ESTUDIO Y DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO...
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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL ESTUDIO Y DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO DEL CANTÓN EL COPADO, MUNICIPIO DE SANTO DOMINGO, DEPARTAMENTO DE SUCHITEPÉQUEZ JORGE ENRIQUE MORALES SOTO Asesorado por Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta Guatemala, octubre de 2004
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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
ESTUDIO Y DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO
SANITARIO DEL CANTÓN EL COPADO, MUNICIPIO DE SANTO DOMINGO, DEPARTAMENTO DE SUCHITEPÉQUEZ
JORGE ENRIQUE MORALES SOTO
Asesorado por Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta
Guatemala, octubre de 2004
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESTUDIO Y DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO DEL CANTÓN EL COPADO, MUNICIPIO DE SANTO DOMINGO,
DEPARTAMENTO DE SUCHITEPÉQUEZ
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA
FACULTAD DE INGENIERÍA
POR
JORGE ENRIQUE MORALES SOTO
ASESORADO POR: ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA OCHAETA
AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
GUATEMALA, OCTUBRE DE 2004
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. Pedro Antonio Aguilar Polanco
TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO
DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson
EXAMINADOR Ing. Christa del Rosario Classon de Pinto
EXAMINADOR Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta
EXAMINADOR Ing. Carlos Salvador Gordillo García
SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco
HONORABLE COMITE 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:
ESTUDIO Y DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO
SANITARIO DEL CANTÓN EL COPADO, MUNICIPIO DE SANTO DOMINGO, DEPARTAMENTO DE SUCHITEPÉQUEZ
Tema que me fuera asignado por la Dirección de Escuela de Ingeniería Civil,
con fecha 01 de junio de 2004.
Jorge Enrique Morales Soto
DEDICATORIA DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN
A Dios, fuente de toda sabiduría, dador de la vida, guía de mis pasos y fortaleza
de mi alma.
A mis padres, Jorge Morales Yat y Candy Rosalinda Soto de Morales, por el
apoyo y sacrificio que me manifestaron día a día, para realizar uno de los
sueños que más anhelé y se está cumpliendo gracias a su amor y paciencia.
DEDICATORIA DEL ACTO DE GRADUACIÓN
A toda mi familia en general, porque siempre han sido un motivo para seguir
adelante, dándome de alguna u otra manera el apoyo necesario para sentirme
querido y acompañado en tan difícil camino que he recorrido.
A la facultad de Ingeniería y todo el cuerpo de catedráticos que contribuyeron
para formar en mí un hombre competente.
AGRADECIMIENTO ESPECIAL
A todos mis amigos y compañeros que me apoyaron en momentos difíciles y
que compartieron conmigo instantes especiales dentro y fuera de la
Universidad.
Al Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta, por su apoyo, al compartir sus
conocimientos sin interés alguno.
ÍNDICE GENERAL
LISTA DE ILUSTRACIONES ...........................................................................VII
LISTA DE SÍMBOLOS ......................................................................................IX
GLOSARIO .......................................................................................................XI
RESUMEN...................................................................................................... XV
OBJETIVOS.................................................................................................. XVII
INTRODUCCIÓN........................................................................................... XIX
1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA POBLACIÓN 1.1. Aspectos físicos................................................................................. 1
1.1.1. Ubicación y localización.......................................................... 1
1.1.2. Población actual ..................................................................... 2
1.1.3. Tipología de las viviendas....................................................... 3
1.1.4. Topografía y clima .................................................................. 3
1.1.5. Límites y colindancia……………………………………………... 4
1.1.6. Idioma……………………………………………………………… 5
1.2. Aspectos de infraestructura............................................................... 5
1.2.1. Vías de acceso ....................................................................... 5
1.2.2. Servicios públicos ................................................................... 6
1.3. Aspectos socioeconómicos ............................................................... 6
1.3.1. Origen de la comunidad.......................................................... 6
1.3.2. Actividades económicas ......................................................... 7
1.3.3. Etnia, religión y costumbres.................................................... 7
1.3.4. Educación ............................................................................... 9
1.4. Organización comunitaria……………………………………………….. 9
1.5. Diagnóstico de necesidades comunales.……………………………… 9
I
2. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE UN ALCANTARILLADO SANITARIO 2.1. Levantamiento topográfico ................................................................ 11
2.1.1. Altimetría ................................................................................ 11
2.1.2. Planimetría ............................................................................. 12
2.2. Tipos de sistemas de alcantarillado .................................................. 12
2.2.1. Alcantarillado sanitario ........................................................... 12
2.2.2. Alcantarillado separativo ........................................................ 13
2.2.3. Alcantarillado combinado ....................................................... 13
2.3. Partes de un alcantarillado................................................................ 13
2.3.1. Colector .................................................................................. 13
2.3.2. Pozos de visita ....................................................................... 14
2.3.3. Conexiones domiciliares......................................................... 15
2.4. Período de diseño ............................................................................. 17
2.5. Población futura ................................................................................ 17
2.6. Determinación del caudal.................................................................. 19
2.6.1. Aspectos generales ................................................................ 19
2.6.1.1. Población tributaria ................................................... 19
2.6.1.2. Dotación…………………………………………………. 20
2.6.1.3. Caudal…………………………………………………… 20
2.6.1.4. Velocidad de flujo...................................................... 21
2.6.1.5. Tirante o profundidad de flujo ................................... 21
2.6.1.6. Densidad de población………………………………… 22
2.6.1.7. Factor de retorno al sistema………………………….. 22
2.6.2. Caudal sanitario ..................................................................... 23
2.6.2.1. Caudal domiciliar....................................................... 23
2.6.2.2. Caudal industrial ....................................................... 24
2.6.2.3. Caudal comercial ...................................................... 25
2.6.2.4. Caudal por conexiones ilícitas .................................. 25
II
2.6.2.5. Caudal por infiltración………………………………….. 27
2.6.3. Caudal medio.......................................................................... 28
2.6.4. Factor de caudal medio .......................................................... 28
2.6.5. Factor de Harmond………………………………………………. 30
2.6.6. Caudal de diseño………………………………………………… 30
2.7. Fundamentos hidráulicos .................................................................. 31
2.7.1. Ecuación de Manning para flujo en canales ........................... 31
2.7.2. Relaciones de diámetros y caudales…………………………… 32
2.7.3. Relaciones hidráulicas ............................................................ 33
2.8. Parámetros de diseño hidráulico ....................................................... 36
2.8.1. Coeficiente de rugosidad ........................................................ 36
2.8.2. Sección llena y parcialmente llena.......................................... 36
2.8.3. Pendiente máxima y mínima................................................... 39
2.8.4. Velocidad de diseño ............................................................... 40
2.9. Parámetros de diseño del alcantarillado............................................ 40
2.9.1. Diámetro del colector .............................................................. 40
2.9.2. Profundidad del colector ......................................................... 42
2.9.2.1. Profundidad mínima del colector ............................... 42
2.9.2.2. Ancho de zanja.......................................................... 43
2.9.2.3. Volumen de excavación ............................................ 44
2.9.2.4. Cotas Invert ............................................................... 45
2.9.3. Ubicación de los pozos de visita............................................. 46
2.9.4. Profundidad de los pozos de visita ......................................... 46
2.9.5. Características de las conexiones domiciliares ...................... 49
3. VULNERABILIDAD 3.1. Consideraciones generales ............................................................... 52
3.1.1. Amenaza natural..................................................................... 52
3.1.2. Desastre natural ..................................................................... 55
3.1.3. Reducción de desastres ......................................................... 56
III
3.2. Análisis de vulnerabilidad de una red de alcantarillado sanitario ...... 57
3.2.1. Análisis físico.......................................................................... 58
3.2.2. Análisis operativo ................................................................... 60
3.2.3. Análisis administrativo ............................................................ 61
3.3. Vulnerabilidad de las obras de ingeniería…………………………. 63
3.4. Medidas de mitigación ................................................................ 64
4. DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO DEL CANTÓN EL COPADO 4.1. Descripción general del sistema ....................................................... 67
4.2. Información técnica de diseño........................................................... 67
4.3. Cálculo hidráulico.............................................................................. 69
4.4. Ejemplo del diseño de un tramo........................................................ 71
4.5. Desfogue………………………………………………………………….. 74
4.5.1. Ubicación…………………………………………………………. 76
4.5.2. Diseño…………………………………………………………….. 76
4.6. Tratamiento de aguas servidas ......................................................... 76
4.6.1. Importancia del tratamiento de aguas servidas ...................... 76
4.6.2. Proceso del tratamiento.......................................................... 78
4.6.2.1. Preliminar.................................................................. 80
4.6.2.2. Primario..................................................................... 81
4.6.2.3. Secundario................................................................ 82
4.6.2.4. Terciario .................................................................... 84
4.6.2.5. Desinfección ............................................................. 85
4.6.3. Sistemas de tratamiento......................................................... 85
4.6.4. Limitaciones en la selección................................................... 86
4.7. Propuesta del sistema de tratamiento………………………………….. 86
4.7.1. Descripción general................................................................ 86
4.7.2. Descripción técnica ................................................................ 88
4.7.3. Operación y mantenimiento.................................................... 88
IV
CONCLUSIONES ........................................................................................... 91
RECOMENDACIONES................................................................................... 93
BIBLIOGRAFÍA............................................................................................... 95
APÉNDICES ................................................................................................... 97
ANEXOS.........................................................................................................105
V
LISTA DE ILUSTRACIONES
FIGURAS
1. Santo Domingo Suchitepéquez............................................................ 1
2. Departamento de Suchitepéquez......................................................... 4
3. Pozo de visita....................................................................................... 15
4. Conexión domiciliar .............................................................................. 16
5. Sección parcialmente llena .................................................................. 37
6. Profundidad mínima del colector.......................................................... 43
7. Cotas Invert.......................................................................................... 46
8. Plano topográfico .................................................................................111
9. Plano red general .................................................................................113
10. Plano densidad de vivienda .................................................................115
11. Plano planta-perfil 1 .............................................................................117
12. Plano planta-perfil 2 .............................................................................119
13. Plano planta-perfil 3 .............................................................................121
14. Plano planta-perfil 4 .............................................................................123
15. Plano detallado de pozos de visita y conexiones domiciliares .............125
TABLAS
I. Rango de valores de factor de caudal medio ....................................... 29
II. Relaciones hidráulicas para sección circular........................................ 34
III. Factor de rugosidad ............................................................................. 36
IV. Dimensiones básicas del colector ....................................................... 41
V. Profundidad mínima del colector para tubería de concreto .................. 43
VII
VI. Profundidad mínima del colector para tubería de PVC........................ 43
VII. Ancho de zanja .................................................................................... 44
VIII. Cálculo hidráulico................................................................................. 69
IX. Cuantificación de materiales en el colector principal ........................... 101
X. Cuantificación de materiales en los pozos de visita............................. 101
XI. Cuantificación de materiales en las conexiones domiciliares .............. 101
XII. Cuantificación de mano de obra en el colector principal...................... 102
XIII. Cuantificación de mano de obra en los pozos de visita ....................... 102
XIV. Cuantificación de mano de obra en las conexiones domiciliares......... 102
XV. Presupuesto de materiales de construcción ........................................ 103
XVI. Presupuesto de mano de obra............................................................. 104
XVII. Presupuesto de maquinaria ................................................................. 104
XVIII. Presupuesto de herramienta y equipo ................................................. 105
XIX. Costo de obra accesoria ...................................................................... 105
XX. Resumen de costos por renglón .......................................................... 106
XXI. Matriz 3, aspectos físicos y de impacto en el servicio.......................... 107
XXII. Matriz 1B, aspectos operativos............................................................ 108
XXIII. Matriz 2, vulnerabilidad administrativa de la empresa ......................... 109
VIII
LISTA DE SÍMBOLOS
A Área
A Área transversal de la tubería (caso a/A)
A Área de terreno (caso Q = C * I * A)
a Área que abarca el flujo a sección parcial
a/A Relación de áreas ( en rectas )
B.M Bench Marks (Marcas de nivelación)
C Coeficiente de escorrentía de una superficie
CII Cota invert de inicio o salida
CIF Cota invert de entrada o final
D Diámetro de la tubería
DBO Demanda bioquímica de oxigeno
DGOP Dirección General de Obras Públicas
D.H Distancia horizontal
DIST Distancia
Dot. Dotación de agua
d Altura del tirante del flujo a sección parcial
d/D Relación de tirantes
EST Estación
EDA Enfermedades diarreicas agudas
F.H Factor de Harmond
F.R Factor de retorno
F.Q.M Factor de caudal medio
Hab. Habitantes
Hab/Ha. Habitantes por hectárea
Hp.v. Altura de pozo de visita
IX
I Intensidad de lluvia
l/s litros por segundo (caudal)
l/hab/día Litros por habitante por día (dotación)
l/km/día Litros por kilómetro por día (dotación)
Long. Tub Longitud de tubería medida en km
mm/h Milímetros por hora
No. Com. Número de comercios
No. Hab. Número de habitantes
n Coeficiente de rugosidad
P Población
P.V Pozo de visita
PVC Material de Cloruro de Polivinilo
Q Caudal a sección llena de la tubería
q Caudal de diseño
q/Q Relación de caudales
R Radio hidráulico
r Tasa de crecimiento poblacional
S Pendiente
V Velocidad del flujo a sección llena
v Velocidad del flujo a sección parcial
v/V Relación de velocidades
Π Constante Pi
Ø Diámetro
X
GLOSARIO
Aerobio Condición que se caracteriza por la presencia de aire
u oxígeno libre.
Afluente Arroyo o río que desemboca en otro más caudaloso.
Aguas negras También llamadas residuales, caudal del
requerimiento diario de agua que se desecha
habiendo sido utilizada; puede ser domiciliar,
comercial o industrial.
Altimetría Levantamiento topográfico que permite el registro de
elevaciones.
Anaerobio Condición que se caracteriza por la ausencia de aire u
oxígeno libre.
Aireación Método que se utiliza para proporcionar aire natural
llamado también ventilación.
Bacteria Grupo de organismos microscópicos unicelulares,
rígidos y carentes de clorofila que desempeñan una
serie de procesos de tratamiento, incluyendo:
oxidación biológica, digestión, nitrificación y
desnitrificación.
XI
Caja de registro Llamada también candela domiciliar; instalación que
conecta la tubería proveniente de las viviendas con la
tubería secundaria; permite la inspección y control del
flujo del caudal domiciliar.
Candela Arranque donde se reciben las aguas negras
provenientes del interior de la vivienda y que las
conduce al colector del sistema de drenaje.
Caudal Volumen de aguas negras.
Caudal Comercial Cantidad de aguas negras que se descargan de los
comercios.
Caudal doméstico Volumen de aguas negras provenientes de las
viviendas.
Caudal industrial Volumen de aguas negras provenientes de industrias.
Caudal medio Suma de los caudales recolectados en todo el trayecto
de la red de alcantarillado.
Caudal de diseño Es el que establece qué cantidad de caudal puede
transportar el sistema en cualquier punto en todo el
recorrido de la red.
XII
Colector Conducto principal, generalmente de sección circular,
que recolecta y transporta las aguas negras y/o
pluviales hasta su disposición final o desfogue.
Contaminación Efecto nocivo sobre el medio ambiente que afecta a
todos los seres vivos.
Cuenca Lugar donde afluyen todas las aguas a un mismo río,
lago o mar.
Desfogue Lugar donde se vierten las aguas negras provenientes
de un sistema colector, que pueden o no estar
previamente tratadas. También denominado descarga.
Dotación Valor que representa en litros el requerimiento diario
de agua por habitante.
Drenar Método que se utiliza para dar salida a las aguas
residuales mediante zanjas o conductos realizados en
el lugar.
Ecuación de Manning Fórmula que determina la velocidad de un flujo sobre
un canal abierto y depende de las variables rugosidad,
pendiente y radio hidráulico de la sección.
In situ Realizado en el lugar de trabajo, bajo limitaciones y
características del momento.
XIII
Lodo activado Lodo sedimentado que retroalimenta el proceso
aerobio.
Mitigación Acción de aplazar o disminuir el rigor de un desastre u
ocurrencia, que perjudique un bien.
Nivelación Proceso altimétrico que permite el registro de las
elevaciones correspondientes a puntos de
importancia.
Parámetros de diseño Bases que se utilizan en la elaboración de un diseño,
como la población, el clima, los tipos de comercio, los
caudales.
Período de diseño Período de tiempo durante el cual un sistema presenta
las condiciones necesarias para prestar un servicio
eficiente.
Planimetría Levantamiento topográfico que permite proyectar una
superficie en un plano horizontal.
Tirante Altura del flujo sanitario que abarca una sección
parcial de tubería.
Vulnerabilidad Indica el grado en que un sistema está expuesto o
protegido del impacto y/o efectos de los estados que
le representan una amenaza o desastre.
XIV
RESUMEN
El informe del estudio y diseño de la red de alcantarillado sanitario del
cantón El Copado, municipio de Santo Domingo, departamento de
Suchitepéquez, manifiesta lo siguiente en sus diferentes capítulos:
1. La recopilación de información reunida en está unidad, registra las
diferentes características que el lugar posee: geografía, aspectos
socioeconómicos, servicios públicos y generalidades de la población.
Esos datos permitieron realizar un análisis minucioso, que determinó los
servicios básicos que el área en estudio requiere, tomándose la decisión
de aportar el diseño para uno de ellos y su pronta ejecución.
2. Determinado el proyecto a realizar, se describen todas las condiciones y
consideraciones para su diseño; en este caso, las de un alcantarillado
sanitario, tomando estás de base para el proceso y determinación de:
levantamiento topográfico adecuado, sistema de alcantarillado a
implementar, cálculo y estimación del caudal sanitario a conducirse.
3. En esta unidad se enfatiza la vulnerabilidad que un alcantarillado
sanitario experimenta debido a todas las amenazas naturales a las que
está expuesto y se manifiesta la necesidad de realizar un estudio
preliminar a su ejecución, que indique las medidas a tomar para reducir
la vulnerabilidad del sistema.
XV
4. Por último, se detalla el diseño de la red de alcantarillado sanitario del
cantón El Copado, mostrando la memoria de cálculo de un tramo, para
fines académicos, y se establece la importancia de que las aguas
residuales sean tratadas.
Tomando en cuenta todo lo anterior, se determinó que él estudio y diseño
de la red de alcantarillado sanitario del cantón El Copado, municipio de Santo
Domingo, Suchitepéquez, logrará con su ejecución beneficiar a 1347
pobladores; recolectará y conducirá las aguas residuales provenientes de todas
las edificaciones, hacia su deposición final, erradicando focos de contaminación
existentes por mala disposición de excretas, reducirá así mismo la proliferación
de enfermedades gastrointestinales e infectocontagiosas que hoy en día afectan
el desarrollo comunitario de la población mencionada, proporcionando con ello
una verdadera condición de desarrollo social y un alto nivel de salud.
