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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y
MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
“DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO
PARA EL BARRIO SAN FERNANDO DE LA PARROQUIA
AMAGUAÑA DEL CANTÓN QUITO DE LA PROVINCIA DE
PICHINCHA.”
TRABAJO DE GRADUACION PREVIO A LA OBTENCIÓN DE
TITULO DE INGENIERO CIVIL
AUTOR:
QUISHPE CUSHICONDOR WILMER OSWALDO
TUTOR:
Ing. JORGE ALEJANDRO FRAGA FIGUEROA Msc.
Quito – 25 de Julio
2017
ii
DERECHOS DE AUTOR
iii
CERTIFICADO DEL TUTOR
iv
CERTIFICADO DE HABER PASADO LA REVISION DEL
URKUND
v
DESIGNACIÓN DE LECTORES
vi
NOTAS
vii
DEDICATORIA
A mi padre OSWALDO QUISHPE, por ser una persona excepcional, eres,
fuiste y serás la persona de quien quiero seguir todos los pasos, eres un puntal
fundamental en mi vida y tus consejos han sido siempre oportunos, y me has
encaminado de la manera correcta.
A mi madre Anita, quien en todo momento estuvo para mí, apoyándome y
empujándome para terminar mi carrera universitaria, a más de ser mi madre eres
la mejor amiga que he tenido.
A mis hermanos Gaby y Javo, que son una bendición en mi vida, llenan con su
alegría mi corazón
A mi niña Evelyn Anabel, que desde que llegó a mi vida la ha cambiado para
bien, y quiero que sigas mis pasos.
A Johana Elizabeth Quinga (+), quien partió a temprana edad pero sé que
desde el cielo me cuidas y me ayudas.
A Matías Sebastián. El primer sobrino en llegar a mi vida y quien es una
bendición para mí y me llena de alegría cada vez q veo su sonrisa.
viii
AGRADECIMIENTO
A Dios por haberme permitido alcanzar esta meta y por haberme dado su
bendición desde siempre.
A mi tutor de tesis Ing. Jorge Fraga, que estuvo apoyándome y ampliando mis
conocimientos durante toda la realización de la tesis.
A mi familia y amigos porque siempre creyeron en mí y me apoyaron a seguir
adelante.
A mi flaca Ericka, quien me ayudo en las correcciones, y moralmente estuvo
siempre para mí.
Al Ing. Shubert Rosero quien fue un gran apoyo en la realización de este trabajo
de graduación.
ix
CONTENIDO
DERECHOS DE AUTOR...................................................................................................... ii
CERTIFICADO DEL TUTOR ............................................................................................. iii
CERTIFICADO DE HABER PASADO LA REVISION DEL URKUND ......................... iv
DESIGNACIÓN DE LECTORES ......................................................................................... v
NOTAS ................................................................................................................................. vi
DEDICATORIA .................................................................................................................. vii
AGRADECIMIENTO......................................................................................................... viii
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................... xiii
LISTA DE TABLAS........................................................................................................... xvi
RESUMEN ........................................................................................................................ xviii
ABSTRACT ........................................................................................................................ xix
CAPÍTULO I .......................................................................................................................... 1
1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO ................................................... 1
1.1. INTRODUCCIÓN. .......................................................................................... 1
1.2. ANTECEDENTES DEL PROYETO .............................................................. 3
1.3. ÁREA DE INFLUENCIA ............................................................................... 4
1.4. OBJETIVOS .................................................................................................... 4
1.5. ALCANCE....................................................................................................... 5
CAPÍTULO II ........................................................................................................................ 6
x
2. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DEL PROYECTO Y DEFINICIONES .... 6
2.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA ........................................................................ 6
2.2. DELIMITACION ESPACIAL ........................................................................ 7
2.3. VIALIDAD Y TRANSPORTE ..................................................................... 11
2.4. SITUACIÓN SOCIOECONÓMICA ............................................................. 14
2.5. SUELOS Y TOPOGRAFÍA .......................................................................... 15
2.6. MORFOLOGIA DEL BARRIO .................................................................... 16
CAPÍTULO III ..................................................................................................................... 18
3. PARÁMETROS DE DISEÑO .............................................................................. 18
3.1. DEFINICIONES ............................................................................................ 18
3.2. BASES DE DISEÑO PARA EL CÁLCULO DE LAS REDES DE
ALCANTARILLADO .............................................................................................. 21
3.3. PERIODO DE DISEÑO ................................................................................ 23
3.4. ÁREA DE DISEÑO....................................................................................... 24
3.5. ÁREA DE APORTE ...................................................................................... 25
3.6. HIDRÁULICA DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO ........................... 28
3.6.1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 28
3.6.2. VELOCIDAD MÁXIMA Y MÍNIMA ...................................................... 29
3.6.3. FLUJO A TUBO LLENO. ......................................................................... 30
3.6.4. FLUJO EN TUBERÍAS PARCIALMENTE LLENAS. ............................ 30
xi
3.6.5. LOCALIZACIÓN PENDIENTE Y DIÁMETROS MÍNIMOS. ............... 32
3.6.6. POZO DE REVISIÓN ............................................................................... 33
3.6.7. CAJAS DE REVISIÓN.............................................................................. 35
3.6.8. CONEXIONES DOMICILIARIAS. .......................................................... 35
3.6.9. SUMIDEROS ............................................................................................. 35
3.6.10. CUNETAS ................................................................................................. 36
3.7. ANÁLISIS DE CAUDALES ............................................................................ 37
3.7.1. DEMANDA Y CONSUMO DE AGUA.................................................... 37
3.7.2. DOTACION DE AGUA POTABLE ......................................................... 37
3.7.3. POBLACIÓN. ............................................................................................ 39
3.7.4. CAUDAL DE AGUAS SERVIDAS ......................................................... 40
3.7.5. CAUDAL MEDIO DIARIO (Qmd) .......................................................... 45
3.8. CAUDAL PLUVIAL. .................................................................................... 46
3.9. CAUDAL DE DISEÑO .................................................................................... 52
3.10. CALCULO DE LA RED ........................................................................... 52
3.11. CÁLCULOS MEDIANTE EPA SWMM .................................................. 58
CAPITULO V ...................................................................................................................... 90
4. EVALUACION DE IMPACTOS AMBIENTALES ............................................ 90
4.1. IMPACTOS AMBIENTALES ...................................................................... 90
4.2. MARCO LEGAL ........................................................................................... 91
xii
4.3. IMPACTOS AMBIENTALES CAUSADOS POR LA CONSTRUCCIÓN
DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO............................................................. 92
4.4. MEDIDAS DE MITIGACION ...................................................................... 96
CAPITULO VI ..................................................................................................................... 97
5. PRESUPUESTO REFERENCIAL ....................................................................... 97
5.1. INTRODUCCION ......................................................................................... 97
5.2. SALARIO HORARIO REAL ....................................................................... 98
5.3. RUBROS DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO .............................. 104
5.4. PRESUPUESTO REFERENCIAL .............................................................. 112
CAPITULO VII ................................................................................................................. 114
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ................................................. 114
6.1. CONCLUSIONES ....................................................................................... 114
6.2. RECOMENDACIONES. ............................................................................. 115
6.3. BIBLIOGRAFIA.................................................................................................... 117
6.4. ANEXOS ..................................................................................................... 119
6.4.1. MATRIZ DE LEOPOLD ......................................................................... 119
6.4.2. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD ......................................................... 120
6.4.4. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS ................................................. 122
6.4.5. PLANOS .................................................................................................. 125
6.4.6. FOTOGRAFIAS ...................................................................................... 126
xiii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. COBERTURA DE ALCANTARILLADO EN LA PROVINCIA DE PICHINCHA
............................................................................................................................................ 1
Figura 2 MAPA DEL CANTÓN QUITO Figura 3 MAPA DE LA
PARROQUIA DE AMAGUAÑA ......................................................................................... 7
Figura 4 MAPA DEL BARRIO SAN FERNANDO ............................................................ 8
Figura 5. AIREADOR DE POZO SEPTICO.................................................................... 11
Figura 6. CALLE CAMILO PONCE VIA DE ACCESO AL BARRIO SAN FERNANDO12
Figura 7.- CALLE CAMILO PONCE VIA DE ACCESO AL BARRIO SAN FERNANDO
.......................................................................................................................................... 12
Figura 8.- PASAJE 1 S/N BARRIO SAN FERNANDO .................................................... 13
Figura 9.- PASAJE 2 S/N BARRIO SAN FERNANDO .................................................... 13
Figura 10 BAJANTES DE AGUAS LLUVIAS. ................................................................. 17
Figura 11. SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO ...................................... 21
Figura 12 TRAZADO DE AREAS DE APORTE .............................................................. 25
Figura 13. BARRIO SAN FERNANDO ............................................................................ 27
Figura 14. AREAS APORTANTES ................................................................................... 27
Figura 15. SECCION TRANSVERSAL DE UNA TUBERIA ............................................ 31
Figura 16. POZO DE REVISION, VISTA EN CORTE .................................................... 34
Figura 17. ESTACIONES METEOROLOGICAS ............................................................ 49
Figura 18: PLANO DEL BARRIO SAN FERNANDO ..................................................... 54
Figura 19. VALORES POR DEFECTO (IDENTIFICATIVOS) ....................................... 58
xiv
Figura 20. VALORES POR DEFECTO (SUBCUENCAS) .............................................. 59
Figura 21. VALORES POR DEFECTO (NUDOS Y LINEAS) ......................................... 66
Figura 22. PROPIEDADES DE UN NODO (POZO) ...................................................... 70
Figura 23. PROPIEDADES DE UN CONDUCTO ......................................................... 70
Figura 24. AREAS APORTANTES ................................................................................... 72
Figura 25. CONFIGURACION DE LA LLUVIA ............................................................. 73
Figura 26. SERIES TEMPORALES ................................................................................. 75
Figura 27. HIETOGRAMA .............................................................................................. 75
Figura 28. HIETOGRAMA EN HOJA DE EXCEL .......................................................... 77
Figura 29. OPCIONES DE SIMULACION (GENERAL) ................................................ 78
Figura 30. OPCIONES DE SIMULACION (FECHAS). .................................................. 79
Figura 31. OPCIONES DE SIMULACION (INTERVALOS) .......................................... 80
Figura 32. SIMULACION. ............................................................................................... 81
Figura 33. PERFIL CALLE CAMILO PONCE ............................................................... 82
Figura 34. PERFIL CALLE CAMILO PONCE ............................................................... 83
Figura 35.PERFIL PASAJE 1 .......................................................................................... 83
Figura 36. PERFIL PASAJE 2 ......................................................................................... 84
Figura 37. PERFIL PASAJE 2 ......................................................................................... 84
Figura 38. PASO DE SERVIDUMBRE ........................................................................... 85
Figura 39 CALLE MARGARITA PONCE........................................................................ 86
Figura 40. PERFIL CALLE HUANCAVILCA ................................................................. 86
Figura 41. VELOCIDADES. ............................................................................................ 88
Figura 42. VELOCIDADES ............................................................................................. 88
Figura 43. CONTROL DE CAUDALES. ......................................................................... 89
xv
Figura 44. CASAS DE CONSTRUCCION MIXTA Y APEGADAS ................................ 126
Figura 45. PREDIOS CON VEGETACION................................................................... 126
Figura 46. CALLE CAMILO PONCE (VIA DE ACCESO PRINCIPAL AL BARRIO SAN
FERNANDO).................................................................................................................. 127
Figura 47. PASAJE 1 S/N .............................................................................................. 127
xvi
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. POBLACION DEL BARRIO SAN FERNANDO .................................................. 9
Tabla 2. VELOCIDADES MAXIMAS Y COEFICIENTES DE RUGOSIDAD ................. 29
Tabla 3. DISTANCIA ENTRE LOS POZOS DE REVISION EN FUNCIÓN DEL
DIAMETRO DE LA TUBERIA......................................................................................... 34
Tabla 4. DOTACION DE AGUA DE UNA VIVIENDA MEDIA ...................................... 38
Tabla 5. COEFICIENTE DE RETORNO DE AGUAS DOMESTICAS. .......................... 42
Tabla 6. COEFICIENTE DE RETORNO DE AGUAS DOMESTICAS. .......................... 44
Tabla 7. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA RURAL ................................................... 47
Tabla 8. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA PARA UN AREA URBANA .................... 48
Tabla 9. PERIODOS DE RETORNO PARA DIFERENTES OCUPACIONES DE AREA
.......................................................................................................................................... 50
Tabla 10: DATOS GENERALES PARA EL CÁLCULO DEL SISTEMA DE
ALCANTARILLADO ........................................................................................................ 52
Tabla 11: DATOS GENERALES PARA EL CÁLCULO DEL SISTEMA DE
ALCANTARILLADO COMBINADO ................................................................................ 55
Tabla 12: CÁLCULO DE LA RED DE ALCANTARILLADO COMBINADO ................. 57
Tabla 13. TIPOS DE SUELO Y USO DE LA TIERRA .................................................... 62
Tabla 14. NUMERO DE CURVA DE ESCORRENTIA PARA USOS SELECTOS DE
TIERRA AGRICOLA, SUBURBANA Y URBANA ............................................................ 63
Tabla 15. PONDERACION DE CN (NUMERO DE CURVA) PARA EL BARRIO SAN
FERNANDO DE AMAGUAÑA ........................................................................................ 64
xvii
Tabla 16. CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Y POROSIDAD PARA MEDIOS
POROSOS NO CONSOLIDADOS ................................................................................... 65
Tabla 17. VALORES DEL COEFICIENTE C DE HAZEN WILLIAMS EN TUBERIAS . 69
Tabla 18. METODO DE BLOQUES ALTERNOS ........................................................... 76
Tabla 19. CAUDALES EN ESTIAJE ................................................................................ 89
Tabla 20. MATRIZ DE LEOPOLD .................................................................................. 96
Tabla 21. CUADRO DE CÁLCULO DEL SALARI HORARIO REAL .......................... 100
Tabla 22. CALCULO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS............................................... 101
Tabla 23: RESUMEN DE MOVIMIENTO DE TIERRAS .............................................. 102
Tabla 24. RESUMEN DE TUBERIAS ............................................................................ 102
Tabla 25. DIÁMETRO COMERCIAL EN TUBERÍAS PARA ALCANTARILLADO .... 103
Tabla 26. RESUMEN DE POZOS ................................................................................. 103
Tabla 27. PRESUPUESTO REFERENCIAL ................................................................. 113
Tabla 28. COEFICIENTE DE MANNING (n) ............................................................... 120
xviii
RESUMEN
“DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO PARA EL
BARRIO SAN FERNANDO DE LA PARROQUIA AMAGUAÑA DEL CANTÓN
QUITO DE LA PROVINCIA DE PICHINCHA.”
Autor: Quishpe Cushicondor Wilmer Oswaldo
Tutor: Ing. Jorge Alejandro Fraga Figueroa Msc.
Al ser el Ecuador un país en vías de desarrollo y con población en constante
crecimiento, se evidencia la falta de servicios básicos como son, la dotación de agua
potable y la eliminación de aguas residuales, por ende se plantea una solución al
problema con el diseño del sistema de alcantarillado combinado para el barrio San
Fernando de Amaguaña, el cual va a funcionar bajo parámetros estándar y
especificaciones técnicas de la EPMAPS para el diseño de la red de alcantarillado y
todas sus otras obras hidráulicas, la eliminación de aguas residuales y aguas lluvias, se
las realizara por las calles y pasajes que conforman el barrio en estudio, para luego ser
entregado todo el caudal de aguas residuales en un pozo existente de alcantarillado
sanitario en el barrio Yanahuayco a una distancia aproximada de 600 metros fuera del
perímetro del barrio siguiendo la avenida Huancavilca, antes de conectarse al pozo
existente se plantea construir un separador de caudales, con el propósito de alivianar la
carga de agua que entre al pozo existente, y así el agua en exceso (en caso de lluvias) sea
desviada directamente a la quebrada Millihuaycu, sin dejar de lado los estudios de
impacto ambiental y cualquier otra problemática que este acarree. El proyecto cumple de
esta manera con estándares de diseño y su respectivo presupuesto referencial otorgado
por la EPMAPS, haciéndole al mismo factible en su realización en un futuro muy
próximo.
PALABRAS CLAVE: ALCANTARILLADO SANITARIO/ POZOS DE REVISIÓN/
DOTACIÓN DE AGUA/ OBRAS HIDRÁULICAS/ ESPECIFICACIONES
TÉCNICAS/ PRESUPUESTO REFERENCIAL.
xix
ABSTRACT
“COMBINED SEWER SYSTEM DESING FOR THE SAN FERNANDO
NEIGHBORHOOD OF THE AMAGUAÑA PARISH OF CANTÓN QUITO OF
PICHINCHA PROVINCE”
Author: Quishpe Cushicondor Wilmer Oswaldo
Tutor: Ing. Jorge Fraga Figueroa, Msc.
Ecuador is a developing country with a constantly growing population, it is evident the
lack of basic services such as the provision of potable water and the elimination of
wastewater, therefore a solution of problem is proposed with the design of the combined
sewage system for San Fernando Neighborhood of Amaguaña which will operate under
standard parameters and technical specification of EPMAPS Enterprise in order to
design of the sewerage network and all other hydraulic woks, wastewater and rainwater
disposal, they will be made through the streets and passages that make up the
neighborhood under study, and the be delivered all the wastewater flow in an existing
sanitary sewer well in the Yanahuayco Neighborhood at a distance of about 600 meters
outside the perimeter of the neighborhood following the Huancavilca avenue, before
connecting to the existing well is proposed to build a flow separator with the propose of
relieve the road of water entering the existing well. And so, the excess water (in case of
rains) is diverted directly to the Millihuaycu ravine, without neglecting the studies of
environmental impact and any other problems that this involve. The project complies
with design standards and its respective reference budget granted by EPMAPS enterprise
which makes feasible in its accomplishment in the near future.
KEY WORDS: SANITARY SEWER / SEWER / WATER WELLS / WATER SUPPLI
/ HYDRAULIC WORKS / TECHNICAL SPECIFICATIONS / REFERENCE
BUDGET.
1
CAPÍTULO I
1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
1.1. INTRODUCCIÓN.
Al ser el Ecuador un país en vías de desarrollo y con una población en constante
crecimiento, es evidente la necesidad de ampliar la oferta de servicios básicos como son
los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial. Según las estadísticas del último censo
del 2010 (SEMPLADES, 2014), apenas el 18% de las zonas rurales cuentan con un
sistema de alcantarillado sea sanitario, pluvial o combinado. “La cobertura al hablar de
saneamiento de aguas residuales y pluviales en el Ecuador específicamente en la
provincia de Pichincha ha aumentado considerablemente teniendo una cobertura de
93.6% de su totalidad según lo indica la Secretaría Nacional de Planificación y
Desarrollo”. (SEMPLADES, agua potable y alcantarillado para erradicar la pobreza en
el Ecuador, 2014) , sin embargo en las zonas rurales todavía se evidencia la escasez de
las mismas. Teniendo un porcentaje de 50% de barrios que no cuentan con un sistema de
eliminación de aguas servidas y aguas lluvias.
Figura 1. COBERTURA DE ALCANTARILLADO EN LA PROVINCIA DE PICHINCHA
2
Fuente: SISTEMA NACIONAL DE INFORMACIÓN (SENPLADES) EN BASE A LA ENCUESTA NACIONAL DE EMPLEO, DESEMPLEO Y SUBEMPLEO URBANO Y RURAL 2013 (INEC)
La disposición de agua potable tiene como consecuencia luego de utilizarla, la
evacuación de la misma de mejor manera, por ende estas son dos de las necesidades que
van de la mano y a la vez van agobiando al ser humano, puesto que aguas negras son
encausadas directamente a los ríos y quebradas. Es difícil de creer que en el Ecuador,
únicamente se haya puesto énfasis en ofrecer el servicio de agua potable, mas no en
sistemas de alcantarillado para eliminar las aguas residuales y pluviales, que en gran
porcentaje aquejan a la población de Ecuador, especialmente a las zonas rurales Dónde
más del 50% (SEMPLADES, sistema nacional de información, 2013) de estas
poblaciones no cuentan con una buena disposición de aguas servidas y aguas negras.
