Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniera Escuela de Ingeniera Civil DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LA ALDEA SAN RAFAEL EL ARADO Y DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE PARA LA ALDEA LAS FLORES, MUNICIPIO DE SUMPANGO, SACATEPQUEZ Ana Luca JurezMrida Asesorado por el Ing. Juan Merck Cos Guatemala, febrero de 2007 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERA DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LA ALDEA SAN RAFAEL EL ARADO Y DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE PARA LA ALDEA LAS FLORES, MUNICIPIO DE SUMPANGO, SACATEPQUEZ TRABAJO DE GRADUACIN PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERA POR ANA LUCA JUREZ MRIDA ASESORADO POREL ING. JUAN MERCK COS AL CONFERRSELE EL TTULO DE INGENIERA CIVIL GUATEMALA,FEBRERO DE 2007 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERA NMINA DE JUNTA DIRECTIVA DECANOIng. Murphy Olympo Paiz Recinos VOCAL IInga. Glenda Patricia Garca Soria VOCAL IIInga. Alba Maritza Guerrero de LpezVOCAL IIIIng. Miguel ngel Dvila Caldern VOCAL IVBr. Kenneth Issur Estrada RuizVOCAL VBr. Elisa Yazminda Vides LeivaSECRETARIAInga. Marcia Ivonne Vliz Vargas TRIBUNALQUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos EXAMINADORIng. Oswaldo Romeo Escobar lvarez EXAMINADORIng. Pedro Antonio Aguilar Polanco EXAMINADORIng. Juan Merck Cos SECRETARIAInga. Marcia Ivonne Vliz Vargas HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR CumpliendoconlospreceptosqueestablecelaleydelaUniversidaddeSan CarlosdeGuatemala,presentoasuconsideracinmitrabajodegraduacin titulado: DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LA ALDEA SAN RAFAEL EL ARADO Y DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE PARA LA ALDEA LAS FLORES, MUNICIPIO DE SUMPANGO, SACATEPQUEZ, tema que me fuera asignado por la Direccin de la Escuela de Ingeniera Civil, con fecha 9 de febrero de 2006. Ana Luca Jurez Mrida AGRADECIMIENTOS A: Dios nuestro Seor:Porlasbendicionesygraciasotorgadaspara alcanzar otra meta en la vida. Nuestra Madre Santsima:Porestarsiempreamilado,tendersumano amorosa y ser resguardo en las dificultades. Mis paps:HildayLeonel,porlosvaloresyvirtudes forjadas,losesfuerzosyelejemplodelucha constante, que empiezan a reflejarse hoy. Mis hermanos:Davidyngel,porsermotivodeuna bsqueda constante de crecimiento. Mis abuelos:Hilda,Edgar,ConsueloyArnoldo;porsus consejos, apoyo y cario inagotables.

Mi familia y amigos:Porlosmomentosyayudabrindadaatravs de mi vida. La Universidad de San Carlos: Porloscimientosprofesionalesotorgados, graciasaloscatedrticosquecolaboraronen mi formacin, especialmente al Ing. Merck. A los que se fueron antes de verme llegar a este da, pero confiaron y creyeron en m, s que donde estn me acompaan, gracias. INDICE GENERAL NDICE DE ILUSTRACIONESV RESUMENVII OBJETIVOS IX INTRODUCCINXI 1FASE DE INVESTIGACIN 1.1Monografa de la aldea San Rafael El Arado y Las Flores 1.1.1Aspectos generales1 1.1.2Antecedentes histricos 1 1.1.3Localizacin1 1.1.4Lmites y extensin2 1.1.5Situacin demogrfica3 1.1.6Clima3 1.1.7Vas de acceso3 1.1.8Servicios pblicos4 1.1.9Aspectos econmicos y actividades productivas4 1.1.10 Comercio y turismo4 1.2Investigacin diagnstica acerca de las necesidades de serviciosbsicos einfraestructura delasaldeas San Rafael El Arado y Las Flores 1.2.1Descripcin de las necesidades5 1.2.2Priorizacin de las necesidades6 2FASE DE SERVICIO TCNICO PROFESIONAL 2.1Diseo del sistema de alcantarillado sanitario para la aldea San Rafael El Arado II2.1.1Descripcin del proyecto7 2.1.2Levantamiento topogrfico7 2.1.2.1Altimetra7 2.1.2.2Planimetra8 2.1.3Perodo de diseo8 2.1.3.1Clculo de la poblacin futura8 2.1.4Generalidades del sistema de alcantarillado9 2.1.5Consideraciones de diseo9 2.1.6Clculo de caudales 9 2.1.6.1Caudal sanitario9 2.1.6.1.1 Dotacin9 2.1.6.1.2 Caudal domiciliar10 2.1.6.1.3 Caudal de conexiones ilcitas10 2.1.6.1.4 Caudal de infiltracin10 2.1.6.1.5 Caudal comercial11 2.1.6.1.6 Caudal industrial11 2.1.6.2Factor de caudal medio11 2.1.6.3Factor de flujo instantneo11 2.1.6.4Caudal de diseo12 2.1.7Determinacin de la ruta12 2.1.8Pendiente de tuberas12 2.1.9Velocidad de diseo13 2.1.10 Frmula de Manning13 2.1.11 Clculo de cotas invert14 2.1.12 Dimetros de tubera14 2.1.13 Pozos de visita14 2.1.13.1 Especificaciones para pozos de visita15 2.1.14 Conexiones domiciliares 15 2.1.15 Tubera15 III2.1.16 Clculo hidrulico para tramo PV2 a PV315 2.1.17 Tratamiento de aguas servidas 24 2.1.18 Programa de operacin y mantenimiento24 2.1.19 Propuesta de tarifa24 2.1.20 Planos y detalles25 2.1.21 Presupuesto25 2.1.22 Cronograma de ejecucin26 2.1.23 Evaluacin de Impacto Ambiental28 2.1.24 Evaluacin socio-econmica29 2.1.24.1 Valor Presente Neto29 2.1.24.2 Tasa Interna de Retorno30 2.2Diseo del sistema de abastecimiento de agua potable para la aldea Las Flores 2.2.1Descripcin del proyecto31 2.2.2Localizacin de fuentes de abastecimiento31 2.2.3Aforo de las fuentes32 2.2.4Calidad del agua32 2.2.4.1Anlisis fsico-qumico sanitario32 2.2.4.2Anlisis bacteriolgico 33 2.2.5Levantamiento topogrfico33 2.2.6Criterios de diseo33 2.2.6.1Perodo de diseo33 2.2.6.2Estimacin de la poblacin de diseo33 2.2.6.3Dotacin 34 2.2.7Determinacin de caudales34 2.2.7.1Caudal medio diario34 2.2.7.2Caudal diario mximo34 2.2.7.3Caudalhorario mximo34 IV2.2.7.4Caudal de vivienda35 2.2.7.5Caudal instantneo35 2.2.8Parmetros de diseo35 2.2.9Componentes del sistema35 2.2.9.1Captacin35 2.2.9.2Lnea de conduccin36 2.2.9.3Tanque de distribucin41 2.2.9.4Red de distribucin53 2.2.9.5Obras hidrulicas61 2.2.10 Sistema de desinfeccin 62 2.2.11 Programa de operacin y mantenimiento63 2.2.12 Propuesta de tarifa64 2.2.13 Planos y detalles66 2.2.14 Presupuesto66 2.2.15 Cronograma68 2.2.16 Evaluacin de impacto ambiental69 2.2.17 Evaluacin socio-econmica70 2.2.17.1 Valor Presente Neto70 2.2.17.2 Tasa Interna de Retorno71 CONCLUSIONES73 RECOMENDACIONES75 BIBLIOGRAFA77 APNDICE79 V NDICE DE ILUSTRACIONES FIGURAS 1Localizacin de aldeas San Rafael El Arado y Las Flores2 2Perfil de lnea de conduccin40 3 Momentos actuantes en losa 143 4 Momentos actuantes (kg*m) en losa de tanque de distribucin43 5 Elevacin de muro perimetral47 6reas tributarias para los muros perimetrales47 7Elevacin de muro intermedio51 8rea tributaria para el muro intermedio51 9Anlisis fsico qumico sanitario81 10Examen bacteriolgico83 TABLAS I Clculo hidrulico de alcantarillado sanitario18 IIPrograma de mantenimiento del sistema24 IIIPresupuesto del sistema de alcantarillado sanitario26 IVCronograma para ejecucin de alcantarillado sanitario27 VEvaluacin de impacto ambiental para alcantarillado28 VIFactores de accesorios en lnea de conduccin39 VIIComparacin de costos, segn dimetro de tubera41 VIIIMomento que produce el peso propio del muro perimetral47 IXClculo del momento que produce el peso del muro Intermedio51 VIXCaudales en tramos de red de distribucin55 XIIteraciones del mtodo de Hardy Cross 58 XIIPrdidas y velocidades con dimetros propuestos58 XIIIClculo de cota piezomtrica y presiones59 XIV Presiones finales en ramales abiertos60 XV Programa de operacin y mantenimiento63 XVIPresupuesto del sistema de abastecimiento de agua potable67 XVIICronograma para ejecucin de abastecimiento de agua potable68 XVIIIEvaluacin de Impacto