Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LA COLONIA SAN JOSÉ BUENA VISTA

ALDEA LA COMUNIDAD ZONA 10 DE MIXCO

ERICK MANOLO CALDERÓN ACEVEDO Asesorado por Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

Guatemala, octubre de 2004

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LA COLONIA SAN JOSÉ BUENA VISTA

ALDEA LA COMUNIDAD ZONA 10 DE MIXCO

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA

FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

ERICK MANOLO CALDERÓN ACEVEDO ASESORADO POR ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA

OCHAETA

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, OCTUBRE DE 2004

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA

NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

VOCAL Ι Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL ΙΙ Lic. Amahán Sánchez Álvarez

VOCAL ΙΙΙ Ing. Julio David Galicia Celada

VOCAL ΙV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva

SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

EXAMINADOR Ing. Carlos Salvador Gordillo García

XAMINADORE Ing. Luis Gregorio Alfaro Véliz

EXAMINADOR Ing. Ángel Roberto Sic García

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:

PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LA COLONIA SAN JOSÉ BUENA VISTA ALDEA LA COMUNIDAD ZONA 10 DE MIXCO Tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería

Civil con fecha 21 de agosto de 2003.

Erick Manolo Calderón Acevedo

ACTO QUE DEDICO A

Dios Fuente inagotable de sabiduría por darme

serenidad en los momentos más difíciles y por

permitirme alcanzar esta meta.

Mis padres Renato Calderón y Alicia Acevedo de Calderón Por sus sabios consejos en los momentos difíciles.

Por su apoyo incondicional y cariño que en todos

estos años, ha sido un estímulo para que

esta meta se culmine.

Mis hermanos Renato Calderón y Jairon Calderón

Espero que permanezcamos unidos cosechando

logros, con cariño, amor y respeto.

Mi familia Con amor y respeto.

Mis amigos Por compartir alegrías y tristezas, gracias por

acompañarme en este logro.

AGRADECIMIENTOS

Al Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta, por su valiosa colaboración

en la asesoría, revisión y corrección del presente trabajo de graduación.

A la Municipalidad de Mixco, por su colaboración al permitirme

desarrollar mi trabajo de graduación en su localidad.

A la Facultad de Ingeniería, por haber participado en mi formación

académica.

A la Universidad de San Carlos de Guatemala, por haberme albergado

todos estos años en tan prestigiosa casa de estudios.

I

ÌNDICE GENERAL

ÌNDICE DE ILUSTRACIONES V LISTA DE SÌMBOLOS VII GLOSARIO IX RESUMEN XIII OBJETIVOS XV INTRODUCCIÒN XVII 1. MONOGRAFÌA DE MIXCO 1.1. Aspectos y situación geográfica 1

1.1.1. Aspectos climáticos 2

1.2. Marco Social 3

1.2.1. Servicios 4

1.2.2. Agua 6

1.2.3. Vías de comunicación 8

1.2.4. Saneamiento 10

1.2.5. Desechos líquidos 11

1.2.6. Desechos sólidos 11

1.3. Marco económico 12

1.3.1. Producción 12

1.3.2. Industria 12

2. CONCEPTOS BASICOS PARA DISEÑO DE ALCANTARILLADO 2.1. Población actual 13

2.1.1. Levantamiento topográfico 13

2.2. Consideraciones generales 21

2.3. Apuntalamiento de túneles 21

II

2.3.1. Corte y relleno 21

2.3.2. Área de lubricación 22

2.3.3. Obras en las calles 23

2.3.4. Estética 27

2.3.5. Técnicas de construcción 27

2.3.6. Tablestacas de acero 28

2.3.7. Anclajes en el terreno 29

2.3.8. Pilotes principales 29

3. DISEÑO DEL ALCANTARILLADO DE SAN JOSÉ BUENA VISTA 3.1. Consideraciones generales 31

3.1.1. Parámetros de diseño 31

3.1.1.1. Caudal domiciliar 31

3.1.1.2. Caudal de conexiones ilícitas 32

3.1.1.3. Caudal de infiltración 33

3.1.1.4. Caudal comercial 34

3.1.1.5. Caudal industrial 34

3.1.1.6. Factor del caudal medio 34

3.1.1.7. Factor de Harmond 35

3.1.1.8. Caudal del diseño 36

3.1.1.9. Periodo del diseño 36

3.1.1.10. Pendientes máximas y mínimas 37

3.1.1.11. Velocidad del diseño 38

3.1.1.12. Fórmula de Manning 38

3.1.1.13. Velocidad del arrastre 39

3.1.1.14. Factor de rugosidad 39

3.1.1.15. Factor de área (FA) 39

3.1.1.16. Densidad de la población 40

3.1.1.17. Cotas Invert 40

3.1.1.18. Diámetro de la tubería 42

3.1.1.19. Pozos de visita 43

III

4. RIESGO Y VULNERABILIDAD 4.1. Concepto de riesgo 45

4.1.1. Evaluación y valoración del riesgo 46

4.1.2. ¿Cómo se determina el riesgo? 47

4.2. Concepto de vulnerabilidad 48

4.3. Mitigación, riesgo y vulnerabilidad del proyecto de

drenaje sanitario en estudio 49

4.3.1. Mitigación 49

4.4. Ejemplo de cálculo 50

RECOMENDACIONES 57 CONCLUSIONES 58 BIBLIOGRAFÍA 59 APÉNDICE 60

IV

V

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1 Población total según parentesco y/o

