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

DISEÑO DE AMPLIACIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA EL MUNICIPIO DE ASUNCIÓN MITA,

DEPARTAMENTO DE JUTIAPA

OSCAR RENATO AMÉZQUITA MALDONADO

Asesorado por Ing. Manuel A. Arrivillaga Ochaeta

Guatemala, septiembre de 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DISEÑO DE AMPLIACIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO

PARA EL MUNICIPIO DE ASUNCIÓN MITA, DEPARTAMENTO DE

JUTIAPA

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA

FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

OSCAR RENATO AMÉZQUITA MALDONADO

ASESORADO POR ING. MANUEL A. ARRIVILLAGA OCHAETA

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, SEPTIEMBRE 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 Galica Celada

VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

VOCAL V Br. Elisa Yazminda Videz Leiva

SECRETARIA Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milton

EXAMINADOR Ing. César Augusto Castillo

EXAMINADOR Ing. Claudio César Castañón

EXAMINADOR Ing. Francisco Javier Quiñónez

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:

DISEÑO DE AMPLIACIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO

PARA EL MUNICIPIO DE ASUNCIÓN MITA, DEPARTAMENTO DE

JUTIAPA,

tema que me fuera asignado por la Dirección de Escuela de Ingeniería Civil, con fecha

26 de julio de 2005.

Oscar Renato Amézquita Maldonado

AGRADECIMIENTOS

A:

LA UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

LA FACULTAD DE INGENIERÍA DE LA UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS.

LA UNIDAD DE E.P.S. DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA DE LA

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS.

ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA OCHAETA

LIC. MIGUEL. AMÉZQUITA MORALES

ELMER ROBERTO MARTÍNEZ, ALCALDE DE LA MUNICIPALIDAD DE

ASUNCIÓN MITA, JUTIAPA Y A LA MUNICIPALIDAD EN GENERAL

GUILLERMO SERRANO, PRESIDENTE DEL COMITÉ COMUNITARIO DE

DESARROLLO, DE ASUNCIÓN MITA, JUTIAPA Y A LA COMUNIDAD.

MIS AMIGOS Y A USTED.

ACTO QUE DEDICO A

DIOS

MIS PADRES Dr. Marcos Amézquita Morales.

Alicia Maldonado de Amézquita.

MIS HERMANOS Marcos David Amézquita Maldonado.

Doren Sucely Amézquita Maldonado.

MIS ABUELOS Julio Amézquita (+)

Felicita Morales Cardona (+)

Alicia Guevara Méndez.

MIS TÍOS, PRIMOS Y FAMILIA EN GENERAL

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES. V

LISTADO DE ABREVIATURAS. VII

GLOSARIO. IX

RESUMEN XIII

INTRODUCCIÓN. XV

OBJETIVOS. XVII

1. GENERALIDADES. 1

1.1. Antecedentes. 1

1.2. Aspectos geográficos. 1

1.2.1 Distancia, extensión y altura. 1

1.2.2 Localización geográfica 1

1.2.3 Colindancia. 3

1.3. Clima. 3

1.4. Estudio de la población e infraestructura 4

1.4.1 Vías de acceso. 4

1.4.2 Servicios públicos. 4

1.4.3 Condiciones de salud 5

1.4.4 Características de la población. 7

1.4.5 Aspectos habitacionales. 8

1.4.6 Actividad económica. 10

1.5. Características del servicio de agua potable. 11

2. CÁLCULO DE POBLACIÓN FUTURA. 13

2.1. Censos existentes. 13

2.2. Período de diseño 13

2.3. Pronóstico de población. 13

I

2.3.1. Método aritmético. 14

2.3.2. Método geométrico. 14

2.4. Población de diseño. 18

3. ESTUDIO TOPOGRÁFICO. 19

3.1. Altimetría. 19

3.2. Planimetría. 19

4. DISEÑO DE LA RED. 21

4.1. Parámetros de diseño. 21

4.1.1. Uso del agua. 21

4.1.2. Caudal. 21

4.1.3. Tirante. 21

4.1.4. Velocidad de diseño. 22

4.1.4.1. Máxima y mínima. 22

4.1.4.2. Velocidad de arrastre. 22

4.1.5. Pendiente de tubería. 22

4.1.6. Diámetro de tubería. 23

4.1.7. Pozos de visita 23

4.1.8. Profundidad de tubería. 24

4.1.9. Ancho libre de zanja. 25

4.2. Cálculo del caudal. 25

4.2.1. Caudal domiciliar. 25

4.2.2. Caudal de conexiones ilícitas. 26

4.2.3. Caudal comercial. 29

4.2.4. Caudal industrial. 29

4.2.5. Caudal de infiltración. 30

4.2.6. Factor de caudal medio. 31

4.2.7. Caudal máximo. 31

4.2.8. Factor de Harmond. 32

II

4.2.9. Caudal de diseño. 32

4.3. Cálculo de la velocidad 33

4.3.1. Velocidad a sección llena 33

4.3.2. Caudal a sección llena 34

4.3.3. Velocidad de diseño del flujo. 35

4.4. Cálculo de cotas Invert 36

4.5. Volumen de excavación 37

4.6. Tabla de resultados 38

4.7. Mantenimiento del agua. 38

5. PRESUPUESTO. 41

5.1. Presupuesto de mano de obra. 41

5.1.1. Consideraciones. 41

5.1.2. Tipo de suelo. 41

5.1.3. Excavación y relleno. 42

5.2. Presupuesto de materiales. 43

5.2.1. Consideraciones. 43

5.2.2. Transporte. 46

5.2.3. Almacenaje. 46

6. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL. 49

6.1. Agua de uso domestico. 49

6.2. Formas de contaminación del agua. 49

6.3. Medio ambiente y el marco legal. 50

6.4. Aguas residuales. 53

6.5. Desechos sólidos. 54

6.6. El ambiente y su conservación. 55

6.7. El impacto ambiental de construcción. 56

6.7.1. Medidas de Mitigación 58

6.8. El impacto ambiental de operación. 58

III

6.8.1. Medidas de Mitigación. 58

7. EVALUACIÓN SOCIO-ECONÓMICO. 61

CONCLUSIONES. 63

RECOMENDACIONES. 65

BIBLIOGRAFÍA. 67

APÉNDICE A: Relación hidráulica para secciones circulares. 69

APÉNDICE B: Calculo hidráulico. 77

APÉNDICE C: Propuesta de tratamiento de aguas residuales. 81

APÉNDICE D: Calculo de materiales y presupuesto. 89

APÉNDICE E: Análisis socio económico del proyecto. 101

APÉNDICE F: Planos. 106

IV

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1. Mapa de localización del municipio de Asunción Mita, Jutiapa. 2

2. Realización de aforo del abastecimiento de agua del municipio

de Asunción Mita, Jutiapa. 11

3. Curva de crecimiento de población 17

4. Corte de tubería 45

5. Planta de tratamiento propuesta 85

6. Detalle de la planta de tratamiento propuesta 87

7. Plano de plata de localización del proyecto 107

8. Plano planta catastral y colindancias 108

9. Plano curvas de nivel 109

10. Planta localización de tubería y pozos de visita 110

11. Plano planta perfiles 1, 2, 3, 4, 5, 6 111

12. Plano planta perfiles 7, 8, 9, 10, 11 112

13. Plano planta perfiles 12, 13, 14 113

14. Plano planta perfiles 15, 16, 17, 18, 19, 20 114

15. Detalles de pozos de visita 115

16. Detalles de conexiones domiciliares 116

TABLAS

I. Datos de clima 3

II Cuadro de casos de morbilidad en el año 2004 5

III Causas de morbilidad de control epidemiológico. 6

IV. Datos demográficos 7

V Tipo de material predominante en paredes 5

V

VI Tipología de material en las cubiertas de techos de las viviendas 8

VII Tipo de material predominante en pisos 9

VIII Hogares que cuentan con servicio de agua. 9

IX Hogares que cuentan con servicio sanitario. 10

X Población económicamente activa, actividades y porcentaje. 10

XI Datos de aforo del suministro de agua para la población urbana 11

XII Densidad de población 13

XIII Ancho de zanja para colección de tubería de drenaje 25

XIV Coeficiente de escorrentía 27

XV Ecuaciones para calcular la intensidad de lluvia 28

XVI Coeficiente de rugosidad “n” para la fórmula de Manning 33

XVII Rendimiento de mano de obra en la excavación de zanjas 42

XVIII Resumen de medidas de mitigación de construcción y operación 60

XIX Relación hidráulica para secciones circulares 71

XX Cálculo hidráulico 79

XXI Cuantificación de material, pozo de visita 90

XXII Cuantificación de material, conexiones domiciliares 90

XXIII Cuantificación de material, colector principal 91

XXIV Costo directo, preliminares 91

XXV Costo directo, colector principal 92

XXVI Costo directo, pozo de visita 93

XXVII Costo directo, conexiones domiciliares 94

XXVIII Costo directo, herramientas 95

XXIX Costo directo, accesorios 96

XXX Costos directos unitarios 96

XXXI Resumen de costos 97

XXXII Costo mensual por operación y mantenimiento 97

XXXIII Resumen total de materiales 98

XXXIV Resumen total de mano de obra 99

XXXV Análisis económico anual 103

VI

LISTADO DE ABREVIATURAS Km. Kilómetro (s) m metro (s) m2 Metros cuadrados m3 Metros cúbicos pulg. Pulgada (s) cm. Centímetro (s) r taza de crecimiento de la población ºC Grados centígrados mm Milímetros Lt/hab/dia Litros por habitante por día k Constante de proporcionalidad de crecimiento Hab. Habitantes Ha Hectáreas Viv. Vivienda q Caudal de diseño Q Caudal a sección llena v Velocidad de flujo en la alcantarilla V Velocidad de flujo a sección llena d Altura del tirante de agua D Diámetro de tubería q/Q Relación de caudales d/D Relación de diámetros v/V Relación de velocidades Et Espesor de tubería h Profundidad de tubería DH Distancia horizontal Dot. Dotación de agua FR Factor de retorno C Coeficiente de escorrentía de una superficie ci Coeficiente de escorrentía parcial I Intensidad de lluvia A Área

VII

∑ Sumatoria Qdom Caudal domiciliar Qilic. Caudal de conexiones ilícitas Qcom. Caudal comercial Qind. Caudal industrial Qinf. Caudal de infiltración Qm Caudal medio F.Q.M. Factor de caudal medio FH Factor de Harmond No Número S Pendiente n Coeficiente de rugosidad @ espaciamiento entre igual elemento HP Caballos de potencia GPD Galones por día VAN Valor actual neto TIR Tasa interna de retorno INFOM Instituto de Fomento Municipal. INSIVUMEH Instituto de Sismología, Vulcanología, Meteorología e

Ideología

VIII

GLOSARIO Aeróbico Condición en la cual hay presencia de aire y

oxígeno libre. Agente etiológico Que obra o tiene la virtud de obrar, y causar

enfermedad Aguas negras Es el agua que se desecha después de haber servido

en un fin. Aguas residuales Sinónimo de agua negra Agua servida Sinónimo de agua negra. Altimetría Parte de la topografía que enseña a medir las

alturas. Anaeróbico Condición en la cual hay ausencia de aire y oxígeno

libre. Bacterias Grupo de organismos microscópicos unicelulares,

carente de clorofila, que desempeña una serie de procesos de tratamiento, incluyendo oxidación biológica, digestión, nitrificación y desnitrificación.

Candela Receptáculo donde se reciben las aguas negras

provenientes del interior de la vivienda, que conducen al sistema de drenaje.

Caudal de infiltración Es el caudal de agua subterránea que se infiltra en

la tubería de concreto.

IX

Caudal domestico Es el caudal de aguas negras que se desechan de las viviendas.

Caudal comercial Caudal de aguas negras de los comercios Colector Conjunto de tubería, canales, Pozos de visita y

obras accesorias que sirven para el desalojo de aguas negras o de lluvia.

Contaminación Alteración de los sistemas ambientes que afecta a

los seres vivos. Conexión domiciliar Tubería que conduce las aguas negras desde la

candela hasta el colector principal. Cota Invert Cota o altura de la parte inferior e interior del tubo

ya instalado. Cuerpo receptor Lugar en donde se vierten las aguas negras

provenientes de un colector, las que pueden esta crudas o tratadas.