Descargando las mismas en pozos sépticos, pozos ciegos, pozos someros y de una u otra
manera contaminando el suelo.
El paso siguiente a la dotación de agua potable que deben tomar en cuenta los
municipios es el diseño y la construcción de obras de evacuación de aguas residuales o
sistemas de alcantarillado, especialmente, en zonas rurales. Es por esta razón que este
proyecto técnico tiene como propósito contribuir con el saneamiento de la futura
población del barrio San Fernando de la parroquia de Amaguaña. Perteneciente al cantón
Quito de la provincia de Pichincha. Los beneficios que traerá un sistema de
alcantarillado a los habitantes del barrio San Fernando comprenden una amplia mejoría
en su calidad de vida así como también la disminución de enfermedades causadas por
vectores que aparecen en la zona por no contar con un sistema de eliminación de
excretas que afectan principalmente a niños y ancianos.
3
1.2.ANTECEDENTES DEL PROYETO
La Parroquia de Amaguaña cuenta con varios barrios en las periferias de la
misma, estos por el hecho de estar alejados del centro parroquial no cuentan con los
servicios básicos como agua potable, alcantarillado, recolección de basura, y energía
eléctrica, siendo un foco de infección principal la eliminación de excretas, aquí nos
encargaremos de un barrio especifico como es el Barrio San Fernando el cual no cuenta
con un sistema sanitario de alcantarillado por ende presenta problemas de salubridad en
la comunidad.
El sistema de alcantarillado combinado que se plantea resolverá los problemas
sanitarios, pluviales, así como también la aparición de focos de infección producida por
vectores y roedores que circunvalan por el sector en estudio. Estos a su vez son
generados por la falta de un sistema de eliminación de excretas el cual servirá a la
población del sector.
El crecimiento poblacional, la mala planificación en los años anteriores no permitieron
la elaboración de este tipo de proyectos, debido al exceso de barrios que conforman la
parroquia de Amaguaña en la distribución del presupuesto para los 64 barrios no alcanza
para atender los proyectos que se presentan a la junta parroquial. Este es el motivo
principal por el cual el barrio en estudio (barrio San Fernando) ha sufrido retraso en
cuanto a disponer de un sistema sanitario que aporte beneficios a la comunidad.
4
1.3. ÁREA DE INFLUENCIA
Las áreas de influencia directa serán las que se encuentran ubicadas dentro del
barrio San Fernando esto sería en las calles intervenidas como son la calle Camilo Ponce
y los pasajes aledaños sin nombre, así como toda la población que resida en este barrio
antes mencionado. “La población estimada según el último censo de población del 2010
en el barrio existen 192 habitantes”. (INEC, 2016) Con una distribución de 39.06%
hombres, 31.77% mujeres, 27 61 % niños (as) y un 1.56% personas discapacitadas. Con
un área habitable de 4.68 hectáreas, calculada luego de realizar el levantamiento
topográfico y determinar los retiros por parte de la linderación en el sur con la quebrada
Millihuaycu. Y un área total de 5.1 hectáreas que viene a ser el área del barrio en
estudio.
El barrio se encuentra linderada al norte por la propiedad de las señoritas Miño, al sur la
quebrada Millihuaycu, al este la ex plantación Love Roses, y al oeste la hacienda San
Fernando.
La cobertura de alcantarillado en barrios aledaños al barrio San Fernando es del 80%,
puesto que el barrio el Galpón, y el barrio Yanahuayco cuentan con alcantarillado pero
no tienen todas las acometidas de los lotes existentes, mientras que el barrio San
Fernando la cobertura es del 0% por ende se plantea como solución la creación de un
sistema de alcantarillado combinado.
1.4. OBJETIVOS
1.4.1. OBJETIVO GENERAL
5
1. Diseñar el sistema de alcantarillado combinado para el Barrio San Fernando de la
Parroquia de Amaguaña del cantón Quito de la provincia de Pichincha.
1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Disponer de estudios completos del sistema de alcantarillado del barrio San
Fernando para así poderlo construir en un futuro próximo.
2. Diseñar la red de alcantarillado combinado mediante la utilización de programas
informáticos, como hoja de Excel, y pro Excel para el presupuesto referencial.
3. Comprobar hidráulicamente el diseño de la red de alcantarillado combinado
mediante la utilización de un modelador hidrodinámico (SWMM).
4. Analizar los resultados obtenidos y avalar que la red de alcantarillado combinado
trabaje de manera óptima.
5. Realizar un presupuesto referencial para el proyecto.
1.5. ALCANCE
El siguiente proyecto técnico plantea desarrollar los siguientes temas:
1. Cálculo y diseño del sistema de alcantarillado combinado, tomando en cuenta
especificaciones y normas técnicas del país, y que se encuentren vigentes, como
son las normas técnicas referenciadas que rige la EPMAPS en “normas de diseño
para sistema de alcantarillado pagina 20 y 21”. Y ajustándose a las condiciones
topográficas del terreno.
2. Elaboración de los planos, tanto en planimetría, altimetría y perfiles que ayuden
a la construcción del alcantarillado.
6
3. Presupuesto referencial para determinar el costo tentativo de construcción que va
a tener el proyecto
CAPÍTULO II
2. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DEL PROYECTO Y
DEFINICIONES
2.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA
La zona dónde se desarrollará el presente proyecto corresponde al Barrio San
Fernando, parroquia de Amaguaña, Cantón Quito. Provincia de Pichincha. El mismo que
se encuentra ubicado al norte de la parroquia, a unos 5 km del centro de Amaguaña, la
extensión territorial del barrio San Fernando es de 4.68 hectáreas, es un barrio pequeño
puesto que tiene sus comienzos como repartición de parcelas por parte de los dueños de
la hacienda San Fernando, posteriormente el 13 de Abril de 1997 se hace barrio jurídico
y llega a formar parte de uno de los 64 barrios que actualmente tiene Amaguaña.
La parroquia de Amaguaña se encuentra ubicada el sur oriente de Quito. Su población es
de 31.106 habitantes. Por la densidad poblacional, características morfológicas y
actividad económica del lugar se considera a Amaguaña como una parroquia rural.
El Barrio San Fernando cuenta con paisaje rural, esto quiere decir calles de tercer orden
que en muchos de los casos son de tierra, lastre y empedrados, casas de construcción
mixtas la mayoría de una sola planta, además de sembríos dentro de los lotes de terreno
dónde se cultivan, cebollas, tomates de árbol, maíz, y pequeños huertos de hortalizas. En
las zonas aledañas como son la ex plantación Love Roses, la quinta de las señoritas
7
Miño y la hacienda San Fernando se puede encontrar bosques de eucalipto, pinos,
chilcas, lecheros, y potreros para crianza de ganado vacuno.
Las principales fuentes de ingresos son el comercio y la agricultura. El cultivo de maíz,
cuenta con gran cantidad de terrenos para la siembra, siendo esta la principal actividad
económica del área en estudio.
2.2.DELIMITACION ESPACIAL
"PARROQUIA DE AMAGUAÑA, CANTÓN QUITO”
Figura 2 MAPA DEL CANTÓN QUITO Figura 3 MAPA DE LA PARROQUIA DE AMAGUAÑA
8
Figura 4 MAPA DEL BARRIO SAN FERNANDO
El proyecto en estudio está ubicado en el barrio San Fernando parroquia de Amaguaña
cantón Quito Provincia de Pichincha, delimitado de la siguiente manera:
Norte: lindera la propiedad de las Srtas. Miño
Sur: lindera con la quebrada Millihuaycu
Este: la ex plantación de rosas LOVE ROSES
Oeste: lindera con la hacienda San Fernando.
El barrio San Fernando tiene una extensión territorial de 4.68 hectáreas, con una altitud
media de 2620 msnm.
2.2.1. Demografía
De acuerdo al último censo de población y vivienda del INEC 2010. Se obtuvo la
población del barrio en estudio, siendo esta de 192 habitantes, con fecha domingo 8 de
Fuente: plano distrito metropolitano de Quito
9
Mayo de 2016 se realizó un conteo manual por parte del titular de la tesis, evidenciando
que el crecimiento hasta la fecha antes mencionada ha variado en 6 nuevos habitantes (4
niños y 2 adultos).
Pero para el diseño del sistema de alcantarillado combinado se tomará como dato el
otorgado por el INEC, ahí está incluido el índice de tasa de crecimiento poblacional de
(3.08%) para el Barrio San Fernando de la Parroquia de Amaguaña.
La densidad demográfica de esta zona es de 41 habitantes por hectárea.
CENSO INEC 2010
HOMBRES 75
MUJERES 61
NIÑOS 53
DISCAPACITADOS 3
TOTAL 192
Tabla 1. POBLACION DEL BARRIO SAN FERNANDO
Fuente: Censo INEC 2010
2.2.2. Temperatura.
El barrio San Fernando está ubicada al sur este de la ciudad de Quito, sobre un piso
climático semihúmedo, por encontrarse en un nivel de 2620 msnm, y estar rodeada por
montañas se cuenta con un clima ideal para la agricultura, la misma que en abril presenta
altas tendencias de precipitaciones con una media de 98.5 mm/h, un tanto similar a la
cuidad de Quito.
10
“La Temperatura Promedio es 19°C y fluctúa desde los 11 °C hasta los 27°C. Sin
embargo hay días muy fríos Dónde la temperatura bajas hasta los 8°C, o días muy
calurosos Dónde se llega a los 29°C”. (Pichincha, 2012)
2.2.3. Flora y Fauna.
“La flora de la Parroquia de Amaguaña es propia del páramo rica en pastizales, áreas de
cultivo, vegetación arbustiva húmeda y Vegetación herbácea húmeda, aquí se encuentra
la reserva de vida silvestre Pasochoa, así como también el parque ecológico Cachaco”.
En lo referente a la fauna se puede encontrar mamíferos, aves, reptiles, roedores, y un
sinnúmero de insectos.
El barrio en estudio por encontrarse en una zona rica en vegetación es apto para la
crianza y comercialización de mamíferos (ganado vacuno, caprino, porcino y equino)
En cuanto a los animales propios de la zona aquí se crían cuyes, conejos, cabras, ovejas,
vacas y caballos, cerdos.
2.2.4. Alcantarillado actual.
“La parroquia de Amaguaña cuenta con una cobertura de alcantarillado del 50% en sus
barrios periféricos, no obstante en el centro de la parroquia es de un 95% de su totalidad
que cuenta con el servicio de alcantarillado”. (Pichincha, 2012, pág. 74)
La población del barrio San Fernando al igual que otras que no cuentan con un sistema
de disposición final de excretas, realizan la disposición final de las mismas en letrinas,
pozos ciegos, pozos sépticos.
11
Figura 5. AIREADOR DE POZO SEPTICO
Fuente: PROPIA (PREDIO DE LA SEÑORA BLANCA C.)
2.3.VIALIDAD Y TRANSPORTE
2.3.1. Vialidad
La vía principal de acceso al barrio San Fernando es de tercer orden, empedrada,
con cunetas de hormigón y canal natural de tierra en varios tramos de la vía, los canales
de agua que se evidencia en la calle Camilo Ponce sirven para riego de la hacienda El
Carmen y hacienda Las Herrerías que tienen sus propias escrituras. También podemos
decir que las vías de acceso no tienen bordillos ni aceras por Dónde circulen los
moradores del barrio, por sus características sirve como vía de acceso a haciendas
aledañas al barrio, que en su mayoría también son empedradas y se encuentran en
pésimo estado, esta vía (Camilo Ponce) permite el tránsito vehicular a bajas velocidades
y con precauciones, las vías del proyecto como el pasaje 1,2 y calle Margarita Ponce
presentan capas de rodadura de tierra por las mismas que en época invernal es difícil de
transitar. Para evitar posteriores taponamientos en el sistema de alcantarillado lo
12
recomendable seria cambiar la estructura de las calles a un pavimento articulado o
realizar un buen reempedrado de las mismas.
Figura 6. CALLE CAMILO PONCE VIA DE ACCESO AL BARRIO SAN FERNANDO
Fuente: Wilmer Quishpe
Figura 7.- CALLE CAMILO PONCE VIA DE ACCESO AL BARRIO SAN FERNANDO
Fuente: Wilmer Quishpe
13
Figura 8.- PASAJE 1 S/N BARRIO SAN FERNANDO
Fuente: Wilmer Quishpe
Figura 9.- PASAJE 2 S/N BARRIO SAN FERNANDO
Fuente: Wilmer Quishpe
14
2.3.2. Transporte
No existe servicio de transporte público que llegue al barrio San Fernando, el lugar más
cercano Dónde transita el transporte público es en la Av. Huancavilca y Camilo Ponce,
(parada la visera) que viene a ser la parada desde Dónde se debería caminar en sentido
oeste unos 800 metros por la calle Camilo Ponce para llegar al barrio San Fernando, a
más de esto en la mañana y tarde el transporte escolar llega a recoger y dejar a los niños
que acuden a las escuelas de Amaguaña, Yanahuayco y Chaupitena. Teniendo como
medio de transporte solo los vehículos de uso personal y vehículos de alquiler que suben
con más frecuencia los fines de semana al barrio.
2.4. SITUACIÓN SOCIOECONÓMICA
La población del Barrio San Fernando se dedica en un 35% a la agricultura y
ganadería, un 50% son empleados públicos, privados y obreros que laboran en las
ciudades aledañas como Sangolqui y Quito, un 15% se dedican a las actividad de la
construcción, un dato importante es que cerca al barrio San Fernando existen granjas de
pollos, ningún morador trabaja en dichas granjas.
El área en estudio tiene un drenaje dendrítico dentro de lo que es el barrio San Fernando,
no obstante en la calle Camilo Ponce por la misma presencia del canal abierto de agua
de riego y la topografía del lugar hace que el agua lluvia tienda a desaguar en el canal de
riego y aquí el agua tendría un drenaje paralelo a la calle, pues se mueve paralelo a cada
lado de la calzada. En cuanto a las aguas negras (cocina y lavanderías) estas se desalojan
en un 90% en forma directa a la quebrada Millihuaycu, y la otra parte 10% al canal de
riego que va a la hacienda El Carmen. Las aguas servidas se descargan en pozos ciegos y
letrinas,
15
El uso de suelo en la zona en estudio es agrícola y ganadero con excepción de Dónde se
encuentra ubicado el barrio San Fernando. A decir de sus dirigentes están haciendo los
trámites pertinentes para modificar el uso de suelo y sea declarado como residencial.
Esta tendencia se verifica en el lecho de que en los últimos años el barrio ha crecido en
población y por ende se han ido dividiendo los lotes en otros más pequeños.
2.5. SUELOS Y TOPOGRAFÍA
2.5.1. SUELO
“El Barrio San Fernando presenta formaciones geológicas (CANGAGUA) que datan del
cuaternario, así como también depósitos de toba, ceniza y una litología constante sobre
el terreno de Inceptisol y Mollisoles”. (Pichincha, 2012, pág. 42)
El barrio San Fernando está asentado sobre suelos mollisoles y cangagua. “los suelos
tipo Mollisoles son suelos obscuros, y suaves que se han desarrollado bajo vegetación
herbosa: horizontes superficiales rico en humus que es rico en calcio y magnesio”
(Pichincha, 2012, pág. 41)
Toda la zona de estudio se encuentra sobre un suelo mollisol, la misma que se encuentra
en espesores que van desde los 20cm hasta 0.85cm en lugares estratégicos, y formación
de cangaguas que se encuentran luego de la capa vegetal, alcanzando profundidades de
hasta 10 metros.
2.5.2. Topografía.
La topografía del barrio San Fernando es irregular con pendientes moderadas
predominantes en el sentido oeste – este. Está limitada al sur con la quebrada
16
Millihuaycu, la forma del barrio es casi cuadrangular, el lugar en estudio muestra un
relieve de colina.
2.6. MORFOLOGIA DEL BARRIO
El barrio San Fernando se encuentra ubicado entre las cotas 2599 y 2631 msnm. Si bien
es cierto es un barrio rural, y la distribución de los predios son dispersos, se ha visto que
el barrio está en crecimiento, y esto se evidencia con las nuevas construcciones que se
dan en el lugar, en su mayoría las casas que lo conforman son de construcción mixta.
(Hormigón armado y casas de adobe y teja). Las casas de hormigón armado son de una y
dos plantas. Y en muchos de los casos superan los 80m² de construcción por planta. Hay
predios Dónde todavía se siembra maíz, o huertos de hortalizas entre otros. El
crecimiento del barrio también ha hecho que se construya casas muy cercanas una de
otra por ende el aporte de aguas lluvias a los colectores es casi en su totalidad. No se
puede decir del 100% puesto que el agua de las calles que conforman el barrio San
Fernando tendría dificultad para a ingresar al sistema de alcantarillado combinado. Y
una gran parte se evacuara por los canales abiertos de riego que se encuentran a cada
lado de la calle principal (calle Camilo Ponce). Las calles en las que se diseña el sistema
de alcantarillado son de piedra y en otros casos lastrados, el sistema trabajara en
condiciones favorables, pues existen barrios aledaños al proyecto dónde el diseño de
sistema de alcantarillado combinado ha funciona de manera óptima.
Se plantea un sistema de alcantarillado combinado, inicialmente sin conexión de aguas
lluvias a la red de alcantarillado por las condiciones de que las vías son de tercer orden
17
(empedradas y lastradas) con canales abierto de riego a sus costados, por dónde se
escurren todas las aguas que circunvalan por ahí.
Se supone que ingresen al sistema las aguas servidas, mientras que las aguas de
precipitaciones atmosféricas se conduzcan por el canal de riego. Con esto inicialmente el
agua lluvia recolectada en las calles por las que se diseña el proyecto no ingresara al
sistema de alcantarillado, no así el agua que cae en el área pavimentada o construida de
los predios, sin embargo el sistema tendrá la capacidad suficiente para que una vez que
se realicen obras de mejoramiento de la carpeta de las vías, y durante la vida útil del
sistema este trabaje en óptimas condiciones sin necesidad de ampliaciones o reemplazos.
Figura 10 BAJANTES DE AGUAS LLUVIAS.
Fuente: FOTOGRAFIA PROPIA
18
CAPÍTULO III
3. PARÁMETROS DE DISEÑO
3.1.DEFINICIONES
Un sistema de alcantarillado consiste en una serie de tuberías, obras hidráulicas y
Sanitarias complementarias. Las mismas que se construyen con la finalidad de conducir
y evacuar las aguas de escorrentías superficiales, aguas negras y aguas servidas.
Es evidente que existen varios tipos de alcantarillado por ello citaremos los más
comunes y los que recomienda la EPMAPS en sus “normas para el diseño de
Alcantarillado para la EPMAPS”.
3.1.1. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO
A los sistemas de alcantarillado, se los clasifica de acuerdo al tipo de agua que vayan a
conducir. De esta manera tenemos:
3.1.1.1.ALCANTARILLADO SANITARIO:
Es el sistema más común de alcantarillado, se conforma de una serie de tuberías y obras
hidráulicas que tienen la finalidad de recolectar, conducir y transportar el agua residual
(producida por hogares) de forma segura y rápida, llega a una planta de tratamiento y
19
finalmente puede descargarse a un curso natural, el aislamiento evita molestias al ser
humano y el ambiente.
3.1.1.2. ALCANTARILLADO PLUVIAL.
Constituido por una red de tuberías que capta, conduce y transporta el agua, producto de
precipitaciones atmosféricas (lluvia) hacia una disposición final que podría ser un
reservorio o cauces naturales, no requiere de tratamiento específico.
3.1.1.3. ALCANTARILLADO COMBINADO.
Conformado por un sistema de conductos que captan conducen y transportan en su
totalidad las aguas residuales de hogares, industrias y negocios, conjuntamente con el
agua que es captada de las precipitaciones atmosféricas, previamente a su disposición
final se procura separar el caudal pluvial y el agua servida es conducida a la planta de
tratamiento, finalmente su descarga se la hace en los cauces naturales (ríos y quebradas).