Ambiental69 VIIRESUMEN Elpresentetrabajodegraduacincontieneeldiseodelosproyectos: sistema de alcantarillado sanitario para la aldea San Rafael El Arado ysistema deabastecimientodeaguapotableparalaaldeaLasFlores,ambosdelmunicipiodeSumpango,Sacatepquez,comounaportedelprogramadel EjercicioProfesionalSupervisado(E.P.S.)delaFacultaddeIngenieradela Universidad de San Carlos de Guatemala. LasaguasservidasdelapoblacindelaaldeadeSanRafaelElArado, carecendeunmedioderecoleccinsanitariosiendoevacuadas superficialmente,porloqueexisteunafuentepermanentedeinfecciones.Se proponeunsistemadealcantarilladosanitarioconelcual,sereliminadala situacinanteriormentedescrita;esteproyectocontemplaunperodode ejecucinde8meses,conuncostodeQ2,742,985.00;elvalorpresenteneto del proyecto es Q.218,550.08, obteniendo una relacin de costo-beneficio igual aQ.622.86 por habitante. Eldiseodelsistemadeabastecimientodeaguapotable,nacedela carenciadellquidoenlaaldeaLasFlores;paraelmismosetomaronen consideracin,factorestalescomo;dotacin,perododediseo,poblacin, presionesmximasymnimas,desinfeccin,circuitoscerradosyabiertos.El costo de ejecucin del mismo asciende a Q1,649,254.00, para ser ejecutado en seismeses;conunvalorpresentenetodeQ.898,087.99,sinembargoella relacin de costo-beneficio del mismo ser de Q.164.59 por habitante. VIII IXOBJETIVOS SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO General -Disearunsistemadealcantarilladoquecubralasnecesidadesdela poblacin, proporcionando un ambiente sanitariamente seguro. Especficos 1.Proveerdeunsistemaconlacapacidadsuficientepararecaudar, transportarydisponerlasaguasresidualesdelapoblacin,tanto presente como futura. 2.Proponerunsistemadetratamientoeconmicamentefactibleparalas aguas servidas. 3.Realizarunanlisissocioeconmicoyambientaldelaimplementacin del proyecto. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE General -Disearunsistemadeabastecimientodeaguapotablequesuplalas necesidades de la poblacin. Especficos 1.Satisfacerlademandaactualyfuturadeaguapotablequerequierela poblacin de la aldea Las Flores. 2.Evitar enfermedades gastrointestinales que pueda sufrir la poblacin por abastecerse de fuentes inadecuadas. X XIINTRODUCCIN Por medio del Ejercicio Profesional Supervisado ha sido posible establecer la situacin actual de las aldeas del municipio de Sumpango, determinando sus carencias y priorizando el orden en que sern suplidas las necesidades. El presente trabajo est enfocado en el planteamiento de soluciones tanto tcnicascomoeconmicasyambientalmentefactibles,describiendoeldiseo delossistemasdealcantarilladosanitarioyabastecimientodeaguapotable, incluyendo los anlisis, conclusiones y recomendaciones pertinentes. Las aldeas San Rafael El Arado y Las Flores, del municipio de Sumpango, Sacatepquez;solucionarndosdesusprioridadesenserviciosbsicosy saneamiento,atravsdelaimplementacindepropuestastcnicaspara proyectos de carcter social. XII 11.FASE DE INVESTIGACIN 1.1Monografa de la aldea San Rafael El Arado y Las Flores 1.1.1Aspectos generales SumpangoseubicaalnortedeldepartamentodeSacatepquez.Est compuestoporlasaldeas:RanchoAlegre,SantaMarta,SanJosElYal,El Tunino, El Rejn, San Rafael El Arado y Las Flores. Se describe a continuacin la monografa para las dos ltimas. 1.1.2Antecedentes histricos ElterrenodondeseubicaSanRafaelElAradofueotorgadoenpagode prestacionesaloscolonosdelafincaGuachipiln,quienesseorganizarony conformaron la aldea hace cincuenta aos. LaaldeaconocidaactualmentecomoLasFloresexistedesdehace setenta aos; en ella floreca de forma abundante una rosa silvestre, por lo que se le denomin La Floresta. 1.1.3Localizacin SanRafaelElAradoseencuentraelnorestedelmunicipio,mientrasque Las Flores se ubica al noroeste del mismo. 2Figura 1. Localizacin de aldeas San Rafael El Arado y Las Flores 1.1.4Lmites y extensin SanRafaelElAradolimitaalnorteconunadepresingeogrfica;alsur conlaaldeaSantaMarta;aloesteconelcaseroGuachipiln;haciaeleste colindaconSantoDomingoXenacoj.Poseeunaextensindediecisis kilmetros cuadrados. La aldea Las Flores colinda al norte con el casero Guachipiln; al sur con SanMiguelMoraznyElChipotn;aloesteconeldepartamentode Chimaltenango;haciaelesteconlaaldeaSantaMarta.Suextensin comprende veintiochokilmetros cuadrados. 31.1.5Situacin demogrfica La aldea San Rafael El Arado cuenta con 2077 habitantes, 935 del gnero masculinoy1142delfemenino,deacuerdoalcensorealizadoduranteel Ejercicio Profesional Supervisado.El ndice de alfabetizacin es del 70%. SegncensodelcentrodesaluddelaaldeaLasFlores,existen2338 habitantes;1146pertenecenalgnerofemeninoy1192almasculino.El92% de la poblacin es alfabeta.

1.1.6Clima LaestacinmeteorolgicamscercanaeslallamadaSuizaContenta ubicadaenlalatitud143708,longitud903940,municipiodeSanLucas Sacatepquez.Elclimaestemplado,latemperaturamediaanualesde20 grados centgrados, con una biotemperatura de 18.5 grados centgrados. 1.1.7Vas de acceso ParaaccesaralasaldeasSanRafaelElAradoyLasFlores,setomael camino de terracera situado a la altura del kilmetro 42.3 de laCA-1, pasando porlasaldeasSantaMarta,SanRafaelElArado,SanJosElYal,finca GuachipilnyLasFlores.Estecaminoentroncanuevamenteenlacarretera interamericana a la altura del kilmetro 45.5. 41.1.8Servicios pblicos LapoblacindeSanRafaelElAradocuentaconserviciosdeagua potable,energaelctrica,telefonacelular,escuelas,canchasdeportivasy centro de salud. LaaldeaLasFlorescuentaconserviciosdeenergaelctricaenalgunos sectores,telefonacelular,escuela,salncomunal,centrodesaludycanchas deportivas. Existen pozos artesanales que surten a algunas viviendas. Elserviciodetransportecomunitariodeambasaldeashacialacabecera municipal, se realiza a travs de camiones y vehculos motorizados informales. 1.1.9Aspectos econmicos y actividades productivas Laeconomaesimpulsadaprincipalmenteporelsectoragrcola,los productosobtenidosporestaactividadsonempleadosensumayoraparael consumo familiar. Sin embargo, parte del sector juvenil trabaja en maquilas o en la cabecera municipal. 1.1.10 Comercio y turismo Laagriculturaeselfactormsimportante;losprincipalesproductos cultivablessonelcaf,maz,frjol,hortalizasyalgunasfrutasdelclima templado propio de la regin. La poblacin carece de ingresos o beneficios provenientes de la actividad turstica en el municipio, debido a que no existen sitios de inters para este fin. 51.2Investigacindiagnsticaacercadelasnecesidadesdeservicios bsicoseinfraestructuradelasaldeasSanRafaelElAradoyLas Flores. 1.2.1Descripcin de las necesidades Aldea San Rafael El Arado Mejoramientodelsistemavial;serequieredeunadecuadodiseoypavimentacin de las calles existentes. Diseoeinstalacindelsistemadealcantarilladosanitarioypluvial;la carenciadeunsistemaapropiadoparadisposicindeaguasservidas crea alteraciones y problemas de distinta ndole. Ampliacindelareddeenergaelctrica;paradarcoberturatotalala poblacin. Construccindeviviendaspopulares;enbuscadeproporcionarsitios habitacionales de condiciones y seguridad apropiada para la poblacin. Aldea Las Flores Construccin de aulas escolares; lapoblacinestudiantilseveafectada por los espacios reducidos e inadecuados para su educacin. Diseoeinstalacindesistemadeabastecimientodeaguapotable;Actualmentelapoblacinsesurteatravsdepozosartesanalesy tanquescisterna,loquehaceimperativodisearunsistemaque proporcione una dotacin sanitariamente segura. Diseoeinstalacindelsistemadealcantarilladosanitarioypluvial;la carencia de un sistema de abastecimiento de agua potable conlleva a la inexistencia de un alcantarillado para disposicin de aguas servidas. Mejoramientodelsistemavial;serequieredeundiseotcnicoypavimentacin de las calles existentes. 