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

DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA ALDEA SEPUR Y DISEÑO DEL CAMINO VECINAL QUE UNE LAS ALDEAS AGUA CHIQUITA, SAN MIGUEL I Y II EN EL MUNICIPIO DE SAYAXCHÉ, PETÉN

LÚDIN JOSELITO HERNÁNDEZ MARROQUÍN

Asesorado por: Ing. Luis Gregorio Alfaro Véliz

Guatemala, noviembre de 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA ALDEA SEPUR Y DISEÑO DEL CAMINO VECINAL QUE UNE LAS ALDEAS

AGUA CHIQUITA, SAN MIGUEL I Y II EN EL MUNICIPIO DE SAYAXCHÉ, PETÉN.

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

LÚDIN JOSELITO HERNÁNDEZ MARROQUÍN

ASESORADO POR: ING. LUIS GREGORIO ALFARO VÉLIZ

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, NOVIEMBRE DE 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA

NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL I VOCAL II Lic. Amahán Sánchez Álvarez

VOCAL III Ing. Julio David Galicia Celada

VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

VOCAL V Br. Elisa Yazmínda Vides Leiva

SECRETARIA Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

EXAMINADOR Ing. Luis Gregorio Alfaro Véliz

EXAMINADOR Inga. Christa Classon de Pinto

EXAMINADOR Ing. Oswaldo Romeo Escobar Álvarez

SECRETARIO Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

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

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

graduación titulado:

DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA ALDEA SEPUR Y DISEÑO DEL CAMINO VECINAL QUE UNE LAS ALDEAS

AGUA CHIQUITA, SAN MIGUEL I Y II EN EL MUNICIPIO DE SAYAXCHÉ, PETÉN,

tema que me fuera asignado por la Dirección de Escuela de Ingeniería

Civil con fecha 4 de marzo de 2005.

_________________________

Lúdin Joselito Hernández Marroquín

ACTO QUE DEDICO A:

Mis padres Felipe de Jesús Hernández Luna y

Vilma Celia Marroquín Martínez (QEPD)

por su apoyo, esfuerzo, comprensión y

cariño.

Mis hermanos Elmer Eliud, Elder Alexander y Lilian

Marubeny, por el apoyo que siempre me

han brindado.

Mi tía Loyda Esmirna Marroquín Martínez, por su

cariño y sus consejos.

Mis amigos Con afecto por la comprensión que

siempre me brindaron.

La Facultad de Ingeniería Con gratitud por la formación profesional.

AGRADECIMIENTOS A:

Dios Por darme la sabiduría necesaria para alcanzar

esta meta.

Mis Padres Por el arduo trabajo realizado con el fin de

proporcionarme el recurso para alcanzar mis

metas.

Mis Hermanos

Ing. Luis Alfaro Véliz

Familia García Peláez

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES…………..…………………………………………...V

OBJETIVOS…………...……………………………………………………………...VII

JUSTIFICACIÓN…………….………………………………………………………..IX

INTRODUCCIÓN………..……………………………………………...…….……....XI

1. DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

1.1 Monografía…………………………………………………………………...….1

1.1.1 Características del lugar………………………………………...…...…1

1.1.2 Localización………………………………………………………...…….1

1.1.3 Características económicas…………………………...……………….3

1.2 Etapas del diseño………………………………………….…..………………3

1.2.1 Levantamiento topográfico…………………………………………...…3

1.2.2 Caudales de diseño……………………………………...…………...…4

1.2.2.1 Población de diseño………………….………………………..4

1.2.2.2 Dotación………………………………….………………..……4

1.2.2.3 Caudales de día y hora máximos…………………………....5

1.2.3 Fuente……………………………………...……………………………..6

1.2.4 Diseño de la red……………………………...……………………….....8

1.2.4.1 Circuitos cerrados………………………..………………...…...8

1.2.4.2 Ramales abiertos……………………………..……….………..9

1.2.5 Bombeo………………………………………………………………….11

1.2.5.1 Diseño de la línea de bombeo…………………….………..11

1.2.5.2 Obtención de la capacidad de la bomba………...……...…12

I

1.2.6 Diseño del tanque de distribución…………………………………….13

1.3 Tratamiento del agua…………………………………………………………33

2. CAMINO VECINAL DE LAS ALDEAS AGUA CHIQUITA, SAN MIGUEL I Y II

2.1 Rutas de acceso al lugar…………………………….……………………....37

2.2 Monografía del lugar…………………………………………….……………37

2.3 Preliminar…………………………………………….…………………...…...38

2.3.1 Selección de la ruta……………………………………..…………….38

2.3.2 Levantamiento Topográfico………………………………………..…39

2.4 Diseño de localización……………………………………….………………40

2.4.1 Caminamiento…………………………………………..……………..40

2.4.2 Nivelación. (Propuesta de Perfil)………………………………….....42

2.5 Diseño Geométrico…………………………………….……………………..43

2.5.1 Cálculo de los elementos de las curvas horizontales……………..43

2.5.2 Diseño de curvas verticales…………………………………..……...48

2.5.3 Sección Típica………………………………………..………………..49

2.6 Volúmenes de corte y de relleno……………………………….…………...51

2.7 Diseño de drenajes…………………………………………….……………..55

2.7.1 Drenaje transversal……………………………………...…………….56

II

2.7.2 Drenaje longitudinal…………………………………………………...58

3. EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL……………………...…………...63

3.1 Definición………………………………………………………..……………63

3.2 Fines del estudio de impacto ambiental……………………...……………63

3.3 Mitigación y compensación………………………………...……………….63

3.4 Reglamento de evaluación, control y seguimiento ambiental……..……64

CONCLUSIONES…………………..…...……………………………………………67

RECOMENDACIONES…………………………...………………………………….69

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………...…….....…………………71

ANEXOS……………………….……………………………….……......……………73

III

IV

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1. Sayaxché, Petén……………………………...……………………………………..2

2. Elementos del alineamiento horizontal………………………………………….45

3. Elementos de curva horizontal simple…….…………………………………….47

4. Sección típica…………………………………..…………………………………..50

5. Cálculo de área de corte………………………………………………………….52

6. Cálculo de volumen de corte y relleno……….………………………………….53

7. Longitud de paso………………………………..…………………………………54

8. Alcantarilla………………………………………...………………………………..57

9. Detalle de cuneta triangular……..………………..………………………………59

10. Detalle de Contracuneta…………..……………………………..……………...60

TABLAS

I. Valores obtenidos en el diseño de ramales…………………………………….…9

II. Integración del peso del cuerpo del tanque…………………………………….18

III. Integración del peso de la torre del tanque…………………………………….18

IV. Constantes k para determinar LCmin de curvas verticales……………………49

V. Longitudes a usar en fosas de laminación……………………………………...62

V

VI

OBJETIVOS

GENERAL

• Con los proyectos a diseñar, se pretende, como objetivo principal,

elevar el índice de desarrollo de las personas que viven en las

aldeas beneficiadas con los proyectos del EPS., esto se logrará,

debido a que con los proyectos, dichas personas, tendrán un

acceso más fácil a otros servicios sociales como: salud, educación

y otros.

ESPECÍFICOS

• Diseñar el sistema de abastecimiento de agua potable de la aldea

Sepur y el camino vecinal que una las aldeas Agua Chiquita, San

Miguel el Alto I y II.

• Desarrollar una investigación bibliográfica que satisfaga las

diferentes características de los proyectos en estudio.

• Realizar capacitaciones a los comités de las respectivas

comunidades sobre operación de sistemas de agua potable y

sobre conservación de obras de caminos.

VII

VIII

JUSTIFICACIÓN GENERAL

• La carencia de un sistema de agua potable tiene como consecuencia

problemas en la salud de la población, repercutiendo, principalmente en

los niños, ya que, éstos están más expuestos a las enfermedades

gastrointestinales debido al consumo de agua contaminada.

• Con el diseño y construcción del camino vecinal, las aldeas mencionadas

se beneficiarán principalmente en forma económica, pues, no tendrán

que caminar a pie durante horas parar poder sacar sus productos

agrícolas, al mismo tiempo, permite a diferentes instituciones de ayuda

social, entrar a las aldeas y brindar ayuda directa a los habitantes y, así,

elevar el nivel de desarrollo de los mismos.

IX

X

INTRODUCCIÓN

En nuestro país y, más específicamente, en el área rural, existe una gran

cantidad de comunidades alejadas de las cabeceras municipales, las cuales

presentan gran necesidad de servicios básicos, la mayoría de estas

comunidades pueden considerarse como aptas para programas de desarrollo

comunal que incluyan la construcción y mantenimiento de caminos de acceso y

sistemas de agua potable, como es el caso del presente trabajo.

El objetivo principal de los caminos de acceso es la incorporación de las

comunidades en estudio al sector productivo, proporcionándoles vías de acceso

más rápidas y fáciles a los mercados municipales, así como el objetivo principal

del sistema de agua potable es mejorar la calidad de vida de los beneficiarios al

prevenir gran cantidad de enfermedades provocadas por tomar agua

contaminada.

En el presente trabajo, se presenta el proceso detallado del diseño de

sistemas de agua potable y caminos de acceso para áreas rurales, desde la

selección de ruta en el caso de caminos y desde la selección de la fuente en el

caso del sistema de agua potable, dividiendo en un capítulo para cada renglón

del diseño, como lo es la sección 2.3 del capítulo iv que se refiere,

específicamente, a la perforación mecánica de un pozo para el abastecimiento

de agua del sistema.

XI

1. DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE 1.1 MONOGRAFÍA 1.1.1 CARACTERÍSTICAS DEL LUGAR

Ubicación:

Sayaxché es un municipio del departamento de Petén, con un área

aproximada de 3,904 Kms2, colinda al norte con el municipio de La Libertad; al

este con los municipios de San Francisco, Dolores, Poptún y San Luis; al sur

con el departamento de Alta Verapaz, y al oeste con el país vecino de México.

La cabecera municipal se encuentra a 125 metros sobre el nivel del mar, y su

ubicación geográfica corresponde a las coordenadas siguientes: Latitud

16°31’16” y longitud 90°11’23”.

1.1.2 LOCALIZACIÓN

La aldea Sepur, del municipio de Sayaxché, departamento de Petén se

encuentra ubicado al sur de las cabeceras del riachuelo Aguateca, afluente de

la laguna Petexbatún. El área es de 1.98 km2, la altura sobre el nivel del mar es

de 145 mts, las coordenadas son las siguientes: latitud 16°20’50” y longitud

90°10’05”.

De la ciudad de Guatemala a la aldea se recorren 599 kilómetros. De la

ciudad capital hacia la cabecera municipal de Sayaxché, Petén se recorren 565

kilómetros por carretera asfaltada.

- 1 -

De la cabecera municipal a la aldea se recorren 30 kilómetros de asfalto

en buenas condiciones y 4 kilómetros de terracería. (Ver Figura No. 1)

- 2 -

Figura 1. Sayaxché, Petén.

1.1.3 CARACTERÍSTICAS ECONÓMICAS:

La aldea Sepur del municipio de Sayaxché, departamento de Petén se

encuentra ubicada al sur de las cabeceras y riachuelos Aguateca, afluentes de

la laguna Petexbatún. La altura sobre el nivel del mar es de 145 mts. Las

coordenadas son las siguientes: Latitud 16°20’50” y longitud 90°10’05”. Su

clima guarda las características de una zona netamente tropical, cuya principal

variable es la definición de la estación seca.

La aldea cuenta aproximadamente con 450 habitantes que dependen

económicamente de la agricultura percibiendo salarios mínimos para satisfacer

sus necesidades básicas, situación que ha incidido en que se presente en los

hogares la necesidad de que otros miembros de la familia contribuyan

laboralmente

1.2 ETAPAS DEL DISEÑO 1.2.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

En el presente caso se realizó un levantamiento de segundo orden. Para

representar la proyección del terreno de la comunidad sobre un plano horizontal

imaginario, se hizo el levantamiento mencionado sobre la línea central de la

calle, tomándose como referencia la brecha y el estaqueado de la urbanización

de la aldea, por lo tanto el norte indicado en los planos, es el norte verdadero.