Hay que tener en consideración varios aspectos al momento de decidir qué sistema
adoptar, ya que tenemos algunas desventajas y ventajas del sistema de alcantarillado
combinado.
Ventajas:
No hay gran acumulación de sólidos en época de invierno pues la velocidad y el
caudal es lo suficiente para la auto limpieza.
En cuanto a su costo es menor, puesto que en un mismo sistema trabajan las dos
redes (sanitarias y pluviales)
Desventajas:
20
En época de estiaje se puede acumular los sólidos en suspensión y ocasionar
problemas como malos olores y gases.
En zonas con vías de tercer orden requieren de una periódica limpieza. (Luego de
cada invierno)
Sin un buen tratamiento o limpieza a las rejillas se ocasiona inundaciones. Y la
materia orgánica saldría a flote causando daños ambientales.
Requiere de la construcción de separadores de caudal, previo al ingreso a la
planta de tratamiento, de lo contrario el caudal pluvial que es alto aunque con
baja contaminación, daría problemas en el tratamiento, tanto por áreas de terreno
como por variaciones fuertes en la calidad de agua a tratar.
En el barrio San Fernando puesto que existen vías de tercer orden y las aguas que por
ahí circunvalan, por el alto contenido de sólidos, producto de la erosión, puede causar
taponamiento al sistema de alcantarillado. Inicialmente las aguas lluvias van por las
cunetas de las vías, no entran a la red directamente sino que aportan a los canales de
riego que existen a cada lado de la calzada del barrio San Fernando (calle Camilo
Ponce).
21
Figura 11. SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO
Fuente: FOTOGRAFIA DE GOOGLE
3.2. BASES DE DISEÑO PARA EL CÁLCULO DE LAS REDES DE
ALCANTARILLADO
Como se explicó en el capítulo anterior, el barrio San Fernando de la parroquia
de Amaguaña, no cuenta con un sistema de eliminación de excretas, la disposición lo
realizan en letrinas, pozos sépticos o fosas sépticas, que en muchos de los casos dañan
los suelos propios de la zona pues luego de que se llenan, los moradores se ven
obligados a cavar un nuevo hoyo y a tapar el que ya cumplió con su vida útil. Cuando
estos colapsan se aprecia las aguas servidas que escurren por la superficie, generando la
aparición de vectores y enfermedades causadas por la mala disposición de las aguas
residuales.
22
Actualmente el barrio San Fernando soporta crecimiento poblacional por las diferentes
subdivisiones que se realizan en el sitio de estudio, las nuevas edificaciones no cuentan
con espacio para una correcta eliminación de excretas y no podrán construir fosas
sépticas conforme la normativa de la Subsecretaria de Agua Potable y Saneamiento
Básico (SAPYSB), cabe también señalar que el barrio es jurídico y se encuentra dentro
de la zona de parroquias sur orientales del Distrito Metropolitano de Quito, por esta
razón está contemplada por la EPMAPS, para el programa de ampliación de servicios
básicos como es el Agua Potable y Saneamiento.
Para el diseño del sistema de alcantarillado combinado se tendrán en consideración sus
características como es la topografía del lugar, que ya se explicó anteriormente y Dónde
se evidencia que el proyecto se asienta sobre una loma, por ende el agua va a escurrir
hacia la parte más baja que en este caso serían los pasajes sin nombres (pasaje 1, 2 y
Margarita Ponce) a Dónde escurriría el agua producto de las precipitaciones. El barrio
San Fernando tiene un drenaje dendrítico dentro del mismo, más no en su parte norte
(calle Camilo Ponce) Dónde el drenaje será paralelo a la calle por la topografía que
presenta y los canales de riego que por ahí circulan.
El diseño de la red de alcantarillado para el barrio San Fernando se tomaran los lineamientos de
la “NORMAS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO EMAAP–Q”
Elaborado por la Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable, 2009; En el
título 1; en la sección 1.8” la misma que se encuentra vigente para la construcción de
redes de alcantarillado.
23
3.3. PERIODO DE DISEÑO
El periodo de diseño es el tiempo que transcurre desde el inicio de funcionamiento de la
obra hasta que la misma empiece a fallar.
Según la (EMAAP-Q, 2009)“Para redes de alcantarillado es conveniente partir con un
periodo de diseño que varía entre 25 y 30 años” Para las estructuras y equipo
componente de un sistema se tiene tabulados periodos de diseño, obtenidos en función
del número de horas de trabajo.
Considerando todos estos aspectos, para el presente proyecto optaremos por un periodo
de diseño igual a 30 años, puesto que el barrio en estudio tiene una baja densidad actual
y una baja tasa de crecimiento, también tomando en cuenta que la vida útil de los
materiales es superior al periodo de diseño.
El periodo de diseño o alcance del proyecto se debe establecer de acuerdo a varios
factores que son:
La vida útil de las estructuras y equipamiento teniéndose en cuenta su
obsolescencia o desgaste.
La facilidad o dificultad de ampliación de obras.
Las tendencias de crecimiento de la población con mayor énfasis en el desarrollo
de sus actividades, que pueden ser industriales o comerciales.
El comportamiento de la obra en periodos iniciales cuando los caudales son
inferiores a los de los años de diseño.
De acuerdo a la NEC (2011), el periodo de diseño para las siguientes obras es:
24
Colectores (principales, secundarios, interceptores), 30 años
Plantas de tratamiento, 30 años
Obras de captación de 25 a 50 años
Diques grandes y túneles de 50 a 100 años
Líneas de conducción en acero o hierro dúctil de 40 a 50 años
Líneas de conducción en asbesto cemento o PVC de 20 a 30 años
Redes de distribución de acero o hierro dúctil de 40 a 50 años
En caso particular del Barrio San Fernando de Amaguaña, se utilizará en las redes
tuberías de PVC (tubería estructurada de pared interna lisa serie 6) las mismas que
tendrán características como:
vida útil de 30 años1
instalación fácil y juntas herméticas espiga campana
el material es ligero.
Buena resistencia a suelos y aguas agresivas
Superficie lisa que facilita la evacuación de las aguas servidas y lluvias.
3.4. ÁREA DE DISEÑO
Generalmente, en un proyecto para determinar el área de diseño es necesario tomar en
cuenta el área de expansión futura, pero en el presente proyecto por tratarse de un barrio
que no se puede extender por ninguno de sus límites el área futura del proyecto a diseñar
es de 4.68 hectáreas.
1 NEC 2011
25
3.5. ÁREA DE APORTE
Las áreas de aporte son una subdivisión del área total del proyecto, esto se realiza con el
fin de subdividir el terreno para que cada uno de los caudales sanitarios y pluviales se
descargue en cada tramo de manera equivalente.
“Los caudales para el diseño de cada tramo serán obtenidos en función de su área de
diseño. El área bruta de drenaje aferente de cada colector se obtiene trazando diagonales
o bisectrices sobre las manzanas de la población”. (Clases, 2013)
Figura 12 TRAZADO DE AREAS DE APORTE
Fuente: Apuntes de clases de alcantarillado
Para trazar el área de aporte se seguirán los siguientes lineamientos:
Si la zona en estudio tiene un terreno relativamente plano y rectangular, se
divide el rectángulo en dos mitades por los lados menores, para posteriormente
trazar rectas inclinadas a 45º desde las esquinas, para formar trapecios y
triángulos como área de drenaje.
Si la zona en estudio tiene un terreno relativamente plano y cuadrado, se divide
el cuadrado con rectas inclinadas a 45º desde las esquinas para formar las áreas
de drenaje para cada tubería.
26
El barrio San Fernando no recibe aporte de aguas pluviales y sanitarias adicionales a las
que se originan en dicho barrio. Puesto que en su parte norte la topografía no permite
que el agua escurra a la calle Camilo Ponce sino que ésta escurre en un 90% a la parte
inferior de la propiedad de las señoritas Miño el cual no tiene contacto con el barrio en
sí. En el lado oeste lindera con la hacienda San Fernando, tampoco recibe aportaciones
pues el agua que se escurre por precipitaciones queda atrapada en su totalidad en el canal
de riego (canal de riego para la hacienda El Carmen y hacienda Las Herrerías) y como
en el lado oeste no se cuenta con alcantarillado es obvio que tampoco haya aporte de
caudal sanitario. Al lado sur lindera con la quebrada Millihuaycu y por ende no hay
aporte de ningún caudal (sanitario y pluvial). Al lado Este lindera con la ex plantación
de rosas “Love Roses”, La población de San Fernando se encuentra localizada en una
loma, el agua de las precipitaciones se escurrirá hacia la parte inferior y no repercutirían
para el diseño de la red de alcantarillado que se plantea.
A continuación se presenta un mapa de áreas aportantes del barrio San Fernando con sus
delimitaciones.
27
Figura 13. BARRIO SAN FERNANDO
Fuente: PLANO DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO
Figura 14. AREAS APORTANTES
Fuente: WILMER QUISHPE
28
3.6. HIDRÁULICA DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
3.6.1. INTRODUCCIÓN
El sistema de alcantarillado combinado transporta tanto aguas servidas como aguas
lluvias por lo que es necesario tener conocimiento acerca del compartimiento que van a
presentar los canales o tuberías que actúan de manera directa en el transporte de esta
agua desde un punto de partida que será el domicilio o edificación, hasta su disposición
final o si fuere el caso pasando por la planta de tratamiento.
En un diseño de alcantarillado se debe evitar que las tuberías trabajen a tubo lleno,
puesto que los sistemas se diseñan para que trabajen a gravedad y no a presión, aunque
en varios tramos o lugares es inevitable que la tubería trabaje a tubo lleno como es el
caso de sifones invertidos, o cuando la capacidad de desagüe de un conducto se ve
superado por la cantidad de caudal que ingresa al sistema.
Para realizar el diseño hidráulico de un sistema de alcantarillado es necesario tener bases
y conocimientos acerca de parámetros fundamentales en hidráulica de conductos y tomar
en cuenta los siguientes puntos:
El flujo es no uniforme.
Transporta gran cantidad de sólidos en suspensión. Por lo que es necesario tomar
en cuenta velocidades de circulación como la velocidad de arrastre.
Se debe diseñar la red para que la velocidad adquirida por las aguas sea la más
acorde a la tubería y de esta manera evitar la erosión y desgaste de la misma. En
este caso se chequeará la velocidad máxima.
29
Las tuberías de alcantarillado trabajan a gravedad y no a presión, esto quiere
decir que se tendrá un flujo a tubo parcialmente lleno.
3.6.2. VELOCIDAD MÁXIMA Y MÍNIMA
“Para el sistema de alcantarillado sea sanitario o pluvial, es de vital importancia tener en
cuenta las velocidades a las que van a trabajar las tuberías puesto que se debe diseñar la
tubería para una velocidad mínima, para que no se sedimenten los sólidos en suspensión,
estableciendo como velocidad mínima de 0.6 m/s.” (EMAAP-Q, 2009, pág. 40). En caso
de que no se pueda cumplir con ese tipo de velocidades, se debe incrementar la
pendiente en las tuberías.
Por otra parte la velocidad máxima la da el fabricante de las tuberías, ya que dependen
del tipo de material y procedimientos constructivos propios de cada tubería y
constructor.
MATERIAL
VEL.
MAXIMA
(m/s)
COEFICIENTE DE
RUGOSIDAD
HORMIGON SIMPLE:
CON UNIONES DE
MORTERO 4.0 0.013
CON UNIONES DE
NEOPRENO PARA NIVEL
FREATICO ALTO
3.5 - 4.0 0.013
ASBESTO CEMENTO 4.5 - 5.0 0.011
PVC 7.5 0.010
PLASTICO 5.0 0.011
Tabla 2. VELOCIDADES MAXIMAS Y COEFICIENTES DE RUGOSIDAD
Fuente: NORMAS PARA ESTUDIO Y DISEÑO... 1993. P.277. MANUAL TÉCNICO NOVAFORT, “TUBOSISTEMAS DE PVC PARA ALCANTARILLADO”
30
3.6.3. FLUJO A TUBO LLENO.
Para el alcantarillado se aplica la fórmula de Manning. Mismas que sirven para calcular
el caudal y la velocidad de las tuberías a tubo lleno.
𝑉 = 1
𝑛∗ 𝑅ℎ
2
3 ∗ 𝑆1
2⁄ Ecuación 1). Calculo de velocidad a tubo lleno
𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 Ecuación 2). Calculo de caudal a tubo lleno
Dónde:
V = velocidad (m/s)
n = coeficiente de rugosidad del material
Rh = radio hidráulico
S = pendiente del conducto (m/m)
Q = caudal a tubo lleno (m³/s)
A = área del tubo en sección transversal (m²)
3.6.4. FLUJO EN TUBERÍAS PARCIALMENTE LLENAS.
La gran mayoría de tuberías del sistema de alcantarillado trabajan a tubo parcialmente
lleno por lo que se hace necesario la utilización de relaciones hidráulicas que faciliten el
cálculo de la velocidad y caudal del flujo.
31
Figura 15. SECCION TRANSVERSAL DE UNA TUBERIA
Fuente: APUNTES DE CLASES DE ALCANTARILLADO
Las relaciones trigonométricas que se presentan a continuación se las encuentra
poniendo todos los elementos en función del Angulo α, y trabajando todo en radianes.
𝛼 = 2𝑎𝑟𝑐𝑜𝑠 (1 − (2 ∗ 𝑑
𝐷))
𝐴 =𝐷2
8∗ (𝛼 − 𝑠𝑒𝑛𝛼) Ecuación 3). Calculo de área a tubo parcialmente lleno.
𝑉 =𝑅ℎ
23⁄ ∗𝑆
12⁄
𝑛 Ecuación 4). Calculo de velocidad a tubo lleno.
𝑎 =𝐴
2𝜋∗ (𝛼 − 𝑠𝑒𝑛𝛼) Ecuación 5). Calculo de ángulo entre mitad del tubo y espejo de agua.
𝑟 = 𝑅 ∗ (1 −𝑠𝑒𝑛𝛼
𝛼) Ecuación 6). Calculo de radio hidráulico a tubo parcialmente lleno.
𝑣 = 𝑉 ∗𝑟
𝑅2
3⁄
23⁄ Ecuación 7). Calculo de velocidad a tubo parcialmente lleno.
𝑞 = 𝑄 ∗𝑎
𝐴∗ (
𝑟
𝑅2
3⁄
23⁄) Ecuación 8). Calculo de caudal a tubo parcialmente lleno.
Dónde:
V = velocidad a flujo lleno (m/s)
32
v = velocidad a flujo parcialmente lleno (m/s)
Q = caudal a flujo lleno (m³/s)
q = caudal a flujo parcialmente lleno (m³/s)
R = Rh = radio hidráulico a flujo lleno (m)
r = radio hidráulico a flujo parcialmente lleno (m)
A = área, sección a flujo lleno (m²)
a = área sección a flujo parcialmente lleno (m²)
3.6.5. LOCALIZACIÓN PENDIENTE Y DIÁMETROS MÍNIMOS.
3.6.5.1. Localización
Se tomará varias medidas de seguridad en cuanto a la localización de las redes de
alcantarillado, como son:
El sistema de alcantarillado debe pasar por debajo de las tuberías de agua potable
con el fin de evitar cualquier contaminación posible. Si la tubería de agua potable
y la de alcantarillado se cruzan hay que dejar bien una separación de 20
centímetros entre ellas siempre que sea posible.
Se dejará una altura libre mínima de 30 cm cuando la tubería de agua potable y
alcantarillado sean paralelas.
De ser posibles se colocará las tuberías de alcantarillado sanitario al lado opuesto
de la tubería de agua potable.
33
Las tuberías de la red de alcantarillado deberán ubicarse a profundidades lo
suficientemente bajas para que recojan las aguas servidas y aguas lluvias de las
casas con cotas más desfavorables.
Las tuberías de la red de alcantarillado si se encuentran expuestas a tráfico
vehicular deben ser colocadas a una profundidad mínima de 1.20 metros de alto
sobre la clave del tubo.
3.6.5.2. Pendiente
Las tuberías de la red de alcantarillado deben en lo posible seguir la topografía del
terreno, las pendientes máximas o mínimas estarán determinada por las pendientes que
cumplan con las velocidades máximas y mínimas respectivamente. La pendiente
recomendada para una red de alcantarillado con tubería de diámetros mayores a 250mm
es del 3‰ y la pendiente máxima es recomendable que sea menor al 10‰.
3.6.5.3. Diámetro mínimo
El diámetro mínimo que se debe utilizar para un sistema de alcantarillado combinado es
de 250 mm.
3.6.6. POZO DE REVISIÓN
“Los pozos de revisión se colocan al inicio de los tramos, también en cada cambio de
dirección, de pendiente o de sección de la tubería, la distancia máxima entre pozos es de
100 metros” (EMAAP-Q, 2009, pág. 45)
Se construirá pozos intermedios si se diera el caso en los puntos de intersección de las
vías, así como también deberán ir pozos intermedios en tramos de fuertes pendientes o
Dónde la topografía sea exigente.
34
Figura 16. POZO DE REVISION, VISTA EN CORTE
Fuente: WILMER QUISHPE
DIAMETRO DISTANCIA
(mm) (M)
<350 100
400 A 800 150
>800 200 Tabla 3. DISTANCIA ENTRE LOS POZOS DE REVISION EN FUNCIÓN DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA
Fuente: NOTAS TOMADAS EN CLASE DE ALCANTARILLADO
35
Las alturas máximas en pozos de salto se procura que no excedan los 40 cm, y para
caídas superiores a 70 cm se construirá estructuras de pozos especiales, con o sin
colchón de agua.
3.6.7. CAJAS DE REVISIÓN
Para realizar las conexiones domiciliarias hacia la red de alcantarillado es necesario
construir una estructura que recoja las aguas servidas y lluvias de cada predio
denominada caja de revisión la misma que posibilita la acción de limpieza de la
conexión domiciliaria,
“Las dimensiones mínimas para una caja de revisión son de 0.60m x 0.60m” (EMAAP-
Q, 2009, pág. 47), y de profundidad variable, pues se acogerá a la topografía del sitio
Dónde va a ser implantada.
3.6.8. CONEXIONES DOMICILIARIAS.
“Las conexiones domiciliarias tiene como fin transportar el agua servida o lluvia desde
la vivienda hacia la red de alcantarillado, la misma que debe tener un diámetro mínimo
de 150 mm para el caso de un sistema de alcantarillado combinado, la tubería a colocar
debe tener una pendiente mínima del 2% y máxima del 11% además el empalme desde
la conexión hacia la red de alcantarillado principal se lo debe hacer a 45º.” (EMAAP-Q,
2009, pág. 48)
3.6.9. SUMIDEROS
Las dimensiones para los sumideros se definen según su distanciamiento, tipo de
pavimento, ancho de las fajas de aporte y la pendiente longitudinal. Los sumideros están
compuestos de sifones y pueden ser los siguientes:
Transversales
36
De calzada
De bordillo
Una combinación de todos los anteriores.
“Como criterio general se recomienda un sumidero estándar de 30 x 45 cm cada 80
metros de longitud de calle o uno en cada esquina del cruce de calles. En calles Dónde la
longitud es mayor a la indicada o con pendientes muy pronunciadas es conveniente
colocar más sumideros.” (EMAAP-Q, 2009, págs. 105-108)
“En los lugares Dónde se acumulen las aguas lluvias superficiales se colocaran
sumideros de bordillo directo, con una longitud máxima paralela a la vía de 1.50 m.”
(IEOS, 1992)
3.6.10. CUNETAS
Las cunetas son conductos hidráulicos abiertos que sirven para conducir y evacuar el
agua, las cunetas que se plantea colocar en las calles (pasaje 1, 2), serán la solución para
el desalojo de aguas lluvias de las calzadas, el agua que se escurre a los extremos de la
calzada son enviadas hasta las cunetas, mismas que deben ser conducidas hasta la
desembocadura en la quebrada Millihuaycu, de esta manera el agua de las
precipitaciones que se presenten, incluido los sólidos acarreados, no ingresarán al
sistema de alcantarillado combinado.