relación con el jefe(a) del hogar 3

2 Población económicamente activa de 7 años y mas de edad 4

3 Población que asistió a un establecimiento educativo

por nivel de escolaridad 5

4 Tipo de servicio de agua disponible actualmente 7

5 Disponibilidad de alumbrado eléctrico y de

servicio de agua por chorro (tubería) 7

6 Tipo de alumbrado disponible regularmente 8

7 Tipo de servicio sanitario disponible actualmente 10

8 Plano general de la colonia de San José Buena Vista 61

9 Plano planta y perfil de desfogue y primer tramo 62

10 Plano planta y perfil del segundo y tercer tramo 63

11 Plano planta y perfil del cuarto tramo 64

12 Detalles típicos de pozos de visita 65

13 Detalles típicos de la instalación de la tubería 67

TABLAS

I Cálculo topográfico: planimetría 15

II Cálculo topográfico: altimetría 18

III Memoria de cálculo del diseño de drenaje del proyecto 53

IV Presupuesto de los materiales 54

V Presupuesto de la mano de obra 55

VI Resumen del presupuesto del proyecto 56

VI

VII

LISTA DE SÍMBOLOS

Símbolo Significado

A Área

C Coeficiente de escorrentía

CI Cota Invert de inicio

Correc Corrección

CT Cota de terreno

D Diámetro

d Tirante

Dot. Dotación

Dot. Com. Dotación Comercial

Dot. Ilic. Dotación Ilícita

DT Diámetro interno de la tubería

ET Espesor de la pared de la tubería

FH Factor de Harmond

FHM Factor de hora máximo

FQM Factor de caudal medio

Ha Hectárea

Hf Perdida de carga

Hab. Habitante

I Intensidad de lluvia

INFOM Instituto Nacional de Fomento Municipal Mca. Metros columna de agua

n Coeficiente de rugosidad

PVC Cloruro de polivinilo (tubo plástico)

Q Caudal a sección llena

VIII

Símbolo Significado

q Caudal de diseño

Qilic. Caudal ilícito

QDM Caudal de día máximo

QMD Caudal medio diario

v Velocidad de caudal de diseño

V Velocidad a sección llena

S Pendiente del terreno

IX

GLOSARIO

Ademar Apuntalar, entibar.

Ademe Madero que sirve para entibar.

Aguas negras Se les llama también aguas residuales y son las

aguas impuras, no potables, precedentes tanto de

las viviendas como de los establecimientos

industriales y comerciales.

Alcantarillado Conducto subterráneo o sumidero, fabricado para

recoger las aguas residuales y darles paso.

Ambiente Condiciones o circunstancias físicas, sociales,

económicas, etc, de un lugar.

Área Espacio de tierra comprendido entre ciertos

límites.

Azimut Es el ángulo formado por su dirección horizontal y

la del norte verdadero, que pasa por un punto de

la esfera celeste o del globo terráqueo. El azimut

se mide en el plano horizontal en el sentido de las

agujas del reloj.

Bombeo Es obligar a los fluidos a pasar de un lugar a otro

más alto, por medio de una bomba.

X

Captación Estructura que permite recoger y entubar las

aguas de la fuente abastecedora.

Caudal o gasto Cantidad de agua que corre por una tubería en

cada unidad de tiempo.

Censo Proporciona información sobre el número,

distribución y composición de la población, en un

momento determinado, y facilita una descripción

exacta de los cambios ocurridos con el correr del

tiempo.

Cota de terreno Número que en los planos topográficos indica la

altura de un punto, ya sobre el nivel del mar, o

sobre otro plano de referencia.

Curva de nivel Línea que une puntos de igual cota o elevación.

Se emplea en los dibujos para figurar el relieve del

terreno.

Demografía Análisis comparativo y descripción estadística de

los movimientos y procesos vitales de la población

humana.

Dotación Es el volumen de consumo de agua por persona

por día.

Enfermedad contagiosa Toda enfermedad originada por bacterias o por

cualquier otro tipo de microorganismos.

Excretas o excremento Residuos de alimento que después de hecha la

digestión, despide el cuerpo por el ano.

XI

Infraestructura Obra subterránea o estructura que sirve de base

de sustentación de otra..

Medio ambiente Conjunto de elementos abióticos (energía solar,

suelo, agua y aire) y bióticos (organismos vivos)

que integran la delgada capa de la tierra llamada

biosfera, sustento y hogar de los seres vivos.

Meridiano Un meridiano es una línea imaginaria que forma la

mitad de un círculo máximo y une los polos norte y

sur. Los meridianos son, por tanto, líneas de

longitud; la latitud y longitud se utilizan

conjuntamente para situar puntos en el globo

terráqueo a través de coordenadas esféricas.

Nivel Freático Agua subterránea.

Nivelación Término general que se aplica a cualquiera de los

diversos procedimientos altimétricos, pro medio de

los cuales, se determinan elevaciones o niveles de

puntos determinados.

Perfil Delineación de la superficie de la tierra según su

latitud y altura, referida a puntos de control.

Poligonal Nombre genérico de cualquier figura plana que

consta de más de cuatro lados.

Topografía Arte de representar un terreno en un plano, con su

forma, dimensiones y relieve.

XII

XIII

RESUMEN

El presente trabajo de graduación se refiere a la planificación y diseño del

alcantarillado sanitario de la colonia de San José Buena Vista aldea la Comunidad

donde primordialmente se busca mejorar la calidad de vida de las personas del

lugar y ayudar de alguna manera contribuir al desarrollo urbanístico del Municipio

de Mixco, aumentando la plusvalía de los inmuebles, así como los comercios del

lugar.

