Universidad de San Carlos de Guatemala - …biblioteca.usac.edu.gt/EPS/08/08_0002.pdf · TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR

Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil

DISEÑO DE INTRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE DE LA ALDEA RANCHO DE TEJA, DEL MUNICIPIO DE SACAPULAS,

EL QUICHÉ

Oscar David Armas Barrios Asesorado por Ing. Manuel Arrivillaga Ochaeta

Guatemala, abril de 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DISEÑO DE INTRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE DE LA ALDEA RANCHO DE TEJA, DEL MUNICIPIO DE SACAPULAS,

EL QUICHÉ

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

OSCAR DAVID ARMAS BARRIOS

ASESORADO POR: ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA OCHAETA

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, ABRIL DE 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

Decano: Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

Vocal I: Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

Vocal II: Lic. Amahán Sánchez Álvarez

Vocal III: Ing. Julio David Galicia Celada

Vocal IV: Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

Vocal V: Br. Elisa Yazminda Vides Leiva

Secretario: Ing. Carlos Humberto Pérez Rodríguez

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

Decano: Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

Examinador: Ing. Carlos Salvador Gordillo García

Examinador: Ing. Ángel Roberto Sic García

Examinador: Ing. Christa Classon de Pinto.

Secretario: Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de

Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado:

DISEÑO DE INTRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE DE LA

ALDEA RANCHO DE TEJA, DEL MUNICIPIO DE SACAPULAS,

EL QUICHÉ

Tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil con

fecha 13 de octubre de 2004

Oscar David Armas Barrios

AGRADECIMIENTOS

A la Universidad de San Carlos de Guatemala, especialmente a la Facultad de

Ingeniería.

Al ingeniero Manuel Alfredo Arrivillaga, por la asesoría prestada en la realización del

presente trabajo de graduación.

Al ingeniero Erik Torres y el ingeniero Giovanni Líquez, por su apoyo en la realización

de mi E.P.S. y este trabajo de graduación.

A los habitantes de la aldea Rancho de Teja, Sacapulas, El Quiché, por haberme

brindado su ayuda y amistad durante la realización de mi Ejercicio Profesional

Supervisado.

ACTO QUE DEDICO A

Dios Por su misericordia y haberse glorificado en mí,

permitiendo que culminara con éxito mi carrera

profesional.

Mi esposa Paola de León de Armas,

por su amor, comprensión y apoyo

Mis padres Rosa Manuela Barrios Schaub de Armas,

dedicado a tu memoria madre linda Q.E.P.D.

Otto Francisco Armas Schaad,

un reconocimiento a sus múltiples esfuerzos.

Mis hermanos Carlos Roberto

Roxana Patricia

Schirley Lisbeth

Gabriela Marisol

Juan Pablo

Karlen Paola

Abner Ricardo

Francisco Stiven

Gracias por su cariño y en especial a

Schirley y Gabriela por su gran apoyo brindado.

Mis cuñados Alan Platero

Ángel Torres

Francisco Echeverría

William Cifuentes

Miguel de León Q.E.P.D.

Francisco de León

Augusto de León

Gracias por su aprecio, en especial a

Alan Platero, por su apoyo

Mis sobrinos Oscar Platero

Alan Platero

Ericka Torres

Schirley Torres

Fernanda Torres

Keneth Armas,

Gracias por su cariño

Mis suegros Miguel De León

Aura Arriola de De León

Todos mis amigos y a toda mi familia

I

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES IV

GLOSARIO VI

RESUMEN VIII

OBJETIVOS IX

INTRODUCCIÓN X

1. MONOGRAFÍA DE LA ALDEA RANCHO DE TEJA

1.1 Aspectos geográficos 1

1.1.1 Ubicación y localización 1

1.1.2 Límites 1

1.1.3 Altura y clima 1

1.1.4 Topografía 2

1.1.5 Vías de acceso 2

1.2 Aspectos demográficos 3

1.2.1 Población 3

1.2.2 Distribución de la población 3

1.3 Aspectos socio-económicos 3

1.3.1 Etnia, religión y costumbres 3

1.3.2 Actividad económica 4

1.4 Aspectos de infraestructura 4

1.4.1 Servicios públicos 4

1.4.2 Diseño arquitectónico de viviendas 5

1.4.3 Tipología de viviendas 5

II

1.5 Aspectos de salubridad 5

1.5.1 Formas de abastecimiento de agua 5

2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL

2.1 Diseño de introducción de agua potable de la aldea Rancho de Teja

del municipio de Sacapulas, El Quiché. 7

2.1.1 Descripción general del proyecto 7

2.1.2 Visita preliminar de campo 7

2.1.2.1 Aforo de fuentes 8

2.1.2.2 Muestras de agua 9

2.1.3 Exámenes del agua 9

2.1.3.1 Examen bacteriológico 9

2.1.3.2 Examen físico-químico sanitario 9

2.1.4 Levantamiento topográfico 10

2.1.4.1 Planimetría 10

2.1.4.2 Altimetría 10

2.1.5 Bases de diseño 11

2.1.5.1 Cálculo de población futura 11

2.1.5.1.1 Tasa de crecimiento poblacional

11

2.1.5.1.2 Período de diseño 11

2.1.5.1.3 Población futura 12

2.1.5.2 Dotación 13

2.1.5.3 Factores de consumo 13

2.1.5.3.1 Consumo medio diario 13

2.1.5.3.2 Consumo máximo diario 14

2.1.5.3.3 Consumo máximo horario 16

2.1.6 Diseño hidráulico 17

III

2.1.6.1 Fórmulas, coeficientes y diámetros de tubería 17

2.1.6.2 Clase y presiones de trabajo de tuberías 17

2.1.6.3 Velocidades y presiones mínimas y máximas 18

2.1.6.4 Diseño hidráulico de la línea de conducción 18

2.1.6.5 Diseño hidráulico de la red de distribución 23

2.1.7 Obras hidráulicas 26

2.1.7.1 Caja de captación 27

2.1.7.2 Caja reunidora de caudales 27

2.1.7.3 Válvula de limpieza 27

2.1.7.4 Válvula de aire 28

2.1.7.5 Caja rompe presión 28

2.1.7.6 Pasos de zanjón, recubrimientos y anclajes 29

2.1.7.7 Conexión predial 30

2.1.7.8 Pasos aéreos 30

2.1.7.9 Tanque de distribución 45

2.1.8 Sistema de desinfección 57

2.1.9 Integración del presupuesto 60

CONCLUSIONES 66

RECOMENDACIONES 67

BIBLIOGRAFÍA 68

APÉNDICES 69

IV

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1 Diseño hidráulico de E-0 a E-12 20

2 Paso aéreo de 30 metros de longitud 31

3 Corte actuante y corte punzonante 41

4 Tanque de distribución de 10 m3 de la línea No. 1 48

5 Losa superior del tanque de distribución de 10 m3 49

6 Diagrama de momentos de losa superior 51

7 Muro de gravedad del tanque de distribución de la línea No. 1 54

8 Gráfica de hipoclorador automático PPG 3015 59

9 Localización de la aldea Rancho de Teja 69

10 Análisis bacteriológico nacimiento línea No. 1 70



13 Análisis físico químico sanitario nacimiento línea No. 1 73



16 Planta de conjunto 81

17 Línea de conducción No. 1 82

18 Línea de distribución No. 1 83

19 Línea de distribución No. 1 84

20 Línea de conducción y distribución No. 2 y No. 3 85

21 Obras hidráulicas 86

22 Sistema de instalación de hipoclorador y detalle de conexión predial 89

V

TABLAS

I Tensiones de cable principal para diferentes valores de flecha 34

II Longitud de péndolas 36

III Peso de muro de gravedad del tanque de distribución de la línea No. 1 55

IV Modelo de hipocloradores automáticos PPG 58

V Costo de obras hidráulicas 62

VI Costo de tuberías y accesorios de PVC y HG 62

VII Costo de dirección técnica 63

VIII Costo de mano de obra especializada 63

IX Costo de mano de obra local 64

X Gastos de operación 64

XI Integración del presupuesto 65

XII Cálculo hidráulico 76

VI

GLOSARIO

Aforo Medir el volumen de agua que lleva una corriente por

unidad de tiempo.

Agua potable Agua que, por sus características de calidad especificadas, es adecuada para el consumo

humano.

Caudal Volumen de agua escurrido en la unidad del tiempo

(segundo).

Cloración Desinfección del agua por medio del cloro.

Columna de agua Carga de presión, en Newton

metroNewton −

Consumo Cantidad de agua utilizada por la población en

litros/habitante/día.

Cota piezométrica Altura de presión de agua que se tiene en un punto

específico, en Newton

metroNewton −

Demanda de agua Cantidad de agua que la población requiere para poder

satisfacer sus necesidades básicas.

VII

Límite máximo aceptable Es el valor de la concentración de cualquier característica de

calidad del agua, arriba de la cual el agua pasa a ser

rechazable por los consumidores.

Límite máximo permisible Es el valor de la concentración de cualquier característica

de calidad de agua, arriba de la cual el agua no es adecuada

para el consumo humano.

Manantial También llamado nacimiento, es la salida al exterior del

agua subterránea.

Mortero Mezcla de un cementante, un agregado fino y agua, para la cementación de piezas de concreto.

Pérdida de carga Baja de la presión debido a la fricción que existe entre el agua y las paredes de la tubería.

VIII

RESUMEN

El presente trabajo es acerca de la planificación del proyecto de introducción de

agua potable a la aldea Rancho de Teja, para lo cual se utilizarán métodos y

herramientas de la Ingeniería Civil.

En el capítulo I se presenta una investigación monográfica de la comunidad, en

donde se describen los aspectos geográficos, demográficos, socio-económicos, de

infraestructura y de salubridad.

En el capítulo II se presenta el servicio técnico profesional, el cual está

conformado por el diseño del sistema de agua potable. En éste se describe lo siguiente:

la visita preliminar de campo, en donde se presenta el aforo de las fuentes; el

levantamiento topográfico, tanto la planimetría como la altimetría; las bases de diseño,

el diseño hidráulico de la línea de conducción y red de distribución; las obras hidráulicas

que conforman el proyecto como la caja de captación, caja reunidora de caudales,

válvulas de aire y limpieza, cajas rompe presión, tanque de distribución, recubrimientos,

anclajes y pasos aéreos. También se incluye la integración del presupuesto.

Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones del proyecto y se

agregan los apéndices correspondientes, como diseño hidráulico y planos del proyecto.

IX

OBJETIVOS

1. Diseñar el sistema de introducción de agua potable de la aldea Rancho de Teja del

municipio de Sacapulas, El Quiché.

.

2. Desarrollar una investigación monográfica, así como un diagnóstico de las

prioridades en cuanto a servicios básicos e infraestructura de la comunidad.

3. Desarrollar un proceso de educación en salud para los miembros del comité pro-

mejoramiento de la aldea Rancho de Teja y la población en general.

X

INTRODUCCIÓN

El déficit actual de cobertura de los servicios de agua potable en el área rural, así

como los sistemas que proveen agua con cierto grado de alteración, por falta de

tratamiento adecuado y la alteración de los sistemas hídricos (cuencas hidrográficas),

han provocado que gran parte de la población guatemalteca sufra de enfermedades de

origen hídrico. Según el Instituto Nacional de Estadística, INE, de las diez primeras

causas de morbilidad que se relacionan con enfermedades infecciosas, el 50% están

relacionadas con agua y saneamiento. La principal causa de mortalidad general del país

corresponde a enfermedades infecciosas intestinales, que representan entre el 15 y 20 %

de todas las causas de muerte y el 40% de la mortalidad infantil. La principal causa son

las enfermedades diarreicas. Las cifras más altas se registran en el área rural.

Según la Secretaría General de Planificación Económica, SEGEPLAN, y el

Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social, MSPAS, en 1994 el déficit de cobertura

de los servicios de agua potable en el área rural fue de 51%. El 30% de esta población

servida cuenta con un servicio deficiente debido a la mala calidad del agua suministrada,

sistemas de control, operación y mantenimiento deficientes, índices elevados de

pérdidas, deficiencias en los materiales y sistemas constructivos, falta de tecnologías

apropiadas, ausencia de sistemas apropiados de tarifas y recaudación, y carencia total de

recursos humanos calificados. Todo esto reduce dramáticamente el porcentaje de

cobertura de estos servicios.

Esta problemática no es ajena a la aldea Rancho de Teja, del municipio de

Sacapulas, departamento de El Quiché. El objetivo principal del presente trabajo de

graduación es proponer una solución al problema de agua potable que afronta la

comunidad en estudio, por medio de un sistema de agua potable por gravedad.

XI

El trabajo de graduación está conformado por dos capítulos: en el primero se

describe la monografía de las dos comunidades y en el segundo se presenta el servicio

técnico profesional.

1

1. MONOGRAFÍA DE LA ALDEA RANCHO DE TEJA

1.1 Aspectos geográficos

1.1.1 Ubicación y localización

La comunidad de la aldea Rancho de Teja, se ubica en el municipio de Sacapulas,

departamento de El Quiché, región VI o región nor occidental. Se localiza a 36

kilómetros de la cabecera departamental, al noroeste de la cabecera municipal y a 206

kilómetros de la ciudad capital. Las coordenadas geodésicas de la cabecera municipal

son: latitud 15°14’50’’ y longitud 91 0 10’27” (ver figura 9, apéndice 1).

1.1.2 Límites

La aldea Rancho de Teja limita al norte con la aldea Trapichitos (Sacapulas, El

Quiché), al sur con la aldea Panimá (San Pedro Jocopilas, El Quiché), al este con la

aldea de Río Blanco y Guantajau (Sacapulas, El Quiché) y al oeste con la aldea Parraxtut

(Sacapulas, El Quiché).

