UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CABECERA MUNICIPAL DE SAN

PEDRO AYAMPUC

JAIRO BARTIMEO CHAJ RAMÍREZ

Asesorado por Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

GUATEMALA, MAYO DE 2004

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CABECERA MUNICIPAL DE SAN

PEDRO AYAMPUC

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADA A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA

FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

JAIRO BARTIMEO CHAJ RAMÍREZ

ASESORADO POR EL ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA OCHAETA

AL CONFERÍRSELE EL TITULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, MAYO 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. Carlos Salvador Gordillo García

EXAMINADOR: Ing. Luis Greogorio Alfaro Véliz

EXAMINADOR: Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

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

Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación

titulado:

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CABECERA MUNICIPAL DE SAN

PEDRO AYAMPUC

Tema que me fuera asignado por la dirección de Escuela de Ingeniería Civil,

con fecha 27 abril de 2,004

Jairo Bartimeo Chaj Ramírez

AGRADECIMIENTO ESPECIAL

A: LA Unidad de E.P.S. de la Facultad de Ingeniería . AL: Ingeniero Manuel Arrivillaga, por su valiosa amistad y la

asesoría brindada en la realización del presente trabajo.

AL: Municipio de San Pedro Ayampuc por proporcionarme los

medios a su alcance en la realización de este trabajo.

DEDICATORIA

A LA SANTÍSIMA TRINIDAD: Por brindarme Fe, Esperanza y Sabiduría

para poder alcanzar las metas propuestas

en mi vida.

A MIS PADRES: Flaviano Hualter Chaj Gloria Ramírez Díaz, por su gran, amor, sacrificio y apoyo en todo momento. A MIS HERMANOS: Maritza Yaneth Chaj Ramírez Edgar Estuardo Chaj Ramírez, por haberme alentado y brindado su comprensión. A MIS FAMILIARES A MIS AMIGOS A LA UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA A LA FACULTAD DE INGENIERÍA

ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE ILUSTRACIONES IV LISTA DE SÍMBOLOS VI GLOSARIO VIII RESUMEN X OBJETIVOS XI INTRODUCCIÓN XII 1. INVESTIGACIÓN 1

1.1. Monografía 1

1.1.1. Aspectos generales 1

1.1.2. Ubicación 1

1.1.3. Colindancia 2

1.1.4 Topografía del municipio 2

1.1.5. Hidrografía 3

1.1.6. Clima 4

1.1.7. Suelos 4

1.1.8. Vías de acceso 4

1.1.9. Integración económica 5

1.1.10. Población 5

1.1.11. Servicios existentes 6

1.1.12. Salud 6

1.2. Identificación de proyectos e infraestructura requerida en

el municipio de San Pedro Ayampuc 6

1.3. Análisis del sistema actual 7

I

2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL 9

2.1. Diseño del sistema de abastecimiento 9

2.2. Fuente de agua 9

2.3. Aforo 9

2.4. Calidad del agua 10

2.4.1. Análisis físico químico sanitario 11

2.4.2. Análisis bacteriológico 11

2.4.3. Procedimiento de toma de muestras 12

2.5. Resultados del análisis de calidad de agua 12

2.6. Tratamiento del agua 13

2.6.1. Tratamiento físico 13

2.6.2. Tratamiento químico 13

2.6.3. Tratamiento biológico 14

2.6.3.1. Desinfección del agua 15

2.6.3.2. Hiploclorador 15

2.6.3.3. Preparación de solución de hipoclorito 16

2.7. Levantamiento topográfico 18

2.7.1. Planimetría 19

2.7.2. Altimetría 19

2.8. Estudio sobre la cuenca del río Los Suretes 20

2.8.1. Generalidades 20

2.8.2. Características morfométricas de la cuenca 21

2.9. Base de diseño 23

2.9.1. Periodo de diseño 23

2.9.2. Estimación de la población 24

2.9.3. Población futura 24

2.9.4. Dotación 25

2.9.5. Determinación de caudales 25

2.9.5.1. Caudal medio diario 25

II

2.9.5.2. Caudal máximo diario 26

2.9.5.3. Caudal máximo horario 26

2.9.5.4. Especificaciones de diseño 27

2.10. Descripción del proyecto a diseñar 27

2.11. Componentes del sistema de abastecimiento de agua potable 28

2.11.1. Presa derivadora 28

2.11.1.1. Calculo de avenida 28

2.11.1.2. Dimensión del muro de presa 33

2.11.1.3. Diseño de muro de presa 34

2.11.1.4. Diseño del vertedero de rebalse 36

2.11.1.5 Caja de captación 36

2.11.2. Diseño de línea de conducción 38

2.11.2.1. Válvula de compuerta 38

2.11.2.2. Válvula de aire 39

2.11.2.3. Tanque de distribución 39

2.11.3. Diseño de red de distribución 40

2.11.3.1. Conexiones 41

2.12. Análisis de costo 41

2.13. Sistema tarifario 50

2.14. Cronograma de ejecución 51

CONCLUSIONES 53

RECOMENDACIONES 54

BIBLIOGRAFÍA 55

APÉNDICE 56

ANEXOS 90

III

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1. Localización del municipio de San Pedro Ayampuc 3

2. Sección transversal del muro y fuerzas actuantes 34

3. Delimitación de la cuenca del río Los Suretes 80

4. Cuenca del río Los Suretes 81

5. Planta densidad de vivienda 82

6. Planta levantamiento topográfico 83

7. Planta diseño hidráulico 84

8. Planta curvas de isopresión 85

9. Planta perfil de línea de conducción 86

10. Captación de fuente superficial 87

11. Hipoclorador 88

12. Componentes del sistema de abastecimiento de agua potable 89

13. Informe del examen bacteriológico 90

14. Informe del examen físico-químico 91

15. Curva de duración intensidad y frecuencia de precipitaciones

para la estación INSIVUMEH 92

16. Isoyetas de precipitación promedio anual de Guatemala 93

TABLAS

I Afora 10

II Volumen de solución al 0.10% que tiene que ingresar al tanque

para dosificar 1 mg/L 17

III Hipoclorito necesario para preparar solución al 0.10% 18

IV Especificaciones de diseño 27

V Valores indicativos del coeficiente de escorrentía 32

IV

VI Parámetros de ajuste 32

VII Fuerzas y momentos actuantes en la sección transversal 35

VIII Integración de precios unitarios 42

IX Presupuesto final 50

X Cronograma de ejecución 52

XI Libreta de levantamiento topográfico 56

XII Diseño hidráulico de línea de conducción 74

XIII Diseño hidráulico de la red de distribución de caudales en los

nodos velocidades y pérdidas de carga 76

XIV Diseño hidráulico de la red de distribución cálculo de cota

piezométrica y presión en cada nodo 78

V

LISTA DE SÍMBOLOS

A Área

Ac Área de cuenca

A.I. Altura del instrumento

D.H. Distancia horizontal

F.S.D. Factor de seguridad por deslizamiento

F.S.V. Factor de seguridad por volteo

g gravedad

Hab. Habitantes

H.G. Hierro galvanizado

km. Kilómetros

L/hab/d Litros por habitante por día

L/s Litros por segundo

m. Metros

mm. Milímetros

m/s Metros por segundo

m.c.a. Metros columna de agua

m² Metros cuadrados

m³ Metros cúbicos

m³/s Metros cúbicos por segundo

P.V.C. Cloruro de polivinil

P.S.I. Libras por pulgada cuadrada

Q. Caudal

γagua Peso específico del agua

μ Coeficiente de fricción

VI

π Pi = 3.1416

φ Diámetro

γ Tasa de crecimiento de población

σ Esfuerzo máximo

∑ Sumatoria

V.S. Valor soporte V.M.D . Volumen medio diario

VII

GLOSARIO

Aforo Medir la cantidad de agua que lleva una corriente en una

unidad de tiempo.

Bacterias Microorganismo, generalmente sin pigmento, que se

produce por división en uno, dos, otros planos. No

requiere de luz para su proceso vital.

Caudal Volumen de agua que pasa, por unidad de tiempo,

por un determinado punto de observación en un instante

dado.

Captación Estructura por medio de la cual se colecta el agua de la

línea.

Cota Altura de un punto sobre el nivel del mar u otro plano de

nivel.

Desinfección Destrucción de la mayor parte de los microorganismos

dañinos o perjudiciales, que se encuentren en un medio,

por la acción de agentes físicos o químicos.

Dotación Cantidad de agua calculada para ser consumida por

la población, sea cual fuere la circunstancia.

VIII

Línea piezométrica Conducto cerrado y a presión, la línea que

marca el nivel a que se elevaría el agua en tubos

abiertos y a la presión atmosférica.

Pérdida de carga Disminución de la carga hidráulica o columna de

agua, o presión entre dos punto.

Presión Carga o fuerza total que actúa sobre una superficie. En

Hidráulica expresa la intensidad de fuerza por unidad de

superficie.

IX

RESUMEN

El presente trabajo de graduación se basa en un estudio en el cual se

detallan los aspectos más generales de la población y sus características, que

se recopilan en una monografía. Posteriormente se hace un análisis del

sistema de abastecimiento de agua potable que opera actualmente. Esto se

hizo a través de observaciones y consultas a los habitantes de la cabecera

municipal de San Pedro Ayampuc, verificando de esta manera varias

deficiencias en el sistema actual. Y con ello se llega a la resolución de que se

debe mejorar el sistema de abastecimiento de agua potable.

Este mejoramiento consiste básicamente en la captación del agua del río Los

Suretes por medio de un tanque que estará instalado en un presa derivadora.

Luego se conducirá el agua a un tanque de distribución, donde se desinfectará

y será distribuida posteriormente a toda la población.

Además se incluye un análisis de la calidad de agua, así como un estudio

hidrológico de la cuenca del río Los Suretes, y el diseño de cada elemento que

compone el nuevo sistema de abastecimiento de agua potable.

Finaliza con un análisis de costo, un cronograma de ejecución y la cuota

tarifaría mensual por el consumo del vital líquido.

X

OBJETIVOS

General Plantear una solución viable para mejorar el sistema de abastecimiento de

agua potable de la cabecera municipal de San Pedro Ayampuc, y de esta

manera dotar de agua a la población actual y futura a un plazo de 21 años .

Específicos

1. Hacer un estudio sobre las principales necesidades de infraestructura del

municipio de San Pedro Ayampuc

2. Proporcionar apoyo técnico a la población de San Pedro Ayampuc

3. Hacer un estudio desde el punto de vista hidrológico del río Los Suretes

para que de esta manera se pueda aprovechar al máximo esta fuente

superficial

4. Realizar planos y análisis del costo del proyecto de mejorar el sistema

de agua potable para que la municipalidad y la población de esta

comunidad gestionen el financiamiento de este proyecto.

XI

INTRODUCCIÓN

La labor primordial de la Ingeniería como ciencia es transformar los recursos

que brinda la naturaleza y convertirlos en satisfactores para los seres humanos.

Aunque en nuestro país aún se cuenta con suficientes recursos naturales para

transformarlos en servicios, se tiene muy limitado el recurso económico.

Por tal motivo, es necesario hacer un estudio para escoger entre las

soluciones que se le pretenda dar a una problemática cualquiera, la mas

adecuada y económica.

Por ello, este estudio se ha desarrollado con el propósito de evaluar los

aspectos técnicos y económicos destinados a mejorar el sistema de

abastecimiento de la cabecera municipal de San Pedro Ayampuc y así

contribuir al el bienestar económico y social de esta población.

Con la colaboración de las autoridades municipales de este lugar, así como

el aporte técnico de la Universidad de San Carlos de Guatemala a través de la

Facultad de ingeniería, por intermedio de la Unidad de Ejercicio Profesional

Supervisado, se ha hecho posible la realización de este estudio que se

conforma de la siguiente manera.

En el capítulo 1 se presenta la monografía del municipio.

XII

En el capítulo 2 se presentan las partes en que se divide el Servicio Técnico

Profesional, se describe el desarrollo del trabajo de campo, el reconocimiento

del tipo de fuente, el aforo, la calidad de agua que nos brinda la fuente y la

topografía de la región, así como un estudio hidrológico de la cuenca del río Los

Suretes. Se describe cada uno de los elementos que conformaran el nuevo

sistema de abastecimiento de agua potable, y se estipula el análisis de costo,

que contiene la cuantificación de materiales y mano de obra luego se incluye

cronograma de ejecución del proyecto .

Posteriormente se presenta el Apéndice, donde se encuentra la libreta

topográfica, el calculo del diseño hidráulico de la línea de conducción y red de

distribución y los planos del proyecto a realizar.

Se finaliza con los Anexos, conformados por los resultados de los

exámenes del análisis de calidad del agua y la delimitación de la cuenca del río

Los Suretes.

XIII

1. INVESTIGACIÓN

1.1. Monografía 1.1.1. Aspectos generales

San Pedro Ayampuc municipio del departamento de Guatemala, es una

municipalidad de tercera categoría. Su población es de ascendencia

cackchiquel. La fundación del municipio data del año 1549.

Su jurisdicción municipal comprende ocho aldeas, denominadas: San José

Nacahuíl, La Lagunilla, Lo de Reyes, Labor Vieja, El Carrizal, Los Achiotes, San

Antonio El Ángel y Petaca, así como los siguientes Caseríos: Los Altarcitos,

Concepción Las Lomas, El Pinalito, Los Suretes, Los Vados, Agua Blanca, Los

Ortiz, El Tizate, Las Paridas, El Jícaro, El Naranjo, El Guapinol, Encuentro de la

Barranca, La Concepción, El Javillal, Buena Vista, El Hato y Paraje del Cerezo.

1.1.2. Ubicación

El municipio de San Pedro Ayampuc está ubicado al Norte de la Cabecera

Departamental de Guatemala, a una distancia de 23 km. Su extensión territorial

es de setenta y tres (73) kilómetros cuadrados.

El municipio, geográficamente, se encuentra en latitud 14º 46’17” y longitud

90º 27’17”. La cabecera municipal está situada a 1250 metros de altura sobre el

nivel del mar.

1

1.1.3. Colindancia Del municipio

Norte: con el municipio de Chuarrancho

Sur: con el municipio de Guatemala

Este: con los municipios de San José del Golfo y Palencia

Oeste: con el municipio de Chinautla

De la cabecera municipal

Norte: con la aldea El Hato y Petaca

Sur: con la aldea Los Altares

Este: con la aldea San Antonio el Ángel

Oeste: con la aldea San José Nacahuíl

1.1.4. Topografía del municipio

Por su ubicación en el altiplano central (complejo montañoso), su territorio

es generalmente quebrado, con algunas planicies y pintorescos valles,

encontrándose varios cerros entre los que destacan los siguientes: Cerro de

Nacauíl, montaña El Apazote, Cerro Alto, Cerro el Coloxón, Cerro de La

Señorita, Cerro de Piedra y el Cerro de Las Mesitas.