XVI
OBJETIVOS
General
Diseñar una red de alcantarillado sanitario para el cantón El Copado, del
municipio de Santo Domingo, del departamento de Suchitepéquez, para
conducir todas las aguas residuales que se generan de las viviendas y otras
edificaciones del lugar, dándole con ello una solución técnica a un servicio de
vital importancia para evitar focos de contaminación, impedir la proliferación de
enfermedades y aumentar el nivel de vida de los pobladores.
Específicos
• Solventar el problema de evacuación de excretas en cada una de las
viviendas de la población, mejorando el nivel de vida de cada poblador y
de la ciudad, así como el ornato del cantón, evitando la proliferación de
enfermedades y, con ello, los olores y aspectos desagradables que las
aguas cloacales generan.
• Proporcionar una opción técnica para la evacuación de aguas residuales,
garantizando la debida extracción de estas, proveyendo datos, planos y
presupuestos que se obtengan para su ejecución.
• Establecer la importancia del buen mantenimiento de la red de drenajes
que permitan minorizar la vulnerabilidad del sistema, proporcionando
información y capacitación para su manutención.
XVII
INTRODUCCIÓN
La realización de una red de alcantarillado sanitario en lugares poblados,
se encamina a manipular y evacuar adecuadamente materiales orgánicos e
inorgánicos que perjudiquen la salud de los habitantes, que provocan molestias
de olores y aspectos desagradables, disminuyendo con la conducción de los
desechos, la proliferación de enfermedades gastrointestinales e
infectocontagiosas.
Las aguas residuales provienen de las diferentes viviendas y edificaciones
que se encuentran en el lugar. La falta de drenajes produce una alteración en los
sistemas ambientales, tanto el edáfico como el hídrico. Ante dicha problemática,
es necesario tomar medidas que permitan controlar la disposición de las aguas
negras, que representará una reducción al problema de dicha comunidad y
mitigar el daño al ambiente, permitiendo con ello una verdadera condición de
desarrollo social.
Observando que el mayor problema de la comunidad bajo estudio es la
evacuación de excretas, el cual es un servicio vital para el cantón, primordial
para aumentar el nivel de vida de los habitantes del lugar, y con base en el
análisis de los servicios primordiales que se necesitan, se presenta a
continuación el estudio y diseño de la red de alcantarillado para solucionar
problemas de salud a la comunidad afectada.
XIX
1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA POBLACIÓN
1.1. Aspectos físicos
1.1.1. Ubicación y localización El municipio de Santo Domingo se ubica en la parte sur del Departamento
de Suchitepéquez. Su territorio ocupa una extensa franja que empieza en la
región central del departamento y se va reduciendo hacia el sur, llegando hasta
el Océano Pacífico. Su ubicación aproximada es de 217 metros sobre el nivel del
mar, y las coordenadas geodésicas del centro del cantón son longitud 91° 27’
16” y latitud 14° 28’ 50”.
Figura 1. Cantón El Copado, Santo Domingo Suchitepéquez
Fuente: Instituto Geográfico Nacional. Mapa 1:50,000.
1
Su jurisdicción abarca una población denominada Santo Domingo, que es
la cabecera municipal; cinco aldeas, que son: Belén, Nueva Venecia, Bolivia,
Rancho Dulce, Las Cruces, y siete cantones: El Copado, Xiquiná, Cancín,
Taracná, Palo Blanco, Las Varitas y La Selva, así como los caseríos El Jardín y
Carranza, comprendiendo también 37 fincas de distintas dimensiones.
1.1.2. Población actual Según el censo realizado por el Instituto Nacional de Estadística de
población en el 2002, Santo Domingo cuenta con un total de 32,202 habitantes,
distribuidos en la cabecera municipal y en las distintas aldeas, fincas, cantones y
caseríos.
Actualmente, la comunidad El Copado se compone de 210 viviendas, para
un número aproximado de 267 familias, haciendo un total de 1347 habitantes,
con un promedio de 5.0 personas/familia y 6.41 personas/casa. El conglomerado
de viviendas esta regularmente disperso.
El 19.68 por ciento de la población son niños de hasta 6 años; el 22.49 por
ciento, jóvenes hasta los 15 años, lo cual refleja el 42.17 por ciento. El 57.83 por
ciento son adultos mayores de 17 años; de este porcentaje el 25.76 por ciento
son mujeres y el 32.07 por ciento, hombres.
2
1.1.3. Tipología de las viviendas Las viviendas están construidas en un 65 por ciento de paredes de
mampostería de blocks o adobe y en un 35 por ciento, de madera; las cubiertas
de los techos están distribuidas así: 62 por ciento de lámina galvanizada, 8 por
ciento de teja y 30 por ciento de losa; los pisos: 45 por ciento de cemento, 35
por ciento de tierra apisonada y 20 por ciento de baldosa o piso de granito.
La principal característica del diseño arquitectónico de las viviendas, en un
75 por ciento, consiste en poseer únicamente dos ambientes, que utilizan como
dormitorio y cocina-comedor, cocinando en estufas rústicas a base de leña,
construidas con materiales locales, o en estufas de gas, de dos hornillas.
Otra característica importante: hay una sola entrada a la vivienda y
disposición de área verde extensa, ya que las propiedades son adquiridas en
proporciones aproximadas de 2 cuerdas (882 m²) por cada terreno.
1.1.4. Topografía y clima
La topografía es generalmente plana, registrando pequeñas elevaciones y
alturas que van desde 1,100 pies hasta 2 pies sobre el nivel del mar, estando el
cantón situado a 711 pies sobre el nivel del mar.
Su clima es cálido y húmedo, la precipitación anual se registra durante la
estación húmeda, de mayo a septiembre, presentando, luego de este periodo,
pequeñas precipitaciones a las cuales localmente se le conocen como
“temporales”, caracterizados por una ligera lluvia persistente que acarrea
humedad y pequeños descensos de temperatura, llegando así al final del mes
de noviembre.
3
Según datos proporcionados por el Instituto de Sismología, Vulcanología,
Hidrología y Meteorología (INSIVUHME), en la estación más cercana al cantón
(Los Terrales) se han registrado los siguientes datos:
a) La temperatura promedio anual durante el período 2000 a
2003 fue de 25°C; la más alta, de 32°C (en febrero); y la más
baja, de 19°C (en diciembre).
b) El rango de precipitación es de 2000 a 2500 mm/día, en los
meses de mayo-septiembre.
1.1.5. Límites y colindancias
Santo Domingo está limitado, al norte, por San Bernardino; al sur, por el
Océano Pacífico; al este, por los municipios de San Antonio y el municipio de
Tiquisate, Escuintla; al oeste, por los municipios de San Gabriel, San Lorenzo y
Mazatenango, siendo su extensión territorial de doscientos cuarenta y dos
kilómetros cuadrados.
Figura 2. Departamento de Suchitepéquez
Fuente: Instituto Geográfico Nacional.
4
1.1.6. Idioma
En el municipio se hablan varios idiomas, entre ellos quiché, cakchiquel,
tzutuhil, pero han caído en desuso y la mayoría de los habitantes habla el idioma
español.
1.2. Aspectos de infraestructura
1.2.1. Vías de acceso
El municipio de Santo Domingo está separado de la cabecera
departamental de Mazatenango por una distancia de siete kilómetros, estando
estos debidamente asfaltados. La distancia de la ciudad capital es de ciento
sesenta y siete kilómetros, los cuales están asfaltados y corresponden a la
carretera internacional CA-2.
El acceso hasta el cantón se hace por la carretera que se dirige a las
playas de Tahuexco, situada a unos 4.3 kilómetros del municipio de Santo
Domingo desde su parque central, la cual se encuentra balastrada y en buenas
condiciones en temporada seca, ya que las autoridades conservan un debido
control de mantenimiento. Se debe circular por dicha arteria, desde la cabecera
de Santo Domingo hasta el cantón, unos 15 minutos en transporte colectivo, lo
cual tiene un costo, para los pobladores, de Q 3.00 por persona.
5
1.2.2. Servicios públicos
El cantón cuenta actualmente con el servicio de energía eléctrica trifásico
de 110 y 220 voltios, una escuela donde se imparten clases a nivel primario y
secundario, iglesias evangélicas, iglesia católica, un centro de refugio o centro
de convergencia.
Durante toda la época del año las familias del cantón se abastecen de
pozos de agua existentes, para beber y para la cocina, siendo un total de 137
pozos propios y 39 pozos comunitarios.
Para la deposición de excretas existen 182 viviendas con letrinas y 28
viviendas con otro medio inadecuado de deposición. La poca basura producida
es vertida en terrenos de las mismas viviendas, o en los cafetales aledaños a las
mismas (un 11.7 por ciento), teniendo el restante 88.3 por ciento una adecuada
disposición de basura.
1.3. Aspectos socioeconómicos
1.3.1. Origen de la comunidad
El municipio de Santo Domingo quedó comprendido en el distrito No. 11,
Suchitepéquez, circuito de Mazatenango, el 11 de octubre de 1825. Del centro
del municipio han emigrado muchos pobladores hacia distintas aldeas, fincas,
cantones y caseríos, según lo informado por los ancianos y personas del lugar.
Muchos de ellos nacieron en el cantón El Copado, ya que sus padres trabajaban
en las cercanías del lugar en distintas fincas. Al principio, el cantón era el casco
de una finca ya inexistente. Por la necesidad de estar asentados cerca del lugar
6
de trabajo, poco a poco aquellos labradores fueron comprando terrenos para
vivir.
Desde hace más de 60 años han llegado familias que han adquirido
terrenos para cultivar y dedicarse a tiempo completo a la crianza de ganado
bovino, porcino, avícola e incluso a la siembra de café, maíz, arroz o caña de
azúcar.
1.3.2. Actividades económicas
La economía del municipio depende principalmente de la agricultura y la
ganadería. Sus tierras son fértiles y sus principales cultivos son: café, cacao,
caña de azúcar, arroz, maíz, banano y plátanos, produciendo así mismo cítricos
y frutas tropicales.
La ganadería se explota con éxito en diferentes haciendas y fincas que se
dedican exclusivamente para la ganadería bovina en gran escala, ya que
abastecen varias plantas procesadoras de carne del sector Sur del país.
Entre otros tipos de comercios se encuentran farmacias, ferreterías,
almacenes, tiendas, carnicerías, locales comerciales de electrodomésticos, etc,
que conforme el pasar de los años y el crecimiento de la población han
aumentado considerablemente.
1.3.3. Etnia, religión y costumbres
Los españoles trajeron consigo la religión católica. Los frailes que ayudaron
a la conquista espiritual inculcaron la fe católica y la veneración de imágenes.
7
Así se formaron las cofradías, siendo los principales dirigentes de esa
organización los cofrades. Existen aún las cofradías de La Santísima Trinidad,
de Los Santos Reyes, de San Antonio de Padua, de la Inmaculada Concepción,
del Justo Juez y otras, según creencias aún existentes.
Además existen hermandades que se encargan de la veneración de otros
santos, y poco a poco se ha infiltrando la religión evangélica con sus distintas
maneras de invocar al Dios Universal.
En la actualidad no existe un traje típico definido, por la invasión de
costumbres extranjeras y el alto valor de los trajes; sin embargo, en las mujeres
es más notorio el traje típico, consistente en un corte que mide de seis a ocho
varas de largo por uno y medio de ancho. Lo enrollan alrededor de la cintura,
plegando un chongo al lado izquierdo, donde es prendido con la otra punta del
corte; por eso se llama corte prendido, siendo la blusa de color blanco con
escote cuadrado adornada con alforjas y encajes de algodón.
Los hombres se visten con un calzoncillo largo amarrado a la cintura con
pitas de manta. En la misma cintura usan una banda roja ancha atada al frente,
y para ir al campo no se ponen camisa, solo un paño en la espalda amarrado
alrededor del cuello. Usan caites de cuero y sombrero de palma.
Del folklore citaremos: los Judas del Miércoles Santo y el Sábado Santo, los
Centuriones y los Judíos que representan en vivo la pasión y muerte de
Jesucristo, en Semana Santa; las posadas y procesiones del Niños Dios de
Navidad, la visita a los muertos el uno y dos de noviembre, para llevar flores,
coronas y hasta ayote en dulce.
8
1.3.4. Educación
La educación del municipio es atendida en una escuela nacional urbana
mixta de educación primaria, un instituto de educación básica y escuelas rurales
mixtas que funcionan en todas las aldeas, cantones y caseríos, existiendo un
65.53 por ciento de la población del cantón, mayor de 8 años, que sabe leer y
escribir.
1.4. Organización comunitaria
Existe un comité comunal de desarrollo que representa a la comunidad.
Cuenta con su respectiva legalización; existe un encargado que dirige la
comisión que vela por realizar las diversas gestiones ante la comunidad y fuera
de ella, teniendo experiencia en gestiones como: mejoramiento y mantenimiento
de la carretera de acceso, construcción del centro de convergencia, construcción
de la escuela rural y su mantenimiento, gestiones de introducción de energía
eléctrica.
1.5. Diagnóstico de necesidades comunales
En el diagnóstico realizado de la falta de servicios básicos del cantón (uno
de los más grandes existentes en el municipio de Santo Domingo), se determinó
que la comunidad prioríza las siguientes necesidades:
a) Agua potable
b) Red de alcantarillado sanitario
c) Basurero comunal
d) Letrinas e inodoros
e) Escuela para nivel medio
9
2. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE UN ALCANTARILLADO SANITARIO
2.1. Levantamiento topográfico
A la hora de realizar un levantamiento topográfico se deben tener en cuenta
todas las edificaciones del lugar, como: casas, centro de salud, escuelas,
iglesias y otras, como parques públicos, campos deportivos, y todas las
infraestructuras que guarden relación con el problema a resolver y que influyen
significativamente en el diseño, sin olvidar las áreas edificadas para cualquier
eventualidad como carreteras, cementerios y desarrollo futuro, incluyendo la
localización exacta de todas las calles y avenidas del lugar.
2.1.1. Altimetría
El levantamiento altimétrico o nivelación se realiza comúnmente con
instrumento de topografía (teodolitos), el cual permite una precisión de 1
centímetro por kilómetro o más, tomando las mediciones a distancias no
mayores de los 20 m sobre el eje de las calles, los puntos obligados en cambios
de pendiente, intermedios de pendientes grandes, los cruces de calles.
Las marcas de nivelación (Bench Marks) deben colocarse con anterioridad
a los trabajos de nivelación, y de tal forma que se asegure complemente su
conservación. Este procedimiento puede efectuarse con precisión por medio de
los métodos de nivelación simple y/o nivelación compuesta.
11
2.1.2. Planimetría
Los levantamientos planimétricos se pueden realizar con diferentes
métodos, entre ellos, por deflexiones, por rumbo y distancia, conservación de
azimut, sirviendo esencialmente para ubicar la red dentro de las calles, ubicar
los pozos de visita y todos los puntos de importancia como ramales o entradas
domiciliares al colector principal. Generalmente, entre todos los métodos se
utiliza más el de conservación de azimut, por tener la ventaja de que permite
conocer el error de cierre. Dichos datos son anotados en una libreta topográfica
de campo, topográfica, acompañando el croquis de recorrido.
2.2. Tipo de sistemas de alcantarillado
Una red de alcantarillado sanitario es una manera de manipular, conducir y
desechar toda clase de aguas servidas y transportarlas a una planta de
tratamiento, donde serán depurados todos los sólidos que estas lleven, para no
provocar un daño significativo al cuerpo receptor, teniendo como destino final un
acuífero que permita conducir por tramos largos el caudal, el cual, en el trayecto,
será regenerado.
Existen 3 tipos de sistema de alcantarillado, cuya elección dependerá de
factores que limiten su realización, como económicos, físicos y funcionales.
2.2.1. Alcantarillado sanitario
Es el que conduce las aguas residuales provenientes de las viviendas,
recolectando las aguas de baños, cocinas, lavamanos, pilas. etc.
12
Puede recolectar algunos desechos comerciales e industriales, e incluso el
caudal de infiltración, pero este sistema no está diseñado para soportar el caudal
proveniente de las aguas pluviales.
2.2.2. Alcantarillado separativo
Es un sistema que permite la evacuación independiente, por medio de dos
redes separadas, del caudal sanitario y el caudal proveniente de las lluvias, ya
que la disposición del caudal pluvial puede ser diferente, permitiendo este su
reutilización para el riego de plantaciones o un tratamiento simple, para ser
utilizado como agua potable, mas no así con el caudal sanitario. Es muy
importante que cada vivienda posea tuberías separadas para cada evacuación.
2.2.3. Alcantarillado combinado
Es el sistema que se diseña con el fín de manipular, transportar y conducir
los caudales de aguas servidas y aguas pluviales en una misma red.
2.3. Partes de un alcantarillado
2.3.1. Colector
Es el conducto principal. Se ubica generalmente al centro de las calles.
Transporta todas las aguas servidas provenientes de las edificaciones hasta su
disposición final, ya sea en una planta de tratamiento, un pozo de absorción o un
acuífero. Generalmente son de sección circular, de diámetros determinados en
el diseño, de PVC o concreto. El trayecto, comúnmente obligatorio, es
subterráneo.
13
2.3.2. Pozos de visita
Son disposiciones que permiten verificar el buen funcionamiento de la red
del colector. Permiten efectuar operaciones de limpieza y mantenimiento,
accediendo a realizar funciones, como conectar distintos ramales de un sistema,
iniciar un ramal, siendo de principal importancia la colocación de uno de ellos en
los siguientes casos: intersecciones de dos o más tuberías o ramales, en
distancias mayores de 100 m, donde exista cambio de tubería, en curvas de no
más de 30 m, en inicio de ramal, en cambios de gradiente.
Son de sección circular y con diámetro mínimo de 1.20 m, construidos
generalmente de ladrillo o cualquier otro material que proporcione
impermeabilidad y durabilidad dentro del periodo de diseño; sin embargo, las
limitantes del lugar pueden ser una variable para su construcción, observándose
diseños desde tubos de concreto de 32 pulgadas hasta pozos fundidos de
concreto ciclópeo.
Su construcción está predeterminada por normas establecidas por
instituciones encargadas de velar por la adecuada construcción de sistemas de
alcantarillado sanitario, siendo sus principales características: fondo de concreto
reforzado fundido in situ, paredes de mampostería o cualquier material
impermeable, repellos y cernido liso en dichas paredes, tapadera que permita la
entrada al pozo de un diámetro entre 0.60 a 0.75 metros, escalones que
permitan bajar al fondo del pozo, estos de hierro anticorrosivo empotrados en la
paredes del pozo. La altura del pozo dependerá del diseño de la red.