1.1.3 Altura y clima

La aldea Rancho de Teja se encuentra a una altura de aproximadamente 1,540

metros sobre el nivel del mar, por lo que presenta un clima templado. El invierno se

extiende de mayo a octubre. Según el Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología,

Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH), la estación meteorológica más cercana al

municipio de Sacapulas es la de la cabecera departamental, que registra los siguientes

datos:

2

a) Temperatura media anual de 22° C y temperatura mínima anual de 10° C.

b) En el año 2003 la precipitación mínima se dio en el mes de junio (5.50 mm.) y la

máxima, en el mes de septiembre (207.00 mm.)

c) Temperatura máxima absoluta anual de 28° C y temperatura mínima absoluta 12°

C.

d) Humedad relativa media anual de 86%, humedad relativa máxima anual de 95%

y humedad relativa mínima anual de 76%.

e) Evaporación a la sombra en el año de 1994, 2.5mm.

f) Nubosidad de cuatro octas, en el año 2002.

1.1.4 Topografía

El suelo de esta comunidad pertenece a la altiplanicie central del departamento de

El Quiché1. Son suelos poco profundos bien drenados, más sueltos y menos arcillosos,

desarrollados sobre ceniza volcánica pomácea firmemente cementada en un clima

húmedo seco relativamente templado. Se caracterizan por sus pendientes escarpadas El

suelo superficial1 es de color café obscuro, de textura y consistencia franco arcillo

arenoso, con espesor de 20 centímetros. El subsuelo1, de color café rojizo y amarillento,

es plástico cuando está húmedo y duro cuando está seco, con espesor aproximado de 50

a 70 centímetros. Es un tipo de suelo franco arcillo arenoso.

1.1.5 Vías de Acceso

La vía para llegar a esta comunidad, partiendo desde la cabecera departamental es

la siguiente: se recorren 38 kilómetros de carretera asfaltada hasta llegar a la aldea de

Rancho de teja que se encuentra antes de llegar al municipio de Sacapulas, y se localiza

1 Charles Simons. Clasificación de reconocimiento de los suelos de la República de Guatemala. (Guatemala: Editorial del Ministerio de Educación Pública, 1959) apéndice B, pág. 878.

3

a la orilla de la cinta asfáltica y su centro de plaza es a la orilla del camino. El acceso a

esta comunidad es único y no es problema el ingreso a la aldea tanto en verano como en

invierno, a pesar que dentro de la aldea todo es de terreno natural hasta adentro de

algunas casas.

1.2 Aspectos demográficos

1.2.1 Población

Actualmente la comunidad de la aldea Rancho de Teja tiene un total de 70

familias. Hay 90 casas en total y 315 habitantes, lo que da un promedio de 4 personas

por familia. El 100% de los habitantes carece de un sistema de agua potable.

1.2.2 Distribución de la población

El 60% de la población son niños menores de 15 años, el 15% son jóvenes de 16 a

18 años y el restante 25% son adultos mayores de 18 años. Por sexo, el 60% son

mujeres y el 40% son hombres. La razón por la que en esta comunidad existen más

niños y la mayor parte de la población es femenina, es porque buscan un mejor nivel de

vida, una gran parte de hombres adultos ha salido de su tierra para trabajar en otros

lugares como el municipio de Sacapulas, la ciudad y Estados Unidos.

1.3 Aspectos socio-económicos

1.3.1 Etnia, religión y costumbres

La comunidad de Rancho de Teja desciende de la etnia quiché, pero como en el

municipio de Sacapulas la gente habla sacapulteco, también en la aldea lo hablan, así

como el idioma español. La mayoría de habitantes profesa la religión evangélica (65%)

4

y el resto (35%) profesa la religión católica. La única costumbre es celebrar el día de la

feria de Sacapulas, que es el 26 de agosto.

1.3.2 Actividad económica

Estas comunidades respaldan parte de su economía en actividades agrícolas. Sus

principales cultivos son el maíz, papa, ajo y frijol. La mayor parte de estos cultivos son

para el consumo familiar y una mínima parte es para comerciar en la cabecera

municipal.

Además de la agricultura se dedican a la crianza de animales domésticos como

pollos, cabras y vacas.

Como se mencionó en el numeral 1.2.2, una mínima parte de los familiares de esta

comunidad trabaja en los Estados Unidos de América y la ciudad capital para ayudar

económicamente a sus familias. Otra parte de la población vende su fuerza de trabajo a

empresas constructoras de viviendas y de carreteras de lugares aledaños. Una mínima

parte se dedica al comercio en Sacapulas.

1.4 Aspectos de infraestructura

1.4.1 Servicios públicos

La aldea de Rancho de Teja cuenta con el servicio de energía eléctrica

proporcionado por Distribuidora de Electricidad de Occidente S. A. (DEOCSA), con la

desventaja de que este servicio es deficiente. También hay un cementerio y una iglesia

evangélica, un templo católico y una escuela primaria. Esta imparte los grados de

primero a sexto, cuenta con tres aulas y cuatro profesores, con un promedio de 19

alumnos por grado.

5

1.4.2 Diseño arquitectónico de viviendas

Las viviendas están conformadas por tres ambientes, distribuidos en dos

dormitorios y una cocina de leña por medio de estufas mejoradas.

1.4.3 Tipología de viviendas

Las casas están construidas con paredes de adobe, algunas con cubierta de lámina

de zinc y otras con techo de teja y piso de tierra. Son pocas las que tienen

construcciones con block y piso de granito de mármol o torta de cemento alisado.

1.5 Aspectos de salubridad

1.5.1 Formas de abastecimiento de agua

La comunidad de la aldea Rancho de Teja se abastece de nacimientos

cercanos de poco caudal, de agua de llena cántaros de comunidades cercanas y de uno

que tienen en el centro de la aldea (instalado en 1,999). El agua es acarreada de estos

lugares y depositada en recipientes, para ser utilizada en la cocina, higiene personal y

para los animales domésticos.

6

2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL

2.1 Diseño de introducción de agua potable de la aldea Rancho de Teja del

municipio de Sacapulas, El Qhiché

2.1.1 Descripción general del proyecto

El proyecto consiste en tres líneas que abastecerán de agua a la comunidad de la

aldea Rancho de Teja, de la siguiente forma: la línea uno captará tres nacimientos de

brote definido, los cuales serán unificados hacia una caja reunidora de caudales y

conducidos por gravedad a un tanque de almacenamiento. Este servirá para las

viviendas que se sitúan en el lado más alto de la aldea. La línea dos captará dos

nacimientos, se hará una caja captación y tanque de almacenamiento. Los dos

nacimientos están sobre la misma línea y en una parte más baja que el tanque de

almacenamiento de la primera línea de distribución, para que llegue el agua a las

viviendas que se encuentran en la parte más baja de la aldea. Finalmente, la línea tres

captará un nacimiento que será conducido a otro tanque de almacenamiento para el lado

más alejado del centro de la comunidad. Estas distribuciones serán dadas por medio de

redes abiertas y conexiones prediales.

2.1.2 Visita preliminar de campo

Esta visita se realizó con el propósito de establecer la factibilidad técnica del

proyecto. Durante la misma se llevó a cabo la altimetría y planimetría preliminar de las

comunidades utilizando una estación total, que es 10 veces más precisa que un teodolito

convencional. Los datos obtenidos muestran para los primeros tres nacimientos que hay

una diferencia de nivel fuente-aldea Rancho de Teja de 400 metros y longitud de 7

kilómetros, lo que da una razón de 57 m/km. Para los segundos dos nacimientos, una

7

diferencia de nivel fuente-aldea de 90 metros y longitud de 2 kilómetros, a una razón de

45 m/km. Para el último nacimiento, una diferencia de nivel fuente-aldea de 120 metros

en 2 kilómetros, lo que da una razón de 60m/km. De acuerdo a esta información, se

determinó que el proyecto es técnicamente factible por gravedad.

Las normas de diseño de abastecimiento de agua potable a zonas rurales de

Guatemala indican que, en comunidades donde la diferencia de nivel fuente-comunidad

sea mayor o igual a 10m/Km. y longitud fuente-comunidad mayor de 6 kilómetros, el

levantamiento topográfico que debe realizarse es de segundo orden o taquimétrico.

Como el levantamiento se realizó con una estación total, no hay necesidad de hacerlo

por medio del método taquimétrico: con la estación total podemos trabajar por medio de

coordenadas x,y,z lo que nos ayuda a simplificar un poco más el trabajo.

2.1.2.1 Aforo de fuentes

Las seis fuentes de agua son manantiales de agua subterránea, las cuales fueron

aforadas en época de verano en noviembre de 2003, por medio del método volumétrico.

El recipiente utilizado fue de 21.21 litros de volumen. Se llenó 3 veces en cada

nacimiento y se tomó en cada uno el tiempo de llenado para obtener el tiempo promedio.

El resultado para el primer nacimiento fue de 0.09 l/s, el segundo, 0.16 l/s; el tercero,

0.05 l/s; el cuarto, 0.05 l/s; el quinto, 0.16 l/s y el sexto, 0.16 l/s, lo que da un caudal

total de 0.67 l/s. Estos se distribuyeron en orden de su conducción a los distintos

tanques de almacenamiento, de la siguiente forma: la línea uno consta de un caudal de

conducción del nacimiento primero más el nacimiento segundo y el nacimiento tercero,

para un total de 0.30 l/s para 55 casas; la línea dos consta de un caudal de conducción

del nacimiento cuarto más el nacimiento quinto, para un total de 0.21 l/s para 23 casas;

la línea tres consta de un caudal de 0.16 l/s para 12 casas.

8

2.1.2.2 Muestras de agua

Con el fin de conocer las características físicas, químicas y bacteriológicas de las

fuentes, se tomaron muestras de cada una de ellas. Para el examen físico-químico se

utilizó un recipiente de plástico de 1 galón transportado sin refrigeración. Para el

examen bacteriológico se utilizaron envases esterilizados de boca ancha y tapón

hermético, los que se transportaron en refrigeración y fueron entregados en el laboratorio

en un término de 24 horas.

2.1.3 Exámenes del agua

2.1.3.1 Examen bacteriológico

Según los resultados del Laboratorio de Química y Microbiología Sanitaria del

Centro de Investigaciones de Ingeniería (CII) de la Universidad de San Carlos de

Guatemala, los exámenes de calidad del agua (ver apéndice 2) presentan, en las tres

fuentes más importantes de los seis nacimientos, un número más probable de gérmenes

coliformes en una muestra de 100 cm 3 mayor de 1600 coliformes totales. Por tanto,

desde el punto de vista bacteriológico, el agua no exige más que un simple tratamiento

de desinfección en los tres nacimientos, según normas internacionales de la

Organización Mundial de la Salud para fuentes de agua.

2.1.3.2 Examen físico-químico sanitario

Desde el punto de vista de calidad física y calidad química, el agua de los tres

nacimientos cumple con la norma internacional de la Organización Mundial de la Salud

para fuentes de agua. Solo se recomienda una cantidad de cloro para desinfección (ver

apéndice 2).

9

2.1.4 Levantamiento topográfico

El levantamiento topográfico se realizó en las tres líneas de conducción, así como

en la red de distribución de la comunidad. Todas las casas fueron radiadas con el fin de

obtener la distancia de éstas a la red de distribución, así como de sus cotas de terreno

para que cuando se ejecute el proyecto se tenga un dato exacto de que el agua llegará a

las casas sin ningún problema. En la libreta topográfica se anotaron todos los accidentes

geográficos como pasos de ríos y de riachuelos, quebradas, zanjones, caminos vecinales,

veredas, puntos altos del terreno y tipo de suelo.

2.1.4.1 Planimetría

El levantamiento planimétrico se efectuó por medio de coordenadas X y Y que

proporciona la estación total en sus datos almacenados. Se utilizó el siguiente equipo:

estación total, prismas, brújula, plomada, estacas, clavos y pintura.

2.1.4.2 Altimetría

El levantamiento altimétrico se realizó por medio de coordenadas Z, utilizando el

mismo equipo de planimetría. Se partió de una referencia (BM), ubicada en la E-0 con

cota 1000 m. La cota topográfica de una estación a otra la da la diferencia de

coordenadas Z en la estación total. Con un teodolito convencional habría que calcularlo

mediante la siguiente fórmula:

[ ])2()(2/1 ∠×−××+−+= SENOHIHSKHMAICCT ant

Donde:

Cant = cota anterior

AI = altura de instrumento

10

HS = hilo superior

HM = hilo medio

HI = hilo inferior

K = constante del aparato = 100

∠ = ángulo cenital

2.1.5 Bases de diseño

Las bases de diseño dependen de diversos factores como el nivel de vida de la

población, clima, actividad productiva, patrones de consumo de la población, aspectos

socioeconómicos etc. A falta de alguno de estos factores se tomará como base lo que

establece el Plan Nacional de Abastecimiento de Agua Potable y Saneamiento para el

área rural de Guatemala en las normas de diseño de abastecimientos de agua potable a

zonas rurales. A continuación se describen las bases de diseño utilizadas para el

proyecto.

2.1.5.1 Cálculo de población futura

2.1.5.1.1 Tasa de crecimiento poblacional

La comunidad de la aldea Rancho de Teja no cuenta con censos de población, por

tal motivo se tomó la tasa de crecimiento de la cabecera municipal. Según el Instituto

Nacional de Estadística, INE, es del 2.5%.