Tener un sistema de alcantarillado es fundamental, para evitar la

contaminación del medio ambiente, y para el mejoramiento de las condiciones

sanitarias de los habitantes. En la realización de estos estudios, se estuvo en

contacto directo con las personas de la comunidad, de tal manera que el diseño, se

enfoca directamente en el objetivo.

Por lo anterior con la planificación y diseño de alcantarillado del proyecto de

San José Buena Vista, se busca reducir las enfermedades, tanto higiénicas

(infecciosas) como las respiratorias.

XIV

XV

OBJETIVOS

General

Sentar las bases para la ejecución de una obra que contribuya al desarrollo

integral de la comunidad, mejorando la calidad de vida, así mismo evitar la

propagación de enfermedades infecciosas y brindar a la Municipalidad de

Mixco toda la ayuda en aspectos técnicos.

Específicos

1 Planificar y diseñar el sistema de alcantarillado de la colonia San José Buena

Vista

2 Proveer a la Municipalidad de Mixco el apoyo en asesoría en los diferentes

proyectos que impulsa.

3 Elaborar los planos correspondientes a los proyectos de San José Buena

Vista.

XVI

XVII

INTRODUCCIÓN

En la aldea la Comunidad del Municipio de Mixco se encuentra la colonia

San José Buena Vista, la cual está constituida por lotes que fueron vendidos para

formar una colonia sin una adecuada proyección urbanística. Esta comunidad

actualmente no cuenta con los servicios básicos de saneamiento ni tampoco con

una adecuada vía de acceso. En toda comunidad, la salud colectiva es la base de

su existencia y de su mayor o menor prosperidad.

La comunidad busca entre otras cosas la salubridad de su colonia, porque la

salud pública está mayormente asegurada mediante el control de las enfermedades

y en especial de su prevención. La colonia cuenta con una población de 700

personas aproximadamente. Este problema se agudiza con la llegada del

invierno, por lo que en el presente informe se desarrolla la planificación del

proyecto titulado: Estudio y diseño de introducción de alcantarillado sanitario para la

colonia San José Buena Vista, Aldea la Comunidad, Municipio de Mixco,

Guatemala.

Afortunadamente, en esta época se dispone de los elementos esenciales

como materiales, equipos, conocimientos, etc. Una de las fuentes de

contaminación del agua superficial y subterránea está constituida por las aguas

negras o servidas. Las aguas negras son portadoras de gérmenes patógenos, por

lo que están asociadas con enfermedades infectocontagiosas. La evacuación de

las aguas negras es uno de los problemas que el hombre civilizado ha tenido

siempre, por lo cual debe lograr que las aguas llenen las condiciones sanitarias

básicas, tales como características físico-químicas no perjudiciales a la salud.

XVIII

Las enfermedades transmisibles son las que en este caso requieren de

mayor atención, ya que se extienden a través de medios básicos de subsistencia

como el agua y el aire. El presente proyecto busca disminuir enfermedades

provocadas por el estancamiento de las aguas negras y de las aguas pluviales que

no tienen un tratamiento adecuado, utilizando la tecnología y los materiales más

apropiados para llevar a cabo la realización del proyecto del alcantarillado

sanitario. Al mismo tiempo se busca aumentar la calidad de vida de las personas

que viven en la colonia de San José Buena Vista, para tener una buena

organización ambientalista y contribuir al mejor desarrollo urbanístico del Municipio

de Mixco y de esta colonia.

1

1. MONOGRAFÍA DE MIXCO

1.1. Aspectos y situación geográfica Mixco es un municipio del departamento de Guatemala ubicado en el

extremo oeste de la ciudad capital y asentado en la cordillera principal de la

zona de influencia urbana de la ciudad capital.

Límites

Norte: San Pedro Sacatepéquez

Este: Chinautla y Guatemala

Sur: Villa Nueva

Oeste: San Lucas Sacatepéquez y Santiago Sacatepéquez

Coordenadas cartesianas

Latitud 14º37’46” Norte.

Longitud 90º36’24” Oeste del meridiano de Greenwich.

Extensión territorial

Su extensión territorial es de 90 km2 de los cuales 45.6 km2 que

equivalen al 45.7%, se encuentra dentro del área de la cuenca del lago de

Amatitlán.

Accidentes orográficos

La villa de Mixco posee una sierra y 12 cerros, casi todos cultivables.

Desde estas alturas pueden contemplarse sus pintorescos alrededores, para

formar un esplendoroso conjunto entre el ámbito urbano y el natural.

2

Sierra: de Mixco.

Cerros: Alux, de Dávila, Del Aguacate, El Campanero, El Cuco, El Naranjo,

El Pizote, La Comunidad, Lo de Fuentes, San Miguel, San Rafael y Yumar.

Barranco: El Arenal.

Aspectos hidrográficos: de las Limas, El Zapote, Guacamaya, La Brigada,

Mansilla, Mariscal, Molino, Naranjito, Pansalic, Salaya, Seco, Tzalja, Yumar y

Zapote.

Riachuelo: Tempiscal.

Zanjón: el Arenal de Campanero y los Gavilanes.

Quebradas: del Aguacate, el Arenal, Pansiguir y Suncin.

Aspectos topográficos: Mixco muestra una topografía quebrada en un 75% de

su extensión. El terreno plano que lo constituye un 25% se ubica en el Este

del municipio. La cabecera municipal está asentada en un terreno sinuoso,

que inicia en la bifurcación de la ruta asfaltada CA-1 y termina con un nivel

demasiado pronunciado en las faldas del Cerro Alux.

