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REPÚBLICA DEL ECUADOR
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA COMUNIDAD EDUCATIVA AL SERVICIO DEL PUEBLO
UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL,
ARQUITECTURA Y DISEÑO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Rediseño del Sistema de Alcantarillado Combinado perteneciente al Sector Santa
Maria, La Libertad y San Martin, de la Parroquia Sayausi, Cantón Cuenca, Provincia
del Azuay.
Trabajo de Investigación previo a la obtención del
Título de Ingeniero Civil DIRECTOR: Ing. Luis Mario Barzallo.
AUTOR: Joaquín Esteban Espinoza Barzallo.
CUENCA- ECUADOR
2013
DEDICATORIA:
Este trabajo de investigación se lo dedico a Dios y a mis
padres Jaime y Anita, mis hermanos Jimmy, Juan y José
quienes han sido un pilar fundamental para lograr una
meta más en mi vida.
2
AGRADECIMIENTO:
Agradezco al Ing. Luis Mario Barzallo quien ha
sido una gran ayuda para mi durante la
elaboración de este trabajo, con sus conocimientos
ha hecho posible que éste rinda frutos, también a
mis profesores y compañeros que durante tantos
años han sido de gran ayuda para mi.
3
4
ÍNDICE Dedicatoria……………......................................................................................................2
Agradecimiento……………..................................................................................3
Índice………………............................................................................................................5
Introducción……………..................................................................................................10
CAPÍTULO I REDES DE ALCANTARILLADO 1. Objeto……………..…………………............................................................................12
2. Alcance……………....…………………........................................................................12
3. Definiciones……………....………………………………………………………………..12
3.1 Componentes de un sistema de alcantarillado……………….................................12
3.1.1Tuberías……………………………………………………………………….................15
3.1.2 Atarjea.………...………………..............................................................................17
3.1.3 Descarga domiciliaria…...………….......................................................................17
3.1.4 Colector ………………...………………………………….........................................18
3.1.5.Sumideros …………………..................................................................................18
3.1.6. Pozos de Visita ..................................................................................................19
3.1.6.1.Pozos construidos en sitio …………………………...................................................19
3.1.6.2. Tipos de Pozos de Visita.……………………..………........................................21
4. Clasificación………………………………………………………………………………...21
4.1 Clasificación Sistemas de alcantarillado…………...................................................21
5. Normativa ETAPA………………………..………………………………………………...23
6. Bases de Diseño……………………………………...…………………………………....23
6.1. Periodo de Diseño………...……………..................................................................23
6.2.Población……………………..……………................................................................24
6.3.Áreas de Aportación……………………….…………….............................................25
CAPÍTULO II DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
1. Levantamiento Topográfico…………….………...…………………………………...26
1.1 Introducción y Definición….…………………………..……................................26
1.2 Levantamientos Topográficos y Nivelación..........................................................27
1.2.1 Levantamiento Topográfico………………..........................................................27
1.2.2 Planimetría….………………………………….....................................................27
1.1.4 Altimetría…….……………................................................................................28
2 Tipos de Levantamiento de Manera General…...…................................................28
Topográficos …………………………………………........................................................28
Geodésicos……...………….................................................................................28
De Ingeniería …...……………...............................................................................29
Levantamiento longitudinal o de vías de comunicación………...………..................29
Levantamientos catastrales y urbanos……………….............................................29
Levantamientos aéreos o fotogramétricos………………….…..…........................30
3. Errores .................................................................................................................30
4.Clasificación de los Errores…………….……….........................................................31
Errores más comunes………………………….……………………..…..................31
Error por temperatura…….......................................................................................31
Error por longitud incorrecta………...………………………..…...........................32
Error por falta de horizontalidad……..……………………………...........................32
Error por catenaria………………….………………………….……..…..................32
5. Instrumentos …………….......................................................................................32
5.1 Teodolito…………………….…………………...........................................................32
5.2 Estación Total……..............................................................................................33
5.3 GPS………………………………………..................................................................34
6
CAPÍTULO III DISEÑO DE LA RED 1.Periodo de diseño………………...…………………………..………………………………...36 2.Población a servir…………………………………………………………………………..…36 3.Calculo de Caudales……………………………………………...…………………………..37 3.1.Caudal domiciliar sanitario……………………. ........................................................37
3.1.1Factor de retorno………………………………………..............................................37
3.1.2 Factor de flujo instantáneo ………………………………...............................................37
3.1.3 Factor de caudal medio……………………………………. .....................................38
4. Caudal de Diseño…………………………………………........................................39
4.1. Caudal de aguas lluvias……………………………… ............................................39
4.2 Caudal Pluvial ......................................................................................................40
5. Velocidad de Diseño……………………………………...........................................42
6. Velocidades máximas y mínimas de diseño..……...…….…..……………………43 6.1 Velocidad y Caudal a sección llena …………………………………...........................43
6.2 Velocidad mínima de diseño (v) …………………………………………….................45
6.3 Velocidad máxima de diseño (v)………………………................................................45
6.4 Tirante o profundidad de flujo………………………………. .....................................46
7. Pendientes máximas y mínimas…..………...….…..……………………………….…47 7.1Cotas Invert…………………………………….………… ............................................48
8. Diámetros de tuberías………..…….……………….………………………………….….48 9. Pozos de Visita……….………………..……….…..…………………………………….48 CAPÍTULO IV CALCULO DEL ALCANTARILLADO COMBINADO 1. Datos generales…………................................................................................ 50 1.1Superficie………...……...…......................................................................................50
1.2 Clima..........................……………………………………….........................................50
1.3 Ubicación geográfica……………..………………………………………………………..50
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2. Datos poblacionales................................................................................................... 51
3. Diseño de la red……………………............................................................................. 51
4. Diseño hidráulico….................................................................................................... 52
4.1 Velocidad a sección llena……………..……………...................................................52
4.2 Caudal a sección llena…………………...…………………………………………………………….....52
4.3 Relaciones hidráulicas…………….………………………. .......................................52
4.4 Tabla de rediseño de la red de alcantarillado combinado…………….…………...53
5 Análisis de precios y presupuesto............................................................................ 65
5.1 Análisis de precios unitarios…...…………….……...................................................65
5.1.1 Generalidades...……………………………………………………………………………………….....65
5.1.2 Costo de una obra…………………………..……………. .......................................65
5.1.3 Precio de una obra…………………………..…………………………….…………..65
5.1.4 Características de los costos.…………………………….……………………………………….....65
5.1.5 Precios unitarios...…………………..……………………. .......................................65
5.1.5.1 Factores de dependencia…………………………………...………….…………..66
5.1.5.2 Factores de consistencia...……………………………………………....................66
5.1.5.3. Costo directo…………………………..………..…………...………….…………..66
5.1.5.4 Costo indirecto…………………………………...…………...………….…...……..66
5.1.5.5 Imprevistos………………………….…………......……………………...................67
5.1.6 Presupuesto………………………………………..…………...………….…………..67
5.1.6.1 Presupuesto de mano de obra……………………………..………….…………..68
5.1.6.2 Presupuesto de gasto de fabricación………………………………......................68
5.1.6.3 Presupuesto de costo de producción…...................................……….………..68
5.1.6.4 Tabla salarial de la Contraloría General del Estado…………………………….68
6. Comparación de costos con la red en tubería de Hormigón Simple... …………………...71
6.1 Análisis de precios unitarios red de PVC……..…………………..……….………….71
6.2 Comparación de presupuestos…………...……………………………….....................71
8
Conclusiones ….............................................................................................................…..77
Recomendaciones ...................................................................................................……...77
Bibliografía .....................................................................................................................78
Anexos ......................................................................................................................... 79
9
INTRODUCCIÓN
Ante la necesidad de analizar y conocer las ventajas de costos y en la
construcción misma de alcantarillados combinados, propongo una alternativa al
diseño actual de la red de tuberías construidas en Hormigón de los barrios Santa
María, La Libertad y San Martin, siendo esta red de 4.6 Kilómetros.
Presento en este estudio el rediseño de la red con tuberías de PVC, la misma que
funcionará a gravedad y posibilitara la conducción apropiada de las aguas
residuales y pluviales de cada vivienda.
Esta red de alcantarillado conecta a 358 viviendas del sector y a su vez beneficia
a 1790 habitantes de la zona.
La parroquia de Sayausi, es una zona de interés habitacional que está en pleno
desarrollo y necesita de servicios básicos de calidad para el bienestar de sus
habitantes.
El trabajo de investigación está conformado por cuatro capítulos, los mismos que
son:
- Capítulo 1: Estudios Preliminares.
- Capítulo 2: Redes de Alcantarillado.
- Capítulo 3: Diseño de la red.
- Capítulo 4: Cálculo del Alcantarillado Sanitario.
10
11
CAPÍTULO I REDES DE ALCANTARILLADO.
1. Objeto. Esta investigación será de utilidad en la vida profesional como elemento de
guía y consulta para el Rediseño de Alcantarillados Combinados.
2. Alcance. Este trabajo de investigación está enfocado en el rediseño de un Sistema de
Alcantarillado Combinado, es decir tanto para aguas lluvias y aguas residuales.
3. Definiciones. 3.1 Componentes de un sistema de alcantarillado. Los sistemas básicamente están compuestos por los siguientes elementos:
a) Alcantarillas o colectores.
b) Pozos de registro o de inspección.
c) Cajas de registro.
d) Derivaciones (de acuerdo a las zonas a emplazarse).
A continuación se detallan cada uno de ellos:
a) Alcantarillas o Colectores: Son conductos generalmente cerrados, los cuales
conforman la red y evacuan las aguas negras, vertiendo su contenido a algún sistema de
depuración o tratamiento de las mismas, o hacia un cuerpo receptor.
Al hablar de alcantarillas generalmente nos referimos a las tuberías. Las alcantarillas de
acuerdo a su importancia se pueden clasificar de la siguiente manera:
-Alcantarilla o colector domiciliar.
-Alcantarilla o colector secundario.
-Alcantarilla o colector principal.
b) Pozos de Registro o Inspección: Denominados en nuestro medio como pozos de
visita, estos elementos se colocan en puntos convenientes de la alcantarilla, donde se
tengan cambio de dirección, cambios de diámetro, etc.
12
Su importancia se debe a que permiten el control de las conducciones, el análisis de las
aguas residuales (inspección), reparación y limpiezas.
Cuando las alcantarillas son grandes, de 1.5 m o más, puede entrarse directamente a ellas,
por lo que se emplean pocos pozos de registro (Figura 2).
c) Cajas de Registro: Son estructuras que conectan a las tuberías que evacuan las
aguas negras del interior de las edificaciones y los colectores secundarios a
laterales de la red. (Figura1)
Figura 2. Detalle pozos de visita de aguas negras.
13
Figura 1. Detalle de caja de registro para aguas negras. Hidráulicamente, un sistema de
alcantarillado sanitario se diseña con los siguientes objetivos:
1. Minimizar el mantenimiento.
2. Procurar auto limpieza.
3. Lograr alternativas más económicas.
Para cumplir con el auto limpieza, se debe cumplir la condición auto limpiante:
la cual es aquella condición en el diseño de tuberías de aguas residuales que permite auto-
limpiar la tubería, no dejando sedimentar los desechos en el fondo de la tubería. Parámetros
a tomar en cuenta para lograr auto limpieza:
a. Velocidad.
b. Pendiente.
VELOCIDADES Y PENDIENTES MAXIMAS Y MINIMAS. Los colectores de aguas residuales deben diseñarse para velocidades mínimas
de auto limpieza y que en la práctica se adopta una velocidad de 0.60 m/seg
considerando el funcionamiento del tubo a sección llena y a tubo parcialmente
lleno puede bajar a 0.35 m/seg. Las velocidades máximas son admitidas de 4.5
a 5.0 m/seg en secciones llenas, pero aún se investiga para aprobar que éstas
velocidades realmente no producen erosión.
La velocidad mínima a sección llena para el diseño de alcantarillas y colectores
de un sistema pluvial será de 0.75 m/seg.
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Pendientes máximas y mínimas recomendables. Las pendientes máximas y mínimas están en relación directa con las velocidades
máximas y mínima para tubos funcionando a sección parcialmente llena. Para
colectores que arrastran gran cantidad de aporte se puede llegar a 0.5 - 5 por mil.
La pendiente mínima estará determinada por la velocidad mínima a sección llena
que es 0.75 m/seg.
Las pendientes máximas son las correspondientes a las velocidades máximas.
Tuberías. La tubería de alcantarillado se compone de tubos y conexiones acoplados
mediante un sistema de unión elastomérico, el cual permite la conducción de
las aguas residuales.
En la selección del material de la tubería de alcantarillado, intervienen diversas
características tales como resistencia mecánica, resistencia estructural del
material, durabilidad, capacidad de conducción, características de los suelos y
agua, economía, facilidad de manejo, colocación e instalación, flexibilidad en
su diseño y facilidad de mantenimiento y reparación.
Las tuberías para alcantarillado sanitario se fabrican de diversos materiales,
tales como:
Acero.
15
Concreto simple (CS) y concreto reforzado (CR).
Concreto reforzado con revestimiento interior (CRRI).
Poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV).
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Poli (cloruro de vinilo) (PVC) (pared sólida y estructurada).
Fibrocemento (FC).
Atarjea. Es la tubería que recoge las aguas residuales de las descargas domiciliarias
para entregarlas al colector por medio de un pozo.
Descarga domiciliaria. La descarga domiciliaria o albañal, es una tubería que permite el desalojo de
las aguas residuales de las edificaciones a las atarjeas de la red urbana o
municipal. La descarga se inicia en un registro principal localizado en el interior
del predio, provisto de una tapa de cierre hermético que impide la salida de
malos olores.