2.1.5.1.2 Período de diseño

Éste es el tiempo que contempla que el servicio será satisfactorio para la población

de diseño. Para determinar este tiempo se tomó en cuenta el período de vida útil de los

materiales y el tipo de proyecto. Dicho período es de 20 años máximo.

11

2.1.5.1.3 Población futura

El cálculo de población futura, según el período de diseño adoptado para el

proyecto, se calculó por medio del método de crecimiento geométrico, el cual se

describe a continuación.

( ) nactual rPPF +×= 1

Donde:

PF = población futura a los 20 años para las líneas 2, 3 y para la línea 1, de 15

años

Pactual = población actual

r = tasa de crecimiento poblacional

n = período de diseño

Al sustituir los datos en la fórmula se obtiene:

Para la línea No. 1, a 15 años para no exceder el caudal de aforo

( )15total 025.01175PF +×=

habitantes253PFtotal =

Para la línea No. 2:

( )20total 025.0190PF +×=


12


( )20total 025.0150PF +×=


2.1.5.2 Dotación

Para determinar la dotación de estas comunidades se tomaron en cuenta los

siguientes aspectos: el clima es frío, la conexión será predial, capacidad y disponibilidad

de pago. Principalmente se tomó en cuenta la disponibilidad de agua de las fuentes, por

lo que la cantidad de agua asignada en un día para cada usuario es de 80

litros/habitantes/día.

2.1.5.3 Factores de consumo

2.1.5.3.1 Consumo medio diario

El caudal medio se obtiene del producto de la dotación adoptada por el número de

habitantes, que se estiman al final del período de diseño.

86400PD

Qm futura×=

Donde:

Qm = Caudal medio en litros/segundo

D = Dotación en litros/habitante/día


13

Para la línea No. 1

dos86400seguntes253habitana80l/hab/díQm ×

=

/segundo0.23litrosQm =


dos86400seguntes147habitana80l/hab/díQm ×

=



dos86400segunes88habitanta80l/hab/díQm ×

=


2.1.5.3.2 Consumo máximo diario

El consumo máximo diario o caudal de conducción es el mayor consumo que se da

en un día del año. A falta de registros de consumos en el año en Rancho de Teja, este

consumo será el producto de multiplicar el consumo medio diario por un factor que

oscila entre 1.2 y 1.5: 1.2 para poblaciones futuras mayores de 1000 habitantes y 1.5

para poblaciones futuras menores de 1000 habitantes. Se adoptó para el proyecto un

factor de 1.2.

QmFDMQc ×=

14

Donde:

Qc = Consumo máximo diario o caudal de conducción

FDM = Factor de día máximo

Qm = Consumo medio diario


Para la línea No 1:

/segundo0.23litros1.2Qc ×=

/segundo0.28litrosQc =







Se debe comprobar que:

Totalconducciónaforo QQ > ( )QQ(Q línea3conducciónlínea2conducciónlínea1conducción ++

/segundo)0.10litros/segundo0.17litross/segundo(0.28litro/segundos0.55litros/segundo0.67litros

++>

Con una dotación de 80 litros/habitante/día y conexión predial para cada

beneficiario, las seis fuentes satisfacen la demanda de la población para un período de

diseño de 20 años en las líneas dos y tres, y un período de 15 años en la línea uno.

15

2.1.5.3.3 Consumo máximo horario

El consumo máximo horario o caudal de distribución es el máximo consumo que

se da en una hora del día. Se determina multiplicando el consumo medio diario por un

coeficiente que varía de 2.2 a 2.5: 2.2 para poblaciones futuras mayores de 1000

habitantes y 2.5 para poblaciones futuras menores de 1000 habitantes. Para las

comunidades en estudio se adoptó un factor de 2.2.

QmFHMQd ×=

Donde:

Qd = Consumo máximo horario o caudal de distribución

FHM = Factor de hora máximo

Qm = Consumo medio diario



/segundo0.23litros2.2Qd ×=

/segundo0.51litrosQd =







16

2.1.6 Diseño hidráulico

2.1.6.1 Fórmulas, coeficientes y diámetros de tubería

Para el cálculo de la línea de conducción y red de distribución se utilizaron las

ecuaciones de continuidad y de conservación de la energía, así como la fórmula empírica

para fluidos de agua de Hazen Williams, empleada para las pérdidas de carga en tuberías

cerradas a presión. A continuación se describe la ecuación de Hazen Williams:

87.4852.1

852.1811.1743DC

QLhf×

××=

Donde:

hf = Pérdida de carga por fricción en metros

L = Longitud del tramo en metros

Q = Caudal conducido en litros / segundo

C = Coeficiente de fricción de Hazen Williams, que depende de la rugosidad

del material, para tubería PVC se adoptará 150 y para HG 100

(adimensional)

D = Diámetro interno de la tubería en pulgadas

2.1.6.2 Clase y presiones de trabajo de tuberías

En la mayor parte del proyecto se utilizará tubería de cloruro de polivinilo (PVC)

bajo las denominaciones SDR (relación de diámetro exterior, espesor de pared), de las

cuales se usarán las siguientes:

SDR 13.5, presión de trabajo de 315 PSI (222 mca)

SDR 17, presión de trabajo de 250 PSI (176 mca)

SDR 26, presión de trabajo de 160 PSI (113 mca)

17

Para tramos donde la presión de trabajo sea mayor y donde no se puede excavar

por el tipo de suelo, se usará tubería de hierro galvanizado tipo liviano.

2.1.6.3 Velocidades y presiones mínimas y máximas

La velocidad mínima recomendable es de 0.60 metros / segundo, pero debido a

que el caudal no contiene sedimentos, este valor puede ser menor. La velocidad máxima

será de 3 metros/segundo.

La presión estática en la línea de conducción no debe ser mayor al 80% de la

presión de trabajo de las tuberías. En redes de distribución no debe ser mayor de 60

metros columna de agua donde existan casas que se alimenten de algún punto cercano a

línea de distribución; esto es porque las llaves de los chorros no resisten presiones

mayores a los 60 mca. En algunos casos, donde no existan viviendas cerca, se puede

aumentar la presión colocando tubería que resista mayores presiones, lo cual disminuirá

los costos del proyecto. La presión mínima de llegada a cualquier obra de arte y en

cualquier línea debe ser de 6 metros columna de agua, según normas de diseño de

abastecimiento de agua potable a zonas rurales de Guatemala. Esto donde sea posible ya

que hay algunos lugares donde la presión de llegada es de 3 metros columna de agua

debido a la topografía del lugar, por lo que se debe rodear el lugar a manera de aumentar

la presión en esos puntos.

2.1.6.4 Diseño hidráulico de la línea de conducción

A continuación, se diseñará la línea de la caja captación E-0 a la caja reunidora de

caudales (E-12):

18

Datos del tramo:

Longitud = 570.81 metros (incluye un 3% de factor de ondulación)

Caudal = 0.09 litros / segundo

Tubería PVC = 150 (coeficiente de Hazen Williams)

Cota E-0 = 999.08 metros


En la figura 1 se muestra un esquema de este tramo.

19

Figura No. 1 Diseño hidráulico de E-0 a E-12

20

Primero, se calcula la pérdida de carga disponible o diferencia de nivel entre las

estaciones, es decir:

s79.76metro919.32)(999.08)Cota(Cotahf 12E0Edisponible =−=−= −−

Para esta pérdida de carga disponible se obtendrá un diámetro teórico. Despejando

de la fórmula de Hazen Williams el diámetro se sustituyen los datos, lo que da como

resultado lo siguiente:

4.871

disponible1.852

1.852

teórico HfCQL1743.811D ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

×××

=

Al sustituir los datos se obtiene:

as0.41pulgad79.76150

0.09570.811743.811D4.87

1

1.852

1.852

teórico =⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

×××

=

Este resultado se aproxima a un diámetro comercial superior e inferior. Al

calcular para cada diámetro la pérdida de carga, se selecciona el diámetro que dé mejor

resultado al diseño hidráulico. Para este ejemplo fue el mayor, de 1/2” SDR 13.5, con un

diámetro interno de 0.716”.

5.55metros0.716150

0.09570.811743.811hf 4.871.852

1.852

=×

××=

La presión estática en este tramo será igual a la carga disponible o diferencia de

nivel entre las dos estaciones, es decir, 79.76 mca (metros columna de agua). El 80% de

21

la presión de trabajo de la tubería propuesta es de 90 mca, el cual es superior a la presión

estática. Esto nos asegura que la tubería propuesta resistirá la presión de diseño.

La presión dinámica en E-12 será la resta de la presión estática menos la pérdida

de carga encontrada en ese punto, es decir, 79.76mca – 5.55mca = 74.21mca. La cota

piezométrica en la estación E-12 se calcula con la siguiente fórmula:

993.53mca5.55)mca(999.08)hf(CotaCP 120AEE0E48E =−=−= −−−−

La velocidad en este tramo se obtiene de la fórmula siguiente:

AVQ ×=

Donde:

V = Velocidad en metros por segundo

Q = Caudal en metros cúbicos / segundo

A = Área de la sección transversal del conducto en metros cuadrados ( 2

4D×

π )

Al despejar V en la fórmula de caudal se obtiene:

2DπQ4V

××

=

Con la sustitución de datos se obtiene:

/segundo0.35metros0.0254)(0.716π

)(0.09/10004V 2 =××

×=

22

No está dentro del rango 0.60m/s < velocidad < 3 m/s, pero por estar libre de

sedimentos, puede ser menor.

2.1.6.5 Diseño hidráulico de la red de distribución

El diseño de la red de distribución se efectuará por medio de ramales abiertos,

debido a lo disperso de las viviendas y a las condiciones topográficas del lugar. El

caudal de diseño para la red será el consumo máximo horario o caudal de distribución

(ver numeral 2.1.5.3.3). Las velocidades y presiones mínimas y máximas se describen

en el numeral 2.1.6.3.

Para el diseño se determina el caudal unitario de vivienda, el cual se obtiene con la

siguiente fórmula:

T

DU P

QQ =

Donde:

Qu = Caudal unitario de vivienda en litros / segundo / vivienda

Qd = Caudal de distribución en litros / segundo

Pt = Total de viviendas actuales



/seg/viv0.00927ltss55vivienda

/segundo0.51litrosQU ==

23


seg/viv0.0135lts/s23vivienda



eg/viv0.015lts/ss12vivienda


Para determinar el caudal de diseño de un tramo de la red de distribución, se suma

el caudal de vivienda del tramo más los caudales de vivienda que llegan a ese tramo. El

caudal de vivienda es igual al producto del caudal unitario de vivienda por el número de

viviendas en el tramo. Para una mejor ilustración se diseñará el tramo de E-51A a E-55,

de la Línea No. 1 ramal 1.

En este tramo existen 6 viviendas. El caudal de vivienda entonces será:

s/segundo0.056litro6v/v0.00927l/sQv =×=

A este tramo llegan los caudales de vivienda del subramal 1.3, subramal 1.4 y del

ramal 1 de la línea No. 1. Entonces el caudal de diseño será:

s/segundo0.448litro0.056l/s0.327l/s0.009l/s0.056l/sQd =+++=

El diseño se efectúa igual que el de la línea de conducción.

Datos del tramo:

Longitud = 383.28 metros (incluye un 3% de factor de ondulación)

Caudal de diseño = 0.448 litros / segundo

24

Tubería PVC = 150 (coeficiente de Hazen Williams)

Cota E-51A = 560.00 metros


Primero se calculará la carga disponible o diferencia de nivel entre las dos

estaciones:

s61.96metro498.04)(560.00)Cota(Cotahf 55E51AEdisponible =−=−= −−

Para esta pérdida de carga disponible se determina el diámetro teórico:

as0.74pulgad61.96150

0.448383.281743.811D4.87

1

1.852

1.852

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

×××

=

Este resultado se aproxima a un diámetro comercial superior e inferior. Al

calcular para cada diámetro la pérdida de carga se selecciona el diámetro que dé mejor

resultado al diseño hidráulico. Para este ejemplo fue el mayor, de 1” SDR 26, con un

diámetro interno de 1.195”

5.99metros1.195150

0.448383.281743.811hf 4.871.852

1.852

=×

××=

La presión estática en este tramo será igual a la carga disponible, es decir, 61.96

mca (metros columna de agua). El 80% de la presión de trabajo de la tubería propuesta

es de 90 mca, el cual es superior a la presión estática, lo cual asegura que la tubería

propuesta resistirá la presión de diseño.

25

La presión dinámica en E-55 será la resta de la presión estática menos la pérdida

de carga encontrada en ese punto, es decir, 61.96 mca – 5.99 mca = 55.97 mca.

La cota piezométrica en la estación E-55 se calcula con la siguiente fórmula:

554.01mca5.99)mca(560.00)hf(CotaCP 5551AaEE51AE55E =−=−= −−−−

La velocidad en este tramo será:

/segundo0.62metros0.0254)(1.195π

0)(0.448/1004V 2 =××

×=

Este resultado está dentro del rango 0.60m/s < velocidad < 3 m/s; si hubiera sido menor

no hay problema porque como se mencionó en el numeral 2.1.6.3, debido a que no

contiene sedimentos este valor puede ser menor.

El cálculo hidráulico de la línea de conducción y de la red de distribución se

presenta en la Tabla XII (ver apéndice 3).