6Construccin de un centro de salud; no existe una edificacin designada al servicio de salud de la poblacin. 1.2.2Priorizacin de las necesidades Considerandoloscriteriostantodelaalcaldacomodeloscomits,se enumeran a continuacin segn el orden de prioridad asignado. Aldea San Rafael El Arado Diseo e instalacin del sistema de alcantarillado sanitario y pluvial. Ampliacin de la red de energa elctrica. Mejoramiento del sistema vial. Construccin de viviendas populares. Aldea Las Flores Diseo e instalacin de sistema de abastecimiento de agua potable. Diseo e instalacin del sistema de alcantarillado sanitario y pluvial. Construccin de un centro de salud. Construccin de aulas escolares. Mejoramiento del sistema vial. Para ambas aldeas es necesario implementar un sistema de reforestacin que proteja los bosques, mitigando la extraccin ilegal de especies forestales en la regin. Sepriorizaronlosproyectosdediseodelsistemadealcantarillado sanitarioparalaaldeaSanRafaelElAradoysistemadeabastecimientode aguapotableparalaaldeaLasFlores.Siendoambasdeprimeranecesidad para el desarrollo y salud de sus habitantes. 72.FASE DE SERVICIO TCNICO PROFESIONAL 2.1DiseodelsistemadealcantarilladosanitarioparalaaldeaSan Rafael El Arado 2.1.1Descripcin del proyecto Eldiseodelalcantarilladosanitarioconsisteenuncolectorcentral,de PVC, que conducir por gravedad las aguas servidas, hasta el rea del sistema de tratamiento. 2.1.2Levantamiento topogrfico El equipo empleado para este proceso se compone de: un teodolito marca SOKKISHA, distancimetro y prismas marca WILD, plomadas, estacas y clavos. 2.1.2.1Altimetra Se utiliz el mtodo taquimtrico, la diferencia de nivel se obtuvo mediante la ecuacin DondeDN = Diferencia de nivel entre dos puntos. h = diferencia de lecturas entre el hilo superior y el inferior = ngulo vertical Losresultadossepresentanenlosplanosconstructivos,hojaNo.3,planta de curvas de nivel, en el apndice. ( ) ( ) = 2 sen * 5 . 0 * h * 100 DN82.1.2.2Planimetra Se realiz por el mtodo de conservacin de azimut. El resultado debe ser modificado por un factor de correccin dado por: Donde HSNM = altura sobre el nivel del mar del lugar. Los resultados se presentan en el plano de planta de topografa, hoja No. 2 de los planos constructivos, mostrados en el apndice. 2.1.3Perodo de diseo Eseltiempoduranteelcuallaobradarserviciosatisfactorioala poblacin,enelpresenteestudiosecontemplaron20aos;considerando calidaddelosmateriales,crecimientodemogrfico,capacidaddeoperacin, administracin y mantenimiento del proyecto. 2.1.3.1Clculo de la poblacin futura Se utilizar el modelo geomtrico. La frmula empleada es Donde:PF = Poblacin futura o poblacin de diseo PO = Poblacin actualr = Tasa de crecimiento poblacional n = Perodo de diseo Sustituyendo valores: PO = 2077 habitantes, segn censo de investigacin del EPS.r=3.4%,determinadaporelmtodogeomtrico,conbaseal censo del INE 2002.n = 20 aos 6378000H1 = FCSNM( )nO Fr + 1 * P = P( ) tes tan habi 4053 = 034 . 0 + 1 * 2077 = P20F92.1.4Generalidades del sistema de alcantarillado El alcantarillado provee una forma segura de reunir, transportar y purificar lasaguasservidasparasuretornoalambiente.Debetrabajarcomocanal abierto, por lo que se disea con una seccin parcialmente llena. 2.1.5Consideraciones de diseo Seutilizaroncriteriostcnicosdeconstruccinehidrulicos fundamentadosenlasNormasgeneralesparadiseodealcantarilladodel InstitutodeFomentoMunicipal,INFOM;buscandounbuenfuncionamiento, auto limpieza, proteccin y cumplimiento del perodo de diseo del sistema. 2.1.6Clculo de caudales 2.1.6.1Caudal sanitario Sedisearelsistemaconelcaudalsanitariodeinvierno,debidoaque representa el caso crtico, por los caudales ilcitos que debe transportar en esta poca. 2.1.6.1.1Dotacin ElsistemadeaguapotableconelquecuentaSanRafaelElArado, contemplunadotacinde120lt/hab/da,mismaqueserutilizadaparael presente diseo. 102.1.6.1.2Caudal domiciliar (QDOM) El caudal de las conexiones domiciliares se calcular para cada uno de los tramos de diseo de la siguiente forma: seg / l 50 . 4 =8640080 . 0 * da / hab / l 120 * hab 4053=86400F * Dot * hab= QRDOM Donde:QDOM = Caudal domiciliar, (lt/seg) Hab = Nmero de habitantes a servir Dot = dotacin (lt/hab/da) FR = Factor de retorno, 80%de la dotacin. 2.1.6.1.3Caudal de conexiones ilcitas (QCILCITAS) Este caudal es producto de las aguas pluviales que se anexan al sistema dealcantarilladosanitario.Debidoalmtodoconstructivodedrenajepluvial utilizadoenlasviviendas:techosdelmina,dondeelaguaprecipitadaes devuelta al suelo descubierto, se contempl como un 10% del caudal domiciliar. seg / l 45 . 0 = seg / l 50 . 4 * 10 . 0 = Q * % 10 = QDOM CILCITAS 2.1.6.1.4Caudal de infiltracin (QINFILTRACIN) El caudal de infiltracin es producido por el agua fretica que ingresa a la tubera a travs de las paredes y juntas, est directamente relacionado con las propiedades del material -permeabilidad y porosidad-, no aplica para el PVC. 112.1.6.1.5Caudal comercial (QCOM) Conformadoporlasaguasnegrasresultantesdelasactividadesdelos comercios, la dotacin vara segn el establecimiento a considerar.Puesto que la aldea carece de ellos, no se contempla caudal comercial alguno. 2.1.6.1.6Caudal industrial (QIND) Debidoaqueelreaadisearesdetiporesidencial,nocontarcon industrias, considerando por tanto un caudal industrial nulo. 2.1.6.2Factor de caudal medio (fqm) Se determina mediante la siguiente ecuacin: ( )tes tan habi . NoQ + Q + Q + Q + Q=tes tan habi . NoQ= fqmN INFILTRACI CILCITAS IND COM DOMsanitario 001 . 0 =hab 4053seg / l 45 . 0 + seg / l 50 . 4= fqmDebeestarcomprendidoenelintervalode0.002a0.005,encaso contrario, se aproximar al lmite ms cercano, para este diseo ser 0.002. 2.1.6.3Factor de flujo instantneo (FH) Representalaprobabilidaddequemltiplesartefactossanitariossean utilizados simultneamente en las viviendas, dicho factor se determina mediante la frmula de Harmond:33 . 3 =053 . 4 + 4053 . 4 + 18=P + 4P + 18= FH Donde P es la poblacin, expresada en miles. 122.1.6.4Caudal de diseo Debe calcularse para cada tramo del sistema, calculado con la ecuacin: seg / l 99 . 26 = 4053 * 33 . 3 * 002 . 0 = tes tan habi . No * F * fqm = QH DISEO DondeQDISEO = Caudal de diseo (l/seg) fqm = Factor de caudal medio FH = Factor de Harmond No. Habitantes = Nmero de habitantes contribuyentes a la tubera 2.1.7Determinacin de la ruta Elsentidodelflujoatravsdelsistemasediseoptimizandolas pendientesexistentesparaobtenerunalneacentralinicialenlacspidedel terreno,y dos lneas laterales de desfogue, que recorren de sur a norte, hacia el sistema de tratamiento.Detalles en plano No.4 del apndice. 2.1.8Pendiente de tuberas Lapendientedelatuberasedebeadaptaraladelterreno,parareducir costosdeexcavacin;elporcentajedeinclinacinrequeridoesdefinidocon base a los siguientes criterios: a.Caudal de diseo menor que caudal a seccin llena. b.Velocidaddelcaudaldediseocomprendidaentre0.5y5.00metrospor segundo. c.Relacin del tirante respecto al dimetro interno de la tubera mayor al 10% y menor del 75%. 