA PVC Ø 1½" x 1/2" 35.00 u 22.57 789.95TEE REDUCIDORA PVC Ø 2" x 1/2" 45.00 u 29.77 1,339.65TEE REDUCIDORA PVC Ø 2½" x 1/2" 40.00 u 81.35 3,254.00TEE REDUCIDORA PVC Ø 3" x 1/2" 50.00 u 100.31 5,015.50TEE REDUCIDORA PVC Ø 4" x 1/2" 15.00 u 178.41 2,676.15TEE REDUCIDORA PVC Ø 6" x 1/2" 10.00 u 257.34 2,573.40TUBERIA PVC Ø 1/2" C-315 2000.00 tubo 29.82 59,640.00TOTAL RENGLÓN 126,856.77
TOTAL DE MATERIALES 130,356.77
MANO DE OBRA NO CALIFICADA 76,056.41MANO DE OBRA CALIFICADA 12,000.00TRANSPORTE 2,400.00
TOTAL RENGLÓN DE CONEXIONES DOMICILIARES 220,813.18
83
FECHA: AGOSTO DE 2005LISTADO DE MATERIALES
No. RENGLÓN/DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO
COSTO ( Q )
FACULTAD DE INGENIERÍAEJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADO
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
6 EQUIPO DE BOMBEO U
MATERIALES NO LOCALESBOMBA SUMERGIBLE BERKELEY 12 ETAPAS 1.00 u 22,826.00 22,826.00MOTOR SUMERGIBLE FRANKLIN 40HP 460V 3F S04 1.00 u 21,069.00 21,069.00NIPLE GALVANIZADO 3´´ X 4´´ 1.00 u 85.90 85.90RED. CAMPANA HG 4´´ X 3´´ 1.00 u 328.83 328.83CHEQUE SIMMONS DE 4´´ H.F. 1.00 u 1,848.00 1,848.00 TUBO GALVANIZADO TIPO MEDIANO 4´´ 25.00 u 1,327.45 33,186.25CABLE SUMERGIBLE # 4/3 530.00 pie 21.17 11,220.10CABLE SUMERGIBLE # 14/3 530.00 pie 3.43 1,817.90CABLE LINEA DE AIRE 1/4´´ 530.00 pie 1.02 540.60ACCESORIOS PARA EMPALME GALVANIZADO 5.00 u 75.00 375.00SELLO SANITARIO 8´´ X 4´´ 1.00 u 248.00 248.00FLIP-ON 3X100 AMP 1.00 u 720.30 720.30BASE FLIP-ON TRIPLE S-D 1.00 u 249.80 249.80CONTACTOR FURNAS 3X 60 460 V 1.00 u 718.00 718.00SUBMONITOR PREMIUM 600V 3F 1.00 u 4,985.00 4,985.00FLIP-ON MANDO 2X5 AMP 1.00 u 133.00 133.00TRNSFORMADOR SECO 100VA 1.00 u 693.00 693.00PARARRAYOS C.H. 600V 1.00 u 6,455.00 6,455.00BOTONERA C.H. 1.00 u 228.00 228.00ELECTRODO ACERO INOXIDABLE CON FORRO 1.00 u 333.00 333.00UNION UNIVERSAL GALVANIZADA 4´´ 1.00 u 609.57 609.57REDUCIDOR DE CAMPANA HG 6´´ X 4´´ 1.00 u 1,809.53 1,809.53COLLARIN SOPORTE 4´´ H.F. 1.00 u 392.00 392.00ACCESORIOS MENORES INSTALACION EQUIPO 30.00 u 100.00 3,000.00TOTAL RENGLÓN 113,871.78
TOTAL DE MATERIALES 113,871.78
MANO DE OBRA NO CALIFICADA 2,900.00MANO DE OBRA CALIFICADA 1,958.00TRANSPORTE 8,454.00
TOTAL RENGLÓN DE EQUIPO DE BOMBEO 127,183.78
84
No. RENGLÓN CANTIDAD UNIDAD COMUNIDAD FUENTE FINANCIAMIENTO TOTALQ. Q. Q.
