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Este: con los municipios de San José del Golfo y Palencia ... Oeste: con la aldea San José Nacahuíl. 1.1.4. ...... de Educación Pública “José de Pineda Ibarra”.
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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.

1.3.

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

6

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

2.7.

2.8.

2.9.

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

Levantamiento topográfico

18

2.7.1.

Planimetría

19

2.7.2.

Altimetría

19

Estudio sobre la cuenca del río Los Suretes

20

2.8.1.

Generalidades

20

2.8.2.

Características morfométricas de la cuenca

21

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

II

25

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

2.11.

Componentes del sistema de abastecimiento de agua potable 28 2.11.1. Presa derivadora

27

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

36

Caja de captación

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 2.11.3.1.

Conexiones

40 41

2.12. Análisis de costo

41

2.13. Sistema tarifario

50

2.14.

51

Cronograma de ejecución

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

16.

para la estación INSIVUMEH

92

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

XIV

76

Diseño hidráulico de la red de distribución cálculo de cota piezométrica y presión en cada nodo

V

78

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



Metros cuadrados



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

X

del

vital

líquido.

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.

1.1.

INVESTIGACIÓN

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.

2.1.

SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL

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 Litros/segundo 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.30 3.50 3.70 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

Cantidad necesaria de solución Litros / hora Litros / día 3.60 86.40 3.96 95.64 4.32 103.68 4.68 112.32 5.04 120.96 5.40 129.60 5.78 138.24 6.12 146.88 6.48 155.52 6.84 164.16 7.20 172.80 7.92 190.08 8.64 207.36 9.36 224.64 10.08 241.92 10.80 259.20 11.88 285.12 12.60 302.40 13.32 319.80 14.40 345.60 16.20 388.80 18.00 432.00 19.80 475.20 21.60 518.40

17

Tabla III. Hipoclorito necesario para preprarrar solución al 0.10%

Volumen de solucion requerida Litros 1 2 10 25 50 75 100 300 500 600 1000

2.7.

65%

66%

67%

68%

Gramos 1.52 1.49 1.47 3.03 2.99 2.94 15.15 14.93 14.71 37.88 37.31 36.76 75.76 74.63 73.53 113.64 111.94 110.06 151.52 149.25 147.06 454.55 447.76 441.18 757.58 746.27 735.3 909.09 895.2 882.59 1515.15 1492.54 1470.59 1 lb. = 460 gramos Volumen del depósito a utilizar = 1000 litros

1.54 30.8 15.38 38.46 76.92 115.38 153.84 461.52 769.236 923.08 1538.46

69%

70%

1.45 2.9 14.49 36.23 72.46 108.7 144.93 434.78 724.64 869.57 1449.28

1.43 2.86 14.29 35.71 71.43 107.14 142.86 428.57 714.28 857.14 1428.57

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: 9 Teodolito marca Pentax 9 Nivel de preescisión marca Sokkisha 9 Trípode 9 Cinta métrica 9 Brújula 9 Estadal 9 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 = D c L ⎡ 4 * Ac ⎤ Dc = diámetro de la cuenca = ⎢ ⎣ π ⎥⎦

Dc = 3191.54 mts.

21

1/2

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: D K = L T A C D K = 11510 8 *10 6

D K = = 1.44 * 10 −3 mts. ⇒ Indica que es una cuenca poco drenada con una vegetación densa. h) Frecuencia de corrientes: Fk = No. A c Fk = 8 ramales / 8 km² Fk = 1 ramal/ km² i) Coeficiente de relieve: Rd = ΔH 1000L Punto más alto en perímetro de la cuenca = 1500 Elevación de la captación = 1200 Rd =

1500 − 1200 = 0.0056 ⇒ 0.56% de pendiente 1000 * 5350

j) Coeficiente de robustez: Cr = ΔH * D k 1000L Cr = 4.3* 10 −4 k) Forma de la cuenca: Ic = índice de compacidad de Gravelius I C = 0.28 *

π(Dc/2) Ac

I C = 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

¾ Obras civiles: 20 años ¾ 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 . ecuación utilizada en este método es la siguiente:

P = Pa * (1 + γ )

n

f

24

La

Donde:

Pa = Población actual γ = Tasa de crecimiento poblacional (según I.N.E. el 2.5%) n = Diferencia de años

P = 57602 * (1 + 0.025 )

21

f

Pf = 9675 habitantes 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 diseño Municipio: San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala Fuente Aforo Sistema Servicio No. de conexiones actules Población actual Tasa de crecimiento Periodo de diseño Proyeccion de pobalción para 21 años Dotación Factor de día máximo Caudal de día máximo (conducción) Factor de hora máximo Caudal de hora máximo (distribución)

2.10.

Río Los Suretes 13.80 Litros/segundo Por gravedad Domiciliar 1152 5760 habitantes 2.50% 21 años 9675 habitantes 100 litro/habitante/día 1.2 13.44 litros/segundo 1.8 20.16 litros/segundo

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: ¾ Algún múltiplo del caudal medio anual ¾ 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: ¾ Avenida histórica ¾ Curva envolvente 2) Métodos estadísticos 3) Métodos hidrometereológicos ¾ Método racional ¾ 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: Q Tr =

CI Tr A C 3.6

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]

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

A (B + t )n

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

t=

3 * L1.15 154 * H 0.38

Donde: L = longitud del cauce desde la cabecera de la cuenca tributaria [m] H = Desnivel del cauce [m] 3 * (5350 ) 154 * (1500 - 1200) 0.38 1.15

t=

t = 42 minutos I Tr =

A (B + t )n

I 25 a =

820 (2 + 4)0.656

I 25a = 69 mm / hr. este valor también se puede obtener a través de la curva de duración, frecuencia e intensidad de lluvia (ver figura 15 en Anexos)

Q Tr =

CI Tr A C 3.6

Q 25a = 0.70*69*8 / 3.6 Q 25a = 107.33 m³/seg.

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: Q = CLH3/2 ⇒ despejamos H H = (Q CL )

2/3

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 terreno

Tierra agríccola

Potreros

Bosques

< 5% 5 - 10% 10 - 30% < 5% 5 - 10% 10 - 30% < 5% 5 - 10% 10 - 30%

Capacidad de infiltración del suelo Alto Medio Bajo (suelos arenosos) (suelos francos) (suelos arcillosos) 0.3 0.5 0.6 0.4 0.6 0.7 0.5 0.7 0.8 0.1 0.5 0.4 0.15 0.6 0.55 0.2 0.7 0.6 0.1 0.3 0.4 0.25 0.35 0.5 0.3 0.5 0.6

Fuente: National Engineering Handbook, Sec. 4: Hidrology, USDA, 1972. Tabla VI. Parámetros de ajuste

Parámetros A B n

2 1970 15 0.958

5 7977 30 1.161

Período de retorno (años) 10 20 30 25 1345 720 815 820 9 2 2 2 0.791 0.637 0.656 0.65

Fuente: INSIVUMEH

32

50 900 2 0.66

100 890 2 0.649

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 F1 = 3.68*1.20*1000 F2 = 1/2*1.20*1.20*1000 W1 = 0.30*2.35*1600 W2 = 1/2*3.35*1.10*1600 W3 = 3.35*1.15*1600