- 3 -

1.2.2 CAUDALES DE DISEÑO 1.2.2.1 POBLACIÓN DE DISEÑO

Debido a que solo se tienen los datos del censo actual, se tomo como

tasa de crecimiento la del municipio, proporcionada por el Instituto Nacional de

Estadística, la cual es del 4%.

Como la aldea tiene un área de aproximadamente 57 Ha, divididas en

120 lotes de 50*50.44 metros2, los cuales no están habitados todos, debido a

las características de los pobladores de la aldea, se decidió diseñar para una

población futura tomando como base que todos los lotes de la aldea están

habitados, lo cual da una población actual de 720 personas, tomando un

promedio de 6 personas por familia y una familia por lote.

Debido a las grandes dimensiones de los lotes, se decidió diseñar para

una población futura en un período de 20 años, ya que los lotes en un momento

pueden dividirse, lo cual daría como resultado que existan dos casas o familias

por lote.

Pf = Pa(1+r)n

= 720 * 1.0420

= 1578 personas.

1.2.2.2 DOTACIÓN

Se define la dotación como la cantidad de agua que se le proporciona a

cada habitante de una población en un día. Le representaremos con la letra D y

se expresa en litros por habitante por día (l/hab/día).

- 4 -

La dotación para una comunidad rural depende de las costumbres de la

población, del clima, del tipo y magnitud de la fuente, de la calidad del agua, de

la actividad productiva y de la medición del consumo de la población.

Debido a que la fuente es una perforación mecánica con suficiente agua

para satisfacer la demanda de agua de la aldea, se establece que para el

diseño de la red de distribución de agua para la Aldea Sepur se usará una

dotación de 100 l/hab/día.

Datos:

Población 720 personas

Dotación (Dot) 100 l/hab/día

Población futura (Pf) 1578 personas

Qm = Pf*Dot/86400 = 1.826 litros.

1.2.2.3 CAUDALES DE DÍA Y HORA MÁXIMOS 1.2.2.3.1 CAUDAL DE DÍA MÁXIMO Este incremento se usa cuando no se cuenta con datos de consumo

máximo diario. Este factor puede variar desde 1.2 hasta 2 en el área rural y

urbana y hasta 3 en el área metropolitana, debido a esto, para el presente

diseño se utilizará un factor de día máximo (FDM) de 1.8.

Por lo tanto: caudal de conducción (Qc) = 1.8*1.826 = 3.2868 l/seg.

- 5 -

1.2.2.3.2 CAUDAL DE HORA MÁXIMA

Éste depende de la población en estudio y de sus costumbres. El factor

de hora máxima (FHM), puede variar entre 1.5 y 3 en el área rural y urbana y

hasta 4 en el área metropolitana. Para el presente proyecto se usará un FHM

de 2.5.

El motivo por el cual se toman estos factores un poco elevados, es

porque la comunidad es un poco pequeña, por lo cual las actividades realizadas

son los mismos días y la misma hora para la mayoría de habitantes.

Por lo tanto: caudal de distribución (Qd) = 1.826*2.5=4.565 l/seg.

1.2.3 FUENTE

Las principales fuentes de abastecimiento de agua son el agua

superficial y el agua subterránea. En el pasado, las fuentes superficiales

incluían sólo las aguas dulces naturales, como lagos, ríos y arroyos, pero con la

expansión demográfica y aumento del uso del agua por persona en relación con

estándares de vida más altos, deben tenerse también en cuenta la

desalinización y el evaporamiento de aguas de desecho o negras.

Los diversos factores que deben considerarse en la selección de la

fuente de abastecimiento, son: que ésta sea adecuada y segura, calidad, costo,

así como aspectos legales y políticos. Estos criterios no se citan en ningún

orden especial porque, en gran parte, son interdependientes. No obstante, el

costo es quizá el más importante porque podría usarse casi cualquier fuente si

los usuarios estuvieran dispuestos a pagar un precio suficientemente alto.

- 6 -

En algunas zonas, conforme la demanda excede la capacidad de fuentes

existentes, el costo cada vez mayor de cada nuevo suministro enfoca la

atención hacia el aprovechamiento de las aguas residuales de desecho y la

desalinización.

Lo adecuado del abastecimiento implica que la fuente sea bastante

grande para satisfacer toda la demanda de agua. La fuente debe satisfacer la

demanda durante las interrupciones de energía y cuando hay desastres

naturales o accidentes. Los abastecimientos de agua más deseables desde un

punto de vista de la seguridad, en orden son:

a. Un abastecimiento inagotable, de agua superficial o subterránea,

que circule por gravedad en el sistema de distribución.

b. Una fuente por gravedad complementada con depósitos de

almacenamiento.

c. Una fuente inagotable que requiere bombeo.

d. Fuentes que requieren almacenamiento y bombeo.

2.3.1 POZOS

En la actualidad, la comunidad cuenta con un pozo perforado

mecánicamente por la municipalidad en el año 2002, el cual fue aforado para

saber si el diseñó del presente proyecto era factible.

- 7 -

La profundidad del pozo es de 500 pies, y el caudal obtenido es de 10.5

litros por segundo, lo cual satisface la demanda de agua del proyecto.

1.2.4 DISEÑO DE LA RED

1.2.4.1 CIRCUITOS CERRADOS (HARDY-CROSS)

El diseño se realizó por medio del método Ardí-Cross, y los pasos fueron

los siguientes:

• Obtener las cotas de cruce de calle y puntos importantes para el

diseño.

• Debido a que la aldea es cruzada por un arroyo, se seleccionó una

forma de red con dos sistemas independientes uno del otro, uno a

cada lado del arroyo, ambos cuentan con varios circuitos y

algunos ramales.

• Se obtuvo un caudal en cada nudo por medio de repartición de

lotes por nudo, y se asumió que habrá una conexión de 4

acometidas por tramo, y multiplicando el caudal por vivienda por el

número de acometidas conectadas, se obtuvo el caudal que

circulará en el tramo y se le colocó el sentido.

• Se desarrolló el cálculo aplicando el método Hardy-Cross.

Los resultados se muestran en el anexo.

- 8 -

1.2.4.2 RAMALES ABIERTOS

La siguiente tabla muestra una simplificación del diseño:

Tabla I. Valore obtenidos en el diseño de ramales.

DINÁMICA ESTÁTICA VELOCIDAD E. P.O. LONG. D" Q (L/S) H MTS. C. A. LBS/PUL.^2 M/SEG.

32 32.1 50.00 0.75 0.04 0.086 25.33 35.95 0.1431 26.1 50.00 0.75 0.04 0.086 23.13 32.82 0.1430 27.1 50.00 0.75 0.04 0.086 21.29 30.21 0.1429 28.1 50.00 0.75 0.04 0.086 19.08 27.07 0.1439 39.1 50.00 0.75 0.04 0.086 25.18 35.74 0.1446 47 100.00 1.25 0.32 0.673 19.58 27.78 0.4047 48 100.00 1.00 0.20 0.837 19.90 28.23 0.3947 38.1 50.00 0.75 0.04 0.086 22.16 31.44 0.1448 49 100.00 0.75 0.08 0.624 21.76 30.88 0.2848 37.1 50.00 0.75 0.04 0.086 20.56 29.18 0.14

Las primeras dos columnas son las correspondientes al inicio y al final de

cada tramo respectivamente.

La columna tres, es la correspondiente a la longitud del tramo, tomada

del levantamiento topográfico.

La siguiente columna muestra el diámetro propuesto para el tramo, el

cual conducirá y distribuirá el caudal que aparece en la columna cinco.

Debido a que en ningún caso el número de viviendas a conectar por

tramo excede de 4, no fue necesario calcular el caudal instantáneo, de haber

sido necesario calcularlo, habría sido calculado de la siguiente manera:

Qi=k (n-1)1/2

- 9 -

donde n corresponde al número de conexiones, k es un factor igual a

0.15 para tramos con menos de 55 casas y 0.20 para tramos con más de 55.

Este caudal indica que cuando se abre un chorro, normalmente se obtiene

mayor caudal que el caudal por vivienda.

La columna seis muestra las pérdidas por tramo, las cuales fueron

calculadas por la fórmula de Hanzen-Williams, de la siguiente manera:

donde L es la longitud del tramo, Q es el caudal que circula en el tramo, D es el

diámetro propuesto y C es un coeficiente que depende del material de la tubería

a utilizar, que en el caso del PVC es de 150.

La columna número siete muestra la presión en punto final del tramo

expresado en m.c.a. (metros columna de agua), la cual para una red de

distribución no debe ser menor de 10. La presión es la diferencia entre la cota

piezométrica y la cota del terreno.

La última columna muestra la velocidad del agua dentro de la tubería, la

cual debe ser la adecuada, pues si ésta es grande puede provocar erosión en

las paredes de la tubería, si es baja puede provocar sedimentación, lo que con

el tiempo irá reduciendo el diámetro de la tubería, ocasionando el colapso del

sistema, la velocidad ideal según especificaciones del INFOM debe estar entre

3 y 0.3 metros por segundo. La velocidad se calcula de la siguiente manera:

- 10 -

donde Q es el caudal de diseño en m3/seg, D es el diámetro del tubo y V es la

velocidad del agua en metros por segundo.

1.2.5 BOMBEO

1.2.5.1 DISEÑO DE LA LÍNEA DE BOMBEO

El caudal a usar para el bombeo será aquel que sea necesario en un día

el cual es el caudal de día máximo, y que según los cálculos es de 3.286 L/seg.

Debido a que el tanque se construirá exactamente a la par del pozo, la

distancia que hay que diseñar es solamente desde la bomba sumergible hasta

el tanque.

El caudal de bombeo se calcula de la siguiente manera, para 8 horas de

bombeo.

Qb = 3.286*24/8 = 9.86 l/seg

Db = diámetro de bombeo

Db = RAíZ (9.86*3600/1000) = 5.96 pulg

- 11 -

Por lo tanto el diámetro a usar en la línea de bombeo es de 6 pulgadas

con tubería de PVC de 315 PSI. 1.2.5.2 OBTENCIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA BOMBA La potencia teórica para bombas está dada por P = CDT * Q / (3960 * e),

donde H es la altura en pies de carga, Q es el caudal en galones por minuto y

“e” es la eficiencia.

Datos:

CDT = altura a elevar + hf línea de bombeo + hf menores + hf

velocidad.

hf línea de bombeo = 1743.811*L*Qb1.85 / (1501.85 * D4.87 )

= 1743.811*168*9.861.85 /(1501.85 * 64.87)

=0.31 metros

hf velocidad = (4Q/(πD2))/(2g)

= (4*0.00986/(π*(6*0.0254)2))/(2*9.81)

= 0.015 metros

Q = 156.30 gal/min

E = 75%

CDT = 168 m + 0.31 m + 0.015

= 168.325 metros = 552.106 pies

P = 552.106*156.30/(3960*0.75) = 29.06 HP

- 12 -

Lo cual da como resultado que se necesita una bomba con una

capacidad de 30 HP conectada a un motor diesel para satisfacer la demanda

del sistema.

1.2.6 DISEÑO DEL TANQUE DE DISTRIBUCIÓN

Los tanques de distribución juegan un papel básico para el diseño del

sistema de distribución de agua, tanto del punto de vista económico, así como

por su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el

almacenamiento de un servicio eficiente.

Los requisitos sanitarios del tanque son los siguientes:

a. Cubierta hermética, que impida la penetración de aves, agua del

exterior, polvo, con pendiente para drenar el agua de lluvia.

b. Evitar la entrada de luz para que no nazcan algas.

c. El tubo de ventilación tendrá la abertura hacia abajo, con rejilla para

impedir la entrada de insectos y polvo.

d. Escotilla de visita para inspección de limpieza, ubicada cerca de la

tubería de entrada, para facilitar el aforo del caudal en cualquier

momento.

e. El diámetro mínimo de la tubería de rebalse será igual al de la tubería

de entrada del tanque.

f. El tubo de salida se colocará al lado opuesto del tubo de entrada,

para que el agua circule en el tanque.

g. Debe tener escaleras interiores y exteriores si el tanque excede de

1.2 metros de alto.