La profundidad mínima de la zanja se recomienda que tenga un colchón de
0.90m, sobre el lomo del tubo de la atarjea, en lugares con tráfico
vehicular, o 0.60 m sobre el lomo cuando no exista tráfico.
17
La domiciliaria se conecta al sistema de alcantarillado con una pendiente del 2
ó 1% como mínimo, y con un ángulo de 45°. Las piezas necesarias según el
tipo de material de la descarga, deben garantizar que la conexión del albañal a
la atarjea sea hermética.
Dependiendo del tipo de material de la atarjea o colector, se debe seleccionar
de preferencia el mismo material en la tubería de la domiciliaria y el de las
piezas especiales, así como el correspondiente procedimiento de conexión.
Además, hay que considerar que en algunos casos el diámetro del albañal es
muy pequeño en comparación con el de la atarjea, por lo que no es
recomendable que se lleve a cabo la unión directa con un diámetro mucho
mayor, sino que es necesario prever una atarjea “madrina”, la cual servirá para
ir interceptando los albañales hasta que el diámetro de dicha tubería sea
adecuado para unirse a la atarjea de la red municipal; si las dimensiones de las
tuberías por unir no permiten el uso de las conexiones existentes, será
necesario hacer uso de un pozo de visita.
El diámetro de la domiciliaria en la mayoría de los casos es de 200mm cuando
se realizan con tubería de hormigón simple y de 160mm cuando se realiza con
tubería de pvc, siendo éste el mínimo recomendable en la localidad, sin
embargo, ésta dimensión puede variar en función de las disposiciones del
diseño sanitario.
Colector. Se denomina colector o alcantarilla colectora al tramo del alcantarillado público
que conecta diversos ramales de una alcantarilla. Se construye bajo tierra, a
menudo al medio de las calles importantes, de manera que cada una de las
viviendas de esa vía puedan conectarse para la evacuación apropiada de
las aguas residuales.
Sumideros. Los sumideros son las estructuras encargadas de recoger el agua lluvia que
fluye por las cunetas de las vías con el mínimo de interferencia para el tráfico
vehicular y peatonal, evitando se introduzca al colector material de arrastre,
estas se colocan en los puntos más bajos del alcantarillado proyectado.
18
Pozos de visita. Los pozos de visita son estructuras construidas sobre las tuberías, a cuyo
interior se tiene acceso por la superficie de la calle.
Su forma es cilíndrica en la parte inferior y troncocónica en la parte superior,
son suficientemente amplias para darle paso a un hombre y permitirle
maniobrar en su interior (el piso es una plataforma con canales que prolongan
los conductos y encauzan sus corrientes). Una escalera de peldaños de fierro
fundido empotrados en las paredes del pozo permite el descenso y ascenso al
personal encargado de la operación y mantenimiento de los sistemas de
alcantarillado sanitario y pluvial.
El acceso a la superficie se protege con un brocal de fierro fundido o de
concreto y con una tapa perforada, éstas pueden ser cónicas o rectas, también
de fierro fundido o de concreto, permitiendo el acceso a su interior y la salida
de gases. A profundidades de 1.50m o menores los pozos de visita tienen
forma de botella y a mayores de 1.50m se construye en la parte cilíndrica con
el diámetro interior necesario de acuerdo con los diámetros de las tuberías que
a él concurran y la parte troncocónica con paredes inclinadas a 60° que
rematará con otra cilíndrica de 0.60m de diámetro interior y 0.25m de altura
aproximada la cual recibirá al brocal y su tapa.
Los pozos de visita pueden ser por el procedimiento de construcción en el sitio
de construcción o prefabricados, su elección depende de un análisis
económico y en el caso de alcantarillado sanitario se debe asegurar la
hermeticidad de la estructura y de la conexión de la tubería.
Pozos construidos en sitio. Comúnmente el pozo construido en sitio puede ser de concreto reforzado o
mampostería de piedra. Se usan frecuentemente los tabiques y los bloques de
concreto, porque las formas necesarias para la construcción a base de
concreto, aumentan el costo de la construcción. Las paredes del registro deben
tener, por lo menos, un espesor de 0.20m.
Puede necesitarse un espesor mayor en suelos inestables en registros
profundos o para evitar la humedad. Cuando se use tabique, se recomienda
que el espesor mínimo sea de 0.28m. Estos se deben aplanar y pulir
19
interiormente con mortero (cemento-arena en relación 1 a 3), el espesor del
aplanado debe tener como mínimo 0.01m. Para evitar la entrada de aguas
freáticas o pluviales, el aplanado se realiza exteriormente, únicamente en los
pozos de visita del alcantarillado sanitario. Se deben aplanar las dos caras del
pozo con mortero mezclado con impermeabilizante.
Las paredes de concreto pueden construirse con menor espesor que las de
tabique, pero debe ser reforzado con varillas de acero. La cimentación del pozo
puede ser de mampostería o de concreto; en terrenos suaves se hará de
concreto armado aun cuando la chimenea sea de tabique. Para formar la
media caña se coloca el tubo en el fondo del pozo después se construye el
pozo. Cuando se ha terminado el trabajo, se corta la mitad superior del tubo
dejando un canal liso y abierto a través del pozo.
El piso del pozo se construye con inclinación hacia el centro y de tal modo que
las aguas escurran al canal de forma semicircular o en U, de mayor capacidad
que las atarjeas tributarias. Las paredes del canal deben tener altura suficiente
para evitar que el agua rebose sobre el piso inclinado. Esto exige que las
paredes laterales de la media caña se eleven casi hasta la altura de la clave de
la atarjea. En algunas atarjeas el tirante del canal de escurrimiento a través del
registro se hace que sea igual al diámetro total de la atarjea.
El piso debe tener una pendiente de 0.1 a 0.083 (desnivel de 0.01m en sentido
vertical por 0.10 a 0.12m en sentido horizontal) hacia la atarjea. En los pozos
donde concurran dos o más conductos, al mismo nivel aproximadamente, las
medias cañas del fondo deben colocarse a la misma altura o cota las claves de
los tubos o los extremos de las tuberías de menor diámetro, cuando los más
grandes estén funcionando a toda su capacidad. En el caso del diseño de la
atarjea, sea de bayoneta, la distancia máxima entre las dos medias cañas
dentro del pozo será de 0.50m.
En caso de colectores o subcolectores con tuberías de más de 1.20m de
diámetro el pozo de visita debe centrarse en la intersección de las tuberías y
tener una cimentación especial. Para tuberías de mayor diámetro, las paredes
del pozo o caja se construyen en prolongación de las paredes del conducto.
Son características importantes de estos diseños, el tamaño del acceso y el
espacio de trabajo, así como la resistencia de la estructura. Se debe evitar
20
hacer entradas en los registros menores de 50cm de diámetro, siendo común
entradas de 60cm. Un hombre debe pasar a través de cualquier entrada que
permita el paso de sus caderas, siempre que pueda doblar las rodillas y volver
los hombros inmediatamente después de haber pasado por el orificio de
entrada. Por tal razón, se recomienda el ensanchamiento de los pozos de visita
por debajo de la estructura.
3.1.6.2. Tipos de Pozos de Visita. a) Pozos comunes. Los pozos de visita comunes tienen un diámetro interior de 1,00m, se utilizan
para unir tuberías de hasta 0,76m de diámetro y permiten una deflexión
máxima en la tubería de 90 grados.
Todos los pozos comunes deben asentarse sobre una plantilla de material
base compactada a 95% proctor con espesor mínimo de 10cm. En terrenos
suaves esta plantilla se construye de concreto armado.
b) Pozos especiales. Este tipo de pozos son de forma similar a los pozos de visita comunes, excepto
que la base es de diámetro mayor para albergar tuberías incidentes mayores a
0.76m de diámetro, estos pozos se pueden reducir una vez pasando la parte
superior de los tubos incidentes para terminar como los pozos comunes.
4. Clasificación. 4.1. Clasificación Sistemas de alcantarillado. Los sistemas de alcantarillado pueden ser de dos tipos: convencionales o no
convencionales. Los sistemas de alcantarillado sanitario han sido ampliamente
utilizados, estudiados y estandarizados. Son sistemas con tuberías de grandes
diámetros que permiten una gran flexibilidad en la operación del sistema,
debida en muchos casos a la incertidumbre en los parámetros que definen el
caudal (densidad poblacional y su estimación futura, mantenimiento
inadecuado o nulo).
Los sistemas de alcantarillado no convencionales surgen como una respuesta
de saneamiento básico de poblaciones de bajos recursos económicos, son
sistemas poco flexibles, que requieren de mayor definición y control en los
21
parámetros de diseño, en especial del caudal, mantenimiento intensivo y, en
gran medida, de la cultura en la comunidad que acepte y controle el sistema
dentro de las limitaciones que éstos pueden tener.
Los sistemas convencionales de alcantarillado se clasifican en:
Alcantarillado separado: es aquel en el cual se independiza la evacuación de
aguas residuales y lluvia.
a) Alcantarillado sanitario: sistema diseñado para recolectar exclusivamente las
aguas residuales domésticas e industriales.
b) Alcantarillado pluvial: sistema de evacuación de la escorrentía superficial
producida por la precipitación.
Alcantarillado combinado: conduce simultáneamente las aguas residuales,
domesticas e industriales, y las aguas de lluvia.
2. Los sistemas de alcantarillado no convencionales se clasifican según el tipo
de tecnología aplicada y en general se limita a la evacuación de las aguas
residuales.
a) Alcantarillado simplificado: un sistema de alcantarillado sanitario simplificado
se diseña con los mismos lineamientos de un alcantarillado convencional, pero
teniendo en cuenta la posibilidad de reducir diámetros y disminuir distancias
entre pozos al disponer de mejores equipos de mantenimiento.
b) Alcantarillado condominiales: Son los alcantarillados que recogen las aguas
residuales de un pequeño grupo de viviendas, menor a una hectárea, y las
conduce a un sistema de alcantarillado convencional.
c) Alcantarillado sin arrastre de sólidos. Conocidos también como
alcantarillados a presión, son sistemas en los cuales se eliminan los sólidos de
los efluentes de la vivienda por medio de un tanque interceptor. El agua es
transportada luego a una planta de tratamiento o sistema de alcantarillado
convencional a través de tuberías de diámetro de energía uniforme y que, por
tanto, pueden trabajar a presión en algunas secciones.
El tipo de alcantarillado que se use depende de las características de tamaño,
topografía y condiciones económicas del proyecto. Por ejemplo, en algunas
localidades pequeñas, con determinadas condiciones topográficas, se podría
pensar en un sistema de alcantarillado sanitario inicial, dejando correr las
22
aguas de lluvia por las calles, lo que permite aplazar la construcción de un
sistema de alcantarillado pluvial hasta que sea una necesidad.
Unir las aguas residuales con las aguas de lluvia, alcantarillado combinado, es
una solución económica inicial desde el punto de vista de la recolección, pero
no lo será tanto cuando se piense en la solución global de saneamiento que
incluye la planta de tratamiento de aguas residuales, por la variación de los
caudales, lo que genera perjuicios en el sistema de tratamiento de aguas. Por
tanto hasta donde sea posible se recomienda la separación de los sistemas de
alcantarillado de aguas residuales y pluviales.
Un sistema de alcantarillado por vacío consiste en un sistema de tuberías
herméticas que trabajan con una presión negativa, vacío, que conducen las
aguas de desecho a una estación de vacío, de donde son conducidas a un
colector que las llevara a una planta de tratamiento o a un vertedero.
5. Normativa ETAPA EP (Empresa de Telecomunicaciones, Alcantarillado y
Agua Potable de Cuenca).
En el rediseño del sistema de alcantarillado combinado seguiremos las
normativas que establece ETAPA EP en cuanto a diámetros de tuberías,
velocidades de circulación de fluidos y pendientes, las mismas que serán
detalladas en los parámetros de diseño.
6. Bases de Diseño. 6.1 Periodo de Diseño. Las obras de alcantarillado sanitario se realizan con una proyección con
capacidad para funcionar de manera eficiente durante un plazo que se
determina de acuerdo al crecimiento apreciado de la población, junto con la
vida útil de los elementos usados dentro del proyecto.
El periodo de diseño es el número de años durante los cuales una obra o
estructura determinada ha de prestar sus servicios de manera satisfactoria para
el cual fue diseñada, sin necesidad de ampliaciones, ni adecuaciones; es decir,
el tiempo para el cual la obra trabaje al 100% de su capacidad y eficiencia.
Para poder elegir un periodo de diseño adecuado se debe tomar en cuenta
factores como:
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• Vida útil de las estructuras y equipo tomando en cuenta obsolescencia,
desgaste y daños.
• Facilidad o dificultad para realizar ampliaciones y planeación de nuevas
etapas de construcción dentro del proyecto.
• Crecimiento poblacional. Si la tasa de crecimiento es baja o promedio los
periodos de diseño pueden ser máximos; caso contrario, los periodos de
diseño pueden ser pequeños.
• Cambios en el desarrollo social y económico de la población.
• Características de financiamiento: nacional o extranjero, Público o privado.
• Costos de mantenimiento en general.
• Topografía del área de construcción.
• Comportamiento hidráulico de las obras cuando éstas no estén funcionando a
su plena capacidad.
Las normas nacionales recomiendan, que para obras como estaciones de
bombeo, ramales laterales y secundarios de la red, plantas de tratamiento, que
son de fácil ampliación se consideren periodos de diseño que comprenden
entre 20 y 25 años.
En el caso de obras grandes o de mayor envergadura tales como: colectores
principales, descargas submarinas, el periodo de diseño puede llegar hasta 50
años, pero nunca menores a 20 años.