F (kg) W (kg) Brazo (m) MV (Kg-m) MR (kg-m) 4416 1.75 7728 720 1.55 1116 1080 3.5 3780 2948 2.23 6583.87 6164 1.68 10324.7 4635 10192 8844 20688.57

1) Chequeo por volteo: F.S.V. = ΣM R ΣM V = 20688.57 8844 F.S.V. = 2.34 > 1.50 OK

3) Chequeo por deslizamiento: F.S.D. = μΣW ΣF = 0.70 *10192 46365 F.S.D. = 1.54 > 1.50 OK

4) Chequeo por hundimiento a = (ΣM V − ΣM R ) ΣW = (20688.50 − 8844 ) 10192 a = 1.16 3a = 3.48 < B = 3.65 ⇒ se calcula el esfuerzo máxima

σmax = 2 * ΣW 3 * a σmax = 2 *10192 3 *1.16 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. H = (Q CL )

2/3

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 = Q c (C d * 2gH )

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 = 0.01380 (0.98 * 0.62 * 2 * 9.80 * 0.040 ) 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 =

1743.8111 * L * Q1.85 ⇒ despejamos D C1.85 * D 4.87

⎡1743.811141* L * Q1.85 ⎤ D= ⎢ ⎥ hf * C1.85 ⎣ ⎦

1/4.87

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 unitarios Reglón: presa derivadora Materiales de construcción No. Cantidad Unidad Descripción 1 2 candados Yale 2 1 codo PVC 90° de 4" 3 9 libras Alambre de amarre 4 10 libras Clavo varias medidas 5 1 m^3 Piedrín 6 46 m^3 Piedra bola * 7 49 m^3 Arena de río 8 318 sacos Cemento Portland 4000 PSI 9 15 tablas 1" X 12" X 8' 10 2 tubo PVC 160 PSI de 5" 11 1 unidad Válvula de pila * 12 1 unidad Pichacha según diseño * 13 4 varillas Acero de refuerzo de 3/8" 14 1 varillas Acero de refuerzo de 1/2" Mano de obra de obra No. Cantidad Unidad 1 29.2 m^2 2 29.2 m^2 3 33.58 m^3 4 33.58 m^3 5 2.55 m^2 6 13.25 m^2 7 2.78 m^2 8 11.2 m^2 9 0.91 m^2

Descripción Limpieza general Nivelación del terreno Movimiento de tierra Excavación de terreno Levantado de muro Alizado de muro Armadura de acero de diámetro 3/8" Fundición de tanque de captación Alizado de tanque de captación

Total mano de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%) TOTAL

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

42

P. U. 125 71.14 2.55 3 140 0 115 36 35 523 0 0 12.5 22

Sub-total 250 71.14 22.95 30 140 0 5635 11448 525 1046 0 0 50 22 Q19,240.09

P. U.

Sub-total 73 102.2 302.22 772.34 30.6 86.125 28.356 84 5.46 Q1,484.30 Q19,240.09 Q1,484.30 Q20,724.39 Q828.98 Q2,072.44 Q23,625.80 Q2,835.10 Q26,460.90

2.5 3.5 9 23 12 6.5 10.2 7.5 6

Continuación Integración de precios unitarios Reglón: linea de conducción Materiales de construcción No. Cantidad Unidad Descripcion 1 4 codo HG liviano de 5" 2 4 tubo HG liviano de 5" 3 358 tubo PVC 160 PSI de 5" Mano de obra de obra No. Cantidad Unidad 1 2000 M.L. 2 800 M.L. 3 1200 M.L. 4 1200 M.L. 5 1200 M.L. 6 1200 M.L.

Descripcion Rectificación de topografica Limpieza de terreno Quitar y colocar adoquín Excavación de zanja Relleno y compactación Instalación de tubería

Total de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%) TOTAL

43

P. U. 300 1800 785

Sub-total 1200 7200 281030 Q289,430.00

P. U.

Sub-total 1600 480 12000 14220 13500 3300 Q45,100.00 Q286,630.00 Q45,100.00 Q331,730.00 Q13,269.20 Q33,173.00 Q378,172.20 Q45,380.66 Q423,552.86

0.8 0.6 10 11.85 11.25 2.75

Continuación Integración de precios unitarios Reglón: caja de válvula de aíre Materiales de construcción No. Cantidad Unidad Descripción 1 1 adaptdor macho de 2" 2 1 adaptador hembra de 2" 3 1 candado Yale 4 1 codo 90° PVC DE 1/2" 5 1 codo 90° PVC DE 1" 6 3 libras Alambre de amarre 7 3 libras Clavos varias medidas 8 1 m^3 Arena de río 9 1 m^3 Piedrín 10 1 m^3 Piedra bola 11 1 pomo Permatex 12 1 pomo Tangit 13 13 sacos Cemento Portland 4000 PSI 14 5 tablas 1" X 12" X 8' 15 1 tee PVC de 5" 16 2 unidad Reducidor bushig de 2"-1/2" 17 1 unidad Válvula de aire de 1 1/4" 18 17 varillas Acero de refuerzo de 3/8" Acero de refuerzo de 1/4" 19 7 varillas Mano de obra de obra No. Cantidad Unidad 1 3 J/D 2 10 J/D

Descripción Mano de obra calificada Mano de obra no calificada

Total de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%) TOTAL

44

P. U. 8 7.50 125.00 1.10 4.25 2.55 3.50 115.00 140.00 0.00 30.00 25.00 36.00 34.00 325.00 30.00 65.00 12.50 6.00

P. U. 100 45

Sub-total 0.00 7.50 125.00 1.10 4.25 7.65 10.50 115.00 140.00 0.00 30.00 25.00 468.00 170.00 325.00 60.00 65.00 212.50 42.00 Q1,801.00 Sub-total 300.00 450.00 Q750.00 Q1,801.00 Q750.00 Q2,551.00 Q102.04 Q255.10 Q2,908.14 Q348.98 Q3,257.12

Continuación

Integración de precios unitarios Reglón: caja de válvula de compuerta Materiales de construcción Unidad Descripción No. Cantida 1 2 adaptador Macho 2 1 candado Yale 3 2 libras Alambre de amarre 4 3 libras Clavos varias medidas 5 1 m^3 Arena de río 6 1 m^3 Piedrín 7 1 m^3 Piedra bola 8 1 pomo Permatex 9 1 pomo Tangit 10 5 sacos Cemento Portland 4000 PSI 11 5 tablas 1" X 12" X 8' 12 1 tee Diámetro por seguir 13 1 unidad Válvula de compuerta 14 1 unidad Tee diametro por seguir 15 17 varillas Acero de refuerzo de 3/8" Acero de refuerzo de 1/4" 16 7 varillas 7 cajas Mano de obra de obra Unidad No. Cantida 1 3 J/D 2 10 J/D 3 7 cajas Total de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%)

para válvulas de compuerta Descripción Mano de obra calificada Mano de obra no calificada para válvulas de compuerta

TOTAL

45

P. U. 120.00 125 2.55 3.5 115.00 140.00 0.00 30.00 25.00 36.00 34.00 480 475 325 12.50 6.00 2575.10 P. U. 100 45 750

Sub-total 240.00 125.00 5.10 10.50 115.00 140.00 0.00 30.00 25.00 0.00 170.00 480.00 475.00 325.00 212.50 42.00 Q2,575.10 Q18,025.70 Sub-total 300.00 450.00 Q750.00 Q5,250.00 Q18,025.70 Q5,250.00 Q23,275.70 Q931.03 Q2,327.57 Q26,534.30 Q3,184.12 Q29,718.41