- 13 -

El volumen necesario para compensar la variación de consumo

puede ser establecido mediante una curva de variaciones horarias de consumo

de una población con iguales características a la población en estudio, y cuando

se carece de ésta, pueden adoptarse criterios de UNEPAR, los cuales

establecen que el volumen del tanque debe ser del 25% al 45% del caudal

medio diario, aplicándose de acuerdo a las restricciones siguientes:

En poblaciones menores de 1,000 habitantes, del 25% al 35% del

consumo medio diario de la población, sin considerar reservas por

eventualidades. Si la población está entre 1,000 y 5,000 habitantes, 35% del

consumo medio diario, más un 10% por eventualidades.

Para poblaciones mayores de 5,000 habitantes el 40% el consumo medio

diario, más el 7.5% por eventualidades. Parar sistemas por bobeo puede

contemplarse como mínimo, una reserva del 60% del consumo medio diario.

Para la aldea Sepur, cuya población de diseño es de 1,578 habitantes, se

diseñó el tanque para un volumen del 40% del caudal medio diario, más el 7.5%

de reserva por eventualidades.

Por lo tanto: V = %Qm * 86.4

= 0.475*1.826*86.4 = 74.94

= 75.00 m3

- 14 -

DISEÑO DEL TANQUE: 1. Diseño del techo: Forma Cónica.

Altura: 0.45 m.

Diámetro: 4 m.

Inclinación: 1/5

Para completar el diseño del techo, únicamente falta decidir el espesor

de la lámina. El techo no está sometido a presión directa del líquido que

contiene el tanque, en este caso se considera que no está sometido a presión,

por lo que su espesor viene dado en la mayoría de los casos por efectos de

corrosión. Se asume para todo el tanque un espesor mínimo por corrosión de

1/8”, por razones comerciales se usará:

Techo = 1/4”

2. Diseño del cuerpo: Forma cilíndrica.

Altura: 6.00 m.

Diámetro: 4.00 m.

El esfuerzo para el cuerpo del tanque viene dado por la siguiente

fórmula:

S = 2.6 hd/t

- 15 -

Incluyendo un factor de eficiencia de la soldadura ø = 0.85.

S = 2.6 hd/øt

t = 2.6 hd/øs

S = esfuerzo unitario máximo ( lb/pulg2 ) = 15000

h = altura del líquido en pies.

d = sección analizada en pies.

t = espesor en pulgadas.

Ø = factor de eficiencia de soldadura = 0.85.

t = 2.6 hd/ øs

= 2.6 ((19.68)*(13.12)/(0.85*15000))

= 0.0526” + 1/8” por corrosión = 0.1776

t = 1/5” debido a que el espesor de lámina de 1/5” no es

muy comercial, se usará espesor de 1/4”.

3. Diseño del fondo:

Forma cónica.

Altura: 0.50 m.

Diámetro: 4.00 m.

Inclinación: 1/3.25

Según la fórmula siguiente:

S = 2.6 hd(Secθ)/t

- 16 -

Incluyendo el factor de eficiencia de soldadura ø = 0.85.

S = 2.6 hd(secθ)/ øt

t = 2.6 hd(secθ)/ øs

Θ = ángulo que forma el fondo del tanque con la vertical de un punto

cualquiera.

t = 2.6 hd(secθ)/ øs

= 2.6 ((21.32)*(13.12)*(sec45)/(0.85*15000))

= 0.067 + 1/8 = 0.192

t = 1/5” = 1/4" por razones comerciales.

4. Diseño de la torre:

4 columnas inclinadas a 1/8

Altura de torre: 15 m.

Separación de columnas: 8.125 m.

Longitud de riostras horizontales: variable.

Longitud de riostras diagonales: variable.

El viento no es crítico en muestro medio para la mayor parte de las

estructuras, por lo tanto, se analizará por sismo únicamente, por lo que se

necesita integrar el peso de estructura, tal como se presenta en la tabla II y la

tabla III.

- 17 -

Tabla II. Peso del tanque.

Peso del agua 1000 kg/m3 * 75.00 m3 =75000 kg

Peso de la tapa π/2 * 1.702 m2 * 0.0032 m * 7850 kg/m3 =114.03 kg

Peso del cuerpo 2π * 3.50 * 8 * 0.0051 * 7850 =7043.33 kg

Peso del fondo π/2 * 1.702 * 0.0051 * 7850 =181.74 kg

Peso de accesorios Asumido =500.00 kg

Total =82839.10 kg

Se toma como peso del tanque lleno: 83000 kg.

Como factor de seguridad, es recomendable aumentar las cargas de

sismo un 25%.

Tabla III. Peso de la torre.

Peso de columnas de ø 12” 4 * 15 * 38.34 =2300.15 kg

Peso de �reiza horizontal 24 * 50.65 =1215.48 kg

Peso de �reiza Diagonal 40 * 50.65 =2025.80 kg

Total =5541.43 kg

Se toma como peso de la torre: 5600.00 kg

Peso total del tanque lleno más la torre: 88600 kg.

4.1 Análisis por sismo: Fórmula de SEAOC: V = ZIKCSW

Z = 1.00

I = 1.50

- 18 -

K = 3.00

S = 1.25

T = 0.05 hn/Raíz(D) = 0.05 * 54.94 / Raíz (22) = 0.5857

C = 1/15 Raíz(T) = 1/15 Raíz(0.5857) = 0.051

Donde hn es la altura del centro de gravedad del depósito del tanque y D

es la longitud paralela a la fuerza de sismo que resiste.

V = 1 * 1.50 * 3 * 1.25 * 0.051 w = 0.2869w

Peso/Columna = 88600/4 = 22150 kg.

Corte que actúa en el depósito: V = 0.2869 * 83000 = 48712.70 kg

Corte que actúa en la torre: V = 0.2869 * 5600 = 1606.64 kg.

Como factor de seguridad es recomendable aumentar las cargas en un 25%.

Corte total en la estructura: V = (48712.70+1606.64)*1.25 = 62899.18 kg.

De lo anterior se puede deducir que los momentos en la estructura del

tanque, quedan tal como sigue:

M´ = 60890.88 * 16.75 = 1019922.16 kg-m

M” = 2008.30 * 10.18 = 20444.49 kg-m.

Momento Total = 1040366.65 kg-m.

Tomando momentos respecto a la base de la torre.

Analizando los sentidos xx – yy.

Vm = corte por marco

= corte total / 2 = 62899.18/2 = 31449.59 kg

- 19 -

Mm = momento por marco

= momento total / 2 = 1040366.65/2 = 520183.33 kg-m

Ro = reacción en el punto o

= momento por marco / Sep de columnas

= 520183.33/8.125 = 64022.56 kg

P1-2 = Esfuerzo en la columna 1-2

= (M´1 + M”1)/Sep. De Columnas

M´1 = Momento de V´ res. Punto 1 = 60890.88 * 3.375 =

205506.72

M”1 = Momento de V” res. Punto 1 = 2008.30 * 3.375 = 6778.01

P1-2 = 212284.73/8.125 = 26127.35 kg.

Analizando en los sentidos xy – yx.

El valor de la fuerza en el arriostre diagonal más crítica será:

AD = (Ro – P1-2) Secθ

= (64022.56 – 26127.35) Sec25 = 40327.24 kg = 88.69 kips.

La fuerza máxima sobre una columna será:

Pmax = 1040366.65/8.125 = 128045.13 kg.

- 20 -

4.2 Diseño de columnas: C = Pmax + Peso/Columna

= 150195.13 kg = 330.333 kips

fa < Fa fa = C / A

l = 3 m = 9.84 pies = 118.08 pulg.

Ensayando tubo de ø 8”:

A = 8.40 pulg2 r = 2.94 pulg

K <= 1.00 =» kl/r = 1 * 118.08 / 2.94 = 40.16

Según AISC para relación de esbeltez de 41 corresponde:

Fa = 19.11 y 1.33Fa

Fa = 19.11 * 1.33 = 25.42 kips / pulg2

fa = 330.33/8.40 = 39.33 NO CUMPLE Ensayando tubo de ø 12”: A = 14.60 pulg2 r = 4.38 pulg

K <= 1.00 =» kl/r = 1 * 118.08 / 4.38 = 26.96

- 21 -

Según AISC para relación de esbeltez de 27 corresponde:

Fa = 20.15 y 1.33Fa

Fa = 20.15 * 1.33 = 27.00 kips / pulg2

fa = 330.33/14.60 = 22.63 SI CUMPLE Las columnas de la torre serán de ø 12”.

Diseño de miembros diagonales: Ensayando perfil C de 8” * 2.5” * 3./8”

T = 88.69 kips

A= 5.51 pulg2

r = 2.82 pulg.

L = 323.15 pulg.

K <= 1.00 =» kl/r = 1 * 323.15 / 2.82 = 114.59

Para kl/r, corresponde Fa = 10.72 y 1.33Fa

Por lo tanto: Fa = 10.72*1.33 = 14.26 ksi

fa = (88.62/2)/5.51 = 8.05 ksi < Fa CUMPLE

Diseño de miembros horizontales: Ensayando perfil C de 8” * 2.5” * 3./8”

- 22 -

C = 69.33 kips

A= 5.51 pulg2

r = 2.82 pulg.

L = 305.04 pulg.

K <= 1.00 =» kl/r = 1 * 305.04 / 2.82 = 108.17

Para kl/r, corresponde Fa = 11.98 y 1.33Fa

Por lo tanto: Fa = 11.98*1.33 = 15.93 ksi

fa = 69.33/5.51 = 12.58 ksi < Fa CUMPLE

5. Diseño de la cimentación:

4 zapatas: 2.00 m * 2.00 m.

Profundidad: 1.50 m.

Valor soporte del suelo: 15 Ton/m2.

5.1 Pernos de anclaje: Peso / columna = 22150.00 kg

Carga lateral = 128145.13 kg.

6 pernos / columna con diámetro de 1”, tipo A 490X

El caso crítico para analizar los pernos de anclaje es cuando el tanque se

encuentra vacío = 128145.13 – 22150.00 = 105895.13 kg = 232.90 kips.

- 23 -

Según especificaciones de código AISC:

Ft = 54.00 ksi = Esfuerzo permisible a tensión (kips/pulg2)

Fv = 32.00 ksi = Esfuerzo permisible a corte (kips/pulg2)

At = 0.7308 pulg2 = À rea que resiste tensión en el tornillo.

Av = 0.7854 pulg2 = Área que resiste corte en el tornillo.

Tensión / Perno = 232.90 / 6 = 38.82 kips

Corte / Perno = 88.69 / 6 = 14.78 kips.

Ft = 38.82 / 0.7308 = 53.12 kips/pulg2 = esfuerzo real / tornillo ( tensión)

ft < Ft 53.12 < 54.00

fv = 14.78 / 0.7854 = 18.82 kips/pulg2 = esfuerzo real (corte)

fv < Fv 18.82 < 32.00

Además se deben comprobar los esfuerzos anteriores por la siguiente

fórmula para esfuerzos combinados:

Ftv = 28.00 – 2.6fv Ftv < Ft =20.00

Ftv = 28.00 – 1.6 * 18.82 = -2.11 < 20.00

5.2 Placa base para columna:

Fp = Pt / b*c = 330650 lb/(15 * 15 pulg2) = 1469.56 lb/pulg2

5.3 Cimentación:

- 24 -

Diseño del pedestal:

Se tomará un ancho de 0.40 m.

Altura del pedestal h = 3ª, a = ancho de pedestal.

H = 3*0.4 = 1.2

5.4 Refuerzo del pedestal: Permite determinar con certeza qué tipo de columna es el pedestal. El

código de ACI señala los siguientes parámetros:

Si E < 21, entonces es columna corta,

Si 21 < E < 100, es columna intermedia

Si E > 100, es columna larga.

Para calcular la relación de esbeltez de una columna de debe aplicar la

siguiente fórmula:

E = K/r * Lu

K = factor de pandeo, que se tomará = 1

Lu = longitud libre entre apoyos,

r = radio de giro de la sección.

El radio de giro se calculará de acuerdo con:

r = 0.3 para columnas cuadradas o rectangulares

r = 0.25 para columnas circulares.

- 25 -

E = 1 * 1.2 / 0.3 = 4.00 < 21, es una columna corta.