2.1.7 Obras hidráulicas

Las obras hidráulicas que irán en el proyecto son: caja de captación, caja reunidora

de caudales, válvula de limpieza, válvula de aire, caja rompe presión, tanque de

distribución, pasos de zanjón, pasos aéreos, conexión domiciliar, recubrimientos y

anclajes. Las cajas de las obras hidráulicas se construirán de los siguientes materiales:

1) Los muros serán de mampostería de piedra con la siguiente proporción:

Piedra, 67%

Mortero, 33% (proporción 1:2 cemento-arena).

26

2) Las losas y tapaderas de las cajas serán de concreto reforzado con proporción

1:2:3 de cemento-arena-piedrín y acero estructural grado 40.

2.1.7.1 Caja de captación

El tipo de captación será para un manantial de brote definido en una ladera. La

captación estará conformada de un filtro de piedra bola, grava y arena con una capacidad

de 1 metro cúbico, el cual tendrá una tubería hacia la caja de captación de la misma

capacidad, ambas con su respectivo rebalse. La tubería de salida llevará una válvula de

control de bronce. Alrededor de la captación se colocará una contra cuneta, para que el

agua de lluvia proveniente de la ladera no contamine el manantial.

2.1.7.2 Caja reunidora de caudales

Se ubicará en la estación E-12, la cual unificará el caudal proveniente de los tres

nacimientos. En el nacimiento 1 existirá una caja de captación; en los nacimientos 2 y 3

se captará el agua de una forma sencilla, uniéndolo con una yee de ½” hacia la caja

reunidora de caudales. Tendrá una capacidad de 1 metro cúbico con dispositivo de

desagüe y rebalse, y su respectiva caja de válvula de control.

2.1.7.3 Válvula de limpieza

Es utilizada para extraer los sedimentos que hayan ingresado en la tubería y que se

acumulan en los puntos más bajos de la línea de conducción o ramales muertos de la red

de distribución. La válvula será de compuerta de bronce de diámetro igual a la tubería,

pero diámetro mayor de 1 1/2”. El total de válvulas de aire del proyecto son 4 y están

ubicadas en las siguientes estaciones:

V.L. No.1 E-21 ∅ 1” caminamiento 1+748.78 cota de terreno 738.35

27


V.L. No.3 E-40 ∅ 1 ½” caminamiento 3+884.00 cota de terreno 493.99


2.1.7.4 Válvula de aire

La función de una válvula automática de aire es expulsar el aire disuelto en el agua

que tiende a depositarse en los puntos más altos de la línea de conducción. Esta

acumulación de aire reduce la sección de la tubería y, por consiguiente, la capacidad de

conducción. La válvula será de bronce, adaptada para tubería PVC. El total de válvulas

de aire del proyecto son 4 y están ubicadas en las siguientes estaciones:

V.A. No.1 E-24 ∅ 3/4” caminamiento 1+992.58 cota de terreno 807.35




2.1.7.5 Caja rompe presión

Esta se colocará en los puntos de la línea de conducción donde la presión estática

es mayor que el 80% de la presión de trabajo de las tuberías. En la red de distribución,

se colocará cuando la presión estática sea mayor de 60 metros columna de agua donde

existan casas cerca. En lugares donde no haya casas puede ser mayor la presión en esos

puntos, considerando que hay que colocar tubería de mayor resistencia a la presión

estática en esos puntos. En la línea de conducción la caja principal será de 1 metro

cúbico y en la red de distribución, de 0.50 metros cúbicos en las tres líneas. Una válvula

de flote se colocará en las cajas de la red de distribución para suspender el flujo cuando

el agua alcance su nivel máximo, para evitar así el desperdicio de agua. Todas las cajas

28

contarán con una válvula de control en la entrada y un dispositivo de desagüe y rebalse.

El total de cajas de 1 metro cúbico son tres, dos en la línea No. 1 y una en la línea No. 3

El total de cajas de 0.50 metros cúbicos es de cinco en la línea No. 1, ubicadas en las

siguientes estaciones:

Línea de conducción No. 1 y 3

CRP1 No.1 E-19 1m 3 caminamiento 1+237.39 cota de terreno 833.18

CRP1 No.2 E-35A 1m 3 caminamiento 3+107.56 cota de terreno 750.00

CRP3 No.3 E-115 1m 3 caminamiento 0+658.38 cota de terreno 342.75

Línea de distribución

CRP1 No.1 E-51A 0.50m 3 caminamiento 4+629.70 cota de terreno 560.00

CRP1 No.2 E-55 0.50m 3 caminamiento 5+001.82 cota de terreno 498.04



CRP1 No.5 E-77B 0.50m 3 caminamiento 7+165.95 cota de terreno 210.00

2.1.7.6 Pasos de zanjón, recubrimientos y anclajes

En lugares donde existan depresiones o riachuelos se colocarán pasos de zanjón,

que son estructuras con columnas cortas y tubería HG. Los zanjones tipo “A”, de 6

metros de longitud, están ubicados en las siguientes estaciones: E-12, E-16, E-32, E-

35A, E-90; los zanjones tipo “B”, de 12 metros de longitud, están ubicados en las

siguientes estaciones: E-2, E-4, 34 y E-89.

En lugares donde no se pueda enterrar la tubería de PVC, ésta se recubrirá con

concreto en proporción 1:3 de cemento y arena, en las siguientes estaciones de la línea

No. 1: de E-1 a E-3, 50 metros; de E-4 a E-5, 60 metros; de E-34 a E-35, 50 metros; en

29

la línea No. 2, de E-89 a E-90, 60 metros y en zanjones indicados en los planos del

proyecto (ver apéndice 4). Las obras hidráulicas están indicadas en los planos del

proyecto (figura 21, apéndice 4).

2.1.7.7 Conexión predial

La instalación domiciliar, consistente en un chorro que se ubica en el límite de

cada predio, llega de la red de distribución por medio de una tee reductora del diámetro

de la red de distribución a tubería de ½” para todas las viviendas. También lleva una

válvula de paso con su respectiva caja de seguridad.

2.1.7.8 Pasos aéreos

Para salvar depresiones se utilizarán dos pasos aéreos de 20 m. de longitud: en la

línea No. 1, de E-55 a E-55ª y en la línea No. 3, de E-116 a E-117. Habrá además dos

pasos aéreos de 30 m. de longitud en la línea No. 1, de E-62 a E-63 y en la línea No. 2,

de E-94 a E-95. Estas son estructuras en donde la tubería de HG queda horizontalmente

sostenida con cables tirantes y de suspensión, los cuales, a su vez, se apoyarán sobre

columnas (ver figura 21, apéndice 4).

A continuación se diseña un paso aéreo de 30 metros de longitud. El diseño para

el paso aéreo de 20 metros de longitud es igual. Los datos son los siguientes:

Diámetro de la tubería = 1” hierro galvanizado tipo liviano

Luz de claro = 30 metros

Peso del tubo = 2.20 lbs/pie

Peso específico del agua = 62.40 lbs/pie3

En la figura 2 se muestra un esquema del paso aéreo de 30 metros de longitud

30

CABL

E PR

INCI

PAL

(51m

)

ABRA

ZADE

RAS

FLEC

HA "D

"2.

40m

3.40

m

7 No

3 +

est.

No

2 @

0.

20 m

GRA

DO 4

0 Fy

40

000

psi, F

'c 30

00 p

si;

PROP

. 1:2

:2

Figura 2. Paso aéreo de 30 metros de longitud

0.40

PÉND

OLAS

HIER

RO

GALV

ANIZ

ADO

1 1/

2"

30.0

0met

ros

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

0.75

0.75

0.20

ANCL

AJE

0.75

0.75

0.80

31

Carga muerta (Cm)

+×=+= aguatuboagua γAreaCmCmCm peso del tubo

2.20lb/piee62.40lb/piφ4πCm 32 +×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×=

2.20lb/piee62.40lb/pi12´1"

4πCm 3

2

+×⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛×=

2.54lb/pieCm =

Carga viva (Cv): considerando el peso de una persona de 150 lbs. en cada tubo:

7.50lb/pie20pies150lbCv ==

Carga horizontal (W): para un paso aéreo, la carga crítica es la de viento.

Considerando una velocidad de viento de 60 km/h y una presión de viento de 15 lb/pie 2 :

W = diámetro de la tubería × presión del viento

1.25lb/pie15lb/pie12´1"W 2 =×=

Integración de cargas (U)

( ) ( ) ( )[ ]W1.7Cv1.7Cm1.40.75U ×+×+××=

( ) ( ) ( )[ ] ie13.82lbs/p1.251.77.501.72.541.40.75U =×+×+××=

32

U no debe ser menor de 1.7CvCm1.4 +×

( ) ( )[ ] Ue16.31lb/pi7.501.72.541.4 >=×+×

Entonces la carga crítica será de 16.31lb/pie.

Diseño del cable principal

El cable se diseñará con base en las fórmulas siguientes:

d8SWH

2

××

=

Donde:

W = carga última

S = luz

H = tensión horizontal del cable

T = tensión máxima del cable

V = tensión vertical del cable

d = flecha

Se calcularán diferentes valores de flecha “d” y se tomará el más conveniente con

respecto a la tubería horizontal. Los resultados se presentan en la siguiente tabla:

33

Tabla I. Tensiones de cable principal para diferentes valores de flechas W S 30M D D H T V

lb./pie pies metros pies lbs. lbs. lbs.16.31 98.4 0.75 2.46 8,024.52 8,064.54 802.4516.31 98.4 1.00 3.28 6,018.39 6,071.65 802.4516.31 98.4 1.25 4.10 4,814.71 4,881.12 802.4516.31 98.4 1.50 4.92 4,012.26 4,091.72 802.4516.31 98.4 1.75 5.74 3,439.08 3,531.46 802.4516.31 98.4 2.00 6.56 3,009.20 3,114.35 802.4516.31 98.4 2.25 7.38 2,674.84 2,792.61 802.4516.31 98.4 2.40 7.87 2,507.66 2,632.93 802.4516.31 98.4 2.50 8.20 2,407.36 2,537.58 802.45

Los diámetros de cable más usados en pasos aéreos para agua potable, son los

siguientes:

3/8” esfuerzo de rotura = 12,620 lbs. peso = 0.33 kg/m (0.22lbs./pies)

1/2” esfuerzo de rotura = 27,200 lbs. peso = 0.71 kg/m (0.42lbs./pies)

La longitud mínima de péndola será de 0.50 mts. y una flecha propuesta de 2.40

mts. que, según los cálculos de la Tabla 1, produce una tensión máxima T = 2,632.93

lbs. El cable de 3/8” con alma de acero de 6×9 hilos con esfuerzo de rotura de 12,620

lbs. será suficiente para resistir la tensión máxima de la flecha propuesta. El cable se

integrará a la carga muerta, la cual queda así:

2.76lb/pie0.22lb/pie2.54lb/pieCm =+=

La nueva carga última será:

e16.61lb/pi7.50lb/pie1.72.76lb/pie1.4U =×+×=

34

Los nuevos componentes de la tensión son:

2554.44lbs7.87898.4016.61H

2

=××

=

2681.98lbs.98.40

7.871612554.44T 2

2

=×

+×=

817.22lbs2554.442681.98V22 =−=

Longitud total del cable principal

Se recomienda una relación de s/4, como longitud entre soporte y anclaje:

7.50metros4

30metrosSI ==

8.00metros7.87metros2.407.50LI 22 ≈=+=

Debido a empalmes y dobleces en el anclaje, la longitud total del cable se

incrementará un 10%, lo que da el total siguiente:

=totalL (longitud suspendida entre columnas + longitud soporte-anclaje)× 1.10%

( )[ ] s51.00metros50.60metro1.108metros230metrosLtotal ≈=××+=

Péndolas o tirantes

Las péndolas son las que sostienen la tubería y van unidas al cable principal. La

separación máxima entre péndolas será de 2 metros.

35

La carga de tensión que soportará es dada por la siguiente fórmula:

=Q carga última×separación máxima entre péndolas

lbspiespielbsQ 96.10856.6/61.16 =×=

Para esta carga se utilizará cable galvanizado de ¼” con resistencia de 3600 lbs.

Para calcular la longitud de las péndolas se utilizará la ecuación siguiente:

HXSXWY

×−

××=2

Donde:

Y = variación de la flecha

W = carga última 16.61lbs/pie (24.72 kg/m)

X = variable

S = Luz 30metros

H = tensión máxima del cable 2554.44 lbs (1158.69kg)

A continuación, se presenta la tabla de las diferentes péndolas:

Tabla II. Longitud de péndolas Péndola X S-X W/2H Y Longitud de Número de Longitud

No metros metros kg/m / m metros péndola (m) péndolas total (m)1 2 28 0.010667219 0.60 2.30 2 4.612 4 26 0.010667219 1.11 1.79 2 3.583 6 24 0.010667219 1.54 1.36 2 2.734 8 22 0.010667219 1.88 1.02 2 2.055 10 20 0.010667219 2.13 0.77 2 1.536 12 18 0.010667219 2.30 0.60 2 1.197 14 16 0.010667219 2.39 0.51 2 1.028 15 15 0.010667219 2.40 0.50 1 0.50

Total 17.21

36

Las péndolas se sujetarán con guarda cables y abrazaderas. Por estos accesorios se

aumentará la longitud en un 15%.

Longitud total = 17.21 m.×1.15 ≈20.00 metros

Diseño de columnas de soporte del cable

La función básica de estas columnas es cambiar el sentido a la tensión del cable

principal en dirección del anclaje. Tendrán una altura de 3.40 metros (flecha = 2.40 m.