DBO Demanda bioquímica de oxígeno. Cantidad de

oxígeno usado en la estabilización de la materia orgánica, bajo condiciones de tiempo y temperatura especificados (generalmente 5 días y 20 ºC.)

Densidad de vivienda Relación existente entre el número de vivienda por

unidad de área. Dotación Estimación de la cantidad de agua promedio que

consume cada habitante por día.

X

Excretas Residuos de la digestión de los alimentos, expulsados por el cuerpo al exterior.

Factor de caudal medio Relación entre la suma de los caudales y los

habitantes a servir. Factor de rugosidad Factor que expresa que tan lisa es una superficie. Fórmula de Manning Utilizada para determinar la velocidad de un flujo a

cielo abierto, relaciona la rugosidad de la superficie, la pendiente y el radio hidráulico de la sección.

Indicador de morbilidad Dispositivo o señal que sirve para poner de

manifiesto un número proporcional de personas o animales que enferman en lugar y tiempo determinados.

Medidas de mitigación Conjunto de acciones y obras a implementar antes

del impacto de las amenazas, para disminuir la vulnerabilidad de los componentes y sistemas.

Morbilidad Número proporcional de personas o animales que

enferman en lugar y tiempo determinados. Período de diseño Tiempo durante el cual la obra proporciona un

servicio satisfactorio. Planimetría Parte de la topografía que enseña a medir las

proyecciones horizontales de una superficie.

XI

Pozo de visita Es una parte del sistema de alcantarillado que permite el acceso al colector, y cuya finalidad es facilitar el mantenimiento del sistema para que funcione eficientemente.

Red de alcantarillado También, denominada sistema de drenaje. Es el

conjunto de tuberías, canales, pozos de visita y obras accesorias que sirven para drenar o desalojar las aguas negras.

Tirante En hidráulica, se le llama así a la medida que define

la altura de un liquido en una tubería. Topografía Ciencia que determina posiciones relativas de

puntos situados encima de la superficie terrestre, y debajo de la misma.

Tratamiento biológico Proceso de tratamiento en el cual se intensifica la

acción de los microorganismos para estabilizar la materia orgánica presente.

XII

RESUMEN

Este estudio se basa en el diseño de la ampliación de la red de alcantarillado sanitario del municipio de Asunción Mita, del departamento de Jutiapa, enfocado para darle solución a un problema primordial y mitigar el daño al ambiente.

En la primera parte de este documento se fórmula una breve monografía del municipio, con datos demográficos, infraestructura, socioculturales y económicos, lo cual son factores importantes en el desarrollo del proyecto.

En la segunda parte se describen criterios técnicos aplicados en el diseño del sistema de alcantarillado sanitario, una breve descripción de los sistemas de tratamiento de aguas negras, y una propuesta de planta de tratamiento adecuado para el saneamiento del aguas residual que surgirá de la comunidad.

En la tercera parte se presentan los criterios utilizados para la elaboración y estimación del costo del sistemas de alcantarillado.

En la cuarta parte trata respecto al estudio de impacto ambiental de la red de alcantarillado sanitario y como mitigar este impacto en la construcción y operación del mismo.

XIII

XIV

INTRODUCCIÓN

El Municipio de Asunción Mita tiene una población aproximada de 11,300

habitantes en la cabecera municipal y 38,500 en aldeas y caseríos, para un total de

49,800 habitantes. El cual proyecta una tasa de crecimiento anual de 3%.

Debido a que el número de habitantes aumenta cada año en el casco urbano,

conlleva a que el área poblada aumente y se extienda en su perímetro, lo cual ocasiona

que el servicio de drenaje, sea insuficiente. Por lo que se hace necesario la ampliación

de dicho servicio.

Por lo que se realizó el “DISEÑO DE AMPLIACIÓN DE LA RED DE

ALCANTARILLADO SANITARIO PARA EL MUNICIPIO DE ASUNCIÓN MITA,

DEPARTAMENTO DE JUTIAPA” y como cooperación técnica de la universidad de

San Carlos, hacia las comunidades. En el Ejercicio Profesional Supervisado (E.P.S.) de

la Facultad de Ingeniería. Siendo asesorado por la unidad de E.P.S de la Facultad, en

coordinación con la Oficina Municipal de Planificación (O.M.P.) del Municipio de

Asunción Mita, departamento de Jutiapa.

XV

XVI

OBJETIVOS

Generales

Contribuir al desarrollo integral del Municipio de Asunción Mita, Jutiapa, con el

diseño de una estructura apropiada, para dar solución al problema de la falta de drenaje

adecuado que tiene la población.

Específicos

Que la comunidad cuente con la red de alcantarillado sanitario.

Contribuir en la calidad de vida de los habitantes.

Mejorar las condiciones de salud de su población..

XVII

XVIII

1. GENERALIDADES

1.1. Antecedentes.

El municipio de Asunción Mita pertenece al departamento de Jutiapa en el sur-

oriente de Guatemala. Con una población de 40,391 habitantes según el Instituto

Nacional de Estadística (I.N.E), en el censo de 2002.

La cabecera municipal tiene la categoría de Villa por acuerdo gubernativo del 11

de febrero de 1915, la cual está integrado por; 36 aldeas y 73 caseríos.

1.2. Aspectos geográficos

1.2.1. Distancia, extensión y altura.

Asunción Mita se encuentra a una distancia de 156 kilómetros de la ciudad capital

Guatemala y a 29 kilómetros de la Cabecera Departamental de Jutiapa. Su extensión

territorial es de 476 kilómetros cuadrados y se encuentra a una altitud de 407 metros

sobre el nivel de mar.

1.2.2. Localización geográfica.

Situado en la zona sur-oriental de Guatemala, en el departamento de Jutiapa:

Latitud 14°19´58´´ Norte.

Longitud 89°42´34´´ Oeste.

1

Figura 1. Mapa de localización del municipio de Asunción Mita, Jutiapa

2

1.2.3. Colindancias.

Colinda al Norte con Santa Catarina Mita y Agua Blanca (Jutiapa); al Este con

Aguar Blanca y la República de El Salvador; al Sur con Atescatempa, Yupiltepeque

(Jutiapa) y la República de El Salvador, y al Oeste con Jutiapa y Yupiltepeque (Jutiapa).

1.3. Clima.

Posee un clima cálido, con una temperatura mínima anual de 20.1 °C, una

máxima anual de 34.1 °C y su temperatura media anual es de 27 °C, el mes que presenta

la temperatura más alta es Abril, y Diciembre la temperatura más baja. La humedad

relativa anual es del 62.1%, siendo marzo el más bajo con 53% y septiembre el mas alto

con 74%. La precipitación de lluvia mayor se da en el mes de Junio.

Tabla I. Datos de clima.

MED. MAX. MÍN.

1990 26.7 33.4 20.8 56.0 926.61991 27.1 31.9 20.9 60.0 1,155.21992 27.1 33.7 20.8 57.0 1,041.01993 27.2 35.5 19.1 63.0 1,234.71994 27.6 34.1 21.2 50.0 1,301.71995 26.4 35.0 19.7 66.0 1,591.91996 25.8 34.6 18.2 70.0 1,734.61997 26.6 35.8 19.2 69.0 1,145.91998 28.2 37.3 18.3 61.0 1,260.91999 26.4 32.3 20.8 67.0 1,579.02000 27.0 32.8 20.8 62.0 1,386.42001 27.3 33.5 21.0 64.0 1,563.92002 27.6 33.7 20.5 63.0 1,250.92003 27.6 33.5 20.3 61.0 1,416.6

FUENTE: Insivumeh "Estación Asunción Mita"

AÑOTEMPERATURA

( C°)HUMEDAD RELATIVA

MEDIA ( % )

RÉGIMEN DE LLUVIA ( mm )

3

1.4. Estudio de la población e infraestructura

1.4.1. Vías de acceso

Se accede por la carretera Interamericana. En su entrada Norte se comunica con la

cabecera departamental Jutiapa y la ciudad capital Guatemala, sobre carretera asfaltada,

y por su entrada Sur, se comunica a unos 20 kilómetros, sobre carretera asfaltada con

San Cristóbal (Frontera en el limite con El Salvador).

1.4.2. Servicios públicos

Servicios Educativos: tres escuelas y dos colegios de pre-primaria, tres escuelas y

dos colegios de primaria, un instituto del estado únicamente con secundaria y un

instituto privado con secundaria y diversificado.

Servicios de comunicaciones: correo, telégrafo, teléfono, televisión y cable.

Servicios de salud: un centro de salud que atiende la cabecera municipal y seis

puestos de salud para ampliar su cobertura.

Otros Servicios: energía eléctrica que alcanzando una cobertura aproximada del

80% de la población; Iglesias católicas y centros turísticos.

4

1.4.3. Condiciones de salud

La falta de drenaje de la comunidad causa diversos problemas, entre ellos:

• Alto índice de morbilidad, principalmente en niños.

• Contaminación de alimentos y limpieza general.

• Problemas sanitarios de alimentos y aseo general

• Malos olores.

• Alteración de los sistemas ambientales.

De acuerdo al Centro de Salud de Asunción Mita, los casos de morbilidad en el

año 2004, son los siguientes:

Tabla II. Cuadro de casos de morbilidad general en el año 2004.

0 a 4 años % Hombres % Mujeres %Diarrea 0 287 329 616Hepatitis viral 0 4 0 4Disentería 0 0 1 1Amebiasis 334 293 512 1,139Parasitismo intestinal

791 1,109 1,608 3,508

suman 1,125 4 1,693 5 2,450 8 5,268 17Otras causas 3,664 11 9,140 29 13,758 43 26,604 83

TOTAL 4,789 15 10,833 34 16,208 51 31,872 100FUENTE: Centro de Salud de Asunción Mita, Jutiapa.

% Total

No Casos No de Casos, Resto de PoblaciónCausas de Morbilidad

Total

Según el Ministerio de Salud Publica, y su publicación para el departamento de

Jutiapa, los “Indicadores Básicos” de morbilidad, en el año de 1999, se detallan a

continuación:

5

Tabla III. Causas de morbilidad de control epidemiológico.

CAUSAS AGENTE ETIOLÓGICO

MEDIO DE TRANSMISIÓN

Colera Vibrio cholerae (bacteria)

Agua y alimentos contaminados

9.99 tasa por cada 100,000 Hab.

Diarreas Especificas Agua y alimentos contaminados

331.59 tasa por cada 10,000 Hab.

Malaria Plasmodium (esporozoitos)

Mosquito Anopheles 16.25 tasa por cada 10,000 Hab.

Dengue Virus 1,2,3 y 4 (grupo B de togavirus)

Mosquito Aedes Aegypti 4.23 tasa por cada 10,000 Hab.

Salmolelosis Salmonella (bacilo) Agua y alimentos contaminados

----

Shigelosis Shigella (bacilo) Agua y alimentos contaminados

----

INDICADOR DE MORBILIDAD

Además, el proyecto de ampliación de la red de agua potable domiciliar está por

ejecutarse, lo que vendría a agravar la situación y los problemas; que la falta de drenaje

conllevaría, aumentando más los casos de morbilidad .

Con la ampliación del drenaje, se busca mejorar la calidad de vida del habitante y

bajar los niveles de morbilidad y mortalidad, en la población beneficiada

específicamente, y en la población en general.

6

1.4.4. Características de la población

Tabla IV. Datos demográficos.

1,981 1,994 2,002POBLACIÓN TOTAL 30,130 36,992 40,391POR SEXOHombres 14,858 18,239 19,375Mujeres 15,272 18,753 21,016POR ÁREAUrbana 8,707 11,162 14,425Rural 21,423 25,830 25,966POR GRUPOS ETAREOSDe 0 a 6 años 4,993 5,948 6,494De 7 a 14 años 4,919 7,742 8,453De 15 a 17 años 1,604 2,748 3,001De 18 a 59 años 15,730 17,012 18,575De 60 a 64 años 794 975 1,065De 65 años a más 2,090 2,567 2,803POR GRUPO ÉTNICOIndígena 451 702 298No indígena 29,679 36,290 40,093ECONÓMICAMENTE ACTIVAHombres 5,891 -- 9,315Mujeres 588 -- 2,552Total 6,479 -- 11,867NÚMERO DE VIVIENDAS -- 8,513 8,852Área urbana -- 2,723 3,316Área rural -- 5,790 5,536PROMEDIO DE HABITANTES POR VIVIENDAÁrea urbana -- 4.10 4.35Área rural -- 4.46 4.69Total -- 4.35 4.56FUENTE: Instituto Nacional de Estadística (I.N.E.)