Carga axial:

Se considera despreciable el momento causado por la componente

horizontal de la carga total de la columna, debido a que el ángulo de inclinación

de la columna metálica transmisora de la fuerza es muy pequeño.

El código ACI propone la siguiente fórmula para el cálculo de la

resistencia última a compresión para una columna corta:

Pu = Φ ( 0.85f´c(Ag – As) + ( Fy * As))

Pu = resistencia última de la columna

Φ = factor de compresión = 0.70

Ag = área de la sección de la columna

As = área de acero en cm2

f´c = resistencia nominal del concreto en kg/cm2

Fy = resistencia a fluencia del acero en kg/cm2

Se tomará f´c = 210 kg/cm2 y se usará acero grado 40.

Se probará con el acero mínimo, para el cual es código ACI específica el

1% del área de la sección:

A = 0.4 * 0.4 = 0.16 m2 = 1600 cm2

As = 0.01*1600 = 16 cm2

Pu = 0.7(0.85*210(1600-16)+(2810*16))

= 229392.8 kg = 505664.16 lb.

- 26 -

Pu con 1% de acero > Peso / Columna.

Para el refuerzo mínimo por corte, el ACI señala un espaciamiento

mínimo por corte igual o menor que la mitad del lado más corto del pedestal y

un recubrimiento mínimo de 5 cm.

Espaciamiento por corte:

S <= d/2, d = ancho de columna – recubrimiento

d = 0.4-0.05 = 0.35 m = 35 cm.

S = 35/2 = 17.5 cm.

Por lo tanto se usarán 8 varillas de 5/8”, con estribos de 3/8”, espaciados

a cada 15 cm.

5.5 Diseño de zapatas: Para el cálculo de estabilidad, se obtendrá primero el momento de volteo

respecto a la base de apoyo.

MV = Fs * H

Me = PT * 3600 * L

MV = Momento de volteo (Ton-m)

Me = Momento estabilizante (Ton-m)

Fs = Fuerza de sismo

H =altura de la base del pedestal de la zapata hasta la mitad del depósito

PT = Peso total de la estructura.

- 27 -

L = Separación entre dos columnas consecutivas.

Al existir fuerzas laterales actuando, éstas provocan el momento de

volteo, este momento provoca el desplazamiento del peso de la estructura del

eje del soporte una distancia Xu.

Xu = MV / PT

La estabilidad del conjunto estará asegurada cuando se cumpla la

siguiente condición:

Xu < L * 1/6

Donde L es el diámetro a centro de columnas, y también cuando la

relación entre momento estabilizante y el momento de volteo sea mayor o igual

que 1.5.

CE = Me / MV

CE = coeficiente de estabilidad > 1.5

Peso de la estructura:

Peso del pedestal = Vol. * γConcreto

= 0.4m*0.4m*1.2m*2400kg/m3

= 460.8 kg

PT = PDepósito + PTorre + PPedestal

- 28 -

= 22150 kg + 460.8 kg

= 22610.80 kg = 22.61 Ton.

Verificación por volteo:

La carga de sismo se tomará como Fs = 10% PT

Fs = 2.261 Ton.

H = 1.20 + 18.00 = 19.20 m

MV = Fs * H

= 2.261 * 19.20 = 43.41 Ton-m

Xu = MV / PT

= 43.41 / 22.61

= 1.92 m

Xu < L / 6 L/6 = 8.125/6 = 1.354

Cálculo de las cargas:

F´c = 210 kg/cm2

L = 0.40 m = ancho de pedestal.

P cuerpo del tanque = 8000 kg

P líquido = 75000 kg

Carga Muerta = 8 Ton / 4 = 2 Ton.

Carga Viva = 75 Ton/ 4 = 18.75 Ton

- 29 -

Dimensionamiento de la zapata: Azap = Pt / VS

Pt = Carga de trabajo

A´zap = (Cm + Cv)/ Vs

= (2 + 18.75)/15 = 1.38 m2

Azap = Factor * A´zap

Factor = 20% de incremento por flexión

Azap = 1.20 * 1.38 = 1.66 m2

L = Raiz ( Azap ) = Raíz ( 1.66 ) = 1.29 m.

L = 1.50 m.

Carga de diseño:

Pd = Pu / Azap Pd = Carga de diseño

Pu = 1.4Cm + 1.7Cv

= 1.4 * 2 + 1.7 * 18.75

= 34.68 ton

Pd = 34.68 / 2.25 = 15.41 ton/m2

Verificación por flexión:

- 30 -

Vc = 0.85 * 0.53 * Raíz ( f´c ) * b * d

Vu = Pd * Área = L * d

Vc = resistencia última del concreto por corte.

Vu = esfuerzo de corte actuante.

Verificación : Vc > Vu

Vc = 0.85 * 0.53 * Raíz(210) * 150 * d/1000

= 979.25 * d/1000

Vu = 15.41 * 1.50 * (((1.50-0.4)/2)-d/100)

= 23.115 * (0.55 – d/100)

Utilizando d = 40.00 cm,

Vc = 39.17 Ton

Vu = 3.47 Ton

Verificación por punzonamiento : Vc = 0.85 * 1.06* b * Raíz210

Vu = Pd ( Azap – Apz )

d = espesor asumido = 40 cm = t

= t – recubrimiento – ø/2

= 40 – 5 – 1.59/2 = 34.205 cm

bo = Perímetro punzonante

= 4 * ( 40 + d ) = 4 * 74.205 = 296.82 m2

- 31 -

Apz = (40 + d/100)2

= (57.10/100)2

Vc = 0.85 * 1.06 * d/1000 * bo * Raíz210

= 155.02 Ton.

Vu = Pd ( Azap – Apz )

= 15.41 * (1.50 * 1.50 – 0.33)

= 29.59 Ton.

Diseño del acero de refuerzo: M = Pb * L2 /2

L = (l/2 – n/2)

l/2 = longitud media de la zapata

n/2 = longitud media de la sección de la columna

M = 15.41 * (1.5/2 – 0.40/2)2 / 2

= 2.33 Ton-m = 2330.80 kg-m

As = M / (β * f´c (d – t))

d = 34.205 cm

b = 150.00 cm

f´c = 210 kg/cm2

Fy = 2810 kg/cm2

M = 2330.80 kg-m

- 32 -

β = 0.85

As = 233080 / (0.85 * 210 (34.205 – 2.5))

= 41.18 cm2

Armado = # 8 @ 0.12 ambos sentidos.

Como factor de seguridad se aumentará el tamaño de las zapatas de la

siguiente manera:

Lado de la zapata = 2.00 m

Peralte = 0.50 m.

1.3. TRATAMIENTO DEL AGUA

El agua se trata para eliminar las bacterias patógenas, sabores y olores

desagradables, partículas así como color y dureza y reducir los niveles de

cualquier contaminante cuando es necesario cumplir con normas de calidad de

agua. Algunos de los métodos más comunes de tratamiento son la

sedimentación simple y almacenamiento, coagulación-sedimentación, filtración

lenta y rápida en arena, desinfección y suavización.

El almacenamiento del agua durante mucho tiempo reduce la cantidad de

bacterias y materias granuladas que producen enfermedades, pero las

condiciones económicas suelen obligar a proveedores de agua a utilizar

métodos más eficaces de tratamiento, como los citados arriba.

- 33 -

Los olores y sabores desagradables del agua se eliminan por

oxigenación. Las bacterias se destruyen añadiendo algunos miligramos por litro

de cloro, y el sabor del cloro se elimina con sulfito de sodio.

La dureza excesiva del agua, que la hace inservible para muchos usos

industriales, se consigue reducir añadiendo cal débil o hidratada, o por un

proceso de intercambio iónico, utilizando ceolita como ablandador. La materia

orgánica en suspensión, con vida bacteriana, y la materia mineral en

suspensión, se eliminan con la adición de agentes floculantes y precipitantes,

como alumbre, antes del filtrado.

La fluoración artificial del agua para consumo público se lleva a cabo en

algunos países para prevenir la caída de los dientes.

SUAVIZACIÓN DEL AGUA La presencia de bicarbonato, carbonatos, sulfatos y cloruros de calcio y

magnesio en el agua, produce dureza. Las tres clasificaciones principales de

dureza son:

a. Dureza de carbonato (temporal) ocasionada por bicarbonato.

b. Dureza sin carbonato (permanente).

c. Dureza total.

Las plantas municipales para tratamiento suelen usar ya sea el proceso de

cal-sosa (precipitación) o el proceso de intercambio de base (zeolita), para

reducir la dureza del agua a menos de 100 mg por litro de CaCO3 o su

equivalencia.

- 34 -

En el proceso de cal con sosa, se agrega cal viva (CaO) al agua, cal

hidratada (Ca(OH)2) y sosa comercial (Na2CO3) en cantidades suficientes para

reducir la dureza a un nivel aceptable. Las cantidades de cal y sosa necesarias

para suavizar una dureza residual pueden determinarse con el uso de

equivalentes en peso de productos químicos, tomando en cuenta que los

grados comerciales de cal y de cal hidratada comprenden 90% y 68% de CaO,

respectivamente. En el agua tratada queda una dureza residual de 50 a 100 mg

por litro, debido a la poca solubilidad de CaCO3 y del Mg(OH)2. la dureza del

agua se expresa en granos por galón (gpg) o en miligramos por litro (mg/litro)

de CaCO3, en donde 1 gpg = 17.1 mg/litro.

Las reacciones químicas para los procesos más comunes de suavización

con sal sodada son:

CO2 + CaO → CaCO3 ↓

Ca(HCO3)2 + CaO → 2CaCO3 ↓ + H2O

MgSO4 + CaO + H2O

→ Mg(OH)2 ↓ + CaSO4 (soluble)

CaSO4 (soluble) + Na2CO3

→ CaCO3 ↓ + NaSO4

Como las partículas de carbonato y de hidróxido de magnesio se

sedimentan en estanques de sedimentación, proveen instalaciones para extraer

y eliminar las partículas. La acumulación de CaCO3 de del Mg(OH)2 sobre los

granos de arena, en los depósitos de agua clarificada y en las tuberías de

distribución, puede evitarse con la recarbonización con CO2 antes del

tratamiento con filtro de arena.

- 35 -

DESINFECCIÓN CON CLORO

El cloro en forma líquida, gaseosa o de hipoclorito, es el principal

producto químico para destruir las bacterias en fuentes de agua. Otros

desinfectantes son el yodo, el bromo, el ozono, dióxido de cloro, la luz

ultravioleta y la cal viva.

La reacción del cloro con el agua es:

Cl2 + H2O ≈ H+ + Cl- + Col

El ácido hipocloroso (HOCl) reacciona con la materia orgánica de las

bacterias para formar un complejo clorado que destruye las células vivas.

La cantidad de cloro agregada al agua depende de la cantidad de

impurezas por eliminar y del residuo deseado de cloro en el agua. En las

corrientes de descarga de la plantas de tratamiento de agua, se mantiene un

residuo de cloro de 0.1 ó 0.2 mg por litro como factor de seguridad en el agua

mientras se envía al consumidor.

La preocupación por la formación de trialometado después de la

cloración de las aguas que contiene cantidades apreciables de material

orgánico ha estimulado la investigación de desinfectantes alternativos. Los

candidatos principales son el ozono y el dióxido de cloro. Han de investigarse

los beneficios del ozono para plantas de tratamiento nuevas o modificadas, en

particular si hay problemas de color, sabor y olor en las aguas sin tratar.

- 36 -

2. CAMINO VECINAL DE LAS ALDEAS AGUA CHIQUITA, SAN MIGUEL I Y II 2.1. RUTAS DE ACCESO A LAS COMUNIDADES Las comunidades mencionadas, por estar ubicadas a pocos kilómetros

del límite del municipio con los municipios de Dolores, Poptún y San Luis,

cuentan con varias rutas de acceso, las cuales se detallan en la figura No. 1.

2. MONOGRAFÍA

Ubicación:

Sayaxché es un municipio del Departamento de Petén, con un área

aproximada de 3,904 Kms2, colinda al norte con el municipio de La Libertad; al

este con los municipios de San Francisco, Dolores, Poptún y San Luis; al sur

con el Departamento de Alta Verapaz, y al oeste con el vecino país de México.