+ 1 m. de profundidad de cimentación), con una sección de 0.40 x 0.40 metros. Serán de

concreto reforzado y se diseñarán bajo el código ACI 318-83, con las siguientes

especificaciones:

E = Módulo de elasticidad del concreto = 15100× f’c

f’c = Resistencia a compresión del concreto = 210 kg / cm 2

fy = Esfuerzo de fluencia del acero grado 40 = 2810 kg / cm 2

Cγ = Peso específico del concreto = 2.40 t /m 3

Sγ = Peso específico del suelo = 1.6 t /m 3

Vs = Valor soporte del suelo = 8 t / m 2

CCγ = Peso específico del concreto ciclópeo = 2.50 t /m 3

Primero se determinará el tipo de columna. Según el código ACI, está en función de

la esbeltez “E” de la columna.

Cortas E < 21

Medianas 21 ≤ E ≤ 100

Largas E > 100

37

La esbeltez se determina con la siguiente fórmula:

rLuKE ×

=

Donde:

K = factor de pandeo = 2 (debido al ladeo)

Lu = longitud de columna = 3.40 metros

R = radio de giro I/A

I = inercia de la sección de columna

A = área de la sección de columna

( ) 58.890.400.401/12

3.402E24=

÷×

×=

Por lo que se clasifica como una columna intermedia.

Carga crítica de la columna (Pcr)

La carga crítica de una columna es la que produce pandeo en dos puntos de

inflexión. Según León Hard Euler, la fórmula general es:

( )22

LuKIEπPcr

×××

=

Al sustituir los datos se obtiene:

( )ladas996.38tone1000

3402)40(1/12)210(15100πPcr 2

42

=÷×

××××= (2 196 519.71 lbs.)

38

Refuerzo en la columna

En la columna sólo actúa una fuerza axial V = 817.22 lbs. trabajando únicamente a

compresión. Debido a que la fuerza es muy pequeña comparada con la sección de la

columna, se usará el criterio de la sección 10.8.4 del código ACI. Este dice que cuando

un elemento sujeto a compresión tiene una sección transversal mayor a la requerida para

las condiciones de carga, con el fin de determinar el refuerzo mínimo, se puede emplear

un área efectiva reducida no menor que ½ del área total, por lo tanto:

22

mínimo 8cms.2

400.01As =×

=

Al repartir en 4 varillas grado 40 el área, se tiene que la No.5 es la más adecuada.

La carga actuante sobre la columna será:

( ) ( )[ ] 1000fyAAAfć0.850.70Pu aceroacerocolumna ÷×+−××=

( ) ( )[ ] 100028107.927.92402100.850.70Pu 22 ÷×+−××=

ladas214.51tonePu = < Carga crítica Pcr; por lo que la columna propuesta soportará la

carga actuante.

Debido a que no estará sometida a ningún tipo de esfuerzo flexionante, se

reforzará transversalmente con acero grado 40 No.3 a cada 15 cms.

Zapata

Se adoptará un peralte de 0.20 metros, área de 0.80×0.80 metros y recubrimiento

de 0.075 metros.

39

El factor de carga última es:

1.61ie7.50)lbs/p(2.76

ie16.61lbs/pCvCm

CuFCU =+

=+

=

La carga que soportará la zapata es:

Componente vertical de la tensión del cable = 0.39 toneladas

Peso propio de la columna 33 2.40t/m0.40)m0.40(3.40 ××× = 1.31 toneladas

Peso propio del suelo 33 1.60t/m0.80)m0.80(1.00 ××× = 1.02 toneladas

Peso propio de la zapata 33 2.40t/m0.80)m0.80(0.20 ××× = 0.31 toneladas

3.03 toneladas

Se debe cumplir que Pz/Az 2 sea menor que el valor soporte del suelo. Entonces:

3.03 toneladas/0.80 22 m = 4.73 t/m 2 , menor que Vs=8 t/m 2 ; sí cumple.

La carga última que soportará la zapata es:

Cu = 4.73t/m 22 7.61t/m1.61 =×

Se efectuarán diferentes verificaciones, con el objeto de determinar cómo trabaja

la zapata con el espesor asumido.

40

Figura 3. Corte actuante simple y corte punzonante

Verificación por corte simple

Peralte d = (20-7.50) cms = 12.50 cms.

e = (80-12.50) cms = 67.50 cms.

Cálculo de corte actuante:

Va = eapataancho.de.zCu ××

Va= das4.11tonela0.675m0.80m7.61t/m2 =××

Cálculo del corte simple resistente:

Vc = 0.85 dbfć0.53 ××××

Vc = das6.53tonela100012.50)802100.53(0.85 =÷××××

Vc > Va; 6.53toneladas > 4.11, sí cumple por corte simple.

d = 15.50 e = 67.50

b = 80

COLUMNA COLUMNA 40+d = 52.50

Corte simple

Corte punzonante

41

Verificación por corte punzonante

Cálculo del corte punzonante actuante:

das2.77tonelaVa)m0.525(0.807.61t/mVa

)A(ACuVa2222

punzonantezapata

=−×=

−×=

Cálculo del corte punzonante resistente:

1000md)bfć1.06(0.85Vr o ÷××××=

Donde:

d)(404bo +×=

Al sustituir los datos obtenemos:

adas34.27tonel1000m12.50cms)210cms210kg/cm1.06(0.85Vr 2 =÷××××=

Vc > Va; 34.27 toneladas > 2.77, sí cumple por corte punzonante.

Cantidad de acero

152.20kg10002

0.20m7.61t/m2

LCuMu22

=××

=×

= -m

42

fyfć0.85

fć0.003825bMud)(bd)(bAs 2 ××⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

×−×−×=

22 0.48cm28102100.85

2100.003825100152.2012.50)(10012.50)(100As =××⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛××

−×−×= :

db0.002Asmínimo ××=

2mínimo 2.50cms12.501000.002As =××=

Como mínimoAsAs < ; entonces se usará mínimoAs

Se usarán 6 varillas No.4 grado 40 a cada 13 cms. en ambos sentidos.

Anclajes

Este diseño se basará en la teoría de Rankine para empuje de tierras y será de

mampostería de piedra enterrado. Se usará o30=φ y 40.0=μ

3301301

11

=−+

=−+

= o

o

sensen

sensenKp

φφ ; 3/1

301301

11

=+−

=+−

= o

o

sensen

sensenKa

φφ

Cálculo de cargas:

4.23t/m1.69m2.50t/máreaγPp 23ccestructura =×=×=

0.26t/mtrosdas/1.50me0.38tonelaPa verticalcomponente ==

0.80t/mtrosdas/1.50me1.20tonelaPa horizontalcomponente ==

43

Momentos con respecto a “o”

mmtmmtMpestructura −=×= /17.3)2/50.1(/23.4

m0.20t/m(1.50m/2)0.26t/mMa verticalcomponente −=×=

m0.60t/m(1.50m/2)0.80t/mMa horizontalcomponente −=×=

Verificando estabilidad contra volteo:

1.503.96m0.60)t/m(0.20

m3.17t/mMactivosMpasivos

FsV >=−+

−==

∑∑ sí cumple.

Verificando estabilidad contra deslizamiento:

1.501.600.80)t/m(0.264.23t/m0.40

FactivasFpasivas

FsV >=+×

==∑∑ sí cumple.

Verificación de presiones:

0.56m4.23t/m

m0.60)t/m0.20(3.17W

Moa =

−−−=

⎯→⎯= ∑

+

L(1.50m);1.68m0.563a3 >=×=× no existen presiones negativas.

0.190.561.50/2e =−=

SeW

bLWq ××

= +−

44

Donde:

S = módulo de sección por metro lineal.

22 m1.501/60.19m4.23t/m

1.50m4.23t/mq

××

+=

)Vs(8t/m4.96t/mq 22máximo <= ; no excede el Vs del suelo y

00.68t/mq 2mínimo >= ; no existen presiones negativas.

2.1.7.9 Tanque de distribución

Para cubrir las variaciones horarias de consumo de las comunidades se diseñará un

tanque de distribución superficial para cada línea de conducción. A falta de datos de la

demanda real de las comunidades, se calcula la capacidad de los tanques como un

porcentaje del consumo de día máximo. Según las normas de diseño, este porcentaje

oscila entre 30 y 35%; para las tres líneas de la comunidad se tomará un 30%:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

×=1000

86400Qc0.30V

Donde:

V = Volumen del tanque de almacenamiento en metros cúbicos

Qc = Consumo máximo diario o caudal de conducción en litros/habitante/día

Sustituyendo datos en la fórmula se obtiene:

45


⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

×=1000m

86400segdia0.23l/hab/0.30V

310m5.96V ≈=


⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

×=1000m


35m3.63V ≈=


⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×

×=1000m


35m2.07V ≈=

A continuación se diseñará el tanque de distribución de 10 m 3 de la línea No. 1. El

diseño para los tanques de distribución de 5 m 3 de las líneas No. 2 y No. 3 es igual.

Cumplirá con las especificaciones siguientes:

f’c = Resistencia a compresión del concreto = 210 kg / cm 2

fy = Esfuerzo de fluencia del acero = 2810 kg / cm 2

Cγ = Peso específico del concreto = 2400 kg /m 3

Sγ = Peso específico del suelo = 1.6 t /m 3

46

Vs = Valor soporte del suelo = 8 t / m 2

CCγ = Peso específico del concreto ciclópeo = 2.50 t /m 3

aγ = Peso específico del agua = 1 t /m 3

μ = Coeficiente de rozamiento = 0.40

En la figura 4 se muestra un esquema del tanque de distribución de 10 m 3 .

47

1.50m

0.30m

3.05m

0.15m

LOSA

0.15m

1.30m

2.60m

0.30m2.00m

MURO

DE

CONC

RETO

CI

CLÓP

EO

Figura 4. Tanque de distribución de la línea No. 1 de 10 m3VI

GA D

E 0.2

0x0.1

5x0.1

5m

1.30m

48

Diseño de la losa superior

Figura 5. Losa superior de tanque de distribución de 10m 3

Se diseñará por el método 3 del American Concrete Institute (ACI). Por ser una

losa discontinua en los cuatro lados se diseña por el caso 1. A continuación se muestra

el cálculo:

Funcionamiento de losas:

m = 0.5013.05m3.05m

ba

>== ; entonces la losa se diseñará en dos sentidos.

Espesor:

0.07metros180

2)m3.052(3.05180

perímetrot =×+×

==

Se tomó un espesor de 10 cms, ya que según el código ACI, el mínimo

recomendado es de 9 cms.

a =3.05m

b = 3.05m

Mb (-)

Mb (+)

Ma (+)

Ma (-)Ma (-)

Mb (-)

CASO 1

49

Integración de cargas

Carga muerta:

Cm = peso propio de losa + acabados

Cm = 2/90 mkgtconcrete +×γ (repello mas cernido).

Cm = 223 /330/9010.0/2400 mkgmkgmmkg =+×

Carga viva:

Cv= 100 kg/m 2 (techo inaccesible).

Carga muerta última:

CMu = 22 /462/3304.14.1 mkgmkgCm =×=×

Carga viva última:

CVu = 22 /170/1007.17.1 mkgmkgCv =×=×

Carga última total:

CUT = mkgmmkgmkgmkgCVuCMu /6321/632/170/462 222 =×=+=+

50

Determinación de momentos

Figura 6. Diagrama de momentos de la losa superior

)aW(Ca)aW(CaMbMa 2VU

2UM ××+××== ++++

+−− ×== Ma31MbMa

Donde:

Ma + = Momento positivo del lado “a” en kg-m

Ma − = Momento negativo del lado “a” en kg-m

Mb + = Momento positivo del lado “b” en kg-m

Mb − = Momento negativo del lado “b” en kg-m

Ca + = Coeficiente para el momento positivo “a” producido en la losa por

la carga muerta última (adimensional)

W UM = Carga muerta última en kg/m

W VU = Carga viva última en kg/m

a = Medida en metros del lado “a” de la losa

b = Medida en metros del lado “b” de la losa

M (+ )

M (-) = 1 /3 M (+ ) C A S O 1M (-) = 1 /3 M (+ )

3 .0 5 m

51

m211.65kgMbMa)m3.05170kg/m(0.036)m3.05462kg/m(0.036MbMa 2222

−==

××+××==++

++

m70.55kgm211.65kg31Ma

31MbMa −=−×=×== +−−

Cálculo de refuerzo

Se diseña con un recubrimiento de 2.5 cms, para una franja de 1 metro.

Peralte:

7.5cms2.5cms10cmsntorecubrimietd =−=−=

Área de acero mínimo:

As amínimo.vigmín As40% ×=

dbfy

14.10.40Asmín ×××=

2mín 1.51cm7.5100

281014.10.40As =×××=

Espaciamiento máximo:

30cms10cms3t3Smáx =×=×=

Cálculo del espaciamiento, proponiendo hierro No.3 grado 40:

1.51 cms 2 --------------------100 cms.

0.71 cms 2 ----------------------S

52

máx2

2

S45cm100cm1.51cm0.71cmS >=×= ; entonces se tomará S 30cmsmáx=

Cálculo de la nueva área de acero mínimo con el espaciamiento máximo:

As mín ---------------------------100 cms

0.71 cms 2 ----------------------30 cms

As mín = 22 2.37cm0.71cm30cm

100cm=×

Cálculo del momento que resiste el área de acero mínimo:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛××

×−×××=

bcffyAsdfyAsAsM mín

mínmín ´7.1)(. φ

mkgAsM mín −=÷⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

×××

−×××= 35.438100)1002107.1

281037.25.7)281037.290.0((.

Como se puede observar, el momento que resiste el área de acero mínimo es

mayor que los momentos que actúan en la losa; por lo tanto, la losa llevará hierro grado

40 No.3 con espaciamiento entre varillas de 30 cms. Esto se puede observar en los

planos respectivos (ver figura 21, apéndice 4).