14
BASE
REPELLO
ESCALONES AC/5 LADRILLOS
ENTRADA
SALIDA
RELLENO
TAPADERA Y BROCAL
RELLENO
SOLERA
Figura 3. Pozo de visita
2.3.3. Conexiones domiciliares
Son subestructuras que tienen el propósito de descargar todas las aguas
provenientes de las edificaciones y conducirlas al colector o alcantarillado
central. Constan de las siguientes partes:
a) Caja de registro (candela domiciliar o acometida domiciliar)
b) Tubería secundaria
a) Caja o candela
Es una estructura que permite la recolección de las aguas provenientes del
interior de las edificaciones. Puede construirse de diferentes formas, entre ella,
un tubo de concreto vertical no menor de 12 pulgadas de diámetro, o una caja
de mampostería de lado menor de 45 centímetros, estando debidamente
impermeabilizados por dentro.
15
Debe tener una tapadera que permita inspeccionar y controlar el caudal. El
fondo debe estar debidamente fundido y con un desnivel para que las aguas
fluyan por la tubería secundaria y puedan ser transportadas al colector, siendo la
altura mínima de la candela de 1.00 metro.
b) Tubería secundaria Es la tubería que permite la conexión de la candela domiciliar con el
colector principal o municipal, cediendo la manipulación y conducción de las
aguas residuales, que la candela recibe del interior de las viviendas.
COLECTOR GENERALTUBERIA NOVAFORT DE 8"
TUBERIA NOVAFORT O PVC DE 4"PENDIENTE DEL 2% MINIMO
TC DE 12"CANDELA DE
LOTE
TUBERIA NOVAFORT O PVC DE 4"VIENE DE CASA
A CALLE
NOVAFORTYEE DE 8" * 4"
Figura 4. Conexión domiciliar
Al realizar un diseño, se deben tomar en cuenta limitaciones como la altura
del terreno, para determinar la profundidad de la conexión domiciliar,
considerando otros sistemas que permitan un mejor funcionamiento del
alcantarillado, según lo considere el diseñador. Algunos de estos sistemas son:
pozo de lámpara, tubería de ventilación, tanques de lavado, sifones invertidos,
aliviadores de descarga, derivadores de caudal, etc.
16
2.4. Período de diseño
Es importante recalcar que cuando se diseña una red de alcantarillado
sanitario se debe determinar el tiempo en el cual el proyecto prestará
eficazmente el servicio, pudiendo proyectarlo para realizar su función en un
período de 20 a 40 años, a partir de la fecha en que se realice el diseño, y
tomando en cuenta las limitaciones económicas y la vida útil de los materiales, lo
cual se puede determinar por normas del Instituto de Fomento Municipal y la
Dirección de Obras Públicas.
Para el diseño de la red de alcantarillado sanitario se tomó un periodo de
diseño de 31 años, pensando en que se necesitará un año para conseguir el
financiamiento para la ejecución del proyecto y solicitar los debidos permisos
para su construcción.
2.5. Población futura
El diseño de una red de alcantarillado sanitario se debe adecuar a un
funcionamiento eficaz durante un período de diseño, realizando una proyección
de la población futura que determina el aporte de caudales al sistema al final del
período de diseño. Para encontrar la proyección de población futura existen 3
métodos diferentes: a) Método de incremento aritmético, b) Método de
incremento gráfico, c) Método de incremento geométrico; siendo este último el
más aplicado por ser práctico y eficaz, definiéndose por la siguiente ecuación:
n
o rPP )1(* +=
17
Donde:
P = Población futura
Po = Población inicial
r = Tasa de crecimiento
n = Años transcurridos
Para este diseño se tomaron los datos ya recolectados del cantón El
Copado, donde la población es de 1347 habitantes, y se estima, como ya se
dijo; un periodo de 31 años. Una tasa de crecimiento de 4.9 % y una densidad
de habitantes de 6.41 personas/casa, con un total de 210 viviendas, teniendo
un total de población de 5,933 habitantes al final del periodo de vida útil del
sistema.
Para este estudio:
Po = No. Viv * Densidad de Hab/Viv.
Po = 210 * 6.41
Po = 1347
r = 4.9%
n = 31
P = Po * (1 + r)^n
P = 1347 * (1+0.049)^31
P = 5,933.0 hab.
18
2.6. Determinación del caudal
2.6.1. Aspectos generales
Para determinar el caudal o flujo de aguas negras del colector principal se
realizan diferentes cálculos de caudales y se aplican diferentes factores, como la
dotación de agua por habitante por día, la estimación de conexiones ilícitas, el
caudal domiciliar, el caudal de infiltración, el caudal comercial y, principalmente,
las condiciones socioeconómicas de los pobladores del lugar, para determinar el
factor de retorno al sistema.
2.6.1.1. Población tributaria
En sistemas de alcantarillados sanitarios y combinados, la población que
tributaría caudales al sistema se calcula con los métodos de estimación de
población futura generalmente empleados en Ingeniería Sanitaria. Para
encontrar la proyección de población futura existen 3 métodos diferentes: a)
Método de incremento aritmético, b) Método de incremento gráfico, c) Método de
incremento geométrico. La población tributaria por casa se calcula con base al
número de habitantes divido entre el número total de casas a servir.
Habitantes por vivienda = Número de habitantes / número de casas
Hab. Viv. = 1347 / 210
Hab. Viv. = 6.41 Hab/casa
19
2.6.1.2. Dotación
Este dato se toma de la cantidad aproximada de agua asignada en un día
a cada usuario o habitante, expresándose en litros por habitante por día
(l/hab/día).
Existen parámetros estipulados de dotación de agua para áreas rurales
definidos por instituciones encargadas de velar por la construcción de
alcantarillados sanitarios, entre los que tenemos:
Dirección General de Obras Públicas…………….. …. 60 a 100 l/hab/día
Organización Panamericana de la Salud…………….. 90 a 170 l/hab/día
Los factores principales para determinar la dotación son el clima, el nivel
de vida, la actividad productiva, los servicios comunales, la facilidad de drenajes,
la calidad de agua consumida, la presión y medición de la misma.
Tomando en cuenta todos estos factores se decidió tomar una dotación de
150 l/hab/día para el cantón El Copado, ya que sus principales actividades es
productivas son la agricultura y la crianza de ganado bovino, su clima es cálido y
el proyecto de agua potable está por realizarse.
2.6.1.3. Caudal
El caudal recorrerá la línea principal o colector por gravedad como un canal
abierto, no experimentando presión alguna más que la atmosférica. Estará
determinado por el diámetro, pendiente y velocidad del flujo dentro de la tubería,
siendo sus dimensionales m3/s o l/s.
20
2.6.1.4. Velocidad de flujo
La velocidad de flujo se determina con factores como el diámetro, la
pendiente del terreno y el tipo de tubería que se utiliza. Se define por la fórmula
de Manning y por las relaciones hidráulicas de v/V, donde v es la velocidad a
sección parcialmente llena y V es la velocidad a sección llena.
Según la norma ASTM 3034 “v”, debe ser mayor de 0.60 metros por
segundo, evitando así sedimentación en la tubería y un taponamiento; y menor o
igual que 3.0 metros por segundo, impidiendo con ello erosión o desgaste,
tomando en cuenta que los datos anteriores son para tubería PVC, la cual se
instalará en este proyecto por ser fácil el manejo, colocación y durabilidad.
La velocidad de arrastre es la mínima velocidad del flujo, o el tirante
máximo de flujo que va a transportar el colector. Lo da la relación d/D, donde d
es la profundidad o altura del flujo y D es el diámetro interior de la tubería; esta
relación debe ser mayor de 0.10, para que exista arrastre de las excretas.
2.6.1.5. Tirante o profundidad de flujo
El buen funcionamiento del drenaje sanitario depende de las condiciones
hidráulicas que se presenten; así, la altura del tirante que permite el arrastre de
sólidos es del 10 por ciento del diámetro de la tubería y menor al 75 por ciento
de la misma, lo cual garantiza su funcionamiento como canal abierto.
21
2.6.1.6. Densidad de población
No es más que la relación entre el número de habitantes que se va a servir
y el área a drenar, teniendo dimensionales Hab/Ha.
Área que se va a drenar = 9.26 Ha.
Habitantes que se servirán = 1347 Hab.
Densidad de población = 1347 / 9.26
Densidad de población = 145.47 Hab/Ha
2.6.1.7. Factor de retorno al sistema
En las viviendas el agua tiene diferentes usos. Todos estos usos han sido
cuantificados por diferentes instituciones, como la Asociación Guatemalteca de
Ingeniería Sanitaria y Ambiental y la Escuela Regional de Ingeniería Sanitaria y
Recursos Hidráulicos, las que han establecido datos en lo referente a factores
de consumo agua como: lavado de utensilios, baños, preparación de alimentos,
lavado de ropa, bebidas, que se dirigirán directamente al sistema de
alcantarillado.
Gracias a esto, se ha podido estimar que, del total de agua que se
consume dentro de las viviendas, aproximadamente de un setenta a un noventa
por ciento se descarga al drenaje, lo cual constituye el caudal domiciliar. El
porcentaje de agua que se envía al drenaje, según los factores de clima, nivel de
vida, condiciones socioeconómicas, presión de red, tipo de población, es lo que
llamamos factor de retorno, que varía entre 0.70 a 0.90. En el presente proyecto
se utilizará un valor de 0.85.
22
2.6.2. Caudal sanitario
2.6.2.1. Caudal domiciliar
Es la ración de agua que se desecha de las viviendas por consumo interno
hacia el colector principal, estando relacionada directamente con el suministro
de agua potable en cada hogar, ya que teniendo dicho servicio se generan las
aguas contaminadas por los diferentes factores que ocurren dentro, como:
lavado de alimentos y utensilios de cocina, regaderas, inodoros, pilas,
lavamanos, etc.
El agua utilizada en jardines, lavado de banquetas, lavado de vehículos,
etcétera no es introducida al sistema de alcantarillado, de tal manera que el valor
del caudal domiciliar está afectado por un factor de retorno de 0.85 para el
presente informe, como se mencionó anteriormente, quedando el caudal
integrado de la siguiente manera:
400,86.*.*.. RFDotHabNoQdom =
Donde:
Qdom = Caudal domiciliar (l/s)
No. Hab. = Número de habitantes futuros
Dot. = Dotación (l/hab/día)
F.R = Factor de retorno
86,400 = Constante
23
Para este estudio:
No. Hab. = 5,933.0
Dot. = 150 l/hab/día
F.R = 0.85
86,400 = Constante
75.8400,86
85.0*150*5933==domQ
Qdom = 8.75 l/s
2.6.2.2. Caudal industrial
Es el agua proveniente del interior de todas las industrias existentes en el
lugar, como procesadoras de alimentos, fábricas de textiles, licoreras, etc. La
dotación suministrada de agua puede variar entre 1,000 y 18,000
litros/industria/día, dejando a consideración del diseñador de la red dicha
dotación, según el tipo de industria que exista, si no se contase con un dato
específico.
400,86.*.. DotIndNoQind =
Donde:
Qind = Caudal industrial (l/s)
No. Ind. = Número de industrias
Dot. = Dotación (l/industria/día)
86,400 = Constante
Para este estudio no se cuenta con ninguna industria; por lo consiguiente
no se tomará el caudal industrial para determinar el caudal medio.
24
2.6.2.3. Caudal comercial
Es la porción de agua generada en el interior de los comercios, comedores,
restaurantes, hoteles, etc. La dotación comercial varía según el establecimiento
a considerarse y puede estimarse entre 600 a 3,000 litros/comercio/día,
determinando dicha dotación la persona que realice el diseño, si se cuenta con
un dato determinado.
400,86.*.. DotComNoQcom =
Donde:
Qcom = Caudal comercial (lts/s)
No. Com. = Número de comercios
Dot. = Dotación (lts/comercio/día)
86,400 = Constante
Para este estudio no se cuenta con ningún comercio; por lo consiguiente,
no se tomará el caudal comercial para determinar el caudal medio.
2.6.2.4. Caudal por conexiones ilícitas
Este caudal es la porción de agua generada por las viviendas que conectan
las tuberías del drenaje de agua pluvial al sistema de alcantarillado sanitario, sin
estar diseñado este para soportar dicho caudal por lluvias. Previendo tal
problemática, se estima un porcentaje de viviendas que pueden realizar
conexiones ilícitas que varía de 0.5 a 2.5%.
25
Este se calcula por medio de la fórmula del método racional, ya que tiene
relación con el caudal producido por las lluvias.
1000*360
**.
AICQ IC =
Donde:
QC.I = Caudal conexiones ilícitas (l/s)
C = Coeficiente de escorrentía, el que depende de las condiciones
= del suelo y la topografía del área a integrar
I = Intensidad de lluvia (mm/hora)
A = Área que es factible de conectar (Ha)
Según datos obtenidos del Instituto de Fomento Municipal, se ha
establecido que la dotación de conexiones ilícitas para un lugar con las
condiciones del municipio de Santo Domingo Suchitepéquez, es de 125
l/hab/día y careciendo de datos como el coeficiente de escorrentía del terreno y
área factible a conectar, se consideró calcular el caudal de la siguiente fórmula:
400,86.*.
.HabNoIlícitasDotQ IC =
Donde:
QC.I = Caudal conexiones ilícitas (l/s)
Dot.ilícitas = La dotación propuesta para el lugar en estudio (l/hab/día)
No.Hab = Número de habitantes a servir
86,400 = Constante
26
Para este estudio:
Dot.ilícitas = 125 l/hab/día
No.Hab = 5,933.0
86,400 = Constante
58.8400,86
933,5*125. ==ICQ
QC.I = 8.58 l/s
2.6.2.5. Caudal por infiltración
Es la porción de agua que se infiltra en el alcantarillo, el cual dependerá del
nivel freático del agua, de la profundidad y tipo de la tubería, de la permeabilidad
del terreno, el tipo de juntas y la calidad de mano de obra.
Su cálculo incluye la longitud de la tubería de las conexiones domiciliares.
Aceptando un valor de 6.00 m por cada casa, la dotación de infiltración varía
entre 12,000 y 18,000 l/km/día.
.*400,86
)006.0*...( DotCasasNoTubLongQInf+
=
Donde:
QInf = Caudal por infiltración (l/s)
Long. Tub. = Longitud de la tubería del colector en km
Dot. = Dotación (litros/kilómetro/día)
No. Casas = Número de casas
Para este estudio no se tomará en cuenta, ya que en el diseño se utilizará
tubería de PVC, y este material no permite infiltración de agua.
27
2.6.3. Caudal medio
Es la suma de todos los caudales provenientes de las industrias,
comercios, viviendas, conexiones ilícitas e infiltración, descartando todo aquel
caudal que, dada la situación o propiedades de la red, no contribuya al sistema;
se obtiene su valor de la siguiente ecuación.
inf. QQQQQQ ICcominddommed ++++=
Para este estudio:
ICdommed QQQ .+=
l/s. 17.33 58.875.8 =+=medQ
2.6.4. Factor de caudal medio
Es el factor que registra la cantidad de caudal sanitario por poblador que se
produce en un día, siendo el encargado de regular la aportación del caudal en la
tubería, y se define por la siguiente ecuación:
HabNo... QmedMQF =
Donde:
F.Q.M = Factor de caudal medio
Qmed = Caudal medio
No. Hab. = Número de habitantes futuros
28
Para este estudio:
Qmed = 17.33
No. Hab. = 5,933.0
0.002921 5,933
33.17.. ==MQF
F.Q.M = 0.002921
A continuación se presenta una tabla de rangos establecidos para este
valor, según instituciones locales encargadas de velar por la buena construcción
de sistemas de alcantarillado sanitario.
Tabla I. Rango de valores de factor de caudal medio
INSTITUCIÓN FQMINFOM 0.0046Municipalidad de Guatemala 0.0030DGOP 0.002-0.005
El factor de caudal medio deberá estar comprendido dentro de los rangos
de la Dirección General de Obras Publicas (DGOP), observando que si el valor
que obtengamos es menor de 0.002, se tomará está cifra exacta mencionada, y
si es mayor de 0.005 se tomará esta última cifra exacta.
Con lo anteriormente estipulado, comprobamos que el F.Q.M encontrado
en el estudio se encuentra dentro de los rangos estipulados para su buen
funcionamiento, siendo de 0.002921.
29
2.6.5. Factor de Harmond
Conocido también como factor de flujo instantáneo, es el factor que se
encarga de regular un valor máximo de las aportaciones por uso doméstico,
determinando la probabilidad del número de usuarios que estarán haciendo uso
del servicio o la probabilidad de que múltiples artefactos sanitarios de las
viviendas se estén utilizando simultáneamente.
Estará siempre en función del número de habitantes localizados en el área
de aporte y su cálculo se realiza según la siguiente ecuación:
1000/41000/18.
PPHF
++
=
Donde:
F.H = Factor de Harmond
P = Población futura acumulada en miles
2.6.6. Caudal de diseño
Es el que se determina para establecer qué cantidad de caudal puede
transportar el sistema en cualquier punto en todo el recorrido de la red, siendo
este el que establecerá las condiciones hidráulicas sobre las que se realizará el
diseño del alcantarillado.
MQFHFHabNoQdis ..*.*..=
Donde:
Qdis = Caudal de diseño
No. Hab. = Número de habitantes futuros acumulados
F.H = Factor de Harmond
F.Q.M = Factor de caudal medio
30
2.7. Fundamentos hidráulicos
El principio básico para el buen funcionamiento de un sistema de
alcantarillado sanitario es transportar las aguas negras por tuberías como si
fuesen canales abiertos, funcionando por gravedad, y cuyo flujo está
determinado por la rugosidad de material o superficie del mismo, y por la
pendiente del canal.
Particularmente para sistemas de alcantarillados sanitarios, se emplean
canales circulares cerrados, y para no provocar ninguna molestia se construyen
subterráneos, viéndose la superficie del agua afectada solamente por la presión
atmosférica y por muy pocas presiones provocadas por los gases de la materia
en descomposición que dichos caudales transportan.
2.7.1. Ecuación de Manning para flujo en canales
Para encontrar valores que nos determinen la velocidad y el caudal que
suceden en un canal, desde hace años se han propuesto fórmulas
experimentales, en las cuales se involucran los factores que más afectan al flujo
de las aguas en el conducto. Se encontraron fórmulas según las cuales existía
un coeficiente C, el cual era tomado como una constante, pero se comprobó que
era una variable que dependía de la rugosidad del material usado, de la
velocidad y el radio medio hidráulico y por lo tanto no se definía con exactitud la
ley de la fricción de los fluidos.
Por consiguiente, se buscaron diferentes formas para calcular la
velocidad en el conducto donde se reduzcan las variaciones del coeficiente C y
que dependa directamente de la rugosidad del material de transporte, y sea
independiente del radio hidráulico y la pendiente.