CENSOCONCEPTO

7

1.4.5. Aspectos habitacionales.

A continuación se presentara las propiedades habitacionales y porcentajes.

Tabla V. Tipo de material predominante en paredes.

MateriTejaLámina

oncreto 6.69sbesto Cemento 1.53tros materiales 0.61

Paja, palma o similar 0.28otal 100UENTE: Instituto Nacional de Estadística (I.N.E.),

Censo 2002, Asunción Mita, Jutiapa

al %64.53

metálica 26.36CAO

TF

Material %Ladrillo 34.26

dobe 31.58lock 23.13jareque 9.09

ámina metálica 0.61tro material 0.58epa, palo o caña 0.41

Madera 0.20oncreto 0.14otal 100UENTE: Instituto Nacional de Estadística (I.N.E.),

Censo 2002, Asunción Mita, Jutiapa

ABBaLOL

CTF

Tabla VI. Tipología de material en las cubiertas de techos de las viviendas

8

Tabla VII. Tipo de material predominante en pisos.

Material %Ladrillo de cemento 40.81Torta de cemento 18.84

Materiales no establecidos 16.53ierra 15.74adrillo cerámico 4.10adrillo de barro 3.82adera 0.15rqué 0.02

otales 100FUENTE: Instituto Nacional de Estadística (I.N.E.), Censo 2002, Asunción Mita, Jutiapa

TLLMPaT

Tabla VIII. Hogares con servicio de agua.

SERVICIO DE AGUA %Chorro uso exclusivo 73.44%

ió, lago o manantial 8.00%horro publico 7.73%

o 6.12%horro común 3.27%tro tipo 1.27%amión o tonel 0.18%otal de hogares 100.00%UENTE: Instituto Nacional de Estadística (I.N.E.), Censo 2002, Asunción Mita, Jutiapa

RCPozCOCTF

9

Tabla IX. Hogares con servicio sanitario.

SERVICIO SANITARIO %nodoro a red de drenaje 35.60%n ningún tipo de servicio 26.35%

nodoro a fosa séptica 19.21%etrina o pozo ciego 13.02%xcusado lavable 5.83%

Total de hogares 100.00%UENTE: Instituto Nacional de Estadística (I.N.E.), Censo 2002, Asunción Mita, Jutiapa

ISiILE

F

1.4.6. Actividad económica.

Las principales actividades económicas son: la agricultura (maíz, fríjol, maicillo,

cebolla, tomate, palos frutales, etc.); ganadería, productos lácteos y pequeñas industrias

que surten el mercado, así como talabarterías, zapaterías, carpinterías, y otras.

Tabla X. Población económicamente activa, actividades y porcentaje.

Actividad Total % Urbano % Rural %Agricultura 76.73 35.24 88.40 Comercio 5.29 16.60 2.11 Industria manufacturera 4.10 13.26 1.52 Construcción 3.73 6.92 2.84 Servicios comunales 3.56 10.12 1.71 Administración pública y defensa 3.45 8.86 1.93 Transporte 1.56 4.38 0.76 Financieras, Seguros, etc. 0.88 2.44 0.44 Enseñanza 0.43 1.64 0.09 Minas y Canteras 0.09 0.04 0.11 Otros 0.04 0.03 0.01 Totales 100.00 100.00 100.00 FUENTE: Monografía de la Municipalidad de Asunción Mita.

10

1.5. Características del servicio de agua potable. El sistema actual de agua potable urbano cuenta con 4 nacimientos de agua,

unificados por tanques de captación. Su conducción es por gravedad a través de tubos de

HG de 10 pulgadas.

Figura 2. Realización de aforo del abastecimiento de agua en el municipio de

Asunción mita, Jutiapa.

Resultados del aforo realizado en el Municipio de Asunción Mita, Jutiapa el 1 de

Junio de 2005 (por motivo de aumentar el caudal, sumando otros nacimientos de agua

aledaños), el cual proporciona una dotación de 100 Lt/hab/dia.

Tabla XI. Datos de aforo del suministro de agua para la población urbana.

TANQUE1 y 2 63.12 Lt/seg.

3 2.88 Lt/seg.4 8.73 Lt/seg.5 1.27 Lt/seg.

Total 76.00 Lt/seg.

CAUDAL

11

12

2. CÁLCULO DE POBLACIÓN FUTURA.

2.1. Censos existentes.

Los censos oficiales realizados por el Instituto Nacional de Estadística

( I.N.E.) en el Municipio de Asunción Mita, Jutiapa:

Tabla XII. Densidad de población.

POBLACIÓN

TOTAL1,981 40,391 14,425 25,9661,994 36,992 11,162 25,8302,002 30,130 8,707 21,423

URBANA RURALAÑO

Para el presente proyecto se tomarán los dos últimos censos de población (1,994 y

2,002), para el cálculo de la población futura del área urbana de Asunción Mita.

2.2. Período de diseño.

Tomando en cuenta que en Guatemala se tiene como regla general un período de

diseño de alcantarillado entre 30 a 40 años. Dadas las condiciones de vida útil y demás

aspectos del drenaje, se tomará como base un período de diseño de 30 años.

2.3. Pronóstico de población.

Para determinar la población futura se utilizarán los métodos aritmético y

geométrico, los cuales se describen a continuación.

13

2.3.1. Método aritmético.

Fórmula:

Tf - ToTo - T'

)( Po - P'Pf = Po +

Donde:

Pf = Población futura.

Po = Población del ultimo censo.

P’ = Población del penúltimo censo.

Tf = Fecha al final del período.

To = Fecha del ultimo censo.

T’ = Fecha del penúltimo censo.

Aplicando la fórmula para calcular la población actual y la población final del

período de diseño; se tiene:

2,005 - 2,0022,002 - 1,994

hab.Pf = 14,425 + - 11,162 = 15,649)( 14,425

2,035 - 2,0022,002 - 1,994

27,885)( 14,425 hab.Pf = 14,425 + - 11,162 =

2.3.2. Método geométrico.

Fórmula:

Tf - To

Pf = P ( 1o )+ r

Donde:

r = Razón de crecimiento geométrico, el cual se calcula con la

fórmula siguiente:

14

1 / ( To - T' )PoP'

r =

Calculando la razón de crecimiento utilizando la fórmula anterior se obtiene:

1 / ( 2,002 - 1,994 )14,42511,162

r = = 0.033- 1

Aplicando la fórmula Geométrica para calcular la población actual y la población

final del período de diseño, con el dato obtenido anteriormente se tiene:

2,005 - 2,002

hab.15,901Pf = 14,425 =)( 1 + 0.033

2,035 - 2,002Pf = 14,425 =)( 1 + 0.033 hab.42,114

Comparando ambos métodos, se puede observar que con el aritmético se obtiene

un incremento constante, que se considera pequeño y seguramente no ocurrirá así; por

otro lado el geométrico otorga un crecimiento alto que no siempre ocurre; con la

finalidad de encontrar valores mas probables de ocurrencia, y a manera de chequeo y

apoyo a los datos obtenidos anteriormente, se utilizara la siguiente ecuación:

dP= k

dTP

Que es la fórmula de crecimiento demográfico del Economista Ingles Thomas

Malthus, donde k es una constante de proporcionalidad. Al resolver esta ecuación

diferencial se obtiene la fórmula general siguiente:

k ( Tf - To )

Pf = Po e

15

A continuación se calculará la constante de proporcionalidad:

14,42511,162

( 2,002 - 1,994 )0.032k

PoP'

Ln Ln

( Tf - To )k = = =

Aplicando la fórmula de Thomas Malthus para calcular la población actual y la

población final del período de diseño, se tiene:

0.032 ( 2,005 - 2,002 )

Pf = 14,425 e= 15,878 hab.

0.032 ( 2,035 - 2,002 )Pf = 14,425 e

= 41,470 hab.

Promediando los tres resultados anteriores, se obtiene:

15,649 + 15,901 + 15,878

15,809 hab.Poblacion actual

promedio =3

=

27,885 + 42,114 + 41,47037,156 hab.

blacion futura promedio =

3=

Po

Generalmente los valores más cercanos de la población futura, está entre el rango

de los métodos aritmético y geométrico, y como se puede observar en la siguiente

grafica el promedio entre los tres valores, da una aproximación bastante acertada, lo cual

serán los valores adoptados.

16

Figura 3. Curva de crecimiento de población.

17

2.4. Población de diseño.

Asunción Mita cuenta con un área urbana aproximada de 66 hectáreas, la cual en

su mayoría cuentan con servicios de drenaje, El área de ampliación del servicio de

alcantarillado es aproximadamente de 7.08 hectáreas, para un total de 73 hectárea.

Actual:Á 66 Hrea urbana

o. de habitantes

o. habitantes por vivienda / = 5

ensidad de población / =

inal del periodo de diseñorea urbana

o. de habitantes

ensidad de población / =

73.08

37,156 Ha.

37,156

a.

15,809 3,316

66

15,809 Hab.

15,809 238 Hab / Ha.

Hab / Viv.

73 Hab / Ha508

Ha.

N

N

D

FÁ

N

D

18

3. ESTUDIO TOPOGRÁFICO.

3.1. Altimetría

Es el estudio del terreno en un plano vertical, la cual da una representación gráfica

de elevaciones y pendientes que posee un área trazados en perfiles, estos perfiles se

elaboran con la ayuda de curvas de nivel. Para este estudio se realizó el levantamiento

topográfico altimétrico nivelando todas la calles a cada 20m pata determinar curvas de

nivel, pendientes y punto de descarga.

3.2. Planimetría

Es el estudio del terreno en un plano horizontal, la cual sirve para representar

gráficamente la localización de la red e indicar la ubicación de pozos de visita y

localización de puntos de descarga. Para este estudio se realizó el levantamiento

topográfico planimetrico trazando todas la calles, utilizando el método de conservación

de azimut.

19

20

4. DISEÑO DE LA RED

4.1. Parámetros de diseño

4.1.1. Uso del agua.

El uso del agua varía de acuerdo a diferentes factores, como son factores,

económicos, sociales, físicos (clima, ubicación, características de la población, sistema

de abastecimiento de agua, condiciones sanitarias etc.).

El agua tiene diferentes usos en el hogar: para consumo, preparación de alimentos,

lavado de utensilios, baño, lavado de ropa, desagüe de inodoros, pérdidas, etc. Con esto

se ha estimado, que el total de agua que se consume, aproximadamente entre el setenta y

ochenta por ciento (que constituye el factor de retorno), de descarga al drenaje, como

caudal domiciliar.

4.1.2. Caudal

Por norma un drenaje funciona como un canal abierto, es decir, que no funciona a

presión., por esta condición el caudal de diseño siempre será menor que el caudal a

sección llena.

4.1.3. Tirante

El tirante máximo de flujo se obtiene de la relación d/D, donde “d” es la

profundidad o altura del flujo y “D” es el diámetro interior de la tubería. Para que la

condición de canal abierto se pueda dar, se debe tomar en cuenta la siguiente relación:

0.10 < d/D < 0.75

21

4.1.4. Velocidad de diseño

4.1.4.1. Máxima y mínima.

La velocidad del flujo se determina por la fórmula de Manning y las relaciones

Hidráulicas de v/V, donde “v” es la velocidad del flujo y “V” es la velocidad a sección

llena, por normas ASTM 3034, “v” debe cumplir la siguiente condición:

0.6 m/s < v < 3.0 m/s para tubería de concreto

0.4 m/s < v < 3.0 m/s para tubería de PVC

Esto para que no ocurra sedimentación en la tubería al fluir el agua drenada muy

lento, ni erosión o desgaste por fluir muy rápido.

4.1.4.2. Velocidad de arrastre.

Es la velocidad mínima con la que los sólido no se sedimentan en la alcantarilla.