Para determinar un periodo de diseño es trascendental tomar en cuenta el
gasto que implica la inversión frente al beneficio que representa para la
población a la cual se quiere servir.
6.2 Población. La determinación del número de habitantes, para los cuales se debe diseñar el
sistema de alcantarillado, es un parámetro básico en el cálculo y diseño del
proyecto.
El alcance del proyecto depende de la cantidad de la población la cual será
beneficiada y de su distribución dentro del área de interés.
La base para cualquier tipo de proyección de población son los censos, que
definen el análisis de crecimiento demográfico.
24
6.3 Áreas de Aportación Sanitaria. Las áreas de aportación sanitaria son la división en varias superficies del área
original del sector. Estas áreas determinan la distribución de los caudales
sanitarios en cada tramo de la red de alcantarillado.
Las áreas de aportación sanitaria deben ser calculadas a partir del
levantamiento topográfico del terreno en donde se realizará el proyecto. Con la
topografía y la densidad poblacional se puede determinar los caudales
sanitarios en cada tramo de la red de alcantarillado.
25
CAPÍTULO II DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO 1. Levantamiento topográfico. 1.1 Introducción y definición. Es importante subrayar el origen etimológico del término topografía para, de
esta manera, poder entender mejor su significado. En este caso, aquel se
encuentra en el griego donde descubrimos que se determina que esté formado
dicho concepto por la unión de tres partes claramente diferenciadas: topos que
puede traducirse como “lugar o territorio”, el verbo grafo que es sinónimo de
“escribir o pintar” y el sufijo que es equivalente a “cualidad”.
Se conoce con el nombre de topografía a la disciplina o técnica que se encarga
de describir de manera detallada la superficie de un determinado terreno. Esta
rama, según se cuenta, hace foco en el estudio de todos los principios y
procesos que brindan la posibilidad de trasladar a un gráfico las
particularidades de la superficie, ya sean naturales o artificiales.
Los topógrafos utilizan para su tarea sistemas bidimensionales sobre los
ejes X e Y, mientras que la altura constituye la tercera dimensión. La elevación
del terreno, de todas maneras, se ve reflejada en los mapas topográficos por
medio de líneas que se unen con un plano de referencia, conocidas con el
nombre de curvas de nivel.
Dichos mapas se caracterizan, por tanto, no sólo porque representan lo que es
el relieve de la superficie determinada a una escala definida claramente, sino
también por el hecho de que tienen la ventaja de representar una zona muy
amplia de un territorio como puede ser una provincia o incluso una región.
Una circunstancia, esta última que es la que ejerce como principal diferencia
respecto a lo que son los llamados planos topográficos que hacen referencia a
una extensión menor de territorio. Entre las señas de identidad de ellos
destacan que se suelen dividir en lo que son cuadrículas equivalentes a un
kilómetro real del citado territorio, y que cuentan con las llamadas leyendas.
Unos elementos estos últimos gracias a los cuales cualquier persona que tenga
delante uno de estos planos podrá entender a la perfección lo que en él se
representa. Y es que aquellos determinan qué símbolos identifican a lo que son
los ríos, los árboles, los edificios, las carreteras o incluso los puentes.
26
De la misma forma hay que subrayar que estos documentos es habitual que se
utilicen en lo que son el desarrollo de actividades al aire libre.
Cabe resaltar que la topografía posee un gran valor para ciencias como
la agronomía, la arquitectura, la geografía y la ingeniería. La aplicación de
conceptos geométricos para lograr describir la realidad física resulta muy
importante en la actividad agrícola o en la construcción de edificios, por
ejemplo.
La actividad topográfica posee una doble dimensión: es necesario visitar el
lugar en cuestión para analizarlo con los instrumentos apropiados, mientras
que en una etapa siguiente se requiere del traslado de los datos recogidos a un
gabinete o laboratorio para su interpretación y el desarrollo de mapas.
1.2 Levantamientos Topográficos y nivelación. 1.2.1 Levantamiento Topográfico. Se denomina levantamiento al conjunto de operaciones necesarias para
representar topográficamente un terreno. Aunque en general, todo
levantamiento debe hacerse con precisiones ya establecidas. Hay
ocasiones en que, por la índole del trabajo, puede aligerarse éste aun
cuando lleguen a cometerse errores sensibles en el plano, e incluso, a
veces, basta un ligero bosquejo, con rápidas medidas, constituyendo un
croquis.
De aquí la clasificación de levantamientos regulares e irregulares; en los
primeros se utilizan instrumentos, más o menos precisos, que con
fundamento científico permiten obtener una representación del terreno de
exactitud variable; pero, de tal naturaleza, que se compute siempre como de
igual precisión en cualquier punto de la zona levantada. La exactitud de los
levantamientos regulares depende desde luego, de la habilidad del operador,
pero es debida principalmente a la precisión de los instrumentos empleados.
1.2.2 Planimetría. Puede entenderse a la planimetría como la parte de la topografía dedicada al
estudio de los procedimientos y los métodos que se ponen en marcha para
lograr representar a escala los detalles de un terreno sobre una superficie
27
plana. Lo que hace la planimetría es prescindir del relieve y la altitud para
lograr una representación en dirección horizontal.
Se puede diferenciar la planimetría de la altimetría o hipsometría, que es la
rama de la topografía que nuclea a los procedimientos y metodologías que se
llevan a cabo para representar la altura de cada punto respecto a un plano que
se toma como referencia. La altimetría, de esta manera, permite representar el
relieve de un terreno.
1.2.3 Altimetría. Realiza la medición de las diferencias de nivel o de elevación entre los
diferentes puntos del terreno, las cuales representan las distancias verticales
medidas a partir de un plano horizontal de referencia. La determinación de las
alturas o distancias verticales también se puede hacer a partir de las
mediciones de las pendientes o grado de inclinación del terreno y de la
distancia inclinada entre cada dos puntos. Como resultado se obtiene el
esquema vertical.
2. Tipos de levantamientos de manera general Topográficos Estos producen mapas y planos de las características naturales y hechas por el
hombre. No existe una diferencia clara entre mapa y plano, pero se acepta
generalmente que en los planos, los detalles se grafican y dibujan a escala
exacta, mientras que en los mapas muchos de los rasgos son representados
por puntos o por contornos, los cuales dan menos detalles, pero más visión del
área representada.
Geodésicos. Los levantamientos Geodésicos se distinguen por la técnica y el uso que se les
da. En los levantamientos Geodésicos de grandes áreas de la superficie
terrestre se debe tomar en cuenta la curvatura de la misma. La red de
mediciones entre puntos de este mismo sistema, son necesarios para controlar
todo el levantamiento y así determinar el lugar de grandes áreas, debiendo
tomar estas medidas con la calidad más alta posible.
28
De Ingeniería. Estos abarcan todos los trabajos topográficos requeridos antes, durante y
después de cualquier trabajo de Ingeniería. Antes de comenzar cualquier
trabajo se requiere un mapa topográfico a gran escala o plano que sirva como
base al diseño. La posición propuesta de cualquier nuevo tipo de construcción debe marcarse
en el terreno, en planta y elevación, operación conocida como replanteo y
finalmente es por lo que se requiere hacer el levantamiento. Especialmente
para el diseño y construcción de nuevas rutas, caminos, ferrocarriles, y en
muchos aspectos de los levantamientos, siempre se requiere calcular áreas y
volúmenes de movimiento de tierra, y los datos para trazar las curvas sobre el
alineamiento de la ruta.
Levantamiento longitudinal o de vías de comunicación. Son los levantamientos que sirven para estudiar y construir vías de transporte o
comunicaciones como carreteras, vías férreas, canales, líneas de transmisión,
acueductos, etc.
Levantamientos catastrales y urbanos. Son los levantamientos que se hacen en ciudades, zonas urbanas y municipios
para fijar linderos o estudiar las zonas urbanas con el objeto de tener el plano
que servirá de base para la planeación, estudios y diseños de ensanches,
ampliaciones, reformas y proyecto de vías urbanas y de los servicios públicos,
(redes de acueducto, alcantarillado, teléfonos, electricidad, etc.).
Un plano de población es un levantamiento donde se hacen las mediciones de
las manzanas, redes viales, identificando claramente las áreas públicas (vías,
parques, zonas de reserva, etc.) de las áreas privadas (edificaciones y solares),
tomando la mayor cantidad de detalles tanto de la configuración horizontal
como vertical del terreno. Este trabajo debe ser hecho con extrema precisión y
se basa en puntos de posición conocida, fijados previamente con
procedimientos geodésicos y que se toman como señales permanentes de
referencia. Los levantamientos catastrales comprenden los trabajos necesarios
para levantar planos de propiedades y definir los linderos y áreas de las fincas
29
campestres, cultivos, edificaciones, así como toda clase de predios con
espacios cubiertos y libres, con fines principalmente fiscales, especialmente
para la determinación de avalúos y para el cobro de impuesto predial.
Levantamientos aéreos o fotogramétricos. Se hacen por fotogrametría, generalmente desde aviones y se usan como
auxiliares muy valiosos de todas las otras clases de levantamientos. Se
realizan por medio de fotografías aéreas tomadas con cámaras especiales ya
sea desde un avión, o desde estaciones de la tierra.
3. Errores. Las principales fuentes de errores en una nivelación son frecuentemente
incorrecciones de los instrumentos cuando éstos no son revisados y ajustados
antes de iniciar los trabajos, o por descuido al momento de hacer un operador
las nivelaciones. Salvo algún defecto de fabricación, lo anterior puede reducirse
a cero, si se revisa antes el aparato y se tiene cuidado al hacer las
observaciones de vigilar constantemente la burbuja del nivel tubular, de no
recargarse golpear el trípode, verificar que la graduación de la mira vertical o
estadal esté correcta y asegurarse de que en cada visual el estadal esté
perfectamente vertical.
Si en todos los tramos entre puntos de liga es posible colocar el aparato en el
centro, prácticamente no hay problemas con la curvatura y refracción; pero si
por necesidades ante la forma del relieve del terreno las visuales son
irregulares o muy largas, habrá que hacer las respectivas correcciones.
Deberá procurarse siempre enfocar perfectamente tanto los hilos de la retícula
como el objetivo.
La naturaleza también desempeña un papel importante, ya que el sol y el
viento nos producen dilataciones diferenciales en las partes del nivel, así como
en el estadal. La refracción es irregular debido al calentamiento por el sol y se
produce una reverberación que dificulta las lecturas. En casos diremos es
necesario utilizar una sombrilla especial para el instrumento y acortar las
distancias entre el aparato y los estadales.
30
Los cambios en la longitud del estadal por efecto y la temperatura no suelen
ser muy grandes pero pueden reducirse, si se requiere mayor precisión,
usando estadales graduados sobre una cinta de invar 65% acero y 35% níquel.
Cuando hay viento o estás trabajando en un lugar donde hay obras y la
maquinaria nos producen vibraciones que alteren el nivel, el estadal o ambas
cosas, será necesario interrumpir los trabajos de nivelación hasta que el viento
disminuya o las máquinas se detengan.
Las equivocaciones personales pueden evitarse usando métodos y registros
adecuados para hacer auto-comprobaciones.
4. Clasificación de los errores. Según las causas que lo producen estos se clasifican en:
Naturales.
Personales.
Instrumentales.
Según las forman que lo producen en:
Sistemáticos.
Accidentales.
Los errores más comunes son: Error por temperatura: Los cambios de temperatura producen deformaciones
en las longitudes de las cintas usadas en el campo. Por ejemplo la cinta de
acero se normaliza generalmente a 20º centígrado es decir que su longitud
nominal corresponde a esta temperatura.
Si al realizar la medición la temperatura es mayor de 20º centígrados la cinta se
dilata, en caso contrario si la temperatura es menor a 20º centígrados la cinta
se contrae, lo que incurre en un error por temperatura y se calcula de la
siguiente forma:
Cx= 0.0000117 (T-To) L To= Es la temperatura de normalización de la cinta.
T= Es la temperatura promedia al realizar la medición.
L= Es la longitud nominal de la cinta.
31
0.0000117= Es el coeficiente de dilatación térmica de la cinta de acero.
Error por longitud incorrecta: Algunas veces las cintas traen errores en su
medida. Llamamos longitud nominal a la longitud ideal o la que dice el
fabricante que tiene, así la longitud real será la comparada por un patrón la
conexión, es decir la que en verdad tiene. La corrección por longitud errónea se
obtiene mediante la siguiente fórmula:
CL= L´- L L´= Es la longitud real de la cinta producida del contraste del patrón.
L= Es la longitud nominal de la cinta.
CL= Corrección de la longitud.
Error por falta de horizontalidad: Cuando el terreno es dependiente uniforme,
se puede hacer la medición directamente sobre el terreno con menos error que
en el banqueo partiendo de la medición en pendiente se calcula la distancia
horizontal la corrección por falta de horizontalidad es:
Ch= h²/ (2S)
h= Es el desnivel entre los puntos externos de la cinta
s= Es la distancia de la parte inclinada del terreno
Error por catenaria: Se da por la forma convexa que presenta la cinta
suspendida entre dos apoyos debido principalmente al peso de la cinta y a la
tensión aplicada al momento de realizar la medición estos aspectos hacen que
se acorte la medida de la distancia horizontal entre las graduaciones de dos
puntos de la cinta la corrección es:
Cc= -W2L /24p2 W= Peso de la cinta en kilogramos.
p= Es la tensión aplicada al realizar la medición en kilogramos.