2

Figura 1. Localización del municipio de San Pedro Ayampuc

1.1.5. Hidrografía Riegan su territorio varios ríos; los principales son: Los Suretes, El Ingenio,

Las Vacas, El Plataneco, Los Achiotes, El Quixal, El Naranjo, Los Vados.

Existen algunas fuentes termales, entre éstas la de Los Acoles, con aguas

azufradas de propiedades medicinales.

3

1.1.6. Clima El municipio de San Pedro Ayampuc cuenta con un clima templado. En

este municipio no se cuenta con una estación meteorológica. Por ello, los datos

que se presentan a continuación fueron obtenidos del observatorio nacional

(INSIVUMEH).

Estos datos son un promedio de 1990 a 1998, última lectura para el municipio

de San Pedro Ayampuc.

• Temperatura media máxima anual: 27.23º C

• Temperatura media anual: 25º C

• Temperatura media mínima anual: 15.2º C

• Precipitación media anual: 118 mm/hora, dato obtenido en el año 1995

(tomamos este dato para el estudio, por ser el más crítico en los últimos

años).

• Velocidad del viento, promedio anual: 1.7 kms/hora

1.1.7. Suelos La capacidad productiva de los suelos pertenece a la clase agronómica VII,

que corresponde a tierras no aptas para cultivos, calificadas para protección de

cuencas hidrográficas con topografía muy quebrada, escarpado. Estos suelos

se encuentran calificadas en la zona número 2, denominadas bosque húmedo

subtropical templado.

1.1.8. Vías de acceso Cuenta con dos vías de comunicación: La primera la antigua carretera que

pasa por Jocotales, Santa Marta, Buena Vista, El Durazno, San Martín, Tres

4

Sabanas, La Lagunilla, El Pinalito, Los Altares, hasta la cabecera municipal.

Esta carretera es totalmente de terracería, transitable en toda época, con mayor

dificultad en época de invierno. La segunda que parte de la zona 18 pasando

por las colonias: Atlántida, Maya, Rosario, La Laguneta, La Labor y Villas

Colonias hasta la cabecera municipal. Esta carretera se encuentra asfaltada en

un 100%.

1.1.9. Integración económica Sus fuentes económicas principales son la agricultura y la ganadería, pero

también se atienden pequeñas industrias. Aunque sus tierras no son en general

fértiles, la vocación agrícola y la laboriosidad de sus habitantes, con la ayuda de

fertilizantes y técnicas de cultivo, les permite obtener buenas cosechas de maíz,

maicillo, frijol, café y algunas hortalizas. En cuanto a ganadería, existen

crianzas de razas bovinas productoras de carne y leche. Complementan la

economía algunas industrias tradicionales, entre éstas las de cerámica,

canastos, petates, fabricación de muebles de madera y la de calzado.

1.1.10. Población La población de este municipio es de origen cackchiquel, cuya lengua aún

se habla, además del español. Esta comunidad es muy arraigada a costumbres

ancestrales, fiel a sus tradiciones, pues practica con la mayor solemnidad

diversas ceremonias, ritos y homenajes. La gran mayoría profesa la religión

católica. La población está integrada por 50,000 habitantes, aproximadamente,

hay 8350 viviendas, según datos obtenidos de la municipalidad de San Pedro

Ayampuc.

5

1.1.11. Servicios existentes Cuenta esta población con servicios públicos como: la municipalidad, el

salón comunal, drenajes, energía eléctrica, correos, línea de transporte

motorizado, teléfono, centro de salud, escuelas para primaria, instituto para,

secundaria iglesia católica.

1.1.12. Salud Los habitantes de la cabecera cuentan con un puesto de salud instalado en

un edificio moderno, el cual es atendido por un médico y dos enfermeras. Dicho

puesto de salud asesora y supervisa a los puestos de salud que operan en las

Aldeas La Lagunilla, El Carrizal y San Antonio El Ángel, estando ya programado

un nuevo puesto de salud en la aldea Petaca.

1.2. Identificación de proyectos e infraestructura requerida en el municipio de San Pedro Ayampuc

Según las autoridades municipales de San Pedro Ayampuc, se cuentan con

la infraestructura mínima de servicios requeridos por el medio. Como parte de la

fase de investigación de este informe y atendiendo a la prioridad de ejecución y

planificación de acuerdo al medio, es necesario convivir con los problemas de la

comunidad y darse cuenta de los servicios y proyectos que la población

necesita. Lo anterior se traduce en la planificación de obras de beneficio social

orientadas a satisfacer dichos requerimientos.

6

Los proyectos que se enumeran a continuación son los más urgentes

que la municipalidad de San Pedro Ayampuc debe tratar de impulsar en los

próximos años según los expuesto anteriormente en orden de prioridad son:

1. Mejoramiento del sistema de abastecimiento de la cabecera municipal

2. Introducción de agua potable para las aldeas Los Achiotes y Petaca

3. Introducción de agua potable para el caserío Guapinol

4. Pavimentación de la carretera que conduce a la aldea Nacahuil y calle

principal de la cabecera municipal

5. Ampliación de la escuela El Tizate y los Vados

6. Planta de tratamiento para la aldea Nacahuíl y Villas Colonias

7. Drenajes para la aldea el Pinalito y La Labor

8. Drenaje pluvial para cantones La Laguna , Punta del Pueblo y Villas de

San Pedro

1.3 Análisis del sistema actual Actualmente la población de la cabecera municipal de San Pedro Ayampuc

se abastece de agua por medio de un pozo, del cual se extrae agua a través de

una bomba con capacidad de bombear 6 l/seg, la cual ha sido utilizada por mas

de veinticinco años, al igual que la red de distribución.

Con el paso del tiempo la población ha aumentando considerablemente, y

por lo tanto el consumo es mayor. Aparte de esto, es necesario ampliar la red

de distribución a varios lugares de la comunidad que carecen del servicio de

agua potable. Actualmente existe un déficit de caudal en la hora de máxima

demanda. Por esto la municipalidad ha tratado de remediar este problema

sectorizando la distribución del agua por un periodo de seis horas provocando

con ello una crisis del vital líquido.

7

Además de esto, la municipalidad ha considerado el problema económico,

ya que los gastos de pago de energía eléctrica y otros gastos que infiere la

operación y mantenimiento del sistema actual son elevados.

Al considerar lo descrito anteriormente y para darle solución a esta

problemática, se diseñara un sistema de abastecimiento por gravedad que

vendrá a sustituir al sistema actual por bombeo.

8

2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL

2.1. Diseño del sistema de abastecimiento El diseño del sistema de abastecimiento de agua potable para la cabecera

municipal estará basado en los conceptos básicos que proporcionan la

Ingeniería Hidráulica, la Ingeniera Sanitaria y la Hidrología para, través de cada

una de ellas, definir el tipo de fuente y diseñar cada elemento que forma parte

del nuevo sistema de abastecimiento que se describen a continuación.

2.2. Fuente de agua

Para la utilización humana existen dos tipos de fuentes de agua; las

primeras son las fuentes superficiales, tales como los lagos, los ríos y el agua

captada por lluvia; otro tipo de fuentes son las fuentes subterráneas, los pozos y

los manantiales de brotes definidos y difusos.

Para dotar a la cabecera municipal de San Pedro Ayampuc se realizaron

estudios en una fuente superficial río Los Suretes que se encuentra

aproximadamente a 2.5 kilómetros de la cabecera municipal .

2.3. Aforo El aforo de una fuente es la medición del caudal de agua que transporta.

Para el diseño de un sistema de agua potable, el aforo es una de las partes

más importantes, ya que éste indicará el caudal de conducción máximo que se

9

transportará y a la vez, revelará si la fuente es suficiente para abastecer a toda

la población.

Existen varios métodos para aforar para este caso se tomó el método

volumétrico, que consiste en determinar el tiempo en que se llena un recipiente

de volumen conocido. Para ello se utiliza la ecuación Q = Volumen / tiempo.

Los aforos que se realizaron en el río Los Suretes se presentan a continuación.

Tabla I. Aforo

No Fuente Caudal Fecha

1 Río Los Suretes 13.80 l/seg 10/03/03

2 Río Los Suretes 14.23 l/seg 06/07/03

2.4. Calidad del agua

Para seleccionar la fuente de un abastecimiento de agua potable es

necesario determinar la conveniencia o inconveniencia de su uso, así como los

métodos recomendables de tratamiento que se requieran, y tomar un número

suficientes de muestras de agua para su análisis. Dicho análisis se realizó

gracias a la valiosa colaboración del Centro de Investigaciones de Ingeniería de

la Universidad de San Carlos. Esto se hizo con el fin de establecer las

características físicas y bacteriológicas del agua del río Los Suretes.

10

2.4.1. Análisis físico químico

En este análisis se determinan las características físicas del agua como: el

aspecto, olor, color, sabor, su temperatura, la turbidez, su potencial de

hidrógeno (PH) y la dureza.

Además se puede determinar el contenido de sustancias químicas en el

agua que puedan afectar la salud , dañar tuberías y equipos que se utilicen en

el sistema de abastecimiento. Entre ellos están:

1) Aniones: hierro, calcio, magnesio, etc.

2) Cationes: cloruros, fluoruros, nitritos, sulfatos etc.

2.4.2. Análisis bacteriológico La mayoría de fuentes superficiales están expuestas a ser contaminadas y

esta contaminación proviene principalmente de los coliformes que se

encuentran en las heces fecales.

El examen bacteriológico se hace con el fin principal de establecer la

probabilidad de contaminación el número más probable de coliformes (grupo

coli- aerogenes) debe ser menor que tres. Esto a través de la cuenta

bacteriana y el índice coliforme, para determinar la calidad sanitaria del agua.

1) La cuenta bacteriana es el número de bacterias que se desarrollan en el

agar nutritivo por 24 horas, a una temperatura de 37º C ( o en un medio

con temperatura y tiempo de incubación determinado).

2) El índice coliforme consiste en la determinación del número de bacterias

de origen animal.

11

2.4.3. Procedimiento de toma de muestra Para realizar el análisis de calidad de agua descrito anteriormente es

necesario tomar dos muestras de agua de la fuente.

La muestra para el análisis bacteriológico se tomó en un envase esterilizado

con tapón hermético. Se tomó directamente desde la fuente, colocando el

envase en dirección contraria a la corriente y tapándose inmediatamente.

La muestra para el análisis físico-químico se tomó en un recipiente plástico

con capacidad de un galón, el cual se debe enjuagar con el agua de la fuente

en estudio por lo menos dos veces. Esto se hace con el objetivo de quitar o

limpiar residuos minerales depositados en el recipiente y que pertenecen a otra

muestra distinta. Se coloca el recipiente en dirección contraria de la corriente y

se tapa inmediatamente.

En cada una de las muestras que se toman se debe anotar lo siguiente:

1) Lugar de captación

2) Fecha y hora de la captación

3) Temperatura en el momento de la toma de muestra

2.5. Resultados del análisis de calidad de agua

Los resultados de los exámenes llevados a cabo por el Centro de

Investigaciones de Ingeniería tienen como base la Norma COUGUANOR NGO

29001. Éstos revelan agua sin sabor, sin sustancias en suspensión, con un

color ligeramente turbio, con una cantidad considerables de gérmenes

desarrollados. En la investigación de coliformes, se presentan las pruebas

presuntiva y confirmativa, de formación de gas a 35º C, que comprueban la

12

existencia de microorganismos patógenos por medio del signo positivo. El

resultado del análisis bacteriológico de la fuente superficial rió Los Suretes

concluye que el agua no es potable.

El resultado del análisis físico-químico sanitario de la fuente superficial, ésta

se encuentra en los límites máximos permisibles, por lo que desde el punto de

vista físico-químico, el agua de la fuente puede ser utilizada. Los resultados de

los análisis aparecen en el los Anexos.

2.6. Tratamiento del agua Los tratamientos recomendados para un agua cualquiera dependerán del

uso al cual ella se destine: doméstico, industrial, etc. El agua que se utiliza para

el abastecimiento de una población, como en este caso (uso básicamente

doméstico), debe ser un agua exenta de organismos patógenos, que evite

brotes epidémicos de enfermedades de origen hídrico. Para lograr esto es

necesario desinfectar el agua mediante tratamientos físicos o químicos que

garanticen su esterilidad microbiano-patógena. Todas las aguas que no llenen

los requisitos de potabilidad establecidas en las Normas COGUANOR se

deberán tratar mediante procesos adecuados para poder ser empleadas como

fuentes de abastecimiento para consumo humano. 2.6.1. Tratamiento físico Todos los elementos, aparte de la presa, tuberías y tanque que se han de

diseñar para este proyecto, tienden básicamente a mejorar la calidad física del

agua.

13

El tratamiento físico se emplea para remover el material que está en

suspensión con el agua. Por ello que se crearán unas rejillas colocadas en la

entrada del tanque de captación, para evitar la remoción de sólidos en

suspensión que son arrastrados por el río.

2.6.2. Tratamiento químico El tratamiento químico es utilizado para regular hasta los límites aceptables

por las normas de calidad de agua el exceso de sustancias minerales que

contendrá el agua.

Según el análisis químico sanitario que se realizó a la fuente de agua, no

hay ninguna sustancia por encima de lo permisible en las normas de calidad del

agua. Además, en el análisis se puede notar que no contiene ninguna

sustancia tóxica que pueda afectar la salud de los que consumen esta agua, o

dañar la tubería, pero es necesario continuar con el muestreo del agua del río

con intervalos no muy grande.

Del análisis anterior se infiere que no es necesario utilizar el tratamiento

químico para las actuales condiciones.

2.6.3. Tratamiento biológico A través de este tratamiento se pueden eliminar los gérmenes patógenos de

origen entérico y parásito intestinal, que son los que pueden trasmitir

enfermedades; por lo tanto se debe desinfectar el agua.

14

2.6.3.1. Desinfección del agua Este es un proceso unitario de tratamiento que tiene como objetivo

garantizar la potabilidad del agua desde el punto de vista microbiológico,

asegurando la ausencia de microorganismos patógenos. Este proceso se

realiza por medio de la aplicación directa de medios físicos o químicos.

Debido a que ésta es una fuente superficial, está más expuesta a ser

contaminada, y por tal motivo se hace imprescindible la desinfección.

Regularmente en nuestro medio se utilizan los medios químicos para la

desinfección, empleando el cloro, ya sea como gas o como compuesto clorado.

En los acueductos rurales se emplea preferentemente el compuesto

clorado, hipoclorito de calcio .Por ello, para nuestro caso se utilizará este

compuesto, por su fácil obtención en el mercado y su bajo costo. El punto de

aplicación del compuesto clorado deberá seleccionarse, en forma tal que se

garantice una mezcla efectiva con el agua y asegure un período de contacto de

20 minutos como mínimo antes de que llegue el agua al consumidor. La

desinfección debe ser tal que asegure un residual de 0.2 a 0.5 mg/l en el punto

más lejano de la red de distribución.

2.6.3.2. Hipoclorador La aplicación de la solución puede ser a presión, como en el caso de clorar

directamente el agua en una tubería, o por gravedad, como en el caso de

tanques de almacenamiento, y para ambos sistemas hay una gama de modelos

de dosificadores.