Continuación

Integración de precios unitarios Renglón: tanque hipoclorador Materiales de construcción No. Cantidad Unidad Descripción 1 2 adaptador PVC macho 1/2" 2 2 candados Yale 3 1 codo PVC 90° de 1/2" 4 1 codo PVC 45° de 1/2" 5 4 libras Varias medidas 6 10 libras Alambre de amarre 7 2 m^3 Arena de río 8 2 m^3 Piedrín 9 4 parales 3" X 3" X 8' 10 10 quintales Acero de refuerzo de 3/8" 11 14 sacos Cemento portlan 4000 PSI 12 10 tabla 1" X 12" X 8' 13 2 tapon PVC hembra de 1/2" 14 1 tee PVC de 5" 15 3 tubo PVC 315 PSI de 1/2" 16 1 unidad Reducidor PVC de 1/2" 17 1 valvula De flote 18 1 valvula De compuerta plastica 1/2" 19 1 varilla Acero de refuerzo de 1/2"

P. U. 1.25 125.00 1.25 4.00 3.50 2.55 115.00 140.00 37.00 12.50 36.00 34.00 2.00 325.00 21.50 25.00 0.00 30.00 22.00

Sub-total 2.50 250.00 1.25 4.00 14.00 25.50 230.00 280.00 148.00 125.00 504.00 340.00 4.00 325.00 64.50 25.00 0.00 30.00 22.00 Q2,394.75

Mano de obra No. Cantidad Unidad 10 m^2 10 m^2 10 m^2

P. U. 17.00 15.00 20.00

Sub-total 170.00 150.00 200.00 520.00 Q2,394.75 Q520.00 Q2,914.75 Q116.59 Q291.48 Q3,322.82 Q398.74 Q3,721.55

Descripción Armadura con acero de 3/8" Encofrado y descencofrado Fundición de concreto

Total de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%) TOTAL

46

Continuación

Integración de precios unitarios Renglón: Red de distribución Tubería y accesorios de P.V.C. No. Cantidad Unidad Descripción 1 1 adaptador hembra PVC de 1 1/2" a 2" 2 1 adaptador macho PVC de 3/4" a 1 1/2" 3 1 adaptador macho PVC de 2" a 2 1/2" 4 2 adaptador macho PVC de 2 1/2" a 3" 5 1 adaptador macho PVC de 3" a 5" 6 1 codo PVC 45° de 1/2" 7 10 codo PVC 45° de 1" 8 2 codo PVC 45° de 1 1/4" 9 10 codo PVC 45° de 1 1/2" 10 3 codo PVC 45° de 2" 11 1 codo PVC 45° de 2 1/2" 12 6 codo PVC 45° de 3" 13 4 codo PVC 45° de 4" 14 1 codo PVC 45° de 5" 15 1 codo PVC 90° 1/2" 16 2 codo PVC 90° de 1" 17 1 codo PVC 90° de 1 1/4" 18 1 codo PVC 90° de 2" 19 1 codo PVC 90° de 3" 20 5 codo PVC 90° de 4" 21 1 cruz PVC de 4" 22 2 reducidor bushing PVC de 3" a 2" 23 2 reducidor bushing PVC de 1 " a 1/2" 24 5 reducidor bushing PVC de 1 1/2" a 1" 25 1 reducidor bushing PVC de 1 1/2" a 1/2" 26 5 reducidor bushing PVC de 1 1/2" a 3/4" 27 2 reducidor bushing PVC de 2 " a 1/2" 28 1 reducidor bushing PVC de 2" a 1" 29 4 reducidor bushing PVC de 2" a 1 1/4" 30 3 reducidor bushing PVC de 2 " a 1 1/2" 31 1 reducidor bushing PVC de 2 1/2 " a 3/4" 32 1 reducidor bushing PVC de 2 1/2" a 1" 33 1 reducidor bushing PVC de 2 1/2" a 1 1/2" 34 3 reducidor bushing PVC de 2 1/2 " a 2" 35 6 reducidor bushing PVC de 3" a 3/4"" 36 4 reducidor bushing PVC de 3" a 1" 37 2 reducidor bushing PVC de 3 " a 1 1/2" 38 2 reducidor bushing PVC de 3" a 2" 39 2 reducidor bushing PVC de 3" a 2 1/2" 40 6 reducidor bushing PVC de 4" a 2" 41 7 reducidor bushing PVC de 4" a 3" 42 3 reducidor bushing PVC de 5 " a 4"

47

P. U. 8.00 8.00 21.00 30.00 117.00 4.00 7.00 8.25 11.00 12.00 43.00 51.25 92.00 310.00 2.30 4.25 7.00 11.50 40.00 72.00 210.00 41.00 3.00 9.00 5.25 5.25 9.00 9.00 9.00 9.00 22.00 22.00 22.00 22.00 40.50 40.50 40.50 40.50 40.50 40.25 40.25 100.00

Sub-total 8.00 8.00 21.00 60.00 117.00 4.00 70.00 16.50 110.00 36.00 43.00 307.50 368.00 310.00 2.30 8.50 7.00 11.50 40.00 360.00 210.00 82.00 6.00 45.00 5.25 26.25 18.00 9.00 36.00 27.00 22.00 22.00 22.00 66.00 243.00 162.00 81.00 81.00 81.00 241.50 281.75 300.00

Continuación

43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

3 11 14 4 9 8 1 1 6 1 7 7 11 6 1 7 29 131 264 88 194 221 63 281 86 108

reducidor tapón tapón tapón tapón tapón tapón tee tee tee tee tee tee tee tee tubos tubos tubos tubos tubos tubos tubos tubos tubos tubos tubos

bushing PVC de 8 " a 4" hembra PVC 3/4" hembra PVC de 1" hembra PVC de 1 1/4" hembra PVC de 1 1/2" hembra PVC de 2" hembra PVC de 2 1/2" PVC de 3/4" PVC de 1" PVC de 1 1/4" PVC de 1 1/2" PVC de 2 1/2" PVC de 3" PVC de 4" PVC de 5" PVC de 8" DE 160 PSI PVC de 5" DE 160 PSI PVC de 4" DE 160 PSI PVC de 3" DE 160 PSI PVC de 2 1/2"" DE 160 PSI PVC de 2" DE 160 PSI PVC de 1 1/2" DE 160 PSI PVC de 1 1/4" DE 160 PSI PVC de 1" DE 160 PSI PVC de 3/4" DE 250 PSI PVC de 1/2" DE 315 PSI

Mano de obra de obra Cantidad Unidad No. 1 9088.91 M.L. 3 9088.91 M.L. 4 9088.91 M.L. 5 9088.91 M.L. 6 9088.91 M.L.