Diseño de los muros del tanque

El tipo de tanque es superficial y el muro de concreto ciclópeo será diseñado como

un muro de gravedad, con carga en la parte superior debido a la losa y viga perimetral.

53

Figura 7. Muro de gravedad del tanque de distribución de la línea No. 1

Presión horizontal del agua a una profundidad h:

23

agua

1.70t/m1.70m*1t/mP

hγP

==

×=

Carga de la presión del agua a la profundidad h:

hP21qagua ××=

1.44t/m1.70m1.70t/m21q 2

agua =××=

Momento respecto al punto “O” debido a la carga del agua:

brazoqMagua ×=

m1.68t/m1.70m310.300.301.44t/mMagua −=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ×++×=

13

2

PRESIÓN HORIZONTAL DE AGUA

CARGA DEBIDA A LA LOSA Y VIGA PERIMETRAL

PRESIÓN SOBRE EL TERRENO

2.30 m2.00 m

0.3

3a = 1.65 m

1 0.3

"O"

54

Tabla III. Peso de muro de gravedad del tanque de distribución de la línea No. 1

Figura Área Carga Brazo Momento No. M2 t/m3 t/m M t/m-m

1 2.30×0.30=0.69 2.50 1.73 1.00+0.15=1.15 1.98 2 1.00×0.30=0.30 2.50 0.75 1.00/2=0.50 0.38 3 0.5×1×2=1.00 2.50 2.50 (2/3)×1=0.67 1.68 Sumatorias W 4.98 M 4.04

Cálculo del peso de losa más viga perimetral:

( )1.40gaseccion.viγL

ACUTP concretotributaria

vigasal ××+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×=+o

( )1.400.15m0.20m2400kg/m3.05m2.48m632kg/mP 3

22

vigasal ×××+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×=+o

0.61t/m614.69kg/mP vigasal ≈=+o

Momento que provoca el peso de la losa y viga perimetral:

brazo)(PvMl vigalosa ×=+ +

m0.70t/m1.15m0.61t/mvMl −=×=+

Verificación de estabilidad contra volteo

1.502.82m1.68t/m

m0.70)t/m(4.04M

MMMactivosMpasivos

Fsagua

vlmuroV >=

−−+

=+

== +

∑∑ OK

Verificación de estabilidad contra deslizamiento

1.501.551.44t/m

0.400.61)(4.98q

μ)P(WFactivas

μFpasivasFs

agua

vigalosamuroD >=

×+=

×+=

×= +

∑∑

55

Verificación de presiones

La distancia “a” a partir del punto “o” donde actúan las cargas verticales será:

0.55m0.61)t/m(4.98

m1.68)t/m0.70(4.04)W(W

)MM(MW

Moa

vlmuro

aguavlmuro =+

−−+=

+−+

=⎯→⎯

=+

++∑

Se debe cumplir que ;3 La >× para que no existan presiones negativas:

L(1.30m);1.65m0.55m3a3 >=×=× sí cumple.

La excentricidad “e” es:

0.10m0.55m2

1.30ma2Le =−=−=

Las presiones máximas y mínimas se calculan con la siguiente fórmula:

−

×+

×=

SeW

bLWq

Donde

S = módulo de sección por metro lineal.


22 m1.301/60.10m0.61)t/m(4.98

1m1.300.61)t/m(4.98q

××+

+×

+=

)/8(/28.6 22 mtVsmtqmáximo <= ; no excede el Vs del suelo y:

0/31.2 2 >= mtqmínimo ; no existen presiones negativas.

56

Diseño de la losa inferior del tanque

Volumen de agua = 311.49m1.50m2.6m2.6m =××

Peso del agua sobre la losa:

11.49t11.49m1t/mvolumenγP 33agua =×=×=

Peso del agua sobre el área de la losa inferior: 22 1.70t/m9m11.49tárea11.49tPL =÷=÷=

Como el Vs del suelo es mayor que el peso que el agua provoca a la losa, no se

necesita refuerzo; sin embargo, para impermeabilizar la parte inferior del tanque se

colocará un piso de concreto ciclópeo de 30 cms. de espesor.

De igual manera se diseñan los otros dos tanques de almacenamiento de 5 m3 cada

uno, los cuales chequean de la misma forma que el tanque anteriormente diseñado.

2.1.8 Sistema de desinfección

Debido a que el agua no es potable desde el punto de vista bacteriológico, se le

dará un tratamiento por medio de desinfección. Este proceso tiene como objetivo

garantizar la potabilidad del agua al asegurar la ausencia de microorganismos patógenos.

Para la desinfección se utilizará hipoclorito de calcio con un 65% de cloro disponible y

un hipoclorador automático PPG. Este dispositivo consiste en la disolución de las

pastillas de hipoclorito de calcio por el flujo de agua que entra al hipoclorador; la

cloración del agua es controlada por este flujo.

57

Para determinar el modelo del hipoclorador se necesita determinar el flujo de cloro

y referirse a la tabla de hipocloradores.

Tabla IV. Modelo de hipocloradores automáticos PPG

Hipocloradores Flujo de cloro Capacidad

modelo G/hora Tabletas 3015 20-200 22 3075 90-900 113 3150 450-5400 227 3550 1400-11000 833

Determinación del flujo de cloro:

0.06DcQFc ××=

Donde:

Fc = flujo de cloro en gramos / hora

Q = caudal a clorar (0.67 litros / segundo = 40.20 litros / minuto)

Dc = demanda de cloro en partes por millón (por ser un manantial que provee

agua clara, se estima una demanda de cloro de 2 partes por millón)

Al sustituir los datos en la fórmula obtenemos:

a4.82gr/hor0.062PPM40.20l/minFc =××=

Con este resultado se determina el modelo de hipoclorador PPG que se debe

utilizar. Según la tabla de hipocloradores, el flujo de cloro calculado corresponde a un

hipoclorador PPG modelo 3015, con capacidad de 22 tabletas de hipoclorito de calcio

(ver figura 22, apéndice 4).

58

2.1.8.1 Flujo de agua que entra en el hipoclorador

Teniendo el flujo del cloro en gr/hora, se interpola en la gráfica de hipocloradores

para obtener el flujo de agua que debe entrar en el hipoclorador.

Figura 8. Gráfica de hipoclorador automático PPG 3015

Al interpolar el flujo de cloro en la figura No.8, se obtiene el flujo de agua que

debe entrar al hipoclorador, que es de 2.21 litros / minuto. Con este flujo más el flujo

que no es clorado (40.20 lts/min - 2.21 lts/min = 37.99 lts/min), se obtiene la

concentración de 2 PPM de cloro disponible en el tanque de distribución.

2.1.8.2 Dosificación del hipoclorador

El flujo de cloro del hipoclorador es de 4.82 gr/hora, entonces la cantidad de

tabletas en un mes son:

59

12tabletas11.57300gr

1tabletasmesgr3470.40

1mes30dias

1dia24horas

horagr4.82 ≈=×=××

Este resultado muestra que, estando el hipoclorador lleno, dará resultados

satisfactorios en un mes.

Comercialmente, las tabletas de hipoclorito de calcio de 3” se adquieren en tambos

plásticos de 150 tabletas; por lo tanto, el rendimiento de estos tambos será de:

1año12meses12.50meses12tabletas

s150tableta≈≈= .

2.1.9 Integración del presupuesto

1. Materiales de construcción

Primero se integró por precio unitario cada una de las obras hidráulicas, para

obtener el costo total (ver tabla V). El precio de los materiales fue cotizado en diferentes

ferreterías y venta de materiales de construcción de Sacapulas y El Quiché.

Seguidamente se integró el costo de tubería y accesorios de PVC y HG de la línea

de conducción, distribución y acometidas prediales (ver tabla VI). El precio de estos

materiales se obtuvo del listado de precios de Amanco, Quetzaltenango, febrero de 2002

(precio puesto en obra); por último, se integró el hipoclorador automático PPG del

proyecto.

Se integró un 5% de imprevistos, calculado sobre el costo total de los materiales

de construcción.

60

2. Dirección técnica

El sueldo de la dirección técnica, tanto del técnico en agua rural como del

ingeniero supervisor, se integró con base en los 6 meses estimados para la construcción

del proyecto y los sueldos vigentes proporcionados por la ONG de Agua del Pueblo en

Quetzaltenango (ver tabla VII). Para la mano de obra especializada el sueldo se integró

por medio del precio unitario de construcción de cada obra hidráulica y costo por tubo

PVC y HG instalado, con maestros de obra (ver tabla VIII).

3. Gastos de operación

Estos gastos se integraron por tres renglones: supervisión al proyecto en vehículo

de cuatro ruedas, viáticos del personal y transporte de materiales (ver tabla IX). Para

integrar estos costos se tomó en cuenta los viajes estimados en los 6 meses de

construcción y la distancia entre Guatemala y esta comunidad.

4. Gastos administrativos

Se determinó por el 8% del costo de los materiales de construcción.

5. Aporte comunitario

Por último, se determinó el costo de la mano de obra local con base en el total de

beneficiarios, los seis meses de ejecución y al valor de Q35.00 por jornal en estas

comunidades (ver tabla IX).

61

Tabla V. Costo de obras hidráulicas

Unidad Obra Cant. P.U. Sub-total Unidad Captaciones típicas 3 Q 3,536.73 Q 10,610.20 Unidad Caja reunidora de caudales 1 Q 1,785.50 Q 1,785.50 Unidad Válvulas de limpieza 4 Q 770.03 Q 3,080.10 Unidad Válvulas de aire 4 Q 862.78 Q 3,451.10 Unidad Cajas rompe presión de 1 m3 3 Q 1,563.00 Q 4,689.00 Unidad Cajas rompe presión de 0.5 m3 + válvula de flote 5 Q 1,395.40 Q 6,977.00 Unidad Pasos de zanjón de 6 metros 5 Q 908.50 Q 4,542.50 Unidad Pasos de zanjón de 12 metros 4 Q 1,315.75 Q 5,263.00 Unidad Pasos aéreos de 20 metros 2 Q 2,276.00 Q 4,552.00 Unidad Paso aéreo de 30 metros 2 Q 4,193.50 Q 8,387.00 Unidad Tanque de distribución de 10 m3 1 Q 14,875.00 Q 14,875.00 Unidad Tanque de distribución de 5 m3 2 Q 7,875.00 Q 15,750.00 Unidad Acometidas prediales 90 Q 148.10 Q 13,329.00 Unidad Anclajes 30 Q 57.83 Q 1,734.75 Metros Metros de recubrimiento 502 Q 12.00 Q 6,024.00 Unidad Clorinador 1 Q 6,170.86 Q 6,170.86

Total Q 111,221.01

Tabla VI. Costo de tuberías y accesorios de PVC y HG

Unidad Artículo Cant. P.U. Total (Q) tubo c/campana pvc de 1" 160 psi 448.00 Q 24.00 Q 10,752.00 tubo c/campana pvc de 1 1/2" 250 psi 70.00 Q 65.00 Q 4,550.00 tubo c/campana pvc de 1" 250 psi 274.00 Q 30.00 Q 8,220.00 tubo c/campana pvc de 3/4" 250 psi 829.00 Q 26.00 Q 21,554.00 tubo c/campana pvc de 1/2" 315 psi 1011.00 Q 16.00 Q 16,176.00 tubo Tubería de HG TL de 1 1/2" 154.00 Q 175.00 Q 26,950.00

unidad Reducidor de 1 1/2" a 3/4" 1.00 Q 5.00 Q 5.00 unidad Reducidor de 1 1/2" a 1/2" 1.00 Q 5.00 Q 5.00 unidad Reducidor de 1" a 3/4" 2.00 Q 2.92 Q 5.84 unidad Reducidor de 1" a 1/2" 3.00 Q 2.92 Q 8.76 unidad Reducidor de 3/4" a 1/2" 5.00 Q 1.78 Q 8.90 unidad "Tee" lisa PVC de 1/2" 15.00 Q 1.64 Q 24.60 unidad "Tee" reductora PVC de 1 1/2" a 1/2" 3.00 Q 14.79 Q 44.37 unidad "Tee" reductora PVC de 1" a 1/2" 7.00 Q 7.97 Q 55.79 unidad "Tee" reductora PVC de 1" a 3/4" 5.00 Q 5.24 Q 26.20 unidad "Tee" reductora PVC de 3/4" a 1/2" 4.00 Q 4.34 Q 17.36 galones Cemento solvente PVC 13.00 Q 300.00 Q 3,900.00 galones Thinner 15.00 Q 30.00 Q 450.00 libras Wipe 18.00 Q 15.00 Q 270.00 pomos Permatex (pomo grande) 15.00 Q 25.00 Q 375.00 global Otros accesorios 1.00 Q 1,500.00 Q 1,500.00

Total Q 94,898.82

62

Tabla VII. Sueldo de dirección técnica

Sueldos* Mes Costo/mes Subtotal

Técnico en agua rural 6 Q 3,000.00 Q18,000.00

Ingeniero supervisor 1.5 Q 6,000.00 Q 9,000.00

Total Q27,000.00

* Sueldos según rangos actuales de Agua del Pueblo Vigentes desde noviembre de 2001