31
Como una fórmula ideal de conseguir tales condiciones, fue presentado al
Instituto de Ingenieros Civiles de Irlanda, en 1890, un procedimiento llamado
fórmula de Manning, cuyo uso es bastante extenso por llenar condiciones
factibles de trabajo en el cálculo de velocidades para flujo en canales.
La ecuación de Manning se define así:
nSRV *3/2
=
Donde:
V = Velocidad m/s
R = Radio hidráulico
S = Pendiente del canal
n = Coeficiente de rugosidad, propiedad del canal
2.7.2. Relaciones de diámetros y caudales
Las relaciones de diámetros y caudales que se deben tomar en cuenta en
el diseño de la red de alcantarillado sanitario son: la relación d/D debe ser mayor
o igual a 0.10 y menor o igual a 0.75, y la relación q/Q deberá ser menor o igual
a 0.75, tomando en cuenta que estas relaciones se aplicarán solo para sistemas
de alcantarillado sanitario.
32
2.7.3. Relaciones hidráulicas
Al realizar el cálculo de las tuberías que trabajan a sección parcialmente
llena y poder agilizar de alguna manera los resultados de velocidad, área,
caudal, perímetro mojado y radio hidráulico, se relacionaron los términos de la
sección totalmente llena con los de la sección parcialmente llena. De los
resultados obtenidos se construyeron las tablas, utilizando para eso la fórmula
de Manning, las cuales se presentan más adelante.
La utilización de las tablas se realiza determinando primero la relación
(q/Q). Dicho valor se busca en las tablas; si no se encuentra el valor exacto, se
busca uno aproximado. En la columna de la izquierda se ubica la relación (v/V) y
obteniendo este valor se multiplica por el obtenido por la velocidad a sección
llena y se logra saber así la velocidad a sección parcial. Sucesivamente se
obtienen los demás valores de chequeo. En la tabla II se muestran las relaciones
hidráulicas para una alcantarilla de sección circular.
33
Tabla II. Relaciones hidráulicas para sección circular
d/D a/A v/V q/Q d/D a/A v/V q/Q0.0100 0.0017 0.0880 0.00015 0.1025 0.0540 0.4080 0.022020.0125 0.0237 0.1030 0.00024 0.1050 0.0558 0.4140 0.023120.0150 0.0031 0.1160 0.00036 0.1075 0.0578 0.4200 0.024290.0175 0.0039 0.1290 0.00050 0.1100 0.0599 0.4260 0.025500.0200 0.0048 0.1410 0.00067 0.1125 0.0619 0.4320 0.026720.0225 0.0057 0.1520 0.00087 0.1150 0.0639 0.4390 0.028040.0250 0.0067 0.1630 0.00108 0.1175 0.0659 0.4440 0.029260.0275 0.0077 0.1740 0.00134 0.1200 0.0680 0.4500 0.030590.0300 0.0087 0.1840 0.00161 0.1225 0.0701 0.4560 0.031940.0325 0.0099 0.1940 0.00191 0.1250 0.0721 0.4630 0.033400.0350 0.0110 0.2030 0.00223 0.1275 0.0743 0.4680 0.034750.0375 0.0122 0.2120 0.00258 0.1300 0.0764 0.4730 0.036140.0400 0.0134 0.2210 0.00223 0.1325 0.0786 0.4790 0.037630.0425 0.0147 0.2300 0.00338 0.1350 0.0807 0.4840 0.039060.0450 0.0160 0.2390 0.00382 0.1375 0.0829 0.4900 0.040620.0475 0.0173 0.2480 0.00430 0.1400 0.0851 0.4950 0.042120.0500 0.0187 0.2560 0.00479 0.1425 0.0873 0.5010 0.043750.0525 0.0201 0.2640 0.00531 0.1450 0.0895 0.5070 0.045700.0550 0.0215 0.2730 0.00588 0.1475 0.0913 0.5110 0.046650.0575 0.0230 0.2710 0.00646 0.1500 0.0941 0.5170 0.048630.0600 0.0245 0.2890 0.00708 0.1525 0.0964 0.5220 0.050310.0625 0.0260 0.2970 0.00773 0.1550 0.0986 0.5280 0.052080.0650 0.0276 0.3050 0.00841 0.1575 0.1010 0.5330 0.053810.0675 0.0292 0.3120 0.00910 0.1600 0.1033 0.5380 0.055560.0700 0.0308 0.3200 0.00985 0.1650 0.1080 0.5480 0.059160.0725 0.0323 0.3270 0.01057 0.1700 0.1136 0.5600 0.063590.0750 0.0341 0.3340 0.01138 0.1750 0.1175 0.5680 0.066770.0775 0.0358 0.3410 0.01219 0.1800 0.1224 0.5770 0.070630.0800 0.0375 0.3480 0.01304 0.1850 0.1273 0.5870 0.074740.0825 0.0392 0.3550 0.01392 0.1900 0.1323 0.6960 0.078850.0850 0.0410 0.3610 0.01479 0.1950 0.1373 0.6050 0.083040.0875 0.0428 0.3680 0.01574 0.2000 0.1424 0.6150 0.087560.0900 0.0446 0.3750 0.01672 0.2050 0.1475 0.6240 0.091040.0925 0.0464 0.3810 0.01792 0.2100 0.1527 0.6330 0.09663
34
Continuación
d/D a/A v/V q/Q d/D a/A v/V q/Q0.2200 0.1631 0.6510 0.10619 0.5900 0.6140 1.0700 0.654880.2250 0.1684 0.6590 0.11098 0.6000 0.6265 1.0700 0.641570.2300 0.1436 0.6690 0.11611 0.6100 0.6389 1.0800 0.688760.2350 0.1791 0.6760 0.12109 0.6200 0.6513 1.0800 0.705370.2400 0.1846 0.6840 0.12623 0.6300 0.6636 1.0900 0.722690.2450 0.1900 0.6920 0.13148 0.6400 0.6759 1.0900 0.739470.2500 0.1955 0.7020 0.13726 0.6500 0.6877 1.1000 0.755100.2600 0.2066 0.7160 0.14793 0.6600 0.7005 1.1000 0.773390.2700 0.2178 0.7300 0.15902 0.6700 0.7122 1.1100 0.789130.3000 0.2523 0.7760 0.19580 0.7000 0.7477 1.1200 0.853760.3100 0.2640 0.7900 0.20858 0.7100 0.7596 1.1200 0.867910.3200 0.2459 0.8040 0.22180 0.7200 0.7708 1.1300 0.883840.3300 0.2879 0.8170 0.23516 0.7300 0.7822 1.1300 0.897340.3400 0.2998 0.8300 0.24882 0.7400 0.7934 1.1300 0.912300.3500 0.3123 0.8430 0.26327 0.7500 0.8045 1.1300 0.926340.3600 0.3241 0.8560 0.27744 0.7600 0.8154 1.1400 0.939420.3700 0.3364 0.8680 0.29197 0.7700 0.5262 1.1400 0.953210.3800 0.3483 0.8790 0.30649 0.7800 0.8369 1.3900 0.970150.3900 0.3611 0.8910 0.32172 0.7900 0.8510 1.1400 0.989060.4000 0.3435 0.9020 0.33693 0.8000 0.8676 1.1400 1.000450.4100 0.3860 0.9130 0.35246 0.8100 0.8778 1.1400 1.000450.4200 0.3986 0.9210 0.36709 0.8200 0.8776 1.1400 1.009650.4400 0.4238 0.9430 0.39963 0.8400 0.8967 1.1400 1.031000.4500 0.4365 0.9550 0.41681 0.8500 0.9059 1.1400 1.047400.4600 0.4491 0.9640 0.43296 0.8600 0.9149 1.1400 1.047400.4800 0.4745 0.9830 0.46647 0.8800 0.9320 1.1300 1.060300.4900 0.4874 0.9910 0.48303 0.8900 0.9401 1.1300 1.065500.5000 0.5000 1.0000 0.50000 0.9000 0.9480 1.1200 1.070100.5100 0.5126 1.0090 0.51719 0.9100 0.9554 1.1200 1.074200.5200 0.5255 1.0160 0.53870 0.9200 0.9625 1.1200 1.074900.5300 0.5382 1.0230 0.55060 0.9300 0.9692 1.1100 1.074100.5400 0.5509 1.0290 0.56685 0.9400 0.9755 1.1000 1.079350.5500 0.5636 1.0330 0.58215 0.9500 0.9813 1.0900 1.07140
35
2.8. Parámetros de diseño hidráulico
2.8.1. Coeficiente de rugosidad
Hoy en día existen empresas que se encargan de la fabricación de tuberías
para la construcción de sistemas de alcantarillado sanitario, teniendo que
realizar pruebas que determinen un factor para establecer cuán lisa o rugosa es
la superficie interna de la tubería que se vende. Manejan parámetros de
rugosidad para diferentes materiales y diámetros, ya estipulados por
instituciones que regulan la construcción de alcantarillados sanitarios.
Existen valores de factores de rugosidad de algunas de las tuberías más
empleadas en nuestro medio, entre las que podemos mencionar:
Tabla III. Factor de rugosidad
Superficie de mortero de cemento 0.011-0.013Mampostería 0.017-0.030Tubo de concreto Diám. < 24" 0.011-0.016Tubo de concreto Diám. > 24" 0.013-0.018Tubo de asbesto cemento 0.009-0.011Tubería de PVC 0.006-0.011Tubería de Hierro Galvanizado 0.013-0.015
MATERIAL FACTOR DERUGOSIDAD
2.8.2. Sección llena y parcialmente llena
nSRV *3/2
=
36
Figura 5. Sección parcialmente llena
d
D
Para el cálculo de la velocidad se emplea la fórmula de Manning descrita
anteriormente, la cual se define de la siguiente manera:
nSRV *3/2
=
El caudal que transportará:
VAQ *=
2*4/ DA π=
Donde:
Q = Caudal a tubo lleno (l/s)
A = Área de la tubería (m2)
V = Velocidad a sección llena (m/s)
π = Constante Pi
37
Simplificando la fórmula para obtener el área directamente en metros
cuadrados en función del diámetro en pulgadas debemos utilizar la fórmula
siguiente:
1000**0005067.0 2DA =
Donde:
D = Diámetro del tubo en pulgadas
Las ecuaciones para calcular las características hidráulicas de la sección
parcialmente llena del flujo de una tubería circular se presentan a continuación:
( )2*360**42 θπθ senDa =
360**2πθDp =
nSrv *3/2
=
)*23601(*4 θπθ senDr −=
vaq *=
( )2cos1*2θ−= Dd
Donde:
D = Diámetro del tubo
d = Tirante de la sección
v = Velocidad a sección parcial
q = Caudal a sección parcial
38
Con base a las ecuaciones anteriores, tomando en cuenta la relación entre
estas y la ecuación de Manning y para minimizar trabajo, se creó la fórmula
siguiente, con dimensionales m/s, la cual aplicaremos en este diseño:
nSDV *03429.0 3/2
=
Donde:
V = Velocidad a sección llena (m/s)
D = Diámetro del tubo (Plg)
S = Pendiente del terreno (%/100)
n = Rugosidad del material (tubo de PVC = 0.010 y tubo de Concreto =
0.014, ambas adimensional)
# = Constante
2.8.3. Pendiente máxima y mínima
Evitando aumentar costos y minimizar gastos por excavación, donde el
terreno lo permita y exista una pendiente mayor de 2% se colocará la tubería
según la pendiente que el terreno manifieste, sin dejar de cumplir en todos los
casos con las especificaciones hidráulicas que rigen el tirante hidráulico
permitido. Deben considerar especificaciones hidráulicas, como las siguientes:
Que:
qdiseño < Qlleno
Donde:
qdiseño = Caudal de diseño
Qlleno = Caudal a sección llena
39
La velocidad debe estar comprendida entre:
0.60 ≤ v ≤ 3.00 (m/s)
0.60 ≤ v para facilitar el arrastre de los sólidos
v ≤ 3.00 para evitar el deterioro de la tubería
El tirante debe estar entre:
0.10 ≤ d/D ≤ 0.75
evitando condiciones de presión
Donde:
d = Tirante
D = Diámetro interno de la tubería
2.8.4. Velocidad de diseño
La velocidad para la que se diseñarán los sistemas de alcantarillado deberá
estar dentro del rango siguiente:
0.60 m/s ≤ v ≤ 3.00 m/s 2.9. Parámetros de diseño del alcantarillado
2.9.1. Diámetro del colector
El diámetro mínimo de tubería que se utiliza para el diseño de
alcantarillados sanitarios se determinará según las características y materiales
existentes en el lugar y que cumplan con las condiciones hidráulicas para su
buen funcionamiento, como lo son la velocidad a sección parcial “v” y la relación
de tirantes “d/D”.
40
Los diámetros más convenientes por razones de fácil instalación y manejo,
larga vida útil, bajos costos de mantenimiento, bajos volúmenes de excavación
y, principalmente, excelente comportamiento hidráulico en el alcantarillado, son
los siguientes:
• 8 pulgadas cuando se trabaja con tubería de concreto; esto se debe a
requerimientos de flujo y limpieza, con lo cual se evitan las
obstrucciones en la tubería
• en tubería de Cloruro de Polivinilo (PVC), diámetro mínimo de 6
pulgadas, para no perder las condiciones hidráulicas requeridas
A continuación se presenta una tabla que muestra las dimensiones básicas
del colector principal en milímetros y pulgadas.
Tabla IV. Dimensiones básicas del colector
mm pulgadas mm pulgadas mm pulgadas100 4 100.3 3.950 109.2 4.300150 6 150.1 5.909 163.1 6.420200 8 200.2 7.881 218.4 8.600250 10 250.1 9.846 273.9 10.786300 12 297.6 11.715 325.0 12.795375 15 364.2 14.338 397.7 15.658450 18 445.8 17.552 486.5 19.152600 24 596.1 23.469 649.7 25.580
Diámetro nominalDn
Diámetro interiorDi
Diámetro exteriorDe
Para conexiones domiciliares se recomienda un diámetro de 4 pulgadas,
formando ángulo de 45 grados, en el sentido de la corriente del colector
principal, permitiendo que todo aquel material no muy grande se trabe en este
tramo debido a su diámetro pequeño y no pueda llegar a la línea principal, a
ocasionar tapones.
41
2.9.2. Profundidad del colector
La profundidad de la línea principal o colector se dará en función de la
pendiente del terreno, la velocidad del flujo, el caudal transportado y el tirante
hidráulico. Así mismo, se debe tomar en cuenta que se debe considerar una
altura mínima que permita proteger el sistema de las cargas de tráfico, de las
inclemencias del tiempo, de accidentes fortuitos.
A continuación, según estudios realizados sobre cargas efectuadas por
distintos tipos de transportes, se determinan distancias mínimas para la
colocación del colector, desde la superficie del terreno hasta la parte superior
externa de la tubería, en cualquier punto de su extensión.
• Tubo de concreto:
a) Para tráfico liviano (menor a 2 toneladas) = 1.00 m
b) Para tráfico pesado (mayor a 2 toneladas) = 1.20 m
• Tubo de PVC:
c) Para tráfico liviano (menor a 2 toneladas) = 0.60 m
d) Para tráfico pesado (mayor a 2 toneladas) = 0.90 m
2.9.2.1. Profundidad mínima del colector
Según lo estipulado anteriormente y tomando en consideración que existen
condiciones de tráfico liviano y pesado y diferentes diámetros de tubería con los
cuales se diseña un drenaje sanitario, se presenta una tabla que tabula los
valores de la profundidad mínima para distintos diámetros.
42
La cota Invert mínima o altura mínima para el colector se calcula sumando la
profundidad por tráfico + espesor del tubo + diámetro interior del tubo.
Figura 6. Profundidad mínima del colector
CARGA DETRAFICO
ALTU
RA
MIN
IMA
COLECTOR PRINCIPAL
Tabla V. Profundidad mínima del colector para tubería de concreto
DIÁMETROS 4" 6" 8" 10" 12" 15" 18" 24"TRÁFICO LIVIANO 111 117 122 128 134 140 149 165TRÁFICO PESADO 131 137 142 148 154 460 169 185 mm
Tabla VI. Profundidad mínima del colector para tubería de PVC
DIÁMETROS 4" 6" 8" 10" 12" 15" 18" 24"TRÁFICO LIVIANO 60 60 60 90 90 90 90 90TRÁFICO PESADO 90 90 90 110 110 120 120 120 mm
2.9.2.2. Ancho de zanja
Para llegar a las profundidades mínimas del colector se deben hacer
excavaciones de estación a estación (pozos de visita), en la dirección que se
determinó en la topografía de la red general; la profundidad de estas zanjas está
condicionada por el diámetro y profundidad requeridos por la tubería a colocar.
Se presenta a continuación una tabla que muestra anchos de zanjas
aconsejables, en función del diámetro y de las alturas a excavar.
43
Tabla VII. Ancho de zanja
4 0.50 0.60 0.706 0.55 0.65 0.758 0.60 0.70 0.80
10 0.70 0.80 0.8012 0.80 0.80 0.8015 0.90 0.90 0.9018 1.00 1.00 1.1024 1.10 1.10 1.35
Para profundidadesde 4.00 a 6.00 m
Ancho de zanjaDiámetroen
pulgadasPara profundidades
hasta 2.00 mPara profundidades
de 2.00 a 4.00 m
2.9.2.3. Volumen de excavación
La cantidad de tierra que se removerá para colocar la tubería está
comprendida a partir de la profundidad de los pozos de visita, el ancho de zanja,
que depende del diámetro de la tubería que se va a instalar, y la longitud entre
pozos, siendo sus dimensionales m³.