15

El hipoclorador de goteo, el cual se presenta en los Apéndices (ver plano

7/8) consiste en una caja de concreto fundida en la parte superior del tanque

de distribución. En esta caja se tendrá una entrada directa de la línea de

conducción que se mezclará con una solución que se prepara con Hipoclorito

de Calcio. Luego de esta mezcla, el agua ingresa al tanque de distribución por

medio de una tubería de P.V.C. que conecta la caja con el tanque de

distribución. 2.6.3.3. Preparación de la solución de hipoclorito Para la preparación del hipoclorito de calcio que se mezcla en el tanque

hipoclorador que posteriormente pasa al tanque de distribución que actualmente

es utilizado, ya que este cuenta con la capacidad que se exige para abastecer

de agua potable a la población de la cabecera municipal de San Pedro

Ayampuc (ver sección 2.11.2.3.), se deben seguir los siguientes pasos:

1) Se prepara la solución concentrada en un depósito con capacidad de

1,000 litros. Se llena de agua. Se mezclan perfectamente 3 libras y 1

onza de hipoclorito de calcio, para obtener una solución al 0.10%. La

tabla III indica la cantidad de cloro necesaria para preparar una solución

al 0.10%.

2) Se deja sedimentar la solución anterior. Luego el líquido claro se pasa a

la caja del hipoclorador, teniendo cuidado de que el sedimento

depositado en el tanque no pase, ya que éste produce taponamientos.

3) La tabla II indica el volumen de solución al 0.10%, respectivamente

necesaria para ranura dosificada.

4) La solución de hipoclorito deberá caer sobre el chorro de agua que entra

al tanque procedente de la conducción, con el objeto de lograr una buena

mezcla en un tiempo relativamente corto.

16

5) El período de contacto, en el tanque de distribución será, como mínimo,

de dos horas, tiempo durante el cual el agua no pasará a la red de

distribución. Esto se hace sólo cuando se inicia el proceso de cloración.

Taba II. Volumen de solución al 0.10% que tiene que ingresar al tanque para dosificar 1mg/L

Caudal del sistema Cantidad necesaria de soluciónLitros/segundo Litros / hora Litros / día

1.00 3.60 86.401.10 3.96 95.641.20 4.32 103.681.30 4.68 112.321.40 5.04 120.961.50 5.40 129.601.60 5.78 138.241.70 6.12 146.881.80 6.48 155.521.90 6.84 164.162.00 7.20 172.802.20 7.92 190.082.40 8.64 207.362.60 9.36 224.642.80 10.08 241.923.00 10.80 259.203.30 11.88 285.123.50 12.60 302.403.70 13.32 319.804.00 14.40 345.604.50 16.20 388.805.00 18.00 432.005.50 19.80 475.206.00 21.60 518.40

17

Tabla III. Hipoclorito necesario para preprarrar solución al 0.10%

Volumen de 65% 66% 67% 68% 69% 70%solucion requerida

Litros Gramos1 1.54 1.52 1.49 1.47 1.45 1.432 30.8 3.03 2.99 2.94 2.9 2.8610 15.38 15.15 14.93 14.71 14.49 14.2925 38.46 37.88 37.31 36.76 36.23 35.7150 76.92 75.76 74.63 73.53 72.46 71.4375 115.38 113.64 111.94 110.06 108.7 107.14

100 153.84 151.52 149.25 147.06 144.93 142.86300 461.52 454.55 447.76 441.18 434.78 428.57500 769.236 757.58 746.27 735.3 724.64 714.28600 923.08 909.09 895.2 882.59 869.57 857.141000 1538.46 1515.15 1492.54 1470.59 1449.28 1428.57

1 lb. = 460 gramosVolumen del depósito a utilizar = 1000 litros

2.7. Levantamiento topográfico

Los trabajos de topografía consistieron en el levantamiento de la zona de

captación, la línea de conducción, la zona del tanque de almacenamiento, la red

de distribución y el área de las posibles obras de arte. Los levantamientos

topográficos para acueductos rurales contienen las dos acciones principales de

la topografía, las cuales son la planimetría y altimetría. Los levantamientos

pueden ser de 1er., 2do. y 3er orden. Esto dependiendo de las características

del proyecto y las normas que el diseñador utilice. En la realización de este

proyecto se efectúo una topografía de segundo orden

Los resultados del trabajo de campo se plasman en la libreta de topografía

(ver tabla XI en Apéndices), tanto para la línea de conducción como para la red

de distribución. Además, con esto se pudo obtener el plano de densidad de

vivienda (ver plano 2/8 en Apéndices) y la planta y perfil de la línea de

conducción (ver plano 5/8 en Apéndices)

18

2.7.1. Planimetría Para representar gráficamente los terrenos que levantamos es necesario el

apoyo de figuras geométricas, puntos, líneas rectas, curvas, coordenadas, etc.

En esas condiciones podemos apoyarnos en poligonales abiertas o cerradas,

desde las cuales se pueden recopilar las mediciones lineales y angulares que

nos permitan representar gráficamente la porción de terreno con todos sus

destalles.

El levantamiento topográfico que se ejecutó para este proyecto fue a través

de una poligonal abierta utilizando el método de conservación del azimut, ya

que éste permite conocer un error de cierre.

2.7.2. Altimetría Parte fundamental de la topografía que estudia los métodos que definen las

posiciones relativas o absolutas de los puntos sobre la superficie terrestre

proyectados sobre el plano vertical, mediante su procedimiento fundamental

conocido como “nivelación” para determinar diferencias de elevación entre

puntos de la Tierra.

En el caso de la línea de conducción se implementó una nivelación

compuesta, siendo ésta una cadena de nivelaciones simples, cuyos puntos

auxiliares reciben el nombre de puntos de liga y son considerados

momentáneamente como bancos de nivel, para con ellos llegar al punto

deseado o al banco de nivel los resultados de esta nivelación están en las

tablas (ver plano 5/8 ).

19

Para el levantamiento topográfico de la red de distribución se utilizó el

método taquimétrico el cual se basa en resoluciones de un triángulo rectángulo

situado en un plano horizontal. La hipotenusa del triángulo es la línea que une

los puntos entre los cuales se desea conocer el desnivel. Los resultados de

esta nivelación se encuentran en las tablas (ver tabla XI en Apéndices).

Para llevar a cabo estos levantamientos topográficos se utilizó el siguiente

equipo:

Teodolito marca Pentax

Nivel de preescisión marca Sokkisha

Trípode

Cinta métrica

Brújula

Estadal

Plomada, tachuelas, pintura y martillo

2.8. Estudio sobre la cuenca del río Los Suretes 2.8.1. Generalidades Debido a que actualmente no existe un estudio específico sobre los

aspectos de la cuenca y el río Los Suretes, se investigó sobre estos aspectos,

los cuales se obtuvieron de información proporcionada del INSIVHUMEH y el

IGN, siendo los datos mas importantes los que se mencionan a continuación.

La cuenca del río Los Suretes se encuentra ubicado, en las coordenadas

geográficas latitud: 14º 45’ 55” y longitud 90º 27’ 44”, a una altura de 1200

metros sobre el nivel del mar. Se encuentra a una distancia aproximada de 2

kilómetros de la cabecera municipal.

20

2.8.2. Característica morfométricas de la cuenca En Hidrología los problemas prácticos están muy relacionados con la

extensión de una cuenca. Por ello es que se deben determinar las

características físicas de una cuenca, a través de mapas, los cuales, en su

mayoría, obedecen a estándares cartográficos diferentes.

A continuación se describen algunas relaciones utilizadas para el análisis de

la influencia de los factores físicos de una cuenca sobre su régimen hidrológico.

Del mapa de la cuenca del río Los Suretes (ver figuras 3 y 4 en Apéndice) luego

de delimitar está y localizar la estación, se obtuvieron los siguientes datos:

a) Número de orden = 2, aplicando el método de Hortón

b) Área de la cuenca (Ac) = 8 km²; esta es la que contribuye con

escorrentía superficial y está delimitada por la divisoria topográfica. Este

dato se obtuvo utilizando un planímetro digital marca Tamaya modelo

Planix 7p.

c) Longitud del cauce principal (L) = 5350 m

d) Longitud total (Lt) = 11510 m

e) Numero de ramales (No.) = 8

f) Radio de elongación: Re = LDc

Dc = diámetro de la cuenca = 1/2

πAc*4

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

Dc = 3191.54 mts.

21

Re = 3191.54 / 5350

Re= 0.60 ⇒ Indica que es una cuenca con variedad de tipos

climatológicos o geológicos y relieve fuerte.

g) Densidad de drenaje: CTK ALD =

6K 10*811510D =

=KD = 1.44 mts. ⇒ Indica que es una cuenca poco drenada con 310* −

una vegetación densa.

h) Frecuencia de corrientes: Fk cANo.=

Fk = 8 ramales / 8 km²

Fk = 1 ramal/ km²

i) Coeficiente de relieve: Rd = 1000LΔH

Punto más alto en perímetro de la cuenca = 1500

Elevación de la captación = 1200

Rd = 5350*100012001500 − = 0.0056 ⇒ 0.56% de pendiente

j) Coeficiente de robustez: Cr = 1000LD*ΔH k

Cr = 4.3* 410 −

k) Forma de la cuenca: Ic = índice de compacidad de Gravelius

( )Ac

Dc/2π*0.28IC =

=CI 15.69

Este factor de forma es muy importante para nuestros fines de

diseño de la presa derivadora (ver sección 2.11.1.3.) ya que da

alguna indicación hacia crecidas, porque una cuenca con un factor

22

de forma baja tiene menor posibilidad de tener una precipitación

intensa simultáneamente sobre todo su extensión que un área de

igual tamaño con un factor de forma mayor.

2.9. Bases de diseño

Las bases de diseño no están ceñidas ni ajustadas a un proyecto

específico. Por lo tanto, se tomaron en cuenta algunas normas del INFOM,

otras recomendadas por la U.N.E.P.A.R, y en los demás casos se tomaron

criterios propios con su debida justificación, sin dejar por un lado las

condiciones fundamentales de proporcionar a la población de San Pedro

Ayampuc, en lo que al agua corresponde: 1) la cantidad necesaria, 2) la calidad

adecuada y 3) la garantía de un servicio permanente, en relación con la

duración de las instalaciones.

2.9.1. Período de diseño Es la vida o lapso que el sistema estará funcionando por debajo de su

capacidad normal o sea que todavía tendrá la capacidad para prestar un buen

servicio posterior al período adoptado.

Por consiguiente, dos aspectos principales que intervienen en el período de

diseño son: la durabilidad de las instalaciones y su capacidad para prestar un

adecuado servicio para las condiciones ya previstas.

Para determinar el período de diseño se deben tomar en cuenta la vida útil

de los materiales, los costos, la población de diseño, etc. Según normas de la

Unidad Ejecutora del Programa de Acueductos Rurales U.N.E.P.A.R., se

recomiendan los siguientes periodos de diseño.

23

Obras civiles: 20 años

Equipo mecánico: de 5 a 10 años

Para el presente proyecto se tomará un período de diseño de 21 años, y

luego de este período habrá que reemplazarla o transformarla.

2.9.2. Estimación de la población Este cálculo se obtiene por medio del plano de densidad de vivienda, en el

cual se contabilizaron 1152 viviendas, tomando en cuenta los estudios recientes

del Instituto Nacional de Estadística (INE) que se hicieron en la cabecera

municipal. Se llegó a determinar que el numero promedio de habitantes por

vivienda es de 5. Se calculó la población actual de la siguiente forma:

Pa = N*h

Donde:

N = número de viviendas actuales

h = número promedio de habitantes por vivienda

Pa = 1152*5 = 5760 hab.

2.9.3. Población futura Para calcular la población futura se utilizo el método de proyección

geométrica, que consiste en calcular el cambio promedio de la tasa de

población para el área en estudio o por cada década en el pasado, y así

proyectar su tasa promedio o porcentaje de cambio hacia el futuro . La

ecuación utilizada en este método es la siguiente:

( )nγ1*PaPf

+=

24

Donde:

Pa = Población actual

γ = Tasa de crecimiento poblacional (según I.N.E. el 2.5%)

n = Diferencia de años

( )210.0251*57602Pf

+=

= 9675 habitantes fP

2.9.4. Dotación Es la cantidad de agua que se le asigna a cada habitante de una población

en un día para asignar esta dotación deben tomarse en cuenta los siguientes

factores: magnitud de la fuente, gastos domésticos, industriales, comercial y

público, pérdidas, desperdicios, condiciones climáticas, condiciones

económicas, costumbres y de la medición del consumo. Tomando en cuenta lo

anterior se asigna una dotación de 100 lts/hab/d.

2.9.5. Determinación de caudales Se consideran como los consumos mínimos de agua requeridos por la

población que se va abastecer en un sistema de agua potable. Los caudales

que se utilizan son los siguientes.

2.9.5.1. Caudal medio diario (Qm)

Es la cantidad de agua consumida por la población en un día. Esta se

obtiene de un promedio de los consumos diarios en el período de un año. En

este caso que no se tienen datos registrados de consumo diario se calcula

25

multiplicando la dotación adoptada por el número de habitantes que se haya

estimado para el final del período de diseño.

Qm = Dotación * población futura * 1 día / 86400

Qm = (100 lts/hab/d * 9675 * 1) / 86400

Qm = 11.20 Lts/seg

2.9.5.2. Caudal máximo diario (Qmd) Es el caudal que se utiliza para diseñar la línea de conducción del proyecto.

Se define como el máximo consumo de agua durante 24 horas observando en

el período de un año. Cuando no se tengan datos de consumo diarios, el

caudal máximo se obtiene al incrementar de un 20 a 50% el caudal medio

diario. A este factor de incremento se denomina Factor de día máximo.

Qmd = Qm* Factor de día máximo

Qmd = 11.20*1.2

Qmd = 13.44 Lts/seg < Qaforo= 13.80 Lts/seg OK

2.9.5.3. Caudal máximo horario (Qmh) Este caudal se utiliza para diseñar la red de distribución. Se define como el

máximo consumo de agua durante una hora del día. Se determina

multiplicando el consumo medio diario por un factor de seguridad que varía de

1.8 a 2, que se denomina Factor de Hora Máxima.

Qmh = Qm* Factor de hora máxima

Qmh = 10.92 *1.8

Qmh = 20.16 Lts/seg.

26

2.9.5.4. Especificaciones de diseño Resumiendo los cálculos anteriores se obtiene la siguiente tabla con las

especificaciones de diseño .