1.1.1. Aspectos climáticos Elevación y precipitación pluvial: la cabecera municipal se encuentra a 1730

msnm. Y tiene precipitación pluvial anual de 1000 mm.

Temperatura y humedad: la temperatura es de 20º centígrados (promedio

anual) y un porcentaje de humedad del 55%.

Clima: Templado.

3

1.2. Marco social

Población

De acuerdo a datos proporcionados por el INE la población asciende a

403,172 personas, de los cuales el 75% vive en la cuenca.

Densidad de la población

La densidad de población del municipio de Mixco es de 4,073

habitantes por km² es el municipio con mayor concentración de población

después de la ciudad capital. Figura 1. Población total según el parentesco y/o relación con el jefe(a) del hogar

Fuente: INE censo de población 2003

Población económicamente activa

La población a partir de los 7 años de edad se considera

económicamente activa -PEA- y se divide entre ocupada y desocupada.

70 y mas60-69

50-5940-49

30-39

20-291O-190-9

0

20000

40000

60000

80000

100000

1 2 3 4 5 6 7 8

grupo decenal de edad

4

Figura 2. Población económicamente activa de 7 años y más de edad

Fuente: INE censo de población 2003

1.2.1. Servicios

De acuerdo a la cantidad de servicios que posea un municipio, éstos

inciden en la calidad de vida y bienestar familiar de sus habitantes. Sobre

esta base se determina su relación con el medio ambiente y su

responsabilidad en el deterioro del mismo.

a. Correos y telégrafos

La primera oficina de telégrafos fue creada mediante acuerdo

gubernativo del 23 de abril de 1901. El 23 de diciembre de 1916 se

crea la oficina de correo y es hasta el 23 de junio de 1949 cuando se

abre la oficina de correos y telégrafos que actualmente labora en una

oficina de tercera categoría.

b. Salud

Población discapacitada

Física 1526

Sensorial 635

0

10000

20000

30000

40000

50000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10por ocupacion

5

Mental 42

Total de discapacitados 2203

Total poblacional 403,172

c. Educación

Figura 3. Población que asistió a un establecimiento educativo por nivel de escolaridad

Fuente INE censo de población 2003

La figura 3 muestra el grado de escolaridad de la población, en la cual

se identifica fácilmente que un alto número de pobladores, cuenta con

educación primaria, seguida de la educación media y superior con

profesionales en distintas ramas.

De la gráfica anterior se puede apreciar que un alto porcentaje de la

población escolar se encuentra en el nivel primario, reduciéndose el

porcentaje en el nivel medio y mucho más en el nivel superior. Esto se debe a

la necesidad que tienen los jóvenes de contribuir al ingreso económico de sus

familias, olvidando sus estudios y dedicándose a la agricultura o a la

fabricación de alguna artesanía.

superior

media media 1-3

primaria 4-6primaria 1-3

pre-primarianinguno

05000

100001500020000250003000035000

1 2 3 4 5 6 7nivel de escolaridad

6

Es urgente que la educación motive de manera curricular y

extracurricular, la creatividad y curiosidad por conocer nuestro medio para

alcanzar una meta común: proteger los recursos naturales, fomentando el

respeto a la naturaleza; valor que puede ser inculcado en la población

mediante actividades vivénciales y utilizando metodología adecuada.

1.2.2. Agua

El agua que surte a la población proviene de tres acueductos: El

Manzanillo, San Miguel y San Jerónimo, además de 63 pozos de extracción

de agua subterránea.

En la cuenca el 17.7% de los hogares no cuentan con el servicio de

agua potable. Mixco tiene un déficit del vital líquido del 14.9% en los hogares.

La dotación de agua potable sin tratamiento es de 0.287 m3 / seg. Estimando

150 lts/hab/día. Con un déficit de 0.12 m3/seg.

En la cuenca el 98% de agua se distribuye por medio de pozos con un

volumen 1.0878 m3/seg. Extrayéndose al año para abastecer los domicilios

50,441,832 m3/seg. De los cuales 34,304,860, m3 /seg. Equivalentes al 68%

se consumen en la cuenca y el resto en la ciudad capital.

En 1976 se estimaba que la disponibilidad de agua subterránea en el

área era de 111 millones de m3, con una recarga estimada en 57,500,00

m3/año. Actualmente ésta se ha visto reducida a 24 millones de m3 año,

debido al proceso acelerado de urbanización no planificada y al proceso de

deforestación.

7

Figura 4. Tipo de servicio de agua disponible actualmente

Fuente INE censo de población 2003

Figura 5. Disponibilidad de alumbrado eléctrico y de servicio de agua por chorro (tubería)

Fuente INE censo de población 2003

Energéticos

En relación a los servicios con que cuenta el municipio de Mixco, de

acuerdo con la información proporcionada por el último censo de población,

se obtuvieron los siguientes datos.

chorro para varios hogares

chorro de uso exclusivo

chorro publico pozo

camion

rio otro

01000020000300004000050000600007000080000

1 2 3 4 5 6 7

tipo de servicio

cant

idad

de

pers

onas

por

se

rvic

io

sin chorropúblico

para varios hogares

de uso exclusivocon chorro

0

20000

40000

60000

80000

100000

Serie1 76818 68207 6374 2237 11555

1 2 3 4 5

8

Figura 6. Tipo de alumbrado disponible regularmente

Fuente INE censo de población 2003

Telecomunicaciones

El 24 de julio de 1972 se inauguró y puso en servicio la planta

telefónica enlazada al sistema telefónico automático. En 1973 se inauguró

una central telefónica así como un conmutador manual.