[ ])**2/}21({ ZdHHV +=
Donde:
V = Volumen de excavación (m³)
H1 = Profundidad del primer pozo (m)
H2 = Profundidad del segundo pozo (m)
d = Distancia entre pozos (m)
Z = Ancho de la zanja (m)
44
2.9.2.4. Cotas Invert
Es la cota de nivel que determina la colocación de la parte interior inferior
de la tubería que conecta dos pozos de visita. Las cotas del terreno, al igual que
los puntos de entrada y salida de la tubería en un tramo del alcantarillado, se
calculan de la siguiente manera:
%)*.( terrenof SHDCTiCT −=
100*%D
CTCTS fi
tubo−
=
)( φ++−= tuboTrafic EHCTICII
cmCIFCII 03.0−=
%*. tuboSHDCIICIF −=
15.0−−= CIICTH ipozo
15.0−−= CIFCTH Fpozo
Donde:
CTf = Cota del terreno final
CTi = Cota del terreno inicial
D.H = Distancia horizontal
S% = Pendiente
CII = Cota Invert de inicio
CIF = Cota Invert de final Htrafic = Profundidad mínima, de acuerdo al tráfico del sector
Etubo = Espesor de la tubería
φ =Diámetro interior de la tubería
Hpozo = Altura del pozo
45
PVC. Ø NOVAFORTDIST= mts. S= %
Figura 7. Cotas Invert
2.9.3. Ubicación de los pozos de visita
Luego de determinada la ruta por donde correrá y se ejecutara la red de
alcantarillado, se tomará en cuenta colocar pozos de visita en los siguientes
casos o combinación de ellos:
a) Donde exista cambio de diámetro
b) En intersecciones de dos o más tuberías
c) En cambio de pendiente
d) En el inicio de cualquier ramal
e) En distancias no mayores de 100 m
f) En las curvas no más de 30 m
2.9.4. Profundidad de los pozos de visita
La profundidad del pozo de visita al inicio del tramo está definida por la cota
Invert de salida; es decir, está determina por la siguiente ecuación:
HP.V = Cota del terreno al inicio – Cota Invert de salida del tramo - 0.15 de base
46
Al diseñar un sistema de alcantarillado sanitario se deben tomar en cuenta
consideraciones como las que presentamos enseguida, para determinar las
alturas de los pozos de visita, si hubiere inconvenientes como los que a
continuación mencionamos:
a) Cuando a un pozo de visita entra una tubería y sale otra del mismo
diámetro, la cota invert de salida estará como mínimo 3 cm debajo de la
cota Invert de entrada.
ØA = ØB
CInvert de Salida = CInvert de entrada – 0.03
b) Cuando a un pozo de visita entre una tubería de diámetro y salga otro de
diferente diámetro, la cota invert de salida estará situada como mínimo a
la diferencia de los diámetros de la cota invert de entrada.
ØA > ØB
CInvert de Salida = CInvert de entrada – ((ØB - ØA) * 0.0254)
c) Cuando en un pozo de visita la tubería de salida es del mismo diámetro
que las que ingresan en él, la cota invert de salida estará 3 cm abajo de
la cota más baja que entre.
ØA = ØB = ØC
CInvert de Salida = CInvert de entrada “A” - 0.03
CInvert de Salida = CInvert de entrada “B” - 0.03
Se tomará el valor menor de los dos resultados.
47
d) Cuando en un pozo de visita la tubería de salida es de diferente diámetro
a las que ingresan en él, la cota invert de salida deberá cumplir con las
especificaciones anteriores y se tomará el valor menor, presentando
diferentes casos.
1. Ingresa más de una tubería de igual diámetro y sale una de
diferente diámetro: la cota invert de salida será la diferencia de los
diámetros para cada una y se tomará el valor menor.
ØA = ØB ØC > ØA ; ØC > ØB
CInvert de Salida = CInvert de entrada “A” - ((ØC - ØA) * 0.0254)
CInvert de Salida = CInvert de entrada “B” - ((ØC - ØB) * 0.0254)
2. Cuando ingresa más de una tubería de diferente diámetro y sale
una de diámetro distinto: la cota invert de salida será la diferencia
de los diámetros para cada una y se tomará el valor menor.
ØA ≠ ØB ØC > ØA ; ØC > ØB
CInvert de Salida = CInvert de entrada “A” - ((ØC - ØA) * 0.0254)
CInvert de Salida = CInvert de entrada “B” - ((ØC - ØB) * 0.0254)
3. Cuando ingresa más de una tubería de diferente diámetro, siendo
una de ellas del diámetro de la tubería de salida: la cota invert de
salida será, para una de ellas, la diferencia de los diámetros, y la
otra tendrá como mínimo 3 cm. Se tomará el valor menor.
48
ØC = ØB ØA ≠ ØB ; ØC > ØA
CInvert de Salida = CInvert de entrada “B” - 0.03
CInvert de Salida = CInvert de entrada “A” - ((ØC - ØA) * 0.0254)
4. Cuando solo una tubería de las que sale es de seguimiento, las
demás que salgan del pozo de visita deberán ser iniciales:
• La cota invert de salida de la tubería inicial deberá estar como
mínimo a la profundidad del tráfico liviano o pesado, según se
considere oportuno.
• La cota invert de salida de la tubería de seguimiento deberá
cumplir con las especificaciones anteriormente descritas.
2.9.5. Características de las conexiones domiciliares
Habitualmente la tubería será de 6 pulgadas, si es de concreto, y 4 pulgadas,
si es de PVC, presentando una pendiente que varía del 2% al 6%, que sale de la
candela domiciliar hacia la línea principal, uniéndose a esta en un ángulo de 45
grados a favor de la corriente del caudal interno del colector.
Las cajas domiciliares generalmente se construyen de tubos de concreto de
diámetro mínimo de 12 pulgadas, o de mampostería de lado menor de 45
centímetros, ambos a un altura mínima de 100 centímetros del nivel del suelo.
49
3. VULNERABILIDAD
Se entiende por vulnerabilidad, la susceptibilidad a la pérdida de un
elemento o conjunto de elementos como resultado de la ocurrencia de un
desastre. Esta definición es lo suficientemente amplia para que se aplique a
aspectos físicos, operativos y administrativos. No obstante, el reconocimiento de
las incertidumbres asociadas a la cuantificación de la vulnerabilidad física, ha
hecho que esta sea expresada como la probabilidad de que ocurra un
determinado fenómeno natural o antrópico, y generalmente es expresado como:
P(Ai) = probabilidad de que suceda el fenómeno Ai
La selección o caracterización del fenómeno depende del problema, y es
finalmente una decisión del analista. Por ejemplo, pueden ser una aceleración
del terreno, una velocidad del viento, el caudal de un río, el espesor de la ceniza
arrojada por un volcán, el nivel de turbiedad del agua.
El análisis de las estadísticas disponibles sobre las amenazas y sus
consecuencias conduce a una clara diferenciación entre dos grupos de
problemas:
(a) La peligrosidad e intensidad de las acciones naturales esperadas, y
(b) La vulnerabilidad de las obras hechas por el hombre para soportar, con
daños tolerables, tales acciones
51
La vulnerabilidad a los desastres es producto de las acciones humanas.
Indica el grado en que un sistema está expuesto o protegido del impacto de las
amenazas naturales. Esto depende del estado de los asentamientos humanos y
su infraestructura, la manera en que la administración pública y las políticas
manejan la gestión del riesgo y el nivel de información y educación de que
dispone una sociedad sobre los riesgos existentes y cómo enfrentarlos.
De lo antes dicho queda claro que, en la estrategia de prevención y
mitigación de los efectos esperados ante posibles eventos, tan importante es
subsanar las debilidades de las obras existentes o por construirse, como definir
del modo más confiable posible la frecuencia y la intensidad de los fenómenos
esperados, para su prevención.
3.1. Consideraciones generales
3.1.1. Amenaza natural
América Latina y el Caribe es una región expuesta a todo tipo de amenazas
naturales: sismos, huracanes, erupciones volcánicas, inundaciones
deslizamientos, incendios, ciclones tropicales y sequías, entre otros, los cuales
se presentan con cierta frecuencia en nuestros territorios y dejan a su paso
pobreza y destrucción.
A continuación se menciona cada uno de los fenómenos mencionados y los
factores que influyen para que se transformen en desastres naturales:
52
Sismos Los sismos pueden producir fallas en el subsuelo, hundimiento del
terreno, derrumbes, deslizamiento de tierra y avalancha de lodo. Así mismo,
puede reblandecer suelos saturados, lo que ocasionaría daños en cualquier
parte de los sistemas de alcantarillado ubicados dentro del área afectada.
Huracanes Los huracanes ocurren en las cuencas tropicales de ciclones y se
originan en el Atlántico Norte. Los efectos del viento pueden dañar
principalmente las obras sobre el nivel del suelo; el riesgo aumenta en relación
directa con la altura de las obras y con la superficie expuesta al viento, y
depende principalmente de la resistencia contra el viento con que se hayan
diseñado y construido las obras.
Inundaciones Es importante conocer los factores que modifican la escorrentía
de una cuenca: climáticos (variación y patrones de precipitación, intersección,
evaporación, transpiración) y fisiográficos (características de la cuenca,
condiciones geológicas, topografía, el cauce y capacidad de almacenamiento,
tipo y uso del suelo).
Las áreas de inundación y los cauces afectados constituyen las áreas de
mayor peligro; al elegir el sitio de las obras, se debe verificar la calidad del
terreno y su área adyacente.
Las inundaciones ocasionan daños por la presencia de corrientes de agua,
escombros flotantes, deslizamiento de terrenos saturados, derrumbes, etc. Estos
dependen del nivel que alcancen las aguas, de la violencia y rapidez con que se
desplacen y del área geográfica que cubra.
53
Deslizamientos Este fenómeno no se presenta necesariamente de manera
aislada; se puede generar por sismos, lluvias intensas, erupciones volcánicas,
por la acción del hombre, etc. Generalmente ocurre en lugares puntuales; por lo
tanto, se pueden identificar fácilmente los puntos del sistema donde se podrían
presentar estos problemas.
Erupciones volcánicas Las erupciones volcánicas se caracterizan por el tipo
de erupción que emanan, la naturaleza de la actividad (según la viscosidad del
magma y la cantidad de gases desprendidos), el torrente de lava (que varía en
volumen. extensión, espesor y velocidad de avance), el tipo de cenizas, las
zonas de flujos y la caída de cenizas.
Sequías Las sequías se caracterizan por la reducción del agua o humedad
disponible, lo que produce la disminución del caudal normal de las fuentes
superficiales y subterráneas y el desarrollo de la sequía meteorológica,
hidrológica y agrícola.
Todas las infraestructuras deben ser proyectadas tomando en
consideración las amenazas naturales y caracterización del área en la cual se
encuentra ubicado el sistema. Muchos de los problemas que se han presentado
en los sistemas a causa de fenómenos naturales son debidos a que dichos
fenómenos no se consideran en la etapa de concepción, diseño, construcción y
operación del sistema.
La interacción entre las amenazas naturales y los sistemas de saneamiento
ha dejado en evidencia cuán expuestos se encuentran estos a ser dañados.
Además, generalmente en los procesos de desarrollo no se ha considerado el
efecto de los desastres sobre estos sistemas, lo que se ha traducido en:
54
• Pérdidas económicas para las autoridades financieras por los cuantiosos
daños directos e indirectos que generan los desastres en los sistemas. Los
daños directos están asociados a los daños físicos en la infraestructura; en
cambio, los daños indirectos están asociados al costo adicional en que
incurren las autoridades ediles para atender la emergencia.
• Alteraciones en la calidad de los servicios y exposición a riesgos para la
salud debido al deterioro de la calidad de los mismos.
Cuando las amenazas naturales afectan los sistemas de saneamiento,
sean existentes o por construir, se busca reducir los efectos mediante la
ejecución de medidas de prevención o mitigación. Dichas medidas se
determinan a partir de un análisis de vulnerabilidad de los distintos componentes
frente a las amenazas a las cuales se encuentran expuestos.
3.1.2. Desastre natural
Un desastre natural sucede cuando la ocurrencia de un fenómeno natural
afecta a un sistema vulnerable. Los resultados de los últimos desastres han
demostrado a) el incremento de la vulnerabilidad provocada por la acción del
hombre; b) el aumento de la frecuencia y el impacto de los desastres. Entre
otras consecuencias, los servicios de saneamiento se ven seriamente afectados,
lo que influye de manera negativa sobre la salud y el bienestar de la población.
Las razones para proteger los sistemas de saneamiento frente a desastres
naturales van desde la protección de la salud hasta asegurar la inversión de las
instituciones del sector de agua y saneamiento.
55
Cuando un desastre daña seriamente los sistemas de saneamiento se ve
claramente cómo se deteriora la salud de la población, por ejemplo a través del
drástico incremento de enfermedades diarreicas agudas (EDA) y de otras
enfermedades de origen hídrico.
La única manera de que esta infraestructura se encuentre preparada para
situaciones de desastres es mediante la aplicación de medidas de prevención y
mitigación, las que permiten reducir la vulnerabilidad de los sistemas. Muchas
veces, la vulnerabilidad comienza con la inadecuada ubicación de los
componentes.
3.1.3. Reducción de desastres La vulnerabilidad está asociada a la peligrosidad e intensidad de los
eventos y a las características de un determinado componente. Si bien no se
puede modificar la amenaza, se pueden reducir los desastres para minimizar los
daños y mejorar la respuesta durante la emergencia.
Para reducir los daños es necesaria la gestión del riesgo; se considera que
el riesgo mantiene una relación directamente proporcional con la amenaza y la
vulnerabilidad del componente analizado. Por ende, para reducir el riesgo de
desastre, necesariamente hay que disminuir la amenaza o la vulnerabilidad.
56
3.2. Análisis de vulnerabilidad de una red de alcantarillado sanitario
Los planes de mitigación y emergencia se fundamentan en el mejor
conocimiento posible de la vulnerabilidad del sistema, en cuanto a:
(i) Deficiencias en su capacidad de prestación de servicios u operatividad;
(ii) Debilidades físicas de los componentes ante las solicitaciones externas;
(iii) Debilidades de organización ante las eventuales emergencias que se
puedan ocasionar
De una manera general, al conocimiento, la identificación y cuantificación
de estas debilidades se le denomina Análisis de Vulnerabilidad de Sistemas de
Infraestructura, y, en su defecto, para redes de alcantarillado sanitario. Es el
proceso mediante el cual se determina el comportamiento esperado del sistema
y sus componentes, para resistir en forma adecuada los efectos debidos a un
desastre. Se identifican también las fortalezas del sistema y de su organización,
por ejemplo: el personal con experiencia para atender emergencias en
operación, mantenimiento, diseño y construcción.
El análisis de la vulnerabilidad, en los términos anteriores, cumple cinco
objetivos básicos:
a) Identificar y cuantificar las amenazas que puedan afectar el sistema:
tanto las naturales como las provocadas por el hombre
b) Estimar la susceptibilidad de daño de aquellos componentes del sistema
valorados como fundamentales para asegurar el suministro de servicio en caso
de desastres
57
c) Definir las medidas a incluir en el Plan de Mitigación, tales como: obras
de reforzamiento, mejoramiento de cuencas, estudios de cimentaciones, redes
de evacuación inmediatas, redes de apoyo de alcantarillados y estructuras,
todos ellos encaminados a disminuir la vulnerabilidad física de los componentes
d) Identificar medidas y procedimientos para elaborar el Plan de
Emergencia de acuerdo a las debilidades identificadas, lo cual facilitará la
movilización de una empresa predeterminada para suplir un X servicio en
condiciones de emergencia
3.2.1. Análisis físico
El análisis se realiza mediante un equipo que analiza la forma en que
funciona el conjunto del sistema. La cobertura, la capacidad de drenaje y la
calidad de los afluentes son factores importantes en el sistema de alcantarillado.
La información sobre la vulnerabilidad de los componentes específicos
(colectores, pozos de visita, plantas de tratamiento, sistemas de drenaje, etc.)
indica la forma en que la falla de un componente puede afectar el
funcionamiento del conjunto.
La mayoría de las veces la vulnerabilidad de los sistemas de alcantarillado
sanitario frente a desastres se relaciona estrechamente con las debilidades en
sus componentes físicos. Por ello es fundamental identificar el tipo de amenazas
que pueden producirse, y estimar los daños posibles.
58
Así mismo, se debe priorizar cada amenaza de acuerdo al posible impacto
en el sistema; por ejemplo, las áreas de conducción de drenajes ubicadas en
zonas altas pueden ser más susceptibles de ser afectadas por la acción de
fuertes lluvias y/o deslizamientos, y menos a los efectos de sismos. Para este
fin, y para identificar las áreas de impacto en el sistema, se recomienda
superponer los planos de los sistemas con los mapas de las amenazas
presentes.
El fin de las empresas ejecutoras de alcantarillados sanitarios es entregar
un servicio de calidad a sus usuarios. Por ello, es de gran importancia conocer el
tiempo que tomará reparar los posibles daños sufridos a causa de un desastre,
cuál será la capacidad remanente del sistema con posterioridad al desastre y
cómo se verá afectado el servicio en lo que se refiere a la calidad, cantidad y
continuidad.
Hay varios factores que deben considerarse. Por un lado, la infraestructura
de los sistemas de alcantarillado sanitario se encuentra dispersa en grandes
áreas de terreno, y por lo tanto, están expuestos a diferentes tipos de amenazas.
En su construcción se utiliza una gran variedad de materiales que hace
más complejo el problema. Deben, por lo tanto, considerarse diferentes tipos de
amenazas para cada componente, dependiendo de su ubicación dentro del
sistema y de los riesgos presentes en la zona.
Este tipo de consideraciones, junto a las relacionadas con los tiempos de
rehabilitación, daños estimados y su impacto en el servicio se recopilarán en la
Matriz 3 (ver Anexo 1).
59
En el encabezado de esta Matriz se anotará el tipo de amenaza de la zona
que pudiera impactar los sistemas físicos de alcantarillado, así como el área de
impacto que corresponde a la zona que ve afectada la operatividad del sistema.
Para su estimación se requiere simular eventos posibles y analizar las
consecuencias esperadas en el sistema, lo cual se facilita superponiendo los
mapas que definen el sistema y los mapas de la intensidad de la amenaza
considerada. Además, deben incluirse en esta estimación a la población,
instituciones y elementos del medio ambiente potencialmente afectados.
3.2.2. Análisis operativo
Para el análisis operativo, un equipo analizará el impacto potencial de los
distintos desastres sobre cada componente específico, prestando especial
atención a la ubicación del componente y a los riesgos del área, a su estado (por
ejemplo, corrosión de las tuberías) y a la medida en que el componente resulta
esencial para el funcionamiento general del sistema. Se calculan también el
tiempo necesario para su reparación y el número posible de conexiones rotas.
Esa información se usa en el plan de preparación para casos de desastres,
a fin de indicar la necesidad de proporcionar fuentes alternativas de
abastecimiento de agua, el tiempo necesario para restablecer el servicio y
detectar cuáles son las conexiones e instalaciones prioritarias que deben ser
especialmente vigiladas, reparadas o reemplazadas.
60
Para los sistemas de alcantarillado, en la primera columna de la Matriz 1B
(ver Anexo 2) se anotará el componente analizado: zona de recolección,
conducción, planta de tratamiento y disposición final. En la segunda columna se
anotará la cobertura para las zonas del área; en la tercera, la capacidad y déficit,
si lo hubiera; y en la cuarta columna, lo referente a la existencia de sistemas
remotos de alerta. La parte inferior de esta Matriz se llena de igual forma que la
anterior.
3.2.3. Análisis administrativo
Para el análisis administrativo existirá un equipo que evaluará la capacidad
de la ejecutora del alcantarillado para dar una respuesta eficaz por medio de la
revisión de su programa de preparación, respuesta y mitigación. Ello incluye los
mecanismos para suministrar los fondos y el apoyo logístico necesarios
(personal, transporte y equipo) para restablecer el suministro en situaciones de
emergencia.