Tabla IV. Especificaciones de diseño

Especificaciones de diseñoMunicipio: San Pedro AyampucDepartamento: GuatemalaFuente Río Los SuretesAforo 13.80 Litros/segundoSistema Por gravedadServicio DomiciliarNo. de conexiones actules 1152Población actual 5760 habitantesTasa de crecimiento 2.50%Periodo de diseño 21 añosProyeccion de pobalción para 21 años 9675 habitantesDotación 100 litro/habitante/díaFactor de día máximo 1.2Caudal de día máximo (conducción) 13.44 litros/segundoFactor de hora máximo 1.8Caudal de hora máximo (distribución) 20.16 litros/segundo

2.10. Descripción del proyecto a diseñar El presente proyecto corresponde al diseño de un abastecimiento de agua

potable por gravedad. Éste consistirá básicamente en la captación del agua del

río Los Suretes, la cual se hará a través de una caja de captación. El agua se

27

conducirá a un tanque para su almacenamiento, donde es desinfectada y,

posteriormente se distribuirá, a toda la población.

2.11. Componentes del sistema de abastecimiento de agua potable

2.11.1. Presa derivadora La función principal de la presa o vertedero es interponer un obstáculo en el

curso del río para transformar el régimen natural del mismo a un régimen

regulado de acuerdo a los requerimientos del proyecto.

Para este proyecto se construirá la presa para elevar el nivel natural de las

aguas, con el objeto de distribuirlo por gravedad a los sitios de consumo.

2.11.1.1. Cálculo de avenida

Avenida se define como el estado que tiene una corriente de agua en el

momento en que su caudal que ha estado aumentado sobrepasa a un valor

específico. Este valor puede ser:

Algún múltiplo del caudal medio anual

Algún valor del caudal con poca probabilidad de ocurrencia

El estudio de las avenidas tiene una gran importancia para el diseño de

obras de protección o para seguridad de algunas obras de infraestructura como:

diseño de drenajes, diseño de puentes, diseño de presas, evitar el

desbordamiento de un río, cambio de cauces en los ríos, etc.

Las causas que provocan las avenidas en nuestro país son las lluvias

intensas y causas accidentales.

28

Los factores que afectan a las avenidas son:

1) Factores climáticos: Intensidad, duración y distribución de las

precipitaciones, dirección del movimiento de la precipitación y las

precipitaciones anteriores.

2) Factores fisiográficos: área, forma y pendiente de la cuenca, uso de la tierra,

red hidrográfica, etc.

Existen varios métodos para determinar avenidas. Estos se clasifican así:

1) Métodos empíricos:

Avenida histórica

Curva envolvente

2) Métodos estadísticos

3) Métodos hidrometereológicos

Método racional

Método del hidrograma unitario

Para nuestro caso se utilizará el método racional, siendo esta una aplicación

de los valores de intensidad de lluvia de caudales de diseño, asociados da

determinados períodos de retorno, para cuencas tributarias pequeñas.

Debido a que se carece de datos pluviométricos e hidrométricos de la

cuenca en estudio, se han tomado los datos para el diseño de la presa de la

curva regional de crecidas, que están formadas a partir de datos de las cuencas

vecinas.

Hemos tomado en cuenta los datos de la cuenca Maria Linda, siendo esta

la más cercana a nuestra cuenca en estudio:

29

Estación: INSIVUMEH

Cuenca: María Linda

Latitud: 14º 35’ 11”

Longitud: 90º 31’ 58”

Años de registro: 44

Numero de tormentas: 98

Con los datos pluviométricos que nos proporciona esta cuenca ya podemos

utilizar el método racional para calcular nuestro caudal de diseño para 25 años:

3.6

ACIQ CTrTr =

Donde:

QTr = Caudal periodo de retorno (Tr= 25 años) [m³/s]

C = Coeficiente de escorrentía [-] (ver tabla V)

Ac = Área de la cuenca tributaria [km²]

Intensidad de lluvia para un período de retorno de 25 años [mm/hr] =TrI

= ( )ntB

A+

A, B y n = Parámetros de ajuste de la cuenca vecina (ver tabla VI)

t = Tiempo de concentración de la cuenca en estudio [m].

El tiempo de concentración del área tributaria puede estimarse mediante

ecuaciones que se basan en parámetro morfométricos de las cuencas o con

base a aspectos hidráulicos de las corrientes. Una de las ecuaciones utilizadas

en nuestro medio es la de Kirpich.

30

0.38

1.15

H*154L*3t =

Donde:

L = longitud del cauce desde la cabecera de la cuenca tributaria [m]

H = Desnivel del cauce [m]

( )0.38

1.15

1200)-(1500*1545350*3t =

t = 42 minutos

( )nTr tB

AI+

=

( ) 656025 42

820.aI

+=

69 mm / hr. este valor también se puede obtener a través de la =25aI

curva de duración, frecuencia e intensidad de lluvia (ver figura 15 en

Anexos)

3.6

ACIQ CTrTr =

0.70*69*8 / 3.6 =25aQ

107.33 m³/seg. =25aQ

Teniendo ya el dato del caudal para un periodo de retorno de 25 años se

procede a calcular la crecida o avenida máxima. Este cálculo se hará con la

ecuación de Francis:

⇒ despejamos H 3/2CLHQ =

( )2/3CLQH =

31

Donde :

H = Altura del agua sobre el vertedor en crecida [m]

Q = Caudal para un periodo de retorno (25 años) [ m³/seg ]

L = Longitud del vertedero [m]

C = Coeficiente, varia entre 1.7 a 1.9

H = (107.33 / 1.9*8) ^2/3

H = 3.68 m.

Tabla V. Valores indicativos del coeficiente de escorrentía

Uso del suelo Pendiente del Capacidad de infiltración del sueloterreno Alto Medio Bajo

(suelos arenosos) (suelos francos) (suelos arcillosos)< 5% 0.3 0.5 0.6

Tierra agríccola 5 - 10% 0.4 0.6 0.710 - 30% 0.5 0.7 0.8

< 5% 0.1 0.5 0.4Potreros 5 - 10% 0.15 0.6 0.55

10 - 30% 0.2 0.7 0.6< 5% 0.1 0.3 0.4

Bosques 5 - 10% 0.25 0.35 0.510 - 30% 0.3 0.5 0.6

Fuente: National Engineering Handbook, Sec. 4: Hidrology, USDA, 1972.

Tabla VI. Parámetros de ajuste

Período de retorno (años)Parámetros 2 5 10 20 25 30 50 100A 1970 7977 1345 720 820 815 900 890B 15 30 9 2 2 2 2 2n 0.958 1.161 0.791 0.637 0.656 0.65 0.66 0.649

Fuente: INSIVUMEH

32

2.11.1.2. Dimensión del muro de presa El dimensionamiento de una presa consistirá, desde el punto de vista

hidrológico, en encontrar su altura adecuada. Altura que nos permita almacenar

la cantidad adecuada para los propósitos del proyecto.

Por otro lado, al construir un obstáculo al curso natural del río, se acumulará

el material sedimentable que éste acarrea y estará también expuesto a ser

destruido por las crecidas del río. Por ello es necesario considerar en el

dimensionamiento un volumen adicional para atrape de sedimentos y evitar que

estos ocupen el volumen útil del almacenamiento. Es necesario incluir una

combinación de volumen extra de almacenamiento y una válvula de escape

para los excesos súbitos de agua que lleguen cuando el río se crezca, evitando

así la destrucción de la presa.

Cuando sean presas de gran altura es necesario tomar en cuenta los

fuertes vientos que puedan existir en el lugar del embalse y que causando

oleaje cuando éste se encuentre lleno, produciendo daños en la presa, sobre

todo si ésta es de tierra o roca. En estos tipos de presa hay que evitar que el

agua se desborde sobre la cresta de la misma, ya sea por causa de una crecida

del río o por efecto de olas causadas por el viento, ya que esto erosionaría el

material y causaría el colapso de la misma. De allí la importancia de las

válvulas de escape, los vertederos de excedencia y el borde libre que se deja

para el efecto de oleaje.

Tomando en cuenta lo anterior y luego de una serie de cálculos, se optó por

tomar una altura de 1.20 m. Esta se tomó por ser la altura más grande de la

sección transversal del río, en el punto más favorable de ubicación.

33

2.11.1.3. Diseño de muro de presa El muro se diseñará con base en los siguientes datos:

γagua = 1000 kg/m³ μ = 0.40

γmampostería = 1600 kg/m³ V.S. = 10 ton/m²

Hcimentación = 1.15 B = 3.65m

Fig. 2 Sección transversal del muro y fuerzas actuantes

34

Tabla VII. Fuerzas y momentos actuantes en la sección transversal

Descripción F (kg) W (kg) Brazo (m) MV (Kg-m) MR (kg-m)F1 = 3.68*1.20*1000 4416 1.75 7728F2 = 1/2*1.20*1.20*1000 720 1.55 1116W1 = 0.30*2.35*1600 1080 3.5 3780W2 = 1/2*3.35*1.10*1600 2948 2.23 6583.87W3 = 3.35*1.15*1600 6164 1.68 10324.7

4635 10192 8844 20688.57

1) Chequeo por volteo:

F.S.V. = 884420688.57ΣMΣM VR =

F.S.V. = 2.34 > 1.50 OK

3) Chequeo por deslizamiento:

F.S.D. = 4636510192*0.70ΣFΣW =μ

F.S.D. = 1.54 > 1.50 OK

4) Chequeo por hundimiento

a = ( ) ( ) 10192884450.20688ΣWΣMΣM RV −=−

a = 1.16

3a = 3.48 < B = 3.65 ⇒ se calcula el esfuerzo máxima

σmax = a*3ΣW*2

σmax = 1.16*310192*2

σmax = 5857.47 kg / m² < V.S. OK

35

2.11.1.4. Diseño de vertedero de rebalse Con el diseño del vertedero de rebalse se evitará que el agua se desborde

sobre la cresta de la presa, ya sea por causa de una crecida del río o por

efecto de olas causadas por el viento.

Para determinar la capacidad máxima del vertedero de excedencia es

necesario hacer la estimación de la avenida o crecida máxima, dato que ya se

calculó anteriormente.

Hay diferentes clases de vertederos, según la forma que se obligue a

adoptar a la sección de la vena líquida, de modo que pueden ser rectangulares,

trapezoidales, triangulares y circulares. Para este proyecto se diseñará un

vertedero trapezoidal.

( )2/3CLQH =

Donde:

Q = caudal de conducción [m³/s]

L = 1m ancho del vertedero asumido

H = (0.0138 / 1.84*1) ^2/3

H = 0.04 m ⇒ tomamos una altura de 0.10m.

2.11.1.5. Caja de captación Es una estructura que se construye con el fin de colectar el agua de las

fuentes, y asegurar, bajo cualquier condición de flujo durante todo el año, la

captación del caudal previsto; el tipo de obra que va emplearse está en función

de las características de la fuente, y según el tipo de ésta . Para este proyecto

36

se construirá una caja de captación como la que aparece en el plano 6/8 (Ver

Apéndices) ya que ésta es utilizada para fuentes superficiales.

Como se había mencionado antes, para el tratamiento físico del agua que

evitara la remoción de sólidos se diseñará la rejilla del tanque de captación de

la siguiente forma:

A = )2gH*(CQ dc

Donde:

A = Área de captación [m²]

Qc = Caudal de conducción [m³/s]

Cd = Coeficiente de descarga = Cv*Cc [-]

Cv = Coeficiente de velocidad = 0.98

Cc = Coeficiente de contracción = 0.62

H = Altura del agua sobre el vertedero [m]

g = Gravedad [m/s²]

A = )0.040*9.80*2*0.62*(0.980.01380

A = 0.026 m² = 260 cm² ⇒ se proponen las dimensiones de la rejilla de

1m de largo por 0.20 m de ancho, rejilla que

estará formada por barras No. 3 (Ø=1 cm) a 2

cm

Área de rejilla = 0.20*2 = 0.40 m²= 40 cm²

Espacios libres requeridos = 260 / 40 = 6.5

Longitud de la rejilla = 6.5*2 + 6.5*1

= 19.5 cms = 0.195 m < 1 m

37

2.11.2. Diseño de línea de conducción La línea de conducción es la encargada de transmitir o llevar el agua desde

las obras de captación hasta el tanque de almacenamiento. Para diseñar la

línea de conducción se utilizará la ecuación de Hazzen -Williams :

hf = 87.41.85

1.85

*CQ*L*1743.8111

D ⇒ despejamos D

D = 1/4.87

1.85

1.85

C*hfQ*L*11743.81114

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

Donde:

hf = Pérdida de carga por fricción [m]

L = Longitud de tubería [m]

Q = Caudal transportado [Lts/seg]

D = Diámetro interior de la tubería [plg.]

C = Coeficiente de capacidad hidráulica

En las tablas se encuentra la información y los cálculos obtenidos en el

diseño hidráulico (ver Apéndice tabla XII).

2.11.2.1. Válvula de compuerta

Cuando en los sistemas de abastecimiento de agua un tramo de tubería

tiene una gran longitud o cuando la red de distribución es muy extensa, es

conveniente instalar válvulas de compuerta.

38

Para este proyecto se instalarán dos válvulas de compuerta en el área de

captación y cinco en puntos estratégicos localizados en la red de distribución

(ver planos 5/8).

2.11.2.2. Válvula de aire Utilizado para evitar que se formen bolsas de aire en las tuberías.

Generalmente se colocan en los puntos donde haya cambio de nivel en la

tubería y se coloca únicamente en la tubería de conducción. En este proyecto

se utilizara 1 válvula de aire (ver plano 8/8 en Apéndices).

2.11.2.3. Tanque de distribución Es un depósito de agua, cuya función es compensar las variaciones de

consumo, almacenar un volumen determinando como reserva para

contingencias o eventualidades, almacenar cierta cantidad de agua para regular

presiones en la red de distribución.

Actualmente se cuenta con un tanque de 300 m³ de capacidad que se

localiza aproximadamente a 2 kilómetros del área de captación. Verificamos si

este trabajara en forma adecuada para nuestro período de diseño tomando en

cuenta que para poblaciones que sobrepase los 5,000 habitantes debe ser el

50% del consumo medio diario. Además por razones económicas, se aconseja

tomar el 25% del volumen medio diario (VMD) de la población a incluir.

VMD = 0.50*Pf*Dotación

VMD = (0.50*9675*100lts/hab/d)/1000lts/m³

VMD = 484 m³

Vtanque = 0.25*VDM

39

Vtanque = 0.25*484

Vtanque = 121 m³ < 300 m³ OK

2.11.3. Diseño de red de distribución Actualmente la red de distribución cuenta con tubería de diferentes

diámetros. Debido a que no se cuenta con información sobre el diseño actual

de la red de distribución, se ignora el diámetro y capacidad de resistencia a

presiones altas que pueda tener la tubería que actualmente trabaja, es por ello

que para mejorar la distribución de agua se diseña la red de distribución que

constara de diferentes diámetros y la tubería será de PVC (ver Apéndice plano

3/8) ya que este es más liviano, fácil de instalar , durable y no se corroe.

Para sistemas rurales de abastecimiento de agua se utiliza la cédula 40.

Para todas la tuberías que se instalarán serán de una presión de trabajo de 160

PSI.