1.2.3. Vías de comunicación

La cabecera municipal está adoquinada y asfaltada. En las aldeas, las

calles son de terracería y muchas colonias están asfaltadas, haciendo un

promedio del 50% de sus vías con algún tipo de pavimento. El acceso a la

población desde la ciudad está totalmente asfaltado y transitable.

Unidad de bomberos: posee una estación a cargo de los Bomberos

Voluntarios, que cuenta con 15 elementos para atender las emergencias de la

población.

electrico

panel solar gas corriente candela otro0

100002000030000400005000060000700008000090000

100000

1 2 3 4 5

tipo de alumbrado

9

Existe una estación de la Policía Nacional Civil ubicada en la cabecera

municipal, y alrededor de 15 estaciones distribuidas en las distintas

comunidades que conforman el municipio.

Transporte: el servicio de transporte es extraurbano y urbano. Cuenta con

una corporación de buses llamada La Morena, que presta el servicio a la

población con unidades de buses y microbuses para todas las colonias

vecinas y la ciudad capital.

1.2.4. Medios de comunicación

Periódicos: llegan a la cabecera municipal cinco diarios capitalinos y circulan

dos diarios locales.

Radios: cuenta con cuatro estaciones de radio con emisoras locales.

Además, se recibe la señal de todas las estaciones de la ciudad capital.

Televisión: se recibe la señal de la red de canales de televisión capitalinos y

una variedad de canales distribuidos por la red de cable local.

Mercados municipales: Mixco cuenta con cuatro mercados debidamente

instalados.

Bancos del sistema: en el centro de la cabecera municipal se encuentran 10

agencias bancarias, encontrándose 30 agencias más distribuidas en las 11

zonas que conforman el municipio.

Cementerios: posee seis cementerios, siendo ellos Cementerios Las Flores,

del Hermano Pedro, el de la cabecera Municipal, de las Aldeas Sacoj Grande

y Chiquito, El Cementerio Particular Cefas.

10

1.2.5. Saneamiento

Los hogares sin servicio sanitario implican un factor negativo dentro

del bienestar de la familia, al mismo tiempo que definen un alto nivel en la

contaminación del medio ambiente. La información relativa a este municipio

indica lo siguiente

Figura 7. Tipo de servicio sanitario disponible actualmente

Fuente INE censo de población 2003

Una gran cantidad de nuevas urbanizaciones están autorizadas para

disponer de sus aguas sanitarias o domésticas en fosas sépticas y pozos de

absorción. Además, existen tres plantas de tratamiento biológicas primarias

de las cuales dos están en funcionamiento (Peronia y Hamburgo) pero en

forma deficiente y una abandonada en Balcones de San Cristóbal.

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

1 2 3 4

tipo de servicio sanitario

11

1.2.6. Desechos líquidos

Dentro de la información obtenida se ha establecido que este

municipio dispone de la red de drenajes como un servicio a la población, pero

no todos los hogares tienen conectados sus drenajes internos a la red

municipal.

Es de señalar sin embargo, que aunque los drenajes son una

necesidad para los habitantes, tanto en el seno de su hogar como en su

vecindario, ya que se evitan los desagües a flor de tierra, los malos olores y la

crianza de vectores causantes de enfermedades, para la cuenca del lago de

Amatitlán y sus afluentes, resulta ser igualmente dañina la existencia o no de

drenajes, ya que éstos desembocan en los ríos tributarios al lago.

1.2.7. Desechos sólidos

No todos los municipios que conforman la cuenca del lago de

Amatitlán cuentan con un servicio de recolección de basura.

En Mixco, según el último censo, se muestran los siguientes datos.

Figura 8. Forma en que se elimina regularmente la basura

Fuente INE censo de población 2003

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

1 2 3 4 5 6

forma en que elimina la basura

12

1.3. Marco económico

1.3.1. Producción La venta de vasos, cántaros tinajas, platones y trastos de

cerámica pintada y barnizada constituye la base del comercio mixqueño, así

como la fabricación de jabón, licor y pieles.

1.3.2. Industria

Mixco cuenta con un total de 41 industrias de diferentes tipos de

producción, entre las que figuran 6 de textiles, 4 de plásticos, 2 de yeso, 6

de alimentos, 2 de metálica y 21 químicas entre otras.

Estas actividades proporcionan bienestar desde el punto de vista de

ubicación, independencia e integración familiar.

Dentro de las variables de mayor impacto en el bienestar de la familia,

se tienen las fuentes de contaminación ambiental y las fuentes de trabajo,

que generan una situación de confrontación, ya que por un lado, los ingresos

provenientes del trabajo en la industria generalmente son más elevados que

en otros sectores, lo que incrementa el nivel de satisfacción de las

necesidades. Mientras que, por el otro, el grado de participación en el

mejoramiento del sistema ecológico se da sólo en sectores organizados, con

una posición económico-social aceptable y preocupados por la conservación

de éste.

Tal situación sólo puede medirse en términos de mayor beneficio, en

este caso es, ¿cuántos habitantes se benefician con las fuentes de trabajo? y

¿cuántos habitantes resultan afectados por la contaminación del ambiente?

13

2. CONCEPTOS BÁSICOS PARA DISEÑO DE ALCANTARILLADO

2.1. Población actual

Para desarrollar un proyecto de agua potable o alcantarillado sanitario

es indispensable conocer la población actual y futura a la que se va a

beneficiar. En este caso se diseña para un sistema saturado, por lo que

conociendo de antemano la cantidad de lotes, el numero de servicios

asignados al área deportiva, se proyecta dicha población.