5. Instrumentos. 5.1 Teodolito. Un teodolito o tránsito es un instrumento el cual está diseñado para realizar
trabajos que son útiles para el ingeniero civil, tal es el caso de los levantamientos
32
topográficos que posteriormente le servirán para diseñar proyectos, efectuar trazos,
supervisar las obras que se están ejecutando o simplemente para conocer la superficie de
un terreno. El diseño de los tránsitos o teodolitos tienen como objetivo una gran
variedad de aplicaciones, que pueden ser la medida y trazo de
ángulos horizontales, direcciones, ángulos verticales y las diferentes elevaciones
de los puntos de la tierra.
TEODOLITO DE LECTURA ELECTRÓNICA. Este tipo de teodolitos cuentan con un dispositivo electrónico que permite leer
los ángulos horizontales y verticales en una pantalla (display) en forma digital, y también se
caracterizan por su aproximación ya que existen de 1”,5” y 10” y algunos se
identifican por el color y la marca.
Ángulos horizontales, medición simple por repeticiones y por reiteraciones.
Medición de ángulos por repeticiones.
Por medio de un tránsito para ingeniero o teodolito de repetición puede
acumularse mecánicamente un ángulo horizontal y la suma puede leerse con la misma
precisión que el valor sencillo.
5.2 ESTACIÓN TOTAL. La estación total es uno de los aparatos topográficos de mayor difusión en la
actualidad. Su potencia, flexibilidad, precisión, sencillez de manejo y
posibilidades de conexión con ordenadores personales son los principales factores que
han contribuido a su gran aceptación. Las estaciones totales han venido, desde hace
ya varios años, a facilitar enormemente la toma de datos en campo, mediante
procedimientos automáticos. Todo ello ha contribuido a una notable mejora en las
condiciones de trabajo de la ingeniería civil, así como a un mayor rendimiento en los
levantamientos y el replanteo posterior. A la hora de elegir una estación total
debemos tener en cuenta nuestras necesidades actuales y futuras, así como la
rentabilidad que vamos a obtener del aparato.
FUNCIONES BASICAS DE LA ESTACION TOTAL. En esencia, una estación total permite efectuar las mismas operaciones que se
efectuaban antes con otros aparatos como los taquímetros o teodolitos. La
33
gran diferencia es que ahora se aprovechan más las grandes posibilidades que
nos brinda la microelectrónica. De esta manera la medida indirecta de
distancias se convierte en un proceso sencillo en el que basta pulsar una
tecla tras haber hecho puntería sobre un prisma situado en el punto de destino.
Tampoco es necesario efectuar tediosos cálculos para determinar las
coordenadas cartesianas de los puntos tomados en campo, sino que en forma
automática, la estación nos proporciona dichas coordenadas. Para realizar
todas estas operaciones, las estaciones totales disponen de programas
informáticos incorporados en el propio aparato. Todas las funciones del mismo,
así como la información calculada, son visibles a través de una pantalla digital y un
teclado. Mediante una estación total podemos determinar la distancia horizontal
o reducida, la distancia geométrica, el desnivel, la pendiente en %, los ángulos
horizontales y verticales, así como las coordenadas cartesianas X, Y, Z del punto de
destino, estas últimas basadas en las que tienen asignadas el aparato en el punto
de estacionamiento. Para ello basta con estacionar el aparato en un punto cuyas
coordenadas hayamos determinado previamente o sean conocidas de
antemano, por pertenecer a un sistema de referencia ya establecido, y situar
un prisma, en el punto que deseamos determinar, a continuación se hace
puntería sobre el prisma, enfocándolo adecuadamente según la distancia a que
nos encontremos del mismo y se pulsa la tecla correspondiente para iniciar la medición.
5.3 GPS. GPS (Global Positioning System) (Sistema de posicionamiento global): Es
un sistema global de navegación por satélite que permite determinar en todo el
mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión
hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son
unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y
actualmente operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta
tierra, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie
de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza
para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los
que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada
34
uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS
y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo
mide la distancia al satélite mediante triangulación la cual se basa en
determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición.
Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa
respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición
de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o
coordenada reales del punto de medición.
35
CAPÍTULO III DISEÑO DE LA RED. 1. Período de diseño. Es el tiempo para el cual se estima que un sistema va a funcionar
satisfactoriamente, el establecimiento del periodo de diseño de un proyecto
depende de los siguientes factores:
a) La vida útil de las estructuras o equipamientos teniéndose en cuenta su
desgaste.
b) La facilidad o dificultad de la ampliación de las obras existentes.
c) Las tendencias de crecimiento de la población futura.
d) El comportamiento de las obras durante los primeros años o sea cuando los
caudales iniciales son inferiores a los caudales de diseño.
El periodo de diseño es por definición el tiempo que transcurre desde la
iniciación del servicio del sistema, hasta que por falta de capacidad o desuso,
sobrepasan las condiciones establecidas en el proyecto.
Para redes de distribución es conveniente poner un periodo de diseño que
varía entre 25 y 30 años y para poblaciones pequeñas muy necesitadas, este
periodo se puede tomar de 15 a 20 años.
Las tuberías de PVC tienen una vida útil de 50 años según las especificaciones
técnicas que los fabricantes proporcionan.
2. Población a servir. La población que será servida comprende los habitantes de los Barrios Santa
María, La libertad y San Martín en la parroquia Sayausí.
Para estimar la población de diseño se utilizará el método geométrico,
Involucrando en forma directa a la población actual que tributará para el
sistema de drenaje y la tasa de crecimiento del lugar.
Pf = Po(1+r)n
Donde:
Pf = población futura.
Po = población inicial.
r = incremento poblacional, porcentual.
n = período de diseño
36
Según el código ecuatoriano para el diseño de la construcción de obras
sanitarias nos da la siguiente tabla de tasas de crecimiento poblacional:
REGIÓN GEOGRÁFICA r (%) Sierra 1.0
Costa, Oriente y Galápagos 1.5
3. Cálculo de caudales. Está compuesto por la suma de los diferentes caudales que se integran a un
mismo sistema. En este caso los caudales que se calcularán serán el sanitario
y de aguas lluvias.
3.1 Caudal domiciliar sanitario. Es la aportación unitaria o específica de aguas servidas de uso doméstico
introducidas a un sistema de alcantarillado, el cual es directamente
proporcional a la dotación con que se provee a cada domicilio.
Qdom.= (Dotación * No. de hab. futuro * factor de retorno)/ 86,400
3.1.1 Factor de retorno. Este factor se determina teniendo en cuenta que del 100% de agua potable
que ingresa a un domicilio, entre el 20% a 30% se utilizan en actividades en las
cuales se consume, se evapora o se desvía a otros puntos y del restante 70%
a 80% después de ser utilizado es desfogado al sistema de alcantarillado. En
este caso aplicamos un factor de retorno de 80%.
3.1.2 Factor de flujo instantáneo. Es un factor que está en función del número de habitantes, localizados en el
área de influencia; regula un valor máximo de las aportaciones por uso
doméstico para las horas pico. Se expresa por medio de la fórmula de
Hardmon, cuyo valor disminuye si la población aumenta, y aumenta si la
población analizada disminuye.
37
FH: (18 +√P)/(4+√P)
3.1.3 Factor de caudal medio. Este es un factor que regula la aportación de caudal en la tubería. Se considera
que es el caudal que aporta cada habitante, más la suma de todos los
caudales, que son: doméstico, de infiltración, por conexiones ilícitas, comercial
e industrial, entre la población total. Este factor debe estar entre los rangos de
0.002 a 0.005. Si da un valor menor se tomará 0.002, y si fuera mayor se
tomará 0.005, considerando siempre que este factor no esté demasiado
distante de los rangos máximo y mínimo establecidos, ya que podría quedar
sub diseñado o sobre diseñado el sistema, según fuera el caso.
Fqm = Q medio / No. de habitantes futuro.
Donde:
Q medio = Q doméstico + Q infiltración + Q Conexiones ilícitas.
Caudal de Aguas de Infiltración.
Las aguas de infiltración siempre están presentes en los sistemas de
alcantarillado y dependen de varios factores como: cuidado en la construcción
del sistema, tipo de suelo, altura del nivel freático, parte de los conductos
pueden quedar sumergidos en el agua.
Qinf = 0.1 * A Donde:
Qinf = Caudal de aguas de infiltración [l/s]
A = Área de proyecto [Ha]
Caudal de Aguas Ilícitas
Consideradas aquellas contribuciones de aguas lluvias en el alcantarillado
sanitario de carácter ilegal a través de conexiones clandestinas.
38
Qi = 80 * PA Donde:
Qi = Caudal de aguas ilícitas [l/día]
PA = Población aportante [hab]
4. Caudal de Diseño. 4.1 Caudal de aguas servidas. COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD O MAYORACIÓN (M). El caudal medio de aguas servidas se utilizará siempre como parámetro para
obtener el caudal máximo instantáneo, se lo afectará del coeficiente de
simultaneidad "M" igual a:
M= 3.697 / Q 0.073325
Donde:
M = Coeficiente de simultaneidad o mayoración.
Condición: M = 4, cuando Q < 4 l/s
Rango de límites = 1,5 ≥ M ≤ 4
Q = Caudal medio diario de aguas servidas en (l/s).
El caudal medio de las aguas residuales será igual al 70% de la dotación de
agua potable. La dotación es de 170 + 40 (por fugas) = 210 l/h/d para el final
del período de diseño.
Se considerará este caudal afectado por el coeficiente de simultaneidad o
mayoración (M).
Debiendo, aplicar la fórmula:
Donde:
Qmax = Caudal Máximo (l/s).
PP = Población Proyectada.
M = Coeficiente de Mayoración.
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0,1 A = Caudal de infiltración.
A = Área en Hectáreas.
Puesto que el área de estudio no dispone de abastecimiento de agua potable,
sino de agua entubada, el caudal medio de las aguas residuales, conforme se
indicó anteriormente, será función de la dotación de agua potable real para el
final del período de diseño.
4.2 Caudal pluvial. La aportación de aguas lluvias, para drenaje de hasta 200Ha, se determinará
por el Método Racional cuya fórmula es:
Donde:
Q = caudal en l/seg.
C = coeficiente de escurrimiento.
A = área de drenaje en hectáreas.
I = intensidad de lluvia en mm/hora.
Intensidad de lluvia.
Donde:
I = Intensidad de lluvia (mm/h).
Ln = Logaritmo natural.
T= tiempo (minutos) de concentración de la lluvia + tiempo de recorrido = (tc +
tf = t).
tc = tiempo de concentración, el inicial mínimo 12 minutos o el calculado con
fórmula:
40
Y para el Tiempo de Recorrido:
L = Li = Longitud del Colector (m).
Vi = Velocidad en el colector (m/s).
Dicha ecuación está en función de las isolíneas de intensidad de precipitación,
para un periodo de retorno de 10 años (TR 10 años), en función de la máxima
precipitación en 24 horas.
ITR = Intensidad de lluvia en (mm/h), y en función del período de retorno
TR= 10 años.
t = Tiempo de concentración en (minutos).
IdTR = Factor que depende de las isolíneas, y éstas a su vez de la posición
geográfica de las estaciones que se encuentran en todo el país.
Los períodos de retorno (T) que la hoja de cálculo considera para la
determinación del caudal de aguas lluvias son de 10 años, y guardan
concordancia con los valores adoptados para el diseño de redes principales.
Método Racional. Se aplica en cuencas de áreas con una superficie de aporte de
hasta 200 Ha, para el Coeficiente de Escurrimiento (C); se recomiendan los
valores siguientes:
0.70 Para centros urbanos con densidad de población cercana a la de
saturación y con calles asfaltadas.
0.60 Para zonas residenciales de densidad, D ≥ 200 hab/Ha
0.55 Para zonas con viviendas unifamiliares, 150 < D < 200
0.50 Para zonas con viviendas unifamiliares, 100 < D < 150
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0.40 Para zonas con viviendas unifamiliares, D < 100
0.40 Para zonas Rurales con población
5. Velocidad de Diseño. Para el cálculo de la velocidad se empleará la fórmula de ManningStrickler,
cuya expresión es:
Donde:
V = velocidad (m/s)
J = pendiente del conducto
R = radio hidráulico (R=A/P)
η = coeficiente de rugosidad
El coeficiente de rugosidad η se seleccionará de la tabla 2.1
5.1 Criterios de Velocidad en los Conductos.
42
V. mín. a tubo lleno 0,90 m/s
V. mín. de auto limpieza 0,50 m/s
(*)V. máxima de diseño en tuberías de hormigón 6,00 m/s
(*)V. máxima de diseño en canales y colectores, de hormigón armado, y tubos
termoplásticos o PVC 9,00 m/s
(*) Para velocidades superiores a estas, se proyectarán y diseñarán estructuras
hidráulicas de disipación de energía que permitan pasar de régimen
supercrítico a régimen subcrítico a la salida de dichas estructuras.
Cálculos Hidráulicos de la Red. Las tuberías y colectores se diseñarán a tubo-sección parcialmente lleno, con
el 80% como máxima capacidad a ser utilizada en el tramo y en condiciones de
flujo a gravedad.
6. Velocidades máximas y mínimas de diseño. 6.1 Velocidad y Caudal a sección llena. La velocidad del flujo está determinada por la pendiente del terreno, el diámetro
de la tubería y el tipo de tubería a utilizar sea esta de concreto o PVC.
Consideraremos la velocidad de auto limpieza como aquella tal que pueda
arrastrar la materia sólida característica de las aguas servidas para evitar la
sedimentación de los mismos.
La velocidad del flujo se determina mediante la fórmula de Manning y las
relaciones hidráulicas de v/V, en donde (v) es la velocidad real del flujo y (V) es
la velocidad del flujo a sección llena.