Descripción Rectificación de topografiía Quitar y colocar adoquín Excavación de zanja Relleno y compactación Instalación de tubería

Total de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%) TOTAL

48

640.00 2.00 3.25 4.50 5.25 6.00 27.00 2.25 4.25 7.00 8.00 53.00 40.00 71.25 305.00 1260.00 525.00 345.00 210.00 145.00 100.00 65.00 50.00 40.00 30.00 25.00

P. U. 0.8 10 11.85 11.25 2.75

1920.00 22.00 45.50 18.00 47.25 48.00 27.00 2.25 25.50 7.00 56.00 371.00 440.00 427.50 305 8820.00 15225.00 45195.00 55440.00 12760.00 19400.00 14365.00 3150.00 11240.00 2580.00 2700.00 Q198,613.05 Sub-total 7271.13 90889.10 107703.58 102250.24 24994.50 Q333,108.55 Q198,613.05 Q333,108.55 Q531,721.60 Q21,268.86 Q53,172.16 Q606,162.62 Q72,739.51 Q678,902.14

Continuación

Integración de precios unitarios Reglón: Llenacntaro Materiales de construcción No. Cantidad Unidad Descripción 1 4 sacos Cemento portlan 4000 PSI 2 2 adaptador Macho 1/2" 3 1 codo PVC 90° de 1/2" 4 1 codo PVC 90° de 1/2" con rosca 5 1 libra Clavo de 2" 6 1 llave De chorro 7 3.6 m PVC de 1/2" 8 1m PVC de 2" 9 0.35 m^3 Arena de río 10 0.4 m^3 Piedrín 11 0.2 m^3 Piedra bola 12 1 niple HG liviano de 1/2" X 0.20 13 3 tablas 1" X 12" X 8' 14 1 válvula De paso de bronce de 1/2" 8 unidades Mano de obra No. Cantidad Unidad 1 3 J/D 2 3 J/D 3 8 unidades Total de materiales Total de mano de obra Inversión total Herramientas (4%) Imprevistos (10%) Subtotal I.V. A. (12%)

Llenacántaros Descripción Mano de obra calificada Mano de obra no calificada Llenacantaros

TOTAL

49

P. U. 36.00 1.25 1.25 2.50 3 15 3.7 66 115.00 140 0 8 34 60 513.82 P. U. 100 45 435

Sub-total 144.00 2.50 1.25 2.50 3.00 15.00 13.32 66.00 40.25 56.00 0.00 8.00 102.00 60.00 Q513.82 Q4,110.56 Sub-total 300.00 135.00 Q435.00 Q3,480.00 Q4,110.56 Q3,480.00 Q7,590.56 Q303.62 Q759.06 Q8,653.24 Q1,038.39 Q9,691.63

Tabla IX. Presupuesto final del proyecto

No. 1 2 3 4 5 6 7

Reglón Presa derivadora Linea de conducción Caja de válvula de aire Cajas de válvulas de compuerta Tanque hipoclorador Red de distribución Llenacantaros Total

Costo Q26,460.90 $3,266.78 Q423,552.86 $52,290.48 Q3,257.12 $402.11 Q29,718.41 $3,668.94 Q3,721.50 $459.44 Q678,902.14 $83,815.08 Q9,691.63 $1,196.50 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.

TOTAL

800.00 /mes

Q. 7,900.00 / mes

50

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

2.14.

(Q. 7.00 / mes).

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:

51

Tabla X. Cronograma de ejecución

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Descripción de actividades

Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Mes 7 Mes 8 Mes 9 1 2 3 4 1 23 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 34 1 2 3 4 1 2 3 4

Visita de campo Permiso municipal Presa derivadora Linea de conducción Caja de válvula de aíre Cajas de válvulas de compuerta Tanque hipoclorador Línea de distribución Llenacantaros