La cabecera municipal se encuentra a 125 metros sobre el nivel del mar, y su

ubicación geográfica corresponde a las coordenadas siguientes: Latitud

16°31’16” y longitud 90°11’23”.

Localización:

Las aldeas beneficiadas con la carretera se encuentran ubicadas al

sureste de la cabecera municipal y a orillas del río San Juan. Las coordenadas

son las siguientes: Latitud 16°23’00” y longitud 89°53’00”.

- 37 -

De la ciudad de Guatemala a la aldea se recorren 604 kilómetros. De la

ciudad capital hacia la cabecera municipal de Sayaxché, Petén se recorren 565

kilómetros por carretera asfaltada. De la cabecera municipal a la aldea se

recorren 50 kilómetros de asfalto en buenas condiciones y 89 kilómetros de

terracería.

Características Económicas:

La población beneficiada directamente asciende aproximadamente a

1400 personas que dependen económicamente de la agricultura, percibiendo

salarios mínimos para satisfacer sus necesidades básicas, situación por la cual

se presenta en los hogares la necesidad de que otros miembros de la familia

contribuyan laboralmente.

2.3. PRELIMINAR

2.5.2 SELECCIÓN DE RUTA

El trazo de una carretera tiene dos puntos fijos: el inicial y el final; entre

los cuales se pueden definir varias opciones de ruta, de las cuales se toma la

que mejor se adapta a las necesidades y posibilidades que se tengan.

Para la selección de ruta es importante conocer: la geología y el suelo,

erosión, vías de comunicación existentes, etc., mientras en el trabajo de la

hidrografía interesa: cuencas, precipitación de la región, densidad de

vegetación, patrón de drenaje e información acerca de intensidad, duración y

frecuencia de la precipitación.

- 38 -

En el caso del presente proyecto no fue necesario un estudio detallado

de los parámetros mencionados en el párrafo anterior, ya que se sabe que no

es una zona lluviosa y que el suelo es usado principalmente para agricultura y

ganadería, por lo que la densidad de vegetación es muy poca.

Los problemas mas frecuentes en la selección de rutas en zonas

montañosas, son las pendientes y atravesar las quebradas. El presente diseño

no ocasiono mayor problema con las pendientes, ya que la mayor pendiente

obtenida fue de 10.29% en un tramo muy corto.

Debido a que los vecinos beneficiados conocen profundamente el área

alrededor de sus aldeas, fueron ellos los que propusieron la ruta que más se

ajustaba a sus necesidades, y después de una inspección visual por parte del

encargado del diseño se decidió aceptar la propuesta recibida por parte de los

habitantes de dichas aldeas, pues no se presentaba ningún accidente

geográfico mayor que pudiera dificultar el diseño ni elevar el costo del proyecto

innecesariamente.

2.3.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

Se llama levantamiento topográfico al levantamiento de la línea

preliminar seleccionada, siguiendo las señales indicadas en el reconocimiento;

el levantamiento consiste en una poligonal abierta, formada por ángulos y

tangentes donde se deberá establecer lo siguiente:

a) Establecer un punto de partida.

b) Establecer azimut o rumbo de salida.

c) Establecer coordenadas de salida.

- 39 -

d) Establecer cota de salida del terreno.

Para este levantamiento se usaron los métodos de deflexiones doble y el

método taquimétrico con un teodolito digital con precisión de 5 segundos.

Después de desarrollar la libreta de campo se obtuvieron resultados para

dibujar el perfil del terreno y las secciones transversales, los resultados del

desarrollo de la libreta se muestran en los anexos.

2.4. DISEÑO DE LOCALIZACIÓN

Consiste en diseñar la línea final o línea de localización. La cual será la

definitiva para el proyecto, proporcionando todos los datos que surjan de ésta al

ejecutor para que se proceda a ubicarla en el campo.

Se fijó el cruce de carretera a nivel con el camino que conduce de La

Reinita hacia La Lucha, se ubicaron los puntos obligados y se determinó que no

existen áreas con grandes peligros de derrumbes ni inundaciones, y se

procedió a seleccionar la línea de localización.

2.4.1 CAMINAMIENTO

El diseño de la línea de localización es un proceso de tanteos y

comparaciones. Lo primordial en este diseño es la seguridad del tránsito, por lo

cual no deben existir tangentes largas ni excesivas.

Se evitó pasar por ríos, ya que la colocación de estructuras mayores

eleva el costo del proyecto.

- 40 -

La topografía condiciona los radios de curvatura y velocidad de diseño, lo

cual hace que se considere la distancia de visibilidad, ya que la visibilidad

requiere de radios mayores que la velocidad en si. Para la velocidad de diseño,

se evitó el uso de la curvatura máxima permisible, se utilizaron curvas suaves,

dejando las curvas máximas en condiciones críticas.

Además de las consideraciones anteriores también es recomendable:

a) Evitar curvas de radios mínimos antes de entrar a un cruce de

caminos o algún otro elemento que pueda originar condiciones

desfavorables a la seguridad.

b) Evitar curvas demasiado largas al emplear radios muy pequeños,

especialmente cuando edificaciones, árboles o taludes de corte

puedan reducir la visibilidad.

c) Diseñar un alineamiento uniforme que no tenga quiebres bruscos

en su desarrollo. En este caso se evitaron curvas de radios

mínimos al final de tangentes demasiado largas; se evitaron estas

curvas también al final de un alineamiento de curvas de radios

grandes o en la parte de tramos de carretera con pendientes

fuertes en el alineamiento vertical.

d) En el diseño para terrenos ondulados es preferible un

alineamiento con curvas amplias en lugar de tangentes largas.

Como no existen condiciones críticas en este proyecto, no fue necesario

modificar gran parte de los elementos de la carretera.

- 41 -

Tomando en cuenta las condiciones anteriores, se prosiguió al diseño de

la línea de localización; las curvas se adaptaron lo mejor posible a las

características del terreno, moviendo constantemente las tangentes hasta que

el proyecto tuviera lógica, obteniendo al final las elevaciones y el caminamiento

de cada PI.

2.4.2 NIVELACIÓN DEDUCCIÓN DE PERFIL

Para deducir el perfil se marcaron estacionamientos a intervalos

regulares, se determinó la elevación de cada estación, estas elevaciones se

colocan en el perfil, uniendo las estaciones por medio de una línea punteada, se

logra tener el perfil del terreno; tomando en cuenta los puntos obligados y las

especificaciones, se diseña la subrasante.

El diseño de los alineamientos horizontal y vertical no se debe considerar

independientes uno del otro, debido a que ambos se complementan entre si.

Se consideró en este diseño una combinación de ambos alineamientos

ofreciendo la mayor seguridad, velocidad, facilidad y uniformidad en la

operación, además de una apariencia agradable dentro de los límites prácticos

del terreno y del área atravesada.

La máxima velocidad de diseño es la velocidad a que un vehículo puede

transitar con seguridad por una carretera trazada con determinadas

características geométricas.

- 42 -

La velocidad de diseño para este caso es de 40 km/h., la velocidad podrá

variar según las condiciones del terreno.

DISEÑO DE LA SUBRASANTE

La subrasante se proyectó sobre el perfil longitudinal del terreno,

tomando en cuenta las especificaciones de Dirección General de Caminos

(D.G.C.), anotando también los principios de curva, principios de tangente y los

grados de curva para facilitar la combinación de ambos alineamientos.

Para el diseño de la subrasante también se deberá tomar en cuenta lo

siguiente:

a) Pendiente máxima.

b) Pendiente mínima.

c) Longitud crítica de una tangente del alineamiento vertical.

d) Longitud de curvas mínimas

e) Condiciones topográficas

f) Chequeos por visibilidad, bombeo, seguridad y apariencia.

2.5. DISEÑO GEOMÉTRICO

2.5.1 CÁLCULO DE ELEMENTOS DE CURVAS HORIZONTALES

El cálculo de los elementos de las curvas es un procedimiento

matemático por medio del cual se definen totalmente las características

geométricas y trigonométricas de la línea de localización.

- 43 -

Debe hacerse lo más minuciosamente posible para que no existan

diferencias de lo efectuado en gabinete con lo que posteriormente se trazará en

el campo.

Antes de iniciar el cálculo se colocaran las coordenadas de los PI de la

preliminar. El trazado de la línea de localización fue basado en la línea de

preliminar, amarrando cada cierto kilometraje para que al calcular las

coordenadas pudiera comprobarse por medio de geometría y trigonometría que

los datos fueran exactos.

Luego de calcular las coordenadas de todos los PI de localización, se

procedió a calcular la distancia y el azimut entre PI y PI. Entre cada dos azimut

existirá un delta, ya sea hacia la derecha o izquierda.

En la mayoría de los cálculos para definir distancias o encontrarlas, se

hizo necesario calcular una intersección. Calcular la intersección consiste en

encontrar las distancias y las coordenadas del punto de intersección entre dos

rectas conociéndose un punto de cada una de ellas y su dirección. Se utilizan

las siguientes fórmulas:

X es la diferencia algebraica entre longitudes ( X2 – X1 )

Y es la diferencia algebraica entre latitudes ( Y2 – Y1 )

∆ es la deflexión entre ambas líneas (Delta)

- 44 -

Figura 2. Elementos del alineamiento horizontal.

Para el cálculo de los elementos de curva es necesario tener las

distancias entre los PI de localización, los deltas calculados y el grado de curva

(G) que será seleccionado a criterio del diseñador.

Las fórmulas utilizadas para el cálculo de los elementos de curva son los

siguientes:

Longitud de curva:

Es la distancia, siguiendo la curva, desde el principio de curva (PC),

hasta el principio de tangente (PT).

- 45 -

Subtangente:

Es la distancia entre el PC y el PI o entre el PI y el PT.

uerda Máxima:

Es la distancia en línea recta desde el PC hasta el PT.

xternal:

Es la distancia desde el PI al punto medio de la curva.

rdenada Media:

Es la distancia dentro del punto medio de la curva y el punto medio de la

acionamientos se calculan en base a las distancias entre los PI de

localiz

curva.

C

E

O

cuerda máxima.

Los est

ación, calculando una estación para cada PI, restando la estación del PI

menos la Subtangente se ubicará el principio de la curva (PC); sumando el PC

mas la longitud de curva se ubicará el principio de tangente (PT) al final de la

- 46 -

Est PC1 = Est PI1 – St1

Est PT1 = Est PC1 + Lc1

Tg = (Est PI2 – Est PI1) – (St1 + St2)

Figura 3. Elementos de curva horizontal simple.

Est PC2 = PT1 + Tg

Est PT2 = PC2 + Lc2

- 47 -

2.5.2 DISEÑO DE CURVAS VERTICALES

La finalidad de una curva vertical es proporcionar suavidad al cambio de

una pendiente a otra; estas curvas pueden ser circulares, parabólicas simples,

parabólicas cúbicas, etc. La que se utiliza en el Departamento de Carreteras de

la D.G.C. es la parabólica simple, debido a la facilidad de su cálculo y a su gr

adaptabilidad a las condiciones necesarias de operación.

Las especificaciones de la D.G.C. tienen tabulados valores para

longitudes mínimas de curvas verticales, en función de la velocidad de diseño y

de la diferencia algebraica de pendientes. Al momento del diseño se

consideraron las longitudes mínimas de curvas verticales; las cuales se

calcularon según la siguiente fórmula:

Visibilidad de Parada:

an

L = K * a

onde: L es la longitud mínima de curva vertical

esta respectivamente,

corrección máxima por curvas verticales está dada por:

d

k es la constante que depende de la velocidad de diseño

a es la diferencia algebraica de pendientes.

Las curvas verticales también pueden ser Cóncavas o Convexas. Según

su forma se les conoce como curvas en columpio o en cr

la

- 48 -

donde P2 es la pendiente de salida

P1 es la pendiente de entrada

L es la longitud de curva vertical.