Se tiene que:
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V = [R^ (2/3) * S^ (1/2)] / n
Donde:
V = velocidad de flujo a sección llena
R = radio hidráulico (R = D / 4)
D = diámetro de la tubería
S = Pendiente
n = coeficiente de rugosidad
La fórmula puede expresarse así:
V = {[(D / 4) ^ (2/3)] * [S^ (1/2)]} / n Para caudal a sección llena (Q)
Q = V * A
Donde:
Q = caudal a sección llena
V = velocidad de flujo a sección llena
A = área de la tubería
El flujo a sección llena se presenta en condiciones especiales. Se debe
destacar que la condición normal de flujo en conductos circulares de
alcantarillado, es a sección parcialmente llena, con una superficie de agua libre
y en contacto con el aire; por lo que, en el diseño es necesario determinar el
caudal, velocidad, tirante y radio hidráulico. Para el cálculo es necesario utilizar
las propiedades hidráulicas de la sección circular que relacionan las
características de flujo a sección llena y parcialmente llena.
De los parámetros ecuatorianos tenemos que para los cálculos hidráulicos las
tuberías se diseñaran a tubo parcialmente lleno, con el 80% de capacidad
máxima de la sección del tramo. Se mantendrá siempre las condiciones de flujo
a gravedad en los colectores o tuberías.
44
6.2 Velocidad mínima de diseño (v). Es usual que cuando la tubería trabaja con caudales menores que el caudal de
diseño, se presente sedimentación de los sólidos transportados en las aguas
residuales. Con el objeto de lograr la re-suspensión del material sedimentado,
se debe diseñar una tubería con características de auto limpieza definida
según criterios de velocidad mínima. La velocidad real mínima recomendada
para alcantarillados convencionales que transportan aguas residuales es de
0,45m/s, los alcantarillados sanitarios deben diseñarse con velocidades
mayores a 0,4m/s.
Según el código ecuatoriano para el diseño de la construcción de obras
sanitarias la velocidad de las aguas residuales en los colectores, en cualquier
año del período de diseño, no debe ser menor que 0,45m/s y que
preferiblemente sea mayor a 0,6m/s, para impedir la acumulación de gas
sulfhídrico en el líquido.
6.3 Velocidad máxima de diseño (v). Según los parámetros ecuatorianos tenemos que la velocidad máxima de
diseño en tuberías de hormigón es de 6m/s limitación dada para reducir el daño
por abrasión en los conductos debido al arrastre de materiales como la arena;
si al realizar el diseño obtuviéramos velocidades mayores a la máxima se
proyectará y diseñará estructuras hidráulicas de disipación de energía que
permitan pasar de régimen supercrítico a régimen subcrítico a la salida de
dichas estructuras.
Para los dos tipos de materiales de tubería, hormigón o PVC, la velocidad
máxima de diseño no debe sobrepasar los 5m/s para así evitar la abrasión de
la tubería.
MATERIAL VELOCIDAD MÁXIMA m/s RUGOSIDAD Hormigón simple
Con uniones de mortero 4 0.013
Con uniones de neopreno
Asbesto cemento 4.5 – 5 0.011
Plástico 4.5 0.011
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6.4 Tirante o profundidad del flujo. El tirante o profundidad del flujo se determina mediante las relaciones
hidráulicas, la relación d/D deberá ser mayor o igual al 10% del diámetro
interior de la tubería, y menor o igual al 75% del mismo.
Es decir: 0,10 =< d / D <= 0,75
Al realizar el cálculo de las tuberías que trabajan a sección parcialmente llena
para poder agilizar de alguna manera los resultados de velocidad, área, caudal,
perímetro mojado y radio hidráulico, se relacionaron los términos de la sección
totalmente llena con los de la sección parcialmente llena. De los resultados
obtenidos se construyeron las tablas, utilizando para eso la fórmula de
Manning.
La utilización de las tablas se realizó determinando primero la relación (q/Q).
Dicho valor se busca en las tablas; si no se encuentra el valor exacto, se busca
uno aproximado. En la columna de la izquierda se ubica la relación (v/V), y
obteniendo este valor se multiplica por el obtenido por la velocidad a sección
llena y se logra saber así la velocidad a sección parcial. Sucesivamente se
obtienen los demás valores de chequeo.
46
7. Pendientes máximas y mínimas. La pendiente del conducto se selecciona de tal manera que se ajuste, en lo
posible a la topografía del terreno, y que cumpla con las velocidades
permisibles para el caudal de diseño del tramo.
No existen pendientes mínimas en los colectores principales, ya que esta se
determina con la velocidad, en colectores secundarios la pendiente mínima
será del 2% para asegurar un arrastre de excretas. En las áreas donde la
pendiente del terreno es muy leve, se recomienda en lo posible acumular la
mayor cantidad de caudales, para generar una mayor velocidad.
47
Y para tramos en las que la pendiente del terreno sea demasiada pronunciada
y que ocasione velocidades mayores a las establecidas se puede disminuir la
pendiente cambiando los cortes del terreno y así diseñarlo con una pendiente
de proyecto la que nos haga que cumplan las velocidades permisibles.
7.1 Cotas Invert. Se denomina cota invert, a la distancia existente entre el nivel de la rasante del
suelo y el nivel inferior de la tubería, debe verificarse que la cota invert sea al
menos igual a la que asegure el recubrimiento mínimo necesario de la tubería.
La cota invert de salida de un pozo se coloca a 3cm debajo de la cota invert de
la tubería que entra al pozo.
Cuando el diámetro de la de la tubería que entra a un pozo es menor que el
diámetro de la tubería que sale, la cota invert de salida estará al menos a una
altura igual a la diferencia de los diámetros, mas baja que la cota invert de
entrada.
8. Diámetro de las tuberías. El dimensionamiento de la sección del conducto se hará en base de la
ecuación de Manning, utilizando los valores de rugosidad (n) y pendientes (S)
escogidas.
Se utiliza como diámetro mínimo para el alcantarillado sanitario el valor de
200mm cuando es en tubería de hormigón y de 315mm cuando es en tubería
de PVC valor recomendado por la normativa de ETAPA EP.
9. Pozos de visita. Los pozos de visita son parte de las obras accesorias de un alcantarillado y se
emplean como medio de inspección y limpieza. Según las normas para
construcción de alcantarillados, se recomienda colocar pozos de visita en los
siguientes casos:
a) En toda intercepción de colectores.
b) Al comienzo de todo colector.
c) En todo cambio de sección o diámetro.
48
d) En todo cambio de dirección o pendiente.
e) En tramos rectos, a distancias no mayores de 100 a 120 metros.
f) En las curvas de colectores visitables, a no más de 30 metros.
En los pozos de visita profundos se disponen escalones para que se pueda
bajar para inspeccionar y limpiar.
49
CAPÍTULO IV CÁLCULO DEL ALCANTARILLADO COMBINADO. 1. Datos generales. 1.1 Superficie. La parroquia de Sayausi tiene una superficie de 315,73 Km2. Se encuentra a
una distancia aproximada de 8Km desde la Ciudad de Cuenca, realizando el
recorrido por la Av. Ordoñez Lazo por lo tanto colinda con el área urbana de la
ciudad de Cuenca y además parte de su territorio ha pasado a formar parte de
esta.
1.2 Clima. Clima es un fenómeno natural que se da a nivel atmosférico y que se
caracteriza por ser una conjunción de numerosos elementos tales como la
temperatura, humedad, presión, lluvia, viento y otros. Se trata de un fenómeno
geográfico que existe a lo largo de todo el planeta pero que, de acuerdo a las
condiciones de cada lugar como la latitud, altitud, corrientes marinas,
vegetación y vientos, varía y presenta notorias diferencias entre lugar y lugar.
1.3 Ubicación Geográfica. La Parroquia de Sayausi se encuentra ubicada al Noreste del Cantón Cuenca,
Provincia del Azuay, limita al norte con las Parroquias de Molleturo, Chiquintad
y parte de la Parroquia San Antonio de la Provincia del Cañar; al sur con la
Parroquia San Joaquín y parte del área urbana de Cuenca; al este con la
Parroquia Sinincay y al oeste con la Parroquia Molleturo.
Tiene una superficie de 365,75 Km2. Se encuentra a una distancia aproximada
de 8Km desde la Ciudad de Cuenca, realizando el recorrido por la Av. Ordoñez
Lazo por lo tanto colinda con el área urbana de la ciudad de Cuenca y además
parte de su territorio ha pasado a formar parte de esta.
50
2. Datos poblacionales. La parroquia de Sayausi tiene una población de 8392 personas, con una
densidad poblacional de 22.9445 hab/ha.
El sistema de alcantarillado combinado consta de 358 conexiones domiciliarias,
así que procederemos a calcular de la siguiente manera:
Pob = dom * 5hab
Donde:
Pob: población a servir.
Dom: cantidad de domiciliarias del sistema.
Hab: habitantes.
Pob = 358*5
Pob = 1790 hab
Esta es la población a la cual servirá la red de 4.6km de alcantarillado
combinado.
3. Diseño de la red. Ejemplo del rediseño de un tramo del alcantarillado combinado.
51
Datos:
Período de diseño 20 años
Longitud del tramo 90.86m
Material de la tubería PVC
Rugosidad tubería 0.09
El caudal de diseño q se toma de los datos del diseño original, para este tramo
tenemos q =156.82 lt/s.
4. Diseño hidráulico. 4.1 Velocidad a sección llena. Tenemos que:
V = { [ (D / 4)^(2/3) ] * [ S^(1/2) ] } / n
V = { [ (0.315m / 4)^(2/3) ] * [ (3,25/100)^(1/2) ] } / 0.011
V = 2.01 m/s
4.2 Caudal a sección llena. Tenemos que:
Q = V * A
Q = 2.01 m/s * (0.315m^2) ( π / 4 ) * ( 1000 lt / 1m3 )
Q = 286.80 lt/s
4.3 Relaciones hidráulicas. Tenemos la relación:
q / Q = 156.82 lt/s / 286.80 lt/s
q / Q = 0.546792
Utilizando las tablas de relaciones hidráulicas se tiene:
q / Q = 0.546792 d / D = 0.32
0.10 < 0.32 < 0.75
52
d / D si cumple
La velocidad de diseño podemos obtenerla despejando de las relaciones
hidráulicas:
q / Q = v / V
156.82 / 286.8 = v / 2.01
v = 3.68 m/s
0.45 m/s < 3.68 m/s < 4.5 m/s
La velocidad de diseño cumple
4.4 Tabla de Rediseño de la Red de Alcantarillado Combinado A continuación consta la tabla de Excel donde se detalla el rediseño de la
totalidad del sistema combinado de alcantarillado.
Se detalla en las tablas el diseño original en Hormigón y el rediseño en tubería
de PVC, donde podemos observar los cambios en los diámetros de las tuberías
con cada material y así mismo el cambio en las velocidades.