El análisis permite determinar si las medidas de mitigación de desastres
están contempladas en el mantenimiento habitual, si se dispone del equipo y los
repuestos necesarios para las reparaciones de emergencia y si el personal está
capacitado para responder a los desastres.
Para evaluar las debilidades y limitaciones de los sistemas analizados es
preciso conocer sus normas de funcionamiento y los recursos disponibles que
pudieran ser usados para el abastecimiento de agua y la evacuación de aguas
residuales en situaciones de emergencia, así como en la fase de rehabilitación.
Esta información será recopilada en la Matriz 2 - Aspectos administrativos y
capacidad de respuesta (ver Anexo 3).
61
La capacidad de respuesta de la empresa para atender los efectos de un
determinado desastre quedará establecida por la consideración de aspectos de
prevención, mitigación y preparativos frente a desastres en la organización
institucional, en la operación y mantenimiento del sistema y en el apoyo
administrativo de la empresa. Entre los aspectos administrativos y la capacidad
de respuesta se deben documentar aspectos relativos a la organización
institucional, tales como:
(i) Existencia de planes de mitigación y de emergencia
(ii) Constitución y funcionamiento del comité de emergencia
(iii) Existencia de una comisión encargada del plan de mitigación
(iv) Evaluación del sistema de información y alerta
(v) Coordinación interinstitucional con empresas tales como de energía,
comunicación, municipios, defensa civil y otras instituciones
Los aspectos de operación y mantenimiento del sistema también inciden
directamente en la vulnerabilidad del sistema y sus componentes, y deben ser
considerados:
(i) Existencia de programas idóneos de planificación, operación y
mantenimiento que incorporen los conceptos de prevención y
mitigación de desastres
(ii) Existencia de personal capacitado en prevención y atención de
desastres
(iii) Disponibilidad de equipo, repuestos y maquinarias
62
Las facilidades existentes en el apoyo administrativo de las empresas,
permitirán dar una pronta y eficaz respuesta en la rehabilitación de los posibles
daños que puedan sufrirse en un desastre. La empresa debiera contar con
mecanismos en su administración que permitan contar con:
(i) Disponibilidad y manejo de fondos en situaciones de emergencia,
insumos y/o stock de emergencia
(ii) Apoyo logístico de personal, almacenes y transportes
(iii) Disponibilidad de contratación de empresas privadas para apoyar
medidas de rehabilitación y mitigación
3.3. Vulnerabilidad de las obras de ingeniería
Debe realizarse un estudio del análisis de vulnerabilidad en aquellas
instalaciones y obras de infraestructura cuyo eventual mal funcionamiento o
ruina (debido a los efectos esperados de los desastres considerados) pueda
generar situaciones de emergencia o demandas que excedan la capacidad de
atención.
En muchas ocasiones, las obras de ingeniería son construidas en áreas
inundables, sobre fallas geológicas y sin un adecuado estudio de suelos, o se
incurre en deficiencias del diseño antisísmico. Todo ello demuestra que en un
importante número de casos no se efectúan los estudios necesarios para
evaluar los riesgos ocasionados por peligros naturales e incorporar las
correspondientes medidas para reducir la vulnerabilidad de los mismos.
63
La composición topográfica de la región centroamericana, más la existencia
de fenómenos climáticos que con frecuencia presentan dimensiones
catastróficas, tornan las infraestructuras básicas, principalmente las vías de
comunicación terrestre, los sistemas de agua y de saneamiento altamente
vulnerables a los peligros naturales.
3.4. Medidas de mitigación
El complemento lógico y deseable de un estudio de análisis de
vulnerabilidad debe ser la ejecución de las necesarias medidas de prevención y
mitigación para corregir las debilidades encontradas.
Por ello, es muy importante que la formulación de recomendaciones
técnicas y la estimación de los costos de las medidas de mitigación formen parte
del propio estudio de vulnerabilidad. Algunas de esas medidas de mitigación
serán complejas técnicamente y requerirán estudios adicionales sobre diseños
de ingeniería y estimación de costos.
Las medidas de mitigación afectarán, lógicamente, a los elementos
identificados como más vulnerables, ya sean operativos, administrativos o
físicos. Tendrán relación con el reforzamiento del sistema para reducir el
impacto de los fenómenos naturales, o con las previsiones necesarias que el
sistema deba realizar para reaccionar adecuadamente a una emergencia.
Las medidas de mitigación de los sistemas de alcantarillado incluyen la
readaptación, la sustitución, la reparación, la colocación de equipos de respaldo
y el mejoramiento del acceso.
64
El plan de mitigación puede recomendar que se tomen medidas tales como
la reubicación de los componentes (tuberías o estructuras localizadas en
terrenos inestables o próximos a vías de agua), la construcción de muros de
contención alrededor de las instalaciones, el remplazo de conexiones rígidas o el
uso de tuberías flexibles.
La aplicación de las medidas de mitigación a los sistemas ya existentes es
compleja y costosa. Las autoridades responsables del mantenimiento del
alcantarillado, los administradores y los operadores deben asumir la
responsabilidad de garantizar que las medidas de mitigación de desastres
formen parte del diseño y el funcionamiento habitual de esos sistemas, y que
estén incluidas en el plan maestro y en la ejecución de cualquier ampliación del
sistema.
Si por alguna razón no se pudieran implementar medidas de mitigación, es
necesario conocer la vulnerabilidad de los sistemas y sus componentes frente a
las distintas amenazas, a fin de realizar los preparativos para responder en
situaciones de emergencia.
Para no repetir los mismos niveles de vulnerabilidad que quedan en
evidencia luego de un desastre, es importante establecer las medidas de
prevención en las diferentes etapas de rehabilitación y reconstrucción.
En las tares de rehabilitación y reconstrucción se deben incorporar medidas
de prevención vitales, como cambios de material, de ubicación o de trazado, a
fin de reducir la vulnerabilidad del componente y no repetir o incrementar las
vulnerabilidades que dejó en evidencia el desastre ocurrido.
65
La mayoría de impactos en la infraestructura del sistema de alcantarillado
en lugares susceptibles a inundaciones se deben a los excedentes de lluvias
que se extienden por largos períodos del invierno, fundamentalmente en la costa
sur del país. Por ello el incremento y la permanencia de lluvias en muchas zonas
de la costa producen efectos directos en los sistemas de alcantarillado, entre los
cuales podemos mencionar:
• Taponamiento de colectores por residuos sólidos
• Daño en los elementos del sistema por recarga de acuíferos
• Arrastre de tubería y cámaras debido al empuje de aguas subterráneas
• Rebosamiento y arrastre de letrinas y de pozos sépticos
• Desbordamiento de lagunas de estabilización
Por ello, el colapso de los elementos del sistema (letrinas, pozos sépticos,
colectores de aguas negras, lagunas de oxidación, etcétera) tiene efectos sobre
la salud al producir nuevas amenazas, como la generación de focos de
contaminación, ya que en algunos casos se detectan intercambios entre los
sistemas de drenaje y los de alcantarillado sanitario, lo que origina una
contaminación incontrolada que genera obstrucción de la infraestructura por las
inundaciones, el taponamiento por sedimentos, etcétera. Estos hechos hacen
colapsar varios sistemas y producen anegamientos que afectan sectores de las
poblaciones involucradas.
Como la principal amenaza para un sistema de alcantarillado sanitario se
debe a las fuertes lluvias que en esas zonas ocurren, se deberá tomar mayor
énfasis en el estudio de vulnerabilidad de los componentes del sistema, para
evitar desastres futuros y, con ello, el colapso total o parcial de la red, evitando
todo riesgo posible para el sistema, como riachuelos, quebradas, zanjones, ríos,
montañas y terrenos rocosos.
66
4. DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO DEL CANTÓN EL COPADO
4.1. Descripción general del sistema
El sistema de alcantarillado del cantón El Copado recorrerá más de 3,234
metros, entre los se encuentran actualmente 210 viviendas y, cuya estimación
dentro de 31 años, 925 viviendas. Se colocarán 25 pozos de visita en los cuales
se producen cambio de dirección o de pendiente del terreno y en intersección de
tramos.
4.2. Información técnica de diseño
El diseño de la red de alcantarillado se elabora de acuerdo a las normas
ASTM 3034 y a las normas que establece la Dirección General de Obras
Públicas (normas utilizadas por el Instituto de Fomento Municipal − INFOM −).
Tipo de sistema Alcantarillado sanitario
Período de diseño 31 años
Viviendas actuales 210 casas
Viviendas futuras 925 casas
Densidad de habitantes 6.41 habitantes/vivienda
Población actual 1347 habitantes
Tasa de crecimiento 4.9%
Población de diseño 5,933.0 habitantes
Evacuación Por gravedad
67
Colector principal Tipo y diámetro de tubería PVC de 6”, 8”, 10”
Pendiente Según diseño
Conexión domiciliar Tipo y diámetro de tubería PVC de 4”
Pendiente de la tubería 2 a 6%
Candela Concreto 12”
Pozo de visita Ubicación - Intersección de tramos
- Cambio de pendiente del terreno
- Cambio de diámetro
Altura de cono 0.90 m
Diámetro superior mínimo 0.75 m
Diámetro inferior mínimo 1.20 m
Material Ladrillo tayuyo 6.5 *11 *23 cm
Altura Variable
Dotación 150 l/hab/día
Factor de retorno 0.85
Velocidad mínima 0.30 m/s
Velocidad máxima 3.00 m/s
68
4.3. Cálculo hidráulico
De
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S (%
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ASAS
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IAL
FIN
AL0
01
210
0099
8.87
921.
238
80.
663
2.79
76
1.2
1.07
999.
2099
8.10
0.80
0.92
41.
661.
662
399
8.87
997.
8692
1.1
816
1.30
45.
415
61
0.98
17.8
4699
8.07
997.
150.
950.
864
1.66
1.66
34
997.
8699
6.83
92.6
1.11
824
1.93
27.
932
61
0.98
17.8
4699
7.12
996.
190.
890.
791.
661.
664
599
6.83
996.
5632
0.84
226
2.08
78.
549
61
0.98
17.8
4699
6.16
995.
840.
820.
871.
661.
665
699
6.56
996.
4385
0.15
1036
2.85
411
.57
60.
60.
7613
.824
995.
8199
5.30
0.90
1.28
1.66
1.66
67
996.
4399
6.16
850.
328
443.
459
13.9
38
0.5
0.84
27.1
7799
5.27
994.
851.
311.
465
1.66
1.66
78
996.
1699
5.74
860.
498
524.
057
16.2
38
0.5
0.84
27.1
7799
4.82
994.
391.
491.
505
1.66
1.66
89
995.
7499
3.17
833.
16
584.
501
17.9
48
2.5
1.87
60.7
799
4.36
992.
281.
531.
041.
661.
669
1099
3.17
993.
1628
0.04
260
4.64
818
.58
0.5
0.84
27.1
7799
2.25
992.
111.
071.
21.
661.
6610
1199
3.16
991.
5610
01.
610
705.
379
21.2
88
1.5
1.45
47.0
7399
2.08
990.
581.
231.
131.
661.
6611
1299
1.56
990.
9268
0.94
676
5.81
422
.92
80.
50.
8427
.177
990.
5399
0.19
1.18
0.88
1.66
1.66
1312
991.
0299
0.92
150
0.07
1212
0.98
64.
121
61
0.98
699
0.22
988.
720.
802.
351.
661.
9612
1499
0.92
990.
818
0.67
088
6.67
626
.16
81
1.19
38.4
3598
8.67
988.
492.
402.
461.
961.
9614
1599
0.8
990.
4836
0.89
290
6.81
826
.78
11.
1938
.435
988.
4498
8.08
2.51
2.55
1.96
1.96
1516
990.
4898
9.63
641.
336
967.
245
28.2
98
11.
1938
.435
988.
0398
7.39
2.60
2.39
1.96
1.96
1617
989.
6398
9.38
260.
962
987.
386
28.8
18
11.
1938
.435
987.
3498
7.08
2.44
2.45
1.96
1.96
1718
989.
3898
9.04
301.
132
100
7.52
829
.34
81
1.19
38.4
3598
7.03
986.
732.
502.
461.
961.
9618
1998
9.04
988.
8142
0.55
310
37.
739
30.1
38
11.
1938
.435
986.
6898
6.26
2.51
2.7
1.96
1.96
q
d (l/
s)
19.5
5
17.8
4
Tabla VIII. Cálculo hidráulico
69
Continuación
De
A C
otas
de
terr
eno
DH
S (%
) C
ASA
SD
IAM
.S
(%)
SEC
CIO
N L
LEN
AC
OTA
INVE
RT
PR
OPV
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FIN
AL
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DE
P.V.
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CT.
FUT.
(Plg
)TU
BO
Vel.
(m/s
)Q
(l/s
)SA
LID
AEN
TRAD
AIN
IC0
033
3299
1.05
991.
2450
-0.3
84
40.
336
1.43
36
1.2
1.07
19.5
599
0.25
989.
650.
8032
3099
1.24
990.
8772
0.51
48
0.66
32.
797
61
0.98
17.8
4698
9.62
988.
901.
77
3130
992.
2499
0.87
140
0.98
1010
0.82
53.
463
61
0.98
17.8
4699
1.44
990.
040.
80
3029
990.
8798
9.87
114
0.88
826
2.08
78.
549
60.
50.
6912
.619
988.
8798
8.30
2.15
2928
989.
8798
9.16
840.
856
322.
549
10.3
76
0.5
0.69
12.6
1998
8.27
987.
851.
7528
2798
9.16
988.
7640
12
342.
702
10.9
76
0.5
0.69
12.6
1998
7.82
987.
621.
4927
2598
8.76
988.
6210
60.
136
403.
158
12.7
58
0.5
0.84
27.1
7798
7.59
987.
061.
32
2625
987.
5298
8.62
150
-0.7
310
100.
825
3.46
36
0.6
0.76
13.8
2498
6.72
985.
820.
80
2524
988.
6298
9.8
120
-0.9
87
574.
427
17.6
58
0.5
0.84
27.1
7798
5.79
985.
192.
98
q
d (l/
s)IA
LFI
NA
LIN
CIA
LFI
NA
L
1.74
1.66
1.66
2.12
1.66
1.96
0.98
1.66
1.66
1.72
1.96
1.66
1.46
1.66
1.66
1.29
1.66
1.66
1.71
1.66
1.66
2.95
1.66
1.96
4.76
1.96
2.21
25.1
2498
7.64
989.
810
0-2
.16
88
0.66
32.
797
61
0.98
17.8
4698
6.84
985.
840.
804.
111.
662.
21
2423
989.
898
9.54
120
0.22
873
5.59
722
.18
0.5
0.84
27.1
7798
5.14
984.
544.
815.
152.
212.
2123
2298
9.54
989.
312
40.
198
816.
174
24.2
88
0.5
0.84
27.1
7798
4.51
983.
895.
185.
562.
212.
2122
2198
9.3
988.
9411
20.
3210
916.
8926
.96
100.
50.
9749
.276
983.
8698
3.30
5.59
5.79
2.21
2.21
2119
988.
9498
8.81
200.
652
937.
032
27.4
910
0.5
0.97
49.2
7698
3.27
983.
175.
825.
792.
212.
21
1920
988.
8198
8.01
102
0.78
819
614
.07
53.1
810
0.8
1.23
62.3
2998
3.14
982.
325.
825.
836
2.21
2.21
2020
.198
8.01
986.
8460
1.95
620
214
.46
54.5
910
0.8
1.23
62.3
2998
2.29
981.
815.
875.
176
2.21
2.21
20.1
20.2
986.
8498
7.2
30-1
.20
202
14.4
654
.59
100.
81.
2362
.329
981.
7898
1.54
5.21
5.80
62.
212.
21
70
4.4. Ejemplo del diseño de un tramo
Se diseñara el tramo comprendido entre el pozo de visita PV 10 y PV 11;
los datos necesarios para calcularlo son los siguientes:
• Características Tipo de sistema Alcantarillado sanitario
Tramo De P.V. 10 a P.V. 11
Distancia 100.00 m
Población futura del tramo 1978
• Cotas del terreno Inicial 993.16 m
Final 991.56 m
• Pendiente del terreno P =(CT Inicial – CT Final) * 100
Distancia
P = (993.16 – 991.56) * 100
100.00
P = 1.60%
• Caudal medio Qmed = Qdom + QC.I + QInf.
Qdom = No. Hab. * Dotación * F.R / 86400
Qdom = 1978 * 150 * 0.85 / 86400
Qdom = 2.91892 l/s
QC.I = (No. Hab. * Dot. Con. Ilic. / 86400)
QC.I = (1978 * 127.5 / 86400)
QC.I = 2.91892 l/s
QInf = Dot.Q.inf. *(Mts. tub.+ No. Casas
* Long.Tub. Prom. )* 0.001 /86400
QInf. = 18,000 *(6+ 70 * 5)* 0.001/ 86400)
QInf. = 0.074166 l/s
Qmed = 2.9189 l/s + 2.9189 l/s + 0.0741 l/s
Qmed = 5.9118 l/s
71
• Factor de caudal medio FQM = Qmed / No. Hab.