La corrección para un punto cualquiera será:

En la D.G.C. se han tabulado valores constantes para determinar la

Tabla IV. Coeficientes k para diseño de curvas verticales. Velocidad en kph K para cóncava

donde X es la distancia del PIV a la estación deseada.

longitud mínima de curva vertical a usarse según la velocidad de diseño y si la

curva es cóncava o convexa, los cuales se muestran en la siguiente tabla:

K para convexa 20 1 2

30 2 4

40 4 6

50 7 9

60 12 12

70 19 17

80 29 23

90 43 29

100 60 36

2.5.3 SECCIÓN TÍPICA

La sección típica es la gráfica que muestra todos los elementos de la

sección transversal del camino. Las cuales se muestran en las siguientes

figuras:

- 49 -

- 50 -

Figura 4. ción pica.

Sec

tí

- 51 -

utilizar co se

iones de PIV) para después efectuar el cálculo de la elevación de la

iones del listado, y las correcciones por curva

tical.

Luego se procede a dibujar la sección típica con los datos de elevación

lte, el sobreancho y el corrimiento.

Seguidamente se determina el área de corte o relleno de cada sección

típica, tomando en cuenta la altura de limpia y chapeo que se debe remover, la

que generalmente se toma de 30 cm.

DETERMINACIÓN DE ÁREAS

Las formas de medir las áreas son: gráfica y analítica.

GRÁFICA

Esta forma consiste en determinar el área de corte o relleno que encierra

la gráfica de la sección típica, efectuándose la medida por medio del planímetro.

elevac

subrasante para todas las estac

ver

de subrasante ya corregida, el pera

2.6. VOLÚMENES DE CORTE Y DE RELLENO

Para llevar a cabo el cálculo del movimiento de tierra, el procedimiento a

nsiste inicialmente en hacer el listado de las estaciones de las que

poseen secciones transversales, las cuales fueron levantadas en el campo.

Luego se procede a identificar los PC y los PT de cada curva, así como el grado

de curvatura. A continuación se le coloca la velocidad a la que fue diseñada

cada una; con éste dato podemos pasar al siguiente paso que es el cálculo del

peralte, sobreancho y el corrimiento.

Luego se pasa al diseño y cálculo de la subrasante (pendientes y

ANALÍTICA

Con el ploteo de las secciones transversales podemos determinar las

coordenadas para cada punto referidas a la línea central de la misma y luego

por el método de los determinantes encontramos el área de manera exacta.

Ejemplo:

Figura 5. Cálculo de área de corte.

- 52 -

CÁLCULO DE VOLÚMENES

ior,

uando el tramo considerado es sólo corte o sólo relleno. La forma mas rápida

menes es obteniendo el promedio de las áreas por la

distancia entre las esta

Figura 6. Cálculo de volumen de corte y relleno.

Cuando en las dos secciones consideradas existe corte y relleno se debe

eterminar la distancia de paso.

Para el cálculo de volúmenes se toma como el volumen de un prisma

irregular y donde las áreas de dos estaciones consecutivas forman las bases de

dicho prisma. La distancia entre estaciones es la altura del prisma. Lo anter

c

para calcular los volú

ciones.

d

- 53 -

- 54 -

iguiente: Dadas dos secciones separadas

na distancia “d”, por semejanza de triángulo se determina el “paso”.

En este caso es una distancia de paso de corte, puesto que existía un

corte y en la siguiente ya no existe; or lo tanto debe haber una estación

La forma de calcularlo es la s

u

Figura 7. Longitud de paso.

p

intermedia donde el corte termina y comienza el relleno.

idades de

metros cúbicos de tierra que se trabajan resulta insignificante.

El trabajar las secciones en curva de manera más cercana a la realidad,

hace que el trabajo sea mas laborioso sin que la diferencia resultante sea

significativa.

• Transversal

• Longitudinal

La fórmula para calcular volúmenes es correcta para tramos rectos, pero

no cumple para los tramos en curva. Sin embargo dadas las cant

2.7. DISEÑO DE DRENAJES

El objetivo fundamental del drenaje en los caminos, es reducir al máximo

la cantidad de agua que de una u otra forma llega al mismo, y pueda perjudicar

la carretera dando salida al agua que llegue al camino.

Para que un camino tenga buen drenaje, debe evitarse que el agua

circule en cantidades grandes por el mismo destruyendo los pavimentos,

creando la formación de baches, también que el agua que corre por las cunetas

se estanque y reblandezca las terracerías, perdiendo su estabilidad las mismas.

Al drenaje se la ha denominado también como obras de arte,

clasificándose de la siguiente manera:

• Subdrenaje

- 55 -

2.7.1 DRENAJE TRANSVERSAL

El objetivo del drenaje transversal es dar paso rápido al agua que no

uede desviarse en otra forma y tenga que cruzar de un lado al otro del camino.

En cuanto a las alcantarillas es recomendable construirlas cada 200

etros como máximo, y obligadamente en las curvas verticales cóncavas

o mínimo.

a, cuando se trate de

lcantarillas que servirán para aliviar cunetas o cuando se trate de corrientes

El colchón mínimo para protección de los tubos, deberá ser de 0.60

BADENES Se trata de una tipo superficial, por medio del cual el

agua escurre transversalmente; es de espesor reducido y se construye sobre un

equeño tramo de superficie de rodamiento, debidamente protegido, de manera

ue no impida la circulación de vehículos.

p

En estas obras de drenaje transversal están comprendidos los puentes y las

alcantarillas.

m

utilizando tubería de 30” de diámetro com

Como obras de protección se pueden mencionar; muros, revestimientos,

desarenadores y disipadores de energía. Se les construirán muros cabezales

en la entrada y la salida, y tragante en la entrad

a

muy pequeñas. Cuando se trate de corrientes que su área de descarga no pase

de 2 metros cuadrados, se les hará muros cabezales y en lugar de tragante de

entrada se les construyen alerones, rectos, a 45º grados o en “L”.

metros para que la carga viva se considere uniformemente distribuida.

obra de drenaje de

p

q

- 56 -

Figura 8. Alcantarill

D + 0.50

1.20

a.

- 57 -

- 58 -

2.7.2 DRENAJE

ejando una berma entre dicho pie y el

orde de la cuenca, evitando de esta forma que se moje el relleno, lo que

rigina asentamientos.

El diseño de cunetas se basa en los principios del flujo en canales

biertos, éstas se pueden construir de forma trapezoidal o triangular, en este

aso, se recomienda cualquiera de las secciones tipo que se dan a

ontinuación, quedando a criterio del constructor del proyecto cual debe usar.

Detalle de cuneta triangular:

Este tipo de cuneta tiene una menor capacidad que la trapezoidal, la cual

no se erosiona fácilmente.

LONGITUDINAL

Este tipo de drenajes se refiere a las obras de captación y defensa, tales

como cunetas, contracunetas, bombeo, fosas de laminación.

CUNETAS:

Son zanjas que se hacen a ambos lados del camino con el fin de

conducir el agua que escurre de la mitad del camino o en todo el camino en el

caso que existan curvas. Cuando las cunetas pasan de corte a relleno se

prolongan a lo largo del pie del relleno, d

b

o

a

c

c

Figura 9. Detalle de cuneta triangular

BOMBEO 3%

BOMBEO 3%

y trapezoidal.

- 59 -

BOMBEO 3%

Las cun o su longitud

sea mayor de 50.00 metros por med inación o una

alcantarilla de alivio, debido a que mientras mas larga sea la cuneta, mas agua

llevará, por lo que se erosionará más, resultando antieconómica la

conservación.

CONTRACUNETAS: Son zanjas que se hacen en lugares convenientes, evitando que llegue a

las cunetas más agua que aquella para la cual fue diseñada. Las contracunetas

se construyen transversales a la pendi nte del terreno, las que interceptan el

paso del agua y la alejan de los cortes y rellenos. Cuando el camino sigue la

dirección de la misma pendiente del terreno no se deben construir

contracunetas. La contracuneta tipo recomendada es la siguiente:

Figura 10. Detalle de Contracuneta.

etas deben protegerse en pendientes fuertes, cuand

io de una fosa de lam

e

- 60 -

- 61 -

o para este proyecto es del 3%.

PENDIENTE DISTANCIA

BOMBEO

Se llama bombeo de un camino a la forma de la sección transversal del

mismo, cuyo objetivo es drenar hacia los lados el agua que cae en el camino. El

bombeo sugerid

FOSA DE LAMINACIÓN

Cuando se tienen cunetas demasiado largas y es imposible sacar el agua

por medio de aliviaderos, se construyen estas fosas con el objetivo de disipar la

energía cinética del agua, evitando con ello la erosión de las cunetas. Se

recomienda colocarlas según se indica en la siguiente tabla.

0 a 8% No son necesarias

8 a 15% 100 metros

15 a 18% 50 metros Tabla No. 5. Longitud para fos s de laminación.

a

- 62 -

3. EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL 3.1. DEFINICIÓN Identificación y evaluación sist

(efectos) de proyectos, planes, programas o acciones legislativas propuestas,

relativos a los componentes físico-químicos, biológicos, culturales y socio-

económicos del ambiente total.

3.2. FIN ÚLTIMO

Motivar y/o promover la consider ción del ambiente en la planificación y

toma de decisiones, y finalmente llegar a acciones que son más

ambientalmente compatibles.

3.3. MITIGACIÓN Y COMPENSACIÓN

MITIGACIÓN:

Es la implementación de decisiones o actividades diseñadas para

reducir en el ambiente los impactos indeseables de una acción

propuesta.

emática de los impactos potenciales

a

- 63 -

CA

evar a cabo la acción

a escala de magnitud, reorientación, empleo

ación de ambientes similares.

O DE EVALUACIÓN, CONTROL Y SEGUIMIENTO AMBIENTAL

• Métodos de Evaluación del Hábitat

• Modelación Matemática

• Adaptación de Métodos Comunes de Estadísticas Multivariadas

ráfica

Sistemas de Información Geográfica

Simulac

• Análisis de Costo y Beneficio

• Metodologías Comparativas

TEGORÍAS DE MITIGACIÓN:

Evasión: no ll

Disminución: rebajar l

de tecnología

Rectificación: restauración de los ambientes

Reducción: pasos de control, prevención y mantenimiento

Compensación: cre

3.4. REGLAMENT

METODOLOGÍAS DE EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL

• Técnica Delphi

• Superposición G

•

• ión

• Evaluación de Riesgos

- 64 -

• oramiento del Medio Ambiente

Na

• ontrol y

• Propiciar un clima de confianza hacia los inversionistas, en materia

ambiental

ALCANCE

Se pretende que el Reglamento norme la evaluación y el control

ambie l alquier otra actividad, que por sus

caract s rioro a los recursos naturales renovables o

no, y a

DECLARACIONES S

s sobre impacto ambiental deben evaluar, con detalle,

los efectos potenciales de la acción propuesta en el ambiente. El propósito del

ambie ambientales de una acción propuesta,

con la riesgos implicados al que toma las

ecisiones en la oficina y al público.

OBJETIVOS DEL REGLAMENTO

Cumplir con la Ley de Protección y Mej

y el Reglamento Orgánico del Ministerio de Ambiente y Recursos

turales

Contar con instrumentos de gestión ambiental (evaluación, c

seguimiento) acordes a la realidad nacional

nta de proyectos, obras, industrias o cu

erí ticas pueda producir dete

l ambiente.

OBRE IMPACTO AMBIENTAL

Las declaracione

nte es revelar las consecuencias

finalidad de dar a conocer los

d

- 65 -

Una declaración de impacto ambiental debe incluir:

de los efectos en el ambiente.

b. Exposición de los probables efectos en el ambiente, incluidos los

d. a la acción propuesta que puedan evitar algunos o todos

los efectos perjudiciales al ambiente, incluso los análisis de costos y

los efectos en el ambiente de dichas alternativas.

los efectos acumulativos, a largo plazo, de la acción

propuesta, incluso sus relaciones con el uso a corto plazo del

.

a. Una descripción detallada de la acción propuesta que incluya

información y datos técnicos adecuados para permitir una cuidadosa

evaluación

efectos en los sistemas ecológicos y cualquier consecuencia directa o

indirecta que puedan resultar de la acción.

c. Cualquier efecto adverso al ambiente que no pueda evitarse.