Esta se obtiene debiendo esta el tirante en un rango mayor a 0.10 y menor a 0.75 del

diámetro de la tubería, y una pendiente adecuada.

.

4.1.5. Pendiente de tubería.

Para conexiones domiciliares la pendiente máxima será del 6% y la mínima será

del 2%. Para el colector principal dependerá que se cumplan las condiciones de los

incisos 4.1.3. y 4.1.4.1. vistas anteriormente.

22

4.1.6. Diámetro de tubería.

El diámetro mínimo de la tubería según las normas del Instituto de Fomento

Municipal (INFOM), que se debe utilizar para sistemas de drenaje sanitario es de 8

pulgadas como mínimo para tubería de concreto y de 6 pulgadas en tubería de PVC.

Para conexiones domiciliares el diámetro mínimo a utilizar es de 6 pulgadas para

tubería de concreto y 4 pulgadas para PVC.

4.1.7. Pozos de visita.

Los pozos de visita son accesorios de un alcantarillado sanitario. Se utilizan como

medio de inspección y limpieza. Según las normas de construcción de alcantarillados, se

recomienda colocar pozos de visita en los siguientes casos:

→ En toda intercepción de colectores.

→ Al comienzo de todo colector.

→ En todo cambio de sección y diámetro.

→ En todo cambio de dirección o pendiente.

→ En tramos rectos, a distancias no mayores de 100 a 120 metros.

La altura mínima de un pozo de visita para tubería de PVC y de concreto según las

normas del Instituto de Fomento Municipal (INFOM), será de 1.40m medida desde la

cota de fondo a la cota de brocal.

A todo el pozo de visita, deberá aplicarse un recubrimiento interno como mínimo

de 1cm, con el objeto de impermeabilizar y sellar los muros y el fondo para evitar

infiltraciones (deberá aplicarse un procedimiento de curado durante un tiempo mínimo

de 10 días).

23

En el fondo del pozo se construirá un canal de media caña con su respectivo

relleno. Con el objeto de conducir y evacuar el agua que ingresa. Esto permitirá que no

se acumulen las aguas residuales en el fondo y que circulen en forma continua.

Cuando la diferencia entre la cota invert del tubo de llegada y la cota invert del

tubo de salida, sea mayor a 0.7m, deberá construirse una caída especial o cualquier otro

elemento que disipe la energía del caudal de entrada, para proteger al pozo del impacto y

de la abrasión de la caída del liquido.

En la tapadera de cada pozo beberá rotularse en bajo relieve el número de pozo a

que corresponde en el plano.

4.1.8. Profundidad de tubería.

La colocación de la tubería debe hacerse a una profundidad tal que no sea afectada

la tubería por las inclemencias del tiempo, principalmente por las cargas transmitidas por

el trafico. La profundidad mínima para tubería de concreto y de PVC, desde la superficie

del suelo hasta la parte superior de la tubería, en cualquier punto de su extensión, será

determinada de la siguiente manara:

Para tráfico normal ( menor a 200 quintales ) h = 1.00 metros

Para tráfico pesado ( mayor a 200 quintales ) h = 1.20 metros

Para este proyecto se utilizará la profundidad para trafico pesado. La cota invert

mínima se calcula sumando la profundidad por trafico “h” mas el espesor del tubo “Et”

mas diámetro interno del tubo “D”.

Cota Invert mínima = h trafico + Et + D

24

4.1.9. Ancho libre de zanja.

Para la determinación del ancho de la zanja donde posteriormente se colocará la

tubería depende del diámetro de la tubería y la altura a la cual será instalada.

Tabla XIII. Ancho de zanja para colocación de tubería de drenaje.

TUBERÍADiámetro Profundidad Profundidad Profundidad

en pulgadas hasta 2m de 2 a 4m de 4 a 6m4 0.50 0.60 0.706 0.55 0.65 0.758 0.60 0.70 0.80

10 0.70 0.80 0.8012 0.80 0.80 0.8016 0.90 0.90 0.9018 1.00 1.00 1.1024 1.10 1.10 1.35

ANCHO DE ZANJA (m)

FUENTE: José Gilberto Quijada Sagastume, Diseño de la red de alcantarillado sanitario de las aldeas El Ingeniero y Petapilla del municipio de Chiquimula. Pág. 45

4.2. Cálculo del caudal

Es el caudal sanitario que fluirá por la tubería de la alcantarilla. Este caudal está

integrado por varios caudales entre los cuales están, caudal domiciliar, caudal de

conexiones ilícitas, caudal de filtración, caudal comercial, caudal industria. Todos estos

caudales dependerán de la cantidad de habitantes, comercio e industrias que existan en el

área a servir, y la dotación propia de cada caudal.

4.2.1. Caudal domiciliar

Es el caudal que ha sido utilizado en las viviendas y eliminado como aguas

servidas por la red de alcantarillado; una parte de esta no será llevada al alcantarillado

25

(como la de los jardines), de tal manera que el valor del caudal domiciliar está afectado

por un factor de retorno que varia entre 0.70 a 0.90. El caudal domiciliar queda

integrado de al siguiente manera:

Dot x Hab. x FRQ dom. =

86400

Donde:

Q dom = Caudal domiciliar en Lts / seg

Dot. = Dotación en Lts / Hab / dia

Hab- = Número de habitantes

FR = Factor de retorno (0.70 a 0.80)

Para el proyecto se tiene una población de diseño de 508 Hab/ Ha, un área de

ampliación de alcantarillado de 7.08 Ha, el cual nos da una población de 3,597 Hab., con

una dotación de 100 Lts / Hab /dia y un factor de retorno de 0.8, el cual se obtiene un

caudal domiciliar de:

100 x 3,597 x 0.8 3.33 Lts / segQ dom. = 86,400 =

4.2.2. Caudal de conexiones ilícitas

Es ocasionado por la conexión de tuberías de sistema de agua pluvial al

alcantarillado sanitario; se estima un porcentaje de 0.5 a 2.5 de las viviendas que se

conectan ilícitamente. Se calcula por la fórmula del método racional.

C x I x A % viviendas1,000 xQ ilic. = 360 x

26

Donde:

C: es el coeficiente de escorrentía el cual se obtiene de la siguiente ecuación

∑ ci x Ai

C =∑Ai

Donde:

ci: son los distintos tipos de coeficientes para distintos tipos de

superficie la cual se obtiene de la siguiente tabla

Tabla XIV. Coeficiente de escorrentía.

COEFICIENTE SUPERFICIE0.70-0.95 Concreto0.85-0.90 Asfalto0.40-0.85 Piedra o ladrillo0.10-0.30 Terreno desocupado

FUENTE: Edgar Barrillas Ramírez, Diseño de la red dealcantarillado sanitario de las aldeas La Majada y Antobrán, delmunicipio de Zacapa. Pág. 21

Ai: es el área de la superficie en hectáreas

Considerando un área de vivienda promedio de 150m2, de la cual se

considerara un área de patio de 50m2, y un área de techo de 100m2

se tiene:

100 m2 x 460 casas=Área de techo

10,000= 4.6 Ha

50 m2 x 460 casas

=Área de patio10,000

= 2.3 Ha

0.85 x 4.6 + 0.25 x 2.34.6 + 2.3

= 0.65C =

27

I: es la intensidad de lluvia en mm/hora, la cual se calcula con las siguientes ecuaciones

Tabla XV. Ecuaciones para calcular la intensidad de lluvia.

2 años 5 años 10 años 20 añosCiudad de Guatemala 2838 3706 4204 4604zona atlántica t + 18 t + 22 t+23 t + 24Ciudad de Guatemala 6889zona pacífica t + 40Bananera, Izabal 5771 7103.95 7961 3667.77

t + 48.98 t + 53.80 t + 56.63 t + 58.43Labor Ovalle 977.7 1128.5 1323.5Quetzaltenango t + 3.80 t + 3.24 t + 3.49El Pito Chocolá 11033.6 11618 13455.2Suchitepéquez t + 3.80 t + 92.19 t + 104.14La Fragua 3700.5 3990.5 4040Zacapa t + 50.69 t + 41.75 t + 37.14Asunción Mita 14900Jutiapa (t + 50)^1.15FUENTE: Normas Generales para Drenaje. Empresa Municipal de Agua.

Donde:

t: es el tiempo de concentración en minutos, el cual será de 12min

por lo tanto:

( 12 + 50 )

= 129.4 mm/hora.14,900

1.15=I

A: es el área de techos y/o patios que son factibles de conectar ilícitamente, dada en

hectáreas. Para el proyecto “A” será de 6.9 Ha.

% viviedas: es el porcentaje estimado de viviendas que se pueden conectar ilícitamente,

este valor oscila entre 0.5% y 2.5%. Para este caso, se considerara un porcentaje de

0.85%.

28

Calculando el caudal de conexiones ilícitas para el proyecto:

0.65 x 129.4 x 6.9 0.85100Q ilic. = 360 x lts/seg1,000x = 13.7

4.2.3. Caudal comercial.

Es el que desechan los comercios, restaurantes, hoteles, etc. El cual se calcula de

la siguiente manera

No Com x DotQ com. =

86400

Donde:

Q com = Caudal comercial en Lts / seg

Dot. = Dotación que según el tipo de establecimiento se puede estimar entre 600 a

3000 Lts/comercio/dia.

No Com- = Número de comercios en el área a servir

Por estar este proyecto muy cercana del centro urbano, y por ser Asunción Mita un

lugar fronterizo, se consideraran 20 comercios entre carnicerías, lavado de carros,

lavanderías, comedores y restaurantes, asumiendo una dotación por comercio de 2,000

litros/ comercio/día.

20 x 2000 0.46 lts/segQ com. = 86400 =

4.2.4. Caudal industrial

Es el agua servida proveniente de las industrias (como fabricas de textiles, y

licores). Si no se cuenta con un dato de dotación de agua suministrada se puede estimar:

No Ind x Dot

Q ind. =86400

29

Donde:

Q ind. = Caudal industrial en Lts / seg

Dot. = Dotación que según el tipo de industria se puede estimar entre 1,000 y

18,000 Lts/induatria/dia.

No Ind.- = Número de industrias en el área a servir

Para el proyecto el caudal industrial es nulo, ya que no existe industrias en el área

de estudio.

4.2.5. Caudal de infiltración

Es el caudal que se infiltra en el alcantarillado, el cual depende de la profundidad

del nivel freático del agua, de la profundidad de la tubería y de la permeabilidad del

terreno, el tipo de junta y la calidad de la mano de obra utilizada y supervisión técnica.

Este caudal se calcula de la siguiente manera:

Dot x ( mts. de tubo + No casa x 6 )Q inf. = 86400

Donde:

Q inf. = Caudal de infiltración en Lts / seg

Dot. = Dotación en infiltración y varia según lo descrito anteriormente entre

12,000 y 18,000 Lts / Km / dia

No casa- = Número de casas a servir

mts.de tubo = Es la longitud en metros del colector principal

6 = Es la longitud equivalente de tubería de las conexiones domiciliares a

servir, el cual esta dado en m.

Para este diseño no se calcula caudal de infiltración ya que para tuberías de PVC,

no se toma en cuenta.

30

4.2.6. Factor de caudal medio

Es el caudal que expresa el volumen de aguas servidas que en promedio fluye por

el alcantarillado, este se determina por la suma de los caudales calculados anterior mete:

Qmed. = Q dom. + Q com. + Q ind. + Q inf. + Q ilic.

Qmed. = 3.33 + 0.46 + 0 + 0 + 13.7 = 17.5 Lts/seg.

El factor del caudal medio se calcula de la siguiente manera.

Q med 17.5

No habitantes 3,597F.Q.M = = 0.005=

De acuerdo con las normas vigentes este factor debe ser mayor a 0.0020 y menor

que 0.0050, si por algún razón el valor calculado estuviera debajo de 0.0020 se adopta

este, y si por el contrario el valor calculado estuviese arriba del 0.0050 se tomará como

valor para diseño 0.0050. En este caso se tomará F.Q.M = 0.0050.

4.2.7. Caudal máximo

Para calcular el caudal máximo que fluye por la tubería en un momento dado, hay

que afectar el caudal medio por un factor conocido como factor de flujo, el computo de

dicho factor se puede hacer por diversas formas, pero la mas usada es el valor obtenido

por la fórmula de Harmond.