132.1.9Velocidad de diseo La velocidad mnima o de arrastre, es aquella que evita que los slidos del flujosesedimentenyobstruyanelsistema.Enelpresentediseo,se contemplde0.50m/s,segnelmaterialdelatuberaylasespecificaciones del fabricante. La velocidad mxima del flujo dentro de la tubera evita que el material se erosione, ser de 3.00 m/s,con base a la normativa del INFOM. EneldiseorealizadoparalaaldeaSanRafaelElArado,existentramos donde la pendiente de la tubera es contraria a la del terreno, buscando con ello el desfogue apropiado de las viviendas contribuyentes. En algunos casos, la relacin de tirantes para tramos iniciales es menor a loreferidoanteriormente,noobstante,secumplenloslmitesdevelocidad mnimosevitandolasedimentacin.Elresultadodeestascondicionesse traduce al requerimiento de mantenimiento ms frecuente. 2.1.10 Frmula de Manning MannigdeterminexperimentalmentequelavariableC,delafrmulade Chezy,RS C = V , est dada pornR= C61HSustituyendo en Chezy, se obtiene nS * R= V2 / 132H Donde:V = Velocidad del flujo (m/s) RH = Radio hidrulico (m) S = Pendiente de la gradiente hidrulica (m/m) n = coeficiente de rugosidad de la tubera 142.1.11 Clculo de cotas invert Lacotainvertdeterminalaprofundidaddelaparteinferiordelatubera.SegnlasnormasdelINFOM,ladiferenciaentrelascotasinvertdelatubera deingresoyegresodeunpozodevisitasercomomnimolacargade velocidad en el tubo de salida, hv = v2/ 2g. Excepto cuando ambas tuberas son delmismodimetroyestnenlnearecta,dondeseinstalarnsegnla pendiente. 2.1.12 Dimetros de tubera Seconsiderarondimetrosmnimos:colectoresparaalcantarillados sanitarios6y4paraconexionesdomiciliares,segnnormativadelINFOM para tuberas de PVC;sin embargo, existen tramos donde se utiliz tubera de 8, para suplir los requerimientos de pendiente y velocidad. 2.1.13 Pozos de visita Segn normativas del INFOM, deben localizarse en los siguientes casos: a.En cambios de dimetro. b.En cambios de pendiente. c.En cambios de direccin horizontal para dimetros menores de 24. d.En las intersecciones de tuberas colectoras. e.En los extremos superiores ramales iniciales. f.A distancias no mayores de 100 metros en lnea recta. 152.1.13.1 Especificaciones para pozos de visita Los pozos sern cilndricos: muros con ladrillo de punta, brocal y tapadera deconcretoreforzado,cimentadosenplanchadeconcreto,concanalespara dirigirloscaudaleshaciaeltubodesalida.Cuandolacadaseamayorde 0.70m se construir un sifn de PVC para que el flujo ingrese a nivel de fondo.La ubicacin y detalles de construccin se encuentran en los planos de conjunto hidrulico y planta perfil, mostrados en el apndice. 2.1.14 Conexiones domiciliares Consistirnenunregistrocontuberadeconcretode12dedimetro ubicadoencadalote.Paralauninalcolectorprincipal,deberutilizarsetubo PVCde4,conpendientedel2%,considerandolasprofundidadesde instalacin. 2.1.15 Tubera Se usar tubera PVC, norma ASTM 3034, con un coeficiente de rugosidad (n) de 0.010.La profundidad mnima del coronamiento ser de 1.20 metros. 2.1.16 Clculo hidrulico para el tramo PV2 a PV3 Distancia: 48.43metros Cotas del terreno: inicial: 1039.28mfinal: 1029.28m Pendiente del terreno:( ) ( )% 65 . 20 =43 . 48100 * 1=D100 * CT CTcia tan isfinal inicial1029.28 - 039.28 - Nmero de casas del tramo: 6 Casas acumuladas: 6 16Densidad de vivienda: 6 hab/vivienda Total de habitantes a servir: actuales: 36futuros: 70 Caudal domiciliar: s / l 09 . 0 =8640080 . 0 * 150 * 69=86400F * Dot * hab= QRDOM Caudal de conexiones ilcitas: 10% de QDOM =0.10*0.09 = 0.01 Factor de caudal medio (fqm):0.002, segn clculos del inciso 2.1.6.2. Factor de Harmond (FH): 3.33, del apartado 2.1.6.3. Caudal de diseo s / l 46 . 0 = 70 * 33 . 3 * 002 . 0 = tes tan habi . No * F * fqm = QH DISEO Dimetro de tubera: 6 Radio hidrulico (RH) = 0.0762 Cota invert:entrada1034.43m salida1028.08mPendiente de tubera: ( ) ( )% 11 . 13 =43 . 48100 * 1=D100 * CF CFcia tan isfinal inicial1028.08 - 034.43 - Velocidad de fluido a seccin llena (V), por la formula de Manning: s / m 51 . 6 =010 . 01311 . 0 * 0762 . 0=nS * R= V2 / 1322 / 132H Caudal a seccin llena (Q), de la ecuacin de continuidad se tiene: s / l 72 . 118 =20254 . 0 * 6* * 51 . 6 = VA = Q2 Determinando relaciones hidrulicas: Seefectaelcocienteq/Q;dondeq=QDISEO,yQ=caudalaseccinllena. Este dato se localiza en la tabla de relaciones hidrulicas y se leen los valores correspondientes a la misma fila para encontrar v/V, d/D. En este ejemplo: 004 . 0 =72 . 11859 . 0=Qq2602 . 0 =Vv y 1 . 0 =Dd Obteniendo el valor de la velocidad del flujo a seccin parcialmente llena.s / m 69 . 1 = 51 . 6 * 2602 . 0 = V * 2602 . 0 = v 17Revisin de especificaciones hidrulicas: a.Para caudales q < Q0.059l/s< 118.72l/sCumple b. Para velocidad0.5 v 3.00 m/s0.5 1.69 3.00 m/sCumple c. Para dimetros 0.1 d/D 0.750.1 0.1 0.75Cumple Losdatosyresultadosdelclculohidrulicoparatodoslosramales, realizadoconelprocedimientoanteriormentedescrito,sepresentana continuacin. Datos: Poblacin actual: 2077 habitantesPoblacin futura: 4053 habitantes Tasa de crecimiento ( r ): 3.4%Perodo de diseo: 20 aos Coeficiente de rugosidad de PVC (n): 0.01Dotacin: 120 litros/habitante/daDensidad de vivienda: 6 habitantes/viviendaFactor de retorno: 0.8 Tabla I. Clculo hidrulico de alcantarillado sanitario COTAS TERR.# CASASHAB. SERVIRFHQQQsan fqmQd.v (m/s)COT INVERTPROF. POZO DE PV A PV INICIOFINAL DH (m) LOCACUACT.FUT.FUT. dom c ilici invFUT.FUT. (") S(%)TUBO ACT. FUT. INICIOFINALINICIO FINAL 121047.201039.2837.4100004.50 0.00 0.00 0.01 0.0020.16611.411.04 1.09 1042.35 1038.085.001.20 231039.281029.2848.434424694.28 0.08 0.01 0.10 0.0020.59613.111.63 1.69 1034.43 1028.085.001.20 341029.281023.8423.4626361034.24 0.11 0.01 0.15 0.0020.8767.631.16 1.59 1024.43 1022.645.001.20 451023.841016.1932.1806361034.24 0.11 0.01 0.15 0.0020.87612.431.38 1.87 1018.99 1014.995.001.20 581016.191002.5756.7806361034.24 0.11 0.01 0.15 0.0020.87617.561.56 2.11 1011.34 1001.375.001.20 671005.241002.8482.323318524.31 0.06 0.01 0.09 0.0020.4562.920.89 0.93 1003.89 1001.491.501.35 7A71011.761002.8434.212212354.34 0.04 0.00 0.05 0.0020.30615.411.41 1.46 1006.91 1001.645.001.20 781002.841002.5716.4616361034.24 0.11 0.01 0.15 0.0020.8762.250.75 1.03 1001.34 1000.971.751.60 9101015.951008.8940.8277421204.22 0.13 0.01 0.17 0.0021.0168.351.25 1.70 1011.10 1007.695.001.20 10111008.891001.9039.99411661884.16 0.21 0.02 0.27 0.0021.5668.351.44 1.95 1004.04 1000.705.001.20 11141001.901000.0034.28011661884.16 0.21 0.02 0.27 0.0021.5662.190.90 1.21 999.55998.802.501.20 1213999.68999.6016.782212354.34 0.04 0.00 0.05 0.0020.3062.260.55 0.76 998.48998.102.501.50 1314999.601000.0046.591012722054.14 0.23 0.02 0.29 0.0021.7060.750.63 0.86 997.95997.602.002.40 14151000.001000.5317.642251504264.01 0.47 0.05 0.59 0.0023.4260.400.63 0.84 997.450 997.3802.753.15 15161000.531001.2233.564291744943.98 0.55 0.05 0.69 0.0023.9360.330.61 0.81 997.230 997.1203.504.10 16171001.221001.4627.283321925453.95 0.61 0.06 0.76 0.0024.3160.400.68 0.90 996.97996.8604.504.60 8171002.571001.4641.935171022904.08 0.32 0.03 0.41 0.0022.3761.340.86 1.16 1000.82 1000.260 2.001.20 17181001.46994.6268.153523128853.83 0.98 0.10 1.23 0.0026.7964.681.84 2.46 996.61993.4205.001.20 1820994.62992.1699.620523128853.83 0.98 0.10 1.24 0.0026.7962.021.37 1.82 992.97990.9602.001.20 1219999.68992.9568.773318524.31 0.06 0.01 0.08 0.0020.4568.191.27 1.32 997.38991.7502.501.20 1920992.95992.1653.390318524.31 0.06 0.01 0.08 0.0020.4561.480.70 0.73 991.60990.8101.501.35 2023992.16990.0187.840553309363.82 1.04 0.10 1.31 0.0027.1562.281.45 1.93 990.66988.6601.751.35 1221999.681000.1059.3188481374.20 0.21 0.02 0.27 0.0021.1560.640.70 0.72 998.33997.9502.502.15 Continuacin COTAS TERR.