Nota: 1. Para 2. Para 3. Para 4. Para

la la la la

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

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

3

0

276

0

2.200 1.730 1.260

1.43

75

3.0

87.74

999.80

3

1

279

0

3.460 3.075 2.690

1.43

77

26.0

73.35

991.38

3

4

101

0

1.214 1.135 2.690

1.43

90

0.0

15.72

976.97

3

3.1

2

0

1.345 1.150 0.995

1.43

90

0.0

39.01

976.95

3

2

274

35

1.225 0.960 0.696

1.43

90

0.0

52.90

977.14

2

25.1

300

0

0.595 0.500 0.405

1.44

88

31.0

18.99

978.57

3

78

182

0

1.420 1.100 0.780

1.47

90

53.0

63.98

976.05

4

5

41

30

1.060 0.775 0.444

1.46

90

0.0

66.15

977.65

5

6

64

0

1.661 1.000 0.339

1.78

90

0.0

132.13

978.43

5

18

350

0

1.600 1.330 1.060

1.41

90

0.0

53.98

977.73

56

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

5

22

351

0

1.339 0.940 0.541

1.41

90

0.0

79.83

978.12

6

7

66

0

1.027 1.000 0.973

1.46

90

0.0

5.38

978.89

6

14

92

0

1.620 1.000 0.380

1.46

88

44.0

123.94

981.63

7

8

309

0

0.560 0.400 0.240

1.49

89

8.0

31.99

980.46

8

9

338

0

1.361 1.294 1.227

1.37

90

0.0

13.40

980.54

9

10

348

0

1.451 1.385 1.319

1.37

90

0.0

13.25

980.53

10

11

315

0

1.300 1.180 1.060

1.37

89

9.0

23.99

981.07

11

12

323

0

0.719 0.615 0.511

1.60

90

0.0

20.89

982.06

12

13

380

0

0.630 0.500 0.370

1.60

84

19.0

25.75

985.72

14

15

187

0

1.790 1.700 1.610

1.49

70

17.0

15.95

987.13

14

16

82

0

1.030 0.700 0.370

1.49

87

25.8

65.87

985.37

57

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

16

17

53

0

1.820 1.500 1.180

1.48

85

22.0

63.58

990.50

18

19

82

17

2.880 2.700 2.520

1.41

87

33.0

35.93

977.98

19

20

4

40

1.575 1.500 1.425

1.43

87

9.0

14.96

978.65

20

21

336

22

1.400 1.200 1.000

1.45

83

0.5

39.41

983.74

22

23

272

33

2.060 1.530 1.000

1.37

90

0.0

106.00

977.96

23

3.1

146

15

2.760 2.200 1.640

1.42

90

10.0

112.00

976.85

23

24

139

10

1.140 1.000 0.860

1.42

91

58.0

27.97

977.42

23

25

217

13

1.030 0.800 0.570

1.42

90

58.0

45.99

977.80

23

26

328

15

1.340 1.200 1.060

1.42

90

4.0

28.00

978.15

23

28

332

0

1.380 1.000 0.620

1.42

90

0.0

76.00

978.38

25

25.1

164

0

1.720 1.300 0.880

1.39

90

36.0

83.99

977.01

58

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

25

25.2

67

0

1.000 0.950 0.900

1.39

91

1.0

10.00

978.07

25.2

57

314

30

0.840 0.600 0.360

1.45

88

15.0

47.96

980.38

25.2

58

314

35

1.570 1.200 0.830

1.44

88

32.0

73.95

980.20

25.2

59

314

30

1.590 1.000 0.410

1.45

88

31.0

117.92

981.57

26

27

80

52

0.490 0.400 0.310

1.37

215

18.0

6.01

987.61

28

29

9

0

2.920 2.400 1.880

1.44

86

55.5

103.70

982.99

28

54

318

0

1.750 1.200 0.650

1.44

88

53.0

109.96

980.76

28

55

307

0

0.530 0.465 0.400

1.44

93

23.5

12.95

978.59

29

30

30

5

0.800 0.590 0.380

1.45

85

13.0

41.71

987.34

30

31

116

0

1.500 1.315 1.130

1.42

76

58.5

35.12

995.57

59

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

30

32

0

0

1.700 1.340 0.980

1.42

83

56.0

71.20

994.98

32

33

0

46

1.900 1.400 0.900

1.48

89

11.0

99.98

996.49

33

34

344

0

1.000 0.765 0.530

1.36

95

56.0

46.50

992.25

34

35

352

30

1.700 1.170 0.640

1.39

90

32.0

105.99

991.48

35

36

286

17

1.000 0.690 0.380

1.35

91

50.0

61.94

990.16

36

37

13

30

2.000 1.700 1.400

1.40

94

18.0

59.66

985.37

36

38

199

30

1.000 0.740 0.480

1.40

92

23.0

51.91

988.65

38

39

199

0

1.795 1.300 0.805

1.40

92

28.0

98.82

984.49

38

49

307

0

1.065 0.900 0.735

1.40

85

4.0

32.76

991.97

38

50

307

15

1.950 1.580 1.210

1.40

83

19.0

73.00

997.02

39

40

144

30

1.000 0.824 0.648

1.40

87

27.0

35.13

986.62

60

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

39

43

189

0

1.390 0.930 0.470

1.40

91

45.0

91.91

982.15

39

41

194

30

1.500 1.060 0.620

1.39

91

43.0

87.92

982.18

41

42

89

48

1.700 1.350 1.000

1.40

87

46.0

69.89

984.96

41

51

179

36

0.890 0.500 0.110

1.34

91

53.0

77.92

980.46

43

44

286

0

1.090 0.700 0.310

1.40

88

11.0

77.92

985.32

44

45

294

0

1.370 1.200 1.030

1.39

70

15.0

30.12

996.32

45

45.1

191

0

1.020 0.900 0.780

1.49

87

30.0

23.95

997.96

45.1

75

127

16

1.240 1.000 0.760

1.57

103

5.0

45.54

987.94

45.1

76

196

12

0.990 0.900 0.810

1.49

102

19.0

17.18

994.80

45.1

77

120

12

1.330 1.200 1.070

1.49

101

17.0

25.00

993.26

46

45

206

30

1.230 1.000 0.770

1.50

92

45.0

45.89

997.63

61

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

47

46

247

54

1.870 1.700 1.530

1.45

89

28.0

34.00

999.33

48

47

336

0

1.430 1.200 0.970

1.44

86

30.5

45.83

999.27

49

48

208

0

2.230 2.000 1.770

1.32

83

48.0

45.46

996.23

51

52

83

10

1.430 1.100 0.770

1.35

86

28.0

65.75

984.77

51

53

182

15

1.300 0.895 0.490

1.35

91

12.0

80.96

979.22

51

74

282

48

1.200 1.000 0.800

1.35

89

42.0

40.00

981.02

51

75

284

50

1.880 1.410 0.940

1.35

87

37.0

93.84

984.31

53

54

61

18

1.300 1.000 0.700

1.34

91

40.0

59.95

977.82

55

56

219

12

1.000 0.815 0.630

1.44

90

27.0

37.00

978.92

57

56

4

0

1.740 1.500 1.260

1.28

91

52.0

47.95

978.59

59

60

191

0

0.670 0.500 0.330

1.33

79

24.0

32.85

988.55

62

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

59

61

245

18

0.770 0.600 0.430

1.33

84

57.0

33.74

985.28

59

71

313

12

1.300 0.900 0.500

1.33

90

14.0

80.00

981.67

61

62

282

54

1.270 1.220 1.170

1.46

96

7.0

9.89

984.46

61

63

282

54

1.000 0.550 0.100

1.46

80

59.0

87.79

1000.12

63

64

305

30

0.400 0.330 0.260

1.43

93

20.0

13.95

1000.41

64

65

255

0

0.800 0.720 0.640

1.39

77

42.0

15.27

1004.41

64

66

305

18

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1.40

80

57.0

33.16

1006.36

66

67

244

18

1.800 1.380 0.960

1.54

83

36.0

82.96

1015.83

68

62

121

12

1.180 1.000 0.820

1.41

87

20.5

35.92

985.59

68

69

297

15

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1.41

80

3.0

40.75

990.37

69

70

317

7

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1.43

78

55.0

53.93

1000.00

63

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

71

68

189

36

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1.33

88

40.0

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71

72

357

0

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1.33

89

39.0

96.00

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72

73

245

21

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1.39

78

2.0

53.59

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74

72

185

20

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1.57

89

31.0

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78

79

83

18

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78

81

183

45

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1.43

90

59.0

111.97

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80

23

0

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1.47

79

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81

82

145

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81

87

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30

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1.34

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15.0

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82

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13.0

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41

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1.46

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34.0

60.00

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84

85

126

48

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1.49

88

39.0

37.98

982.77

64

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

85

86

94

12

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1.48

89

24.0

47.99

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87

88

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30

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89

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10

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1.47

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90

205

20

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1.48

91

54.0

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91

214

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21.0

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92

110

15

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93

240

18

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1.44

93

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91

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240

18

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35.0

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101

247

4

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1.46

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33.0

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93

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50.3

20.00

962.41

94

95

181

25

1.460 1.300 1.140

1.43

95

22.0

31.72

959.56

65

Continaución

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

95

96

253

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24.0

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73

24.0

12.86

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100

332

12

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1.44

96

22.0

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24.0

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103

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102

104

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1.45

93

21.0

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102

155

218

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1.45

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37.0

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102

160

220

0

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1.45

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4.8

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105

106

61

24

1.140 1.000 0.860

1.53

90

11.0

28.00

959.36

66

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

106

107

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54.0

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1.52

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108

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273

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282

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1.34

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272

6

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1.30

81

37.0

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111

112

345

0

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112

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33

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1.39

90

4.5

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989.26

112

114

284

5

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1.39

80

2.5

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114

115

332

10

1.060 1.030 1.000

1.42

87

22.0

5.99

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114

117

337

12

1.400 1.280 1.160

1.42

82

40.0

23.61

999.26

67

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V. °

'

D.H.

COTA

115

116

198

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1.44

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0.5

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117

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1

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1.47

82

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119

335

10

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1.47

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119

120

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5

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1.45

79

45.0

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119

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122

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1.44

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10.0

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122

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25.0

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123

124

239

0

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1.41

88

18.0

39.96

1014.31

124

125

175

25

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1.37

88

18.0

83.93

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123

126

242

25

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1.41

86

13.0

59.74

1017.48

126

127

181

50

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1.40

78

40.0

40.38

1023.97

68

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V. °

'

D.H.