31

4.2.8. Factor de Harmond.

El factor de Harmond o factor de flujo instantáneo, es un factor de seguridad que

involucra al número de habitantes a servir en un tramo determinado. Este factor actúa en

horas pico, y se calcula pata cada tramo de la red con la fórmula siguiente

18 + P

4 + P=FH

Donde:

P = Número de habitantes a servir expresado en miles.

Para el proyecto se calculará el factor de Harmond pata el tramo del pozo 11 al

pozo 10. Se tiene un área a drenar de 0.308 ha, la población de diseño es de 508 hab/ha.

esto da una población de 156 habitantes en el tramo, esta población expresado en miles

da 0.156.

18 + 0.156

4 + 0.156=FH = 4.19

4.2.9. Caudal de diseño.

El caudal de diseño, también llamado caudal máximo, se utiliza para la estimación

de la cantidad de agua negra que trasportara el alcantarillado en los diferentes puntos

donde esta fluya, el cual se calcula de la forma siguiente:

Qdis. = No de habitanes x FH x F.Q.M.

En este caso para el tramo del pozo 11 al pozo 10 el caudal de diseño es:

Qdis. = 156 x 4.19 x 0.005 = 3.27 lts/seg

32

4.3. Cálculo de la velocidad

La velocidad a la cual viajan los sólidos por la tubería del alcantarillado se calcula

mediante el procedimiento siguiente; asumiendo que la tubería trabajará a sección

parcialmente llena como un canal abierto.:

4.3.1. Velocidad a sección llena.

La velocidad a sección llena se calcula mediante la ecuación de Manning, la cual

viene dada por la siguiente expresión para superficies circulares, en el sistema métrico.

0.03429 2 / 3 1 / 2

nS=V x xD

Donde:

V = Velocidad del flujo a sección llena en m/s

D = Diámetro de la tubería en pulgada

S = Pendiente en m/m.

n = Coeficiente de rugosidad, el cual depende del material de la tubería. A

continuación se presentan algunos valores de “n” pata varios tipos de

materiales.

Tabla XVI. Coeficiente de rugosidad “n” para la fórmula de Manning.

MATERIAL n

Tubo de cemento < 24" de diámetro 0.015Tubo de cemento > 24" de diámetro 0.013Tuberi PVC y asbesto cemento 0.009Tubo de hierro fundido 0.013Tubo de metal corrugado 0.021Zanjas 0.020Canales recubiertos de piedra 0.030FUENTE: José Gilberto Quijada Sagastume, Diseño de la red dealcantarillado sanitario de las aldeas El Ingeniero y Petapilla del municipiode Chiquimula. Pág. 38

33

Para calcular la velocidad del tramo del pozo PV11 al pozo PV10, se tiene un

coeficiente de rugosidad de 0.009 ya que es tubería PVC, se utilizará el diámetro

mínimo que es de 6 pulgadas (establecido anteriormente), y se utilizara como pendiente,

la pendiente natural del terreno la cual es, cota inicial 510.65 menos cota final 510.02

esto da una diferencia de 0.63m, dividiendo este valor dentro de la longitud del tramo

81.5m se tiene una pendiente de 0.0077m/m :

0.03429 2 / 3 1 / 20.009

m/seg1.104=V x x6 0.0077 =

4.3.2. Caudal a sección llena.

Para efecto del cálculo de la velocidad del flujo, es necesaria calcular el caudal a

sección llena la cual se calcula con la ecuación fundamental siguiente:

Q = V x A

Donde:

Q = Caudal a sección llena en m3/s.

V = Velocidad del flujo en m/s.

A = Área hidráulico en m2

Para el diseño el área de la sección hidráulica es el área de la tubería de 6 pulgadas

la cual es 0.01824m2 y la velocidad encontrada anteriormente, esto da un caudal a

sección llena de:

Q = 1.104 x 0.01824 = 0.020137 m3/s x 1000 = 20.137 lts/s

34

4.3.3. Velocidad de diseño del flujo.

Para el cálculo de la velocidad del flujo, es necesario conocer la relación q/Q, de

esta, y la tablas del apéndice A, que es la relación hidráulica (la cual indica, que el flujo

trabajará como un canal abierto cumpliendo las condiciones v/V y d/D).

En el caso del tramo que se esta analizado, anteriormente se encontró el caudal de

diseño de 3.27 lt/seg, y el caudal a sección llena que es de 20.1, de esta relación se tiene:

= 0.1624 (adimencional)

Qq

=3.27

20.137

Buscando este resultado en las tablas de relación hidráulicas del apéndice A, se

obtienen los siguiente valores

v / V = 0.736

d / D = 0.273

Como la velocidad a sección llena “V” es de 1.104 m/s de la relación anterior se

puede obtener el valor de la velocidad del flujo “v”:

m/s= 0.736Vv

=v

1.104v = 1.104 x 0.736 = 0.81

Para estar seguros de que la velocidad es la correcta se chequea que el resultado

“v”este entre 0.6m/s y 3m/s, y que la relación q/Q este entre 0.1 y 0.75, como se puede

observar los resultados anteriores si cumplen con las condiciones hidráulicas, por lo

tanto el flujo tendrá velocidad de arrastre y la tubería trabajara como canal abierto.

35

4.4. Cálculo de cotas Invert

Es la cota que determina la localización de la parte inferior de la tubería, las cotas

del terreno, al igual que los puntos de entrada y salida de la tubería del alcantarillado,

estas se calculan utilizando las siguientes forma:

S%=(Cti-Ctf)/DH*100

CIi=Cti-(Hmin+Et+Dt)

CIf=CIi-DH*S%

Hpozo=Ct-CIs

Donde:

Hmin = altura mínima que depende del trafico

CI = Cota Invet inicial

Cti = Cota del terreno inicial

Ctf = Cota del terreno final

CIi = Cota Invert inicial de la tubería

CIf = Cota Invert final de la tubería

DH = Distancia horizontal

Dt = Diámetro de tubería

S% = Pendiente del terreno o tubería

Et = Espesor de la tubería

Ct = Cota de terreno

CIs = Cota Inver de salida, dependerá de las condiciones especificadas

36

4.5. Volumen de excavación

Para calcular el volumen de excavación del terreno, donde será instalada la

tubería, y se calcula con la siguiente expresión:

Ho + HfVol. Exc. + eDH x b2 x b= DH

Donde:

Ho = Altura de pozo al inicio

Hf = Altura de pozo al final

DH = Distancia horizontal

b = Ancho de la zanja

e = espesor de fondo o encamado este valor esta entre 10 a 15cm

Para el tramo del pozo 11 al pozo 10, la pendiente del terreno es de 0.77%. Por ser

inicio de tramo, la altura del pozo 11 es de 1.40m (por ser la mínima altura para pozos

de visita), la cota de terreno del pozo 11 es de 510.65 y la cota de salida es 510.65 - 1.40

= 509.25, la distancia es de 85.5m, y el ancho de zanja se obtiene de la tabla del inciso

4.1.9, en este caso la profundidad de tubería de 6” esta bajo los 2m, por lo tanto el acho

de zanja correspondiente es de 0.55m, la altura de pozo final y el volumen de

excavación es:

Cota Invert nal

= - x =

= - = 1.42 m

1.4 + 0.55 81.5xx=lumen de cavación

508.6

0.0077

1.422

ltura de o final

510.02

509.25 81.5

69.99 m3

508.6

x 81.5 x 0.55 =+ 0.15

fi

A

Voex

poz

37

4.6. Tabla de resultados

La tabla de resultados del diseño hidráulico de cada tramo se presenta en el

apéndice B, se tomo en cuneta que toda la tubería a utilizar será de PVC, y utilizando

todas la normas y principios anteriormente descritas.

4.7. Mantenimiento del agua

El agua residual debe temer un mantenimiento y tratamiento adecuando usando

los procesos naturales, se han desarrollado plantas de tratamiento de aguas negras.

La importancia del tratamiento de las aguas residuales es la salud de una

población. Además, tiene como objeto remover materia orgánica, fósforo, metales

pesados, reducir los sólidos, los cuales son nocivos para la vida en el agua, de los

cuerpos receptores (ríos lagos, mares). Los materiales que se depositan en los ríos, lagos

y mares impiden el crecimiento de plantas acuáticas; los de naturaleza orgánica se

pudren, robarle oxígeno al agua, produciendo malos olores y sabores; las materias

toxicas, compuestos metálicos, ácidos, y álcalis afectan directa o indirectamente la vida

acuática; las pequeñas partículas suspendidas como fibras, pueden asfixiar a los peces

por obstrucción de sus agallas. Para que el volumen de aguas residuales que se descarga

a un cuerpo receptor no ofrezca peligro a la salud es necesario:

a) Mejorar el poder de purificación de la corriente de agua, lo que se logra:

Disminuyendo la velocidad de agua en la zona de descarga al ensanchar el

cauce.

Regulando la formación de depósitos de lodos por canalización del cauce o

del río

Aumentando la aireación, al provocar artificialmente disturbios en el agua

por medio de cascadas, remolinos etc.

38

b) Evitando que llegue a ella en forma total o parcial la materia acarreada por los

sistemas de alcantarillado, lo que se consigue aplicando los procesos que se

conocen como “tratamiento de aguas residuales”

En este sentido, es importante que, antes de disponer las aguas servida en ríos,

lagos o mares, estas reciban previamente algún tipo de tratamiento que permita la

remoción de parásitos, bacterias y virus patógenos, que son males endémicos que

afectan al país.

El proceso de mantenimiento y tratamiento de las aguas servidas contiene varias

etapas la cuales se le conocen como:

a) Tratamiento preliminar

b) Tratamiento primario

c) Tratamiento secundario

d) Tratamiento terciario

a) Tratamiento preliminar: los dispositivos para el tratamiento preliminar están

destinados a eliminar o separar los sólidos mayores o flotantes, los sólidos

inorgánicos pesados y eliminar cantidades excesivas de aceites o grasas. Para

lograr estos objetivos se utilizan diversas unidades, entre las que se pueden

mencionar, rejillas y desarenadores.

b) Tratamiento primario: son los que reducen los sólidos sedimentables y algo de

DBO. Los elemento patógenos no se reducen en forma sensible. Es decir, que

con esto tratamiento se reducen el daño al medio pero no se protege la salud.

c) Tratamiento secundario: en este tratamiento se logra un grado mas avanzado de

remoción de sólidos, transformando los orgánicos no sedimentables en

sedimentables. Aparte de los que están en solución pueden ser convertidos a

39

elementos estables, como el CO2 o los nitratos. Durante estos procesos, hay una

reducción sensible del número de patógenos, en especial por los procesos

aeróbicos. Con esto, se reduce notablemente el daño al medio al reducir CBO a

valores comparables con los de los cuerpos naturales; se reducen el riesgo a al

salud pero no se remueven nutrientes, que en los cuerpos con períodos de

retención prolongados aumentan la concentración a los valores, que tienden a

producir la eutroficacion.

c) Tratamiento Terciario; en este se remueven los sólidos en solución,

especialmente nitratos y fosfatos, o también los metales pesados.

40

5. PRESUPUESTO

5.1. Presupuesto de mano de obra

5.1.1. Consideraciones.

La mano de obra forma parte de los costos directos de la ejecución de un proyecto,

para este presupuesto se consideraran; los precios de mano de obra, utilizando precios

del lugar, en este caso los precios a utilizar serán de Asunción Mita, Jutiapa, las

prestaciones de mano de obra se calcularan utilizando un factor del 0.87% sobre el

costo de mano de obra del renglón, y un 10% de imprevistos sobre el costo de mano de

obra del renglón. La cuantificación de mano de obra por renglón de trabajo, la

cuantificación de materiales y el presupuesto total del proyecto se detalla en el apéndice

C.

5.1.2. Tipos de suelo.

El suelo superficial de Asunción Mita esta compuesto de una consistencia y

textura plástico arcillosa, de un espesor aproximado de 10 a 20 cm, con un color gris

muy oscuro. El subsuelo tiene una consistencia plástica, y una textura arcillosa, con un

espesor de 40 a 60 cm y su color es gris oscuro. El material madre es lava o lodo máfico

El rendimiento de excavación a mano depende, según la habilidad del personal

(mano de obra calificada y no calificada) , condiciones del suelo (seco o mojado), clase

de suelo (escoria, arcilla, grava, limo, arena, tierra orgánica), altura de excavación (el

rendimiento disminuirá a medida que la zanja va aumentado de profundidad).