# CASASHAB. SERVIRFHQQQsan fqmQd.v (m/s)COT INVERTPROF. POZO DE PV A PV INICIOFINAL DH (m) LOCACUACT.FUT.FUT. domc iliciinvFUT.FUT. (") S(%)TUBO ACT. FUT. INICIOFINALINICIO FINAL21221000.10995.9750.31311661884.16 0.21 0.020.27 0.0021.5666.021.28 1.74 997.65994.6202.751.35 22A22997.47995.9720.47116184.39 0.02 0.000.03 0.0020.1666.600.85 0.90 996.12994.7701.501.20 2223995.97990.0177.42315902564.11 0.28 0.030.37 0.0022.1066.861.46 1.98 994.12988.8102.001.20 21241000.10999.6750.841010601714.17 0.19 0.020.25 0.0021.4360.550.54 0.73 997.80997.5202.752.15 2425999.67999.3634.72313782224.13 0.25 0.020.31 0.0021.8360.460.55 0.74 997.37997.2102.502.15 25A25998.46999.3627.733318524.31 0.06 0.010.08 0.0020.4561.260.51 0.69 997.26996.9101.502.45 2526999.36996.8050.712181083074.07 0.34 0.030.43 0.0022.5062.291.06 1.42 996.76995.6002.751.20 2627996.80993.3635.920181083074.07 0.34 0.030.43 0.0022.5067.771.60 2.18 994.95992.1602.001.20 2227995.97993.3669.643318524.31 0.06 0.010.08 0.0020.4563.530.94 0.99 994.47992.0102.001.35 2728993.36986.9569.800211263584.04 0.40 0.040.51 0.0022.9068.751.76 2.38 991.86985.7501.751.20 2328990.01986.9582.9807042011923.75 1.32 0.131.66 0.0028.9463.511.80 2.40 988.51985.6001.751.35 29301008.041004.9326.304424694.28 0.08 0.010.10 0.0020.5967.451.02 1.39 1005.69 1003.730 2.501.20 30311004.93998.6163.1448481374.20 0.15 0.020.20 0.0021.15610.011.38 1.88 1003.58 997.2601.501.35 3132998.61998.708.93210601714.17 0.19 0.020.24 0.0021.4360.670.58 0.78 997.11997.0501.751.65 2532999.36998.7032.043318524.31 0.06 0.010.08 0.0020.4561.120.64 0.66 997.86997.5002.751.20 3233998.70991.2785.00215902564.11 0.28 0.030.37 0.0022.1067.981.55 2.09 996.85990.0702.001.20 3334991.27984.2466.09015902564.11 0.28 0.030.37 0.0022.1069.651.65 2.24 989.42983.0402.001.20 2834986.95984.2454.6809154615493.67 1.72 0.172.15 0.00211.3764.682.15 2.86 985.45982.8901.751.35 35361007.341003.1051.922212354.34 0.04 0.000.06 0.0020.3066.911.07 1.12 1005.49 1001.900 2.001.20 36371003.10997.7934.062424694.28 0.08 0.010.10 0.0020.59610.751.15 1.57 1000.25 996.5903.001.20 42461006.08998.2054.323318524.31 0.06 0.010.08 0.0020.45611.471.44 1.48 1003.23 997.0003.001.20 4746999.21998.2050.7900004.50 0.00 0.000.01 0.0020.1661.690.53 0.56 997.71996.8501.751.35 4637998.20997.7940.8758481374.20 0.15 0.020.20 0.0021.1560.640.53 0.72 996.70996.4401.751.35 Continuacin COTAS TERR.# CASASHAB. SERVIRFHQQQsan fqmQd.v (m/s)COT INVERTPROF. POZO DE PV A PV INICIOFINAL DH (m) LOCACUACT.FUT.FUT. dom c ilici invFUT.FUT. (") S(%)TUBO ACT. FUT. 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INICIOFINALINICIO FINAL 1031071016.301013.3511.45011661884.16 0.21 0.02 0.26 0.002 1.56615.72 1.78 2.42 1013.95 1012.150 2.501.20 1041051042.941031.5841.77116184.39 0.02 0.00 0.03 0.002 0.16618.46 1.23 1.29 1038.09 1030.380 5.001.20 1051061031.581015.8436.6567421204.22 0.13 0.01 0.17 0.002 1.01632.99 2.02 2.75 1026.73 1014.640 5.001.20 106A1061016.491015.8444.243318524.31 0.06 0.01 0.08 0.002 0.4561.470.70 0.73 1015.14 1014.490 1.501.35 1061071015.841013.3563.90313782224.13 0.25 0.02 0.32 0.002 1.8363.511.10 1.51 1014.24 1012.000 1.751.35 1081091044.061039.6651.384424694.28 0.08 0.01 0.10 0.002 0.5966.331.26 1.32 1041.71 1038.460 2.501.20 1091101039.661033.5557.011014842394.12 0.27 0.03 0.34 0.002 1.9768.701.57 2.11 1037.31 1032.350 2.501.20 110110A1033.551023.3634.53115902564.11 0.28 0.03 0.36 0.002 2.10618.94 2.09 2.83 1028.70 1022.160 5.001.20 110A110B1023.361014.8628.782171022904.08 0.32 0.03 0.41 0.002 2.37616.85 2.06 2.81 1018.51 1013.660 5.001.20 110B1111014.861006.3928.782191143244.06 0.36 0.04 0.45 0.002 2.63616.75 2.15 2.91 1010.01 1005.190 5.001.20 1111121006.391001.8351.462211263584.04 0.40 0.04 0.50 0.002 2.9066.921.62 2.19 1004.04 1000.480 2.501.35 1071121013.351001.8386.566301805113.97 0.57 0.06 0.72 0.002 4.06612.56 2.22 2.98 1011.50 1000.630 2.001.20 111121001.901001.8358.66116184.39 0.02 0.00 0.04 0.002 0.1661.820.55 0.57 1000.70 999.6302.502.20 1131141026.641020.7031.744424694.28 0.08 0.01 0.10 0.002 0.5967.211.00 1.38 1021.79 1019.500 5.001.20 1141151020.70996.9378.55711661884.16 0.21 0.02 0.27 0.002 1.56625.61 2.12 2.88 1015.85 995.7305.001.20 115116996.93994.5832.40213782224.13 0.25 0.02 0.31 0.002 1.8366.791.40 1.90 995.58993.3801.501.20 1121161001.83994.5881.090523128853.83 0.98 0.10 1.24 0.002 6.7967.712.19 2.93 999.48993.2302.501.35 13117999.60994.6860.19116184.39 0.02 0.00 0.04 0.005 0.3967.930.91 1.27 998.25993.4802.001.20 118117994.04994.6841.3766361034.24 0.11 0.01 0.15 0.002 0.8761.470.65 0.89 992.84992.2301.502.45 117116994.68994.5819.7007421204.22 0.13 0.01 0.17 0.002 1.0161.020.60 0.82 992.08991.8802.752.70 116119994.58992.5124.801734381243 3.74 1.38 0.14 1.72 0.002 9.2961.691.41 1.87 991.73991.3103.001.20 119120992.51990.8114.210734381243 3.74 1.38 0.14 1.72 0.002 9.2963.871.89 2.52 990.16989.6102.501.20 120121990.81990.5190.762754501277 3.73 1.42 0.14 1.78 0.002 9.5261.271.28 1.70 989.46988.3101.502.20 121125990.51987.0076.740754501277 3.73 1.42 0.14 1.78 0.002 9.5263.081.76 2.34 988.16985.8002.501.20 Continuacin COTAS TERR.# CASAS HAB. SERVIR FHQQQsan fqmQd.v (m/s)COT INVERTPROF. POZO DE PV A PV INICIOFINAL DH (m) LOCACU ACT. FUT. FUT. dom c ilici invFUT.FUT. (") S(%)TUBOACT. FUT. INICIOFINALINICIO FINAL124125990.45987.0048.95116184.39 0.02 0.00 0.03 0.002 0.1667.050.88 0.92 989.10985.6501.501.35 351261007.341007.2845.512212354.34 0.04 0.00 0.08 0.005 0.7661.230.58 0.80 1006.14 1005.580 2.001.70 291261008.041007.2820.1300004.50 0.00 0.00 0.02 0.002 0.1663.780.70 0.74 1006.84 1006.080 2.501.20 1261271007.28996.2043.504424694.28 0.08 0.01 0.10 0.002 1.51622.83 2.35 2.74 1004.93 995.0002.501.20 127128996.20985.4943.503318524.31 0.06 0.01 0.08 0.002 1.96620.02 2.50 2.82 992.85984.1403.501.35 25128999.36985.4988.903318524.31 0.06 0.01 0.09 0.002 0.45614.20 1.55 1.60 996.91984.2902.751.20 121128990.51985.4973.4700004.50 0.00 0.00 0.01 0.002 0.1665.880.82 0.87 988.31983.9902.501.50 128129985.49982.7089.513318524.31 0.06 0.01 0.09 0.002 3.0262.671.45 1.59 983.74981.3502.001.35 125129987.00982.7013.7100004.50 0.00 0.00 0.00 0.002 9.8464.742.09 2.75 982.15981.5005.001.20 129129A982.70978.1927.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.002 13.0263.152.08 2.57 977.85976.9905.001.20 129A129B978.19973.6927.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.002 13.1863.112.08 2.57 973.34972.4905.001.20 129B130973.69969.6827.