Tabla VIII. Costo de mano de obra especializada

Unidad Cantidad Renglón de trabajo P.U. Total unidad 3 Captaciones típicas Q 850.00 Q 2,550.00 unidad 90 Conexiones prediales Q 40.00 Q 3,600.00 unidad 1 Tanque de distribución 10 m3 Q 2,000.00 Q 2,000.00 unidad 2 Tanque de distribución 5 m3 Q 1,800.00 Q 3,600.00 unidad 4 Cajas de válvula de limpieza Q 150.00 Q 600.00 unidad 4 Cajas de válvula de aire Q 150.00 Q 600.00 unidad 1 Caja reunidora de caudales Q 650.00 Q 650.00 unidad 3 Cajas rompe presión de 1 m3 Q 650.00 Q 1,950.00 unidad 5 Cajas rompe presión de 0.5 m3 Q 550.00 Q 2,750.00 metros 502 Recubrimientos a aplicar a tubos de PVC Q 10.00 Q 5,020.00 unidad 2 Paso aéreo de 30 metros Q 600.00 Q 1,200.00 unidad 2 Paso aéreo de 20 metros Q 475.00 Q 950.00 unidad 4 Paso de zanjón de 12 metros Q 325.00 Q 1,300.00 unidad 5 Paso de zanjón de 6 metros Q 250.00 Q 1,250.00 unidad 30 Anclajes de mampostería Q 15.00 Q 450.00 tubos 448.00 c/campana pvc de 1" 160 psi Q 1.60 Q 716.80 tubos 70.00 c/campana pvc de 1 1/2" 250 psi Q 2.00 Q 140.00 tubos 274.00 c/campana pvc de 1" 250 psi Q 1.60 Q 438.40 tubos 829.00 c/campana pvc de 3/4" 250 psi Q 1.35 Q 1,119.15 tubos 1011.00 c/campana pvc de 1/2" 315 psi Q 1.25 Q 1,263.75 tubos 154.00 Tubería de HG de TL de 2" Q 8.00 Q 1,232.00

unidad 1.00 Muro de plaqueta Q 250.00 Q 250.00 unidad 1 Rótulo Q 250.00 Q 250.00

Total Q 33,880.10

63

Tabla IX. Costo de mano de obra local

Cant. Actividad Unidad Total días M.O.L. por día

M.O.L. Subtotal

3 Captaciones típicas unidad 10 20 200 90 Conexiones prediales unidad 4 4 16 1 Tanque de distribución 10 m3 unidad 10 20 200 2 Tanque de distribución 5 m3 unidad 10 15 150 4 Cajas de válvulas de limpieza unidad 5 4 20 4 Cajas de válvulas de aire unidad 5 4 20 8 Cajas rompe presión unidad 15 8 120 1 Caja reunidora de caudales unidad 3 6 18

502 Recubrimientos a aplicar a tubos de PVC metros 8 7 56 2 Paso aéreo de 30 metros unidad 8 10 80 2 Paso aéreo de 20 metros unidad 8 10 80 4 Paso de zanjón de 12 metros unidad 8 6 48 5 Paso de zanjón de 6 metros unidad 4 5 20

448.00 c/campana pvc de 1" 160 psi tubos 4 40 160 70.00 c/campana pvc de 1 1/2" 250 psi tubos 2 25 50 274.00 c/campana pvc de 1" 250 psi tubos 5 25 125 829.00 c/campana pvc de 3/4" 250 psi tubos 3 25 75

1011.00 c/campana pvc de 1/2" 315 psi tubos 4 25 100 154.00 Tubería de HG de TL de 2" + anclajes tubos 7 15 105

1 Muro de plaqueta + rótulo unidad 1 3 3 Totales 124 327 1646 Tiempo de ejecución (meses) 4.1

Aporte comunitario en jornales Q

57,610.00

Valor del jornal Q. 35.00

Tabla X. Gastos de operación

Viajes Costo/viaje Subtotal 1. Kilometraje **

Supervisión (V4R) 4 Q 824.00 Q 3,296.00 Subtotal Q 3,296.00

2. Viáticos de personal Técnico en agua rural 16 Q 120.00 Q 1,920.00 Ingeniero supervisor 4 Q 200.00 Q 800.00

Subtotal Q 2,720.00 3. Fletes (transporte de materiales)

64

Fletes de camión 2 Q 1,236.00 Q 2,472.00 TOTAL Q 8,488.00

** Kilometraje de vehículos Camión Q 3.00/Km.

Vehículo cuatro ruedas (V4R) Q 2,00/Km. Distancia ida y vuelta (Km.) 412

de Guatemala a Rancho de Teja

Tabla XI. Integración del presupuesto

Financiamiento Concepto

Solicitado (Q) Comunidad (Q) Total (Q)

1. Material de construcción Q220,106.07 Tuberías y accesorios Q94,898.82 Material de construcción Q105,789.15 Herramientas Q2,766.00 Sistema de cloración Q6,170.86 Imprevistos* 5% Q10,481.24 2. Dirección técnica Q65,880.10 Mano de obra especializada Q33,880.10 5 capacitaciones Q5,000.00 Sueldos técnico de agua rural e ingeniero supervisor Q27,000.00 3. Gastos de operación Q8,488.00 Kilometraje Q3,296.00 Viáticos de personal Q2,720.00 Fletes y transporte de material Q2,472.00 4. Gastos administrativos Q17,608.49 Gastos de personal (5% de material de constr.) Q11,005.30 Gastos administrativos (3% de material de constr.) Q6,603.18 Costo de construcción Q312,082.66 5. Aporte comunitario Q57,610.00 Costo total de construcción Q312,082.66 Q57,610.00 Q369,692.66

65

CONCLUSIONES

1. El caudal total de las seis fuentes es de 0.67 litros/segundo, el cual es suficiente

para abastecer al total de beneficiarios del proyecto con una dotación de 80

litros/habitante/día, para un período de diseño de 15 años en la línea No. 1 y de 20

años en las dos líneas restantes y una conexión predial para cada familia.

2. El sistema de agua potable para las comunidades será por gravedad, con tubería de

cloruro de polivinilo, PVC, excepto en los pasos aéreos, pasos de zanjón y en

donde la presión exceda el 80% de la presión de trabajo de la tubería PVC. En

estos casos se utilizará tubería de hierro galvanizado tipo liviano.

3. Debido a la ubicación dispersa de las viviendas y a las condiciones topográficas

del lugar, el diseño de la red de distribución se efectuó por medio de redes abiertas

y cada comunidad contará con un tanque de distribución.

4. El Ejercicio Profesional Supervisado, EPS, es una buena experiencia para el futuro

Ingeniero Civil, ya que permite observar claramente la realidad del país en el área

rural. A la vez orienta con respecto al papel que debe desempeñar para contribuir a

mejorar la calidad de vida de la población, por medio de proyectos de carácter

social que satisfagan las necesidades básicas, ya que las personas son el objetivo y

la variable esencial del desarrollo.

66

RECOMENDACIONES

Al comité pro-mejoramiento:

1. Legalizar las fuentes de agua, los derechos de pasos y los terrenos donde se

construirán los tanques de distribución, para que no existan conflictos durante la

ejecución del proyecto.

2. Una vez entre en funcionamiento el sistema de agua potable, darle el

mantenimiento adecuado, para garantizar así la vida del proyecto.

3. Elaborar un reglamento sobre los derechos y obligaciones de los usuarios, con

respecto al mantenimiento y operación del proyecto.

A la entidad ejecutora:

1. Construir el proyecto basándose en los planos respectivos, sin alterar las

especificaciones de los materiales de construcción y de la tubería propuesta.

A la entidad que financie:

1. Desarrollar un programa de educación en salud para toda la comunidad por medio

de módulos educativos, capacitación sobre el uso, operación y mantenimiento del

sistema, durante y después del proyecto.

67

BIBLIOGRAFÍA

1. Asociación Pro Agua del Pueblo. Diseño del sistema de agua potable del cantón

Centinela, Barillas, Huehuetenango, 2001.

2. Chay Medrano, Héctor Henry. Planificación y diseño del sistema de

abastecimiento de agua potable de la aldea Santa Avelina y de la escuela

de la aldea San Felipe Chenlá, del municipio de San Juan Cotzal,

departamento de El Quiché. Trabajo de Graduación, Ing. Civ. Guatemala,

Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2001.

3. Oficina Sanitaria Panamericana. Normas de diseño de abastecimientos de agua

potable a zonas rurales de Guatemala, Guatemala 1991.

4. Quevedo Monterroso, Emilio Alberto. Diseño del sistema de abastecimiento de

agua potable para el caserío Llano de la Puerta, San Pedro Pinula,

Jalapa. Trabajo de graduación, Ing. Civ. Guatemala, Universidad de San

Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 2002.

68

Apéndice No 1

Figura No. 9. Localización de la aldea Rancho de Teja

ALDEA RANCHO DE TEJA

69

Apéndice No. 2. Resultados de análisis del agua

Figura No. 10. Análisis bacteriológico nacimiento línea No. 1

70


71


72

Figura No. 13. Análisis físico químico sanitario nacimiento línea No. 1

73


74


75

Apéndice 3. Cálculo hidráulico

LÍNEA DE CONDUCCIÓN ( NACIMIENTOS A CRQ)

Tramo Tub. Diá. nom.

Clase Q Vel. H.F. Cota piezométrica Cota terreno Presión disponible Presión estática Cam.

de a U (in) (PSI) (l/s) (m/s) (M) Inicial Final Inicial Final Inicial Final Inicial Final m

NAC CRQ

0 12 96 1/2" 315 0.090 0.35 5.55 999.08 993.53 999.08 919.32 0.00 74.21 0.00 79.76 554.18

14 12 22 1/2" 315 0.160 0.62 3.56 958.40 954.84 958.40 919.32 0.00 35.52 0.00 39.08 676.85

15 13 3 1/2" 315 0.050 0.19 0.05 953.22 953.17 953.22 948.77 0.00 4.40 0.00 4.45 654.80

LÍNEA DE CONDUCCIÓN No.1 (CRQ (E-12) A TD1 (E-36))




12 919.32 919.32 0 0 554.18

12 19 118 1 " 160 0.280 0.39 4.61 919.32 914.71 919.32 833.18 0.00 81.53 0.00 86.14 1237.39

19 24 130 1 " 250 0.280 0.41 5.86 833.18 827.32 833.18 807.35 0.00 19.97 86.14 111.97 1992.58

24 35 A 192 1 " 160 0.280 0.39 7.52 827.32 819.80 807.35 750.00 19.97 69.80 111.97 169.32 3107.56

35 A 36 21 3/4" 250 0.280 0.64 2.81 750.00 747.19 750.00 677.02 0.00 70.17 169.32 242.30 3227.83

LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN TANQUE No 1

RAMAL 1




36 677.02 677.02 0.00 0.00 3227.83

36 38 70 1 1/2" 250 0.510 0.36 1.60 677.02 675.42 677.02 542.30 0.00 133.12 0.00 134.72 3634.50

38 45 154 1 1/2" HG 0.510 0.36 7.44 675.42 667.98 542.30 592.94 133.12 75.04 134.72 84.08 4526.22

45 51 A 18 3/4" 250 0.448 1.03 5.77 667.98 662.21 592.94 560.00 75.04 102.21 84.08 117.02 4629.70

51 A 55 64 1 " 160 0.448 0.62 5.99 560.00 554.01 560.00 498.04 0.00 55.97 117.02 178.98 5001.82

55 55 A 69 3/4" 250 0.448 1.03 22.36 498.04 475.68 498.04 380.00 0.00 95.68 178.98 297.02 5403.01

55 A 56 11 1 " 250 0.448 0.66 1.11 380.00 378.89 380.00 362.39 0.00 16.50 297.02 314.63 5462.86

56 64 133 1 " 250 0.327 0.48 8.00 378.89 370.89 362.39 294.20 16.50 76.69 314.63 382.82 6236.48

64 65 23 1/2" 315 0.056 0.22 0.54 370.89 370.35 294.20 282.52 76.69 87.83 382.82 394.50 6365.65

65 68 50 1/2" 315 0.037 0.14 0.56 370.35 369.79 282.52 286.49 87.83 83.30 394.50 390.53 6525.05

TABLA XII CALCULO HIDRAULICO Comunidad: Aldea Rancho de Teja. Municipio: Sacapulas. Departamento: El Quiche. Diseño: OSCAR ARMAS Fecha: Septiembre/2004

76

LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN

SUBRAMAL 1.1




45 667.98 592.94 74.81 84.08 4526.22

45 51 111 3/4" 250 0.056 0.13 0.77 667.98 667.21 592.94 664.74 75.04 2.47 84.08 12.28 5169.47


SUB RAMAL 1.2




45 667.98 592.94 74.81 84.08 4526.22

45 46 101 1/2" 315 0.009 0.04 0.09 667.98 667.89 592.94 552.69 75.04 115.20 84.08 124.33 5112.55


SUBRAMAL 1.3




56 378.89 362.39 16.50 314.63 5462.86

56 59 38 1/2" 315 0.056 0.22 0.90 378.89 377.99 362.39 370.75 16.50 7.24 314.63 306.27 5678.67


SUB RAMAL 1.4




56 378.89 362.39 16.50 314.63 5462.86

56 61 48 1/2" 315 0.009 0.04 0.04 378.89 378.85 362.39 293.07 16.50 85.78 314.63 383.95 5739.47


SUBRAMAL 1.5




64 370.89 294.20 75.51 382.82 6236.48

64 74 63 1/2" 315 0.065 0.25 2.01 370.89 368.88 294.20 280.59 76.69 88.29 382.82 396.43 6602.56

77


SUBRAMAL 1.6

Tramo Tub. Diá. nom. Clase Q Vel. H.F. Cota

piezométrica Cota terreno Presión disponible

Presión estática Cam.