En la cuidad bajo estudio se tiene.

108 servicios para vivienda

4 servicios para el área deportiva

Estos hace un total de 112 servicios necesarios para cubrir la

demanda de evacuación de las aguas negras por medio de un sistema de

alcantarillado, además se conoce la necesidad de habitantes por vivienda

(6hab/Viv.), por lo que fácilmente se pueden estimar la población futura a

servir, así:

Población futura = 112x 6 = 672 hab.

2.1.1. Levantamiento topográfico

Se establecieron con precisión las posiciones horizontal y vertical de

una red de monumentos de referencia, destinada a servir de base para la

ubicación de construcciones diversas.

14

En este estudio las mediciones de las distancias se hicieron con cinta y

plomada en uno o dos extremos, tratando de mantener la cinta lo más

horizontal posible al momento de la lectura.

En cuanto a planimetría, el levantamiento topográfico para la

poligonal, se desarrolló utilizando el método de la conservación del azimut,

por la facilidad que presenta este método al momento de calcular las

proyecciones meridianas y paralelas, ya que los senos y los cósenos de los

ángulos azimutales dan los signos correctos de tales proyecciones. Para

la orientación en cada línea de la poligonal se utilizó el sistema de vuelta de

campana. La magnitud del error lineal en el levantamiento topográfico es

de 0.17m y la predicción es igual a 0.00011, la que se considera correcta, ya

que es menor que la establecida por la Ley de Agrimensura (0.003). Los

datos obtenidos en este levantamiento se utilizaron para calcular las

coordenadas totales, las que a su vez sirvieron para dibujar la poligonal.

En el levantamiento de altimetría, se determinaron las elevaciones

respecto a un plano de referencia, arbitrariamente seleccionado, utilizando el

método de nivelación diferencial compuesto.

La nivelación se realizó para conocer las diferencias de elevaciones o

desniveles de área de la colonia. Estas diferencias de elevaciones se

utilizaron para la elaboración de planos que muestran la configuración

general del terreno ( plano de curvas ) y también para situar obras de

construcción de acuerdo a las elevaciones planeadas.

Para desarrollar la nivelación fue necesario establecer puntos de liga,

sobre los cuales se toma una lectura sustractiva (LS) y una letra aditiva (LA).

Estos puntos de liga se establecieron cuando el estadal quedó por encima o

por debajo del plano o línea visual del aparato, o cuando la visual ya no es

muy precisa debido a la distancia.

15

Tabla I. Cálculo topográfico: Planimetría (1/3)

EST. P.O. AZIMUT D.H. A = 0 A = 1 219° 04' 50" 94

0 - a 131° 54' 20" 2.24 0 - b 307° 57' 40" 3.47 0 - c 350° 50' 00" 2.63 0 - d 47° 38' 00" 4.5 0 - e 122° 37' 00" 13.65 0 - f 216° 34' 00" 43.65 0 - g 221° 59' 00" 41.72

A = 1 A = 2 165° 57' 10" 13 1 - a 218° 56' 20" 2.86 1 - b 341° 52' 00" 8.41 1 - c 22° 49' 50" 10.36 1 - d 80° 34' 00" 5.89 1 - e 89° 37' 00" 6.17

A = 2 A = 3 215° 57' 00" 57 2 - a 220° 06' 00" 5.4 2 - b 230° 40' 00" 3.68 2 - c 259° 25' 00" 2.7 2 - d 40° 08' 00" 4.16 2 - e 71° 36' 00" 4.55 2 - f 210° 07' 50" 28.06

A = 3 A = 4 224° 04' 00" 10 3 - a 100° 58' 00" 1.78 3 - b 298° 45' 10" 1.43 3 - c 303° 40' 30" 2.25 3 - d 32° 25' 20" 31.2

Abreviaturas

Est. Estación P.O. Punto observado H.I. Altura de Instrumento T.P. Punto de vuelta T.P. Punto de vuelta D.H. Distancia horizontal F.S. Ultima vista

16

Continuación (2/3) A = 4 A = 5 221° 46' 10" 23.5

4 – a 103° 56' 00" 1.77 4 – b 295° 09' 10" 1.65 4 – c 348° 10' 10" 2.35

A = 4 A = 4ª 321° 19' 50" 13 A = 5 A = 6 319° 50' 30" 14

5 – a 167° 46' 00" 1.47 5 – b 318° 35' 00" 15.18 5 – c 323° 02' 00" 15.57 5 – d 352° 41' 00" 2.05

A = 4ª A = 4B 320° 26' 30" 10.6 4A – a 174° 06' 50" 1.61 4A – b 217° 13' 30" 7.95 4A – c 227" 45' 00" 6.91 4A – d 263° 15' 30" 1.14 4A – e 315° 33' 20" 10.45 4A – f 326° 13' 50" 10.92

A = 1* A = 7 309° 12' 50" 27 7 – a 191° 38' 40" 3.74 7 – b 253° 35' 30" 4.16 7 – c 319° 33' 10" 14.9 7 – d 212° 09' 40" 71.3 7 – e 214° 16' 30" 71.3

A = 7 A = 7ª 213° 33' 30" 71.07 A = 7 A = 8 306° 08' 20" 53 A = 8 A = 9 303° 08' 10" 28

8 – a 169° 26' 00" 5.29 8 – b 259° 35' 30" 5.77 8 – c 354° 11' 10" 5.44

A = 9 A = 10 302° 28' 30" 27 9 - a 160° 35' 20" 5.15 9 - b 250° 55' 20" 4.78 9 - c 265° 00' 00" 4.76 9 - d 354° 05' 00" 4.88