1 CASETA DE CONTROL 1 U 450.00 8,743.94 9,193.942 LÍNEA DE CONDUCCIÓN 848 U 1,563.65 326,177.36 327,741.013 TANQUE DE DISTRIBUCIÓN 200m³ "Mamposteria" 1 U 2,500.00 217,323.30 219,823.304 RED DE DISTRIBUCIÓN 9804 ML. 79,950.00 295,787.90 375,737.905 CONEXIONES DOMICILIARES 400 U 76,056.41 144,756.77 220,813.186 EQUIPO DE BOMBEO 1 U 2,900.00 124,283.78 127,183.78
COSTO DIRECTO 163,420.06 1,117,073.05 1,280,493.11
EQUIPO Y HERRAMIENTA ( 3% ) 38,414.79SUPERVISIÓN TÉCNICA ( 15% ) 192,073.97IMPREVISTOS ( 15% ) 192,073.97
COSTOS INDIRECTOS 422,562.72
TOTAL DEL PROYECTO 1,703,055.83
NOTAS:1 El aporte de la comunidad lo constituye la mano de obra no calificada.2 El aporte de la fuente de financiamiento lo constituyen los materiales locales, no locales, la mano de obra calificada, el transporte, el equipo y herramienta.3 El costo total del proyecto lo constituye la el costo directo y el costo indirecto4 Los costos indirectos se definiran de la siguiente manera:
Administración 10%Imprevistos 10%Utilidad 20%
PRESUPUESTO POR RENGLONES
EJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADOFACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
85
#¡REF!No. RENGLÓN COMUNIDAD FUENTE FINANCIAMIENTO TOTAL
Q. Q. Q.
1 MANO DE OBRA CALIFICADA 81,126.46 81,126.462 MANO DE OBRA NO CALIFICADA 163,420.06 163,420.063 MATERIALES NO LOCALES 932,294.19 932,294.194 MATERIALES LOCALES 57,936.50 57,936.505 TRANSPORTE 45,715.90 45,715.90
COSTOS DIRECTOS 163,420.06 1,117,073.05 1,280,493.11
EQUIPO Y HERRAMIENTA ( 3% ) 38,414.79SUPERVISIÓN TÉCNICA ( 15% ) 192,073.97IMPREVISTOS ( 15% ) 192,073.97
COSTOS INDIRECTOS 422,562.72
TOTAL DEL PROYECTO 1,703,055.83
NOTAS:1 El aporte de la comunidad lo constituye la mano de obra no calificada.2 El aporte de la fuente de financiamiento lo constituyen los materiales locales, no locales, la mano de obra calificada, el transporte, el equipo y herramienta.3 El costo total del proyecto lo constituye la el costo directo y el costo indirecto4 Los costos indirectos se definiran de la siguiente manera:
Administración 10%Imprevistos 10%Utilidad 20%
PRESUPUESTO POR COMPONENTE Y FUENTE DE FINANCIAMIENTO
EJERCICIO PROFESIONAL SUPERVISADOFACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO DE AGUA POTABLEALDEA SANTA IRENE, SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ, SAN MARCOS
86
APÉNDICE C Perfil del pozo
87
88
ANEXO 1 Cálculo hidráulico de la red de distribución
89
MEMORIA DE CÁLCULOPROYECTO: INTRODUCCIÓN AGUA POTABLE POR BOMBEO ALDEA SANTA IRENEMUNICIPIO: SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZDEPARTAMENTO: SAN MARCOSELABORÓ: JOSÉ BAUDILIO OLIVA Qc = 7.75 Lts/Seg Qd = 12.92 Lts/Seg
Est. P.O. Cota Inicial (mt)
Cota Final (mt)
Caudal (lts/seg)
Longitud (mt)
Coe. Rug.(C)
Diametro (plg) Hf (mt) Altura
(mt) Cota P.I. Cota P.F. Presión estática
Presión dinámica
Velocidad (m/seg)
Presión PSI TIPO
T.D. 1031.472 0T.D. 5 1031.472 1016.454 12.92 221.770 150 8 0.166 15.018 1031.472 1031.306 15.018 14.852 3.569 160.00 PVC