65 370.35 282.52 87.83 394.50 6365.65

65 75 9 1/2" 315 0.019 0.07 0.03 370.35 370.32 282.52 269.89 87.83 100.43 394.50 407.13 6414.54


SUBRAMAL 1.7




64 370.89 294.20 75.51 382.82 6236.48

64 77 38 3/4" 250 0.187 0.43 2.42 370.89 368.47 294.20 330.28 76.69 38.19 382.82 346.74 6455.01

77 82 87 1/2" 315 0.084 0.32 4.45 368.47 364.02 330.28 319.73 38.19 44.29 346.74 357.29 6959.93

82 85 55 1/2" 315 0.028 0.11 0.37 364.02 363.65 319.73 287.80 44.29 75.85 357.29 389.22 7279.22


SUBRAMAL 1.8




77 368.47 330.28 37.01 346.74 6455.01

77 77 A 64 1/2" 315 0.084 0.32 3.22 368.47 365.25 330.28 270.00 38.19 95.25 346.74 407.02 6825.05

77 A 77 B 59 1/2" 315 0.084 0.32 2.97 270.00 267.03 270.00 210.00 0.00 57.03 407.02 467.02 7165.95

77 B 88 46 1/2" 315 0.084 0.32 2.31 210.00 207.69 210.00 165.44 0.00 42.25 467.02 511.58 7431.27


SUBRAMAL 1.9

Tramo Tub. Diá. nom. Clase Q Vel. H.F. Cota

piezométrica Cota terreno Presión disponible Presión estática Cam.


82 362.84 319.73 43.11 357.29 6959.93

82 86 23 1/2" 315 0.028 0.11 0.15 362.84 362.69 319.73 285.63 43.11 77.06 357.29 391.39 7093.13

LÍNEA DE CONDUCCIÓN No.2 (NAC (E-89) A TD2 (E-90))




89 373.86 373.86 0 0 0

89 90 101 3/4" 250 0.100 0.23 2.03 373.86 371.83 373.86 283.05 0.00 88.78 0.00 90.81 584.02

78

LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN TANQUE No2

RAMAL 2




90 283.05 283.05 0.00 0.00 584.02

90 93 39 1 " 160 0.310 0.43 1.82 283.05 281.23 283.05 270.07 0.00 11.16 0.00 12.98 807.53

93 96 35 1 " 160 0.230 0.32 0.95 281.23 280.28 270.07 274.68 11.16 5.60 12.98 8.37 1010.88

96 97 28 3/4" 250 0.081 0.19 0.38 280.28 279.90 274.68 253.73 5.60 26.17 8.37 29.32 1170.65

97 100 45 3/4" 160 0.041 0.09 0.17 279.90 279.73 253.73 276.81 26.17 2.92 29.32 6.24 1427.46


SUBRAMAL 2.1




93 281.23 270.07 11.16 12.98 807.53

93 103 35 1/2" 315 0.041 0.16 0.46 281.23 280.77 270.07 279.15 11.16 1.62 12.98 3.90 1006.02


SUBRAMAL 2.2




96 280.28 274.68 5.60 8.37 1010.88

96 105 25 1/2" 315 0.041 0.16 0.34 280.28 279.94 274.68 258.28 5.60 21.66 8.37 24.77 1155.86


SUBRAMAL 2.3


Clase Q Vel. H.F. Cota piezométrica Cota terreno Presión

disponible Presión estática

Cam.


96 280.28 274.68 5.60 8.37 1010.88

96 111 43 1/2" 315 0.081 0.31 2.04 280.28 278.24 274.68 252.63 5.60 25.61 8.37 30.42 1258.91


SUBRAMAL 2.4




97 279.90 253.73 26.17 70.87 1170.65

97 113 37 1/2" 315 0.041 0.16 0.50 279.90 279.40 253.73 264.01 26.17 15.39 29.32 19.04 1385.84

79

LÍNEA DE CONDUCCIÓN No.3 (CRQ (E-114) A TD3 (E-117))


Clase Q Vel. H.F. Cota piezométrica Cota terreno Presión

disponible Presión estática

Cam.


114 407.93 407.93 0 0 0

114 115 114 3/4" 250 0.170 0.39 6.11 407.93 401.82 407.93 342.75 0.00 59.07 0.00 65.18 658.38

115 117 115 3/4" 250 0.170 0.39 6.18 342.75 336.57 342.75 294.97 0.00 41.60 0.00 112.96 1324.73

LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN TANQUE No 3

RAMAL 3




117 294.97 294.97 0 0 1324.73

117 119 28 3/4" 250 0.180 0.41 1.68 294.97 293.29 294.97 257.53 0.00 35.76 0.00 37.44 1487.75

119 122 57 3/4" 250 0.165 0.38 2.87 293.29 290.42 257.53 245.02 35.76 45.40 37.44 49.95 1814.57

122 128 84 3/4" 250 0.105 0.24 1.86 283.25 281.39 245.02 255.91 38.23 25.48 49.95 39.06 2302.60


SUBRAMAL 3.1




119 293.29 257.53 35.76 37.44 1487.75

119 120 44 1/2" 315 0.015 0.06 0.09 293.29 293.20 257.53 266.87 35.76 26.33 37.44 28.10 1743.67


SUBRAMAL 3.2




122 290.42 245.02 17.59 49.95 1814.57

122 131 40 1/2" 315 0.045 0.17 0.63 290.42 289.79 245.02 253.89 45.40 35.90 49.95 41.08 2042.95

80

LIN

EA N

o 3

DE C

OND

UCCI

ON

E131

E130

RAM

AL 1

.828

.433

0E3

8E3

729

7.14

E87

E89

E91

E92

E93

E95

E96

E94

E90

E98

E99

E97

E77

16.5

884

7.33

2610

.165

018

.842

622

.545

613

.923

8

5.50

82

354.

2433

320.

5799

343.

4933

300.

4026

321.

3773

342.

2592

E40

E41

E42

E43

E44

E45

E39

E41

E40

E42

E44

E43

E53

E54

E55

E56

E62

E63

E52

E54

E53

E55

E62

E56

E45

E52

274.

5465

248.

8951

298.

0882

202.

3806

E65

E66

E67

E68

E64

E66

E65

E67

E63

E64

292.

5407

67.8

715

0.29

218.

9415

4.62

25.1

893

.19

269.

8610

3.86

66.1

335

.75

461.

0423

9.68

279.

1425

4.80

129.

1772

.59

60.0

626

.75

E38

E39

8.74

7018

1.63

E77

31.0

7

584.

02

30.9

061

.32

25.1

415

9.26

18.9

515

9.77

131.

29

18.1

525

.47

213.

19

E88

E89

E90

E90

13.1

811

E92

E93

E94

E96

E97

E95

E91

5.91

838.

0512

E99

E100

E98

24.8

162

339.

4034

325.

2244

324.

0110

341.

3211

341.

4339

297.

2096

309.

1654

302.

2092

RAM

AL 2

LINE

A N

o 2

DE C

ON

DUCC

ION

E87

324.

9873

945.

19

EST.

E45

E47

E48

E50

E49

E57

E58

E56

E60

E56

E45

E65

E64

E69

E71

E72

E64

E73

E70

E77

E78

E80

E81

E82

E79

E82

E83

E84

E76

94.4

026

70.9

887

AZIM

UTP.

O.

E0 E1 E2E1E0ES

T.

81.8

223

70.8

209

91.7

832

91.6

405

94.4

038

92.7

290

59.1

541

34.0

521

68.4

718

25.4

490

61.0

007

101.

1624

108.

5595

116.

4558

E3 E4 E5 E7 E8 E9E6

E2 E4E3 E6 E8E7E5

E11

E12

E17

E18

E19

E16

E11

E10

E16

E18

E17

E12

E9E1

0

19.1

021

32.6

954

31.0

877

31.3

385

32.9

851

346.

7055

15.3

137

4.15

52

305.

5289

343.

8138

357.

7323

352.

6619

290.

1707

E21

E22

E24

E25

E26

E23

E21

E20

E23

E25

E24

E22

E28

E29

E31

E32

E33

E30

E27

E28

E30

E32

E31

E29

E26

E27

99.8

416

358.

8462

204.

4008

219.

7179

1.50

52

178.

0221

E35

E36

E12

E13

E14

E34

E35

E13

E12

E13

E15

E36

E37

E13

E36

E33

E34

39.9

631

E19

E20

19.0

213

DIS

T. H

OR

IZ.

6.71

21.3

826

.22

29.1

226

.35

22.4

433

.29

38.9

067

.84

27.4

311

3.09

141.

4126

9.75

80.3

855

.96

277.

1236

6.20

145.

1911

7.59

40.9

285

.29

170.

1416

.24

47.9

653

.79

35.5

376

.73

56.4

062

.85

239.

1216

9.66

112.

8119

4.02

86.0

936

.58

15.2

4

109.

53

RAM

AL N

o 1

DE

DIS

TRIB

UCIO

N

RAM

AL D

E CO

NDUC

CIO

N

RAM

AL D

E CO

NDUC

CIO

N

LIN

EA N

o 1

DE

CO

NDU

CCIO

NP.

O.

EST.

DIS

T. H

ORI

Z.P.

O.

AZIM

UT

E101

E102

E103

E93

E93

E101

E102

586.

33

E96

E104

E96

E106

E105

E96

E96

E104

E108

E109

E111

E97

E110

E107

E108

E109

E110

E106

E107

107.

0615

4.63

84.4

283

.19

66.0

110

7.90

192.

4584

.16

41.9

0

213.

95

E46

E45

E45

49.4

140

61.7

297

71.7

267

E48

E49

E51

E56

E50

26.1

645

66.8

216

E58

E59

E56

E60

E61

E57

19.1

985

E47

45.0

388

259.

0414

114.

2312

275.

3742

270.

4418

RAM

AL 1

.4

RAM

AL 1

.3

RAM

AL 1

.1

RAM

AL 1

.2

E113

E115

E116

E117

E114

E112

E114

E115

E116

E117

E118

E121

E122

E123

E119

E117

E118

E119

E121

E122

48.8

9

38.1

994

.86

29.6

819

.71

57.8

7

152.

02

125.

77

E125

E126

E128

E119

E127

E124

E125

E126

E127

E122

E130

E129

E122

E129

E119

E120

270.

7156

.59

43.1

478

.81

55.6

714

9.49

16.5

911

6.61

169.

80

66.5

1E1

23E1

24

7.69

9322

.221

3

E65

E75

E64

E69

E70

45.1

420

52.9

505

33.1

285

E72

E73

E64

E76

E74

E71

E78

E79

E81

E82

E84

E80

E82

E83

E86

E85

E77

165.

1963

359.

1786

346.

1192

298.

3278

266.

3272

230.

3742

205.

7174

169.

6880

190.

7154

190.

1789

203.

1175

108.

7287

158.

4146

RAM

AL 1

.7

RAM

AL 1

.5

RAM

AL 1

.9

RAM

AL 1

.6E9

7E1

12

67.5

278

39.0

4

AZIM

UT

DIS

T. H

ORI

Z.

108.

4443

26.1

931

120.

1511

RAM

AL 2

.1

84.8

875

.36

38.2

5

25.7

502

345.

0036

258.

5971

RAM

AL 2

.3

RAM

AL 2

.2

6.46

24

277.

8376

270.

0104

338.

3918

RAM

AL 2

.4

275.

7050

44.9

410

0.04

69.2

658

.36

22.9

722

.13

37.4

337

.88

327.

6072

58.1

586

45.4

547

308.

2867

5.93

04

44.3

825

35.2

001

57.3

736

330.

0793

RAM

AL 3

68.9

0

658.

3855

5.51

110.

84

6.17

156.

8520

2.11

124.

7121

1.24

52.8

096

340.

9303

91.7

955

84.1

754

RAM

AL 3

.1

48.4

694

98.0

927

RAM

AL 3

.233

4.24

53

39.2

372

.30

57.1

627

.71

255.

92

112.

9376

.41

69.3

002

80.3

9

7.04

8414

6.29

Figura No. 16 Planta de Conjunto

81

Figura No. 17 Línea de conducción No. 1

82

Figura No. 18 Línea de distribución No. 1

83

Figura No. 19 Línea de distribución No. 1

84

Figura No. 20 Línea de conducción y distribución No. 2 y No. 3

85

Figura No. 21 Obras hidráulicas

86


87

No.

Cant

idad

DESC

RIPC

IÓN

11

CABL

E T

IRAN

TE

L =

51.0

0 M

.

Ø 3/

8"

22

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 2.

30 M

.

Ø 1/

4"

32

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 1.

79 M

.

Ø 1/

4"

42

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 1.

36 M

.

Ø 1/

4"

52

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 1.

02 M

.

Ø 1/

4"

62

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 0.

77 M

.

Ø 1/

4"

96

TUBO

S H

.G.

L -

30.0

0 M

.

Ø IN

DICA

DO

1010

GUA

RDA

CAB

LE

Ø 1

/4"

112

GUA

RDA

CAB

LE

Ø 3

/8"

23

45

66

54

32

1

78

87

72

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 0.

60 M

.

Ø 1/

4"

82

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 0.

51 M

.

Ø 1/

4"

No.

Cant

idad

DESC

RIPC

IÓN

11

CABL

E T

IRAN

TE

L =

34.0

0 M

.

Ø 3/

8"

22

CABL

E D

E S

USPE

NSIO

N L

- 2.

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Figura No. 22 Sistema de instalación de hipoclorador y detalle de conexión predial

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Universidad de San Carlos de Guatemala - …biblioteca.usac.edu.gt/EPS/08/08_0002.pdf · TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR