Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

DISEÑO DE LA ESCUELA PRIMARIA PARA LA COLONIA LOMAS DE SAN PEDRO,

CIUDAD QUETZAL Y DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA EL CASERÍO

ASUNCIÓN CHIVOC, ALDEA COMUNIDAD DE RUIZ, MUNICIPIO DE SAN JUAN

SACATEPÉQUEZ, DEPARTAMENTO DE GUATEMALA

Héctor Armando Monzón Duarte

Asesorado por el Ing. Ángel Roberto Sic García

Guatemala, julio de 2012

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DISEÑO DE LA ESCUELA PRIMARIA PARA LA COLONIA LOMAS DE SAN PEDRO,

CIUDAD QUETZAL Y DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA EL CASERÍO

ASUNCIÓN CHIVOC, ALDEA COMUNIDAD DE RUIZ, MUNICIPIO DE SAN JUAN

SACATEPÉQUEZ, DEPARTAMENTO DE GUATEMALA

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA

FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

HÉCTOR ARMANDO MONZÓN DUARTE

ASESORADO POR EL ING. ÁNGEL ROBERTO SIC GARCÍA

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, JULIO DE 2012

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

NOMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL I Ing. Alfredo Enrique Beber Aceituno

VOCAL II Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

VOCAL III Ing. Miguel Ángel Dávila Calderón

VOCAL IV Br. Juan Carlos Molina Jiménez

VOCAL V Br. Mario Maldonado Muralles

SECRETARIO Ing. Hugo Humberto Rivera Pérez

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

EXAMINADOR Ing. Hugo Leonel Montenegro Franco

EXAMINADOR Ing. Silvio José Rodríguez Serrano

EXAMINADOR Ing. Ángel Roberto Sic García

SECRETARIO Ing. Hugo Humberto Rivera Pérez

ACTO QUE DEDICO A:

Dios Ingeniero de un universo perfecto y equilibrado, por

brindarme la dicha de cumplir una meta de vida.

Mis padres Héctor Monzón y Aura Duarte, por ser los pilares de

mi vida, por su apoyo incondicional, y por llegar junto

a mí a realizar este sueño. Con todo mi amor.

Mis hermanos Carlos y Aura, por estar siempre presentes en todas

las etapas de mi vida y ser mis mejores amigos.

Mis abuelos Petronila García, Celia García, Armando Monzón

(q.e.p.d.) porque sé que están junto a mí en este

momento de triunfo.

Mis primos A todos en general. Con mucho cariño.

Mis tíos y tías Armando, Nora, Lidia, Olga, Julia, René, Rosa. Con

mucho cariño y respeto.

Mi familia en general Por el apoyo y cariño recibido a lo largo de mi vida.

Mis amigos y

compañeros

Por cumplir junto a mí un objetivo de vida, y por el

apoyo que siempre me brindaron.

La Universidad de San

Carlos de Guatemala

Mi alma máter, por permitirme culminar mi vida

académica en tan glorioso recinto.

Mi patria Guatemala.

AGRADECIMIENTOS A:

Dios Por darme la capacidad de razonamiento,

entendimiento, paciencia y disciplina para poder

culminar esta etapa de mi vida para gloria de su Santo

nombre y satisfacción de mis padres.

Mis padres Por ser mis guías, mi ejemplo de trabajo duro y vida

plena; por ser quienes me animan a seguir adelante, a

dar lo mejor de mí para la realización de este sueño

que logramos juntos. Dios les bendiga siempre y me

permita retribuirles con creces sus sacrificios.

Mi abuela Petronila Una persona sabia, que enseño con su ejemplo que el

trabajo duro tiene grandes recompensas; sé que desde

el cielo está sonriendo junto a mí en mis momentos de

triunfo y llora conmigo mis fracasos. Siga cuidando de

su familia mi Petro. Este triunfo es para usted con todo

mi corazón.

Mis hermanos Por ser mis mejores amigos, por compartir la alegría y

rutina de la vida diaria, y ser por quienes deseo superar

todas las adversidades venideras. Muchas gracias por

todo.

Mi asesor Ingeniero Ángel Sic, por su apoyo y consejos durante el

proceso de EPS.

Mis amigos y amigas En especial a Alejandro Hernández, Gustavo

Campos, Luis Fernando Alvarado, Fernando

Martínez, Sergio Villalta, Rafael Chinchilla, Luis

Fernando Barrera, Pablo Noriega, Raúl Sánchez,

Allan Pellecer, José Zambrano, Freddy Rodríguez,

Lester Monterroso, Abner Herrera, Jorge López,

Mónica Venegas, María José González, Lucia

Rosales, Rocío Vásquez, Anabela Díaz. Gracias por

su apoyo y los buenos momentos juntos.

Ing. Mario Corzo Por compartir sus conocimientos de manera

desinteresada y abierta.

Ing. Mario Vetorazzi Por brindar sus conocimientos de forma didáctica y

sin reservas.

La Universidad de San

Carlos de Guatemala

Lugar de formación de grandes mentes, que me ha

abierto las puertas de su tricentenaria historia y que

ahora me permite decir con satisfacción: misión

cumplida, soy Sancarlista.

I

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ........................................................................... XI

LISTA DE SÍMBOLOS ..................................................................................... XIX

GLOSARIO .................................................................................................... XXIII

RESUMEN ................................................................................................... XXVII

OBJETIVOS .................................................................................................. XXIX

INTRODUCCIÓN .......................................................................................... XXXI

1. GENERALIDADES DEL ÁREA DE INFLUENCIA .................................... 1

1.1. Monografía del municipio de San Juan Sacatepéquez .............. 1

Ubicación geográfica ................................................. 1 1.1.1.