FQM = 5.9118 / 1978
FQM = 0.00299 = 0.003
• Factor de Harmond FH =(18 + P1/2) / (4 + P1/2) y P = 1978/1000
FH = (18 + 1.9781/2) / (4 + 1.9781/2)
FH = 3.59
• Caudal de diseño qdis = No. Hab. * FQM * F.H
qdis = 1978 * .003 * 3.59
qdis = 21.30 l/s
• Diámetro de tubería 8”
• Pendiente de tubería 1.5%
• Velocidad a sección llena V = 0.03429 / n * (D * 0.0254)2/3 * S1/2
V = 0.03429/0.010 *(8 *0.0254)2/3 * 1.51/2
V = 1.45 m/s
• Caudal a sección llena Qsec llena = A * V
Qsec llena= π/4*(8*0.0254)2 *1.45*1000 l/1 m3
Qsec llena = 47.07 l/s
• Relación de caudales qdis / Qsec llena = qdis / Qsec llena
qdis / Qsec llena = 21.30 / 47.07
qdis / Qsec llena = 0.4521
• Relación de velocidad v / V = 0.974
• Relación de tirantes d / D = 0.471
• Velocidad a sección parcial √ = V * v / V
√ = 1.45 * 0.974
√ = 1.41 m/s
• Chequeo Caudal 21.30 < 47.07 qdis sí cumple
Velocidad 0.30 < 1.41 < 3.00 v sí cumple
Tirante 0.10 < 0.471 < 0.75 d sí cumple
72
• Distancia horizontal Efectiva
Diámetro de pozos: 1.20 metros
Grosor de paredes: Ladrillo tayuyo 21 * 12.5 * 6.5
DHefec = distancia entre pozos – ((Ø1 pv1 + grosor paredes
pv1) / 2) + (Ø2 pv2 + grosores paredes pv2) / 2))
DHefec = 100.00 – ((1.20 + 0.46) / 2)+ (1.20 + 0.46) / 2)) DHefec = 98.34
• Cota invert de salida del pozo 10
Cis = cota invert entrada del pozo 10 – 0.03
Cis = 992.11 – 0.03
Cis = 992.08
Donde:
Cis = Cota invert salida del pozo 10
• Cota invert entra al pozo 11
Cie = cota invert de salida del pozo 10 ( Cis ) – ( 1.5% *
distancia efectiva )
Cie = 992.08 – ( 1.5% * 98.34 )
Cie = 990.58
Donde:
Cie = Cota invert entra del pozo 11
• Profundidad del pozo 10
Alt Pv10 = cota del terreno – cota invert de salida del
pozo 10
Alt Pv10 = 993.16 – 992.08 + .015
Alt Pv10 = 1.23
73
• Altura del pozo 11
Alt Pv11 = cota del terreno – cota invert de salida del
pozo 11
Alt Pv11 = 991.56 – 990.53 + 0.15
Alt Pv11 = 1.18
• Volumen de excavación de zanja
Vol. Exc. = [ ( { H1 + H2 } / 2 ) * d * Z ]
Vol. Exc. = [ ( { 1.23 + 1.18 } / 2 ) * 98.34 * 0.60 ]
Vol. Exc. = 65.17 m³
4.5. Desfogue
Todo sistema de alcantarillado sanitario debe tener la ubicación y el método
de desfogue hacia un sistema hídrico, luego de ser tratado el caudal,
proveniente del colector, respetando las normas establecidas por el Ministerio de
Medio Ambiente, para lograr mitigar daños al contexto natural.
Luego de realizar el estudio y diseño de la red de alcantarillado sanitario, se
tomará en cuenta la planificación y ejecución del tratamiento de las aguas
provenientes de dicho sistema, para proceder, luego, a su depuración o
desfogue al medio ambiente, sin provocar daño significativo al descargar dicho
material a la naturaleza.
Pueden ser lugares considerados como preliminares de descarga, para su
tratamiento, los siguientes:
• Planta de tratamiento
• Pozos de visita
• Zanjón
74
• Planta de tratamiento
Es un sistema que permite limpiar el caudal sanitario de todo sólido y
alcanzar un nivel de purificación de aguas considerablemente alto, evitando
enfermedades, malos olores, acumulación de sólidos o materia inorgánica en
lugares no deseados, conservando las fuente de agua y la supervivencia de
peces, del lugar receptor.
• Pozo de absorción o de visita
Es una estructura que permite la recolección de sólidos, pero su
funcionamiento está limitado a su capacidad. Por consiguiente, cuando cumpla
los límites de tolerancia de material se tendrá que trasladar o realizar un nuevo
pozo en las cercanías, siendo una de las desventajas significativas para el
estudio, la disminución del período de diseño de la tubería hasta el lugar del
pozo.
• Zanjón
Este sistema de desfogue no es recomendado, ni permitido por ninguna
institución que regule la construcción de sistemas de alcantarillado sanitario, ya
que contamina directamente los recursos naturales e hídricos, propagando
infecciones y permitiendo la proliferación de enfermedades.
Tomando en cuenta cada una de las características, se estima que el mejor
método a utilizar para el desfogue del caudal sanitario conseguido será la
construcción de una planta de tratamiento para la depuración de sólidos, donde
el caudal, luego del proceso respectivo, se pueda descargar en un sistema
hídrico.
75
4.5.1. Ubicación Según el diseño que se realizó para este sistema de alcantarillado
sanitario, la planta de tratamiento que en el presente informe se propone será
ubicada en las cercanías del río Seco, para poder desfogar o descargar el
caudal final en las aguas de dicho afluente (ver plano Red General, para su
ubicación).
4.5.2. Diseño
Estimando el caudal sanitario que la red proporcionará, se considera que la
mejor opción para incorporar las aguas servidas de nuevo al medio ambiente
será el diseño de una planta de tratamiento que proporcione la limpieza
adecuada de dicho caudal para su descarga final.
4.6. Tratamiento de aguas servidas
4.6.1. Importancia del tratamiento de aguas servidas
La utilización del agua como recurso vital para el ser humano y su
sobrevivencia ha encaminado problemas en la disposición de ellas luego de su
uso, generando lo que llamamos aguas residuales, o sea focos de
contaminación si no se ubican adecuadamente, provocando enfermedades e
infecciones que dañan principalmente la salud del ser humano.
76
Desde tiempos atrás el hombre observó la manera de incorporar el agua
para su uso cotidiano, utilizando esta para transportar los desechos producto de
solucionar sus necesidades. Se generaron de está manera problemas aún más
grandes, ya que dichas aguas provenientes de las edificaciones deben ser
conducidas a lugares lejanos de los asentamientos humanos para que no
causen problemas para la salud ni generen condiciones de vivienda
infrahumana.
Observando la necesidad de disponer adecuadamente de las aguas y
todos los desechos sólidos que el hombre genere, se hizo necesario, la
búsqueda de métodos que permitan la descarga directa de las aguas residuales
a sistemas hídricos que regeneren y purifiquen el agua en su trayectoria.
Observando tal problemática se buscará lograr altos niveles de purificación
de las aguas negras, para que su corriente no ofrezca peligro alguno para la
salud, con las siguientes consideraciones:
a) Mejorar el poder de purificación de la corriente de agua, de la siguiente
manera:
• Aumentando la aireación, provocando artificialmente disturbios en el
agua por medio de cascada, remolinos, etc.
• Disminuyendo la velocidad del agua en la zona de descarga
ensanchando el cauce.
• Regulando la formación de depósitos de lodos por canalización del
cauce del caudal sanitario.
b) Evitar que llegue a los acuíferos, en forma total o parcial, la materia
acarreada por los sistemas de alcantarillado
77
c) Aplicar los procesos que se conocen como Tratamiento de aguas residuales.
El proceso para purificar las aguas residuales por medio de una planta de
tratamiento es de suma importancia para la remoción de parásitos, bacterias y
virus patógenos, que son los males endémicos que afectan al país. Radica la
importancia primordial de la planta de tratamiento en evitar por completo la
contaminación de acuíferos como lagos, mares, ríos, lagunas, riachuelos, etc.
4.6.2. Proceso del tratamiento
La necesidad de descargar las aguas residuales a los sistemas hídricos sin
provocar daños significativos e irreparables para el medio ambiente, produjo la
búsqueda de métodos por los cuales, gracias a procesos físicos, químicos o
biológicos, las aguas residuales tengan un tratamiento adecuado de renovación,
para prevenir la contaminación de las aguas receptoras cuyo uso estará
destinado ya sea para abastecimiento, recreación o cualquier otra finalidad,
permitiendo la reutilización de las aguas por medio de dichos tratamientos, que
permitirán extraer los principales materiales dañinos para el sistema hídrico.
• Físicos
Entre los procesos físicos para el tratamiento de aguas residuales podemos
mencionar:
♦ Sedimentación
♦ Aireación
♦ Filtración
♦ Rejas
♦ Flotación
♦ Igualación
78
• Químicos
Entre los procesos químicos para el tratamiento de aguas residuales
podemos mencionar:
♦ Cloración
♦ Coagulación
♦ Absorción
♦ Intercambio de Ion
♦ Ozono
• Biológicos
Los procesos biológicos para el tratamiento de aguas residuales se
pueden realizar de dos formas, 1) aeróbico y 2) anaeróbico.
1. Aeróbico
♦ Lodo activado
♦ Filtro percolador
♦ Laguna de oxidación
♦ Digestión aeróbica
2. Anaeróbico
♦ Digestión anaeróbica
♦ Tanque séptico
♦ Lagunas de estabilización
79
Como los dispositivos usados en el tratamiento de aguas residuales son
muchos y probablemente combinan los métodos físicos, químicos y biológicos,
dichos tratamientos puede agruparse en cinco sistemas diferentes, como los
son:
• Tratamiento preliminar
• Tratamiento primario
• Tratamiento secundario
• Tratamiento terciario
• Desinfección
4.6.2.1. Preliminar
El principal propósito del tratamiento preliminar es proteger el buen
funcionamiento de la planta de tratamiento, ya que está destinado a eliminar o
separar los sólidos mayores o flotantes como: papel, pedazos de madera, heces
fecales, basura y sólidos inorgánicos pesados como arena, piedras, metales,
vidrios, plásticos, ropas, etc., evitando con ello obstaculizar el proceso
subsiguiente.
Para lograr estos objetivos se utilizan diversos dispositivos, entre los que se
pueden mencionar:
• Rejillas
• Desarenadores
• Tanques desgrasadores
• Cloración preliminar
80
4.6.2.2. Primario
En el proceso primario se busca un diseño que permita la remoción de los
sólidos orgánicos e inorgánicos por medio del proceso físico de sedimentación y
flotación. Para que este proceso se realice adecuadamente debe mantenerse
una condición casi inactiva, con una velocidad de corriente de agua entre 0.508
cm/s a 1.016 cm/s, permitiendo a los sólidos más densos que el agua,
sedimentarse, y a los que son menos densos que el agua, flotar sobre la
superficie.
Así se permitirá que entre el 40 y el 60 % de sólidos sedimentados o en
flotación sean removidos, y los sólidos que permanezcan en suspensión o
disueltos, sean tratados bioquímicamente en los procesos subsiguientes.
Para determinar los aspectos físicos de la estructura y el funcionamiento
del tratamiento primario, se tomarán en cuenta los siguientes factores:
1. El tamaño y el número de tanques primarios dependerá del caudal
estimado de las aguas servidas.
2. Generalmente, un tiempo de detención de 2 a 3 horas será suficiente
para que la mayoría de partículas se sedimente o floten.
3. La velocidad de la corriente adentro de los tanques primarios
dependerá de la carga y frescura de las aguas negras, del tamaño y la
forma del sólido del peso especifico de estos y de la temperatura del
agua.
4. Debido a que el agua es más densa a temperaturas bajas, aumentara el
tiempo de detención.
5. Será crítica la velocidad del agua en todo el tanque.
81
6. Los sólidos que no han sido sedimentados serán descargados con el
afluente, para su tratamiento subsiguiente.
Los dispositivos que se usan en esta etapa pueden ser:
• Tanque séptico
• Tanques imhoff
• Tanques de flotación
• Sedimentadores simples o primarios
4.6.2.3. Secundario
Toda materia orgánica e inorgánica que se encuentra en las aguas
residuales se divide según el tamaño de los sólidos, siendo esta distribución,
aproximadamente, 30% de sólidos suspendidos, 5% coloidal y 65% sólidos
disueltos. El afluente de aguas servidas contiene principalmente elementos
coloidales y sólidos disueltos de materia orgánica e inorgánica, requiriendo
estándares más altos de remoción y calidad de agua que el tratamiento primario
para su descarga final.
La necesidad de remoción adicional se realiza por medio del tratamiento
secundario. En este proceso de saneamiento de aguas residuales se buscará
eliminar todo tipo de organismo biológico. Allí intervendrá significativamente la
acción de microorganismos presentes en ambiente controlado.
Para que se genere un tratamiento biológico en la presencia o ausencia de
oxígeno disuelto en el agua residual se definen dos grandes grupos o procesos
de actividad biológica: proceso aerobio (en presencia de oxígeno) y proceso
anaerobio (en ausencia de oxígeno).
82
El proceso de tratamiento biológico presenta una población mixta de
microorganismos que utiliza el coloidal y organismos disueltos, como su principal
suministro de alimento. Al consumir esta materia orgánica, los microorganismos
utilizan parte de esto para producir y obtener la energía necesaria para las
actividades de la vida, realizan la oxidación de orgánicas en presencia de
oxigeno, produciendo, al final, dióxido de carbono, agua, sulfato, nitrato y fosfato.
Utilizan la otra parte para su reproducción, aumentando la población de
microorganismos para realizar el mismo proceso.
Entonces la materia coloidal y los organismos disueltos serán
transformados, una parte en dióxido de carbono y otra parte en masa
biológicamente viable, que tendrá que ser retirada para evitar que sea
degradada en este tratamiento y aporte grandes cantidades de DBO a las
aguas receptoras, debido al proceso de clarificación o desinfección en el
tratamiento terciario.
Existen diversos procesos para realizar el tratamiento secundario o
biológico, entre los que podemos mencionar.
• Lagunas aerobias
• Lagunas anaerobias
• Lagunas aeradas
• Lagunas facultativas
• Lodos activados
• Filtros percoladores
83
Los dispositivos que se usan en esta etapa pueden ser:
• Filtro goteador con tanques de sedimentación secundario
• Tanques de aereación
• Filtro percolador (goteador, biofiltro o biológico)
• Filtros de arena
• Lechos de contacto
• Lagunas de estabilización
4.6.2.4. Terciario
Entre los tratamientos de aguas residuales primario y secundario existe una
gran remoción de DBO y de sólidos suspendidos en las aguas residuales. Sin
embargo, estos niveles de tratamiento no son suficientes para la protección de
sistemas receptores o para la reutilización de dichas aguas en uso industrial y/o
doméstico, ya que no se eliminan nutrientes y/o materias toxicas, partículas
microscópicas y microorganismos unicelulares.
Observando la necesidad de purificar a lo máximo las aguas provenientes
del caudal sanitario, se han agregado procesos adicionales de tratamiento a los
anteriores, como el tratamiento terciario, el cual proporciona la eliminación total
de sólidos en suspensión, materia y nutrientes tóxicos y la remoción de materia
orgánica disuelta, por medio de dispositivos como filtros, purificadores, etc.
84
4.6.2.5. Desinfección
Luego de realizar los tratamientos primario, secundario y terciario, con el
agua proveniente de estos se buscará su reutilización o nuevo manejo
sustentable como agua potable, para riego, etc. Existirá la necesidad de realizar
obligadamente una desinfección, luego de provenir del afluente del tratamiento
terciario, realizando la desinfección por medio de los siguientes procesos:
• Físicos
Esta etapa se podrá realizar mediante filtración, ebullición o rayos
ultravioleta.
• Químicos
Esta etapa se identifica por la utilización de químicos como bromo, plata,
cloro, yodo, ozono, iones, etc. Se caracteriza por su alto nivel de mantenimiento.
4.6.3. Sistemas de tratamiento
Durante décadas el ingeniero civil y el sanitarista han desarrollado el arte
de tratar las aguas servidas, con el fin de proteger el medio ambiente y,
primordialmente, la salud publica, diseñando y perfeccionando continuamente
los sistemas de tratamiento. Así, existen actualmente plantas con avances
tecnológicos de costos muy altos, complejos, y con requerimiento de energía o
combustible para su funcionamiento. Depende principalmente de la
caracterización de toda planta de tratamiento la calidad de diseño del proceso, la
calidad de las aguas negras, el tipo de mantenimiento y los recursos que se
cuentan para su ejecución, siendo el ingeniero sanitarista el que determine el
tipo, según las de limitaciones que se presenten.
85
4.6.4. Limitaciones en la selección
Una problemática es la descarga del afluente proveniente de la planta de
tratamiento. Por ello, se enfrentan limitaciones para la construcción de la misma,
ya que el punto de desfogue más viable es un acuífero considerado de gran
caudal para evitar daños considerables al sistema hídrico y al medio ambiente.
Se encuentra dentro de una finca aledaña, debiendo proponer que las
autoridades del lugar se encarguen de conseguir el espacio para su ubicación.
4.7. Propuesta del sistema de tratamiento
Con el apoyo que brindan empresas de prestigio especializadas en
ingeniería sanitaria, se propone la construcción de una planta de tratamiento,
con un sistema de aireación extendida de lodos activados. Dicha planta sería
diseñada por AMANCO, para lo cual requiere un terreno de 8 x 12 m, con una
eficiencia del 85% en remoción de materia orgánica y sólidos suspendidos.
4.7.1. Descripción general
El sistema propuesto es un sistema biológico aerobio de aireación
extendida llamada Lodos Activados, con régimen completamente mezclado,
que se utiliza para tratar aguas residuales que contienen materia orgánica
biodegradable, planta paquete.
86
Con esta modalidad de aireación extendida se logran afluentes de calidad
con baja producción de lodos y alto grado de oxidación y estabilización de la
materia. Se adiciona un sistema de cloración para la seguridad en la reutilización
del líquido en irrigación de jardines, redes independientes de abastecimiento de
inodoros, riego de áreas de terracería, etc. Este proceso involucra básicamente
las siguientes etapas:
a) Una primera acción en un tanque de aireación, donde se suministra aire
por difusión en el fondo, lo que permite el crecimiento de
microorganismos que requieren de oxígeno para vivir; la materia
presente servirá para alimentar las bacterias aerobias que transforman
los contaminantes en materia celular y energía para crecer y
reproducirse, lo que origina los flóculos, que son conocidos como Lodos activados. El elemento básico en este proceso es el soplador.
b) El segundo compartimiento es un complemento de aireación al proceso
con los fines enunciados en la etapa anterior, y que complementa el
oxígeno necesario para el volumen a tratar.
c) Los flóculos pasarán al tanque de clarificación secundaria, donde
sedimentan por gravedad los lodos; el sobrenadante es vertido al área de
cloración, y los lodos depositados se recirculan para retroalimentar el
sistema; el exceso de lodos se depositará en un tanque de lodos para su
estabilización; una vez estabilizado, se saca al área de secado de lodos,
que consiste en un pequeño patio de secado de lodos.
d) El agua clarificada es tratada para su desinfección por medio de un
sistema de cloración a base de tabletas de hipoclorito de calcio, cuando
se descarga directamente a un cuerpo de agua, previa reacción del cloro
en un depósito, que variará de acuerdo al volumen tratado.
87
e) El agua tratada puede almacenarse o verterse al acuífero, pero antes del
análisis de la capacidad de absorción del suelo se deberá contar con la
seguridad de que sus características son adecuadas para esta
disposición. Si se almacenan, su función será reutilizarlas
adecuadamente. Cuando el acuífero es muy alto, la descarga puede
hacerse por medio de zanjas de absorción de 0.80 metros de
profundidad o descargarse a un drenaje pluvial.