Otra solución que se puede plantear a la escorrentía de las calles del proyecto es colocar
rejillas a los costados de las cunetas mas no al fondo de las mismas, a una altura de 5 cm
por encima del vértice de la cuneta, de esta manera el agua que circule por la cuneta y
que supere los 5 cm ingrese a la red de alcantarillado combinado, quedando fuera los
37
desperdicios de basuras, sólidos en suspensión que el agua acarrea al momento de las
lluvias.
De esta manera estamos garantizando que el sistema trabaje de manera óptima hasta que
cumpla su vida útil.
3.7. ANÁLISIS DE CAUDALES
3.7.1. DEMANDA Y CONSUMO DE AGUA
La demanda y consumo de agua juega un papel importante pues mediante esto
determinaremos la cantidad de agua que necesita una persona para satisfacer sus
necesidades. Las mismas que están condicionadas por factores como:
El nivel de costumbres
Nivel socioeconómico.
El clima.
Y de acuerdo a esto tenemos los diferentes tipos de consumo entre los más comunes, el
consumo de zonas industriales, residenciales, e instalaciones públicas y de recreación.
El propósito que sigue este análisis de demanda y consumo de agua es para determinar
de manera óptima y real la cantidad de agua residual que va aportar la comunidad.
3.7.2. DOTACION DE AGUA POTABLE
Es la cantidad de agua que se le asigna a una persona o población para satisfacer sus
necesidades, esta es expresada en términos de litro por habitante por día.
38
Según lo publica la EPMAPS (2015). En su página web. “El consumo de agua por
habitante día en la ciudad de Quito es de 200 litros por habitante día, mientras que en
verano llega a un promedio de 220 litros diarios per cápita.”
El barrio San Fernando cuenta en su totalidad, con un sistema de agua potable, el mismo
que suministro la EPMAPS mediante el proyecto Tesalia.
Por el nivel de costumbres, el clima y el sector rural. La dotación de agua es menor a la
que se tiene en Quito. Por ende se realizó una encuesta a los moradores, con el fin de
saber cuál es la cantidad de agua que estos consumen a diario. A continuación se
presenta una tabla de datos arrojados, de una vivienda media del barrio San Fernando.
CONSUMO DOTACIÓN
(l/h/d)
Aseo personal 45
Descarga Sanitarios 50
lavado de ropa 35
cocina 25
lavado de piso 5
riego de jardines 15
CONSUMO TOTAL 175 Tabla 4. DOTACION DE AGUA DE UNA VIVIENDA MEDIA
Fuente: WILMER QUISHPE
Debido a que es una vivienda media la que se utilizó para determinar la dotación de
agua, se tomará un factor de mayoración de 15%, para cubrir otros tipos de consumo
adicionales como es el caso, fugas de agua y desperdicios
39
𝑑𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 = 200 (
𝐿ℎ𝑎𝑏𝑑𝑖𝑎
)
3.7.3. POBLACIÓN.
La población del barrio San Fernando se determinará por modelos estadísticos para el
cálculo de la población futura.
MÉTODO GEOMÉTRICO.
Primero determinamos la tasa de crecimiento del barrio por lo tanto tendremos:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑜(1 + 𝑟)(𝑡𝑓−𝑡0) Ecuación 9). Calculo de población futura
Dónde:
Pf = población futura
Po = población inicial
tf = año final del periodo de diseño
to = año inicial del periodo de diseño
r = tasa anual de crecimiento geométrico para el barrio San Fernando
De la ecuación (1) despejamos r, y nos queda lo siguiente.
𝑟 = (𝑝𝑓
𝑝𝑜)
1(𝑡𝑓−𝑡0)⁄
− 1 Ecuación 10). Calculo de rata de crecimiento
40
Pf = 192 habitantes
Po = 98 habitantes
tf = 2010
t0 = 2001
𝑟 = (192
98)
19⁄
− 1
𝑟 = 0.07
Por lo tanto la tasa de crecimiento será del 7.0 %. (Calculada), mientras que como dato
el INEC da una tasa de crecimiento para la parroquia de Amaguaña de (3.08%)
Aplicando la ecuación (9) se determinara la población futura para el año 2040
Pf = Po(1 + r)(tf−t0)
𝑃𝑓 = 192 ∗ (1 + 0.0308)30
𝑃𝑓 = 477 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
3.7.4. CAUDAL DE AGUAS SERVIDAS
El agua residual proveniente de domicilios están compuestas por materia orgánica,
desechos orgánicos, residuos sólidos, y otro tipos de elementos como residuos de
comida, de jabones y telas, la cañerías y tuberías que llevan las aguas servidas contienen
microorganismos que se nutren y descomponen la materia orgánica produciendo mal
olor y en muchos de los casos focos de infección por ello se aísla en redes de tuberías
enterradas.
41
3.7.4.1.Caudal medio de aguas servidas
De acuerdo a los parámetros de la EPMAPS el caudal medio de aguas residuales será
igual al 70% de la dotación de agua potable.
𝑄𝑚𝑒𝑑 = 0.7 ∗ 200 Ecuación 11). Calculo de caudal medio
𝑄𝑚𝑒𝑑 = 140 (𝑙/𝑠)
3.7.4.2.Coeficiente de simultaneidad o mayoración (M)
Para este caso vamos a utilizar la expresión recomendada por la EPMAPS que es la
siguiente:
𝑀 =2.228
𝑄𝑚𝑒𝑑0.073325 Ecuación 12). Factor de mayoración
Dónde:
Qmed = caudal medio
M = coeficiente de mayoración o simultaneidad
RANGO PARA (M) 1.5 ≤ 𝑀 ≤ 4
3.7.4.3.Contribución de aguas residuales
“El volumen de aguas residuales aportadas a un sistema de recolección y evacuación
está integrado por las aguas residuales domésticas, industriales, comerciales e
institucionales. Su estimación debe basarse, en lo posible, en información histórica de
consumos, mediciones periódicas y evaluaciones regulares. Para su estimación deben
tenerse en cuenta las siguientes consideraciones.” (EMAAP-Q, 2009)
42
3.7.4.4.Caudal doméstico (Qd)
El caudal domestico está dado por la siguiente expresión.
𝑄𝑑 =𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎∗𝐷∗𝐴𝑟𝑑∗𝑅
86400 Ecuación 13). Calculo de caudal domestico
𝑄𝑑 =𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 ∗ 𝑃 ∗ 𝑅
86400
Siendo:
Dneta= dotación neta (L/ha-día)
Ard = área residencia bruta de drenaje sanitario (hectáreas)
D = densidad de la población futura (habitantes/hectárea)
R = coeficiente de retorno
P = población (habitantes)
COEFICIENTES DE RETORNO DE AGUAS SERVIDAS
DOMESTICAS
NIVEL DE
CONPLEJIDAD DEL
SISTEMA
COEFICIENTE DE RETORNO
BAJO Y MEDIO 0.70 - 0.80
MEDIOALTO Y ALTO 0.80 - 0.85
Tabla 5. COEFICIENTE DE RETORNO DE AGUAS DOMESTICAS.
Fuente: NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE ALCANTARILLADO – EPMAPS
43
3.7.4.5.Caudal Industrial (QI)
“El consumo de agua industrial varía de acuerdo con el tipo y tamaño de la industria, y
los aportes de aguas residuales varían con el grado de recirculación de aguas y los
procesos de tratamiento. En consecuencia, los aportes de aguas residuales industriales QI
deben ser determinados para cada caso en particular, con base en información de censos,
encuestas y consumos industriales y estimativos de ampliaciones y consumos futuros.
Para cualquier nivel de complejidad del sistema, es necesario elaborar análisis
específicos de aportes industriales de aguas residuales, en particular para zonas
netamente industriales e industrias medianas y grandes, ubicadas en zonas residenciales
y comerciales.” (EMAAP-Q, 2009, págs. 30-31)
Un dato muy importante a tomar en cuenta es que Dónde se está realizando el proyecto
no es una zona industrial por lo tanto el caudal industrial (QI) va ser igual a 0.
3.7.4.6. Caudal comercial (Qcom)
“Para zonas netamente comerciales, el caudal de aguas residuales debe estar justificado
con un estudio detallado, basado en consumos diarios por persona, densidades de
población en estas áreas y coeficientes de retorno mayores que los de consumo
doméstico.
Para zonas mixtas comerciales y residenciales pueden ponderarse los caudales medios
con base en la concentración comercial relativa a la residencial, utilizando como base
los valores de la Tabla Nº 3 (EMAAP-Q, 2009, pág. 31)
44
CONTRIBUCION COMERCIAL
NIVEL DE
CONPLEJIDAD DEL
SISTEMA
CONTRIBUCION COMERCIAL
(L/s-ha-com)
CUALQUIERA 0.70 - 0.80
Tabla 6. COEFICIENTE DE RETORNO DE AGUAS DOMESTICAS.
Fuente: NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE ALCANTARILLADO – EPMAPS
3.7.4.7. Caudal de aguas de infiltración (Qinf)
Las aguas por infiltración están presentes en las redes de alcantarillado ya sea por
factores como:
Nivel freático
Mal manejo de materiales al momento de la construcción del sistema de
alcantarillado
Tipo de suelo
Encontrarse las tuberías sumergidas en agua durante su vida útil.
Según la normativa de la EPMAPS tomamos la siguiente expresión para el cálculo de
aguas por infiltración.
𝑄𝑖𝑛𝑓 = 0.1 ∗ 𝐴 Ecuación 14). Calculo de caudal de infiltración.
Dónde
Qinf = caudal de infiltración (L/seg)
A = área total del proyecto (hectáreas)
45
El Barrio San Fernando cuenta con canales de agua para regadío de las haciendas El
Carmen y Herrerías, las mismas que atraviesan por la calle principal a canal abierto y
sin recubrimiento por ende los caudales por infiltración serían más grandes, para lo cual
se utilizaran la expresión propuesta por el EX-IEOS que dice que para áreas de
proyectos menores a 40 hectáreas el valor de las aguas por infiltración es:
𝑄𝑖𝑛𝑓 = 14 (m³/Ha/día).
Utilizando la ecuación planteada por el EX-IEOS se verán valores de Qinf mayores a los
que se presentan con la ecuación planteada por la EPMAPS
3.7.4.8. Caudal de conexiones erradas. (QCE)
Son aportes de agua lluvias en el sistema de alcantarillado sanitario, las mismas que
provienen de malas conexiones de bajantes, o encausamiento de aguas lluvias de los
patios hacia las cajas de revisión y posterior entrega a la red de alcantarillado.
En caso particular por ser un diseño de un sistema de alcantarillado combinado no se
considera al caudal de conexiones herradas. Pues toda el agua que se produzca en el área
en estudio ira a la red de alcantarillado combinado.
3.7.5. CAUDAL MEDIO DIARIO (Qmd)
El caudal medio diario será la suma de los aportes domiciliarios, industriales,
institucionales y comerciales
𝑄𝑚𝑑 = 𝑄𝑑 + 𝑄𝑖 + 𝑄𝑖𝑛 + 𝑄𝑐 Ecuación 15). Calculo de caudal medio diario.
46
3.8.CAUDAL PLUVIAL.
Para determinar el caudal pluvial de diseño se citará el contenido del código ecuatoriano
de la construcción “para el cálculo de los caudales del escurrimiento superficial directo,
se podrá utilizar tres enfoques básicos: el método racional; el método del hidrograma
unitario sintético y el análisis estadístico, basados en datos observados de escurrimiento
superficial” (CPE INEN 005-9-1, p.187)
El método racional se utilizará para la estimación del escurrimiento superficial en cuencas
tributarias con una superficie inferior a 100 ha. (CPE INEN 005-9-1, p.187)
𝑄𝑝 =𝐶∗𝐼∗𝐴
0,36 Ecuación 16). Calculo del caudal pluvial
Dónde:
Qp = Caudal pluvial (L/seg)
C = coeficiente de escurrimiento
I = intensidad de lluvia en (mm/h)
A= área de drenaje en (hectáreas)
3.8.1. Coeficiente de escurrimiento
El coeficiente de escurrimiento tiene una similitud con el coeficiente de retorno en el
alcantarillado sanitario. Pues no toda el agua lluvia que se precipita llega al sistema de
alcantarillado, parte de esta se pierde en el camino, se evaporan por fuertes temperaturas
o en muchos de los casos tambien se pierden por interseccion vegetal, otro factor es que
se pueden perder por infiLaciones en cunetas zanjas o depresiones (quebradas), por
todos estos preámbulos antes citados es que se le conece al coeficiente de escurrimiento
tambien con el nombre de coeficiente de impermeabilidad.
47
“Se entiende por coeficiente de escurrimiento a la relación entre la lámina de agua
precipitada sobre la superficie y la lámina de agua que escurre superficialmente (ambas
expresadas en mm)”. (INEN, 1992, pág. 189). Para el barrio San Fernando se toma el
valor de C (coeficiente de escurrimiento) igual a 0.30, según las normas de diseño para
sistema de alcanatarillado EPMAPS-Q, se suguiere un valor de 0.30 para zonas rurales y
con superficie pedregosa.
COEFICIENTES DE ESCORRENTIA RURAL
VEGATACION Y TOPOGRAFIA
TEXTURA DEL SUELO
LIMO ARENOSO ABIERTO
ARCILLA Y LIMO
ARCILLA ABIERTA
BOSQUE
PLANO PEND 0-5% 0.1 0.3 0.4
ONDULADO PEND. 5-10% 0.25 0.35 0.5
MONTAÑOSO PEND. 10-30% 0.3 0.5 0.6
PSTURA
PLANO 0.1 0.3 0.4
ONDULADO 0.16 0.36 0.55
MONTAÑOSO 0.22 0.42 0.6
CULTIVOS
PLANO 0.3 0.5 0.6
ONDULADO 0.4 0.6 0.7
MONTAÑOSO 0.52 0.72 0.82
Tabla 7. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA RURAL
Elaboró: NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE ALCANTARILLADO – EPMAPS, pág.80
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA PARA UN AREA URBANA
Descripción del área Coeficiente de escorrentía
Negocios
Centro 0.70 a 0.95
Barrios 0.50 a 0.75
Residencial
Unifamiliar 0.30 a 0.60
Multi-unidades contiguas 0.40 a 0.75
Departamentos 0.60 0 0.85
48
Industrias
Livianas 0.50 a 0.80
Tabla 8. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA PARA UN AREA URBANA
Elaboró: NORMAS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE ALCANTARILLADO – EPMAPS, pág.80
3.8.2. Intensidad de lluvia
Se determina como intensidad de lluvia a la precipitacion de agua medida en
milímetros de agua, o litros por unidad de superficie.
Es la cantidad de agua que se acumula en una superficie plana durante el tiempo que
dure la precipitación.
“Para la aplicación del método racional y del hidrograma unitario sintético, es necesario
disponer de las curvas, intensidad, duración y frecuencia. Estas relaciones serán
deducidas de observaciones de los registros de lluvia en el área de estudio, durante un
período lo suficientemente grande para poder aceptar las frecuencias como
probabilidades”. (INEN, 1992, pág. 187)
49
Figura 17. ESTACIONES METEOROLOGICAS
Elaboró: INAMHI
El lugar dónde se va a llevar a cabo el estudio de intensidad de lluvias. Está ubicado en
la zona M003, la misma que corresponde a la estación IZOBAMBA ubicada en las
coordenadas geográficas: Latitud 00º22´00´´S y Longitud 78º33´00´´ W, al sur del
Cantón Quito. Siendo su fórmula de intensidad la siguiente:
𝐼 = (74,7140 ∗ 𝑇0.0888 ∗ (𝑙𝑛(𝑡 + 3))3.8202(𝑙𝑛𝑇)0.1892)/𝑡1.6079
Ecuación 17). Calculo de intensidad de lluvia
Elaboró: EMAAP-Q, NORMAS PARA DISEÑO DE ALCANTARILLADO
Dónde:
ITR = Intensidad de lluvia (mm/h)
50
t = tiempo de concentración en (mm/h)
TR = periodo de retorno en (años)
Para calcular la intensidad de lluvia diaria se utilizaron las gráficas de izolíneas de
intensidad de precipitación realizadas por la EMAAP-Q en su texto normas para diseño
de alcantarillado.
En caso particular para el Barrio San Fernando de Amaguaña se utiliza un periodo de
retorno de 10 años, lo antes descrito tiene justificación más adelante.
3.8.3. Periodo de retorno (T)
Para el periodo de retorno la EPMAPS recomienda los siguientes valores:
PERIODOS DE RETORNO PARA DIFERENTES OCUPACIONES DE AREA
Tipo de obra Tipo de ocupación del área de influencia de la obra T (años)
Micro drenaje Residencial 5
Micro drenaje Comercial 5
Micro drenaje Área con edificios de servicio publico 5
Micro drenaje Aeropuertos 10
Micro drenaje Áreas comerciales y vías de transito intenso 10 a 25
Micro drenaje Áreas comerciales y residenciales 25
Micro drenaje Áreas de importancia especifica 50 a 100 Tabla 9. PERIODOS DE RETORNO PARA DIFERENTES OCUPACIONES DE AREA
Elaboró: Norma de Diseño de sistema de alcantarillado, EPMAPS 2009.
Para el barrio San Fernando de Amaguaña el periodo de retorno será igual a T = 25 años,
valor tomado de la tabla N°9. Pues según lo indica la EPMAPS para un área residencial
el periodo de retorno será igual a 25 años.
51
3.8.4. Tiempo de concentración
En términos generales es el tiempo que se demora en llegar la gota de agua al colector o
red de alcantarillado
𝑡𝑐 = 𝑡𝑖 + 𝑡𝑓 Ecuación 18). Calculo de tiempo de concentración.
Dónde:
ti = tiempo inicial o de entrada al sistema de alcantarillado.
tf = tiempo de flujo a lo largo de los conductos del sistema de alcantarillado.
tc = tiempo de concentración el mínimo que establece la norma de la EPMAPS es de 12
minutos o se lo calcula también con la formula siguiente:
𝑡𝑐 =0.0195∗𝐿1,155
𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙0,385 Ecuación 19). Calculo de tiempo de concentración. (kirpich1940)
𝑡𝑓 = 𝐿
60∗𝑉 Ecuación 20). Calculo de tiempo de viaje en la tubería.
𝑡𝑖 = 12 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 Ecuación 21). Tiempo inicial o de entrada al sistema de alcantarillado
Dónde:
tf = tiempo de viaje en la tubería (min)
L = longitud de la tubería (m)
V = velocidad en la tubería (m/s)
El tiempo de concentración mínima en zonas urbanas, para tramos iniciales de
alcantarillado se adopta 5 minutos. Mientras que para zonas rurales es de 12 minutos, en
caso particular del proyecto es de 12 minutos.
52
3.9. CAUDAL DE DISEÑO
Por tratarse de un sistema de alcantarillado combinado el caudal de diseño que se tiene
será igual a la suma del caudal de aguas servidas más el caudal de aguas lluvias, más
caudal de aguas por infiltración, no se considera los caudales industriales puesto que la
zona en estudio carece de zona industrial.
3.10. CALCULO DE LA RED
Se realiza un cálculo de la red de alcantarillado combinado con ayuda de una hoja de
Excel donde se programa cada una de las celdas para que nos arroje los resultados de
caudal de alcantarillado combinado.