COTA

126

128

153

20

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1.40

86

28.0

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129

130

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93

41.0

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129

131

18

30

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1.47

89

32.0

95.99

969.95

131

132

285

5

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1.46

83

28.0

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133

1

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1.46

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2.0

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131

139

0

40

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1.46

89

25.0

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131

153

1

35

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1.46

88

32.0

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133

75

25

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49.0

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135

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1.34

81

13.0

42.97

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134

136

264

10

1.070 0.700 0.330

1.34

79

28.0

71.53

985.57

136

137

161

35

0.960 0.700 0.440

1.40

79

53.0

50.40

995.26

69

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

136

138

230

5

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1.40

78

44.0

36.55

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139

140

292

77

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1.41

89

16.0

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140

141

23

36

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1.45

87

13.0

61.85

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140

145

288

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1.45

90

31.0

18.00

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141

142

1

0

1.000 0.810 0.620

1.41

82

45.0

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142

143

318

5

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1.53

85

28.0

51.68

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143

144

257

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1.46

86

31.0

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145

146

245

57

1.400 0.960 0.520

1.44

85

29.0

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146

147

248

20

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1.42

83

57.0

25.71

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147

147.1

341

5

0.880 0.690 0.500

1.43

72

11.0

34.44

997.23

70

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

148

149

270

32

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1.42

90

50.0

53.99

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149

149.1

270

25

0.640 0.400 0.160

1.42

88

19.0

47.96

987.58

149

150

41

38

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1.42

90

46.0

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150

151

78

2

1.230 1.000 0.770

1.39

92

55.0

45.88

981.88

151

152

67

5

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1.28

95

48.0

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134

136

6

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1.41

96

21.0

51.36

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153

154

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10

0.690 0.450 0.210

1.44

90

33.0

48.00

975.59

154

2

22

0

1.230 1.000 0.770

1.43

89

48.0

46.00

976.18

155

156

128

4

1.310 1.000 0.690

1.39

84

39.0

61.46

961.63

156

156.1

134

0

1.090 1.000 0.910

1.45

72

17.0

16.33

967.30

156

157

70

35

3.600 3.360 3.120

1.45

85

50.0

47.75

963.20

71

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

157

158

75

30

0.460 0.400 0.340

1.44

102

13.0

11.46

961.76

158

159

44

45

1.000 0.770 0.540

1.47

96

24.0

45.43

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159

159.1

70

55

1.190 1.140 1.090

1.45

90

1.5

10.00

957.67

159

159.2

332

42

2.110 1.860 1.610

1.45

87

27.0

49.90

959.18

160

161

259

35

1.660 1.000 0.340

1.43

89

21.0

131.98

957.61

161

162

243

25

1.050 1.000 0.950

1.45

91

36.0

9.99

957.78

161

163

243

22

2.420 1.700 0.980

1.45

91

13.0

143.94

954.30

162

162.1

177

20

0.500 0.300 0.100

1.31

76

52.0

37.93

967.64

163

164

300

5

0.890 0.700 0.510

1.46

98

38.0

37.14

949.42

163

165

301

16

1.650 1.400 1.150

1.46

94

17.0

49.72

950.64

163

170

251

55

1.650 1.400 1.150

1.46

91

28.0

49.97

953.08

72

Continuación

EST.

P. O.

AZIMUT ° '

HILOS

A.I.

A.V.

D.H.

°

'

COTA

164

164.1

20

27

1.700 1.300 0.900

1.42

91

45.0

79.93

947.10

165

166

294

17

1.700 1.290 0.880

1.42

92

12.0

81.88

947.62

166

167

251

35

1.700 1.270 0.840

1.42

90

26.0

86.00

947.12

167

168

275

18

1.300 0.840 0.380

1.44

90

33.0

91.99

946.84

168

169

300

3

1.950 0.990 0.030

1.40

91

45.0

191.82

941.39

170

171

227

35

0.810 0.700 0.590

1.50

94

30.0

21.86

952.16

171

171.1

137

50

1.050 0.820 0.590

1.42

85

24.0

45.70

956.44

171

172

225

40

1.630 1.400 1.170

1.42

91

34.0

45.97

950.93

171

173

335

15

1.800 1.260 0.720

1.42

89

45.0

108.00

952.79

173

174

213

35

1.000 0.730 0.460

1.30

83

31.0

53.31

959.42

73

Tabla XII. Diseño hidráulico de línea de conducción

USAC

DISEÑO HIDRÁULICO DE LINEA DE CONDUCCIÓN Proyecto:

INGENIERÍA EPS Tramo LONG. DIÁMETRO DIÁMETRO DE A (m) COMERCIAL INTERIOR 0 1 48.00 5 5.135 1 2 26.16 5 5.135 2 3 69.84 5 5.135 3 4 24.00 5 5.135 4 5 24.00 5 5.135 5 6 24.00 5 5.135 6 7 110.16 5 5.135 7 8 9.84 5 5.135 8 9 63.00 5 5.135 9 10 50.76 5 5.135 10 11 14.64 5 5.135 11 12 39.60 5 5.135 12 13 48.00 5 5.135 13 14 48.00 5 5.135 14 15 24.00 5 5.135 15 16 15.00 5 5.135 16 17 30.00 5 5.040 17 18 62.00 5 5.135 18 19 20.00 5 5.135 19 20 35.00 5 5.135 20 21 67.00 5 5.135 21 22 58.00 5 5.135 22 23 45.00 5 5.135 23 24 43.00 5 5.135 24 25 46.00 5 5.135 25 26 26.00 5 5.135

Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

Municipio: San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala CLASE (PSI) 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 160 HG 160 160 160 160 160 160 160 160 160

Q Hf Cota Piezométrica (Lts/s) ( m ) Inicial Final 13.80 0.35 1017.63 1017.28 13.80 0.19 1017.28 1017.09 13.80 0.51 1017.09 1016.58 13.80 0.18 1016.58 1016.40 13.80 0.18 1016.40 1016.22 13.80 0.18 1016.22 1016.04 13.80 0.81 1016.04 1015.23 13.80 0.07 1015.23 1015.16 13.80 0.46 1015.16 1014.70 13.80 0.37 1014.70 1014.33 13.80 0.11 1014.33 1014.22 13.80 0.29 1014.22 1013.93 13.80 0.35 1013.93 1013.58 13.80 0.35 1013.58 1013.23 13.80 0.18 1013.23 1013.05 13.80 0.11 1013.05 1012.94 13.80 0.25 1012.94 1012.69 13.80 0.22 1012.69 1012.47 13.80 0.45 1012.47 1012.02 13.80 0.15 1012.01 1011.87 13.80 0.26 1011.87 1011.62 13.80 0.49 1011.61 1011.13 13.80 0.42 1011.12 1010.70 13.80 0.33 1010.70 1010.37 13.80 0.31 1010.37 1010.06 13.80 0.34 1010.05 1009.72

74

Cota Terreno Presión Disponible Presión Estática Inicial Final Inicial Final Inicial Final 1017.63 1011.08 0.00 6.20 0.00 6.55 1011.08 1011.09 6.20 6.00 6.55 6.54 1011.09 1008.35 6.00 8.23 6.54 9.28 1008.35 1007.99 8.23 8.41 9.28 9.64 1007.99 1007.14 8.41 9.08 9.64 10.49 1007.14 1006.40 9.08 9.64 10.49 11.23 1006.40 1003.33 9.64 11.90 11.23 14.30 1003.33 1002.56 11.90 12.60 14.30 15.07 1002.56 1003.43 12.60 11.27 15.07 14.20 1003.43 1002.53 11.27 11.80 14.20 15.10 1002.53 1002.95 11.80 11.27 15.10 14.68 1002.95 998.55 11.27 15.38 14.68 19.08 998.55 944.88 15.38 68.70 19.08 72.75 944.88 996.05 68.70 17.18 72.75 21.58 996.05 955.20 17.18 57.85 21.58 62.43 955.20 954.00 57.85 58.94 62.43 63.63 954.00 954.40 58.94 58.29 63.63 63.23 954.40 956.20 58.29 56.27 63.23 61.43 956.20 956.60 56.27 55.42 61.43 61.03 956.60 957.60 55.41 54.27 61.03 60.03 957.60 959.40 54.27 52.22 60.03 58.23 959.40 960.50 52.21 50.63 58.23 57.13 960.50 960.40 50.62 50.30 57.13 57.23 960.40 959.60 50.30 50.77 57.23 58.03 959.60 958.20 50.77 51.86 58.03 59.43 958.20 958.00 51.85 51.72 59.43 59.63