4.7.2. Descripción técnica
No. de lotes futuros = 300
Aporte de aguas negras por persona = 150 l/hab/día
Promedio de habitantes por vivienda = 6.41
Capacidad = Rango de 76,090 GPD
Carga orgánica diaria = 168.96 #/DBO
Concentración de DBO5,20 a la entrada = 300 mg/l
Eficiencia en remoción de materia
Orgánica y sólidos suspendidos = 85%
4.7.3. Operación y mantenimiento
La operación y mantenimiento son bastante sencillos, y sus costos de
operación corresponden únicamente a: las horas que un responsable de la
misma le suministre al día; el consumo eléctrico del motor, 7.5 HP, y las tabletas
de cloro que se consuman cuando se reutilice el líquido tratado.
88
El sistema tiene como ventaja lo compacto de la planta, así como su alta
eficiencia. De no existir malos olores fuera de las instalaciones de la planta, se
recomienda una distancia de 10 m de separación respecto de la última casa,
para evitar algunos problemas de ruido durante la quietud de la noche. La
producción de lodos es baja; su operación, automática, y su mantenimiento,
mínimo.
A la par de la estructura base se deberá construir un tanque para bombear
el excedente de lodos, cuando el volumen diario sea mayor a 12,000 GPD y
haya un sistema de patios para secar los lodos; estas estructuras son
complementarias al sistema y ayudan a un mejor aprovechamiento de los lodos
con fines agrícolas.
Entre el equipo necesario para el buen funcionamiento de la planta de
tratamiento se necesitará lo siguiente:
1. Un soplador rotatorio de desplazamiento positivo Urai 56, acoplado a un
motor eléctrico horizontal 110/220 de 7.5 HP, con un silenciador y su filtro;
todo esto está protegido por un albergue de fibra de vidrio con apoyo de
hierro
2. Tubería de difusión de aire con dos ramales para las líneas de aireación
con 48 difusores sellados y una línea que alimenta el desnatador de
superficie y la tubería de lodos
3. Un desnatador de superficie con retorno neumático
4. Tubería de evacuación de lodos con retorno neumático
5. Vertedero de transferencia, con cortinas ajustables, lámparas, válvulas y
conexiones
6. Tabique de lámina plástica con apoyos
7. Dosificador de hipoclorito de calcio en tabletas (opcional)
89
8. Recipiente de 25 libras de tabletas de hipoclorito de calcio (opcional)
9. Tablero eléctrico de control para funcionamiento automático
10. Manual de operación y mantenimiento
11. Rejillas Irvin para cubierta superior de la estructura de la planta
90
CONCLUSIONES
1. La construcción del la red de alcantarillado sanitario para el cantón El
Copado del municipio de Santo Domingo, departamento de
Suchitepéquez, permitirá evacuar adecuadamente las aguas residuales
provenientes de las viviendas y otras edificaciones. Traerá múltiples
beneficios, entre los cuales cabe mencionar la eliminación de focos de
contaminación y proliferación de enfermedades, lo cual permitirá la
conservación del medio ambiente, beneficiando a 1,347 habitantes del
lugar, al proporcionarles adecuadas situaciones de salubridad, para
alcanzar apropiadas condiciones de desarrollo social.
2. Teniendo en cuenta los posibles riesgos que se generan en la zona, se
determino que no existe riesgo eminente que ocasione vulnerabilidad al
proyecto, ya que el lugar de ubicación del proyecto no presenta amenaza
alguna de sismos que deterioren o inhabiliten directamente los
componentes físicos de la red; inundaciones severas que provoquen
taponamientos, deslizamientos de tierra que generen movimiento interno
de la tubería y/o erupciones volcánicas que conlleven a una inhabilitación
total del sistema.
3. Dentro del marco de ejecución para ofrecer un adecuado funcionamiento
del sistema y un periodo de vida útil extenso, según lo determinado, se
deberá realizar la obra bajo estrictas normas de supervisión, para
mantener los parámetros de diseño según lo determinado.
91
4. El Ejercicio Profesional Supervisado complementa la formación
profesional del estudiante, ya que permite tener relación directa en la
infraestructura del país, confrontando lo práctico y determinando criterios
en los que lo teórico no va de acuerdo con situaciones de campo,
dándole al estudiante el criterio necesario para tomar decisiones
apropiadas en la ejecución de proyectos y la oportunidad de prestar un
servicio profesional a comunidades necesitadas de progreso y
desarrollo.
5. La extracción de aguas negras de las viviendas por medio de un sistema
de alcantarillado sanitario es un servicio básico vital para el cantón y
primordial para aumentar el nivel de vida de los habitantes. Con ello se
espera proveer mayor cobertura de infraestructura y demás servicios
elementales que el cantón necesita.
6. Esta red de alcantarillado sanitario, se deberá ejecutar con tubería
Novafort, dicha tubería permitirá mantener los parámetros de diseño que
aquí se tomaron en cuenta.
92
RECOMENDACIONES
1. La extracción de aguas residuales a través de una red de alcantarillado
sanitario es un servicio vital y primordial para la comunidad. Con ello se
evita toda clase de enfermedades gastrointestinales e
infectocontagiosas. Su ejecución inmediata a través de fondos de la
Municipalidad será un aporte a la cobertura de infraestructura y
servicios básicos, beneficiando con ello a más de 1,347 pobladores, los
que obtendrán, verdaderas condiciones de desarrollo, aumentado el
nivel de vida del lugar.
2. La introducción del la red de alcantarillado sanitario solventará el
problema de evacuación de aguas residuales; sin embargo, se deberá
instalar lo más rápidamente posible una planta de tratamiento, como la
que aquí se propone, para evitar que el desfogue de dicho
procedimiento altere el sistema hídrico a donde se descargará.
3. Una de las principales limitaciones para la ejecución del proyecto será
la disponibilidad de recursos que existan en el lugar, debiendo tener
cuidado en la compra de los materiales, para mantener los criterios de
diseño y cálculo, los cuales se eligieron según normas de construcción
que garanticen la vida útil del proyecto.
93
4. Para garantizar el buen funcionamiento del sistema debe haber un
estricto control de ejecución, acompañado de un continuo y minucioso
mantenimiento que garantice la inmunidad del sistema, teniendo que
verificar continuamente que los caudales de lluvia no sean agregados a
la red, ya que está no fue diseñada para soportar otro caudal, teniendo
previsto abastecer equipo para su reparación según sea requerido.
5. Determinando que dentro de la zona en la cual se encuentra este
proyecto no existen riesgos eminentes de deslizamientos, movimientos
de tierras, sismos, erupciones volcánicas; siendo la única amenaza con
un mínimo porcentaje de ocurrencia, la inundación, debido a las fuertes
lluvias que azotan la franja de ejecución del proyecto, se recomienda la
construcción de un drenaje pluvial paralelo al sistema de alcantarillado,
para evitar en un futuro cercano el taponamiento de los componentes
físicos de la red y proporcionar un adecuado funcionamiento para el
período que el sistema fue diseñado.
6. Es esencial, para alargar la vida útil de la red, capacitar a los
pobladores del lugar sobre el mantenimiento y, principalmente, el buen
uso del sistema, a fin de garantizar el buen desempeño hidráulico para
el que la red fue diseñada.
94
BIBLIOGRAFÍA
1. Alberto Vásquez, Luis. Diseño de la red de alcantarillado sanitario para
el Asentamiento Monja Blanca del Municipio de Villa Canales, Departamento de Guatemala. Tesis de Ingeniería Civil. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala 2004.
2. Carrera Rípiele, Ricardo Antonio. Apuntes de Ingeniería Sanitaria 2.
Tesis de Ingeniería Civil. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala. Junio 1989.
3. Hernández Álvarez, Víctor Genaro. Diseño del alcantarillado sanitario de
la aldea Los Pocitos, del municipio de Villa Canales, Departamento de Guatemala. Tesis de Ingeniería Civil. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala 2003.
4. Instituto de Fomento Municipal. Normas generales para diseño de
alcantarillado. Guatemala, Noviembre 2001.
5. Instituto Nacional de Estadística. “Características de la población y de los locales de habitación censados”. Censos Nacionales XI de Población y VI de Habitación 2002. Guatemala, Julio 2003.
6. Nij Reyes, César Alfredo. Diseño de la red de alcantarillado sanitario de
la Colonia El Maestro, de la ciudad de Chiquimula. Tesis de Ingeniería Civil. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala 2002.
7. Quijada Sagastume, Ramón Estuardo. Estudio y diseño del sistema de
alcantarillado sanitario de la Colonia Las Brisas, de la ciudad de Chiquimula. Tesis de Ingeniería Civil. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala 2004.
8. Rodas Aldana. Estudio y diseño de la red de recolección de aguas
residuales del caserío Los Ángeles, del municipio de Champerico, Departamento de Retalhuleu. Tesis de Ingeniería Civil. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala 2004.
95
APÉNDICES
97
Cuantificación Materiales de construcción Tabla IX. Cuantificación de materiales en el colector principal
MATERIAL UNIDAD CANTIDADTubo PVC 6" X 6" Norma ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 240Tubo PVC 8" X 6" Norma ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 212Tubo PVC 10" X 6" Norma ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 61Pegamento para PVC GALÓN 8
Tabla X. Cuantificación de materiales en los pozos de visita
MATERIAL UNIDAD CANTIDADLadrillo tayuyo de 6.5 x 11x 23 cm. MILLAR 55599Cemento SACO 184Arena m³ 47Piedrín m³ 10Cal BOLSA 115Hierro legítimo de 1/4" QUINTAL 11Hierro legítimo de 3/8" QUINTAL 24Hierro legítimo de 1/2" QUINTAL 7Alambre de amarre LIBRA 144Madera PIE/TABLA 2471Clavo LIBRA 124
Tabla XI. Cuantificación de materiales en las conexiones domiciliares
MATERIAL UNIDAD CANTIDADCemento SACO 190Arena m³ 11Piedrín m³ 16Hierro legítimo de 1/4" QUINTAL 13Alambre de amarre LIBRA 45Tubo PVC. 4" x 6" NORMA ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 262Silleta "Y" O "T" 6" x 4" NOVAFORT UNIDAD 100Silleta "Y" O "T" 8" x 4" NOVAFORT UNIDAD 84Silleta "Y" O "T" 10" x 4" NOVAFORT UNIDAD 18Tubo de concreto de 12" x 1" TUBO 202Codo a 45º de 4" NOVAFORT UNIDAD 101Codo a 90º de 4" NOVAFORT UNIDAD 101Cemento Solvente GALÒN 16Madera PIE/TABLA 94Clavo LIBRA 5
99
Mano de obra
Tabla XII. Cuantificación de mano de obra en colector principal
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDADExcavación m³ 4514.61Relleno m³ 4439.72Retiro de Sobrante m³ 97.35Colocación de tubería ml 2690.33
Tabla XIII. Cuantificación de mano de obra en pozos de visita
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDADExcavación m³ 1606.78Relleno m³ 27.08Retiro de Sobrante m³ 2053.61Levantado UNIDAD 35.00
Tabla XIV. Cuantificación de mano de obra en conexiones domiciliares
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDADExcavación m³ 1282.31Relleno m³ 1268.91Retiro de Sobrante m³ 17.42Colocación de tubería y candela UNIDAD 262.30
100
Presupuesto
Materiales de construcción Tabla XV. Presupuesto de materiales de construcción
No. MATERIAL UNIDAD CANTIDAD PREC. U. TOTAL
1 Línea Central1.1 Tubo PVC 6"x 6" Norma ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 240 401.79Q 96,429.60Q 1.2 Tubo PVC 8"x 6" Norma ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 212 660.79Q 140,087.48Q 1.3 Tubo PVC 10"x 8" Norma ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 61 929.40Q 56,693.40Q 1.4 Pegamento para PVC: GALÓN 8 410.00Q 3,280.00Q
296,490.48Q 2 POZOS DE VISITA
2.1 Ladrillo tayuyo de 6.5 x 11x 23 cm. MILLAR 56 1,500.00Q 83,398.71Q 2.2 Cemento SACO 184 37.00Q 6,807.51Q 2.3 Arena m³ 47 55.00Q 2,584.79Q 2.4 Piedrín m³ 10 130.00Q 1,317.62Q 2.5 Cal BOLSA 115 17.00Q 1,957.44Q 2.6 Hierro legítimo de 1/4" QUINTAL 11 205.00Q 2,215.12Q 2.7 Hierro legítimo de 3/8" QUINTAL 24 225.00Q 5,369.12Q 2.8 Hierro legítimo de 1/2" QUINTAL 7 240.00Q 1,571.92Q 2.9 Alambre de amarre LIBRA 144 2.90Q 418.36Q 2.1 Madera PIE/TABLA 2471 4.40Q 10,871.52Q 2.11 Clavo LIBRA 124 2.75Q 339.74Q
116,851.84Q 3 CONEXIONES DOMICILIARES3.1 Cemento SACO 190 38.00Q 7,234.48Q 3.2 Arena m³ 11 55.00Q 585.87Q 3.3 Piedrín m³ 16 130.00Q 2,091.92Q 3.4 Hierro legítimo de 1/4" QUINTAL 13 17.00Q 219.09Q 3.5 Alambre de amarre LIBRA 45 2.90Q 130.81Q 3.6 Tubo PVC 4"x 6" NORMA ASTM F-949 NOVAFORT TUBO 262 178.89Q 46,923.53Q 3.7 Silleta "Y" O "T" 6" x 4" NOVAFORT UNIDAD 100 137.46Q 13,746.00Q 3.8 Silleta "Y" O "T" 8" x 4" NOVAFORT UNIDAD 84 206.00Q 17,304.00Q 3.9 Silleta "Y" O "T" 10" x 4" NOVAFORT UNIDAD 18 224.00Q 4,032.00Q 3.1 Tubo de concreto de 12" x 1" TUBO 202 55.00Q 11,110.00Q 3.11 Codo a 45º de 4" NOVAFORT UNIDAD 101 35.50Q 3,585.50Q 3.12 Codo a 90º de 4" NOVAFORT UNIDAD 101 47.22Q 4,769.22Q 3.13 Cemento solvente GALON 16 443.81Q 7,171.97Q 3.14 Madera PIE/TABLA 94 5.20Q 488.80Q 3.15 Clavo LIBRA 5 2.75Q 12.93Q
119,406.12Q 532,748.44Q
26,637.42Q 559,385.86Q
IMPREVISTOS 5%TOTAL DE RENGLON
SUB-TOTAL
SUB-TOTAL
SUB-TOTALTOTAL
101
Mano de obra Tabla XVI. Presupuesto de mano de obra
1 LÍNEA CENTRAL1.1 Relleno m3 4439.72 20.00Q 88,794.39Q 1.2 Retiro de sobrante m3 97.35 9.00Q 876.19Q 1.3 Colocación ml 2690.33 8.00Q 21,522.63Q
111,193.22Q 2 POZOS DE VISITA2.1 Relleno m3 27.08 20.00Q 541.51Q 2.2 Retiro de sobrante m3 2053.61 9.00Q 18,482.51Q 2.3 Levantado UNIDAD 35.00 1,200.00Q 42,000.00Q
61,024.02Q 3 CONEXIONES DOMICILIARES3.1 Relleno m3 1268.91 20.00Q 25,378.12Q 3.2 Retiro de sobrante m3 17.42 9.00Q 156.78Q 3.3 Colocación UNIDAD 262.30 250.00Q 65,575.95Q
91,110.84Q
263,328.08Q 13,166.40Q
276,494.48Q
No. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD PRECIOUNITARIO TOTAL
SUBTOTAL
SUBTOTAL
SUBTOTAL
TOTALIMPREVISTOS 5%
TOTAL DEL RENGLÓN
Maquinaria Tabla XVII. Presupuesto de maquinaria RENGLÓN CANTIDAD MAQUINARIA RENDIMIENTO HORAS COSTO TOTAL
m³ m³/HORA HORA
Excavación 7403.69 Retroexcavadora 15 494 250.00Q 123,394.84Q TOTAL 123,394.84Q
102
Herramienta y equipo
Tabla XVIII. Presupuesto de herramienta y equipo DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD COSTO TOTAL
Pala redonda con cabo UNIDAD 30 28.00Q 840.00Q Piocha con cabo UNIDAD 20 62.00Q 1,240.00Q Coba UNIDAD 8 26.00Q 208.00Q Cubeta concretera UNIDAD 20 9.00Q 180.00Q Carretilla de mano UNIDAD 20 180.00Q 3,600.00Q Cabo para pala UNIDAD 30 9.50Q 285.00Q Cabo para piocha UNIDAD 30 9.50Q 285.00Q Martillo UNIDAD 10 42.00Q 420.00Q Barreta UNIDAD 6 57.50Q 345.00Q Tenaza UNIDAD 8 43.00Q 344.00Q Hilo nailon 1.2 mm CONO 10 9.00Q 90.00Q Manguera de ½" UNIDAD 4 75.00Q 300.00Q Azadón UNIDAD 10 40.00Q 400.00Q Cedazo 1/16" YARDA 9 12.00Q 108.00Q Cedazo 1/4" YARDA 9 12.00Q 108.00Q Sierra de acero UNIDAD 15 14.00Q 210.00Q Cinta métrica de 5 m UNIDAD 3 74.00Q 222.00Q Serrucho UNIDAD 6 46.00Q 276.00Q Cegueta UNIDAD 5 36.00Q 180.00Q Lazo manila de 1" ml 6 9.00Q 54.00Q
9,695.00Q TOTAL
Obra accesoria Tabla XIX. Costo de obra accesoria
No. DESCRIPCIÓN COSTO1 Planta de tratamiento1.1 Obra civil 100,000.00Q 1.2 Equipamiento 95,000.00Q 1.3 Transporte 5,000.00Q
TOTAL 200,000.00Q
103
Costo total del proyecto
Tabla XX. Resumen de costos por renglón
1 Materiales de construcción 532,748.44Q 532,748.44Q $64,732.502 Mano de obra 263,328.08Q 263,328.08Q $31,996.123 Maquinaria 123,394.84Q 123,394.84Q $14,993.304 Herramientas 9,695.00Q 9,695.00Q $1,178.015 Obras accesorias 200,000.00Q 200,000.00Q $24,301.34
1,129,166.35Q $137,201.2656,458.32Q $6,860.06
1,185,624.67Q $144,061.32
TOTALQUETZAL
TOTALQUETZAL
SUBTOTALIMPREVISTOS 5%
COSTO DIRECTO DEL PROYECTO
No. DESCRIPCIÓN COSTO
Tipo de cambio $ 1.00 = Q 8.23 a junio de 2004
El costo del proyecto asciende a la cantidad de un millón ciento ochenta y
cinco mil seis cientos veinticuatro quetzales con sesenta y siete centavos,
equivalente a ciento cuarenta y cuatro mil sesenta y un dólares USA con treinta
y dos centavos. El dato proporcionado es el costo directo del proyecto, es decir,
no contempla costos indirectos ni impuestos, debido a que se ejecutará por la
administración municipal.
104
ANEXOS
105
Tabla XXI.
107
Tabla XXII.
108
Tabla XXIII.
109