A = 10 A = 11 269° 36' 40" 10 10 - a 210° 28' 00" 2.8 10 - b 86° 55' 30" 5.85

A = 11 A = 12 216° 25' 00" 23 11 - a 118° 31' 10" 4.2

11 - b 181° 10' 00" 3.76 11 - c 232° 35' 00" 9.85 11 - d 14° 45' 30" 6.15 11 - e 24° 35' 00" 10.55

17

Continuación (3/3) A = 12 A = 13 206° 25' 00" 25

12 - a 157° 40' 00" 3.3 12 - b 158| 02' 00" 2.25 12 - c 306° 04' 00" 2.2

A = 13 A = 14 202° 45' 50" 24 13 - a 139° 59' 30" 2.4 13 - b 272° 21' 30" 2.85

A = 14 A = 15 196° 07' 40" 26 14 - a 136° 44' 00" 3.25 14 - b 188° 05' 00" 17.05 14 - c 287° 02' 50" 2.2

A = 15 A = 16 206° 34' 10" 25 15 - a 184° 25' 50" 6.26 15 - b 286° 14' 20" 2.73

A = 16 A = 17 203° 07' 40" 20 16 - a 182° 42' 00" 6.63 16 - b 198° 07' 20" 20.2 16 - c 210° 02' 25" 20.21 16 - d 216° 04' 10" 4.77

A = 8 A = 18 212° 48' 20" 90 A = 18 A = 19 208° 51' 20" 37

18 - a 48° 09' 30" 11.5 18 - b 125° 12' 00" 3.55 18 - c 221° 34' 00" 10.33 18 - d 319° 34' 00" 1.47

A = 19 19 - a 165° 57' 40" 1.9 19 - b 258° 44' 00" 1.95

A = 9 A = 20 205° 12' 40" 40 A = 20 A = 21 207° 20' 10" 30

20 - a 88° 29' 40" 3.95 20 - b 315| 16' 40" 3.22

A = 21 A = 22 196° 34' 00" 35 21 - a 54° 39' 20" 3.6 21 - b 223° 19' 10" 7.5

A = 22 A = 23 200° 27' 50" 25 22 - a 46° 20' 50" 3.37 22 - b 356° 12' 30" 6.27 22 - c 197° 27' 00" 25.3 22 - d 206° 08' 00" 25.5

18

Tabla II. Cálculo topográfico: Altimetría (1/3)

EST. H. I . F.S. T.P. COTAS BM. 1 0.99 100.99 100

P.V. "c" 1.18 99.81 P.V. "d" 1.46 99.53

"d" 2.86 98.13 A = 0 1.44 99.55

0 + 020 2.34 98.65 0 + 040 3.08 97.91 0 + 060 3.7 97.29

T.P. 1.225 98.507 3.708 97.282 0 + 080 1.38 97.13

A = 1 0+094 1.38 97.13 B.M. 2 0.64 97.867 0 + 100 1.54 96.967

A = 2 0+107 1.94 96.567 T.P. 2.26 98.825 1.942 96.567

0 + 120 . 2.15 96.675 0 + 140 1.63 97.195 0 + 160 1.2 97.625

A = 3 0+170 0.65 98.175 T.P. 2.9 104.08 0.651 98.174

A = 4 0+180 2.34 98.739 B.M. 3 1.74 99.339 0 + 200 1.5 99.579

A = 5 0+203.50 1.45 99.629 A = 6 0+217.50 0.65 100.429

EMPIEZA CALLEJÓN

B.M 3 0.922 100.261 99.339 A = 4 0+000 1.52 98.741

A = 4A 0+013 0.46 99.801 A = 4B 0+023 0.115 100.149

B.M 2 3.34 101.2 97.867 A = 7 0+027 1.41 99.797

B:M 4 0.93 100.277 0 + 020 1.06 100.147 0 + 040 0.83 100.377

T.P. 1.495 101.874 0.828 100.379 0 + 060 1.248 100.626

A = 7A 0+071.07 0.72 101.154

19

Continuación (2/3)

Empieza 15 Av “C”

B.M. 4 1.625 101.902 100.277 A = 0 0+000 4.77 97.13

0 + 020 2.96 98.942 A 0 7 0+027 2.11 99.792

0 + 040 0.924 100.978 T.TP 3.921 104.903 0.92 100.982

0 + 060 1.742 103.158 T.P. 3.69 108.06 0.525 104.378

B.M. 5 2.07 105.998 A = 8 0+080 2.02 106.048

T.P. 3.76 111.676 0.152 107.916 0 + 100 3.18 108.496

A = 9 0+118 0.56 111.116 B.M. 6 0.934 110.742 0 + 120 0.26 111.416

T.P. 3.835 115.341 0.17 111.506 0 + 140 1.83 113.511

A = 10 0+147 1.33 114.011 A = 11 0+157 0.94 114.401

B.M. 7 0.863 114.478 T.P. 0.68 115.159 0.862 114.479

0 + 160 0.74 114.419 A = 12 1.263 113.891 0 + 200 1.73 113.429

A = 13 0+205 2.05 113.109 0 + 220 2.71 112.449

A = 14 0+224 3.24 111.919 T.P. 0.002 111.371 3.79 111.369

0 + 240 0.28 111.091 A = 15 0+255 2.723 108.648

0 + 260 3.7 107.668 T.P. 0.02 107.688 3.7 107.668 T.P. 0.06 104.054 3.694 103.994

A = 16 0+280 0.43 103.624 A = 17 0+300 3.643 100.411

EMPIEZA 15 Av. " b " ( 1

Av. )