Alternativas

e. Evaluación de

ambiente versus la productividad, a largo plazo, del ambiente.

f. Cualquier compromiso irreversible o irrevocable de recursos que

pudieran resultar de la acción, o que pudieran reducir el uso del

ambiente

- 66 -

CONCLUSIONES

• Las aldeas beneficiadas con los presentes proyectos, muestran

marcadas diferencias con el área urbana del municipio,

principalmente, en el renglón de servicios básicos e

o mal

en los estratos

erecho

• En la aldea Sepur, se diseñó una red cerrada, pues, la topografía

lo permitía y aunque en el área

rural no se recomienda el uso de bombeo por su alto costo, en

esta comunidad se hizo necesario, ya que, no existe otra fuente

natural cercana a la comunidad.

• Siempre se deben realizar los exámenes bacteriológicos y físico-

químico sanitario al agua con fines de consumo humano, e

independientemente de los resultados, debe ser clorada para

garantizar la potabilidad de la misma.

infraestructura, lo cual ayudó a tomarlas en cuenta para los

proyectos considerados en el presente trabajo.

• La dispersión de las comunidades rurales y la carencia

estado de los caminos rurales, obstaculizan el progreso de la

región por la dificultad de incorporación a los mercados o zonas de

desarrollo, acentuándose, así, la diferencia

sociales de una región a otra

• En algunos tramos del camino es necesario renegociar el d

de vía, pues por razones de diseño, hubo necesidad de cambiar el

alineamiento horizontal.

y la distribución de las viviendas

- 67 -

- 68 -

RECOMENDACIONES

• A las autoridades municipales se les recomienda actualizar los

precios presentados en los presupuestos antes de la ejecución,

debido a que éstos están sujetos a cambios ocasionados por la

variación en la economía.

• A los habitantes de la aldea Sepur, se les recomienda cercar el

área donde se encuentran las fuentes de abastecimiento de agua,

para evitar así daños al sistema y, principalmente, la

contaminación del agua.

• Debido a que la vida útil de la bomba es, aproximadamente, de 5

años, se recomienda que al iniciar el funcionamiento del sistema

se utilice una bomba de menor capacidad, ya que, la que muestra

el diseño, es la bomba necesaria para que el sistema funcione al

final del período de diseño, reduciéndose, así, el costo del

proyecto.

• Se recomienda para ambos proyectos, el mantenimiento

adecuado para evitar daños excesivos en los componentes del

sistema y evitar así el colapso del sistema y evitar gastos

innecesarios.

- 69 -

- 70 -

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• Vides Tobar, Ing. Am n de Carreteras. Editorial

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ando. Construcció

- 72 -

ANEXOS

- 73 -

- 74 -

- 75 -

CUADROS DE RESUMEN DE DISEÑO DE

RED 1:

Topografía Piezométrica DINAMICA ESTATICA VELOCIDAD

L SISTEMA DE AGUA POTABLE:

E. P.O. LONG. D" Q

(L/S) H INICIO FIN INICIO FINAL MTS. C. A. LBS/PUL.^2 M/SEG. AL17 12 100.88 1.00 0.127 0.3649 95.5725 5 112.9802 112.6153 15.844 22.482 0.2493 96.77112 3 100.88 0.75 0.087 0.7302 96.7715 5 112.6153 111.8851 16.369 23.227 0.3024 95.5163 2 100.00 0.75 0.067 0.4505 95.5165 8 111.8851 111.4347 12.368 17.550 0.2341 99.06613 2 100.88 0.75 0.093 0.8294 96.6562 99.0668 111.9884 111.1590 12.092 17.159 0.3240 11 4 100.88 1.00 0.121 0.3315 100.8308 94.8308 112.9433 112.6118 17.781 25.231 0.2367 4 3 100.00 0.75 0.077 0.5851 94.8308 95.5165 112.7628 112.1777 16.661 23.642 0.2696 11 12 100.00 1.00 0.183 0.7079 100.8308 96.7715 112.9433 112.2354 15.464 21.943 0.3582 19 10 100.88 1.75 0.559 0.3698 95.4491 102.7969 113.8270 113.4571 10.660 15.127 0.3572 10 5 100.88 1.50 0.453 0.5327 102.7969 96.1214 113.4571 112.9244 16.803 23.843 0.3948 5 4 100.00 0.75 0.039 0.1616 96.1214 94.8308 112.9244 112.7628 17.932 25.446 0.1346 18 11 100.88 1.50 0.461 0.5503 94.8065 100.8308 113.4936 112.9433 12.113 17.188 0.4018 9 6 100.88 0.75 0.071 0.5082 96.0479 95.1829 112.9140 112.4058 17.223 24.439 0.2487 5 6 100.00 0.75 0.075 0.5551 96.1214 95.1829 112.9244 112.3694 17.186 24.388 0.2621 10 9 100.00 1.25 0.285 0.5431 102.7969 96.0479 113.4571 112.9140 16.866 23.933 0.3573 8 7 100.88 0.75 0.079 0.6112 91.0446 89.5740 112.4169 111.8057 22.232 31.547 0.2748 6 7 100.00 0.75 0.081 0.6415 95.1829 89.5740 112.3694 111.7278 22.154 31.436 0.2834 9 8 100.00 0.75 0.071 0.4971 96.0479 91.0446 112.9140 112.4169 21.372 30.327 0.2469 21 8 100.88 0.75 0.102 0.9912 96.6511 91.0446 112.7815 111.7903 20.746 29.438 0.3567

CÁLCULO DE CAUDALES EN CIRCUI ERRADOS COMUNIDAD: SEPUR, SAYAX

CALCULISTA: LÚDIN HERNÁ Z REVISO: ING. LUIS ALFA

TOS CCHÉ, PETÉN

NDERO

Topografía Piezométrica DINAMICA ESTATICA VELOCIDAD

E. P.O. LONG. D" Q

(L/ FINAL MTS. C. A. LBS/PUL.^2 M/SEG. S) H INICIO FINAL INICIO20 9 100.88 1.00 0.218 57 112.3780 16.330 0.4268 0.9877 96.3917 96.0479 113.36 23.17220 21 100.00 1.50 0.479 113.3657 112.7815 16.130 0.4169 0.5842 96.3917 96.6511 22.88916 13 100.88 1.25 0.175 112.2120 111.9884 20.085 0.2202 0.2 31236 91.9031 91.90 28.50113 14 100.00 0.75 0.103 4 111.9884 110.9970 12.941 0.3585 0.9914 96.6562 98.056 18.36315 14 100.88 0.75 0.057 0.3384 96.1082 98.0564 111.7952 111.4568 13.400 19.015 0.1997 16 15 100.00 1.00 0.137 0.4168 91.9031 96.1082 112.2120 111.7952 15.687 22.260 0.2691 17 16 1.50 0.555 0.7682 95.5725 91.9031 112.9802 112.2120 20.309 28.818 0.4834 100.00 16 27 100.88 0.75 0.6045 91.9031 86.8257 112.2120 111.6075 24.782 35.165 0.2731 0.07826 27 100.00 0.75 0.6484 86.418 86.8257 112.36 111.71870.082 9 71 24.893 35.323 0.2850 18 17 100.00 .00 5134 065 725 936 802 1 2 0.952 0. 94.8 95.5 113.4 112.9 17.408 24.702 0.46617 26 100.88 0.75 0.079 0.6131 95.5725 86.4189 112.9802 112.3671 25.948 36.821 0.2752 25 26 100.00 0.75 0.068 0.4583 87.3609 86.4189 113.1801 112.7218 26.303 37.324 0.2363 19 18 100.00 2.50 1.357 0.3334 95.4491 94.8065 113.8270 113.4936 18.687 26.517 0.4249 18 25 100.88 1.00 0.115 0.3047 94.8065 87.3609 113.4936 113.1889 25.828 36.650 0.2261 24 25 100.00 1.00 0.058 0.0843 86.8074 87.3609 113.2644 113.1801 25.819 36.637 0.1135 19 20 100.00 2.00 0.899 0.4613 95.4491 96.3917 113.8270 113.3657 16.974 24.086 0.4399 19 24 100.88 1.50 0.467 0.5626 95.4491 96.3917 113.8270 113.2644 16.873 23.942 0.4066 24 23 100.00 1.50 0.421 0.4608 86.8074 92.5773 113.2644 112.8035 20.226 28.701 0.3668 21 22 100.88 1.00 0.060 0.0897 96.6511 92.7024 112.7815 112.6918 19.989 28.365 0.1168 20 23 100.88 1.50 0.422 0.4660 96.3917 92.5773 113.3657 112.8997 20.322 28.837 0.3673 23 22 100.00 1.00 0.068 0.1140 92.5773 92.7024 112.8997 112.7857 20.083 28.498 0.1336 22 35 100.88 0.75 0.075 0.5561 92.7024 93.4187 112.7857 112.2296 18.811 26.693 0.2611 23 34 100.88 1.50 0.445 0.5149 92.5773 90.1300 112.8997 112.3848 22.255 31.580 0.3876 34 35 100.00 0.75 0.033 0.1212 90.1300 93.4187 112.3848 112.2636 18.845 26.741 0.1152 35 36 100.88 0.75 0.099 0.9317 93.4187 87.0202 112.2636 111.3319 24.312 34.498 0.3450 34 37 100.88 1.00 0.141 0.4426 90.1300 87.8941 112.3848 111.9422 24.048 34.124 0.2767 37 36 100.00 0.75 0.061 0.3785 87.8941 87.0202 111.9422 111.5637 24.543 34.827 0.2131

- 76 -

RAMA ES ABIE TOS EN R D 1 L R E34 33.1 50.00 0.75 .0865 90.1 88.8829 112. 12.2983 0.04 0 300 3848 1 23.415 33.226 0.1396

a Pi ICA ATIC

RED 2:

Topografí ezométrica DINAM EST A VE LOCIDADE. P.O. D" H AL NICIO AL . A /PUL LONG. Q (L/S) INICIO FIN I FIN MTS. C . LBS .^2 M/SEG.

32 86. 86.8 12.4 .321 4. 3439 100.88 1.75 1.02 1.129 4260 747 1 501 111 5 2 45 .69 0.65 32 86. 89.6 12.4 .252 1. 3031 100.00 1.75 1.06 1.198 4260 596 1 501 111 5 2 59 .64 0.68 31 89. 90.4 11.2 .862 0. 2840 100.88 1.25 0.24 0.390 6596 502 1 525 110 6 2 41 .97 0.30 31 89. 92.0 11.2 .829 8. 2630 100.00 1.5 0.40 0.423 6596 816 1 525 110 5 1 75 .60 0.35 30 92. 95.4 10.8 .946 4. 2041 100.88 1 0.20 0.883 0816 939 1 295 109 2 1 45 .51 0.40 30 92. 93.5 10.8 .235 6. 2329 100.00 1 0.17 0.594 0816 254 1 295 110 9 1 71 .71 0.33 29 93. 98.4 10.2 .008 1. 1642 100.88 0.75 0.05 0.227 5254 174 1 359 110 8 1 59 .45 0.16 41 95. 98.4 09.9 .747 0. 1442 100.00 0.75 0.11 1.198 4939 174 1 462 108 9 1 33 .66 0.40 39 86. 91.3 11.3 .976 9. 2746 100.88 1.5 0.36 0.345 8747 640 1 215 110 4 1 61 .83 0.31 39 86. 90.4 11.3 .013 0. 2940 100.00 1.25 0.21 0.308 8747 502 1 215 111 6 2 56 .18 0.26 40 90. 91.2 11.0 .992 9. 2845 100.88 1 0.03 0.021 4502 333 1 136 110 4 1 76 .04 0.05 45 91. 91.3 10.9 .807 9. 2746 100.00 0.75 0.04 0.185 2333 640 1 924 110 8 1 44 .59 0.14 40 90. 95.4 11.0 .784 5. 2141 100.00 1 0.10 0.230 4502 939 1 136 110 0 1 29 .70 0.20 41 95. 93.3 09.9 .137 5. 2244 100.88 0.75 0.09 0.809 4939 404 1 462 109 2 1 80 .42 0.32 45 91. 93.3 10.9 .526 7. 2444 100.00 0.75 0.07 0.466 2333 404 1 924 110 4 1 19 .39 0.24

- 77 -

RAMALES EN RED 2 86. 87.0 1 .4 . 63 5. 3532 32.1 50.00 0.75 0.04 0.086 4260 309 1 2 501 112 3 6 2 33 .95 0.14

31 26.1 50.00 0.75 0.04 0.086 89.659 88.039 111.25 111.1660 23.13 6 2 25 32.82 0.14 30 27.1 50.00 0.75 0.04 0.086 92.0816 89.4536 110.8295 110.7430 21.29 30.21 0.14 29 28.1 50.00 0.75 0.04 0.086 93.5254 91.0736 110.2359 110.1494 19.08 27.07 0.14 39 39.1 50.00 0.75 0.04 0.086 86.8747 86.0512 111.3215 111.2350 25.18 35.74 0.14 46 47 100.00 1.25 0.32 0.673 91.3640 90.5566 110.8078 110.1343 19.58 27.78 0.40 47 1 0.2 0.837 90.5566 89.4006 110.1343 109.2975 19.90 28.23 0.39 48 100.00 47 38.1 50.00 0.75 0.04 0.086 90.5566 87.8922 110.1343 110.0479 22.16 31.44 0.14 48 49 100.00 0.75 0.08 0.624 89.4006 86.9155 109.2975 108.6739 21.76 30.88 0.28 48 7.1 50.00 .75 .04 .086 89. 8.6474 109 .2110 3 0 0 0 4006 8 .2975 109 20.56 29.18 0.14

- 78 -

CUADRO DE RESUMEN DE CÁLCULO DE ELEMENTOS DE CURVAS DEL CAMINO DE ACCESO DEL A A CH TA, S IGU I. L TO CU S VE LE

E o ) D cia min IV

v m -P

V diseñ

ElevasFi

C SERÍO GUA IQUI AN M EL I y IE EMEN S DE RVA RTICA S.