41

Tabla XVII. Rendimiento de mano de obra en la excavación de zanjas.

Ligero 6 - 10 5 - 9 5 - 8 5 - 8 4 - 7 4 - 6Medio 5 - 10 5 - 9 5 - 9 4 - 8 4 - 7 3 - 6Pesado 4 - 8 4 - 6 3 - 6 3 - 6 3 - 6 3 - 5

Arcilla dura 3 - 6 3 - 6 3 - 5 2 - 5 2 - 4 2 - 4FUENTE: Vides Tobar Amado, Analsis y Control de Costos de Ingenieria

3.66 4.00TIPO DE SUELO

0.92 1.52 2.44 3.05Profundidad de la zanja en metros

M3 x 8 HORAS PEON

5.1.3. Excavación y relleno

Excavación:

Se efectuará a mano, y se tomara desde la superficie del terreno hasta 15cm debajo

de la cota invet (debido a que existirá un relleno de encamado de 15cm, ver detalle de

zanja en planos). En caso de encontrar roca a medida que se excava será necesario la

utilización de martillos mecánicos accionados por aire comprimido (martillos

neumáticos).

El ancho de la zanja se establecerá mediante la Tabla XI del inciso 4.1.9. Y la

tierra excavada de las zanjas deberá colocarse a 0.60m. del borde de la zanja para evitar

derrumbes por sobre carga.

Relleno:

Después de terminada la colocación de tubería, se procederá al relleno de zanjas

echas por la excavación, el cual se utilizara el mismo material extraído, salvo que este

sea tierra con contenido orgánico el material se substituirá por material de préstamo

adecuado y en buenas condiciones. El relleno será a mano, con tierra de un contenido de

humedad adecuado, sin terrones y sin piedras mayores a 5 centímetros de diámetro.

42

El relleno se efectuará en 3 etapas.

1) El relleno de fondo será una capa de 15cm de como encamado, con material

selecto libre de impurezas y piedras de gran tamaño.

2) Después del fondo, el relleno se efectuara a ambos lados de la tubería de forma

simultanea, para evitar que la tubería sufra presiones excéntricas que deformen

la misma. El relleno será compactado al 90% del Proctor modificado como

mínimo, y en capas horizontales de 15cm de espesor hasta llegar a 30cm sobre

la corona del tubo.

3) El resto del relleno debe compactarse a humedad optima y en capas

horizontales no mayores de 20cm de espesor.

5.2. Presupuesto de materiales

5.2.1. Consideraciones.

Para el presupuesto de materiales, se debe cuantificar cada tipo de material a

utilizar, para esto se describirá cada uno de los elementos principales que componen el

proyecto:

Colector principal: será de PVC, con diámetros establecidos en planos.

Pozos de visita: los pozo de visita tendrán un diámetro interno de 1.50m y una

altura de acuerdo a planos. Tapadera de concreto, reforzado con hierro No 4 @

12cm en ambos sentidos. El brocal que soportara la tapadera será de concreto con

3 aros de hierro No 3 mas eslabones de hierro No 3 @ 10cm. Las paredes serán

de ladrillos colocados de punta, el mortero para la unión será en proporciones

43

volumétricas 1:3, una parte de cemento por tres parte de arena de río. Cada hilada

horizontal deberá quedar desplazada con respecto a la anterior, de tal forma que

no exista coincidencia entre las juntas verticales de los ladrillos que las forman,

cumpliendo así con la norma ASTM C-62. El fondo será de concreto, con hierro

No 3 @ 20cm en ambos sentidos, tendra además un tubo de media caña,

rellenado en sus laterales de concreto rebajado, y el acabado interior de cada

pozo, será un alisado de cemento en proporciones volumétricas 1:2, una parte de

cemento por tres parte de arena de rio.

Conexiones domiciliares: la candela será de tubo de concreto de 12”. El tubo

que comunicara la candela con el colector principal será de PVC de 4”. Tapadera

de concreto, reforzado con hierro No 2 @ 10cm en ambos sentidos. El brocal que

soportara la tapadera será de concreto con 3 aros de hierro No 3 mas eslabones de

hierro No 2 @ 15cm y el fondo de concreto, con hierro No 2 @ 10cm en ambos

sentidos.

Las características de los materiales a utilizar en los elementos son las siguiente:

Tubería: La tubería a utilizar será Novafot, corrugada de doble pares. Para su

instalación se iniciara a partir del extremo aguas debajo de cada tramo, colocando

las campanas en sentido contrario a la dirección del flujo, la tubería se colocara

sobre el relleno de fondo, conformándolo adecuadamente para que pueda

asentase la parte inferior de la tubería en una altura mínima del 10% del diámetro

externo, a lo largo de toda la longitud.

La unión de los tubos se efectúa de la siguiente manera:

Se aplica generosamente lubricante en el interior de la campana y

sobre el empaque. El lubricante tiene que ser tipo vegetal o animal.

Puede hacerse con una brocha o esponja. No se debe utilizar en

ningún caso aditivos que contengan derivados del petróleo.

44

Se alinea cuidadosamente la unión y luego se introduce la espiga

dentro de la campana. Para realizar esta operación es necesario

utilizar una barra y una pieza de madera a manera de palanca,

asegurándose de que la pieza de madera proteja el extremo del

tubo..

Si se requiere cortar el tubo se recomienda cortarlo en los valles de

la tubería.

Figura 2. Corte de tubería

cresta

valle

Ladrillo: el ladrillo a utilizar será de 0.065 x 0.11 x 0.23 de barro cocido,

cumpliendo las normas C-62 y C-67 de la ASTM, satisfaciendo los siguiente

requisitos, máxima variación en las dimensiones especificadas de 4mm, máxima

absorción a las 24 horas 25%, mínima resistencia a la flexión 13 Kg/cm2,

mínima resistencia a la compresión 59 kg/cm2, sin que presenten fallas como

grietas, roturas y rapaduras que afecten la resistencia.

Cemento: deberá cumplir con las especificaciones para cemento Portlan tipo I

(PM) norma COGUANOR NGO 41001 y ASTM C 595, con un tiempo máximo

después de su fabricación de 30 días.

Agregado fino: este material está formado por arena de río, que sea consistente,

libre de cantidades dañinas de arcilla, cieno, desechos orgánicos y sales

minerales que afecten la calidad del concreto. El agregado fino debe cumplir con

las normas para agregados de concreto COGUANOR NGO 41007 y ASTM C33

45

Agregado grueso: este material estar formado por grava o piedrin y deberá ser

libre de materiales suaves o desmenuzables, terrones de arcilla, polvo y otros

materiales nocivos. El agregado grueso debe cumplir con las normas para

agregados de concreto COGUANOR NGO 41007 y ASTM C33

Acero de refuerzo: el acero de refuerzo debe ser corrugado excepto en el caso

de la varilla No2. La varilla de acero de refuerzo a utilizar será grado 40.

5.2.2. Transporte

El transporte de los materiales deberá hacerse con cuidado para no dañarlos, en el

caso del cemento se deberá trasportar cubierto, para evitar que pueda mojarse y por lo

tanto dañarse. La tubería deberá transportarse con la campana hacia arriba, y asegurarse

para que no sufra daños como grietas o fracturas.

5.2.3. Almacenaje.

Tubería: se deberá disponer de una superficie plana, de tal manera que la longitud total

del tubo descanse sobre superficie de contacto; evitando así, que el tubo presente alguna

deflexión y posteriormente pueda deformarse. La altura máxima de apilamiento de tubos

será igual a 1.30m. Se pretende no sobrecargar a las unidades inferiores.

Los tubos deberán colocarse en forma alterna en cada cama de apilado, para

compensar el aumento de sección debido a la campana de los extremos. Se pretende

lograr, de esta forma que las cargas de las camas superiores se distribuyan

uniformemente. En el lugar de almacenamiento, la tubería y accesorios deben estar

protegidos de la exposición directa de los rayos de sol.

46

Los accesorios deberán permanecer dentro de sus cajas de empaque. Las cajas

deben apilarse a altura tal, que el material de la caja de empaque pueda resistir el peso

sin llegar a deformarse.

Los empaques de hule deben almacenarse suficientemente alejados de aceites,

grasas, material solvente y abrasivos; para evitar el contacto con estos.

Cemento: se deberá tener un área especial, que este cerrada completamente, con

plataforma en el piso, para evitar que el cemento se humedezca.

Acero de refuerzo: Se debe proteger de la lluvia y de la intemperie para evitar, que se

origine oxidación en su superficie.

47

48

6. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

6.1. Agua de uso doméstico

El uso adecuado del agua es necesario para el buen desarrollo de las actividades

en el hogar. El agua se usa para beber, lavarnos las manos y los dietes, baño, lavar la

ropa, preparar los alimentos y para asear o limpiar la casa.

Se debe tener mucho cuidado con el agua que se bebe, no siempre el agua limpia

esta libre de impurezas, ya que pueden estar contaminada y tener microbios que no se

pueden ver a simple vista; para verlos necesitamos de la ayuda de un microscopio para

un examen bacteriológico.

Así como el agua es fuente de vida, puede ser también causa de enfermedades y la

muerte cuando esta contaminada, el agua contaminada trasmite varias enfermedades en

su mayoría intestinales tales como: fiebre tifoidea, paratifoidea, disentería, cólera,

parásitos, hepatitis, amebiasis, y muchas otras.

6.2. Formas de contaminación del agua

El agua contaminada puede enfermar y puede ocasionar la muerte. El agua se

puede contaminar de muchas maneras, algunas de ellas son:

Depositando los desechos o basura en las corrientes de ríos, manantiales o

lagos

Depositando las excretas de personas y animales cerca o dentro de los

ríos, manantiales o lagos

Usando fertilizantes y/o plaguicidas sin ningún control.

49

6.3. Medio ambiente y el marco legal

A continuación se citaran algunos artículos donde se mencionan aguas residuales,

desechos sólidos, el cuidado y protección al medio ambiente, en el territorio nacional.

Constitución Política de la Republica de Guatemala

Artículo 97. Medio ambiente y equilibrio ecológico. El Estado, las

municipalidades y los habitantes del territorio nacional están obligados a

propiciar el desarrollo social, económico y tecnológico que prevenga la

contaminación del ambiente y mantenga el equilibrio ecológico. Se dictarán

todas las normas necesarias para garantizar que la utilización y el

aprovechamiento de la fauna, de la flora, de la tierra y del agua, se realicen

racionalmente, evitando su depredación.

Código de salud

Artículo 68. Ambientes saludables. El Ministerio de Salud, en colaboración

con la Comisión Nacional del Medio Ambiente, las Municipalidades y la

comunidad organizada, promoverán un ambiente saludable que favorezca el

desarrollo pleno de los individuos, familias y comunidades.

Artículo 71. Derecho a la información. El Ministerio de Salud, la Comisión

Nacional del Medio Ambiente las Municipalidades, deben recolectar y divulgar

información pertinente a la población, sobre los riesgos a la salud asociados con

la exposición directa o indirecta de los agentes contaminantes, que excedan los

limites de exposición y de calidad ambiental establecidos.

50

Artículo 74. Evaluación del impacto ambiental y salud. El Ministerio de

Salud, la Comisión Nacional del Medio Ambiente las Municipalidades,

establecerán los criterios para la realización de estudios de evaluación de impacto

ambiental, orientados a determinar las medidas de prevención y de mitigación

necesarias, para reducir riesgos potenciales a la salud derivados de desequilibrios

en la calidad ambiental, producto de la realización de obras o procesos de

desarrollo industrial, urbanístico, agrícola, pecuario, turístico, forestal y

pesquero.

Artículo 90. Agua contaminada. Queda prohibido utilizar agua contaminada,

para el cultivo de vegetales alimentarios para el consumo humano. En el

reglamento respectivo, quedan establecidos los mecanismos de control.