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.002 13.3463.702.23 2.74 969.34968.3304.501.35 124123990.45988.8025.29116184.39 0.02 0.00 0.03 0.002 0.1666.530.84 0.90 989.25987.6001.501.20 123122988.80972.7319.51116184.39 0.02 0.00 0.03 0.002 0.32663.65 2.34 2.40 983.95971.5305.001.20 122130972.73969.6814.4400004.50 0.00 0.00 0.00 0.002 0.4862.770.87 0.93 968.88968.4804.001.20 130131969.68965.6684.3600004.50 0.00 0.00 0.02 0.002 13.9764.292.41 2.93 968.08964.4601.751.20 451321006.071004.3086.793318524.31 0.06 0.01 0.09 0.002 0.4561.920.77 0.80 1004.77 1003.100 3.501.20 1321331004.30989.2786.544424694.28 0.08 0.01 0.11 0.002 1.04614.02 1.99 2.07 1000.20 988.0704.251.20 133A133994.15989.2739.792212354.34 0.04 0.00 0.06 0.002 0.3068.491.14 1.20 991.30987.9203.001.35 133134989.27982.7953.613318524.31 0.06 0.01 0.08 0.002 1.79610.41 2.11 2.19 987.17981.5902.251.20 1321351004.301002.6488.98116184.39 0.02 0.00 0.04 0.005 0.3961.870.55 0.76 1002.95 1001.290 4.251.35 421351006.081002.6433.77116184.39 0.02 0.00 0.03 0.002 0.1665.740.81 0.86 1003.38 1001.440 3.001.20 Continuacin COTAS TERR.# CASAS HAB. SERVIR FHQQQsan fqmQd.v (m/s)COT INVERTPROF. POZO DE PV A PV INICIOFINAL DH (m) LOCACU ACT. FUT.FUT. domc ilici invFUT.FUT. (") S(%)TUBO ACT. FUT. INICIOFINALINICIO FINAL 1351361002.64982.9982.963318524.31 0.06 0.01 0.09 0.0021.00622.302.09 2.40 1000.29 981.790 2.501.20 134136982.79982.9938.232212354.34 0.04 0.00 0.06 0.0022.1061.701.17 1.22 981.44980.790 1.502.20 136137982.99972.7250.0000004.50 0.00 0.00 0.01 0.0023.26615.242.81 2.99 979.14971.520 4.001.20 137138972.72967.1820.5500004.50 0.00 0.00 0.00 0.0023.4269.202.39 2.54 967.87965.980 5.001.20 131138965.66967.1883.6100004.50 0.00 0.00 0.02 0.00214.1380.100.60 0.72 964.31964.230 1.502.95 138139967.18966.2533.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00217.7180.391.10 1.29 964.03963.900 3.502.35 139140966.25965.3233.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00217.8780.391.11 1.29 963.70963.570 2.751.75 140141965.32964.3633.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.0380.631.32 1.54 963.37963.160 2.251.20 141142964.36965.2633.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.0380.150.78 0.90 962.96962.910 1.752.35 142143965.26966.1733.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.1980.270.98 1.13 962.71962.620 2.753.55 143144966.17967.1033.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.3580.210.89 1.03 962.42962.350 4.004.75 144145967.10968.0033.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.3580.150.79 0.90 962.15962.100 5.255.90 145146968.00968.9133.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.5180.270.98 1.13 961.90961.810 6.257.10 146147968.91969.8433.3300004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.5180.210.90 1.03 961.61961.540 7.508.30 147148969.84970.3673.9400004.50 0.00 0.00 0.01 0.00218.6780.110.70 0.80 961.34961.260 8.759.10 148S.T.970.36965.00100.0000004.50 0.00 0.00 0.02 0.00218.8380.611.33 1.54 961.06960.450 9.504.55 242.1.17 Tratamiento de aguas servidas Paraladisposicinfinaldelasaguasresidualesysuretornoalos sistemashdricos,lamunicipalidaddeberseleccionarunsistemade tratamientoadecuado,coneficienciamayoral85%enDBO5yDQO,segn acuerdoministerialNo.236-2006,Reglamentodelasdescargasyreusode aguasresidualesydeladisposicindelodospublicadoel11demayode 2006. 2.1.18 Programa de operacin y mantenimiento El sistema trabaja por gravedad y no requiere de una operacin especfica diaria;sinembargo,sedebecontemplarlimpiezayrevisinanual,previaal invierno,tantodetuberaypozosdevisitacomodelacajadistribuidorade caudales. Tabla II. Programa de mantenimiento del sistema Calendarizacin Ao / semestre Ao 1Ao 2Ao 3Ao 4Ao 5 No.Descripcin12345678910 1Limpieza de tuberaXXXXX 2Limpieza de pozos de visitaXXXXX 3Limpieza de caja distribuidora de caudalesXXXXX 2.1.19 Propuesta de tarifa Para que el proyecto cumpla con su cometido y sea sostenible durante el perodo de diseo, se requiere de un fondo de operacin y mantenimiento. Por lo que se determin una tarifa que cada una de las viviendas deber cancelar. 25Costo de operacin y mantenimiento anual (CA) Q. 15,000.00 Representanlimpieza,revisinymantenimientodepozosdevisita, tuberas y caja distribuidora de caudales.Se determin segn los estimados de lamunicipalidad,queincluyencostosadministrativos,manodeobra presupuestada y materiales. Clculo de tarifa propuesta (T) Dando como resultado una tarifa mensual de Q.10.00.Adicionalmente, se cobrar una tarifa nica por instalacin de conexin domiciliar a cada vivienda, de Q.380.00, que la administracin municipal tiene establecida. 2.1.20 Planos y detalles Losplanosconstructivosparaelsistemadealcantarilladosanitariose presentanenelapndice,estnconformadosporplantadedensidad poblacional,topografa,curvasdenivel,conjuntohidrulico,plantaperfily detalles. 2.1.21 Presupuesto Elpresupuestocontemplalosrenglonesdetrabajo,segnlasecuencia lgica de ejecucin, cuantificando materiales con precios que se manejan en la cabecera municipal, en lo concerniente a mano de obra se aplicaron los salarios quelamunicipalidadasigna.Encuantoacostosindirectosseaplicun35% quecontemplaadministracin,direccintcnicayutilidades.Elcostototaldel proyectoseobtuvorealizandolasumatoriadetodosloscostostotalespor rengln. 85 . 1 .1222 . 2267615000#Qmesesanuales QviviendasQviviendasCAT = = = =262.1.22 Cronograma de ejecucin Proporciona la secuencia lgica de construccin, basado en los renglones de trabajo y el rendimiento de la mano de obra. Tabla III. Presupuesto del sistema de alcantarillado sanitario Precio No.DescripcinUnidadCantidadunitarioTotal 1TRABAJOS PRELIMINARESQ918,901.00 1.1Replanteo topogrficoKm6.6Q1,800.00Q11,880.00 1.2Excavacin y rellenoGlobal12305.3Q73.71Q907,020.57 2INSTALACIN DE TUBERAQ1,197,871.00 2.1Instalacin tubera PVC norma 3034 de 6"ml6181.33Q146.39Q904,866.35 2.2Instalacin tubera PVC norma 3034 de 8"ml574.246Q221.61Q127,260.72 2.3Cadas adicionalesUnidad58Q638.49Q37,032.63 2.4Conexiones domiciliaresUnidad346Q371.82Q128,711.69 3POZOS DE VISITAQ626,213.00 3.1Pozo de visita de 1.50m de profundidadUnidad14Q3,721.51Q52,101.08 3.2Pozo de visita de 1.75m de profundidadUnidad15Q3,992.23Q59,883.46 3.3Pozo de visita de 2.00m de profundidadUnidad11Q4,262.96Q46,892.51 3.4Pozo de visita de 2.25m de profundidadUnidad3Q4,533.68Q13,601.04 3.5Pozo de visita de 2.50m de profundidadUnidad15Q4,804.41Q72,066.09 3.6Pozo de visita de 2.75m de profundidadUnidad10Q5,075.13Q50,751.31 3.7Pozo de visita de 3.00m de profundidadUnidad5Q5,345.86Q26,729.28 3.8Pozo de visita de 3.50m de profundidadUnidad5Q5,887.31Q29,436.53 3.9Pozo de visita de 4.00m de profundidadUnidad6Q6,428.76Q38,572.54 3.10Pozo de visita de 4.25m de profundidadUnidad1Q6,699.48Q6,699.48 3.11Pozo de visita de 4.50m de profundidadUnidad3Q6,970.21Q20,910.62 3.12Pozo de visita de 5.00m de profundidadUnidad21Q7,511.66Q157,744.78 3.13Pozo de visita de 5.25m de profundidadUnidad1Q7,782.38Q7,782.38 3.14Pozo de visita de 6.25m de profundidadUnidad1Q8,865.28Q8,865.28 3.15Pozo de visita de 7.50m de profundidadUnidad1Q10,218.91Q10,218.91 3.16Pozo de visita de 8.75m de profundidadUnidad1Q11,572.53Q11,572.53 3.17Pozo de visita de 9.50m de profundidadUnidad1Q12,384.71Q12,384.71 TOTAL:Q2,742,985.00 EN LETRAS: Dosmillones, setecientos cuarenta y dosmil, novecientos ochenta y cinco quetzales exactos Tabla IV. Cronograma para ejecucin de alcantarillado sanitario Tiempo de ejecucin Mes/Semanas Mes 1Mes 2Mes 3Mes 4Mes 5Mes 6Mes 7Mes 8 No.Descripcin12341234123412341234123412341234 1 Trabajos preliminaresXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2 Instalacin de tuberaXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 3Pozos de visitaXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 4 Sistema de tratamientoXXXXXXXXXXXXXX 282.1.23 Evaluacin de impacto