Para este proyecto se diseñará la red de distribución utilizando el programa

LOOP, donde se ingresan los siguientes datos:

1) longitud de tubería

2) diámetro

3) coeficiente de fricción

4) demanda por cada nodo

5) cota de elevación de cada nodo

6) número de ramales, numero de nodo, factor pico máximo, pérdida

máxima por Km. y aproximación en cierre.

40

Este programa da cómo resultado los datos de flujos y velocidades en las

uniones, presiones en los nodos y las pérdidas de carga para cada tramo de

tubería. (Ver Apéndice tabla XIII y XIV).

2.11.3.1. Conexiones

Actualmente en la cabecera municipal de San Pedro Ayampuc la mayoría

de viviendas cuenta con conexiones intradomiciliares. Pero hay viviendas que

están a mayor altura que la línea piezométrica del ramal más próximo estas

viviendas se localizan en los puntos de mayor altura es por ello que se debe

instalar llenacantaros para dotar del vital liquido a estas viviendas estos se

localizan en puntos estratégicos en la red de distribución (ver Apéndices planos

3/8 y 8/8).

2.12. Análisis de costo

En este análisis se integrara el presupuesto del proyecto identificando por

precios unitarios cada elemento que se construirá con su respectiva

cuantificación de materiales y mano de obra como se aprecia en las

siguientes tablas.

41

Tabla VIII . Integración de precios unitarios

Integración de precios unitariosReglón: presa derivadoraMateriales de construcción

No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total1 2 candados Yale 125 2502 1 codo PVC 90° de 4" 71.14 71.143 9 libras Alambre de amarre 2.55 22.954 10 libras Clavo varias medidas 3 305 1 m^3 Piedrín 140 1406 46 m^3 Piedra bola * 07 49 m^3 Arena de río 115 56358 318 sacos Cemento Portland 4000 PSI 36 114489 15 tablas 1" X 12" X 8' 35 525

10 2 tubo PVC 160 PSI de 5" 523 104611 1 unidad Válvula de pila * 0 012 1 unidad Pichacha según diseño * 0 013 4 varillas Acero de refuerzo de 3/8" 12.5 5014 1 varillas Acero de refuerzo de 1/2" 22 22

Q19,240.09Mano de obra de obra

No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total1 29.2 m^2 Limpieza general 2.5 732 29.2 m^2 Nivelación del terreno 3.5 102.23 33.58 m^3 Movimiento de tierra 9 302.224 33.58 m^3 Excavación de terreno 23 772.345 2.55 m^2 Levantado de muro 12 30.66 13.25 m^2 Alizado de muro 6.5 86.1257 2.78 m^2 Armadura de acero de diámetro 3/8" 10.2 28.3568 11.2 m^2 Fundición de tanque de captación 7.5 849 0.91 m^2 Alizado de tanque de captación 6 5.46

Q1,484.30Total mano de materiales Q19,240.09Total de mano de obra Q1,484.30Inversión total Q20,724.39Herramientas (4%) Q828.98Imprevistos (10%) Q2,072.44Subtotal Q23,625.80I.V. A. (12%) Q2,835.10

TOTAL Q26,460.90

Nota:* Estos materiales serán proporcionados por el Comité del municipio.

0

42

Continuación

Integración de precios unitariosReglón: linea de conducciónMateriales de construcción

No. Cantidad Unidad Descripcion P. U. Sub-total1 4 codo HG liviano de 5" 300 12002 4 tubo HG liviano de 5" 1800 72003 358 tubo PVC 160 PSI de 5" 785 281030

Q289,430.00Mano de obra de obra

No. Cantidad Unidad Descripcion P. U. Sub-total1 2000 M.L. Rectificación de topografica 0.8 16002 800 M.L. Limpieza de terreno 0.6 4803 1200 M.L. Quitar y colocar adoquín 10 120004 1200 M.L. Excavación de zanja 11.85 142205 1200 M.L. Relleno y compactación 11.25 135006 1200 M.L. Instalación de tubería 2.75 3300

Q45,100.00Total de materiales Q286,630.00Total de mano de obra Q45,100.00Inversión total Q331,730.00Herramientas (4%) Q13,269.20Imprevistos (10%) Q33,173.00Subtotal Q378,172.20I.V. A. (12%) Q45,380.66

TOTAL Q423,552.86

43

Continuación

Integración de precios unitariosReglón: caja de válvula de aíre Materiales de construcción

No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total1 1 adaptdor macho de 2" 8 0.002 1 adaptador hembra de 2" 7.50 7.503 1 candado Yale 125.00 125.004 1 codo 90° PVC DE 1/2" 1.10 1.105 1 codo 90° PVC DE 1" 4.25 4.256 3 libras Alambre de amarre 2.55 7.657 3 libras Clavos varias medidas 3.50 10.508 1 m^3 Arena de río 115.00 115.009 1 m^3 Piedrín 140.00 140.00

10 1 m^3 Piedra bola 0.00 0.0011 1 pomo Permatex 30.00 30.0012 1 pomo Tangit 25.00 25.0013 13 sacos Cemento Portland 4000 PSI 36.00 468.0014 5 tablas 1" X 12" X 8' 34.00 170.0015 1 tee PVC de 5" 325.00 325.0016 2 unidad Reducidor bushig de 2"-1/2" 30.00 60.0017 1 unidad Válvula de aire de 1 1/4" 65.00 65.0018 17 varillas Acero de refuerzo de 3/8" 12.50 212.5019 7 varillas Acero de refuerzo de 1/4" 6.00 42.00

Q1,801.00Mano de obra de obra

No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total1 3 J/D Mano de obra calificada 100 300.002 10 J/D Mano de obra no calificada 45 450.00

Q750.00Total de materiales Q1,801.00Total de mano de obra Q750.00Inversión total Q2,551.00Herramientas (4%) Q102.04Imprevistos (10%) Q255.10Subtotal Q2,908.14I.V. A. (12%) Q348.98

TOTAL Q3,257.12

44

Continuación

Integración de precios unitariosReglón: caja de válvula de compuertaMateriales de construcción

No. Cantida Unidad Descripción P. U. Sub-total1 2 adaptador Macho 120.00 240.002 1 candado Yale 125 125.003 2 libras Alambre de amarre 2.55 5.104 3 libras Clavos varias medidas 3.5 10.505 1 m^3 Arena de río 115.00 115.006 1 m^3 Piedrín 140.00 140.007 1 m^3 Piedra bola 0.00 0.008 1 pomo Permatex 30.00 30.009 1 pomo Tangit 25.00 25.00

10 5 sacos Cemento Portland 4000 PSI 36.00 0.0011 5 tablas 1" X 12" X 8' 34.00 170.0012 1 tee Diámetro por seguir 480 480.0013 1 unidad Válvula de compuerta 475 475.0014 1 unidad Tee diametro por seguir 325 325.0015 17 varillas Acero de refuerzo de 3/8" 12.50 212.5016 7 varillas Acero de refuerzo de 1/4" 6.00 42.00

Q2,575.107 cajas para válvulas de compuerta 2575.10 Q18,025.70

Mano de obra de obraNo. Cantida Unidad Descripción P. U. Sub-total

1 3 J/D Mano de obra calificada 100 300.002 10 J/D Mano de obra no calificada 45 450.00

Q750.003 7 cajas para válvulas de compuerta 750 Q5,250.00

Total de materiales Q18,025.70Total de mano de obra Q5,250.00Inversión total Q23,275.70Herramientas (4%) Q931.03Imprevistos (10%) Q2,327.57Subtotal Q26,534.30I.V. A. (12%) Q3,184.12

TOTAL Q29,718.41

45

Continuación

Integración de precios unitariosRenglón: tanque hipocloradorMateriales de construcciónNo. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total

1 2 adaptador PVC macho 1/2" 1.25 2.502 2 candados Yale 125.00 250.003 1 codo PVC 90° de 1/2" 1.25 1.254 1 codo PVC 45° de 1/2" 4.00 4.005 4 libras Varias medidas 3.50 14.006 10 libras Alambre de amarre 2.55 25.507 2 m^3 Arena de río 115.00 230.008 2 m^3 Piedrín 140.00 280.009 4 parales 3" X 3" X 8' 37.00 148.00

10 10 quintales Acero de refuerzo de 3/8" 12.50 125.0011 14 sacos Cemento portlan 4000 PSI 36.00 504.0012 10 tabla 1" X 12" X 8' 34.00 340.0013 2 tapon PVC hembra de 1/2" 2.00 4.0014 1 tee PVC de 5" 325.00 325.0015 3 tubo PVC 315 PSI de 1/2" 21.50 64.5016 1 unidad Reducidor PVC de 1/2" 25.00 25.0017 1 valvula De flote 0.00 0.0018 1 valvula De compuerta plastica 1/2" 30.00 30.0019 1 varilla Acero de refuerzo de 1/2" 22.00 22.00

Q2,394.75Mano de obraNo. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total

10 m^2 Armadura con acero de 3/8" 17.00 170.0010 m^2 Encofrado y descencofrado 15.00 150.0010 m^2 Fundición de concreto 20.00 200.00

520.00Total de materiales Q2,394.75Total de mano de obra Q520.00Inversión total Q2,914.75Herramientas (4%) Q116.59Imprevistos (10%) Q291.48Subtotal Q3,322.82I.V. A. (12%) Q398.74

TOTAL Q3,721.55

46

Continuación

Integración de precios unitariosRenglón: Red de distribuciónTubería y accesorios de P.V.C.

No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total1 1 adaptador hembra PVC de 1 1/2" a 2" 8.00 8.002 1 adaptador macho PVC de 3/4" a 1 1/2" 8.00 8.003 1 adaptador macho PVC de 2" a 2 1/2" 21.00 21.004 2 adaptador macho PVC de 2 1/2" a 3" 30.00 60.005 1 adaptador macho PVC de 3" a 5" 117.00 117.006 1 codo PVC 45° de 1/2" 4.00 4.007 10 codo PVC 45° de 1" 7.00 70.008 2 codo PVC 45° de 1 1/4" 8.25 16.509 10 codo PVC 45° de 1 1/2" 11.00 110.00

10 3 codo PVC 45° de 2" 12.00 36.0011 1 codo PVC 45° de 2 1/2" 43.00 43.0012 6 codo PVC 45° de 3" 51.25 307.5013 4 codo PVC 45° de 4" 92.00 368.0014 1 codo PVC 45° de 5" 310.00 310.0015 1 codo PVC 90° 1/2" 2.30 2.3016 2 codo PVC 90° de 1" 4.25 8.5017 1 codo PVC 90° de 1 1/4" 7.00 7.0018 1 codo PVC 90° de 2" 11.50 11.5019 1 codo PVC 90° de 3" 40.00 40.0020 5 codo PVC 90° de 4" 72.00 360.0021 1 cruz PVC de 4" 210.00 210.0022 2 reducidor bushing PVC de 3" a 2" 41.00 82.0023 2 reducidor bushing PVC de 1 " a 1/2" 3.00 6.0024 5 reducidor bushing PVC de 1 1/2" a 1" 9.00 45.0025 1 reducidor bushing PVC de 1 1/2" a 1/2" 5.25 5.2526 5 reducidor bushing PVC de 1 1/2" a 3/4" 5.25 26.2527 2 reducidor bushing PVC de 2 " a 1/2" 9.00 18.0028 1 reducidor bushing PVC de 2" a 1" 9.00 9.0029 4 reducidor bushing PVC de 2" a 1 1/4" 9.00 36.0030 3 reducidor bushing PVC de 2 " a 1 1/2" 9.00 27.0031 1 reducidor bushing PVC de 2 1/2 " a 3/4" 22.00 22.0032 1 reducidor bushing PVC de 2 1/2" a 1" 22.00 22.0033 1 reducidor bushing PVC de 2 1/2" a 1 1/2" 22.00 22.0034 3 reducidor bushing PVC de 2 1/2 " a 2" 22.00 66.0035 6 reducidor bushing PVC de 3" a 3/4"" 40.50 243.0036 4 reducidor bushing PVC de 3" a 1" 40.50 162.0037 2 reducidor bushing PVC de 3 " a 1 1/2" 40.50 81.0038 2 reducidor bushing PVC de 3" a 2" 40.50 81.0039 2 reducidor bushing PVC de 3" a 2 1/2" 40.50 81.0040 6 reducidor bushing PVC de 4" a 2" 40.25 241.5041 7 reducidor bushing PVC de 4" a 3" 40.25 281.7542 3 reducidor bushing PVC de 5 " a 4" 100.00 300.00

47

Continuación

43 3 reducidor bushing PVC de 8 " a 4" 640.00 1920.0044 11 tapón hembra PVC 3/4" 2.00 22.0045 14 tapón hembra PVC de 1" 3.25 45.5046 4 tapón hembra PVC de 1 1/4" 4.50 18.0047 9 tapón hembra PVC de 1 1/2" 5.25 47.2548 8 tapón hembra PVC de 2" 6.00 48.0049 1 tapón hembra PVC de 2 1/2" 27.00 27.0050 1 tee PVC de 3/4" 2.25 2.2551 6 tee PVC de 1" 4.25 25.5052 1 tee PVC de 1 1/4" 7.00 7.0053 7 tee PVC de 1 1/2" 8.00 56.0054 7 tee PVC de 2 1/2" 53.00 371.0055 11 tee PVC de 3" 40.00 440.0056 6 tee PVC de 4" 71.25 427.5057 1 tee PVC de 5" 305.00 30558 7 tubos PVC de 8" DE 160 PSI 1260.00 8820.0059 29 tubos PVC de 5" DE 160 PSI 525.00 15225.0060 131 tubos PVC de 4" DE 160 PSI 345.00 45195.0061 264 tubos PVC de 3" DE 160 PSI 210.00 55440.0062 88 tubos PVC de 2 1/2"" DE 160 PSI 145.00 12760.0063 194 tubos PVC de 2" DE 160 PSI 100.00 19400.0064 221 tubos PVC de 1 1/2" DE 160 PSI 65.00 14365.0065 63 tubos PVC de 1 1/4" DE 160 PSI 50.00 3150.0066 281 tubos PVC de 1" DE 160 PSI 40.00 11240.0067 86 tubos PVC de 3/4" DE 250 PSI 30.00 2580.0068 108 tubos PVC de 1/2" DE 315 PSI 25.00 2700.00

Q198,613.05 de obra de obra Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total

1 9088.91 M.L. Rectificación de topografiía 0.8 7271.133 9088.91 M.L. Quitar y colocar adoquín 10 90889.104 9088.91 M.L. Excavación de zanja 11.85 107703.585 9088.91 M.L. Relleno y compactación 11.25 102250.246 9088.91 M.L. Instalación de tubería 2.75 24994.50

Q333,108.55e materiales Q198,613.05e mano de obra Q333,108.55ón total Q531,721.60ientas (4%) Q21,268.86stos (10%) Q53,172.16l Q606,162.6212%) Q72,739.51

TOTAL Q678,902.14

ManoNo.