Artículo 94. Normas sanitarias. El Ministerio de Salud con otras instituciones

del sector dentro de su ámbito de competencia, establecerán las normas sanitarias

que regulan la construcción de obras para la eliminación y disposición de

excretas y aguas residuales y establecer de manera conjunta con las

municipalidades, la autorización, supervisión y control de dichas obras.

Artículo 95. Disposición de excretas. Queda prohibida la disposición in

sanitaria de excreta en lugares públicos, terrenos comunales y baldíos. La

contravención a esta disposición será sancionada por la autoridad municipal

respectiva, de conformidad con el Código Municipal, los reglamento municipales

y el presente Código

51

Artículo 96. Construcción de obras de tratamiento. Es responsabilidad de las

Municipalidades o de los usuarios de las cuencas o subcuencas afectadas, la

construcción de obras para el tratamiento de las aguas negras y servidas, para

evitar la contaminación de otras fuentes de aguas ríos, lagos, nacimientos de

aguas. El Ministerio de Salud deberá brindar asistencia técnica en aspectos

vinculados a la construcción, funcionamiento y mantenimiento de las mismas.

Artículo 94. Descarga de aguas residuales. Queda prohibida la descarga de

contaminantes de origen industrial, agroindustrial y el uso de aguas residuales

que no hayan sido tratadas sin previo dictamen favorable del Ministerio de Salud,

la Comisión Nacional del Medio Ambiente –CONAMA- y la autorización del

consejo Municipal de la jurisdicción o jurisdicciones municipales afectadas.

Dicho dictamen debe ser emitido en un plazo que no exceda a lo que establezca

el reglamento respectivo. Se prohíbe, asimismo, la descarga de aguas residuales

no tratadas en ríos, lagos, riachuelos y lagunas o cuerpos de agua ya sea estos

superficiales o subterráneos

Artículo 102. Responsabilidad de las Municipalidades. .Corresponde a las

municipalidades la prestación de los servicios de limpieza o recolección,

tratamiento y disposición de los desechos sólidos de acuerdo con las leyes

especificadas y en cumplimiento de las normas sanitarias aplicable. Las

municipalidades podrán utilizar lugares para la disposición de desechos sólidos o

construcción de los respectivos rellenos sanitarios, previo dictamen del

Ministerio de Salud y la Comisión Nacional del Medio Ambiente, el que deberá

ser elaborado dentro del plazo improrrogable de dos meses de solicitado.

52

Artículo 103. Disposición de los desechos sólidos.. Se prohíbe arrojar o

acumular desechos sólidos de cualquier tipo en lugares no autorizados, alrededor

de zonas habitadas y en lugares que puedan producir daños a la salud, a la

población, al ornato o al paisaje, utilizar medios inadecuados para su transporte y

almacenamiento o proceder a su utilización, tratamiento y disposición final, sin la

autoridad municipal correspondiente, la que deberá tener en cuenta el

cumplimiento de las medidas sanitarias establecidas para evitar la contaminación

del ambiente, específicamente de los derivados de la contaminación de los

afluentes provenientes de los botaderos de basura legales o clandestinos.

6.4. Aguas residuales

Desde el punto de vista epidemiológico se ha demostrado que la inadecuada

disposición de las aguas residuales o servidas, constituyen una grave amenaza para la

salud de las personas y muy especialmente para los niños menores de cinco años..

Los sistemas de alcantarillado urbano esta compuestos por una red de tuberías que

recogen las aguas servidas y de lluvia mediante conexiones domiciliares, a

establecimientos, a industrias y otros.

La cantidad de agua que se descarga al alcantarillado equivale aproximadamente

al 70% de la dotación de agua potable para consumo domestico, ya que una buena

proporción se utiliza para aseo personal, arrastre de excretas, lavado de ropa y trastos,

así como para riego de plantas y jardines.

Esta agua contienen restos de comida, jabón detergentes, residuos químicos y

descargas de inodoros, esto van generalmente a una masa de agua para llevarlos luego a

su destino final.

53

6.5. Desechos sólidos

Toda persona quiere vivir en un lugar limpio y saludable. Para logra esto debemos

eliminar sanitariamente la basura.

Las desechos sólidos o basura son los que se producen a diario en la casa, al

cocinar comer, limpiar o barrer la vivienda.

La basura debe ser colocada en un lugar adecuado, o sea en un bote con tapadera.

No debe tirarse en cualquier lado, porque son criadero de cucarachas, zancudos moscas,

ratas y otros insectos que causan enfermedades, ya que sirven de vehículo para

transportar gérmenes desde la basura hasta las personas.

Existen dos clases de basuras:

- Las que se pudren

- Las que no se pueden

Las que se pudren como desperdicios de verduras, frutas, se pueden utilizar de

abono para siembras, abriendo un agujero a una distancia de aproximadamente 10

metros de la casa, con las mediditas de 1m de largo por 1m de ancho por 1m de

profundidad, dependiendo esto del terreno y la cantidad de basura, después de 8m meses

aproximadamente se puede utilizar como abono.

La basura que no se pudre como vidrios, hules, plásticos, y metales, se deben

enterrar (si no existe tren de aseo en la comunidad).

54

6.6. El ambiente y su conservación

El ambiente es donde se desarrolla la vida, comprende las plantas, los animales, el

suelo, el agua y el aire.

La conservación del ambiente significa cuidar y mantener las riquezas naturales

que tiene el país, en su estado natural, sin contaminación, también significa conservar

los ríos, los mares, los bosques, el aire que se respira y el ambiente en que se vive.

La alteración de un sistema ambiental se da cuando este no tiene capacidad de

auto depuración.

Guatemala goza de una riqueza natural que se debe conservar. Sin embargo poco a

poco se ha ido contaminando los ríos, lagos, bosques, y el aire.

El saneamiento ambiental significa colaborar en la limpieza de aquellos recursos

naturales que ya han sido contaminados y velar por la protección y conservación de los

existentes. Esta limpieza debe comenzar en cada hogar y comunidad.

El ambiente se puede conservar de la siguiente forma:

- Mantener adecuadamente la basura.

- Sembrando árboles para reponer los que se han cortado.

- Evitando que substancias toxicas contaminen el aire, el suelo y el agua.

- Disponiendo adecuadamente las excretas.

- Utilizando racionalmente los recursos como flora y fauna.

55

6.7. El impacto ambiental de construcción

En la construcción de un alcantarillado sanitario existen daños al medio ambiente,

unos de los mas comunes son:

Emisión de gases y materiales de residuo de hidrocarburos: en la

construcción de alcantarillado sanitario se utiliza maquinaria como excavadoras,

vibrocompactadoras manuales, retroexcavadoras, las cuales emiten gases, que

son nocivos al medio ambiente, derraman combustible y grasas de hidrocarburos,

y material sobrante de la ejecución del proyecto.

Residuo de sólidos industriales: como partículas plásticas de tubería (cuando es

necesario cortar la tubería, para hacer coincidir las longitudes), lo cual como se

menciono anteriormente el plástico no se degrada, contaminando así el suelo.

Residuo de sólidos domésticos: los trabajadores del proyecto utilizan los

terrenos aledaños a este, como botadero de basura domestica.

Cambios en la estructura del suelo: esto ocurre con la excavación, donde se

modifica el suelo de trabajo.

Desplazamiento de especies de fauna: esto ocurre con la excavación, el despeje

y corte de vegetación, la instalación de fosa séptica o plantas de tratamiento.

56

6.7.1. Medidas de mitigación

Directas

Un adecuado mantenimiento a la maquinaria para evitar derramamiento de

líquidos, y gases producidos por la combustión de gasolina etc.

Al finalizar el proyecto se debe realizar una limpieza general del área, que fue

afectada durante la construcción del alcantarillado, para la eliminación de los

desechos industriales.

Colocar varios recipientes de basura en el área de trabajo, para evitar que el área

se contamine de basura.

Indirectas

Programa de forestación en áreas verdes, para tratamiento de suelos dañados por

la contaminación ambiental.

Programas de educación y concientización de la población, en la protección al

medio ambiente.

Promover la formación de recursos humanos calificados en ciencias ambientales

y recursos naturales.

Solicitar apoyo a las instituciones y entidades con que cuenta el gobierno, para el

asesoramiento, educación, supervisión, y aplicación, en el cumplimiento de

normas, reglamentos y leyes que tratan sobre medio ambiente.

Algunas de las instituciones son:

57

Instituto Nacional de Fomento Municipal (INFON)

Consejo Nacional de Áreas Protegidas (CONAP)

Empresa Municipal de Agua (EMPAGUA)

Ministerio de Salud

Comisión Nacional de Medio Ambiente (CONAMA)

6.8. El impacto ambiental de operación

En la operación de un alcantarillado sanitario, los daños que se puden dar en el

medio ambiente son los siguiente:

Malos olores: al no existir un aseo del sistema este puede generar malos olores,

y gases tóxicos que contaminan el entorno.

Acumulación de residuos sólidos y líquidos, en los sistemas de tratamiento:

esto se genera por falta de mantenimiento, falta de recursos económicos o falta

de información.

Contaminación de cuerpos receptores (ríos, lagos, suelo, manto freático), por

aguas residuales recolectadas: a menudo los proyectos de alcantarillados,

descargan el agua recolectada a ríos, lagos, mares, sin ningún tipo de tratamiento,

siendo este uno de los mayores daños al medo ambiente provocado por este tipo

de construcciones civiles.

6.8.1. Medidas de mitigación

Un adecuado mantenimiento del sistema de alcantarillado sanitario,

elimina los malos olores que este genera.

58

Incluir en el diseño un sistema de tratamiento (planta de tratamiento, fosas

sépticas, lagunas de sedimentación), para las aguas residuales recolectadas por el

alcantarillado. En este diseño la propuesta de tratamiento la aporto la empresa

AMANCO, presentado en el apéndice C.

Una eliminación de acumulación de desechos sólidos y líquidos.

Realizar análisis de laboratorio con frecuencia, para mantener un buen

tratamiento del agua residual, y no contaminar cuerpos receptores.

Incentivar a la población para el mejoramiento y uso del sistema

Programas de educación sobre el tratamiento de basuras y aguas

residuales.

59

Tabla XVIII. Resumen de medidas de mitigación de construcción y operación

Tipo de contaminación Medida de mitigación

Emisión de gases y material de residuo dehidrocarburos

Mantenimiento adecuado de maquinaria.

Residuo de sólidos industriales Limpieza general del área al finalizar elproyecto

Cambio en la estructura del suelo Reparación de los danos realizados

Residuo de sólidos domésticos Recipientes de basura en el área de trabajo

Desplazamiento de especies de fauna Forestación del suelo dañado

Malos olores Adecuado mantenimiento al sistema

Acumulación de residuos sólidos y líquidosen los sistemas de tratamiento

Remoción de sólidos y secado de lodos

Contaminación de cuerpos receptores (rios,lagos, suelo, mares, etc)

Construcción de plantas de tratamiento,fosas sépticas, lagunas facultativas

De construcción

De operación

60

7. EVALUACIÓN SOCIO ECONÓMICO

Si se desea invertir en un proyecto, y estimar la rentabilidad económica del

proyecto, se recure a calcular el valor actual neto (VAN), de la inversión, y la tasa

interna de retorno (TIR) con la cual contaría el proyecto.

VALOR ACTUAL NETO (VAN): es la suma de valores positivos (ingresos) y de

valores negativos (costos) que se producen en diferentes momentos. Dado que el valor

del dinero varia con el tiempo es necesario descontar de cada período un porcentaje

anual estimado como valor perdido por el dinero durante el período de inversión. Una

vez descontado ese porcentaje se pueden sumar los flujos positivos y negativos. Si el

resultado es mayor que cero significará que el proyecto es conveniente. Si es menor que

cero no es conveniente.

TASA INTERNA DE RETORNO (TIR): mide la rentabilidad del proyector y

corresponde a la determinación de la tasa de interés que lleva a cero el valor actual neto

del proyecto. Si la tasa resultante es mayor que los intereses pagados por el dinero

invertido el proyecto es conveniente. Caso contrario no conviene.

RAZÓN BENEFICIO / COSTO:: si la suma de los ingresos (descontados con su tasa

de perdida de valor) se divide entre la suma de costos (también descontados a la misma

tasa) y resulta un valor mayor que uno el proyecto es conveniente. Si el resultado es

menor que uno el proyecto no es conveniente.