53
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 3G Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s)
3.70 87,29 0,600 1,37 596,80 668,48 2,67 2,40 0,540 1,37 596,80 783,82 2,61 3,42
3.78 35,72 0,600 1,12 560,47 603,34 2,42 2,10 0,540 1,12 560,47 708,71 2,45 3,09
3.77 40,51 0,500 2,47 535,64 550,93 3,20 2,80 0,540 2,47 535,64 1.052,46 2,34 4,60
3.76 91,90 0,500 4,13 504,97 712,98 3,94 3,60 0,400 4,13 504,97 611,33 4,02 4,86
3.75 78,06 0,400 4,20 375,51 396,41 3,59 3,20 0,400 4,20 375,51 616,49 2,99 4,91
3.74 46,52 0,400 2,04 254,57 276,34 2,50 2,20 0,400 2,04 254,57 429,65 2,03 3,42
3.73 69,14 0,400 1,30 212,84 220,64 2,00 1,80 0,400 1,30 212,84 342,98 1,69 2,73
3.72 90,86 0,300 3,25 156,82 161,69 2,61 2,30 0,315 3,25 156,82 286,80 2,01 3,68
3.71 99,95 0,300 3,50 85,32 168,04 2,39 2,30 0,315 3,50 85,32 297,63 1,09 3,82
4.69
54
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4B Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4,69
88,78 0,500 4,69 443,35 780,56 4,10 3,70 0,400 4,69 443,35 651,46 3,53 5,18 4,61
97,19 0,500 1,49 410,72 428,26 2,48 2,18 0,400 1,49 410,72 367,19 3,27 2,92 4,6 88,49 0,500 0,34 197,49 204,16 1,18 1,00 0,400 0,34 197,49 175,40 1,57 1,40
4,43 41,53 0,400 1,08 124,54 201,29 1,69 1,60 0,315 1,08 124,54 165,33 1,60 2,12
4,44 84,07 0,500 0,42 198,34 226,24 1,30 1,20 0,400 0,42 198,34 194,95 1,58 1,55
4,45 56,13 0,500 0,45 208,70 234,00 1,35 1,20 0,400 0,45 208,70 201,79 1,66 1,61
4,46 45,58 0,500 0,55 249,85 259,68 1,51 1,30 0,400 0,55 249,85 223,09 1,99 1,78
4,38 36,03 0,600 1,40 653,19 674,15 2,47 2,38 0,540 1,40 653,19 792,36 2,85 3,46
4,37 17,22 0,300 0,50 43,78 65,85 0,65 0,93 0,315 0,50 43,78 112,49 0,56 1,44
4,14 64,85 0,300 0,06 38,76 44,55 0,30 0,32 0,315 0,06 38,76 38,97 0,50 0,50
4,13 45,97 0,300 0,91 42,35 85,83 1,21 1,21 0,315 0,91 42,35 151,76 0,54 1,95
4,15
55
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4C Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4,11
60,00 0,400 12,92 425,16 695,01 5,81 5,50 0,400 12,92 425,16 1.081,27 3,38 8,60 4,12
47,38 0,400 12,66 433,54 688,17 5,79 5,55 0,400 12,66 433,54 1.070,33 3,45 8,52 4,13
21,40 0,500 2,71 469,90 577,23 3,28 2,90 0,400 2,71 469,90 495,21 3,74 3,94 4,16
54,64 0,500 3,75 591,96 679,15 3,90 3,50 0,540 3,75 591,96 1.296,80 2,58 5,66 4,17
89,02 0,500 5,76 682,87 841,70 4,77 4,30 0,540 5,76 682,87 1.607,20 2,98 7,02 4,18
19,07 0,500 6,29 717,63 879,54 4,99 4,50 0,540 6,29 717,63 1.679,51 3,13 7,33 4,19
88,49 0,600 1,91 765,60 787,93 3,18 2,80 0,540 1,91 765,60 925,50 3,34 4,04 4,20
74,21 0,700 2,09 1.132,39 1.242,94 3,66 3,20 0,600 2,09 1.132,39 1.282,19 4,01 4,53 4,21
36,78 0,700 2,18 1.142,40 1.268,40 3,73 3,30 0,600 2,18 1.142,40 1.309,50 4,04 4,63 4,22
56
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4D Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.39
60,00 0,300 10,92 226,94 296,68 4,62 4,20 0,315 10,92 226,94 525,71 2,91 6,75 4.40
75,58 0,300 11,11 257,97 299,35 4,76 4,20 0,315 11,11 257,97 530,27 3,31 6,80 4.41
64,42 0,300 12,11 280,35 312,46 4,93 4,40 0,315 12,11 280,35 553,62 3,60 7,10 4.42
52,72 0,400 6,54 290,12 494,70 4,18 3,90 0,315 6,54 290,12 406,84 3,72 5,22 4.38
47,28 0,600 5,20 1.301,71 1.335,28 4,89 4,72 0,700 5,20 1.301,71 3.050,74 3,38 7,93 4.47
84.98 0,600 5,90 1.366,74 1.423,37 5,20 5,04 0,700 5,90 1.366,74 3.249,59 3,55 8,44 4.48
89,68 0,700 2,89 1.427,37 1.462,58 4,33 3,80 0,700 2,89 1.427,37 2.274,32 3,71 5,91 4.49
54,48 0,700 3,76 1.461,41 1.668,27 4,89 4,30 0,700 3,76 1.461,41 2.594,16 3,80 6,74 4.5 93,89 1,000 0,48 1.493,73 1.541,27 3,52 2,00 0,700 0,48 1.493,73 926,88 3,88 2,41
4.51 56,96 1,000 0,61 1.647,63 1.745,17 2,50 2,20 0,700 0,61 1.647,63 1.044,88 4,28 2,72
4,52 61,99 1,000 0,65 1.686,45 1.788,43 3,20 2,30 0,700 0,65 1.686,45 1.078,60 4,38 2,80
4.53
57
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4F Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.6 42,69 0,300 9,27 74,15 273,45 3,29 3,87 0,315 9,27 74,15 484,37 0,95 6,22
4.7 36,50 0,300 3,62 83,18 170,76 2,40 2,42 0,315 3,62 83,18 302,68 1,07 3,88
4.8 11,70 0,300 4,27 81,77 185,63 2,54 2,63 0,315 4,27 81,77 328,74 1,05 4,22
4.9 26,20 0,300 4,58 92,24 192,19 2,69 2,72 0,315 4,58 92,24 340,46 1,18 4,37
4.10 58,69 0,300 9,03 102,81 269,83 3,56 2,82 0,315 9,03 102,81 478,06 1,32 6,13
4.5
58
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4H Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.69
98,66 0,600 2,38 720,11 879,96 3,47 3,10 0,540 2,38 720,11 1.033,11 3,14 4,51 4.7 87,86 0,600 8,93 714,59 1.704,21 5,76 6,00 0,540 8,93 714,59 2.001,17 3,12 8,74
4.71 53,48 0,600 5,61 877,00 1.350,37 5,08 4,80 0,540 5,61 877,00 1.586,13 3,83 6,93
4.76 80,00 0,900 0,44 1.041,74 1.111,88 1,99 1,75 0,700 0,44 1.041,74 887,42 2,71 2,31
4.77 76,74 0,900 0,46 1.094,27 1.135,22 2,03 1,90 0,700 0,46 1.094,27 907,37 2,84 2,36
4.78 29,65 0,900 0,51 1.092,50 1.195,74 2,13 1,90 0,700 0,51 1.092,50 955,41 2,84 2,48
7.79
59
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4E Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.1 39,67 0,300 4,29 40,00 185,89 1,99 2,60 0,315 4,29 40,00 329,51 0,51 4,23
4.2 15,37 0,300 0,65 40,00 72,42 1,00 1,00 0,315 0,65 40,00 128,26 0,51 1,65
4.3 32,45 0,300 1,66 38,10 115,83 1,47 1,60 0,315 1,66 38,10 204,97 0,49 2,63
4.4 45,50 0,300 1,74 61,11 118,32 1,69 1,70 0,315 1,74 61,11 209,85 0,78 2,69
4.5 62,46 0,400 5,04 407,88 434,28 3,93 3,50 0,400 5,04 407,88 675,33 3,25 5,37
4.11 68,60 0,400 4,61 226,02 458,11 3,63 3,60 0,400 4,61 226,02 645,88 1,80 5,14
4.34 22,36 0,400 10,60 368,44 629,58 5,21 5,00 0,400 10,60 368,44 979,39 2,93 7,79
4.35 33,30 0,400 10,51 397,27 626,25 5,28 5,00 0,400 10,51 397,27 975,22 3,16 7,76
4.36 50,32 0,400 10,43 561,11 624,64 5,66 5,00 0,400 10,43 561,11 971,50 4,47 7,73
4.37
60
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4J Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.72
60,00 0,300 1,67 84,26 115,92 1,79 1,60 0,315 1,67 84,26 205,59 1,08 2,64 4.73
65,39 0,300 6,35 126,05 226,21 3,29 3,20 0,315 6,35 126,05 400,89 1,62 5,14 4.74
61
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4G Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.3 25,05 0,300 11,98 95,62 310,75 3,87 4,40 0,315 11,98 95,62 550,64 1,23 7,07
4.31 60,83 0,300 18,58 109,35 387,00 4,70 5,50 0,315 18,58 109,35 685,74 1,40 8,80
4.32 78,47 0,300 11,09 143,68 298,98 4,20 4,20 0,315 11,09 143,68 529,79 1,84 6,80
4.33 36,25 0,300 6,37 148,15 226,67 3,40 3,20 0,315 6,37 148,15 401,52 1,90 5,15
4.34
62
n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4A Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.8 40,63 0,300 3,08 153,92 157,50 2,54 2,20 0,315 3,08 153,92 279,20 1,98 3,58
4.81 59,37 0,300 12,13 182,43 312,70 4,59 4,40 0,315 12,13 182,43 554,07 2,34 7,11
4.82 60,00 0,300 8,92 181,44 268,13 4,07 3,80 0,315 8,92 181,44 475,14 2,33 6,10
4.83 40,00 0,400 6,50 236,94 493,30 3,88 3,90 0,315 6,50 236,94 405,60 3,04 5,20
4.84 81,77 0,600 0,49 336,89 398,77 1,61 1,40 0,315 0,49 336,89 111,36 4,32 1,43
4.85 66,13 0,600 0,38 332,21 350,55 1,41 1,20 0,315 0,38 332,21 98,07 4,26 1,26
4.86 87,93 0,400 7,96 338,41 545,63 4,57 3,30 0,315 7,96 338,41 448,84 4,34 5,76
4.87 8,66 0,600 4,04 923,82 1.146,35 4,51 4,10 0,540 4,04 923,82 1.346,01 4,03 5,88
4.92
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n = 0,13 n = 0,09 Ramal 4B Santa María
(Sayausid) DATOS PROYECTO (Tubería Hormigón) DATOS REDISEÑO (Tubería PVC)
Pozo Long D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) D (m) J % q (l/s) Q (l/s) v (m/s) V (m/s) 4.88
71,24 0,400 1,05 191,71 198,42 1,80 1,60 0,315 1,05 191,71 163,02 2,46 2,09 4.89
67,47 0,600 0,45 375,86 383,24 1,55 1,40 0,540 0,45 375,86 449,23 1,64 1,96 4.9 35,44 0,600 0,42 364,42 370,93 1,50 1,30 0,540 0,42 364,42 433,99 1,59 1,89
4.91 26,93 0,600 6,68 741,81 1.473,90 5,50 5,21 0,540 6,68 741,81 1.730,80 3,24 7,56
4.87
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5. Análisis de precios y presupuesto 5.1 Análisis de precios unitarios 5.1.1 Generalidades En la mayoría de los contratos de construcción son para obras públicas, las cuales son contratadas por entidades privadas y estatales, que están sujetas a reglas de ejecución y control muy estrictas, que prácticamente imposibilitan una vez iniciadas, todo tipo de restructuración o renegociación contractual. El oferente, al formular su propuesta, está vendiendo un producto no elaborado con riesgos de ejecución no ponderables fácilmente, con costos no medibles con precisión. El método más utilizado para la determinación de los costos de una obra de ingeniería es por Análisis de Precios unitarios (APU), que consiste en la estimación de los costos o precios de todos y cada uno de los ítems que integran la obra. El presupuesto así obtenido constituye un documento en base al cual se realizaron las facturaciones y liquidaciones en el transcurso de una obra. 5.1.2 Costo de una Obra. Es la sumatoria de todas las inversiones necesarias para proveer todos los elementos indispensables para la total y correcta ejecución y terminación de una obra establecida, sujeta a pautas técnicas-legales también determinadas y dentro de un plazo de ejecución fijado de antemano. 5.1.3 Precio de una Obra. Se los denomina Presupuesto o Precios de Venta de la misma, es el valor que se obtiene de adicionar al costo un determinado porcentaje para imprevistos y al margen de utilidades que espera obtener el contratista. 5.1.4 Características de los Costos. El análisis de un costo es aproximado, en si no existen dos procesos constructivos iguales, utilizamos la habilidad del obrero y condiciones de promedio de consumos, insumos y desperdicios. El análisis de un costo es específico, o sea cada proceso constructivo se integra en base a sus condiciones individuales de tiempo, lugar y secuencia de eventos. El análisis de costo es dinámico, es decir existe un constante mejoramiento de materiales, equipos, procesos constructivos, técnicas de planeación, control, incremento de costo de adquisiciones y cambios en los sistemas impositivos, prestaciones sociales. 5.1.5 Precios Unitarios Dentro de los precios unitarios existen los factores de dependencia y de consistencia.
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5.1.5.1 Factores de dependencia Son aquellos que por sus características y la relación que guardan con el proceso de ejecución influyen directa o indirectamente en la magnitud del precio unitario, esta a su vez se deriva en factores de dependencia controlable e incontrolable. Los factores de dependencia controlables, en su mayoría son conocidos previamente a la determinación del precio unitario. En la cual se puede ejercer control sobre ellos para modificarlos en más o en menos. Los factores de dependencia incontrolables, cuya posible variación durante la ejecución de las obras hace que su influencia sobre la magnitud del precio unitario no pueda controlarse con anticipación, a menos que se haga una inversión fuerte en los estudios previstos necesarios para su conocimiento. En la cual el porcentaje controlable está en la relación directa con la precisión de dichos estudios y consecuentemente del costo de los mismos, (Topografía, geología y condiciones legales y laborales). 5.1.5.2 Factores de Consistencia. En estos factores la función principal es la de integrar el precio unitario. Los cuales son de aceptación general: Directos, indirectos, utilidad e imprevistos. 5.1.5.3 Costo Directo. Son gastos que tiene aplicación a un producto determinado, es la suma de materiales, mano de obra y equipo necesarios para la realización de un proceso productivo. En este grupo se incluye el costo de los materiales y el costo de la mano de obra correspondiente. Su importancia radica no solo en el hecho de que constituyen la parte más grande del costo total (entre el 35% o el 50% aproximadamente, según el tipo de construcción), sino que determinan parte de los otros costos, pues las tarifas de los colegios de ingenieros y arquitectos se basan en estos costos. 5.1.5.4 Costo Indirecto. Son gastos que no pueden tener aplicación a un producto determinado. Es la suma de gastos técnico-administrativo necesarios para la correcta realización de cualquier proceso productivo. Este rubro está constituido por los honorarios que deben cancelarse a los distintos profesionales que participen en el planeamiento, diseño y construcción del proyecto, los impuestos y demás pagos que deben cancelarse a la administración municipal, los derechos correspondientes a la instalación de servicios públicos domiciliarios. A estos costos también se los conoce como los costos de pre inversión y se lo ha definido como la etapa anterior antes de comenzar la construcción del proyecto.
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Abarca estudios de pre factibilidad y detallados, los permisos e impuestos de aprobación de planos y construcción. Es necesario aclarar que los valores obedecen a una estimación para el proyecto, estos varían dependiendo de los profesionales con quienes se negocie los estudios, los permisos e impuestos varían dependiendo del Municipio y Empresa de servicios. Los costos de administración y gerencia de proyecto están constituidos por la remuneración percibida por el factor empresa, es decir, por la labor de dirección y coordinación de todos los factores productivos que participen en el proyecto de construcción. Es importante aclarar que este rubro se refiere a los costos de administración y gerencia de proyecto, ya que la administración de obra se ha incluido dentro del presupuesto de costos de materiales y mano de obra. Por tanto, aquí deben incluirse los costos tales como honorarios y sueldos del gerente de proyecto y demás personal de oficina, los costos de oficina, los gastos de representación. El monto de estos costos se determina bien sea elaborando, un presupuesto detallado de los mismos, o como un porcentaje sobre el valor de las ventas. 5.1.5.5 Imprevistos. Estos constituyen un porcentaje de los costos directos, su valoración obedece a la influencia que los factores no previsibles pueden tener en el costo de ejecución de las obras. Esta debe ser la tendencia, y no la de considerar los imprevistos como un fondo para remediar olvidos. Los imprevistos en construcción deben confinarse a aquellas acciones que quedan bajo el control y responsabilidad del constructor. 5.1.6 Presupuesto. Se entiende por presupuesto de una obra o proyecto la determinación previa de la cantidad en dinero necesaria para realizarla, a cuyo fin se tomó como base la experiencia adquirida en otras construcciones de índole semejante. La forma o el método para realizar esa determinación es diferente según sea el objeto que se persiga con ella. Se le llama presupuesto al cálculo anticipado de los ingresos y gastos de una actividad económica durante un período. Es un plan de acción dirigido a cumplir una meta prevista, expresada en valores y términos financieros que, debe cumplirse en determinado tiempo y bajo ciertas condiciones previstas, este concepto se aplica a cada centro de responsabilidad de la organización. Elaborar un presupuesto permite a las empresas, los gobiernos, las organizaciones privadas, establecer prioridades y evaluar la consecución de sus objetivos. Para alcanzar estos fines, puede ser necesario incurrir en déficit (que los gastos superen a los ingresos) o, por el contrario, puede ser posible
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ahorrar, en cuyo caso el presupuesto presentará un superávit (los ingresos superan a los gastos). 5.1.6.1 Presupuesto de mano de obra. El presupuesto de mano de obra es el diagnóstico requerido para contar con una diversidad de factor humano capaz de satisfacer los requerimientos de producción planeada. La mano de obra indirecta se incluye en el presupuesto de costo indirecto de fabricación, es fundamental que la persona encargada del personal lo distribuya de acuerdo a las distintas etapas del proceso de producción para permitir un uso del 100% de la capacidad de cada trabajador. Componentes: Personal diverso. Cantidad horas requeridas. Valor por hora unitaria. 5.1.6.2 Presupuesto de gasto de fabricación. Son estimados de manera directa o indirecta que intervienen en todas las etapas del proceso de producción, son gastos que se deben cargar al costo del producto. Es importante considerar un presupuesto de Gastos de Mantenimiento, el cual también impacta los gastos de fabricación. 5.1.6.3 Presupuesto de costo de producción. Son estimados que de manera específica intervienen en todo el proceso de fabricación unitaria de un producto, quiere decir que del total del presupuesto del requerimiento de materiales se debe calcular la cantidad requerida por tipo de línea producida la misma que debe concordar con el presupuesto de producción. 5.1.6.4 Tabla salarial de la Contraloría General del Estado.
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6. Comparación de costos con la red en tubería de Hormigón Simple. 6.1 Análisis de precios unitarios red de PVC. El análisis de precios unitarios que se realizó para la red de tuberías de PVC se detalla en el Anexo 2. Para este caso se tomó en cuenta el análisis de precios unitarios de la red original de hormigón y se realizó el estudio de los rubros de suministro e instalación de los distintos diámetros de PVC. 6.2 Comparación de presupuestos Una vez elaborado el análisis de precios unitarios de la red de PVC y el presupuesto, presento aquí la comparación de precios en donde se observa que en este caso resulta un poco más costoso fabricar el sistema de alcantarillado combinado en PVC. Podemos observar dentro del rubro de Materiales, los costos tanto de suministro como instalación de los diferentes diámetros de tubería en PVC son más altos, aunque estos materiales tienen una vida útil más prolongada que el hormigón. El presupuesto de la red en PVC tiene un costo de $462.222,78 dólares incluido el IVA y la red de Hormigón tiene un costo de $405.911,20 dólares incluido IVA, siendo la diferencia entre ellas de $56.311,58 dólares equivalente a un incremento del 13.87%. En conclusión sabemos que ambos sistemas funcionaran adecuadamente para satisfacer las necesidades de la población local, sin embargo la vida útil de la red de PVC si es mayor, lo cual es un factor a tomar en cuenta el momento de realizar una obra de esta magnitud, ya que el valor que se ahorra en la red de Hormigón ahora podría ser a futuro un valor que se tenga que invertir para mantener la red funcionando, cosa que no ocurriría con el PVC en teoría. Aquí presento el detalle del presupuesto de las dos redes de alcantarillado combinado, en primer lugar la de hormigón y en segundo lugar la realizada con tubería de PVC.
OBRA: REDISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO PARA LOS BARRIOS SANTA MARIA, LA LIBERTAD Y SAN MARTIN
OFERENTE:
TABLA DE DESCRIPCIÓN DE RUBROS, UNIDADES, CANTIDADES Y PRECIOS
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Item Descripcion Unidad Cantidad P.Unitario P.Total 01 ALCANTARILLADO 155.632,27 01.001 Replanteo mayor a 1.0 km. km 4,50 375,22 1.688,49 01.002 Nivelacion de 5000 a 10000 m m 6.071,57 0,18 1.092,88 01.003 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 0
y 2 m m3 316,70 4,63 1.466,32 01.004 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 2
y 4 m m3 43,70 11,28 492,94 01.005 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 4
y 6 m m3 4,00 12,72 50,88 01.006 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 0 y 2 m m3 316,70 5,79 1.833,69 01.007 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 2 y 4 m m3 43,70 16,20 707,94 01.008 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 4 y 6 m m3 4,00 20,25 81,00 01.009 Abatimiento del nivel freatico Hora 195,00 5,44 1.060,80 01.010 Excavación mecanica en roca de 0 a 2 m, de profundidad, m3 791,50 6,07 4.804,41 01.011 Excavación mecanica en roca de 2 a 4 m, de profundidad, m3 109,50 13,65 1.494,68 01.012 Excavación mecanica en roca de 4 a 6 m, de profundidad, m3 9,90 14,15 140,09 01.013 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 3.957,00 1,82 7.201,74 01.014 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 2 a 4 m de
profundidad, m3 547,60 2,94 1.609,94 01.015 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 4 a 6 m de
profundidad, m3 49,80 3,63 180,77 01.016 Excavación mecanica en suelo de alta consolidación de 0 a 2 m
de profundidad, m3 158,30 8,80 1.393,04 01.017 Excavación mecanica en suelo de alta consolidación de 2 a 4 m
de profundidad, m3 21,90 9,96 218,12 01.018 Excavación mecanica en suelo de alta consolidación de 4 a 6 m
de profundidad, m3 2,00 11,12 22,24 01.019 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 0 a 2 m de
profundidad, m3 10.288,20 1,36 13.991,95 01.020 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 2 a 4 m de
profundidad, m3 1.423,60 1,93 2.747,55 01.021 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 4 a 6 m de
profundidad, m3 129,30 2,03 262,48 01.022 Relleno compactado m3 15.950,30 1,64 26.158,49 01.023 Tapado de zanjas con maquina m3 1.595,00 1,13 1.802,35 01.024 Tapado manual de zanjas m3 177,10 4,51 798,72 01.025 Cargada de material a mano m3 1.234,50 1,81 2.234,45 01.026 Cargada de Material a maquina m3 11.111,50 0,76 8.444,74 01.027 Transporte de material hasta 5km m3 12.346,10 1,46 18.025,31 01.028 Transporte de materiales más de 5 Km m3-km 37.038,30 0,19 7.037,28 01.029 Entibado Discontinuo m2 2.152,51 2,33 5.015,35 01.030 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=160 mm m 0,00 0,54 0,00 01.031 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=315 mm m 1.734,48 2,55 4.422,92 01.032 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=400 mm m 1.111,68 2,59 2.879,25 01.033 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=540 mm m 829,27 2,66 2.205,86 01.034 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=650 mm m 110,99 2,73 303,00 01.035 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=700 mm m 675,65 2,77 1.871,55 01.036 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=800 mm m 0,00 2,85 0,00 01.038 Pozo de revision de h=0 a 1,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 9,00 182,04 1.638,36 01.039 Pozo de revision de h=0 a 2,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 57,00 204,56 11.659,92 01.040 Pozo de revision de h=0 a 2,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 28,00 252,88 7.080,64 01.041 Pozo de revision de h=0 a 3,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 10,00 291,64 2.916,40 01.042 Pozo de revision de h=0 a 3,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 3,00 334,48 1.003,44 01.043 Pozo de revision de h=0 a 4,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 2,00 383,04 766,08 01.044 Pozo de revision de h=0 a 4,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 4,00 438,16 1.752,64 01.045 Pozo de revision de h=0 a 5,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 1,00 501,32 501,32 01.046 Pozo de revision de h=0 a 6,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 1,00 648,78 648,78
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01.047 Hormigón Simple 300 kg/cm2 m3 3,00 113,84 341,52 01.048 Arreglo de via con equipo pesado hora 58,26 44,10 2.569,27 01.049 Catastro de alcantarillado Km 5,81 174,30 1.012,68 02 MATERIALES 218.209,14 02.001 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=160 mm serie 3 m 0,00 5,42 0,00 02.002 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=315 mm serie 3 m 1.734,48 19,86 34.446,77 02.003 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=400 mm serie 3 m 1.111,68 29,36 32.638,92 02.004 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=540 mm serie 3 m 829,27 41,53 34.439,58 02.005 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=650 mm serie 3 m 110,99 53,42 5.929,09 02.006 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=700 mm serie 3 m 675,65 60,51 40.883,58 02.007 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=800 mm serie 3 m 0,00 62,70 0,00 02.008 Material de Reposicion (Incluye esponjamiento) m3 8.733,90 8,00 69.871,20 03 POZOS ESPECIALES (3) 4.340,06 03.001 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2 10,09 7,06 71,24 03.002 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0,71 85,67 60,83 03.003 Encofrado Recto m2 82,39 9,77 804,95 03.004 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg 1.040,84 1,83 1.904,74 03.005 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 10,68 93,86 1.002,42 03.006 Hormigon Ciclopeo 60% HS y 40% piedra m3 0,69 79,38 54,77 03.007 Sum, Brocal prefabricado (Segun especif. ETAPA) u 3,00 22,60 67,80 03.008 Sum, Tapa hormigon 600 mm u 3,00 11,41 34,23 03.009 Ins, de brocal y tapa (pozo de revision) u 3,00 4,14 12,42 03.010 Sum, Anillo prefabricado 0,20 m u 7,00 28,25 197,75 03.011 Ins, de Anillo prefabricado (pozo de revision) u 7,00 3,08 21,56 03.012 Sum, Cono prefabricado HS 1.00 m (Transición) u 1,00 107,35 107,35 04 POZO DERIVADOR DE CAUDALES (2) 3.424,61 04.001 Replantillo de Piedra, e=15 cm m2 9,60 6,29 60,38 04.002 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0,68 85,67 58,26 04.003 Encofrado Recto m2 65,24 9,77 637,39 04.004 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg 920,75 1,83 1.684,97 04.005 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 9,34 93,86 876,65 04.006 Sum, Tapa de hormigon (Segun especif. ETAPA) u 4,00 22,60 90,40 04.007 Ins, de brocal y tapa (pozo de revision) u 4,00 4,14 16,56 05 DESCARGAS (2) 1.387,32 05.001 Replantillo de Piedra, e=10 cm m2 4,56 5,34 24,35 05.002 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0,32 85,67 27,41 05.003 Encofrado Recto m2 23,54 9,77 229,99 05.004 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg 269,84 1,83 493,81 05.005 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 3,12 93,86 292,84 05.006 Sum,-Ins, Gavion 2,0x1,0x0,5 (incluye piedra) m3 4,00 79,73 318,92 06 MATERIAL DE RELLENO PARA PROTECCIÓN DE LA
TUBERÍA 3.163,21 06.001 Sum, y Tendido de material de reposicion m3 225,00 9,71 2.184,75 06.002 Replanteo y nivelación de áreas m2 406,00 1,21 491,26 06.003 Conformacion y Composicion de calzada m2 406,00 1,20 487,20 07 DOMICILIARIA DE ALCANTARILLADO (452 de 6 m) 67.998,88 07.001 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 0
y 2 m m3 723,20 4,63 3.348,42 07.002 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 0 y 2 m m3 723,20 5,79 4.187,33 07.003 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 904,00 1,82 1.645,28 07.004 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 0 a 2 m de
profundidad, m3 1.084,80 1,36 1.475,33 07.005 Relleno compactado m3 3.525,60 1,64 5.781,98 07.006 Cargada de material a mano m3 1.220,40 1,81 2.208,92 07.007 Cargada de Material a maquina m3 1.220,40 0,76 927,50 07.008 Transporte de material hasta 5km m3 2.395,60 1,46 3.497,58 07.009 Transporte de materiales más de 5 Km m3-km 226,00 0,19 42,94 07.010 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=160 mm m 2.712,00 0,54 1.464,48 07.011 Pozo de revision domiciliario TIL con tubo de 300 mm u 452,00 29,39 13.284,28 07.012 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=160 mm serie 3 m 2.712,00 5,42 14.699,04 07.013 Material de Reposicion (Incluye esponjamiento) m3 1.762,80 8,00 14.102,40
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07.014 Catastro de domiciliarias u 452,00 2,95 1.333,40 08 PLAN DE MANEJO SOCIOAMBIENTAL 8.067,29 08.001 Trampa de sedimentos u 31,00 49,82 1.544,42 08.002 Paso peatonal m 186,00 15,15 2.817,90 08.003 Bermas de contención y control de sedimentos m 31,00 4,85 150,35 08.004 Suministro e Instalación de plástico m2 250,00 0,14 35,00 08.005 Suministro e Instalación de Letrero Informativo u 2,00 586,11 1.172,22 08.006 Suministro e Instalación de Señales u 13,00 35,45 460,85 08.007 Suministro e Instalación de Cinta m 3.700,00 0,27 999,00 08.008 Suministro e Instalación de Poste Delineador u 190,00 4,47 849,30 08.009 Suministro e Instalación de Malla m 25,00 1,53 38,25
TOTAL DEL PRESUPUESTO: 462.222,78
SON: cuatrocientos sesenta y dos mil dos cientos veinte y dos con 78/100 dólares
OBRA: REDISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO PARA LOS BARRIOS SANTA MARIA, LA LIBERTAD Y SAN MARTIN
OFERENTE:
TABLA DE DESCRIPCIÓN DE RUBROS, UNIDADES, CANTIDADES Y PRECIOS Item Descripcion Unidad Cantidad P.Unitario P.Total 01 ALCANTARILLADO 162.161,83 01.001 Replanteo mayor a 1.0 km. km 4,50 375,22 1.688,49 01.002 Nivelacion de 5000 a 10000 m m 6.071,57 0,18 1.092,88 01.003 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 0 y
2 m m3 316,70 4,63 1.466,32 01.004 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 2 y
4 m m3 43,70 11,28 492,94 01.005 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 4 y
6 m m3 4,00 12,72 50,88 01.006 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 0 y 2 m m3 316,70 5,79 1.833,69 01.007 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 2 y 4 m m3 43,70 16,20 707,94 01.008 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 4 y 6 m m3 4,00 20,25 81,00 01.009 Abatimiento del nivel freatico Hora 195,00 5,44 1.060,80 01.010 Excavación mecanica en roca de 0 a 2 m, de profundidad, m3 791,50 6,07 4.804,41 01.011 Excavación mecanica en roca de 2 a 4 m, de profundidad, m3 109,50 13,65 1.494,68 01.012 Excavación mecanica en roca de 4 a 6 m, de profundidad, m3 9,90 14,15 140,09 01.013 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 3.957,00 1,82 7.201,74 01.014 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 2 a 4 m de
profundidad, m3 547,60 2,94 1.609,94 01.015 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 4 a 6 m de m3 49,80 3,63 180,77
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profundidad, 01.016 Excavación mecanica en suelo de alta consolidación de 0 a 2 m
de profundidad, m3 158,30 8,80 1.393,04 01.017 Excavación mecanica en suelo de alta consolidación de 2 a 4 m
de profundidad, m3 21,90 9,96 218,12 01.018 Excavación mecanica en suelo de alta consolidación de 4 a 6 m
de profundidad, m3 2,00 11,12 22,24 01.019 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 0 a 2 m de
profundidad, m3 10.288,20 1,36 13.991,95 01.020 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 2 a 4 m de
profundidad, m3 1.423,60 1,93 2.747,55 01.021 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 4 a 6 m de
profundidad, m3 129,30 2,03 262,48 01.022 Relleno compactado m3 15.950,30 1,64 26.158,49 01.023 Tapado de zanjas con maquina m3 1.595,00 1,13 1.802,35 01.024 Tapado manual de zanjas m3 177,10 4,51 798,72 01.025 Cargada de material a mano m3 1.234,50 1,81 2.234,45 01.026 Cargada de Material a maquina m3 11.111,50 0,76 8.444,74 01.027 Transporte de material hasta 5km m3 12.346,10 1,46 18.025,31 01.028 Transporte de materiales más de 5 Km m3-km 37.038,30 0,19 7.037,28 01.029 Entibado Discontinuo m2 2.152,51 2,33 5.015,35 01.030 Ins, Tubos de Hormigón D=200 mm, Tuberia prefabricada m 0,00 2,05 0,00 01.031 Ins, Tubos de Hormigón D=300 mm, Tuberia prefabricada m 1.734,48 1,93 3.347,55 01.032 Ins, Tubos de Hormigón D=400 mm, Tuberia prefabricada m 1.111,68 2,96 3.290,57 01.033 Ins, Tubos de Hormigón D=500 mm, Tuberia prefabricada m 829,27 5,36 4.444,89 01.034 Ins, Tubos de Hormigón D=600 mm, Tuberia prefabricada m 110,99 6,53 724,76 01.035 Ins, Tubos de Hormigón D=700 mm, Tuberia prefabricada m 675,65 8,57 5.790,32 01.036 Tubería de Hormigón D= 900 mm (Fabricada en sitio segun
especificación) m 0,00 122,50 0,00 01.037 Colocacion Tuberia PVC Alcant. D=300 mm m 9,00 1,03 9,27 01.038 Pozo de revision de h=0 a 1,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 57,00 182,04 10.376,28 01.039 Pozo de revision de h=0 a 2,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 28,00 204,56 5.727,68 01.040 Pozo de revision de h=0 a 2,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 10,00 252,88 2.528,80 01.041 Pozo de revision de h=0 a 3,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 3,00 291,64 874,92 01.042 Pozo de revision de h=0 a 3,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 2,00 334,48 668,96 01.043 Pozo de revision de h=0 a 4,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 4,00 383,04 1.532,16 01.044 Pozo de revision de h=0 a 4,5 m, Tapa y Brocal tipo A u 1,00 438,16 438,16 01.045 Pozo de revision de h=0 a 5,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 1,00 501,32 501,32 01.046 Pozo de revision de h=0 a 6,0 m, Tapa y Brocal tipo A u 3,00 648,78 1.946,34 01.047 Hormigón Simple 300 kg/cm2 m3 58,26 113,84 6.632,32 01.048 Arreglo de via con equipo pesado hora 5,81 44,10 256,22 01.049 Catastro de alcantarillado Km 5,81 174,30 1.012,68 02 MATERIALES 150.649,11 02.001 Sum, Tubo de hormigon D=200 mm, Clase 1 m 0,00 5,65 0,00 02.002 Sum, Tubo de hormigon D=300 mm, Clase 1 m 1.734,48 7,91 13.719,74 02.003 Sum, Tubo de hormigon D=400 mm, Clase 1 m 1.111,68 13,56 15.074,38 02.004 Sum, Tubo de hormigon D=500 mm, Clase 1 m 829,27 18,08 14.993,20 02.005 Sum, Tubo de hormigon D=600 mm, Clase 1 m 110,99 23,73 2.633,79 02.006 Sum, Tubo de hormigon D=700 mm, Clase 1 m 675,65 50,85 34.356,80 02.007 Sum, Tuberia PVC para Alcant, D=300 mm serie 3 m 0,00 16,71 0,00 02.008 Material de Reposicion (Incluye esponjamiento) m3 8.733,90 8,00 69.871,20 03 POZOS ESPECIALES (3) 4.340,06 03.001 Replantillo de Piedra, e=20 cm m2 10,09 7,06 71,24 03.002 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0,71 85,67 60,83 03.003 Encofrado Recto m2 82,39 9,77 804,95 03.004 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg 1.040,84 1,83 1.904,74 03.005 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 10,68 93,86 1.002,42 03.006 Hormigon Ciclopeo 60% HS y 40% piedra m3 0,69 79,38 54,77 03.007 Sum, Brocal prefabricado (Segun especif. ETAPA) u 3,00 22,60 67,80 03.008 Sum, Tapa hormigon 600 mm u 3,00 11,41 34,23 03.009 Ins, de brocal y tapa (pozo de revision) u 3,00 4,14 12,42 03.010 Sum, Anillo prefabricado 0,20 m u 7,00 28,25 197,75 03.011 Ins, de Anillo prefabricado (pozo de revision) u 7,00 3,08 21,56
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03.012 Sum, Cono prefabricado HS 1.00 m (Transición) u 1,00 107,35 107,35 04 POZO DERIVADOR DE CAUDALES (2) 3.424,61 04.001 Replantillo de Piedra, e=15 cm m2 9,60 6,29 60,38 04.002 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0,68 85,67 58,26 04.003 Encofrado Recto m2 65,24 9,77 637,39 04.004 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg 920,75 1,83 1.684,97 04.005 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 9,34 93,86 876,65 04.006 Sum, Tapa de hormigon (Segun especif. ETAPA) u 4,00 22,60 90,40 04.007 Ins, de brocal y tapa (pozo de revision) u 4,00 4,14 16,56 05 DESCARGAS (2) 1.387,32 05.001 Replantillo de Piedra, e=10 cm m2 4,56 5,34 24,35 05.002 Hormigón Simple 140 Kg/cm2 m3 0,32 85,67 27,41 05.003 Encofrado Recto m2 23,54 9,77 229,99 05.004 Acero de Refuerzo (Incluye corte y doblado) Kg 269,84 1,83 493,81 05.005 Hormigón Simple 210 Kg/cm2 m3 3,12 93,86 292,84 05.006 Sum,-Ins, Gavion 2,0x1,0x0,5 (incluye piedra) m3 4,00 79,73 318,92 06 MATERIAL DE RELLENO PARA PROTECCIÓN DE LA
TUBERÍA 3.163,21 06.001 Sum, y Tendido de material de reposicion m3 225,00 9,71 2.184,75 06.002 Replanteo y nivelación de áreas m2 406,00 1,21 491,26 06.003 Conformacion y Composicion de calzada m2 406,00 1,20 487,20 07 DOMICILIARIA DE ALCANTARILLADO (452 de 6 m) 72.717,76 07.001 Excavación a mano en Suelo sin clasificar, Profundidad entre 0 y
2 m m3 723,20 4,63 3.348,42 07.002 Excavación a mano en Terreno Conglomerado, Profundidad
entre 0 y 2 m m3 723,20 5,79 4.187,33 07.003 Excavación mecanica en suelo conglomerado de 0 a 2 m de
profundidad, m3 904,00 1,82 1.645,28 07.004 Excavación mecanica en suelo sin clasificar de 0 a 2 m de
profundidad, m3 1.084,80 1,36 1.475,33 07.005 Relleno compactado m3 3.525,60 1,64 5.781,98 07.006 Cargada de material a mano m3 1.220,40 1,81 2.208,92 07.007 Cargada de Material a maquina m3 1.220,40 0,76 927,50 07.008 Transporte de material hasta 5km m3 2.395,60 1,46 3.497,58 07.009 Transporte de materiales más de 5 Km m3-km 226,00 0,19 42,94 07.010 Ins, Tubos de Hormigón D=200 mm, Tuberia prefabricada m 2.712,00 2,05 5.559,60 07.011 Pozo de revision domiciliario TIL con tubo de 300 mm u 452,00 29,39 13.284,28 07.012 Sum, Tubo de hormigon D=200 mm, Clase 1 m 2.712,00 5,65 15.322,80 07.013 Material de Reposicion (Incluye esponjamiento) m3 1.762,80 8,00 14.102,40 07.014 Catastro de domiciliarias u 452,00 2,95 1.333,40 08 PLAN DE MANEJO SOCIOAMBIENTAL 8.067,29 08.001 Trampa de sedimentos u 31,00 49,82 1.544,42 08.002 Paso peatonal m 186,00 15,15 2.817,90 08.003 Bermas de contención y control de sedimentos m 31,00 4,85 150,35 08.004 Suministro e Instalación de plástico m2 250,00 0,14 35,00 08.005 Suministro e Instalación de Letrero Informativo u 2,00 586,11 1.172,22 08.006 Suministro e Instalación de Señales u 13,00 35,45 460,85 08.007 Suministro e Instalación de Cinta m 3.700,00 0,27 999,00 08.008 Suministro e Instalación de Poste Delineador u 190,00 4,47 849,30 08.009 Suministro e Instalación de Malla m 25,00 1,53 38,25
TOTAL DEL PRESUPUESTO: 405.911,20
SON: cuatrocientos cinco mil novecientos once con 20/100 dólares
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CONCLUSIONES: Como conclusión de este trabajo es que nos sirve mucho y se saca muchas conclusiones sobre todo en el tema de alcantarillados sanitarios que es lo que más se realizan en nuestra ciudad y tener una base más clara para poder realizar rediseños sanitarios que nos sirvan nuestra vida profesional. RECOMENDACIONES: Mi recomendación después de haber culminado con este trabajo de investigación es para los estudiantes de nuestra Facultad de Ingeniería Civil, decirles a todos ellos que no esperen que solo los maestros les brinden los conocimientos, sino que fomenten ellos mismos la curiosidad, la investigación y la búsqueda de información para complementar lo aprendido en las aulas con las vivencias en la vida real de los distintos campos de nuestra profesión. A partir de mi experiencia al realizar este trabajo puedo asegurar que los conocimientos que uno adquiere al buscar más allá de lo estrictamente necesario son de mucho valor y al final nos sirven para llegar a ser mejores profesionales.
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BIBLIOGRAFÍA. -CÓDIGO ECUATORIANO PARA EL DISEÑO DE LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS SANITARIAS 2011. - INGENIERÍA DE AGUAS RESIDUALES; Redes de alcantarillado y bombeo; METCALF Y EDDY, Segunda edición. - ELEMENTOS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS; Ricardo Alfredo López Gualla, Segunda edición. - NORMAS PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES; INSTITUTO ECUATORIANO DE OBRAS SANITARIAS. - http://sjnavarro.wordpress.com/topografia-i/ - http://es.scribd.com/doc/50325033/34/Relaciones-hidraulicas - http://www.contraloria.gob.ec/informativo.asp?id_SubSeccion=33 http://es.wikipedia.org/wiki/Presupuesto#Presupuesto_de_producci.C3.B3n
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ANEXOS
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