Total dTotal dInversiHerramImpreviSubtotaI.V. A. (

48

Continuación

Integración de precios unitariosReglón: LlenacntaroMateriales de construcción

No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total1 4 sacos Cemento portlan 4000 PSI 36.00 144.002 2 adaptador Macho 1/2" 1.25 2.503 1 codo PVC 90° de 1/2" 1.25 1.254 1 codo PVC 90° de 1/2" con rosca 2.50 2.505 1 libra Clavo de 2" 3 3.006 1 llave De chorro 15 15.007 3.6 m PVC de 1/2" 3.7 13.328 1 m PVC de 2" 66 66.009 0.35 m^3 Arena de río 115.00 40.25

10 0.4 m^3 Piedrín 140 56.0011 0.2 m^3 Piedra bola 0 0.0012 1 niple HG liviano de 1/2" X 0.20 8 8.0013 3 tablas 1" X 12" X 8' 34 102.0014 1 válvula De paso de bronce de 1/2" 60 60.00

Q513.828 unidades Llenacántaros 513.82 Q4,110.56

Mano de obra No. Cantidad Unidad Descripción P. U. Sub-total

1 3 J/D Mano de obra calificada 100 300.002 3 J/D Mano de obra no calificada 45 135.00

Q435.003 8 unidades Llenacantaros 435 Q3,480.00

Total de materiales Q4,110.56Total de mano de obra Q3,480.00Inversión total Q7,590.56Herramientas (4%) Q303.62Imprevistos (10%) Q759.06Subtotal Q8,653.24I.V. A. (12%) Q1,038.39

TOTAL Q9,691.63

49

Tabla IX. Presupuesto final del proyecto

No. Reglón Costo1 Presa derivadora Q26,460.90 $3,266.782 Linea de conducción Q423,552.86 $52,290.483 Caja de válvula de aire Q3,257.12 $402.114 Cajas de válvulas de compuerta Q29,718.41 $3,668.945 Tanque hipoclorador Q3,721.50 $459.446 Red de distribución Q678,902.14 $83,815.087 Llenacantaros Q9,691.63 $1,196.50

Total Q1,175,304.56 $145,099.33

Nota: El cambio 240204 es de Q. 8.10 por dólar.

2.13. Sistema tarifario

Para que este sistema de agua potable pueda estar funcionando se debe

pagar una cuota mensual por consumo de agua potable y que este sea

controlado por medio de medidores de caudal (contadores de agua), para que

aquel que consuma más de treinta metros cúbicos mensuales pague el exceso

consumido. Esto según lo acordado entre el comité del agua y la municipalidad.

Para determinar la tarifa o cuota mensual que se cobrará por el servicio de

agua potable, se deben fijar tomando en cuenta las necesidades inmediatas del

presente, así como las que puedan presentarse en los próximos 21 años. Los

factores que se deben tomar en cuenta son :

1 Fontanero (mantenimiento preventivo) Q. 1,900.00 / mes

2 ayudantes de fontanería (mantenimiento correctivo) Q. 3,200.00 / mes

Hipoclorito de calcio al 65 % Q. 2,000.00 / mes

Reparaciones y gastos indirectos Q. 800.00 /mes

TOTAL Q. 7,900.00 / mes

50

51

Según la municipalidad, actualmente 1152 viviendas estarán conectadas al

sistema de abastecimiento de agua potable. Estas viviendas deberán pagar una

tarifa mensual por consumo de agua de siete quetzales (Q. 7.00 / mes).

2.14. Cronograma de ejecución El cronograma de ejecución se realizó con algunos rendimientos de mano

de obra, para calcular un tiempo promedio, en cada una de las tareas a

efectuarse. Y es el siguiente:

No. Descripción de actividades Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8 Mes 91 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Visita de campo2 Permiso municipal 3 Presa derivadora4 Linea de conducción5 Caja de válvula de aíre6 Cajas de válvulas de compuerta7 Tanque hipoclorador8 Línea de distribución9 Llenacantaros

Nota: 1. Para la realización de cada fase del proyecto se tomarán en cuenta solo días habiles.2. Para la construcción de la presa derivadora se deberá contar con 2 albañiles y 3 ayudantes.3. Para la ejecución de la línea de conducción se contará con 12 ayudantes y 3 para entubado.4. Para la ejecución de la red de distribución se debera contar con 15 ayudantes y 4 para entubado.

Tabla X. Cronograma de ejecución

52

CONCLUSIONES

1. A través del análisis anterior realizado al sistema actual de

abastecimiento de agua potable se verifica que no llena las expectativas

con respecto a las necesidades actuales de consumo de agua potable

que exige hoy día la población. Por ello, se debe mejorar dicho sistema.

2. Al sustituir el sistema abastecimiento de agua potable por bombeo, que

es el que actualmente trabaja, por un sistema abastecimiento de agua

potable por gravedad, que es el propuesto, se obtendrán no sólo

ventajas económicas sino mejoras de servicio.

3. Con el mejoramiento que se le dará al sistema de agua potable se

beneficiarán más de 1000 familias y de esta forma contribuir al desarrollo

humano y al bienestar social y económico de la población.

4. Las pruebas que se realizaron a la fuente superficial demostraron que el

agua no es potable desde el punto de vista bacteriológico. Debido al

resultado de estas pruebas se diseño un hipoclorador, para así lograr la

desinfección del agua para consumo humano.

53

RECOMENDACIONES

1. Reforestar y cercar el área de captación para que esta fuente de

agua no se contamine.

2. Revisar periódicamente el cloro residual en la red de distribución

para evitar enfermedades en la flora intestinal debido al exceso de

cloro.

3. Tomar muestras periódicamente de agua de la fuente para

comprobar su grado de alteración y a través de ello verificar si se

emplea otro tipo de tratamiento.

4. Tener un control mensual del sistema completo, tubería, tanque de

captación, presa derivadora, válvulas, etc., y con ello evitar que el

sistema sufra desperfectos a corto plazo.

54

BIBLIOGRAFÍA

1. Rivas Mijares, Gustavo. Abastecimiento de agua y alcantarillados. Venezuela; Editorial Nuevas Graficas. 1960. 2. Urra Lázaro, Juan y Fesser Fernández, Alberto. Hidrológia urbanística. España. Editorial Dossat.1975. 3. Alcántara García, Dante. Topografía moderna. México. Editorial McGraw-Hill .1990. 4. Ochoa García, Roberto Rudy. Estudio y diseño de la red de abastecimiento de agua potable para la aldea Las Lagunas, San Marcos. Tesis Ing. Civil Guatemala, universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería 1979. 80pp. 5. Hallmark, Dasell. Presas pequeñas de concreto. México. Editorial Limusa. 1978. 6. Duarte Jiménez, Juan. Propuesta para un programa de desinfección del agua a nivel de cabeceras municipales. Estudio especial, universidad de San Carlos, Escuela Regional de Ingeniería Sanitaria,1985. 86 pp. 7. Truebal Coronel, Samuel. Hidráulica. México. Editorial Continental. 1982. 450 pp. 8. S. Simmons, Charles. Clasificación de reconocimiento de los suelos de la República de Guatemala, s.e. Guatemala: Editorial del Ministerio de Educación Pública “José de Pineda Ibarra”. 1959. 678 p.p. 586 p.p.

55

APÉNDICE

Tabla XI. Libreta de levantamiento topográfico

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

3 976.67

2.2003 0 276 0 1.730 1.43 75 3.0 87.74 999.80

1.260

3.4603 1 279 0 3.075 1.43 77 26.0 73.35 991.38

2.690

1.2143 4 101 0 1.135 1.43 90 0.0 15.72 976.97

2.690

1.3453 3.1 2 0 1.150 1.43 90 0.0 39.01 976.95

0.995

1.2253 2 274 35 0.960 1.43 90 0.0 52.90 977.14

0.696

0.5952 25.1 300 0 0.500 1.44 88 31.0 18.99 978.57

0.405

1.4203 78 182 0 1.100 1.47 90 53.0 63.98 976.05

0.780

1.0604 5 41 30 0.775 1.46 90 0.0 66.15 977.65

0.444

1.6615 6 64 0 1.000 1.78 90 0.0 132.13 978.43

0.339

1.6005 18 350 0 1.330 1.41 90 0.0 53.98 977.73

1.060

56

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.3395 22 351 0 0.940 1.41 90 0.0 79.83 978.12

0.541

1.0276 7 66 0 1.000 1.46 90 0.0 5.38 978.89

0.973

1.6206 14 92 0 1.000 1.46 88 44.0 123.94 981.63

0.380

0.5607 8 309 0 0.400 1.49 89 8.0 31.99 980.46

0.240

1.3618 9 338 0 1.294 1.37 90 0.0 13.40 980.54

1.227

1.4519 10 348 0 1.385 1.37 90 0.0 13.25 980.53

1.319

1.30010 11 315 0 1.180 1.37 89 9.0 23.99 981.07

1.060

0.71911 12 323 0 0.615 1.60 90 0.0 20.89 982.06

0.511

0.63012 13 380 0 0.500 1.60 84 19.0 25.75 985.72

0.370

1.79014 15 187 0 1.700 1.49 70 17.0 15.95 987.13

1.610

1.03014 16 82 0 0.700 1.49 87 25.8 65.87 985.37

0.370

57

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.82016 17 53 0 1.500 1.48 85 22.0 63.58 990.50

1.180

2.88018 19 82 17 2.700 1.41 87 33.0 35.93 977.98

2.520

1.57519 20 4 40 1.500 1.43 87 9.0 14.96 978.65

1.425

1.40020 21 336 22 1.200 1.45 83 0.5 39.41 983.74

1.000

2.06022 23 272 33 1.530 1.37 90 0.0 106.00 977.96

1.000

2.76023 3.1 146 15 2.200 1.42 90 10.0 112.00 976.85

1.640

1.14023 24 139 10 1.000 1.42 91 58.0 27.97 977.42

0.860

1.03023 25 217 13 0.800 1.42 90 58.0 45.99 977.80

0.570

1.34023 26 328 15 1.200 1.42 90 4.0 28.00 978.15

1.060

1.38023 28 332 0 1.000 1.42 90 0.0 76.00 978.38

0.620

1.72025 25.1 164 0 1.300 1.39 90 36.0 83.99 977.01

0.880

58

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.00025 25.2 67 0 0.950 1.39 91 1.0 10.00 978.07

0.900

0.84025.2 57 314 30 0.600 1.45 88 15.0 47.96 980.38

0.360

1.57025.2 58 314 35 1.200 1.44 88 32.0 73.95 980.20

0.830

1.59025.2 59 314 30 1.000 1.45 88 31.0 117.92 981.57

0.410

0.49026 27 80 52 0.400 1.37 215 18.0 6.01 987.61

0.310

2.92028 29 9 0 2.400 1.44 86 55.5 103.70 982.99

1.880

1.75028 54 318 0 1.200 1.44 88 53.0 109.96 980.76

0.650

0.53028 55 307 0 0.465 1.44 93 23.5 12.95 978.59

0.400

0.80029 30 30 5 0.590 1.45 85 13.0 41.71 987.34

0.380

1.50030 31 116 0 1.315 1.42 76 58.5 35.12 995.57

1.130

59

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.70030 32 0 0 1.340 1.42 83 56.0 71.20 994.98

0.980

1.90032 33 0 46 1.400 1.48 89 11.0 99.98 996.49

0.900

1.00033 34 344 0 0.765 1.36 95 56.0 46.50 992.25

0.530

1.70034 35 352 30 1.170 1.39 90 32.0 105.99 991.48

0.640

1.00035 36 286 17 0.690 1.35 91 50.0 61.94 990.16

0.380

2.00036 37 13 30 1.700 1.40 94 18.0 59.66 985.37

1.400

1.00036 38 199 30 0.740 1.40 92 23.0 51.91 988.65

0.480

1.79538 39 199 0 1.300 1.40 92 28.0 98.82 984.49

0.805

1.06538 49 307 0 0.900 1.40 85 4.0 32.76 991.97

0.735

1.95038 50 307 15 1.580 1.40 83 19.0 73.00 997.02

1.210

1.00039 40 144 30 0.824 1.40 87 27.0 35.13 986.62

0.648

60

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.39039 43 189 0 0.930 1.40 91 45.0 91.91 982.15

0.470

1.50039 41 194 30 1.060 1.39 91 43.0 87.92 982.18

0.620

1.70041 42 89 48 1.350 1.40 87 46.0 69.89 984.96

1.000

0.89041 51 179 36 0.500 1.34 91 53.0 77.92 980.46

0.110

1.09043 44 286 0 0.700 1.40 88 11.0 77.92 985.32

0.310

1.37044 45 294 0 1.200 1.39 70 15.0 30.12 996.32

1.030

1.02045 45.1 191 0 0.900 1.49 87 30.0 23.95 997.96

0.780

1.24045.1 75 127 16 1.000 1.57 103 5.0 45.54 987.94

0.760

0.99045.1 76 196 12 0.900 1.49 102 19.0 17.18 994.80

0.810

1.33045.1 77 120 12 1.200 1.49 101 17.0 25.00 993.26

1.070

1.23046 45 206 30 1.000 1.50 92 45.0 45.89 997.63

0.770

61

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.87047 46 247 54 1.700 1.45 89 28.0 34.00 999.33