61

ESTUDIO SOCIO ECONÓMICO DEL PROYECTO: Este tipo de evaluación sobre

el proyecto, establece o determina que tan rentable es la ejecución del proyecto,

haciendo un análisis de inversión.

En el apéndice E se obtuvo un valor beneficio/costo = 1.00, lo cual establece que la

ejecución del proyecto es rentable y no traerá perdidas para la empresa o institución que

aporte al proyecto.

El análisis detallado del flujo de efectivo de cada año y los cálculos matemáticos, se

encuentra en el apéndice E.

62

CONCLUSIONES

1) Con la ejecución del proyecto de ampliación de alcantarillado sanitario, se

brindara una solución técnica a los problemas de saneamiento ambiental y a la

contaminación del medio ambiente. De esta manera, se evitaran los malos olores

producidos por aguas negra que corren a flor de tierra y bajar los índices de

morbilidad al contar la población con un ambiente higiénico.

2) La ejecución de este tipo de proyectos tiene un costo elevado, solo con un

verdadero interés y voluntad de la comunidad beneficiada se puede lograr la

ejecución de este tipo de proyectos. Estableciéndose entre las partes, autoridades

y comunidad, la meta de realizarlo. También, recordar que este es un servicio

básico y forma parte de la buena salud de los habitantes, con efectos de beneficio

social y económicos de la comunidad.

3) El mantenimiento o tratamiento del proyecto eleva el costo del mismo. Sin

embargo, es necesario realizarlo para evitar la contaminación al medio ambiente.

4) Contribuye a la solución de los problemas de salud de la población

5) Por ser el terreno muy plano, se deberá contar con una cuadrilla topográfica

constante en la ejecución de campo, realizando lecturas continuas de nivelación,

de lo contrario puede darse la situación de que las pendientes no queden como lo

establecido en el diseño.

63

64

RECOMENDACIONES

1) Elaborar planos finales después de la ejecución del proyecto para localizar los

cambios hechos al diseño y la localización final de la tubería.

2) Para evitar riesgos de derrumbes y accidentes en los trabajadores durante la

ejecución, se deberá colocar los apuntalamientos, estacados y demás obras de

protección.

3) Garantizar la supervisión constante durante la construcción del sistema de

alcantarillado sanitario, con el objeto de asegurar la calidad, tanto en los

materiales como la mano de obra y ejecución.

4) Al terminar la ejecución se deberán efectuar todas las reparaciones necesarias,

derivadas de los daños ocasionados por la construcción. Así como retirar los

materiales sobrantes de la misma y depositarlos en un lugar autorizado.

5) Luego de construir el sistema de alcantarillado sanitario, implementar un plan de

mantenimiento, para que el sistema cumpla con el período de diseño.

6) Para ahondar mas en el tema del tratamiento del agua servida, se deberá

consultar a la empresa AMANCO, a cerca de detalles de instalación y

construcción de la planta de tratamiento, así como lo concerniente en lo

económico y su financiamiento, asimismo ver la posibilidad de utilizar otro tipo

de tratamiento, ya que, el costo de este es demasiado alto.

7) Fomentar el interés en la comunidad para la conservación del medio ambiente y

el buen uso del sistema de drenaje.

65

66

BIBLIOGRAFÍA

1) Jiménez Tello Mario Alfredo. Diseño de la red de alcantarillado combinado de la aldea el Rosario, zona 18 Guatemala Tesis: de Ingeniería Civil, Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, 1986.

2) Gonzalo Del Cid Pérez. Diseño de ampliación de la red de

alcantarillado sanitario para la aldea Estancia de la Virgen, municipio de san Cristóbal Acasaguastlan, departamento de El Progreso Tesis: de Ingeniería Civil, Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, 1993.

3) Martínez Navas Julio Cesar. Diseño de alcantarillado sanitario y

pluvial y evaluación preliminar del sistema de tratamiento de la aldea Santa Elena Barillas, municipio de Villa Canales Tesis: de Ingeniería Civil, Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, 1986.

4) Abram S. Benenson. El control de las enfermedades transmisibles

en el hombre. Duodécima Edición, Organización Panamericana de la Salud (OPS).

5) Ministerio de Salud Publica y Asistencia Social. Atención al medio

ambiente Guatemala, Septiembre 1999. 6) Orozco González Juan Adolfo. Diseño de drenaje Sanitario de

aldea –San Pedro Petz, municipio de Sanpedro Sacatepequez, departamento de San Marcos. Tesis: de Ingeniería Civil, Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, 1999.

67

7) Reyes Arana Ricardo Augusto. Diseño de la red de alcantarillado sanitario caserío El Terrero, municipalidad de Jalapa, Jalapa. Tesis: de Ingeniería Civil, Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, 2004.

8) Charles S. Simmons. Clasificación de reconocimiento de los suelos

de la republica de Guatemala. Editorial del Ministerio de Educación Publica, José de Pineda Ibarra.

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APÉNDICE A

Relación hidráulica para secciones circulares

69

70

Tabla XIX. Relación hidráulica para secciones circulares

71

Continuación

72

Continuación

73

Continuación

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Continuación

75

76

APÉNDICE B

Cálculo hidráulico

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Tabla XX. Calculo hidráulico

APÉNDICE C

79

Continuación

80

APÉNDICE C

Propuesta de tratamiento de aguas residuales.

El tratamiento de aguas residuales, forma parte de la ingeniería sanitario, por esta razón

se solicito la propuesta y asesoramiento a la empresa AMANCO, la cual tiene la

experiencia requerida del caso. La propuesta presentada fue la siguiente

“PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DOMESTICAS”

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA

El sistema propuesto es un sistema biológico, aeróbico de aireación extendida

“LODOS ACTIVADOS” con régimen completamente mezclado, que se utiliza para

tratar aguas residuales que contienen materia orgánica biodegradable.

Con esta modalidad de Aireación extendida, se lograrán afluentes de calidad, con

baja producción de lodos y alto grado de oxidación y estabilización de la materia,

adicionándole un sistema de cloración para la seguridad en el rehuso del líquido en

irrigación de jardines, redes independientes de abastecimiento de inodoros, riegó de

áreas de terracenia ,etc. Este proceso involucra básicamente las siguientes etapas :

a) Una y/o varias etapas de acción en tanques de aireación, donde se suministra

aire por difusión en el fondo, lo que permite crecimiento de microorganismos

que requieren de oxígeno para vivir, la materia presente servirá para alimentar

las bacterias aeróbicas quienes transformaran los contaminantes en materia

celular y energía para crecer y reproducirse, lo que originara los flocules que

son conocidos como iodos activados. El elemento básico en este proceso es el

SOPLADOR.

81

b) Dependiendo del volumen de agua a tratar se requieren de mas compartimentos

para un complemento de aireación al proceso con los fines anunciados en la

etapa anterior y que complementa él oxígeno necesario.

c) Los floculos pasaran al tanque de clarificación secundaria, lugar donde

sedimentan por gravedad los lodos, el sobrenadante es vertido al área de

cloración y los lodos depositados sé recirculan para retroalimentar el sistema, el

exceso de lodos se depositara en un tanque de lodos para su estabilización, ya

estabilizado se deposita al área de secado de lodos, que puede ser un filtro

prensa y un pequeño patio de secado de lodos y/o un área de secado de lodos

mayor para sistemas tradicionales de secado.

d) El agua clarificada, es tratada para su desinfección por medio de un sistema de

cloración a base de tabletas ele Hípoclorito de Calcio, cuando se descarga

directamente a un cuerpo de agua, previa reacción del cloro en un deposito que

variara de acuerdo al volumen tratado.

e) El agua tratada se verterá en un riachuelo cercano a la planta de tratamiento,

esto se hará contando con la aprobación de las autoridades municipales o

gubernativas del municipio y se deberá tener la seguridad de que las

características del riachuelo son adecuadas para esta disposición.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

La operación y mantenimiento es bastante sencillo. Sus costos de operación

corresponden únicamente a las horas que un responsable de la misma le suministre al

día; el consumo eléctrico de dos motores de 7.5 HP y las tabletas de cloro que se

consuman cuando sé reutilice el liquido tratado.

82

El sistema tiene como ventaja lo compacto de la planta, así como su alta eficiencia.

De no existir malos olores fuera de las instalaciones de la planta , se recomienda una

distancia de 10 mts de separación con la ultima casa para evitar algunos problemas

de ruido durante la quietud de la noche. La producción de lodos es baja , su operación

automática y su mantenimiento mínimo,

A la par de la estructura base, se deberá construir un tanque para bombear el excedente

de lodos, cuando el volumen diario sea mayor a 12,000 GPD, y un sistema de patios

para secar los lodos. Estas estructuras son complementarias al sistema y ayudan a un

mejor aprovechamiento de los lodos con fines agrícolas.

EQUIPO ELÉCTRICO Y BÁSICO

1. Dos Sopladores rotatorios de desplazamiento positivo 56, acopiado a motor

eléctrico horizontal 110/220 de 7.5Hp, con un silenciador y su filtro. Todo esto

protegido por un albergue de fibra de vidrio con apoyo de hierro.

2. Tubería de difusión de aire con dos ramales para las líneas de AIREACIÓN con

difusores sellados, y una línea que alimenta el desnatador de superficie y la

tubería de lodos.

3. Un desnatador de superficie con retorno neumático.

4. Tubería de evacuación de lodos con retomo neumático.

5. vertedero de transferencia, con cortinas ajustables, mamparas, válvulas y

conexiones.

6. tabique de lamina plástica con apoyos

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7. Dosificador de Hipoclorito de Calcio en tabletas.

8. Recipiente de 25 libras de tabletas de Hipoclorito de Calcio.

9- Tablero eléctrico de control para funcionamiento automático.

10. manual de operación y mantenimiento.

11. rejillas Irvin para cubierta superior de la estructura de la planta.

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APÉNDICE D

Cálculo de material

Presupuesto

89

Tabla XXI. Cuantificación de material, pozo de visita

Tabla XXII. Cuantificación de material, conexiones domiciliares

90

Tabla XXIII. Cuantificación de material, colector principal

Tabla XXIV. Costo directo, preliminares

91

Tabla XXV. Costo directo, colector principal

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Tabla XXVI. Costo directo, pozo de visita

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Tabla XXVII. Costo directo, conexiones domiciliares

APÉNDICE E

94

Tabla XXVIII. Costo directo, herramientas

95

Tabla XXIX. Costo directo, accesorios

Tabla XXX. Costos directos unitarios

96

Tabla XXXI. Resumen de costos

Tabla XXXII. Costo mensual por operación y mantenimiento

97

Tabla XXXIII. Resumen total de materiales.

98

Tabla XXXIV. Resumen total de mano de obra.

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100

APÉNDICE E

Análisis socio económico del proyecto

La cantidad de viviendas será de 460

Se considerará una taza bancaria del 4%

Una inversión inicial por vivienda de Q6,162.59, esto da un total de 460 x

Q6,162.59 = Q2,834,791.39.

Se tendrá una inversión por operación y mantenimiento anual de Q120.00 por vivienda

lo cual da un total anual de 460 x Q120 = Q55,200.00.

Se cobrarán dos tarifas, una mensualidad por vivienda de Q30.00 los primeros 15 años y

de Q40.00 en los siguientes 15 años, esto por operación y mantenimiento y recuperación

del capital invertido.

Se considerara un valor de recuperación al final del período de diseño del 50% sobre la

inversión inicial, de esto se tiene un valor de 50% x Q2,834,791.39 = Q1,417,395.70

En base a lo anterior se calculará el flujo de efectivo que tendrá el proyecto durante todo

el período de diseño, en la tabla siguiente.

101

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Tabla XXXV. Análisis económico anual

103

Análisis

Comentario

La tarifa de operación y mantenimiento por vivienda es alta, dado que la comunidad es

pobre y de bajos recursos. Esta deberá ser analizada por las autoridades municipales a

manera de bajar el aporte de la comunidad. Lo cual se podría logra con un acuerdo entre

la comunidad, la municipalidad y alguna institución del gobierno. De lo contrario la

ejecución del proyecto no será rentable.

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APÉNDICE F

Planos

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