P m ( % istanCa

PElePIV m ent. sal. Ps e min

Lcv LCV Corr max o R

n

1 2 0.13 .08 107.08 .14 1. 4 40.0 00. 107 100 0.13 1.17 04 6.2 100.00 0.0130 0 1 1522 3 1.17 .88 349.96 .98 - -1. 2 40.0 02. 242 102 1.17 0.16 33 5.3 100.00 -0.0166 0 1 9643 4 -0.16 .06 490.02 .76 1. 6 40.0 02. 140 102 -0.16 1.45 61 9.6 100.00 0.0201 0 1 7774 5 1.45 802.02 1292.04 114.39 -4.18 40.00 114.331.45 -2.73 16.72 100.00 -0.0523 45 6 -2.73 59.77 1351.81 112.75 -2.73 1.59 4.32 25.92 100.00 0.0540 40.00 112.8086 7 1.59 260.06 1611.87 116.89 1.59 -1.21 -2.80 11.20 100.00 -0.0350 40.00 116.8547 8 -1.21 296.17 1908.04 113.31 -1.21 0.49 1.70 10.20 100.00 0.0213 40.00 113.3278 9 0.49 1107.88 3015.91 118.73 0.49 2.69 2.20 13.20 100.00 0.0275 40.00 118.7629 10 2.69 205.13 3221.05 124.25 2.69 0.74 -1.95 7.80 100.00 -0.0244 40.00 124.228

10 11 0.74 223.88 3444.92 125.91 0.74 6.36 5.62 33.72 100.00 0.0703 40.00 125.97911 12 6.36 207.43 3652.36 139.10 6.36 -10.29 -16.65 33.30 50.00 -0.1041 30.00 138.99812 13 -10.29 93.66 3746.02 129.46 -10.29 9.59 19.88 39.76 50.00 0.1243 20.00 129.58913 14 9.59 196.16 3942.18 148.28 9.59 -7.55 -17.14 34.28 50.00 -0.1071 30.00 148.16914 15 -7.55 103.81 4045.99 140.44 -7.55 -1.66 5.89 35.34 100.00 0.0736 40.00 140.51315 16 -1.66 349.16 4395.14 134.64 -1.66 3.70 5.36 32.16 100.00 0.0670 40.00 134.71016 17 3.7 376.23 4771.38 148.56 3.70 -9.49 -13.19 52.76 100.00 -0.1649 40.00 148.39917 18 -9.49 45.85 4817.23 144.21 -9.49 8.71 18.20 36.40 50.00 0.1138 30.00 144.32618 19 8.71 92.04 4909.27 152.23 8.71 -5.69 -14.40 28.80 50.00 -0.0900 30.00 152.13919 20 -5.69 357.09 5266.36 131.91 -5.69 6.61 12.30 73.80 100.00 0.1538 40.00 132.06420 21 6.61 137.35 5403.71 140.99 6.61 -6.43 -13.04 52.16 100.00 -0.1630 40.00 140.82621 22 -6.43 237.11 5640.82 125.74 -6.43 -0.52 5.91 35.46 100.00 0.0739 40.00 125.81622 23 -0.52 542.12 6182.94 122.92 -0.52 1.89 2.41 14.46 100.00 0.0301 40.00 122.954

79

E

Po m ( % ) Distancia Camin

PIV Elev PIV m ent. m sal. Ps-Pe

Lcv min LCV Corr max

V diseño

ElevRasFin

23 -2.47 -4.36 17.44 100.00 -0.0545 40.00 131.863 24 1.89 475.88 6658.82 131.92 1.8924 2.47 1.38 3.85 23.10 100.00 0.0481 40.00 116.40825 -2.47 629.87 7288.69 116.36 -25 1.38 -1.08 -2.46 9.84 100.00 -0.0308 40.00 119.470 26 1.38 227.63 7516.32 119.5026 27 -1.08 900.33 8416.65 109.78 -1.08 0.23 1.31 7.86 100.00 0.0164 40.00 109.79427 28 0.23 537.35 8954.00 111.01 0.23 1.30 1.07 6.42 100.00 0.0134 40.00 111.02728 8 4 00 229 1.3 676.98 9630.9 119.81 1.30 -3.66 -4.96 19.8 100. -0.0620 40.00 119.7529 30 -3.66 205.34 9836.33 112.30 -3.66 0.76 4.42 26.52 100.00 0.0553 40.00 112.35430 31 10.76 585.68 0422.01 116.75 0.76 -1.03 -1.79 7.16 100.00 -0.0224 40.00 116.72831 32 1 1-1.03 131.39 0553.40 115.40 -1.03 1.87 2.90 7.40 100.00 0.0363 40.00 115.43332 33 11.87 245.17 0798.57 119.98 1.87 -3.54 -5.41 21.64 100.00 -0.0676 40.00 119.91433 34 1-3.54 139.00 0937.57 115.06 -3.54 4.62 8.16 48.96 100.00 0.1020 40.00 115.16334 35 14.62 76.01 1013.58 118.57 4.62 -0.81 -5.43 21.72 100.00 -0.0679 40.00 118.504

E DE AS ZO LE

a a S E x C PT

ELEM NTOS CURV HORI NTA S.

Curv Delt Grado radio ubtang xternal OM C ma LC P AZ 1 63 1 53 76 5.9 212 11 5. 2.00 572.96 28.16 0.692 0.69 56.2 56.2 15 88 .264 6.1282 05 2 39 50 4.3 404 12 -12. 4.00 286.48 30.24 1.591 1.58 60.1 60.2 34 77 .627 1.7563 48 1 74 93 7.4 609 10 24. 6.00 190.99 41.43 4.442 4.34 80.9 81.5 52 57 .049 9.7064 48 7 66 78 2.6 747 13 4. 2.00 572.96 22.40 0.438 0.43 44.7 44.7 70 69 .446 4.1835 38 2 15 78 6.6 997 13 -18. 6.00 190.99 30.90 2.484 2.45 61.0 61.2 93 75 .953 8.6616 27 4 24 26 9.9 213 12 -24. 9.00 127.32 27.37 2.909 2.84 53.5 53.9 115 01 1 .827 0.2787 35 2 79 31 4.6 261 9 -9. 4.00 286.48 23.42 0.956 0.95 46.6 46.7 121 53 1 .384 6.0118 14 0 91 94 1.3 404 8 2. 1.00 1145.92 21.40 0.200 0.20 42.7 42.7 136 19 1 .113 6.6659 04 9 30 93 6.4 816 8 -9. 3.00 381.97 30.21 1.193 1.18 60.2 60.2 275 91 2 .784 8.805

80

Curva Delta Grado S External OM C max C PC PT Aradio ubtang L Z 1 7 54 .442 92 90 -10.12 3.00 381.97 33.81 1.493 1.48 67.3 67 2 0.511 2 87.953 79.76111 71 2 81 37 8.7 296 6 -8. 3.00 381.97 29.07 1.105 1.10 57.9 58.0 323 78 3 .815 9.64412 76 7 59 22 7.2 396 6 14. 5.00 229.18 29.68 1.913 1.89 58.8 59.0 333 19 3 .241 0.93913 86 4 18 24 3.3 582 7 11. 4.00 286.48 29.77 1.543 1.53 59.2 59.3 352 18 3 .643 5.69414 07 3 66 99 0.9 939 8 51. 15.00 76.39 36.50 8.271 7.46 65.8 68.0 387 65 3 .064 7.55915 14 9 83 89 1.8 110 13 -34. 10.00 114.59 35.19 5.282 5.04 67.2 68.2 404 54 4 .143 8.63316 34 6 04 40 4.0 171 10-95. 70.00 16.37 17.97 7.939 5.34 24.2 27.2 414 31 4 .271 4.48917 23 8 27 31 8.8 231 -3. 2.00 572.96 16.17 0.228 0.22 32.3 32.3 419 74 4 .206 9.15018 64 5 40 94 2.7 620 8. 3.00 381.97 28.85 1.088 1.08 57.5 57.5 456 25 4 .320 5.91719 92 5 77 84 1.1 740 1 -3. 2.00 572.96 19.60 0.335 0.33 39.1 39.1 470 74 4 .359 4.55620 03 3 68 95 0.6 940 1 6. 2.00 572.96 30.18 0.794 0.79 60.2 60.2 488 83 4 .978 0.63821 78 1 40 40 9.5 372 1 -15. 5.00 229.18 31.77 2.192 2.17 62.9 63.1 530 37 5 .677 6.66722 13 4 76 93 3.5 044 5. 2.00 572.96 25.66 0.574 0.57 51.2 51.2 799 86 8 .880 0.88223 5.48 2.00 572.96 27.41 0.655 0.655 54.766 54.787 8155.482 8210.268 6.01224 4.38 2.00 572.96 21.90 0.418 0.418 43.758 43.769 8229.374 8273.143 11.49025 90.47 50.00 22.92 23.11 9.626 6.779 32.543 36.187 8281.744 8317.931 15.86726 76 58.799 59.034 8787.075 8846.109 106.335 17.71 6.00 190.99 29.75 2.304 2.227 -16.63 6.00 190.99 27.91 2.029 2.008 55.241 55.435 8903.184 8958.619 124.04528 5.67 2.00 572.96 28.38 0.702 0.702 56.693 56.716 9682.297 9739.012 107.41429 1 61 10 857 10 117 6-11.05 4.00 286.48 27.72 1.338 1.33 55.175 55.2 177. 233. 113.0830 10 10-6.60 2.00 572.96 33.03 0.952 0.950 65.960 65.996 370.626 436.623 102.0343 10 101 -7.32 3.00 381.97 24.42 0.780 0.778 48.747 48.780 723.948 772.729 95.434

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REFERENCIA1 Tee reductora. Φ principal * ¾”2 Niple PVC ¾”3 Adaptador macho PVC ¾”4 Llave de paso de bronce de ¾”5 PVC ¾”6 Codo 90º ¾” con rosca7 HG Φ ¾”8 Codo 90º HG ¾”9 HG Φ ¾”

10 Reductor de campana HG ¾” * ½”11 Llave de chorro lisa bronce Φ ½”12 Tubo de PVC de 2 ó 3”

103

Diámetro A B C H min2 50 58 25 40

2 1/2 60 68 30 503 70 78 35 604 100 108 50 70

DIMENSIONES EN CENTIMETROS

Diámetro A B C H min1/2, 3/4 30 40 15 301, 1 1/4 35 45 17.5 45

1 1/2 40 50 20 50

DIMENSIONES EN CENTIMETROS