1.530

1.43048 47 336 0 1.200 1.44 86 30.5 45.83 999.27

0.970

2.23049 48 208 0 2.000 1.32 83 48.0 45.46 996.23

1.770

1.43051 52 83 10 1.100 1.35 86 28.0 65.75 984.77

0.770

1.30051 53 182 15 0.895 1.35 91 12.0 80.96 979.22

0.490

1.20051 74 282 48 1.000 1.35 89 42.0 40.00 981.02

0.800

1.88051 75 284 50 1.410 1.35 87 37.0 93.84 984.31

0.940

1.30053 54 61 18 1.000 1.34 91 40.0 59.95 977.82

0.700

1.00055 56 219 12 0.815 1.44 90 27.0 37.00 978.92

0.630

1.74057 56 4 0 1.500 1.28 91 52.0 47.95 978.59

1.260

0.67059 60 191 0 0.500 1.33 79 24.0 32.85 988.55

0.330

62

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

0.77059 61 245 18 0.600 1.33 84 57.0 33.74 985.28

0.430

1.30059 71 313 12 0.900 1.33 90 14.0 80.00 981.67

0.500

1.27061 62 282 54 1.220 1.46 96 7.0 9.89 984.46

1.170

1.00061 63 282 54 0.550 1.46 80 59.0 87.79 1000.12

0.100

0.40063 64 305 30 0.330 1.43 93 20.0 13.95 1000.41

0.260

0.80064 65 255 0 0.720 1.39 77 42.0 15.27 1004.41

0.640

0.90064 66 305 18 0.730 1.40 80 57.0 33.16 1006.36

0.560

1.80066 67 244 18 1.380 1.54 83 36.0 82.96 1015.83

0.960

1.18068 62 121 12 1.000 1.41 87 20.5 35.92 985.59

0.820

1.91068 69 297 15 1.700 1.41 80 3.0 40.75 990.37

1.490

2.65069 70 317 7 2.370 1.43 78 55.0 53.93 1000.00

2.090

63

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

0.96071 68 189 36 0.700 1.33 88 40.0 51.97 983.51

0.440

1.48071 72 357 0 1.000 1.33 89 39.0 96.00 982.59

0.520

0.78072 73 245 21 0.500 1.39 78 2.0 53.59 994.84

0.220

1.63074 72 185 20 1.100 1.57 89 31.0 105.99 982.39

0.570

1.64078 79 83 18 1.400 1.43 87 25.0 47.90 978.24

1.160

1.56078 81 183 45 1.000 1.43 90 59.0 111.97 974.56

0.440

0.90079 80 23 0 0.630 1.47 79 34.0 52.23 988.70

0.360

1.30081 82 145 30 1.080 1.34 93 54.0 43.80 971.84

0.860

1.10081 87 154 30 0.700 1.34 92 15.0 79.88 972.06

0.300

1.50082 83 52 30 1.280 1.44 80 13.0 42.73 979.36

1.060

0.69083 84 41 48 0.390 1.46 89 34.0 60.00 980.89

0.090

0.69084 85 126 48 0.500 1.49 88 39.0 37.98 982.77

0.310

64

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

2.70085 86 94 12 2.460 1.48 89 24.0 47.99 982.30

2.220

1.03087 88 170 30 0.900 1.47 91 54.0 25.97 971.77

0.770

0.66088 89 92 10 0.400 1.47 81 49.0 50.95 980.17

0.140

2.55088 90 205 20 1.410 1.48 91 54.0 227.75 964.29

0.270

2.30090 91 214 12 1.720 1.54 90 21.0 116.00 963.40

1.140

0.90091 92 110 15 0.640 1.46 85 48.0 51.72 968.02

0.380

1.14091 93 240 18 1.000 1.44 93 53.0 27.87 961.95

0.860

1.70091 99 240 18 1.470 1.46 92 35.0 45.91 961.32

1.240

1.50091 101 247 4 1.090 1.46 92 33.0 81.84 960.12

0.680

1.10093 94 167 36 1.000 1.41 89 50.3 20.00 962.41

0.900

1.46094 95 181 25 1.300 1.43 95 22.0 31.72 959.56

1.140

65

Continaución

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.12095 96 253 7 1.000 1.32 90 52.0 23.99 959.52

0.880

2.67095 97 221 5 2.630 1.32 73 24.0 7.35 960.44

2.590

2.67095 98 73 6 2.600 1.32 73 24.0 12.86 962.12

2.530

1.80099 100 332 12 1.620 1.44 96 22.0 35.56 957.17

1.440

1.420101 102 255 0 1.000 1.45 93 24.0 83.70 955.60

0.580

1.100102 103 75 18 0.920 1.45 86 55.0 35.90 958.06

0.740

0.410102 104 221 48 0.300 1.45 93 21.0 21.92 955.47

0.190

1.100102 155 218 12 0.700 1.45 90 37.0 79.99 955.49

0.300

1.800102 160 220 0 1.200 1.45 90 4.8 120.00 955.68

0.600

1.340104 105 5 4 1.000 1.59 87 35.0 67.88 958.92

0.660

1.140105 106 61 24 1.000 1.53 90 11.0 28.00 959.36

0.860

66

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

3.920106 107 32 5 3.000 1.54 86 54.0 183.46 967.84

2.080

1.900107 108 26 0 1.620 1.52 89 18.0 55.99 968.42

1.340

1.800107 129 26 5 1.500 1.52 89 15.0 59.99 968.64

1.200

1.500108 109 273 0 1.270 1.54 82 45.0 45.27 974.45

1.040

0.870109 110 282 0 0.730 1.34 77 9.0 26.62 981.13

0.590

0.550110 111 272 6 0.400 1.30 81 37.0 29.36 986.36

0.250

0.162111 112 345 0 0.100 1.35 83 10.0 12.22 989.07

0.038

1.300112 113 41 33 1.170 1.39 90 4.5 26.00 989.26

1.040

1.400112 114 284 5 1.200 1.39 80 2.5 38.80 996.08

1.000

1.060114 115 332 10 1.030 1.42 87 22.0 5.99 996.74

1.000

1.400114 117 337 12 1.280 1.42 82 40.0 23.61 999.26

1.160

67

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

0.700115 116 198 45 0.450 1.44 85 0.5 49.62 1002.07

0.200

1.400117 118 1 38 1.150 1.47 82 1.2 49.04 1006.45

0.900

1.160118 119 335 10 1.000 1.47 83 59.0 31.65 1010.26

0.840

1.360119 120 351 5 1.200 1.45 79 45.0 30.99 1016.11

1.040

1.130119 121 252 0 1.000 1.45 96 14.0 25.69 1007.90

0.870

1.380121 122 278 20 1.100 1.44 87 10.0 55.86 1011.00

0.820

1.790122 123 222 18 1.700 1.46 80 25.0 17.50 1013.72

1.610

2.200123 124 239 0 2.000 1.41 88 18.0 39.96 1014.31

1.800

1.920124 125 175 25 1.500 1.37 88 18.0 83.93 1016.68

1.080

1.900123 126 242 25 1.600 1.41 86 13.0 59.74 1017.48

1.300

3.210126 127 181 50 3.000 1.40 78 40.0 40.38 1023.97

2.790

68

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.000126 128 153 20 0.720 1.40 86 28.0 55.79 1021.60

0.440

0.500129 130 118 0 0.330 1.47 93 41.0 33.86 967.60

0.160

1.430129 131 18 30 0.950 1.47 89 32.0 95.99 969.95

0.470

1.620131 132 285 5 1.300 1.46 83 28.0 63.17 977.34

0.980

1.680131 133 1 40 1.100 1.46 89 2.0 115.97 972.26

0.520

1.150131 139 0 40 0.700 1.46 89 25.0 89.99 971.62

0.250

2.400131 153 1 35 1.410 1.46 88 32.0 197.87 975.06

0.420

0.910134 133 75 25 0.700 1.34 95 49.0 41.57 968.03

0.490

1.220134 135 264 17 1.000 1.34 81 13.0 42.97 978.61

0.780

1.070134 136 264 10 0.700 1.34 79 28.0 71.53 985.57

0.330

0.960136 137 161 35 0.700 1.40 79 53.0 50.40 995.26

0.440

69

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.880136 138 230 5 1.690 1.40 78 44.0 36.55 992.56

1.500

1.380139 140 292 77 0.840 1.41 89 16.0 107.98 973.57

0.300

1.200140 141 23 36 0.890 1.45 87 13.0 61.85 977.14

0.580

0.790140 145 288 36 0.700 1.45 90 31.0 18.00 974.16

0.610

1.000141 142 1 0 0.810 1.41 82 45.0 37.39 982.50

0.620

1.950142 143 318 5 1.690 1.53 85 28.0 51.68 986.44

1.430

1.000143 144 257 12 0.780 1.46 86 31.0 43.84 989.78

0.560

1.400145 146 245 57 0.960 1.44 85 29.0 87.45 981.55

0.520

0.400146 147 248 20 0.270 1.42 83 57.0 25.71 985.42

0.140

0.880147 147.1 341 5 0.690 1.43 72 11.0 34.44 997.23

0.500

70

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.000148 149 270 32 0.730 1.42 90 50.0 53.99 985.15

0.460

0.640149 149.1 270 25 0.400 1.42 88 19.0 47.96 987.58

0.160

2.090149 150 41 38 1.700 1.42 90 46.0 77.99 983.83

1.310

1.230150 151 78 2 1.000 1.39 92 55.0 45.88 981.88

0.770

1.460151 152 67 5 1.200 1.28 95 48.0 51.47 976.73

0.940

1.060152 134 136 6 0.800 1.41 96 21.0 51.36 971.63

0.540

0.690153 154 62 10 0.450 1.44 90 33.0 48.00 975.59

0.210

1.230154 2 22 0 1.000 1.43 89 48.0 46.00 976.18

0.770

1.310155 156 128 4 1.000 1.39 84 39.0 61.46 961.63

0.690

1.090156 156.1 134 0 1.000 1.45 72 17.0 16.33 967.30

0.910

3.600156 157 70 35 3.360 1.45 85 50.0 47.75 963.20

3.120

71

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

0.460157 158 75 30 0.400 1.44 102 13.0 11.46 961.76

0.340

1.000158 159 44 45 0.770 1.47 96 24.0 45.43 957.37

0.540

1.190159 159.1 70 55 1.140 1.45 90 1.5 10.00 957.67

1.090

2.110159 159.2 332 42 1.860 1.45 87 27.0 49.90 959.18

1.610

1.660160 161 259 35 1.000 1.43 89 21.0 131.98 957.61

0.340

1.050161 162 243 25 1.000 1.45 91 36.0 9.99 957.78

0.950

2.420161 163 243 22 1.700 1.45 91 13.0 143.94 954.30

0.980

0.500162 162.1 177 20 0.300 1.31 76 52.0 37.93 967.64

0.100

0.890163 164 300 5 0.700 1.46 98 38.0 37.14 949.42

0.510

1.650163 165 301 16 1.400 1.46 94 17.0 49.72 950.64

1.150

1.650163 170 251 55 1.400 1.46 91 28.0 49.97 953.08

1.150

72

73

Continuación

EST. P. O. AZIMUT HILOS A.I. A.V. D.H. COTA ° ' ° '

1.700164 164.1 20 27 1.300 1.42 91 45.0 79.93 947.10

0.900

1.700165 166 294 17 1.290 1.42 92 12.0 81.88 947.62

0.880

1.700166 167 251 35 1.270 1.42 90 26.0 86.00 947.12

0.840

1.300167 168 275 18 0.840 1.44 90 33.0 91.99 946.84

0.380

1.950168 169 300 3 0.990 1.40 91 45.0 191.82 941.39

0.030

0.810170 171 227 35 0.700 1.50 94 30.0 21.86 952.16

0.590

1.050171 171.1 137 50 0.820 1.42 85 24.0 45.70 956.44

0.590

1.630171 172 225 40 1.400 1.42 91 34.0 45.97 950.93

1.170

1.800171 173 335 15 1.260 1.42 89 45.0 108.00 952.79

0.720

1.000173 174 213 35 0.730 1.30 83 31.0 53.31 959.42

0.460

Tabla XII. Diseño hidráulico de línea de conducción

USAC DISEÑO HIDRÁULICO DE LINEA DE CONDUCCIÓNProyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio: San Pedro AyampucEPS Departamento: Guatemala

Tramo LONG. DIÁMETRO DIÁMETRO CLASE Q Hf Cota Piezométrica Cota Terreno Presión Disponible Presión EstáticaDE A ( m ) COMERCIAL INTERIOR (PSI) (Lts/s) ( m ) Inicial Final Inicial Final Inicial Final Inicial Final

0 1 48.00 5 5.135 160 13.80 0.35 1017.63 1017.28 1017.63 1011.08 0.00 6.20 0.00 6.551 2 26.16 5 5.135 160 13.80 0.19 1017.28 1017.09 1011.08 1011.09 6.20 6.00 6.55 6.542 3 69.84 5 5.135 160 13.80 0.51 1017.09 1016.58 1011.09 1008.35 6.00 8.23 6.54 9.283 4 24.00 5 5.135 160 13.80 0.18 1016.58 1016.40 1008.35 1007.99 8.23 8.41 9.28 9.644 5 24.00 5 5.135 160 13.80 0.18 1016.40 1016.22 1007.99 1007.14 8.41 9.08 9.64 10.495 6 24.00 5 5.135 160 13.80 0.18 1016.22 1016.04 1007.14 1006.40 9.08 9.64 10.49 11.236 7 110.16 5 5.135 160 13.80 0.81 1016.04 1015.23 1006.40 1003.33 9.64 11.90 11.23 14.307 8 9.84 5 5.135 160 13.80 0.07 1015.23 1015.16 1003.33 1002.56 11.90 12.60 14.30 15.078 9 63.00 5 5.135 160 13.80 0.46 1015.16 1014.70 1002.56 1003.43 12.60 11.27 15.07 14.209 10 50.76 5 5.135 160 13.80 0.37 1014.70 1014.33 1003.43 1002.53 11.27 11.80 14.20 15.10

10 11 14.64 5 5.135 160 13.80 0.11 1014.33 1014.22 1002.53 1002.95 11.80 11.27 15.10 14.6811 12 39.60 5 5.135 160 13.80 0.29 1014.22 1013.93 1002.95 998.55 11.27 15.38 14.68 19.0812 13 48.00 5 5.135 160 13.80 0.35 1013.93 1013.58 998.55 944.88 15.38 68.70 19.08 72.7513 14 48.00 5 5.135 160 13.80 0.35 1013.58 1013.23 944.88 996.05 68.70 17.18 72.75 21.5814 15 24.00 5 5.135 160 13.80 0.18 1013.23 1013.05 996.05 955.20 17.18 57.85 21.58 62.4315 16 15.00 5 5.135 160 13.80 0.11 1013.05 1012.94 955.20 954.00 57.85 58.94 62.43 63.6316 17 30.00 5 5.040 HG 13.80 0.25 1012.94 1012.69 954.00 954.40 58.94 58.29 63.63 63.2317 18 62.00 5 5.135 160 13.80 0.22 1012.69 1012.47 954.40 956.20 58.29 56.27 63.23 61.4318 19 20.00 5 5.135 160 13.80 0.45 1012.47 1012.02 956.20 956.60 56.27 55.42 61.43 61.0319 20 35.00 5 5.135 160 13.80 0.15 1012.01 1011.87 956.60 957.60 55.41 54.27 61.03 60.0320 21 67.00 5 5.135 160 13.80 0.26 1011.87 1011.62 957.60 959.40 54.27 52.22 60.03 58.2321 22 58.00 5 5.135 160 13.80 0.49 1011.61 1011.13 959.40 960.50 52.21 50.63 58.23 57.1322 23 45.00 5 5.135 160 13.80 0.42 1011.12 1010.70 960.50 960.40 50.62 50.30 57.13 57.2323 24 43.00 5 5.135 160 13.80 0.33 1010.70 1010.37 960.40 959.60 50.30 50.77 57.23 58.0324 25 46.00 5 5.135 160 13.80 0.31 1010.37 1010.06 959.60 958.20 50.77 51.86 58.03 59.4325 26 26.00 5 5.135 160 13.80 0.34 1010.05 1009.72 958.20 958.00 51.85 51.72 59.43 59.63

74

75

Presión EstáticaInicial Final59.63 60.1360.13 59.4359.43 59.2359.23 58.6358.63 57.2357.23 56.0356.03 53.0353.03 50.1350.13 48.0348.03 47.4347.43 46.2346.23 46.2346.23 44.6344.63 43.8343.83 43.6343.63 42.0342.03 41.6338.93 39.8338.93 38.8338.93 38.8338.93 38.4338.93 37.8338.93 25.6338.93 17.83