5 37 1016.454 1025.790 1.324 236.170 150 3 0.310 -9.336 1031.306 1030.996 15.516 15.206 1.418 160.00 PVC37 39 1025.790 1022.89 0.323 79.93 150 1.5 0.225 2.900 1030.996 1030.771 18.106 17.881 0.856 160.00 PVC37 45 1025.79 1018.080 0.388 408.87 150 1.25 3.924 7.710 1030.996 1027.072 12.916 8.992 0.646 160.00 PVC5 4 1016.454 1012.95 11.402 115.85 150 6 0.279 3.504 1031.306 1031.027 18.356 18.077 1.969 160.00 PVC4 9 1012.950 1005.794 3.069 156.01 150 2 6.977 7.156 1031.027 1024.050 25.233 18.256 1.166 160.00 PVC9 46 1005.794 1002.690 0.226 157.56 150 1 1.655 3.104 1024.050 1022.395 21.360 19.705 0.581 160.00 PVC9 10.1 1005.794 984.760 2.649 192.46 150 2.5 2.211 21.034 1024.050 1021.838 39.290 37.078 2.088 160.00 PVC
10.1 13 984.760 1002.620 2.390 243.11 150 2.5 2.310 -17.860 1021.838 1019.528 19.218 16.908 1.712 160.00 PVC13 27 1002.620 968.41 0.549 583.76 150 1 31.646 34.210 1019.528 987.882 51.118 19.472 0.830 160.00 PVC13 18 1002.620 1006.230 0.581 224.58 150 2 0.463 -3.610 1019.528 1019.066 13.298 12.836 0.690 160.00 PVC18 20 1006.230 999.400 0.065 93.64 150 1 0.097 6.830 1019.066 1018.672 19.666 19.272 0.926 160.00 PVC18 21 1006.230 1010.480 0.194 124.85 150 1 0.986 -4.250 1019.066 1018.080 18.586 17.600 0.633 160.00 PVC18 100 1006.230 1006.790 0.258 225.29 150 1 3.028 -0.560 1019.066 1016.037 12.276 9.247 0.171 160.00 PVC100 102 1006.790 971.900 0.258 233.55 150 1 3.139 34.890 1016.037 1012.898 44.137 40.998 1.325 160.00 PVC102 101 971.900 992.520 0.258 87.95 150 1 1.182 -20.620 1012.898 1011.715 20.378 19.195 1.660 160.00 PVC13 30 1002.620 979.670 0.807 255.73 150 1.25 9.543 22.950 1019.528 1009.986 39.858 30.316 1.192 160.00 PVC30 34 979.670 953.350 0.323 298.77 150 1 6.069 26.320 1009.986 1003.917 56.636 50.567 1.018 160.00 PVC30 31 979.670 996.160 0.291 141.24 150 1 2.359 -16.490 1009.986 1007.627 13.826 11.467 1.172 160.00 PVC4 0 1012.950 1000.000 8.334 404.09 150 4 3.924 12.950 1031.027 1027.103 31.027 27.103 1.547 160.00 PVC0 48 1000.000 977.550 1.518 176.07 150 1.5 8.695 22.450 1027.103 1018.408 49.553 40.858 1.604 160.00 PVC48 49 977.550 987.120 1.454 70.51 150 1.5 3.213 -9.570 1018.408 1015.195 31.288 28.075 1.655 160.00 PVC49 53 987.120 989.270 1.195 336.14 150 1.5 10.663 -2.150 1015.195 1004.532 25.925 15.262 0.359 160.00 PVC53 54 989.270 985.740 0.226 50.79 150 1 0.533 3.530 1004.532 1003.999 18.792 18.259 0.904 160.00 PVC53 57 989.270 981.120 0.355 173.34 150 1 4.200 8.150 1004.532 1000.332 23.412 19.212 0.744 160.00 PVC0 59 1000.000 997.950 6.816 107 150 3 2.907 2.050 1027.103 1024.196 29.153 26.246 0.987 160.00 PVC59 61 997.950 999.490 6.816 20.39 150 3 0.554 -1.540 1024.196 1023.641 24.706 24.151 1.960 160.00 PVC61 60 999.490 999.510 0.678 187.09 150 1.25 5.058 -0.020 1023.641 1018.584 24.131 19.074 0.610 160.00 PVC61 62 999.490 1001.400 6.137 140.91 150 3 3.154 -1.910 1023.641 1020.488 22.241 19.088 0.830 160.00 PVC62 64 1001.400 998.760 5.588 165.2 150 3 3.109 2.640 