USAC

DISEÑO HIDRÁULICO DE LíNEA DE CONDUCCIÓN Proyecto:

INGENIERÍA EPS Tramo DE A 26 27 27 28 28 29 29 30 30 31 31 32 32 33 33 34 34 35 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 43 43 44 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49 49 50

Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

Municipio: San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala

LONG. DIAM. DIAM CLASE Q Hf ( m ) COMERCIAL INTERIOR (PSI) (Lts/s) ( m ) 36.00 5 5.135 160 13.8 0.26 54.00 5 5.135 160 13.8 0.26 16.00 5 5.135 160 13.8 0.39 13.00 5 5.04 HG 13.8 0.27 17.00 5 5.135 160 13.8 0.10 20.00 5 5.135 160 13.8 0.12 78.00 5 5.135 160 13.8 0.15 52.00 5 5.135 160 13.8 0.57 38.00 5 5.135 160 13.8 0.38 18.00 5 5.135 160 13.8 0.28 41.00 5 5.135 160 13.8 0.13 23.00 5 5.135 160 13.8 0.30 100.00 5 5.135 160 13.8 0.17 42.00 5 5.135 160 13.8 0.73 15.00 5 5.135 160 13.8 0.31 82.50 5 5.135 160 13.8 0.11 19.00 5 5.135 160 13.8 0.60 50.00 5 5.135 160 13.8 0.14 41.00 5 5.135 160 13.8 0.37 6.00 5 5.135 160 13.8 0.30 21.50 5 5.135 160 13.8 0.04 12.50 5 5.135 160 13.8 0.16 5.00 5 5.135 160 13.8 0.09 16.00 5 5.135 160 13.8 0.04

Cota Piezométrica Inicial Final 1009.72 1009.53 1009.46 1009.27 1009.19 1008.87 1008.80 1008.60 1008.53 1008.51 1008.43 1008.38 1008.31 1008.23 1008.16 1007.66 1007.59 1007.28 1007.21 1007.01 1006.93 1006.87 1006.80 1006.57 1006.50 1006.41 1006.33 1005.67 1005.60 1005.37 1005.29 1005.26 1005.18 1004.65 1004.58 1004.52 1004.44 1004.15 1004.08 1003.85 1003.78 1003.81 1003.73 1003.65 1003.58 1003.56 1003.48 1003.52

Cota Terreno Inicial Final 958.00 957.50 957.50 958.20 958.20 958.40 958.40 959.00 959.00 960.40 960.40 961.60 961.60 964.60 964.60 967.50 967.50 969.60 969.60 970.20 970.20 971.40 971.40 971.40 971.40 973.00 973.00 973.80 973.80 974.00 974.00 975.60 975.60 976.00 976.00 977.80 977.80 978.80 978.80 978.80 978.80 979.20 979.20 979.80 979.80 992.00 992.00 999.80

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

75

Presión Disponible Inicial Final 51.72 52.03 51.96 51.07 50.99 50.47 50.40 49.60 49.53 48.11 48.03 46.78 46.71 43.63 43.56 40.16 40.09 37.68 37.61 36.81 36.73 35.47 35.40 35.17 35.10 33.41 33.33 31.87 31.80 31.37 31.29 29.66 29.58 28.65 28.58 26.72 26.64 25.35 25.28 25.05 24.98 24.61 24.53 23.85 23.78 11.56 11.48 3.72

Presión Estática Inicial Final 59.63 60.13 60.13 59.43 59.43 59.23 59.23 58.63 58.63 57.23 57.23 56.03 56.03 53.03 53.03 50.13 50.13 48.03 48.03 47.43 47.43 46.23 46.23 46.23 46.23 44.63 44.63 43.83 43.83 43.63 43.63 42.03 42.03 41.63 38.93 39.83 38.93 38.83 38.93 38.83 38.93 38.43 38.93 37.83 38.93 25.63 38.93 17.83

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 DISTRIBUCIÓN Proyecto:

Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable

INGENIERÍA Municipio:

San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala

EPS Tubería No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

De

A

100 1 1 1 2 2 2 3 3 4 4 6 6 9 11 11 12 12 14 14 15 18 18 18 20 20 22 22 24 24 26 26 29 29 30 31 31 32

1 2 29 51 3 11 41 4 9 5 6 7 8 10 9 12 13 14 15 18 16 19 20 39 21 22 23 24 25 26 27 28 11 30 31 32 17 33

Longitud (m) 38.32 58.19 113.28 193.00 90.06 166.11 70.38 151.26 59.38 142.18 142.25 17.55 142.40 99.33 145.03 30.80 6.60 52.80 159.95 275.96 78.32 72.33 28.90 44.00 85.71 96.71 76.88 205.41 36.00 57.10 65.63 184.72 50.59 11.00 52.76 93.45 93.41 47.99

Diámetro ( plgs.) 8 5 5 4 2 1/2 2 1/2 3 2 1 1/2 1 1/2 1/2 1 1 1/2 4 1/2 4 2 3 1 1/2 1 2 1/2 1 1/4 1 1/4 2 1/2 3/4 2 1 1/4 2 3/4 1 3 3 3 3 1 1/4 1 1/2

76

C 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150

Q ( L/S ) 13.41 4.07 4.71 4.63 0.9 0.96 2.11 0.62 0.16 0.04 0.39 0.06 0.15 0.15 0.01 3.11 0.04 2.99 0.63 2.26 0.28 0.16 1.32 0.24 0.24 0.34 0.13 0.85 0.32 0.4 0.06 0.19 2.57 1.97 1.92 1.62 0.26 0.64

Velocidad ( m/s ) 0.43 0.33 0.38 0.59 0.30 0.32 0.48 31.00 0.32 0.30 0.34 0.46 0.30 0.30 0.30 0.40 0.32 0.38 0.32 0.51 0.30 0.32 0.44 0.32 0.32 0.34 0.47 0.43 0.42 0.35 0.30 0.40 0.58 0.45 0.44 0.37 0.34 0.56

Hf. (m) 0.03 0.06 0.14 0.69 0.16 0.33 0.24 0.38 0.35 1.25 0.58 0.43 0.72 0.51 0.19 0.05 0.06 0.08 0.42 1.06 0.17 0.43 0.10 0.20 0.39 0.22 1.27 0.93 0.27 0.06 0.25 1.60 0.25 0.03 0.15 0.19 0.47 0.49

USAC

DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓN Proyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable INGENIERÍA Municipio: San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala EPS Tubería No 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

De 32 33 34 36 36 37 37 39 41 41 43 43 45 45 47 47 49 49 51 51 52 52 55 55 56 56 59 59 61 61 61 64 65 65 67 68 69 69 70 70 73 73 75 75