ambiental El proyecto ser sometido a una evaluacin ambiental inicial, requerida por elMinisteriodeAmbienteyRecursosNaturales.Laactividadadesarrollarse caracterizacomoproyectonuevo.Elreatotaldelaaldeaesde16,000m2, siendo el rea para construccinde 3,500m2. Serealizarenelinteriordelsectorurbanodelaaldea,siendoelrea principaldeinfluencia;elmayorriesgoquepodrapresentarsedurantela ejecucincorrespondealosmovimientosdetierra.Enelsiguientecuadrose describen alteraciones y sus respectivas medidas de mitigacin. Tabla V. Evaluacin de impacto ambiental para alcantarillado AlteracionesMedidas de mitigacin Sistema atmosfrico Riego permanente para humedecer las fuentes de emanacin de partculas suspendidas. Presencia de partculas en suspensin y polvo.Dotacin de equipo de seguridad al personal. Modificacin auditiva por generacin de ruidos propios de las actividades.Realizacin de trabajos en horas hbiles. Sistema ltico y edfico Manejo ordenado de volmenes extrados. Movimiento de tierra, cortey relleno, sin extraccin del rea de manejo.Compactacin adecuada en reas de relleno. Sociedad y cultura Correcta sealizacin del rea de trabajo. Inconvenientes en la circulacin peatonal y vehicularPrevisin de espacio libre para circulacin. Paisaje Modificacin visual al rea de tratamiento de aguas residuales Implementacin de barrera visual con rboles y arbustos propios de la regin, alrededor del rea de tratamiento de aguas residuales. Disposicin de deshechos Disposicin de excretas y aguas servidas. Instalacin de letrinas mviles, solicitando el servicio de limpieza correspondiente. 29Considerandolacarenciadeflorayfaunasignificativa,ascomolas alteraciones previamente descritas, los impactos ambientales son mnimos. No obstante, debern ser mitigados mediante la implementacin de las medidas de salud, seguridad y medio ambiente previstas. 2.1.24 Evaluacin socio-econmica Laevaluacindeproyectospormediodemtodosmatemticosy financieros permite conocer la rentabilidad de los mismos. Para ello se utilizarn los mtodos que se describen a continuacin. 2.1.24.1 Valor Presente Neto (VPN) Se utiliza para comparar alternativas de inversin. Consiste en transformar todos los movimientos monetarios de un proyecto a travs del tiempo, a valores actuales,paradeterminarlarentabilidadaltrminodelperodode funcionamiento; la tasa de inters, corresponde a la tasa de rendimiento mnima atractiva, que en el mercado actual es del 11%. Egresos: Costo de ejecucin (CE) Q2,742,985.00 Costo de operacin y mantenimiento anual (CA)Q. 15,000.00 Costo de operacin y mantenimiento ( )( )( )( )92 . 119449 Q =11 . 0 + 1 * 11 . 01 11 . 0 + 1* 15000 =i + 1 * i1 i + 1* CA = VP2020nn- - Ingresos: Pago de conexin domiciliar (ICD)00 . 256880 . 676 * 00 . 380 . Q viviendas Q ICD = =Pago de tarifa anual (IT) 00 . 81120 . Q meses 12 * viviendas 676 * 00 . 10 . Q IT = =30El valor presente neto estar dado por92 -Q2524434. = VPN2) (Q119449.9 - 00) (Q2742985. - .00) (Q81120 + 0) (Q256880.0 = VPNCA - CE - IT + ICD = VPNegresos - ingresos = VPN El valor negativo indica que la inversin inicial no es recuperable y deber serproporcionadaporalgunainstitucin,seaonogubernamental.Delo contrario, el proyectono podr ser auto sostenible.Sin considerar el costo de ejecucin, se obtiene un valor presente neto de: 8 Q218,550.0 = VPN92) (Q.119449. - 0) (Q.81120.0 + 0) (Q256880.0 = VPNCA - IT + ICD = VPNegresos - ingresos = VPN 2.1.24.2Tasa Interna de Retorno Es utilizada para evaluar el rendimiento de una inversin. Debido a que el presenteproyecto es de carcter social, es imposible obtener una tasa interna de retorno TIR atractiva; por lo que el anlisis socioeconmico que se realiza a nivelmunicipalparaestetipodeinversinesdecosto/beneficio,stese determina de la siguiente manera: Costo = Inversin inicial -VPN = Q2,742,985.00 Q218,550.08= Q2,524,434.92 Beneficio = No. de habitantes beneficiados (a futuro) b. Q622.86/hates tan habi 4053.92 Q2,524,434beneficio / Costo = = Lasinstitucionesdeinversinsocial,tomanlasdecisionesconbaseal valor anteriormente obtenido y las disposiciones econmicas que posean.312.2Diseodelsistemadeabastecimientodeaguapotableparalaaldea Las Flores 2.2.1Descripcin del proyecto A solicitud de la Oficina Municipal de Planificacin este proyecto se realiz conbasealcaudaldedemanda,debidoaqueelabastecimientocontemplado enelpresentediseoserreforzadoacortoplazoatravsdedospozos mecnicos,cuyoestudioyperforacinseencuentragestionandola administracin municipal. Elsistemacontarconcajasdecaptacinparalasfuentes,tanquede almacenamientoenterradoconmurosporgravedaddeconcretociclpeo.La conduccin ser por bombeo, combinando tuberas de HG tipo liviano y PVC de 250psi;secontemplunpasoareo,casetadebombeoysistemade desinfeccin. Paralareddedistribucinsetieneprevistountanqueenterradocon muros por gravedad de concreto ciclpeo; circuitos cerrados y ramales abiertos con tuberas PVC de 160psi, incluyendo obras hidrulicas y pasos de zanjn. 2.2.2Localizacin de fuentes de abastecimiento Elsiguientediseocontemplalautilizacindeaguaobtenidadedos fuentessubterrneas,atravsdenacimientospropiosdelacomunidad.Estn ubicadosenunazonamontaosaatreskilmetroshaciaelnor-oestedela aldea. 322.2.3Aforo de las fuentes Serealizelaforoalasfuentesatravsdelmtodovolumtrico,para determinar el caudal que producen. Obteniendo 1.66 l/s en conjunto. 2.2.4Calidad del agua El agua a suministrar debe ser sanitariamente segura, es decir, aptapara consumohumano;estosegarantizacumpliendoloslmitessobrecalidad establecidosporlanormaCOGUANORNGO29001.Paraconocerlas caractersticasfsicas,qumicasybacteriolgicasdelaguadelasfuentes,se tomarondosmuestrasrepresentativasalasqueserealizaronlossiguientes anlisis. 2.2.4.1Anlisis fsico-qumico sanitario Las muestras recolectadas fueron estudiadas en los parmetros fsicos de olor(inodora),color(01,00unidades),conductividadelctrica(186,00 mhos/cm),turbiedad(00,60UNT),potencialdehidrgeno06,40unidades. Qumicos:alcalinidad(100mg/L),dureza(68,00mg/L),cloruros(07,00mg/L), fluoruros (00,10mg/L), hierro (00,01mg/L), sulfatos (01,00), nitratos (07,04mg/L), amonaco(00,18mg/L);ascomo,Slidostotales(114,00mg/L),Slidos voltiles(11,00mg/L),Slidosfijos(103,00mg/L),Slidosensuspensin (01,80mg/L),Slidosdisueltos(99,00mg/L).Habiendosidodeterminadoporel LaboratoriodeQumicayMicrobiologaSanitariadelaFacultaddeIngeniera, quedesdeelpuntodevistadelacalidadfsicayqumica,secumpleconlas normas internacionales de la Organizacin Mundial de la Salud para fuentes de agua.Este anlisis se encuentra en el apndice. 332.2.4.2Anlisis bacteriolgico Losresultadosdelaboratorioindicanqueelnmeromsprobablede grmenescoliformes/100cm3es;Total>16x102yFecal>16X102,enmarcndoseenclasificacinI,dondelacalidadbacteriolgicanoexigems que un simple tratamiento de desinfeccin. El anlisis bacteriolgico se muestra en el apndice. 2.2.5Levantamiento topogrfico Se emple el mismo equipo quepara el diseo del alcantarillado sanitario. Elprocedimientoparalaaltimetrayplanimetraseespecificaenlosincisos 2.1.2.1 y 2.1.2.2 respectivamente. 2.2.6Criterios de diseo 2.2.6.1Perodo de diseo Paraelpresenteestudiosecontemplaron20aos;realizandolas consideraciones descritas en el apartado 2.1.3. 2.2.6.2Estimacin de la poblacin de diseo Segnel modelo geomtrico: PO = 2338 habitantes n = 20 aos r=3.4%determinadaporelmtodogeomtrico,conbaseal censo del INE 2002.