DATOS GENERALES
Datos:
Coef. Retorno (R) = 0.80 Adimensional
Dotación Neta (dNETA)= 220 l/hab/día
Q Doméstico = 154.00 l/s*Ha
Q Industrial = 0.00 l/s*Ha
Q Institucional = 0.00 l/s*Ha
Q Comercial = 0.40 l/s*Ha
Q Conexiones Erradas = 0.50 l/s*Ha
Q Infiltración = 0.10 l/s*Ha
Población de Diseño = 192 Hab
Densidad adoptada = 41 hab/ha
Área Final Proyecto = 4.68 Ha
Población futura = 477 hab
Tabla 10: DATOS GENERALES PARA EL CÁLCULO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
Elaboró: QUISHPE WILMER
53
FORMULAS UTILIZADAS PARA EL CÁLCULO DEL CAUDAL SANITARIO
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑁𝑒𝑡𝑎 =𝑃𝑓
𝐴 Ecuación 21). Calculo de densidad neta
𝑃𝑜𝑏 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 Ecuación 22. Calculo de población.
𝑄𝑑𝑜𝑚𝑒𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 =𝐶𝑟𝑒𝑡∗𝐷𝑛𝑒𝑡
86400 Ecuación 23). Calculo de caudal doméstico.
𝐾 =2.228
(𝑄𝑚𝑎𝑥ℎ)0.073325 Ecuación 24). Factor de ampliación.
𝑄𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 =𝑅∗𝐷𝑛𝑒𝑡∗𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑
86400 Ecuación 25). Calculo de caudal comercial.
𝑄𝑚á𝑥𝐻 = 𝛴𝑄 Ecuación 26). Calculo de caudal máximo horario.
Dónde:
Dnet= dotación neta (L/ha-día)
Ard = área residencia bruta de drenaje sanitario (hectáreas)
D = densidad de la población futura (habitantes/hectárea)
R = coeficiente de retorno
K = factor de ampliación.
Pf = población futura (habitantes)
QmáxH = Caudal máximo horario (L/seg)
C = coeficiente de escurrimiento.
54
Figura 18: PLANO DEL BARRIO SAN FERNANDO
Elaboró: WILMER QUISHPE
CAUDAL COMBINADO (SANITARIO + PLUVIAL)
DATOS GENERALES
Coeficiente de escurrimiento (C): 0.60
Ecuación utilizada de la curva IDF: Izobamba
Periodo de retorno (T): 25 años
Coeficiente de rugosidad (n): 0.011
Tuberías de PVC/PEAD/PRFV
55
Tiempo de concentración tramo inicial (tc): 12
Tabla 11: DATOS GENERALES PARA EL CÁLCULO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO
Elaboró: Quishpe Wilmer
FORMULAS UTILIZADAS PARA EL CÁLCULO DEL CAUDAL COMBINADO
Para determinar el caudal pluvial utilizaremos las siguientes expresiones:
𝐼 =74,7140∗𝑇0.0888
𝑡1.6079(𝑙𝑛(𝑡 + 3))3.8202(𝑙𝑛𝑇)0.1892 Ecuación 27). Calculo de intensidad de
lluvia
𝑄𝑝 =𝐶∗𝐼∗𝐴
0,36 Ecuación 28). Calculo del caudal pluvial.
Dónde:
T = periodo de retorno
t = tiempo de concentración (min)
Qp = Caudal pluvial (L/seg)
C = coeficiente de escurrimiento
I = intensidad de lluvia en (mm/h), esta fórmula viene del literal 3.8.2.
A= área de drenaje en (hectáreas)
DIAMETROS DE TUBERIAS
Para el cálculo de los diferentes diámetros de la tubería a utilizar aplicaremos la
siguiente formula:
𝐷 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 = 1.548 ∗ ((
𝑛∗𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
1000)
𝑆1
2⁄)
38⁄ Ecuación 29). Calculo de diámetro teórico
56
Dónde:
Dteórico = diámetro teórico
n= coeficiente de rugosidad
Qdiseño= Caudal de diseño (caudal sanitario + caudal pluvial)
S = gradiente.
VELOCIDADES EN TUBERIAS
𝑉 =𝑅ℎ
23⁄ ∗ 𝑆
12⁄
𝑛
Donde:
V = velocidad del flujo
Rh = radio hidráulico
S = gradiente
n = coeficiente de rugosidad
57
Tabla 12: CÁLCULO DE LA RED DE ALCANTARILLADO COMBINADO
Elaboró: 1. PROPIA HOJA DE EXCEL
58
3.11. CÁLCULOS MEDIANTE EPA SWMM
El modelador hidrodinámico SWMM, es un programa que permite evaluar sistemas de
alcantarillados, sean sanitarios, combinados o pluviales, de esta manera ayuda a verificar
los cálculos que se realizan en forma manual, sea para el cálculo de caudales,
velocidades, u otros que necesitemos, de manera fácil rápida y precisa.
Aquí compararemos los resultados obtenidos mediante el modelador de sistemas de
alcantarillados EPA SWMM con los resultados de la hoja de Excel.
3.11.1. Ingreso de datos en el EPA SWMM
Para poder modelar el sistema planteado, abrimos el programa SWMM, visualizamos
que en su parte derecha se presenta una interface gráfica o área de trabajo que es donde
se va a graficar la red a modelar, y en la parte izquierda se encuentran todas las opciones
de simulación. Entonces como primer punto es configurar los valores por defecto. (fig.
19)
Figura 19. VALORES POR DEFECTO (IDENTIFICATIVOS)
59
Elaboró: Wilmer Quishpe
Valores por defecto (Identificativos). En la pestaña de identificativos asignamos un
prefijo a los objetos, con el fin de facilitar su lectura cuando aparezcan en el modelo. Así
tenemos:
Lluvias = LLUVIA
Cuencas = C
Conexiones = N
Vertidos = D
Conductos = L
Reguladores = REG
Figura 20. VALORES POR DEFECTO (SUBCUENCAS)
Elaboró: Wilmer Quishpe
60
Valores por defecto (Subcuenca). De la figura N°20, en los valores predeterminados de
la subcuenca asignaremos los siguientes valores:
Área. El área asignada a los valores por defecto será de 0.8 ha. Puesto que la mayoría de
áreas aportantes en el presente proyecto tienen un valor de 0.8 ha.
Ancho. El ancho asignado será de 50m, pues en promedio es el ancho de la subcuenca
entre pozos.
Pendiente. La pendiente asignada es de 3%, pues luego de trazar las curvas de nivel se
puede evidenciar que el terreno en cuestión tiene un relieve de colina e irregular
Área impermeable. Con la ayuda del levantamiento topográfico se procederá a tener
una cuantía de las cubiertas de las casa así como de los patio o cualquier otro tipo de
impermeabilidad en el proyecto. Por ende un valor promedio para el área impermeable
se consideró igual a 15% del área total.
Coeficiente n (impermeable). Es el coeficiente de Manning asignado a la subcuenca de
acuerdo al tipo de suelo o recubrimiento en nuestro caso por ser impermeable se va a
adoptar un valor de 0.011, este valor esta tomado de la tabla número N°12 coeficientes
de Manning.
Coeficiente n (permeable). Es el coeficiente de Manning asignada a la subcuenca de
acuerdo al tipo de suelo o recubrimiento en nuestro caso va a ser igual a 0.025, tomado
de la tabla N° 12 coeficientes de Manning.
Almacenamiento en depresión del área impermeable. Va a ser el agua acumulada en
una superficie impermeable donde la depresión no permita su escurrimiento medida en
61
milímetros en nuestro caso va a tomar un valor muy pequeño, pues no se presentan
estancamientos pero si colocamos cero como dato el programa podría adoptar un valor
erróneo, por ende el valor que asumiremos será igual a 0.01mm
Almacenamiento en depresión del área permeable. Va a ser el agua acumulada en
una superficie permeable donde la depresión no permita su rápido escurrimiento,
medida en milímetros. En nuestro caso va a tomar un valor muy pequeño, pues no se
presentan estancamientos, pero si colocamos cero como dato el programa podría adoptar
un valor erróneo, por ende el valor que asumiremos será igual a 0.01mm
Porcentaje del área impermeable que no presenta almacenamiento en depresión.
Viene a ser el valor de almacenamiento de agua en al área impermeable por su
dificultosa escorrentía, en nuestro caso el valor de almacenamiento será del 20% del
valor que asume en la casilla de almacenamiento en depresión del área impermeable. Es
decir el 20% de 10mm.
Modelo de infiltración.
Infiltración.- La infiltración es la penetración del agua desde la superficie del terreno
hacia el interior de un suelo, son varios los factores que intervienen en la infiltración así
se tiene la porosidad, la conductividad hidráulica, y el contenido de humedad presente en
el mismo,
Número de curva.- se utilizara el modelo del número de curva, que fue propuesto por el
Soil Conservation Service (S.C.S), para poder aplicar este método tenemos que
considerar lo siguiente:
62
1.-la complejidad del suelo hidrológico, es decir su cobertura vegetal.
2.- la precipitación, misma que dependerá de un periodo de tiempo indicado.
3.- la humedad. Se refiere a la humedad antecedente del sitio,
Con todas estas variables se podrá fijar un número de curva (CN), mismos que estarán
en un rango que va de 0 a 100, siendo 0 un número de curva bajo donde la infiltración
es alta, la escorrentía superficial es baja y casi no existe erosión. Se puede decir que el
suelo es muy permeable, mientras que para un suelo con número de curva 100 es un
suelo donde la infiltración es baja y tiene alta escorrentía superficial, también se podría
hablar de suelos impermeables.
Para conocer el valor del número de curva nos ayudamos de una tabla tabulada por el
(Soil Conservation Service) en base al tipo de suelo y al uso que se le dará a la tierra.
TIPOS DE SUELO Y USO DE LA TIERRA
GRUPO A Arena profunda, suelos profundis depositados por el viento, limos agregados
GRUPO B suelos poco profundos depositados por el viento, margas arenosas
GRUPO C margas arcillosas, margas arenosas poco profundas, suelo con bajo contenido orgánico, y suelos con alto contenido de arcillas
GRUPO D Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos.
Tabla 13. TIPOS DE SUELO Y USO DE LA TIERRA
Elaboró: Chow et al. 1994. Hidrología aplicada. McGraw Hill. Bogotá, Colombia
De la tabla N°13 identificamos a que grupo se suelo pertenece el sitio en estudios, en
este caso el barrio San Fernando de Amaguaña presenta un suelo del tipo GRUPO B y C
63
Con este indicador nos dirigimos a la tabla N°14 para poder determinar el valor del
número de curva (CN).
Numero de curva de escorrentía para usos selectos de tierra agrícola, suburbana y urbana
Descripción de la tierra Grupo hidrológico del
suelo
A B C D
Tierra cultivada:
sin tratamientos de conservación 72 81 88 91
con tratamientos de conservación 62 71 78 81
Pastizales:
condiciones pobres 68 79 86 89
condiciones optimas 39 61 74 80
Vegas de ríos Condiciones optimas 30 58 71 78
Bosques: tronco delgado, cubierta pobre sin hierba 45 66 77 83
cubierta buena 25 55 70 77
Áreas abiertas: césped, parques, campos de golf, cementerios cubiertas de pasto en el 75% o mas 39 61 74 80
Condiciones aceptables: cubierta de pasto de 50 a 75% 49 69 79 84
Áreas comerciales de negocios (85% impermeables) 89 92 94 95
Distritos industriales (72%impermeables) 81 88 91 93
Residencial
Tamaño promedio del lote %promedio impermeable
1/8 de acre o menos 65 77 85 90 92
1/4 de acre 38 61 75 83 87
1/3 de acre 30 57 72 81 86
1/2 de acre 25 54 70 80 85
1 acre 20 51 68 68 84
Parqueaderos, pavimentados, techos, accesos 98 98 98 98
Calles y carreteras:
pavimentados de cuneta 98 98 98 98
grava 76 85 89 91
tierra 72 82 87 89 Tabla 14. NUMERO DE CURVA DE ESCORRENTIA PARA USOS SELECTOS DE TIERRA AGRICOLA, SUBURBANA Y URBANA
Elaboró: Chow et al. 1994. Hidrología aplicada. McGraw Hill. Bogotá, Colombia
64
Ponderación de CN
Para poder tener un ponderado del Número de Curva necesitaremos identificar las áreas
y el tipo de uso que se dé a la misma. De esta manera tenemos los siguientes datos:
1.- el barrio San Fernando presenta dos tipos de suelo en este caso serían los suelos de
los grupos B y C que se denotan en la tabla N°13.
2.- El barrio en estudio presenta un uso de tierra de 40% de pastizales en condiciones
pobres, 40% de área residencial (en un 65% impermeable), calles de grava en un 10% y
calles de tierra en un 10%, todos estos porcentajes están en función del 100% del barrio
San Fernando.
PONDERACION DE CN
uso de tierra
grupo hidrologico del suelo
B C
% CN Producto % CN Producto
pastizales:condiciones pobres 20 79 1580 20 86 1720
Residencial (65%impermeable) 20 85 1700 20 90 1800
Calles de grava 5 85 425 5 89 445
Calles de Tierra 5 82 410 5 87 435
4115
4400 Tabla 15. PONDERACION DE CN (NUMERO DE CURVA) PARA EL BARRIO SAN FERNANDO DE AMAGUAÑA
Elaboró: Wilmer Quishpe
𝐶𝑁 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 =𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝐵+𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝐶
100 Ecuación 30). Ecuación de número de curva ponderado
𝐶𝑁 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 =4115 + 4400
100
CN ponderado = 85.15
65
Conductividad hidráulica (k)
Se puede decir que la conductividad hidráulica es la facilidad con la que el agua pasa a
través del suelo, medida en (mm/h). La conductividad hidráulica dependerá de:
De la textura, un suelo arenoso tiene mayor facilidad que el agua circule a través
de él mientras que en el arcilloso esto se va a tornar dificultoso.
De la estructura, los suelos agregados tendrán una conductividad hidráulica
mayor que los inestables.
Del contenido de humedad. Un suelo saturado tendrá una conductividad
hidráulica mayor que un suelo seco o parcialmente seco.
CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Y POROSIDAD PARA MEDIOS POROSOS NO CONSOLIDADOS
MATERIAL
CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA POROSIDAD
k(cm/s) η(%)
GRAVA 10ˉ¹ - 10² 25 - 40
ARENA 10ˉ⁵ - 1 25 - 50
LIMO 10ˉ⁷ - 10ˉ³ 35 - 50
ARCILLA 10ˉ ⁹ - 10ˉ⁵ 40 - 70 Tabla 16. CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Y POROSIDAD PARA MEDIOS POROSOS NO CONSOLIDADOS
Elaboró: Chow et al. 1994. Hidrología aplicada. McGraw Hill. Bogotá, Colombia
La conductividad hidráulica decrece de manera exponencial a medida que disminuye la
humedad.
Para el proyecto en cuestión (barrio San Fernando de Amaguaña) se tendría un valor de
conductividad hidráulica igual a 10ˉ⁷ (cm/s), valor tomado de la tabla N°16, el valor de
66
K=10ˉ⁷ (cm/s) lo utilizamos para modelar el sistema de alcantarillado y su valor lo
introduciremos en la Figura N°20, valores por defecto en el recuadro de conductividad.
Tiempo de secado. Según (EPASWMM) Es el tiempo necesario (en días) para que un
suelo completamente saturado se seque, los valores q recomienda el mismo programa es
de 2 a 14 días. Por encontrarse el proyecto sobre un suelo agrícola con pastos cortos, y
vegetación propia del lugar el valor a adoptar será de 7 días.
Figura 21. VALORES POR DEFECTO (NUDOS Y LINEAS)
Elaboró: Wilmer Quishpe
De la figura N°21 que son valores por defecto para nudos (pozos) y líneas (conductos)
describiremos lo siguientes parámetros:
Cota fondo del pozo. Es la distancia desde el nivel natural del suelo a la parte más baja
de tubería o la base del fondo del pozo. Cada uno de los pozos en el proyecto presentara
su respectiva cota de fondo.
67
Profundidad máxima de los nudos. Es la profundidad máxima o la profundidad de los
pozos medidos desde la parte superior que muchas veces coincide con el suelo natural y
el fondo del mismo o la parte más baja de la tubería.
Área inundación de pozos. Es el área sobre el pozo donde el agua se va a estancar y por
ende se producirá una inundación del mismo, esto se podría dar en pozos con
depresiones que no peritan el escurrimiento del agua medida en m². En caso particular
del proyecto este valor será igual a 0 pues no se presentan situaciones similares en todo
el proyecto.
Geometría de conductos. La forma de los conductos será circular pues se trata de
tuberías de PVC circular, con un diámetro promedio de 350mm.
Longitud de los conductos.- Es la longitud de cada una de las tuberías. Que se
implantarán en el proyecto.
La EPMAPS en sus normas indica que la longitud máxima entre pozos debe ser igual a
100m, por ende la longitud de conductos no debe superar los 100 metros.
Coeficiente de Manning (n). Va a ser el valor del coeficiente de Manning para tuberías
de PVC en nuestro caso particular el valor adoptado es de 0.011 valor tomado del libro
de Ven Te Chow. Valor tomado de la Tabla N°27 Coeficiente de Manning.
Unidades del caudal. Las unidades que se utilizaran en el presente proyecto están
dadas en litros por segundo (LPS)
Desnivel de líneas. Es la diferencia de cotas, por tratarse de un proyecto que trabaja con
cotas reales, utilizaremos la opción ELEVATION.
68
Modelo de cálculo hidráulico. Utilizaremos la onda dinámica pues son modelos
completos de flujo no permanente en canales abiertos y tuberías, esto quiere decir que
abarca también a la onda cinemática. Arrojando resultados más precisos, con el modelo
de la onda dinámica es posible representar también flujos presurizados cuando el
conducto trabaje en forma llena, con esto podemos decir que el caudal que circula por el
conducto puede exceder el valor del caudal a tubo lleno, obtenido mediante la ecuación
de Manning.
(Huber, 1992) “El modelo de Onda Dinámica puede contemplar efectos como
almacenamiento en los conductos, los resaltos hidráulicos, las pérdidas en las entradas y
salidas de pozos de registro, el flujo inverso y el flujo presurizado. Durante el cálculo
SWMM reducirá automáticamente el incremento de tiempo de cálculo máximo definido
por el usuario si es necesario para mantener la estabilidad numérica del análisis.”
El modelo de la onda dinámica a diferencia de la onda cinemática, utiliza incrementos de
tiempo de cálculo muy pequeños en un orden de menos de 1 minuto.
Ecuación tubería forzada. Se utilizara la ecuación de Hazen-Williams, pues es una
ecuación empírica, una de las más utilizadas para para resolver perdidas por fricción.
ℎ𝑓 = 10.67(𝑄
𝐶)1.852 ∗ (
𝐿
𝐷4.87) Ecuación 31). Ecuación de pérdida de Hazen Williams
Donde:
hf = Perdida de carga o de energía (m)
Q = Caudal (m³/s)
C = Coeficiente de rugosidad (adimensional)
69
D = Diámetro interno de la tubería (m)
L = Longitud de la tubería (m).
Un dato importante a tener en cuenta es: el valor del coeficiente de fricción de Hazen Williams
estará en función del material y revestimiento interno de la tubería.
VALORES DEL COEFICIENTE C DE HAZEN-WILLIAMS EN TUBERIAS
NUEVAS
Tipo de tubería
valores de C en tuberías
nuevas
φ≤ que 305mm
φ>que
305mm
Hierro fundido sin recubrimiento interno 125 130
Hierro fundido con recubrimiento interno liso 135 140
Hierro fundido centrifugado con recubrimiento
interno liso 137 142
Hierro galvanizado 120
Acero sin recubrimiento 140 145
Acero con recubrimiento interno liso
centrifugado 145-150 150
Asbesto Cemento 145-150 150
Tuberías de PVC 135-150 150 Tabla 17. VALORES DEL COEFICIENTE C DE HAZEN WILLIAMS EN TUBERIAS
Elaboró: Manuel Vicente Méndez. 2007. Tuberías a presión en los sistemas de abastecimiento de agua. Caracas.