1020.488 1017.379 21.728 18.619 0.902 160.00 PVC64 94 998.760 981.200 1.389 576.47 150 2 5.949 17.560 1017.379 1011.430 36.179 30.230 0.950 160.00 PVC94 97 981.200 976.270 0.291 197.64 150 1 3.304 4.930 1011.430 1008.126 35.160 31.856 0.542 160.00 PVC94 98 981.200 989.270 0.194 534.46 150 1 4.219 -8.070 1011.430 1007.210 22.160 17.940 0.621 160.00 PVC64 65 998.760 998.150 3.747 151.2 150 3 1.358 0.610 1017.379 1016.020 19.229 17.870 0.653 160.00 PVC65 66 998.150 1003.110 0.162 105.32 150 1 0.593 -4.960 1016.020 1015.427 12.910 12.317 0.744 160.00 PVC65 68 998.150 998.640 3.133 165 150 2.5 2.587 -0.490 1016.020 1013.433 17.380 14.793 0.844 160.00 PVC68 89 998.640 991.570 0.291 365.9 150 1 6.116 7.070 1013.433 1007.317 21.863 15.747 0.477 160.00 PVC68 74 998.640 989.420 2.843 342.46 150 2 13.296 9.220 1013.433 1000.137 24.013 10.717 0.893 160.00 PVC74 83 989.420 980.950 0.646 304.47 150 1.25 7.521 8.470 1000.137 992.616 19.187 11.666 0.664 160.00 PVC83 86 980.950 947.870 0.129 546.63 150 1 2.038 33.080 992.616 990.578 44.746 42.708 0.844 160.00 PVC74 77 989.420 969.770 1.260 160.71 150 1.25 13.662 19.650 1000.137 986.475 30.367 16.705 1.391 160.00 PVC77 80 969.770 970.720 0.452 215.58 150 1.25 2.753 -0.950 986.475 983.722 15.755 13.002 0.664 160.00 PVC77 81 969.770 971.330 0.808 167.57 150 1.25 6.259 -1.560 986.475 980.216 15.145 8.886 0.884 160.00 PVC
DISEÑO HIDRÁULICO
90
ANEXO 2 Matriz de identificación de impactos ambientales
91
COMUNIDAD: ALDEA SANTA IRENE MUNICIPIO: SAN ANTONIO SACATEPÉQUEZ DEPARTAMENTO: SAN MARCOS
FLORA
MO
RFO
LOG
ÍA
USO
PO
TEN
CIA
L
CO
MPA
CTA
CIÓ
N
SU
PER
FIC
IAL
SU
BTE
RR
ÁN
EA
AIR
E
RU
IDO
MIC
RO
MA
CR
O
SIT
IOS
AR
QU
EOLÓ
G.
BEL
LEZA
ESC
ÉNIC
A
MA
NO
DE
OB
RA
IN
FRA
ESTR
UC
TUR
A
CO
MER
CIO
Localización y análisis del sitio -,B,T,D,Rc +,B,T,DLimpieza y desmonte -,B,T,D,Rc +,B,T,DAcarreo de materiales -,B,T,D,Rc -,B,T,D,Rc -,B,T,D,RcCortes y rellenos -,B,T,D,Rc -,B,T,D,Rc -,B,T,D,Rc +,B,T,DExplotación de bancos de materiales -,B,T,D,RcAlteración al drenaje naturalEstructura de concreto/mampostería -,B,T,D,Rc -,B,T,D,Rc -,B,T,D,Rc +,B,T,DRemoción de derrumbesUso de maquinariaDisposición final de desechos +,A,T,D +,A,T,DSuministro de agua -,B,T,D,Rc +,A,T,D +,M,T,DSistema de AlmacenajeTransporte de materiales -,B,T,D,Rc -,B,T,D,Rc +,B,T,DAprovechamiento de la floraAprovechamiento de la faunaPreparación y mezcla de materialesAbandono
CARACTERÍSTICANaturaleza del impactoIndicadorDuraciónTipo de impactoRecuperación del impacto
MEDIO MEDIO
MATRIZ PARA LA IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES
MEDIO ABIOTICO MEDIO BIÓTICO
SIMBOLOGÍA A UTILIZAR
CULTURAL SOCIOECONÓMICOSUELO AGUA ATMÓSFERA FAUNA
( + ) , ( - )SIGNIFICADO
POSITIVO , NEGATIVO( B ) , ( M ) , ( A )
SÍMBOLO
( T ) , ( P )( D ) , ( I )
( Rc ) , ( Ic )
BAJO , MEDIO , ALTOTEMPORAL , PERMANENTEDIRECTO , INDIRECTORECUPERABLE , IRRECUPERABLE
92
ANEXO 3 Planos de diseño
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102