( ) ( ) tes tan habi 4564 = 034 . 0 + 1 * 2338 = r + 1 * P = P20 nO F342.2.6.3Dotacin Losfactoresqueinfluirnenladeterminacindeladotacinson:clima, niveldevida,tamaodelapoblacin,actividadesproductivasycostumbres.Paraelpresentediseoseestableceunadotacinde120lts/hab./da,segn especificaciones del INFOM. 2.2.7Determinacin de caudales 2.2.7.1Caudal medio diario (QMD) Cantidad de agua que consume una poblacin en un da, determinado por: 2.2.7.2Caudal diario mximo (QDM) SegnlasnormasdediseoparaacueductosruralesdeUNEPAR,el factor de da mximo (FDM) vara entre 1.2 y 1.8 para poblaciones rurales. En este proyecto, se determin de 1.8. El caudal da mximo ser: 2.2.7.3Caudal horario mximo (QHM) Se utiliza para disear la red de distribucin. Est ligado al factor de hora mximo (FHM),que vara entre 1.8 y 2.5 para poblaciones rurales, se utiliz un factor de 2.5 para este diseo. El caudal mximo horario est dador por: seg / lts 34 . 6 =da / seg 86400hab 4564 * da / hab / lts 120=86400Pf * Dot= QMDseg / lts 41 . 11 = 8 . 1 * seg / lts 34 . 6 = FDM * QMD = QDMseg / lts 85 . 15 = 5 . 2 * seg / lts 34 . 6 = FHM * QMD = QHM35En el clculo de ramales abiertos, se determinan los siguientes caudales. 2.2.7.4Caudal de vivienda (Qv) Eselcaudalqueseasignaracadaunadelasviviendas.Secalculaa travs de: 2.2.7.5Caudal instantneo (Qi) Eselcaudalobtenidoconbasealaprobabilidaddequetodaslas viviendasdeunramalhaganusosimultneamentedelsistema.Sedetermina segn la siguiente ecuacin: Donde:k = 0.15 para conexiones prediales n = nmero de viviendas 2.2.8Parmetros de diseo Elproyectosedisearsegnlaguaparaeldiseodeabastecimientos de agua potable a zonas rurales del Instituto de Fomento Municipal INFOM y las normas de diseo para acueductos rurales de la Unidad Ejecutora del Programa de Acueductos Rurales UNEPAR. 2.2.9Componentes del sistema 2.2.9.1Captacin seg / lts 075 . 0 =211seg / lts 85 . 15=Viviendas #QHM= Qvseg / lts 17 . 2 = 1 2 15 . 0 = 1 n k = Qi - 11 -36Lossistemasdecaptacinestarnformadosporfiltrosdepiedraysellos sanitarios; cajas de captacin y vlvulas de salida, de mampostera de piedra y tapaderasdeconcretoreforzado;dispositivosdedesageyrebalsecon tuberasyaccesoriosdePVC;contracunetasymurosdeproteccin.Los detalles se presentan en el plano No. 8 del apndice. 2.2.9.2Lnea de conduccin La lnea de conduccin ser diseada para el caudal de aforo. Los pozos mecnicosqueestnsiendogestionadosporlaadministracinmunicipal,se anexarnalsistemaeneltanquededistribucin,mediantelneasde conduccin independientes. Caudal de bombeo seg / l 32 . 3 =1224* 66 . 1 =N24* QMD = QBOMBEO

Donde, QMD = caudal medio diario, en este caso, caudal de aforo (l/seg) N = nmero de horas de bombeo, 12 horas para este sistema. Paraobtenerestecaudalseconstruiruntanquedealmacenamiento quesuplaladiferenciaentreloscaudalesdebombeoyaforo;concapacidad igual al mayor volumen que pueda presentarse durante el perodo de bombeo, que se determina de la siguiente manera: Qalmacenamiento = Qbombeo Qaforo = 3.32l/seg 1.66l/seg = 1.66l/seg Siendo entonces el mximo volumen a almacenar Vmax = 1.66l/seg * 60seg * 60 min * 8 horas = 47808litros 47.8 metros3 Elvolumendeltanquedealmacenamientoserde50m3,eldiseoestructural se realiz segn elinciso 2.2.9.3. 37Determinacin del dimetro de tubera El dimetro se determin mediante los siguientes criterios: Determinacin de dimetros a.Ecuacin de Bresse 100 *1000FDM * Q*24N3 . 1BOMBEO41|||.|

\||.|

\|= donde = dimetro, en cms. N = nmero de horas de bombeo FDM = factor de da mximo Al sustituir datos se obtiene " 71 . 2 = cm 9 . 6 = 100 *10002 . 1 * 32 . 3*24123 . 1 = 41 De este valor pueden considerarse los dimetros de 2.5 y 3. b." 40 . 3 = 32 . 3 8675 . 1 = Q 8675 . 1 = BOMBEO Obteniendo dimetros de 3 y 4. Evaluando velocidades para cada dimetro2BOMBEOQ * 974 . 1= v s / m 40 . 0 = vs / m 72 . 0 = vs / m 05 . 1 = v" 4" 3" 5 . 2 Determinacin de dimetro econmico Cada uno de los dimetros obtenidos anteriormente se evala, para determinar elqueseaptimoyeconmico,enfuncindesudesempeo,costode inversin,mantenimientoyoperacin.Acontinuacinsedescribeel procedimiento, para un dimetro de 3 pulgadas. 38Clculo del golpe de ariete Ser necesario utilizar tubera Hg y PVC, por lo que se calcular el golpe de ariete para ambos materiales m 72 . 30 = 72 . 0 *523 . 0 * 281005 . 7 * 20670+ 1145= V *e * E * E+ 1145= GAta" 3 PVC m 19 . 94 = 72 . 0 *73 . 0 * 9300005 . 7 * 20670+ 1145= V *e * E * E+ 1145= GAta" 3 HG DondeGA = golpe de ariete, m Ea = Mdulo de elasticidad del agua, kg/cm2 Et = Mdulo de elasticidad del material del tubo, kg/cm2 = dimetro, cms e = espesor de la tubera, cms v = velocidad del agua, m/s Clculo de la carga dinmica total (CDT) La carga dinmica total se encuentra mediante la siguiente expresin: Hm + Hf + H = CDTDondeH = diferencia de alturas entre puntos a bombear, m cia tan DisF C I C= Hinal a cot nicial ota Hf = prdida por friccin de la tubera, m 85 . 1 87 . 485 . 1Bombeo ongitudC * Q * L * 811 . 1743= Hf ; C = 100 y 150 Hm = prdidas menores debidas a los accesorios, m Hm = Factores de accesorios * g 2v2 39Tabla VI. Factores de accesorios en lnea de conduccin coeficienteTOTAL DE UNIDADESFACTORES para 3"HGPVCHGPVC Codo 900.350301.05 Codo 450.3671.82.1 Vlvula de compuerta0.2100.20 Cheque horizontal1.25212.52.5 TOTALES 4.55.65 Longitud total: 2175.86mLongitud HG: 1153.23mLongitud PVC: 1022.63mCota inicial: 1665.23mCota unin: 1749.1mCota final: 1852.53m m 30 . 121 = 2736 . 0 + 1287 . 37 + 87 . 83 = Hm + Hf + H = CDTHG m 7 . 136 = 3436 . 0 + 9239 . 32 + 4 . 103 = Hm + Hf + H = CDTPVC Comparacinentrelascargasdinmicas,segntiposdetuberaygolpesde ariete que debern resistir: Tubera HG TLCDT = 121.30mca;GA + CDT = 215.49mca La tubera tipo liviano (TL), resiste ambas cargas. Tubera PVC 250psiCDT = 136.7mcaGA + CDT = 167.42mca Casocrtico:167.42mca=237.74psi