Topografía ................................................................. 2 1.1.2.

Clima ......................................................................... 4 1.1.3.

Cultura ...................................................................... 4 1.1.4.

1.1.4.1. Traje típico ............................................ 4

1.1.4.2. Costumbres ........................................... 4

1.1.4.3. Feria del pueblo ..................................... 5

Actividades económicas ............................................ 5 1.1.5.

1.1.5.1. Agricultura ............................................. 5

1.1.5.2. Tapicería ............................................... 5

Características demográficas .................................... 6 1.1.6.

1.1.6.1. Organización socioeconómica............... 6

1.2. Monografía del caserío Asunción Chivoc ................................... 6

Topografía ................................................................. 9 1.2.1.

Clima ....................................................................... 10 1.2.2.

1.2.2.1. Temperatura ........................................ 11

II

1.2.2.2. Intensidad de lluvia .............................. 12

Características de infraestructura ............................ 13 1.2.3.

Características socioeconómicas ............................ 14 1.2.4.

1.2.4.1. Actividades económicas ...................... 14

1.2.4.2. Características demográficas ............... 14

2. PARÁMETROS DE DISEÑO DE ALCANTARILLADO ........................... 15

2.1. Estudio topográfico ................................................................... 15

Planimetría ............................................................... 15 2.1.1.

Altimetría .................................................................. 15 2.1.2.

2.2. Consideraciones generales para el diseño de alcantarillados

sanitarios .................................................................................. 16

Selección de ruta ..................................................... 16 2.2.1.

Período de diseño .................................................... 17 2.2.2.

Estimación de la población tributaria ....................... 17 2.2.3.

2.2.3.1. Incremento aritmético .......................... 17

2.2.3.2. Incremento geométrico ........................ 18

Velocidad de diseño ................................................ 18 2.2.4.

2.2.4.1. Criterios del INFOM ............................. 18

2.2.4.2. Criterios del CIG .................................. 19

Pendiente ................................................................. 19 2.2.5.

Cálculo de caudales ................................................ 19 2.2.6.

2.2.6.1. Caudal domiciliar ................................. 19

2.2.6.1.1. Dotación de agua

potable .......................... 20

2.2.6.1.2. Factor de retorno ........... 21

2.2.6.2. Caudal comercial ................................. 21

2.2.6.3. Caudal industrial .................................. 22

2.2.6.4. Caudal de infiltración ........................... 22

III

2.2.6.4.1. Criterios del INFOM ...... 22

2.2.6.4.2. Criterios del CIG ........... 23

2.2.6.5. Caudal ilícito ........................................ 24

2.2.6.5.1. Criterios del INFOM ...... 24

2.2.6.5.2. Criterios del CIG ........... 24

2.2.6.6. Caudal medio ...................................... 24

2.2.6.6.1. Factor de caudal medio

(fqm) ............................. 25

2.2.6.7. Caudal máximo ................................... 25

2.2.6.7.1. Factor de Harmond ....... 25

2.2.6.7.2. Factor de caudal

máximo ......................... 26

2.2.6.8. Caudal de diseño ................................ 26

Principios hidráulicos .............................................. 26 2.2.7.

2.2.7.1. Relaciones hidráulicas ........................ 27

2.2.7.2. Coeficiente de rugosidad de

Manning .............................................. 28

2.2.7.3. Diámetro de tuberías ........................... 28

2.2.7.4. Profundidades de las tuberías ............. 29

Cotas invert ............................................................. 29 2.2.8.

2.2.8.1. Criterios del INFOM ............................. 29

2.2.8.2. Criterios del CIG .................................. 30

Pozos de visita ........................................................ 31 2.2.9.

2.2.9.1. Distancia entre pozos .......................... 32

2.2.9.2. Diámetro de pozos .............................. 32

Conexiones domiciliares ......................................... 32 2.2.10.

2.2.10.1. Tubería domiciliar ................................ 33

2.2.10.2. Caja o candela .................................... 33

2.3. Tratamiento de aguas residuales ............................................. 33

IV

Sistemas de tratamiento primario ............................ 33 2.3.1.

2.3.1.1. Fosa séptica ......................................... 34

2.3.1.2. Pozo de absorción ............................... 34

3. PARÁMETROS DE DISEÑO ESTRUCTURAL ...................................... 37

3.1. Generalidades de diseño arquitectónico ................................... 37

Áreas y espacios mínimos ....................................... 37 3.1.1.

3.1.1.1. Salones de clase .................................. 37

3.1.1.1.1. Área por educando ........ 38

3.1.1.1.2. Puertas y ventanas ....... 38

3.1.1.2. Sector administrativo ........................... 38

3.1.1.3. Sector de servicio ................................ 39

Iluminación y ventilación .......................................... 39 3.1.2.

3.1.2.1. Iluminación natural ............................... 40

3.1.2.2. Iluminación artificial .............................. 40

3.1.2.3. Confort térmico .................................... 40

Circulación peatonal ................................................ 40 3.1.3.

3.1.3.1. Circulación horizontal (pasillos) ........... 41

3.1.3.2. Circulación vertical (gradas) ................. 41

3.2. Generalidades de diseño estructural ........................................ 41

Diafragmas (losas) ................................................... 41 3.2.1.

3.2.1.1. Diafragma rígido .................................. 42

Vigas ........................................................................ 43 3.2.2.

Columnas ................................................................. 43 3.2.3.

Cimentaciones ......................................................... 43 3.2.4.

3.2.4.1. Cimentaciones superficiales ................ 44

3.2.4.2. Cimentaciones profundas .................... 45

Estudio de cargas .................................................... 45 3.2.5.

3.2.5.1. Cargas gravitacionales ........................ 45