3.11.2. Dibujo de los objetos.
Luego de configurar los valores por defecto procedemos a dibujar la red de acuerdo al
levantamiento topográfico (georreferenciado). Esto es colocación de objetos al mapa de
área de estudio (nodos, conductos y subcuencas)
Conforme se añade los objetos visuales (nudos, líneas, cuencas, etc.) hay que asignarle
las propiedades a cada una de estas. De manera que se configurara cada elemento de
acuerdo al diseño planteado. (Ver Figura 22 y 23)
70
Figura 22. PROPIEDADES DE UN NODO (POZO)
Elaboró: Wilmer Quishpe
Figura 23. PROPIEDADES DE UN CONDUCTO
Elaboró: Wilmer Quishpe
71
3.11.3. Áreas aportantes
Todas las áreas aportantes están definidas de acuerdo a la topografía de sector, y
conectadas a los pozos correspondientes. Como se muestra en la (figura N°25).
Se le comprende también al área aportante como aquella superficie que aporta agua a un
cause común (en nuestro caso cada uno de los pozos), los limitantes para esta superficie
dependerán de la topografía de sus pendientes, del tipo de escurrimiento que se
presenten en dichas áreas.
El parámetro de áreas aportantes se lo puede determinar con exactitud, y las mediciones
se las puede hacer por observación directa en el terreno, mapas y fotografías aéreas.
72
Figura 24. AREAS APORTANTES
Elaboró: Wilmer Quishpe
De la (figura 24) podemos determinar que las áreas aportantes de las subcuencas en su
mayoría están en un valor promedio de 0.20 a 0.50 ha.
Otro dato a resaltar es que no existe aporte de subcuenca desde el pozo PZ16 hasta el
pozo PZ32 pues la topografía del sector (lado derecho) de la vía el agua escurre hacia el
norte y la otra mitad (lado izquierdo) escurre hacia la quebrada Millihuaycu. Por ende se
pone en conocimiento que la vía principal de ingreso al barrio la calle Camilo Ponce se
encuentra en un acota inferior a los dos taludes de los costados de la misma, otro factor a
73
considerar es que los predios que se encuentran sobre la talud son potreros aptos para la
ganadería y no existen viviendas algunas,
3.11.4. Lluvias.
Para colocar la lluvia en el modelo procedemos a buscar la nube en la barra de
herramientas. Y la ubicamos en la parte superior del gráfico, luego procedemos a
configurarla.
Figura 25. CONFIGURACION DE LA LLUVIA
Elaboró: Wilmer Quishpe
74
Un dato muy importante a considerar en las propiedades del pluviómetro (lluvia 1) es, el
TIMESERIES. Pues nos toca construir una serie temporal donde ingresaremos los datos
del hietograma. Para el proyecto en cuestión se realizó un hietograma por el método de
los bloques alternos, con los parámetros de diseño que se utilizó en el capítulo 3.10
cálculo de la red.
De la figura N°25 configuraciones de lluvia, podemos determinar los siguientes
parámetros:
Nombre. Es el nombre asignado a la serie temporal, en este caso se llamara LLUVIA 1
Formato de lluvia. Según (EPA SWMM). Es el tipo de dato de lluvia almacenado en el
pluviómetro, en el caso del proyecto será INTENSITY, pues nos manejaremos con la
intensidad de lluvia método de los bloques alternos.
Intervalo de lluvia. Es el intervalo de los registros de lluvia que queremos que el
programa nos facilite, para el presente proyecto será un intervalo de 5min. Pues para la
construcción del hietograma el intervalo fue el mismo. Y se utilizó la ecuación
pluviométrica de IZOBAMBA.
𝐼 =74,7140∗𝑇0.0888
𝑡1.6079 (𝑙𝑛(𝑡 + 3))3.8202(𝑙𝑛𝑇)0.1892 Ecuación 32). Ecuación de
intensidad de lluvia (Izobamba).
Origen de los datos. Es el origen de los datos, en nuestro caso particular las propiedades
del pluviómetro así como también la serie temporal se lo guardo en el editor de series
temporales. Y se trabajó los datos para su comprobación en una hoja de Excel, mediante
el método de los bloques alternos, con la ecuación pluviométrica de Izobamba, y con
intervalos de tiempo de 5 min para un t=1hora.
75
Nombre de la serie temporal. Es el nombre que se dio a la serie temporal de datos de
lluvia. En el proyecto esta serie se llama ST-1.
Figura 26. SERIES TEMPORALES
Elaboró: Wilmer Quishpe
Figura 27. HIETOGRAMA
Elaboró: Wilmer Quishpe
76
Para poder corroborar esto se anexa la entrada de datos de Excel donde se construyó los
hietograma por el método de los bloques alternos, como se muestra en la tabla N°18 y
figura N° 28.
Datos:
I =74,7140∗T0.0888
t1.6079 (ln(t + 3))3.8202(lnT)0.1892 Ecuación de intensidad de
lluvia (Izobamba).
Tr = 25 años periodo de retorno
t = intervalo de tiempo (cada 5 min)
No. t(min) I (mm/min)
1 0 0
2 5 157.00
3 10 72.639
4 15 53.614
5 20 41.294
6 25 32.987
7 30 22.727
8 35 19.377
9 40 16.765
10 45 14.647
11 50 12.935
12 55 10.302
13 60 8.746 Tabla 18. METODO DE BLOQUES ALTERNOS
Elaboró: Wilmer Quishpe
77
Figura 28. HIETOGRAMA EN HOJA DE EXCEL
Elaboró: Wilmer Quishpe
3.11.5. Simulación
Previo a poner a correr el programa debemos revisar y fijar parámetros de las opciones
de simulación:
Opciones de simulación.
78
Figura 29. OPCIONES DE SIMULACION (GENERAL)
Elaboró: Wilmer Quishpe.
Procesar los modelos. Se verificara que los modelos a procesar sean los de aguas
lluvias o escorrentías, así como el transporte en la red, pues es lo que queremos
determinar para ver si el sistema diseñado cumple satisfactoriamente con los
requerimientos de transporte de aguas hasta su descarga final.
Modelo de infiltración. Anteriormente en los valores por defecto ya nos propusimos
utilizar el modelo de infiltración (NUMERO DE CURVA CN) planteada por el SCS. En
la pág. 67.
Modelo hidráulico de transporte. Al igual que el modelo de infiltración ya lo
definimos anteriormente en la pág. 68. Y utilizaremos el modelo hidráulico de la onda
dinámica.
79
Figura 30. OPCIONES DE SIMULACION (FECHAS).
Elaboró: Wilmer Quishpe
De la figura N°30 se configurara las fechas, mismas que estarán definidas de acuerdo
para el tiempo (en días) para los que se necesite un resultado de cómo se comportara la
red diseñada. En caso particular para el diseño de la red de alcantarillado del barrio San
Fernando se lo realizo para 1 día, empezando el análisis de simulación con fecha
06/20/2016 a las 0:00 horas, y terminando el análisis el 06/21/2016 a las 12:00 horas.
80
Figura 31. OPCIONES DE SIMULACION (INTERVALOS)
Elaboró: Wilmer Quishpe
De la figura N°31 se configurara los valores de tiempo (días, horas, minutos y segundos)
para que se representen los resultados de la simulación, así tenemos para el caso
particular del proyecto en cuestión, que se determinó inérvalos de simulación cada 5
minutos para escorrentía en tiempo seco y 10 minutos para escorrentía en tiempo de
lluvia.
En las opciones de simulación también tenemos la opción de Onda Dinámica. Que en
nuestro caso se optó por adoptar la ecuación de Hazen Williams para tubería forzada.
Como se explicó en la pág. 68.
Luego de haber llenado todos los parámetros, y dibujado la red con nodos y conductos,
así como también luego de haber configurado la lluvia en el modelo procedemos a correr
el mismo, si la simulación arroja un error superior al 5% se deberá revisar la
81
modelación, pues algo está mal en el mismo. En el caso de la modelación del proyecto el
error que arroja es de (escorrentía superficial 1% y calculo hidráulico 0.85%). Como se
muestra en la (figura N°32).
Figura 32. SIMULACION.
Elaboró: Wilmer Quishpe.
3.11.6. Perfiles y resultados
El programa swmm puede mostrar los perfiles longitudinales así como también la
evolución del nivel de agua a lo largo de un tiempo determinado. Una vez corrido el
programa también se puede evidenciar que el sistema trabaja en condiciones favorables
y optimas pues el error de continuidad que arroja el programa es de (escorrentía
82
superficial 1%) y (calculo hidráulico 0.85%), pues no se presentan irregularidades ni
rebose de agua en ninguno de los pozos. Esto se evidencia también en los perfiles que
nos proporciona el mismo programa. Y se indicara a continuación.
Figura 33. PERFIL CALLE CAMILO PONCE
Elaboró: Wilmer Quishpe
(De la fig.33). Podemos decir que en la calle Camilo Ponce no existe problemas de
inundación, pues el sistema trabaja de manera óptima desde el pozo PZ1 la cual
comienza con tubería de 250mm y llega al pozo PZ15, con un diámetro de tubería de
400mm.
83
Figura 34. PERFIL CALLE CAMILO PONCE
Elaboró: Wilmer Quishpe
(De la figura 34), que es segunda parte del perfil de la calle Camilo Ponce se puede
determinar que en todo el tramo desde el pozo PZ16 al pozo PZ28 el diámetro nominal
de la tubería es de 500mm.
Figura 35.PERFIL PASAJE 1
Elaboró: Wilmer Quishpe
En el pasaje 1 S/N se entrega el agua al pozo PZ5 que está en el paso de servidumbre,
por motivos de encontrarse en contra pendiente el tramo desde el pozo PZ4 al PZ5, se
84
produce un salto, el mismo que no supera los 40 cm. En este tramo se trabaja con tubería
de 250 mm. Y bajo estas condiciones se trabaja de manera óptima. Así podemos
observar lo antes mencionado en la (figura 35).
Figura 36. PERFIL PASAJE 2
Elaboró: Wilmer Quishpe
En la (figura 36). El pasaje 2 S/N. se entrega el agua desde los pozos PZ11 Y PZ12, al
pozo PZ13 mismo que se encuentra en el paso de servidumbre. Las tuberías trabajan en
óptimas condiciones y parcialmente llenas en tiempo de lluvias, la tubería colocada en
este tramo es de PVC 250mm
Figura 37. PERFIL PASAJE 2
Elaboró: Wilmer Quishpe
85
En la (figura 37). El pasaje 2 S/N. se entrega el agua desde el pozo PZ12’ al pozo PZ8
que se encuentra en la calle Camilo Ponce. Las tuberías trabajan en condiciones óptimas
y parcialmente llenas en época de lluvia, la tubería colocada en este tramo es de PVC
250mm. Por tratarse de un pozo de cabecera. Con una velocidad de 1.03 m/s. evitando
asi la sedimentación.
Figura 38. PASO DE SERVIDUMBRE
Elaboró: Wilmer Quishpe
En el paso de servidumbre no existen problemas de inundaciones, a este tramo acuden la
mayoría de aguas que se originan en el barrio. Pues el barrio en cuestión tiene una
topografía plana con tendencia (pendiente baja) hacia el centro del mismo. Este tramo
está diseñado con tubería de 250mm al inicio en el PZ5 y termina con una tubería de
diámetro 400mm en el PZ 17, calle Margarita Ponce. Se presentan saltos en el PZ5 y
PZ10, en ambos casos no se supera los 40cm. Todo esto se evidencia en la (Figura 38)
86
Figura 39 CALLE MARGARITA PONCE
Elaboró: Wilmer Quishpe
De la (Figura 39) se puede ver que en la calle Margarita Ponce no existen problemas de
inundaciones. El sistema trabaja de manera óptima. En el pozo 18 comienza con tubería
de 250 mm y termina en el pozo 16 con tubería de 400 mm. Es a esta calle a donde llega
toda el agua servida y agua lluvia del barrio San Fernando, específicamente al pozo
PZ16. Para posterior conducirse por la calle principal del barrio (Calle Camilo Ponce)
hasta llegar a la calle Huancavilca y posterior a su desembocadura a un pozo existente en
el barrio Yanahuayco.
Figura 40. PERFIL CALLE HUANCAVILCA
Elaboró: Wilmer Quishpe
87
En la calle Huancavilca no existen problemas de inundación ni tampoco erosión de la
tubería, el perfil de la calle Huancavilca empieza desde el pozo PZ 28 al PZEXITENTE,
todo el tramo trabaja con una tubería de 500mm, y tiene su desembocadura en un pozo
existente ubicado en el barrio Yanahuayco. Ver la (Figura 40).
Representación de resultados sobre el mapa.
1.- Velocidades
Todas las velocidades están dentro del rango permitido así se podrá decir que la
velocidad máxima es de 7.5 m/seg. Y la mínima de 0.6 m/s. como se evidencia en la
(figura N°41 y 42)
Para determinar la velocidad se da click en el icono mapa, posterior en líneas y por
ultimo configuramos el color para con ello saber si está trabajando bien el sistema o está
fallando.
En este caso el proyecto trabaja en condiciones favorables y óptimas.
88
Figura 41. VELOCIDADES.
Elaboró: Wilmer Quishpe
Figura 42. VELOCIDADES
Elaboró: Wilmer Quishpe
89
2.- Caudales.
Al comparar los caudales entre la hoja de Excel y el programa SWMM se evidencia que
son iguales, por ende se puede decir que el proyecto está trabajando de manera favorable
y como se estimaba al inicio, el caudal total a transportar en época de lluvia es de
250ltrs/seg, mientras que en época de estiaje el caudal máximo es de 30.67 ltrs/seg.
Figura 43. CONTROL DE CAUDALES.
Elaboró: Wilmer Quishpe
El caudal en época de estiaje que nos arroja el programa SWMM está en un promedio de
37.50 ltrs/seg. Es un valor muy similar al que nos arroja la hoja de cálculo, por ende se
puede compararlos entre ellos y verificar que en los dos casos el sistema trabajara en
condiciones favorables.
CAUDAL EN ESTIAJE HOJA DE EXCEL
DESCRIPCION POZO CAUDAL TOTAL
CALLE DE A LTRS/SEG
HUANCAVILCA PZ32 PZ.EXT. 35.2
Tabla 19. CAUDALES EN ESTIAJE
90
Elaboró: Wilmer Quishpe
CAPITULO V
4. EVALUACION DE IMPACTOS AMBIENTALES
4.1. IMPACTOS AMBIENTALES
Debido a la construcción del sistema de alcantarillado combinado para el barrio San
Fernando, este producirá varios efectos adversos al medio ambiente por ende se hace
necesario conocer los aspectos básicos de este, comprender el contenido del proceso de
impacto ambiental, y así poder aplicar el método más adecuado para prevenir esos
impactos.
A continuación se evaluarán los posibles impactos ambientales que podría presentar el
sistema de alcantarillado del barrio San Fernando de Amaguaña. Para a continuación
presentar las alternativas de mitigación o solucionar los problemas de impacto ambiental
causados. Al existir una gran variedad de proyectos el banco mundial decidió realizar la
siguiente clasificación:
Proyecto tipo A
Son los proyectos que tienen el potencial de producir impactos ambientales importantes
y diversos, requiriendo generalmente de estudios completos de impacto ambiental
Proyecto tipo B
Son proyectos con impactos moderados y cuyas medidas de mitigación son conocidas y
fácilmente aplicables. Estos requieren de estudios simplificados de impacto ambiental.
91
Proyecto tipo C
Son proyectos que no producen impactos ambientales significativos, habitualmente no
requieren estudio de impacto ambiental.
Proyecto tipo D
Son proyectos destinados al mejoramiento de la calidad ambiental o la conservación y
manejo de recursos naturales, no requieren estudios de impacto ambiental.
4.2. MARCO LEGAL
El interés por proteger el medioambiente por efecto de proyectos de infraestructura
urbana, ha motivado a que las entidades financieras internacionales y nacionales
establezcan normas para la construcción de obras de toda índole. Para la evaluación de
estas acciones al medio ambiente cada país ha generado sus propias normas y técnicas,
siendo Ecuador uno de ellos, al contar con legislación ambiental que ayuda a cumplir
estas normas. A continuación citaremos las normas vigentes que van a normar el
proyecto:
Numeral 2 del Art, 19 de la Constitución Política del Ecuador que asegura el
derecho a vivir en un ambiente libre de contaminación, y específica, es deber del
estado preservar la naturaleza.
92
Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y
ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir,
sumak kawsay.
Art 22 “los propietarios de toda vivienda accesible a la red de alcantarillado
publico deben conectar su sistema de eliminación de excretas, aguas servidas y
aguas pluviales cumpliendo con las disposiciones pertinentes. Dónde no hubieren
alcantarillado público, los propietarios de viviendas deben instalar sistemas de
eliminación de excretas, aguas servidas y disposición final de las mismas”.
(ECUADOR, 2008)
4.3. IMPACTOS AMBIENTALES CAUSADOS POR LA CONSTRUCCIÓN
DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
El impacto ambiental causado por la construcción del sistema de alcantarillado diseñado
es mínimo, puesto que el barrio San Fernando al contar con muy poca población
(192 habitantes) y un área de proyecto de 4.68 hectáreas, es un barrio muy pequeño sin
zonas industriales, no corre riesgos de descargas de aguas contaminadas con metales
pesados entregados al cauce natural de la quebrada Millihuaycu.
El agua que se descargue al pozo existente en el barrio Yanahuayco y posterior a la
quebrada Millihuaycu, no perjudica a los barrios ubicados aguas abajo como es el barrio
El Carmen, mencionando que también hay la descarga de la ex plantación Love Roses
misma que causaba mucho daño ambiental pues descargaba agua con químicos de las
fumigaciones que se realizaba a las plantas, sin embargo también aguas abajo de la
descarga del sistema de alcantarillado la quebrada es profunda, no cuenta con
vegetación apta para el consumo humano, siendo esta habitad de muy poca fauna y flora.
93
Pues a cada lado de los peñascos es de suelo desnudo sin vegetación. El agua que
circula por la quebrada Millihuaycu tiene un caudal que no supera los 20 L/seg.
Varios barrios al igual que el barrio San Fernando que se encuentra en estudio descargan
agua residual a la quebrada Millihuaycu.
El barrio Yanahuayco al contar con un sistema de alcantarillado ya construido será el
óptimo para que se pueda empatar nuestra red de alcantarillado, teniendo un pozo
existente a una distancia de 600 metros desde la parte más baja del barrio en estudio.
Aquí se mencionara a los impactos ambientales causados antes, durante y luego de la
construcción del sistema de alcantarillado, se tomará en cuenta la presencia de agentes
químicos, físicos y biológicos que afectan de manera directa a la salud del ser humano, a
continuación se describen los impactos ambientales positivos y negativos que se pueden
producir antes, durante y luego de la construcción del sistema de alcantarillado para el
barrio San Fernando de Amaguaña.
4.3.1. Impactos positivos
Durante la construcción del sistema de alcantarillado se va a encontrar con impactos
positivos como: generación de empleo, y esto a su vez va a aportar en el nivel
económico de la población, siempre y cuando los obreros que laboren en el proyecto
sean propios de la zona, y cuando el sistema entre en funcionamiento los impactos serán
obvios a simple vista pues se elevará el nivel en la salubridad de los moradores del
sector, aumentará la plusvalía de los terrenos al contar con uno más de los servicios
básicos como es el alcantarillado.
94
4.3.2. Impactos Negativos
Los impactos negativos se verán a simple vista en el proceso constructivo, por citar
algunos impactos como son: al realizar movimiento de tierras, y excavaciones de las
zanjas para las tuberías, se producirá la remoción de vegetación propia de la zona, como
lecheros, eucaliptos, arboles de guabas entre otros, y de esta manera se disminuir la
resistencia del suelo. Y en caso de lluvia el suelo va a tener menor capacidad de
absorción. Y el principal problema de impacto negativo va a radicar al momento de
realizar mantenimiento a las rejillas pues por ser una zona rural esta va a acarrear
escombros así como también pequeños pedazos de ramas, hojas secas, leña, que si no se
le da un mantenimiento periódico podría taponar los sumideros y causar posibles
inundaciones.
4.3.3. Matriz de Leopold
“Se ha considerado valorar la magnitud, importancia y el carácter de los impactos
negativos y se describen en forma clara los impactos positivos y negativos de la
siguiente manera”.2
Para determinar los impactos ambientales se usara la matriz de Leopold, Dónde su
función principal es identificar el impacto potencial del proyecto.
La matriz de Leopold está constituida por columnas que representan las acciones
humanas y que podrían afectar al medio ambiente, mientras que en las filas van descritas
los factores ambientales. La intersección entre la fila y la columna son llenas con dos
valores, la magnitud y la importancia que cada actividad humana tendrá sobre cada
2 Apuntes de la Materia de Impacto Ambiental, U.C.E Facultad de Ingeniería Civil, Quito – Ecuador.
95
factor ambiental. Con lo antes descrito la magnitud que adquirirá el impacto se lo
cuantifica con una escala que va de 1 a 10 tomando en cuenta el signo, por otro lado la
importancia también se califica pero en este no se toma en cuenta el signo.
Así se calificará a una magnitud o importancia con numeración de 1 al 10, siendo 1 la
calificación que se otorga a un impacto mínimo, mientras que con calificación 10 quiere
decir que el impacto es grande. Para tener una relación entre magnitud e importancia se
multiplican estos valores y se realizan la suma tanto de verticales como de horizontales
de los productos. De acuerdo al resultado obtenido se puede dar una calificación y decir
que el proyecto es beneficioso o dañino, además de identificar cual es el factor ambiental
más o menos afectado.
96
Tabla 20. MATRIZ DE LEOPOLD
Elaboró: Wilmer Quishpe
4.4. MEDIDAS DE MITIGACION
Los impactos ambientales producidos en la construcción del sistema de alcantarillado
del barrio San Fernando son mínimos, presentándose los principales problemas en las
etapas de construcción y operación, por falta de charlas y capacitación. Por ende se
presenta a continuación algunas propuestas de mitigación:
97
I. Luego de haber implantado la red de alcantarillado se coloca todos los
materiales, plantas o servicios removidos en el mismo lugar Dónde se los
encontró, esto quiere decir que si se encuentra con cercas vivas se desmontaran
mientras se entierra la tubería y luego se procederá a la construcción de la misma
con los mismos detalles que se encontró.
II. Se deberá crear un plan que muestre un sistema para controlar la erosión y para
evacuar los desperdicios.
III. Respecto al mantenimiento y operación del sistema de alcantarillado combinado
se proveerá una adecuada charla y capacitación al personal responsable del
mismo.
IV. Se conservará la flora, fauna y vegetación existente tratando en lo posible de
conservar el paisaje propio del barrio.
V. Con respecto a las aguas de escurrimiento superficial se dará un control mediante
obras de drenaje adecuado. O construcción de zanjas en zonas que exigen la
eliminación y cauce de las mismas.
CAPITULO VI
5. PRESUPUESTO REFERENCIAL
5.1. INTRODUCCION
El presupuesto para el proyecto que versa sobre diseño del sistema de alcantarillado
combinado para el barrio San Fernando de la parroquia de Amaguaña es referencial
98
debido a que los datos necesarios para la realización del mismo fueron tomados del
programa pro Excel. Este programa toma los costos de mano de obra considerando el
salario básico unificado, y los rendimientos de diferentes constructoras del país. En el
presente proyecto el rubro más representativo será la tubería de PVC. Para el resto de
materiales se usan costos del mercado basados en el programa pro Excel. Y los precios
de la cámara de la construcción.
Para calcular los volúmenes de obra se obtienen datos de los planos de detalle y cálculos
de diseño.
5.2. SALARIO HORARIO REAL
Para determinar el salario horario real hay que tener en cuenta los días laborados por los
trabajadores, así como también los días no hábiles. Los fines de semana, días festivos,
aquí también se incluye los décimos, correspondientes al décimo tercero, el décimo
cuarto sueldo, el aporte patronal y los fondos de reserva. Con estos datos podemos
calcular el salario real mensual para luego transformarlo en salario horario real, dentro
de la construcción existen 4 tipos de categorías para los obreros entre los cuales vamos a
tener:
Categoría I: Peón
Obrero
Categoría II: Ayudante
Machetero
Categoría III: Albañil
99
Pintor
Carpintero
Fierrero
Categoría IV: Maestro soldador
Maestro electricista
Maestro de obra
Maestro plomero
5.2.1. Cálculo del salario real
Días contados: 365 días
Días no hábiles: (fines de semana, vacaciones de ley, días feriados) = 129 días.
Salario Nominal
mensual nominal 366
anual nominal 4392
Otros Pagos
XIII sueldo 366
100
XV sueldo 366
Aporte patronal 360
Fondos de reserva 366
Total anual 5824
Mensual 485.333
Factor de mayoración 1.55
Mensual Real 667.20
salario Horario Real 2.78
CATEGORIA I Y II 2.78
CATEGORIA III 2.86
CATEGORIA IV 2.94
Tabla 21. CUADRO DE CÁLCULO DEL SALARI HORARIO REAL
Elaboró: Wilmer Quishpe
5.2.2. Movimiento de tierras
El movimiento de tierras juega un papel importante pues en este rubro se va a ir gran
cantidad del presupuesto, por ende se va a sacar un precio referencial para el
presupuesto, este presupuesto se hace de la siguiente manera, ubicar los pozos y
determinar la profundidad de cada uno, luego identificar los diámetros de la tubería a
enterrar para determinar así cuál será su ancho a excavar. Se determina previo a esto que
un 90 % de la excavación se encuentra a una altura de 0 a 2.50 metros como se indica en
los perfiles de los planos anexos.
MOVIMIENTO DE TIERRAS
Descripción TRAMOS LONGITUD DIAMETRO ANCHO AREA PROF. VOLUMEN
Calle/Av. De A (m) (m) (m) (m²) (m) (m³)
PASAJE 1 S/N PZ4 PZ5 31.25 0.25 0.65 20.31 2.26 45.91
101
PZ3 PZ5 78.03 0.25 0.65 50.72 1.64 83.42
PASAJE 2 S/N
PZ11 PZ13 59.34 0.25 0.65 38.57 1.69 65.32
PZ12 PZ13 52.29 0.25 0.65 33.99 1.58 53.80
PZ12 PZ8 35.79 0.25 0.65 23.26 1.58 36.66
PASO DE SERVIDUMBRE
PZ5 PZ9 41.19 0.25 0.65 26.77 1.40 37.52
PZ9 PZ10 45.40 0.25 0.65 29.51 1.90 56.20
PZ10 PZ13 52.26 0.40 1.00 52.26 1.50 78.46
PZ13 PZ17 64.91 0.40 1.00 64.91 2.30 149.00
CALLE MARGARITA
PONCE
PZ18 PZ17 30.14 0.25 0.65 19.59 2.25 44.13
PZ17 PZ16 76.81
0.40 0.65 49.93 2.09 104.16
CALLE CAMILO PONCE
PZ1 PZ2 66.32 0.25 0.65 43.11 1.55 66.65
PZ2 PZ3 48.56 0.25 0.65 31.56 1.55 48.84
PZ3 PZ6 23.40 0.25 0.65 15.21 1.60 24.34
PZ6 PZ7 29.99 0.25 0.65 19.49 1.60 31.11
PZ7 PZ8 91.00 0.25 0.65 59.15 1.65 97.63
PZ8 PZ14 25.77 0.40 1.00 25.77 1.69 43.66
PZ14 PZ15 40.08 0.40 1.00 40.08 1.75 70.08
PZ15 PZ16 31.78 0.40 1.00 31.78 2.00 63.49
PZ16 PZ19 96.60 0.40 1.00 96.60 2.14 207.01
PZ19 PZ20 96.65 0.40 1.00 96.65 1.60 154.57
PZ20 PZ21 49.73 0.40 1.00 49.73 1.65 82.05
PZ21 PZ22 25.70 0.40 1.00 25.70 1.70 43.69
PZ22 PZ23 62.00 0.40 1.00 62.00 1.75 108.50
PZ23 PZ24 63.75 0.40 1.00 63.75 1.80 114.75
PZ24 PZ25 30.41 0.40 1.00 30.41 1.85 56.26
PZ25 PZ26 59.35 0.40 1.00 59.35 1.99 118.31
PZ26 PZ27 75.85 0.40 1.00 75.85 2.11 159.93
PZ27 PZ28 80.80 0.40 1.00 80.80 2.26 182.45
HUANCAVILCA
PZ28 PZ29 86.88 0.40 1.00 86.88 2.31 200.69
PZ29 PZ30 95.00 0.40 1.00 95.00 2.36 224.20
PZ30 PZ31 54.30 0.40 1.00 54.30 2.24 121.60
PZ31 PZ32 51.15 0.40 1.00 51.15 1.49 76.32
PZ32 PZEXT1 27.64 0.40 1.00 27.64 1.78 49.08
Tabla 22. CALCULO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
102
Elaboró: Wilmer Quishpe
Resumen de movimiento de tierras.
DIAMETRO LONGITUD PORCENTAJE TIPO DE
(mm) (m) (%) TUBERIA
250 632.70 33.65 P.L
400 1247.42 66.35 P.L
TOTAL 1880.12 100.00
Tabla 23: RESUMEN DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
Elaboró: Wilmer Quishpe
5.2.3. Resumen de tuberías y pozos
Es necesario contabilizar el número de pozos y tuberías, para poder realizar el
presupuesto referencial, los datos que se presentan a continuación son sacados de los
planos de diseño del sistema de alcantarillado. Considerando que la tuberías que se van a
colocar son de longitud igual a 6 metros C/U
RESUMEN DE TUBERIAS
DIAMETRO (mm) CANTIDAD LONGITUD
(m)
250 105.45 632.70
400 207.90 1247.42
TOTAL 313.35 1880.12
Tabla 24. RESUMEN DE TUBERIAS
Elaboró: Wilmer Quishpe
DIAMETROS DE TUBERIAS
DIAMETRO NOMINAL
DIAMETRO EXTERIOR
DIAMETRO INTERIOR
LONGITUD
(mm) (mm) (mm) (m)
110 110 99.2 6
103
160 160 145.8 6
200 200 181.7 6
250 250 227.3 6
315 315 284.6 6
400 400 361.2 6
640 640 587.4 6
Tabla 25. DIÁMETRO COMERCIAL EN TUBERÍAS PARA ALCANTARILLADO
Elaboró: NTE INEN 2059
RESUMEN DE POZOS
PROFUNDIDAD DEL POZO CANTIDAD
0.00 A 2.00 23
2.01 A 2.50 11
Tabla 26. RESUMEN DE POZOS
Elaboró: WILMER QUISHPE
5.2.4. Análisis de precios unitarios (APU)
Se denomina precio unitario a la remuneración o pago en moneda que el contratante
deberá reconocer al contratista por unidad de obra y por trabajo que se ejecute, la
unidad que se ocupe serán las señaladas en las especificaciones, esto se usa para poder
cuantificar el trabajo realizado y poder realizar las mediciones y posterior pago de las
planillas.
Costo directo: Se denomina como costo directo a aquellos producidos por los gastos de
mano de obra, herramientas, materiales, equipo, transporte, siempre que tenga que ver
con la ejecución de la obra o del trabajo
104
Costo Indirecto: Son aquellos gastos que se realizan para la ejecución de un proyecto
que no han sido considerados en los costos directos como, personal técnico, secretarias,
entre otros.
5.3.RUBROS DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
5.3.1. Excavación de zanjas
La excavación de zanjas es la acción de remover, retirar tierra y otros materiales propios
de la zona, para establecer las zanjas de acuerdo a las especificaciones del sistema.
5.3.2. Excavación de tierras
Especificaciones
Los tramos de canal comprendidos entre dos pozos consecutivos seguirán en línea recta
y tendrán una sola pendiente.
El fondo de la zanja será el suficiente para que permita manipular y trabajar libremente a
los obreros en el sitio, y que de esta manera la tubería quede acoplada correctamente.
En ningún caso el ancho de la zanja será menor al diámetro de tubería más 50
centímetros que se exige la norma para que laboren los obreros en dicho lugar, y cuando
exista un entibado será del diámetro de la tubería más 80 cm libres para maniobrar.
En la construcción en ancho del fondo de la zanja será igual al diámetro de la tubería a
enterrar.
El dimensionamiento de la parte superior de la zanja varía de acuerdo al diámetro de la
tubería que se va a enterrar. Para profundidades de entre 0 a 2 metros se procura que las
paredes de las zanjas sean verticales.
105
En profundidades mayores a 2 metros se propone realizar entibaciones y que las paredes
de los taludes se los realice con cierta inclinación 1:1,25 el mismo que ira desde la parte
superior al fondo de la zanja.
En ningún caso se excavara hasta tocar con el fondo dónde va a ir la tubería con
máquina, sino cuando ya se vaya a llegar a la cota final dónde va a ir asentada la tubería
se recomienda que se cave a pico y pala.
Se controlara que desde el inicio de la excavación hasta que se termine con el relleno de
la zanja dónde fue enterrada la tubería no exista una variación de más de 7 días
calendario, salvo condiciones excepcionales que serán expuestas por el ingeniero
responsable.
Si luego de realizar la excavación se encuentra con suelo suave se procederá a la
excavación hasta encontrar tierra firme y se rellenara con material granular de óptimas
características hasta alcanzar el nivel propio del proyecto.
La compactación se realiza con un óptimo contenido de humedad en capas que no
excedan los 15 centímetros entre ellas. Y con un compactador mecánico adecuado para
el efecto.
Cuando los bordes superiores de las excavaciones de la zanjas se encuentran sobre
pavimentos, los cortes se deberán realizar en forma recta y rectangular.
Todo material que se desaloje y que se encuentre en impedimento para laborar será
retirado y enviado a una zona de relleno.
106
Para los pagos de los trabajos se realizarán las respectivas mediciones con sus
respectivas unidades (m²) conjuntamente el contratista con el fiscalizador. Se realizara la
planilla con cada uno de los detalles medidos y se procederá al cobro de los mismos.
5.3.3. Colocación de tubería de PVC
Se entiende por colocación de tubería de PVC al conjunto de operaciones que se debe
realizar para poner en forma definitiva las tuberías de PVC en la zanja
Especificaciones.
Hay que mantener el cuidado respectivo en el transporte y manipulación de las tuberías
de PVC
Evitar el fisuramiento de las tuberías por el peso propio, esto quiere decir que si se
almacena la tubería no se debería arrumar más de lo permitido.
La colocación se deberá realizar de acorde al plano, y si existiera alguna modificación se
debe realizar con la autorización del ingeniero inspector, la pendiente de las tuberías se
dejara marcada en las estacas que se encuentran en la parte lateral de las mismas a 1
metro fuera de la zanja.
Se determinara con anterioridad y cuidadosamente todos los empotramientos posibles en
el tramo actual y futuro, de manera que al colocar la tubería se deje frente a cada uno un
tubo con ramal Y o T.
A medida que los tubos son colocados deberá ser puesto a mano suficiente relleno a
cada lado de manera que queden fijos en el sitio, el relleno se lo hará por lo menos cada
5 tubos colocados.
107
Se realizara el relleno total de la zanja luego de haber realizado las comprobaciones de
nivel y alineaciones y pruebas hidrostáticas, esta última se realizara por tramos
completos entre pozos.
La forma de pago será mediante la medición de las tuberías colocadas, se medirá en
metros lineales (m).
Pruebas en tuberías
Se realizaran las pruebas hidrostáticas cada tramo construido, esto quiere decir luego de
colocar la tubería entre pozos. Se llena la tubería con agua y por un lapso no menor a 24
horas deberá dejarse el agua dentro de la tubería, luego de este tiempo si la misma no
presenta filtraciones se procede a rellenar la zanja.
5.3.4. Pozos de revisión
Los pozos de revisión son estructura diseñadas y destinada para permitir el acceso al
interior de las tuberías de alcantarillado, generalmente para la limpieza.
Especificaciones.
Los pozos de revisión serán construidos según los planos del proyecto salvo el caso de
modificaciones.
La construcción de la sedimentación de los pozos de revisión se los hará previo a la
instalación de las tuberías de PVC para evitar que se tenga que excavar bajo los
extremos de las tuberías.
Todos los pozos serán colocados sobre un suelo compactado, para ello habría que revisar
antes la capacidad portante del suelo, se usara para su construcción los planos y detalles
108
que existen. Cuando la subrasante esté formada por material poco resistente será
necesario renovarla con piedra picada y fundiendo un replantillo antes de colocar el
pozo de revisión.
La planta, paredes y cono serán construidos con hormigón simple de f´c=210kg/cm² de
conformidad se los realiza de acuerdo a los diseños expuestos con anterioridad. Se
deberán realizar detalles constructivos como canales “media caña” en la parte superior
para que la tapa de los mismos coincida perfectamente con la parte superior de los pozos
de revisión y evitar cualquier tipo de accidente.
5.3.5. Conexiones domiciliarias
Se denomina conexiones domiciliarias al conjunto de acciones que se debe ejecutar para
poner en obra la tubería que une el ramal de la calle y las acometidas de salida desde
cada una de las casas.
Especificaciones.
Las cajas de conexiones domiciliaras se colocaran al frente de toda casa o parcela Dónde
exista una construcción o pueda existir una construcción futura, los ramales de tubería se
llevaran hasta la acera y su eje será perpendicular a la red terciaria. Cuando las
edificaciones ya estén construidas el empotramiento se ubicara muy próximo al desagüe
existente.
Cuando la topografía no permita conectar el ramal de desagüe se permitirá que por un
mismo ramal, estas casas se conecten a la red y descarguen en este caso el diámetro
mínimo será de 200mm.
109
El constructor deberá efectuar el empalme de las cañerías particulares con los ramales
domiciliarios.
La conexión domiciliaria va desde la caja domiciliaria hasta las respectivas líneas de
fábrica.
La pendiente de conexión domiciliaria no será menor del 2% ni mayor al 20% y deberá
ir a una profundidad adecuada para que la parte superior del tubo no interfiera con la
tubería de agua potable, la profundidad mínima de la conexión domiciliaria en las líneas
de fábrica será de 0.80 metros, medidos desde la parte superior del tubo y la rasante de la
acera o suelo y la máxima será de 2.0 metros.
La medición y pago se lo realizara en unidades, al término de la obra se contara el
número de conexiones domiciliarias realizadas por el constructor.
5.3.6. Hormigones
Se entiende por hormigón al producto endurecido, resultante de la mezcla adecuada de
cemento portland tipo I según especificaciones ASTM-C 150, con agregado grueso,
fino, agua y de ser el caso aditivos, aprobados por la fiscalización.
5.3.6.1.Tipos de hormigones
Hormigón ciclópeo
Es el hormigón al que se le echa hasta el 40% de su volumen en piedra, de preferencia
angular y con tamaño variable que va entre 10 y 15 cm de diámetro aunque en algunos
casos llega hasta los 25cm de diámetro. El hormigón ciclópeo tiene una resistencia a los
28 días de 149 kg/cm² para su colocación se empieza con una capa de 15 cm de
110
hormigón y luego se coloca a mano la piedra, posterior se pone otra capa de hormigón y
luego otra de piedra, esto se repite hasta alcanzar la altura deseada.
Hormigón simple:
Es el hormigón en el que se utiliza ripio de hasta 5cm de diámetro sin dejar de lado
todos los componentes esenciales como es la arena, agua y en casos aditivos, la
dosificación del hormigón simple varía de acuerdo a las necesidades así se tiene:
hormigón simple de 240 kg/cm², quiere decir que este hormigón va a adquirir una
resistencia de 240kg/cm² a los 28 días de su preparación, este tipo de hormigón se lo
utiliza en muros, pavimentos, cimientos de edificios, etc. Hormigón simple de
210kg/cm² adquiere su máxima resistencia a los 28 días y se lo utiliza para muros no
voluminosos, y obras de hormigón en general.
Hormigón armado. Es el hormigón simple, con una sola diferencia que aquí se añade
acero de refuerzo de acuerdo a los requerimientos propios de cada estructura. Este
hormigón igual que los anteriores adquiere su máxima resistencia a los 28 días.
Generalidades del hormigón armado:
El constructor deberá disponer de equipo para su dosificación y para la toma de
muestras y posterior ensayo en laboratorios.
Se deberá realizar una dosificación adecuada respecto al trabajo que se quiera
realizar. Eso quiere decir que la dosificación para cada trabajo es diferente.
Los ensayos de las muestras se realizaran en cilindros de 13,5 cm de diámetro
por 30,5 cm de lado, de acuerdo con las recomendaciones y especificaciones
ASTM-C 172, C-192, C-39.
111
Los resultados de los ensayos se deberán registrar a 7, 14,21 y 28 días para así
formar la curva esfuerzo vs deformación y verificar que el hormigón es óptimo.
Las mezclas frescas de hormigón deberán ser uniformes, homogéneas y estables,
no expuestas a segregación, y que garantice la estabilidad y durabilidad de las
estructuras, su uniformidad puede ser controlada con la especificación ASTM-
C39. En el campo se controlara los ensayos de asentamiento según normas
ASTM-C143.
Pruebas de hormigón
Se tomara muestras de hormigón en cilindros estándar de H=30cm y D=0.15cm, se
procurara tomar mínimo 2 muestras por estructura fundida. El ensayo que se realizara en
obra es asentamiento, y el ensayo en laboratorio será de compresión a los 7, 14, 28 días.
5.3.7. Sumideros de calzada
Para los sumideros de calzada, las dimensiones de estas serán definidas de acuerdo a su
distanciamiento, tipo de pavimento, el ancho de la vía, y la pendiente longitudinal,
Los sumideros contendrán sifones, mismos que trabajaran como sellantes hidráulicos
para evitar la propagación de malos olores, los sumideros serán de calzada, como
recomendación se construirán sumideros de (30 *45) cm cada 80 metros de longitud, o
en cada esquina de las manzanas que tenga el proyecto.
Las descargas de los sumideros se hará a los pozos de revisión, con tubería plástica de
250 mm, con sellante hidráulico (sifón) y rejilla de hierro fundido, la separación de los
barrotes de las rejillas serán no más de 5 cm entre cada una.
112
5.4. PRESUPUESTO REFERENCIAL
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA EN CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
TESIS
TEMA: DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO PARA EL BARRIO SAN FERNANDO DE LA PARROQUIA AMAGUAÑA DEL CANTÓN QUITO DE LA PROVINCIA DE PICHINCHA
RUBRO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.
UNITARIO TOTAL
CONEXIONES DOMICILIARIAS
01.003.4.01 EXCAVACION ZANJA A MANO H=0.00-2.75m (EN TIERRA)
m3 5.00 7.34 36.71
01.005.4.01 RELLENO COMPACTADO (MATERIAL DE EXCAVACION)
m3 4.70 5.46 25.67
03.008.4.01 CAJA DOMICILIARIA H=0.60-1.50M CON TAPA H.A.
u 43.00 189.42 8144.91
03.006.4.27 SILLA YEE 250*160 mm (MAT/TRANS/INST) u 12.00 53.43 641.15
03.006.4.07 SILLA YEE 400 X 160MM (MAT/TRAN/INST) u 15.00 59.14 887.17
03.009.4.06 SUMIDERO CALZADA CERCO/REJILLA H.DUCTIL (PROVISION Y MONTAJE)
u 18.00 261.03 4698.46
01.041.4.02
ENSAYO COMPACTACION CON DENSIMETRO NUCLEAR PARA CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
u 87.00 20.69 1799.90
MOVIMIENTO DE TIERRAS
01.001.4.02 REPLANTEO Y NIVELACION m 1880.12 1.67 3143.96
01.004.4.01 RASANTEO DE ZANJA A MANO m2 1631.79 2.40 3922.01
01.003.4.24 EXCAVACION ZANJA A MAQUINA H=0.00-2.75m (EN TIERRA)
m3 3050.00 3.67 11200.79
01.003.4.01 EXCAVACION ZANJA A MANO H=0.00-2.75m (EN TIERRA)
m3 50.00 7.34 367.14
01.005.4.01 RELLENO COMPACTADO (MATERIAL DE EXCAVACION)
m3 3000.00 5.46 16387.50
TUBERIAS
03.004.4.04 TUBERIA PVC UE ALCANTARILLADO D.N.I. 250MM (MAT.TRAN.INST)
m 632.70 58.63 37093.30
113
03.004.4.05 TUBERIA PVC UE ALCANTARILLADO D.N.I. 400MM (MAT.TRAN.INST)
m 1247.42 68.34 85254.30
POZOS DE REVISION TIPO B1
03.007.4.15 POZO REVISION H.S. H=1.26-2.00M (TAPA CERCO H.FUNDIDO Y PELDAÑOS)
u 23.00 562.39 12934.87
03.007.4.16 POZO REVISION H.S. H=2.01-2.50M (TAPA CERCO H.FUNDIDO Y PELDAÑOS)
u 11.00 711.90 7830.92
SEÑALIZACION Y MITIGACION AMBIENTAL
01.024.4.01 ROTULOS CON CARACTERISTICAS DEL PROYECTO (PROVISION Y MONTAJE)
m2 10.00 56.32 563.18
01.024.4.02
ROTULOS DE SEÑALIZACION EN TOOL, POSTES HG 2" - INCL. LOGOS Y LEYENDA (PROVISION Y MONTAJE)
m2 10.00 67.55 675.50
01.024.4.09 CINTA REFLECTIVA - ROLLO 3" X 200 PIES (CON LEYENDA)
u 30.00 19.34 580.29
01.022.4.07 POLIETILENO 0.2 mm m2 100.00 1.45 145.04
03.016.4.01 PASOS PEATONALES DE MADERA 1.2m ANCHO (2 usos)
m 10.00 27.50 275.05
01.024.4.08 CONO DE SEÑALIZACION VIAL u 10.00 18.06 180.61
07.005.4.07 VOLANTE INFORMATIVO - HOJA A5 (INCLUYE DISTRIBUCION)
u 500.00 0.06 28.41
07.005.4.29 CAMPAÑA EDUCATIVA INICIAL u 1.00 70.18 70.18
TRABAJOS VARIOS
01.016.4.27 DESEMPEDRADO m2 1631.79 2.42 3953.54
01.016.4.28 EMPEDRADO (INCLUYE MATERIAL) m2 1631.79 8.86 14456.08
01.016.4.29 REEMPEDRADO (MAT. EXISTENTE) m2 5.00 5.63 28.14
01.041.4.14 PRUEBAS HIDROSTATICAS EN RED DE ALCANTARILLADO D.I. DE 250 A 550mm
m 1880.12 0.97 1825.93
SUMAN $ 217,150.70
IMPREVISTOS
TOTAL 217,150.70
FEBRERO 2017
Tabla 27. PRESUPUESTO REFERENCIAL
Elaboró: 2. Quishpe Wilmer
114
CAPITULO VII
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
6.1. CONCLUSIONES
Por tratarse de un barrio alejado de la red principal esta presentara un sobreprecio
en el rubro de tuberías y excavaciones.
Se diseñó el sistema de alcantarillado combinado con un periodo de retorno de
25 años, tomando en consideración el lugar donde se va a desarrollar el proyecto
que es una zona rural, y la vulnerabilidad a la q se encuentra expuesta la zona de
proyecto en sí.
El sistema de alcantarillado que se ha propuesto ha seguido normas técnicas
indicadas por la EPMAPS para su diseño por ende es factible de realizar.
Para el estudio del sistema de alcantarillado combinado se tomó en cuenta varios
factores como físicos, ambientales y socio económicos del barrio para no afectar
de ninguna manera al ambiente la economía y a la integridad de sus habitantes.
Luego de realizar la comprobación con el programa informático swmm se pudo
determinar que el sistema trabaja en condiciones óptimas y que no va a existir
rebosamiento o inundación en ninguno de los pozos. Además por tratarse de un
paquete informático (modelador hidrodinámico), nos va a brindar mayor
precisión en los resultados obtenidos ya que el programa trabaja con algoritmos
informáticos, por ende el nivel de confianza es alto.
Con la ayuda del modelador hidrodinámico SWMM, pudimos comparar los
perfiles de la red de alcantarillado, teniendo como consecuencia que los perfiles
115
graficados con datos de la hoja de cálculo (EXCEL) son los mismos que los
perfiles del modelador hidrodinámico.
El modelador hidrodinámico SWMM es un programa que no presenta dificultad
al momento de ingresar parámetros, y el usuario en ningún momento deja de ser
el diseñador del mismo, pues es el que establece los condicionamientos y
parámetros para que el modelador trabaje de manera eficaz.
Todo el diseño de la red de alcantarillado se la hizo de manera que trabaje a
gravedad sin la necesidad de elementos mecánicos (bombas).
En el proyecto se propone un paso de servidumbre que comprenden los pozos
(PZ10-PZ13-PZ17) esto abaratará la construcción del sistema, puesto que
disminuyen considerablemente los cortes en la red de alcantarillado.
El proyecto presenta un costo aceptable 217150.70 USD para su ejecución, si se
compara con obras que fueron ya desarrolladas en barrios cercanos al barrio San
Fernando se puede decir que el costo es muy similar. y si se proyecta beneficios
a corto plazo este proyecto beneficiara a más moradores, pues el barrio en si está
creciendo.
6.2. RECOMENDACIONES.
El sistema de alcantarillado para el Barrio San Fernando de Amaguaña
representa en si un adelanto para el mismo, por ende se recomienda que en un
futuro se tome en cuenta para su construcción.
Se recomienda leer la norma de la EPMAPS antes del diseño para tener
conocimientos básicos del diseño.
116
Se recomienda buscar el financiamiento a través de la junta parroquial de
Amaguaña para la realización de este proyecto.
Se recomienda que este proyecto no quede solo en propuestas y se lo haga
realidad, lo más pronto posible, ya que el alcantarillado es un servicio básico de
mucha necesidad.
Se recomienda tener un mantenimiento periódico de la red con el fin de evitar
posibles daños antes de cumplir con su vida útil.
Se deberá tomar en cuenta la disposición final y los residuos que se envíen a las
alcantarillas puesto que estas podrían colapsar o taponar las redes, para de esta
manera minimizar los impactos ambientales.
117
6.3. BIBLIOGRAFIA
1. Agriculture, U. S. (1999). TR-55 . En U. S. Agriculture, Urban Hydrology for
small watersheds (pág. 164). Estados Unidos: second Ed.
2. AGUA, C. N. (2009). Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento.
Mexico.
3. ECUADOR, C. D. (2008). Constituion de la republica del Ecuador. Montecristi.
4. EMAAP-Q. (2009). Normas de diseño de agua potable y alcanatrillado para la
EMAAP-Q. Quito: 1.
5. Huber, W. &. (1992). Storm Water Management Model, Version 4: User's
Manual. Athens, GA: U.S. Environmental Protection Agency.
6. IEOS. (1992). Normas para estudio y diseño para sistemas de agua potable y
disposicion de aguas residuales mayores a 1000 habitantes. Quito: 1.
7. INEC. (14 de Diciembre de 2016). INSTITUTO NACIONAL DE ESTADISTICA
Y CENSOS. Obtenido de INEC web site:
http://www.ecuadorencifras.gob.ec/indice-de-precios-de-la-construccion/
8. INEN, C. (1992). Normas para estudio y diseño del sistema de agua potable y
alcantarillado. Quito: 1.
9. JUAREZ, B. R. (1992). Fundamentos de la Mecanica de Suelos Tomo I y II.
Mexico: Limusa.
10. Méndez, M. v. (2007). Tuberias a presion en los sistemas de abastecimiento de
agua. Caracas: Texto.
118
11. Pichincha, G. (2012). Plan de desarrollo y ordenamiento territorial de la
parroquia Amaguaña. plan de desarrollo y ordenamiento territorial Amaguaña,
44.
12. SEMPLADES. (Julio de 2013). sistema nacional de información. Obtenido de
sistema nacional de informacion: http://www.planificacion.gob.ec/wp-
content/uploads/downloads/2014/09/FOLLETO-Agua-SENPLADES.pdf
13. SEMPLADES. (2014). agua potable y alcantarillado para erradicar la pobreza en
el Ecuador. agua potable y alcantarillado para erradicar la pobreza en el
Ecuador, 88-91.
14. Ven Te Chow, D. R. (1994). Hidrologia Aplicada. Santa fe de Bogota,
Colombia: NOMOS S.A.
15. W.E Palacios, M. Z. (2014). HIDROMET/IDF2014. Quito: 3.
119
6.4. ANEXOS
6.4.1. MATRIZ DE LEOPOLD
120
6.4.2. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
VALORES DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD (n)
TIPO DE
CANAL DESCRIPCION MINIMO NORMAL MAXIMO
Conducto
cerrado
fluyendo
lleno
parcialmente
(metal)
Bronce liso 0.009 0.010 0.013
Acero 0.010 0.013 0.014
Acero fundido 0.012 0.014 0.015
Acero comercial 0.012 0.014 0.015
Metal corrugado 0.017 0.019 0.021
Conducto
cerrado
fluyendo
lleno
parcialmente
(no metal)
Lucita 0.008 0.009 0.010
Vidrio 0.009 0.010 0.013
Cemento 0.010 0.011 0.013
Concreto 0.010 0.011 0.013
Madera 0.010 0.012 0.014
Cerámica 0.011 0.013 0.017
PVC 0.080 0.100 0.110
Mampostería de ladrillo 0.011 0.013 0.015
Colectores sanitarios revestidos 0.012 0.013 0.016
Solera pavimentada 0.016 0.019 0.020
Mampostería cepillada 0.018 0.025 0.030
Cursos
naturales
Cursos en planicie 0.025 0.030 0.033
Cursos en montaña sin
vegetación 0.030 0.040 0.050
Pasturas sin arbustos 0.025 0.030 0.035
Áreas cultivadas 0.020 0.030 0.040
Arbustos 0.035 0.050 0.070
Arboles (bosques sauces) 0.110 0.150 0.200
Tabla 28. COEFICIENTE DE MANNING (n)
Elaboró: libro hidráulica de canales abiertos (Ven Te Chow 1959)
121
6.4.3. CERTIFICADO DE QUE EL BARRIO SAN FERNANDO NO TIENES
ESTUDIOS TECNICOS DE ALCANTARILLADO
122
6.4.4. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
123
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA EN CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
TESIS
TEMA: DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO COMBINADO PARA EL BARRIO SAN FERNANDO DE LA PARROQUIA AMAGUAÑA DEL CANTÓN QUITO DE LA PROVINCIA DE PICHINCHA
RUBRO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.
UNITARIO TOTAL
CONEXIONES DOMICILIARIAS
01.003.4.01 EXCAVACION ZANJA A MANO H=0.00-2.75m (EN TIERRA)
m3 5.00 7.34 36.71
01.005.4.01 RELLENO COMPACTADO (MATERIAL DE EXCAVACION)
m3 4.70 5.46 25.67
03.008.4.01 CAJA DOMICILIARIA H=0.60-1.50M CON TAPA H.A.
u 43.00 189.42 8144.91
03.006.4.27 SILLA YEE 250*160 mm (MAT/TRANS/INST) u 12.00 53.43 641.15
03.006.4.07 SILLA YEE 400 X 160MM (MAT/TRAN/INST) u 15.00 59.14 887.17
03.009.4.06 SUMIDERO CALZADA CERCO/REJILLA H.DUCTIL (PROVISION Y MONTAJE)
u 18.00 261.03 4698.46
01.041.4.02
ENSAYO COMPACTACION CON DENSIMETRO NUCLEAR PARA CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
u 87.00 20.69 1799.90
MOVIMIENTO DE TIERRAS
01.001.4.02 REPLANTEO Y NIVELACION m 1880.12 1.67 3143.96
01.004.4.01 RASANTEO DE ZANJA A MANO m2 1631.79 2.40 3922.01
01.003.4.24 EXCAVACION ZANJA A MAQUINA H=0.00-2.75m (EN TIERRA)
m3 3050.00 3.67 11200.79
01.003.4.01 EXCAVACION ZANJA A MANO H=0.00-2.75m (EN TIERRA)
m3 50.00 7.34 367.14
01.005.4.01 RELLENO COMPACTADO (MATERIAL DE EXCAVACION)
m3 3000.00 5.46 16387.50
TUBERIAS
03.004.4.04 TUBERIA PVC UE ALCANTARILLADO D.N.I. 250MM (MAT.TRAN.INST)
m 632.70 58.63 37093.30
03.004.4.05 TUBERIA PVC UE ALCANTARILLADO D.N.I. 400MM (MAT.TRAN.INST)
m 1247.42 68.34 85254.30
POZOS DE REVISION TIPO B1
124
03.007.4.15 POZO REVISION H.S. H=1.26-2.00M (TAPA CERCO H.FUNDIDO Y PELDAÑOS)
u 23.00 562.39 12934.87
03.007.4.16 POZO REVISION H.S. H=2.01-2.50M (TAPA CERCO H.FUNDIDO Y PELDAÑOS)
u 11.00 711.90 7830.92
SEÑALIZACION Y MITIGACION AMBIENTAL
01.024.4.01 ROTULOS CON CARACTERISTICAS DEL PROYECTO (PROVISION Y MONTAJE)
m2 10.00 56.32 563.18
01.024.4.02
ROTULOS DE SEÑALIZACION EN TOOL, POSTES HG 2" - INCL. LOGOS Y LEYENDA (PROVISION Y MONTAJE)
m2 10.00 67.55 675.50
01.024.4.09 CINTA REFLECTIVA - ROLLO 3" X 200 PIES (CON LEYENDA)
u 30.00 19.34 580.29
01.022.4.07 POLIETILENO 0.2 mm m2 100.00 1.45 145.04
03.016.4.01 PASOS PEATONALES DE MADERA 1.2m ANCHO (2 usos)
m 10.00 27.50 275.05
01.024.4.08 CONO DE SEÑALIZACION VIAL u 10.00 18.06 180.61
07.005.4.07 VOLANTE INFORMATIVO - HOJA A5 (INCLUYE DISTRIBUCION)
u 500.00 0.06 28.41
07.005.4.29 CAMPAÑA EDUCATIVA INICIAL u 1.00 70.18 70.18
TRABAJOS VARIOS
01.016.4.27 DESEMPEDRADO m2 1631.79 2.42 3953.54
01.016.4.28 EMPEDRADO (INCLUYE MATERIAL) m2 1631.79 8.86 14456.08
01.016.4.29 REEMPEDRADO (MAT. EXISTENTE) m2 5.00 5.63 28.14
01.041.4.14 PRUEBAS HIDROSTATICAS EN RED DE ALCANTARILLADO D.I. DE 250 A 550mm
m 1880.12 0.97 1825.93
SUMAN $ 217,150.70
IMPREVISTOS
TOTAL 217,150.70
FEBRERO 2017
125
6.4.5. PLANOS
6.4.5.1. IMPLANTACION GENERAL DEL BARRIO SAN FERNANDO.
6.4.5.2. AREAS DE APORTACION BARRIO SAN FERNANDO.
6.4.5.3. DATOS HIDRAULICOS DE LA RED DE ALCANTARILLADO.
6.4.5.4. PLANOS DE PERFILES LONGITUDINALES DE LA RED DE
ALCANTARILLADO.
6.4.5.5.DETALLES CONSTRUCTIVOS DE POZOS
6.4.5.6. DETALLE CONSTRUCTIVO DE CONEXIONES DOMICILIARIAS.
126
6.4.6. FOTOGRAFIAS
Figura 44. CASAS DE CONSTRUCCION MIXTA Y APEGADAS
Elaboró: Wilmer Quishpe
Figura 45. PREDIOS CON VEGETACION
Elaboró: Wilmer Quishpe
127
Figura 46. CALLE CAMILO PONCE (VIA DE ACCESO PRINCIPAL AL BARRIO SAN FERNANDO)
Elaboró: Wilmer Quishpe
Figura 47. PASAJE 1 S/N