USAC DISEÑO HIDRÁULICO DE LíNEA DE CONDUCCIÓNProyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio: San Pedro AyampucEPS Departamento: Guatemala

Tramo LONG. DIAM. DIAM CLASE Q Hf Cota Piezométrica Cota Terreno Presión DisponibleDE A ( m ) COMERCIAL INTERIOR (PSI) (Lts/s) ( m ) Inicial Final Inicial Final Inicial Final26 27 36.00 5 5.135 160 13.8 0.26 1009.72 1009.53 958.00 957.50 51.72 52.0327 28 54.00 5 5.135 160 13.8 0.26 1009.46 1009.27 957.50 958.20 51.96 51.0728 29 16.00 5 5.135 160 13.8 0.39 1009.19 1008.87 958.20 958.40 50.99 50.4729 30 13.00 5 5.04 HG 13.8 0.27 1008.80 1008.60 958.40 959.00 50.40 49.6030 31 17.00 5 5.135 160 13.8 0.10 1008.53 1008.51 959.00 960.40 49.53 48.1131 32 20.00 5 5.135 160 13.8 0.12 1008.43 1008.38 960.40 961.60 48.03 46.7832 33 78.00 5 5.135 160 13.8 0.15 1008.31 1008.23 961.60 964.60 46.71 43.6333 34 52.00 5 5.135 160 13.8 0.57 1008.16 1007.66 964.60 967.50 43.56 40.1634 35 38.00 5 5.135 160 13.8 0.38 1007.59 1007.28 967.50 969.60 40.09 37.6835 36 18.00 5 5.135 160 13.8 0.28 1007.21 1007.01 969.60 970.20 37.61 36.8136 37 41.00 5 5.135 160 13.8 0.13 1006.93 1006.87 970.20 971.40 36.73 35.4737 38 23.00 5 5.135 160 13.8 0.30 1006.80 1006.57 971.40 971.40 35.40 35.1738 39 100.00 5 5.135 160 13.8 0.17 1006.50 1006.41 971.40 973.00 35.10 33.4139 40 42.00 5 5.135 160 13.8 0.73 1006.33 1005.67 973.00 973.80 33.33 31.8740 41 15.00 5 5.135 160 13.8 0.31 1005.60 1005.37 973.80 974.00 31.80 31.3741 42 82.50 5 5.135 160 13.8 0.11 1005.29 1005.26 974.00 975.60 31.29 29.6642 43 19.00 5 5.135 160 13.8 0.60 1005.18 1004.65 975.60 976.00 29.58 28.6543 44 50.00 5 5.135 160 13.8 0.14 1004.58 1004.52 976.00 977.80 28.58 26.7244 45 41.00 5 5.135 160 13.8 0.37 1004.44 1004.15 977.80 978.80 26.64 25.3545 46 6.00 5 5.135 160 13.8 0.30 1004.08 1003.85 978.80 978.80 25.28 25.0546 47 21.50 5 5.135 160 13.8 0.04 1003.78 1003.81 978.80 979.20 24.98 24.6147 48 12.50 5 5.135 160 13.8 0.16 1003.73 1003.65 979.20 979.80 24.53 23.8548 49 5.00 5 5.135 160 13.8 0.09 1003.58 1003.56 979.80 992.00 23.78 11.5649 50 16.00 5 5.135 160 13.8 0.04 1003.48 1003.52 992.00 999.80 11.48 3.72

Longitud = distancia calculada en libreta de nivelación topográfica + 20% por inclinación del terrenoDiámtero utilizado = diámetro interior de las tuberias en pulgadasCaudal utilizado = 13.80, caudal de aforo C = 150 constante de Hazen W illiams para PVCC = 100 constante de Hazen W illiams para HG

Tabla XIII. Diseño hidraulico de la red de distribución, cálculo de caudales en los nodos,velocidades y pérdidas de carga

USAC DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓNProyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio: San Pedro AyampucEPS Departamento: Guatemala

Tubería De A Longitud Diámetro C Q Velocidad Hf.No ( m ) ( plgs.) ( L/S ) ( m/s ) ( m )

1 100 1 38.32 8 150 13.41 0.43 0.032 1 2 58.19 5 150 4.07 0.33 0.063 1 29 113.28 5 150 4.71 0.38 0.144 1 51 193.00 4 150 4.63 0.59 0.695 2 3 90.06 2 1/2 150 0.9 0.30 0.166 2 11 166.11 2 1/2 150 0.96 0.32 0.337 2 41 70.38 3 150 2.11 0.48 0.248 3 4 151.26 2 150 0.62 31.00 0.389 3 9 59.38 1 150 0.16 0.32 0.35

10 4 5 142.18 1/2 150 0.04 0.30 1.2511 4 6 142.25 1 1/2 150 0.39 0.34 0.5812 6 7 17.55 1/2 150 0.06 0.46 0.4313 6 8 142.40 1 150 0.15 0.30 0.7214 9 10 99.33 1 150 0.15 0.30 0.5115 11 9 145.03 1/2 150 0.01 0.30 0.1916 11 12 30.80 4 150 3.11 0.40 0.0517 12 13 6.60 1/2 150 0.04 0.32 0.0618 12 14 52.80 4 150 2.99 0.38 0.0819 14 15 159.95 2 150 0.63 0.32 0.4220 14 18 275.96 3 150 2.26 0.51 1.0621 15 16 78.32 1 1/2 150 0.28 0.30 0.1722 18 19 72.33 1 150 0.16 0.32 0.4323 18 20 28.90 2 1/2 150 1.32 0.44 0.1024 18 39 44.00 1 1/4 150 0.24 0.32 0.2025 20 21 85.71 1 1/4 150 0.24 0.32 0.3926 20 22 96.71 2 1/2 150 0.34 0.34 0.2227 22 23 76.88 3/4 150 0.13 0.47 1.2728 22 24 205.41 2 150 0.85 0.43 0.9329 24 25 36.00 1 1/4 150 0.32 0.42 0.2730 24 26 57.10 2 150 0.4 0.35 0.0631 26 27 65.63 3/4 150 0.06 0.30 0.2532 26 28 184.72 1 150 0.19 0.40 1.6033 29 11 50.59 3 150 2.57 0.58 0.2534 29 30 11.00 3 150 1.97 0.45 0.0335 30 31 52.76 3 150 1.92 0.44 0.1536 31 32 93.45 3 150 1.62 0.37 0.1937 31 17 93.41 1 1/4 150 0.26 0.34 0.4738 32 33 47.99 1 1/2 150 0.64 0.56 0.49

76

USAC DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓNProyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio: San Pedro AyampucEPS Departamento: Guatemala

Tubería De A Longitud Diámetro C Q Velocidad Hf.No ( m ) ( plgs.) ( L/S ) ( m/s ) ( m )

39 32 36 88.00 2 150 0.73 0.37 0.340 33 34 39.51 1 150 0.15 0.31 0.2141 34 35 44.83 1 150 0.16 0.32 0.2642 36 34 57.17 1/2 150 0.03 0.30 0.443 36 37 105.60 1 1/2 150 0.42 0.37 0.4944 37 38 58.95 3/4 150 0.09 0.30 0.4245 37 39 116.59 3/4 150 0.06 0.30 0.4846 39 40 59.22 3/4 150 0.13 0.47 0.9847 41 42 110.14 1/2 150 0.05 0.37 1.7748 41 43 171.35 3 150 2.02 0.46 0.5449 43 44 207.57 1 150 0.21 0.42 2.0150 43 45 75.05 3 150 1.53 0.35 0.1451 45 46 56.05 3/4 150 0.07 0.30 0.352 45 47 390.20 3 150 1.41 0.32 0.6353 47 48 65.00 1 150 0.15 0.30 0.3354 47 49 151.44 2 150 0.73 0.37 0.5255 49 50 39.50 3/4 150 0.07 0.30 0.2156 49 64 24.11 1 1/2 150 0.37 0.32 0.0957 51 52 118.78 2 150 0.67 0.34 0.3558 51 55 28.59 4 150 3.72 0.47 0.0759 52 53 214.24 1 1/4 150 0.22 0.30 0.8160 52 54 168.48 1 1/4 150 0.23 0.31 0.7061 55 56 41.57 1 1/2 150 0.36 0.32 0.1562 55 59 99.00 4 150 3.25 0.41 0.1863 56 57 118.89 1 150 0.15 0.30 0.664 56 58 285.00 1 150 0.15 0.30 1.4565 59 60 69.49 1/2 150 0.06 0.46 1.6966 59 61 110.00 3 150 2.99 0.68 0.7167 61 62 35.00 3/4 150 0.07 0.30 0.1968 61 63 168.00 2 150 0.65 0.32 0.2969 61 64 368.86 4 150 2.78 0.35 0.5170 64 65 64.00 3 150 2.26 0.51 0.2571 65 66 193.71 1 150 0.21 0.42 1.8872 65 67 200.18 3 150 1.98 0.45 0.673 67 68 41.72 1/2 150 0.06 0.46 1.0274 68 69 145.00 2 1/2 150 1.48 0.49 0.6575 69 70 40.85 2 150 0.77 0.39 0.1576 69 73 79.00 1 1/2 150 0.61 0.54 0.7377 70 71 87.00 2 150 0.73 0.37 0.378 70 72 492.00 1 1/2 150 0.63 0.56 4.9179 73 74 50.27 1/2 150 0.06 0.46 1.2280 73 75 118.00 1 1/2 150 0.44 0.39 0.681 75 76 105.00 1 1/2 150 0.39 0.34 0.4382 75 77 156.00 1 150 0.15 0.30 0.79

77

Tabla XIV. Diseño hidráulico de la red de distribución, cálculo de cota piezométrica y presión en cada nodo

USAC DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓNProyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio: San Pedro AyampucEPS Departamento: Guatemala

Nodo Q Cota del terreno Cota piezométrica Presión Presión( L/S ) ( m ) ( m ) ( m.c.a. ) ( P.S.I )

100R 13.411 999.8 999.80 0.00 0.001 0.000 977.14 999.77 22.63 32.182 -0.109 976.67 999.71 23.04 32.763 -0.122 977.65 999.55 21.90 31.144 -0.194 978.89 999.17 20.28 28.845 -0.035 985.72 997.92 12.21 17.366 -0.182 981.63 998.59 16.96 24.127 -0.061 987.13 998.17 11.04 15.708 -0.146 990.5 982.30 8.20 11.669 -0.024 977.73 999.20 21.47 30.5310 -0.146 983.74 998.70 14.96 21.2711 -0.411 977.96 999.38 21.42 30.4612 -0.085 978.15 999.33 21.18 30.1213 -0.036 987.61 999.26 11.65 16.5714 -0.097 978.38 999.24 20.86 29.6615 -0.352 987.34 998.82 11.48 16.3216 -0.280 994.98 987.28 7.70 10.9517 -0.255 978.59 998.97 20.38 28.9818 -0.535 980.46 998.18 17.72 25.2019 -0.158 984.77 997.76 12.99 18.4720 -0.049 982.15 998.08 15.93 22.6521 -0.243 985.32 997.69 12.37 17.5922 -0.049 990.16 982.06 8.10 11.5223 -0.134 984.96 996.72 11.76 16.7224 -0.134 988.65 997.06 8.41 11.9625 -0.036 991.97 984.07 7.90 11.2326 -0.146 990.16 982.16 8.00 11.3827 -0.061 985.38 996.74 11.36 16.1528 -0.194 992.25 984.45 7.80 11.0929 -0.170 997.8 999.63 21.83 31.0430 -0.049 978.07 999.59 21.52 30.6031 -0.049 980.34 999.44 19.10 27.1632 -0.255 978.59 999.25 20.66 29.3833 -0.486 985.59 998.76 13.17 18.7334 -0.024 983.51 998.55 15.04 21.3935 -0.158 990.37 998.28 7.91 11.2536 -0.279 981.67 998.95 17.28 24.5737 -0.267 982.59 998.74 15.88 22.58

78

USAC DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓNProyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio: San Pedro AyampucEPS Departamento: Guatemala

Nodo Q Cota del terreno Cota piezométrica Presión Presión( L/S ) ( m ) ( m ) ( m.c.a. ) ( P.S.I )

38 -0.085 994.84 987.24 7.60 10.8139 -0.170 981.02 997.99 16.97 24.1340 -0.134 987.94 997.01 9.07 12.9041 -0.036 976.05 999.47 23.42 33.3042 -0.049 988.76 997.70 8.94 12.7143 -0.279 971.84 998.94 27.10 38.5444 -0.206 982.3 996.93 14.63 20.8045 -0.049 971.77 998.80 27.03 38.4446 -0.073 980.17 998.50 18.33 26.0747 -0.535 961.95 998.17 36.22 51.5048 -0.146 960.44 997.84 37.40 53.1849 -0.292 955.6 997.65 42.05 59.8050 -0.073 958.06 997.43 39.37 55.9851 -0.243 972.26 999.08 26.82 38.1452 -0.219 973.57 998.73 25.16 35.7853 -0.219 989.78 997.92 8.14 11.5854 -0.231 985.25 998.03 12.78 18.1755 -0.097 971.62 999.01 27.39 38.9556 -0.073 971.63 998.86 27.23 38.7257 -0.146 992.56 984.76 7.80 11.0958 -0.146 987.58 997.41 9.83 13.9859 -0.207 969.95 998.83 28.88 41.0760 -0.061 977.34 997.13 19.79 28.1461 -0.109 968.42 998.12 29.70 42.2362 -0.073 967.62 997.93 30.31 43.1063 -0.389 996.08 988.58 7.50 10.6764 -0.522 955.47 997.60 42.13 59.9165 -0.073 955.46 997.36 41.90 59.5866 -0.207 957.67 995.48 37.81 53.7767 -0.437 957.78 996.76 38.98 55.4368 -0.061 967.6 995.74 28.14 40.0269 -0.109 954.3 996.11 41.81 59.4570 -0.036 949.42 995.96 46.54 66.1871 -0.097 947.1 995.66 48.56 69.0572 -0.632 941.39 990.75 49.36 70.1973 -0.109 952.1 995.38 43.28 61.5474 -0.061 956.44 994.15 37.71 53.6275 -0.049 952.79 994.78 41.99 59.7176 -0.243 950.13 994.35 44.22 62.8877 -0.146 971.12 993.56 22.44 31.91

79

Figura 3. Delimitación de la cuenca del río Los Suretes

Referencias Símbolo

Ramal principal Afluentes del ramal Estación pluviométrica Ayampuc

80

Figura 4. Cuenca del río Los Suretes

81

ANEXO Figura 13. Informe de examen bacteriológico

90

Figura 14. Informe de examen físico-químico

91

Fig. 15 Curva de duración intensidad y frecuencia de precipitaciones para la estación INSIVUMEH

Fuente: INSIVUMEH

92

Figura 15. Isoyetas de precipitación promedio anual en Guatemala

Fuente: Ministerio de Agricultura, Ganadería y Alimentación

93