A 36 34 35 34 37 38 39 40 42 43 44 45 46 47 48 49 50 64 52 55 53 54 56 59 57 58 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 73 71 72 74 75 76 77

Longitud (m) 88.00 39.51 44.83 57.17 105.60 58.95 116.59 59.22 110.14 171.35 207.57 75.05 56.05 390.20 65.00 151.44 39.50 24.11 118.78 28.59 214.24 168.48 41.57 99.00 118.89 285.00 69.49 110.00 35.00 168.00 368.86 64.00 193.71 200.18 41.72 145.00 40.85 79.00 87.00 492.00 50.27 118.00 105.00 156.00

Diámetro ( plgs.) 2 1 1 1/2 1 1/2 3/4 3/4 3/4 1/2 3 1 3 3/4 3 1 2 3/4 1 1/2 2 4 1 1/4 1 1/4 1 1/2 4 1 1 1/2 3 3/4 2 4 3 1 3 1/2 2 1/2 2 1 1/2 2 1 1/2 1/2 1 1/2 1 1/2 1

C 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150

77

Q ( L/S ) 0.73 0.15 0.16 0.03 0.42 0.09 0.06 0.13 0.05 2.02 0.21 1.53 0.07 1.41 0.15 0.73 0.07 0.37 0.67 3.72 0.22 0.23 0.36 3.25 0.15 0.15 0.06 2.99 0.07 0.65 2.78 2.26 0.21 1.98 0.06 1.48 0.77 0.61 0.73 0.63 0.06 0.44 0.39 0.15

Velocidad ( m/s ) 0.37 0.31 0.32 0.30 0.37 0.30 0.30 0.47 0.37 0.46 0.42 0.35 0.30 0.32 0.30 0.37 0.30 0.32 0.34 0.47 0.30 0.31 0.32 0.41 0.30 0.30 0.46 0.68 0.30 0.32 0.35 0.51 0.42 0.45 0.46 0.49 0.39 0.54 0.37 0.56 0.46 0.39 0.34 0.30

Hf. (m) 0.3 0.21 0.26 0.4 0.49 0.42 0.48 0.98 1.77 0.54 2.01 0.14 0.3 0.63 0.33 0.52 0.21 0.09 0.35 0.07 0.81 0.70 0.15 0.18 0.6 1.45 1.69 0.71 0.19 0.29 0.51 0.25 1.88 0.6 1.02 0.65 0.15 0.73 0.3 4.91 1.22 0.6 0.43 0.79

Tabla XIV. Diseño hidráulico de la red de distribución, cálculo de cota piezométrica y presión en cada nodo USAC INGENIERÍA EPS Nodo 100R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Q ( L/S ) 13.411 0.000 -0.109 -0.122 -0.194 -0.035 -0.182 -0.061 -0.146 -0.024 -0.146 -0.411 -0.085 -0.036 -0.097 -0.352 -0.280 -0.255 -0.535 -0.158 -0.049 -0.243 -0.049 -0.134 -0.134 -0.036 -0.146 -0.061 -0.194 -0.170 -0.049 -0.049 -0.255 -0.486 -0.024 -0.158 -0.279 -0.267

DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓN Proyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable Municipio: San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala Cota del terreno ( m) 999.8 977.14 976.67 977.65 978.89 985.72 981.63 987.13 990.5 977.73 983.74 977.96 978.15 987.61 978.38 987.34 994.98 978.59 980.46 984.77 982.15 985.32 990.16 984.96 988.65 991.97 990.16 985.38 992.25 997.8 978.07 980.34 978.59 985.59 983.51 990.37 981.67 982.59

Cota piezométrica ( m) 999.80 999.77 999.71 999.55 999.17 997.92 998.59 998.17 982.30 999.20 998.70 999.38 999.33 999.26 999.24 998.82 987.28 998.97 998.18 997.76 998.08 997.69 982.06 996.72 997.06 984.07 982.16 996.74 984.45 999.63 999.59 999.44 999.25 998.76 998.55 998.28 998.95 998.74

78

Presión ( m.c.a. ) 0.00 22.63 23.04 21.90 20.28 12.21 16.96 11.04 8.20 21.47 14.96 21.42 21.18 11.65 20.86 11.48 7.70 20.38 17.72 12.99 15.93 12.37 8.10 11.76 8.41 7.90 8.00 11.36 7.80 21.83 21.52 19.10 20.66 13.17 15.04 7.91 17.28 15.88

Presión ( P.S.I ) 0.00 32.18 32.76 31.14 28.84 17.36 24.12 15.70 11.66 30.53 21.27 30.46 30.12 16.57 29.66 16.32 10.95 28.98 25.20 18.47 22.65 17.59 11.52 16.72 11.96 11.23 11.38 16.15 11.09 31.04 30.60 27.16 29.38 18.73 21.39 11.25 24.57 22.58

USAC INGENIERÍA EPS Nodo 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Q ( L/S ) -0.085 -0.170 -0.134 -0.036 -0.049 -0.279 -0.206 -0.049 -0.073 -0.535 -0.146 -0.292 -0.073 -0.243 -0.219 -0.219 -0.231 -0.097 -0.073 -0.146 -0.146 -0.207 -0.061 -0.109 -0.073 -0.389 -0.522 -0.073 -0.207 -0.437 -0.061 -0.109 -0.036 -0.097 -0.632 -0.109 -0.061 -0.049 -0.243 -0.146

DISEÑO HIDRÁULICO RED DE DISTRIBUCIÓN Proyecto: Mejoramiento del sistema de abastecimiento de agua potable Municipio: San Pedro Ayampuc Departamento: Guatemala Cota del terreno ( m) 994.84 981.02 987.94 976.05 988.76 971.84 982.3 971.77 980.17 961.95 960.44 955.6 958.06 972.26 973.57 989.78 985.25 971.62 971.63 992.56 987.58 969.95 977.34 968.42 967.62 996.08 955.47 955.46 957.67 957.78 967.6 954.3 949.42 947.1 941.39 952.1 956.44 952.79 950.13 971.12

Cota piezométrica ( m) 987.24 997.99 997.01 999.47 997.70 998.94 996.93 998.80 998.50 998.17 997.84 997.65 997.43 999.08 998.73 997.92 998.03 999.01 998.86 984.76 997.41 998.83 997.13 998.12 997.93 988.58 997.60 997.36 995.48 996.76 995.74 996.11 995.96 995.66 990.75 995.38 994.15 994.78 994.35 993.56

79

Presión ( m.c.a. ) 7.60 16.97 9.07 23.42 8.94 27.10 14.63 27.03 18.33 36.22 37.40 42.05 39.37 26.82 25.16 8.14 12.78 27.39 27.23 7.80 9.83 28.88 19.79 29.70 30.31 7.50 42.13 41.90 37.81 38.98 28.14 41.81 46.54 48.56 49.36 43.28 37.71 41.99 44.22 22.44

Presión ( P.S.I ) 10.81 24.13 12.90 33.30 12.71 38.54 20.80 38.44 26.07 51.50 53.18 59.80 55.98 38.14 35.78 11.58 18.17 38.95 38.72 11.09 13.98 41.07 28.14 42.23 43.10 10.67 59.91 59.58 53.77 55.43 40.02 59.45 66.18 69.05 70.19 61.54 53.62 59.71 62.88 31.91

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

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