B.M. 5 1.688 104.606 105.998 A = 8 0+000 1.64 106.048

20

0 + 020 1.37 106.316 Continuación (3/3)

0 + 040 1.58 106.106 0 + 060 1.2 106.486

T.P. 0.52 106.906 1.3 106.386 0 + 080 0.76 106.146

A = 18 0+090 1.25 105.656 0 + 100 1.725 105.181 0 + 120 3.67 103.231

T.P. 2.03 105.266 3.67 103.231 A = 19 0+127 2.95 102.316

EMPIEZA

B.M 6 1.81 112.552 110.742 A = 9 0+000 1.44 111.112

0 + 020 1.462 111.09 A = 20 0+040 1.612 110.94

0 + 060 2.052 110.5 A = 21 0+070 2.235 110.317

0 +080 2.915 109.58 T.P. 0.002 109.274 3.28 109.272

0 +100 1.42 107.854 A = 22 0+105 2 107.268

0 +120 4.5 104.774 A = 23 0+130 5.8 103.474

DESFOGUE HACIA LA COLONIA

COLINDANTE

B.M. 2 97.867 97.867 0.818 97.049 0.848 97.019 2.245 95.622

T.P. 2.743 96.959 3.651 94.216 CAJA 2.743 94.216

POZO 0+037 3.549 93.41

21

2.2 Consideraciones generales

Las aguas negras domésticas son fundamentalmente las aguas de

abastecimiento de una población después de haber sido impurificadas por

diversos usos. La dotación de agua potable se ha considerado de 150

lt/hab/día, tomando en cuenta el número de habitantes, el clima, las

costumbres y el nivel de vida.

El diseño del alcantarillado se desarrolló siguiendo criterios técnicos de

construcción para darle protección a la obra, e hidráulicos para lograr el

adecuado funcionamiento y condiciones de auto-limpieza del sistema, y de

esta manera prolongar o cumplir el periodo de diseño.

Se sabe que utilizando métodos hidráulicos para la evacuación de la

materia orgánica proveniente de las viviendas, se difunde en la

contaminación fecal. Sin embargo la comodidad dentro de la casa para el

usuario es innegable, entre otras cosas por no tener que manipular el mismo

sus excretas. Un sistema hidráulico se justifica si tiene suficiente agua, si

hay voluntad de pago de los usuarios para cubrir el costo de las instalaciones

de recolección, conducción y tratamiento, y es conveniente ya que evita la

contaminación desmedida del suelo y los cuerpos de agua receptores.

2.3. Apuntalamiento de túneles

2.3.1. Corte y relleno

La construcción de un túnel por el método de corte y relleno ofrece

una alternativa para la perforación en los lugares donde sea posible excavar

desde la superficie una zanja de ancho y la profundidad que se requieran.

Lo más sencillo es excavar una zanja, construir la estructura de un túnel,

rellenar la zanja y volver la superficie a su condición original, pero el soporte

del terreno blando y el mantenimiento de la superficie existen.

22

En los túneles de poca profundidad, el costo directo del corte y relleno

es probable que sea mucho menor que el costo de perforación, pero los

costos incidentales pueden cambiar completamente el equilibrio. Entre

éstos se incluyen costos que no siempre se pueden determinar ni cargar, por

ejemplo, la adecuación de instalaciones alternativas para el tráfico en la

superficie, medidas para evitar el asentamiento, protección o desviación de

los sistemas de servicio y drenaje, además de los costos sociales por

alteración y modificación del paisaje.

Con el aumento de la profundidad aumentan rápidamente los costos

directos de excavación y soporte de la zanja. En los terrenos acuíferos, el

agua se debe controlar por retención, bombeo o abatimiento del nivel de agua

subterránea, mientras en los terrenos de arcillas blandas. en especial, el

empuje vertical ascendente puede ocasionar una seria pérdida del terreno o

asentamiento.

Para los túneles del transporte subterráneo en particular, existe una

polémica interminable en cuanto a la sección de túneles perforados o de

corte y relleno. Los costos directos de construcción y la economía vigente

favorecen obviamente al método de corte y relleno somero, pero los túneles

poco profundos raras veces son apropiados y es preciso tomar en

consideración todos los costos y beneficios incidentales. No existe ninguna

respuesta universal: cada ciudad, y en realidad cada línea, tiene sus propios

problemas especiales.

2.3.2. Áreas de lubricación

Los túneles de corte y relleno son característicamente de poca

profundidad en los casos en que los sistemas de corte a cielo abierto no son

aceptables con el proyecto terminado. Generalmente se emplean más en los

casos que se indican a continuación:

23

• En túneles para formar una transición entre un acceso de corte a cielo

abierto y el túnel principal.

• En condiciones urbanas donde es preciso cubrir la ruta y la superficie

se deberá volver a su condición original.

• Por razones estéticas.

2.3.3. Obras en las calles

Las características esenciales de la construcción de corte y relleno son:

excavación de las zanjas; construcción del piso, muros y techo; relleno y

restauración de la superficie. Cuando se trata de construcciones urbanas, por

lo general se requieren procedimientos complejos. Si hay que seguir la línea

de la calle, se encontrarán entre las desventajas restrictivas de este método,

comparadas con la perforación de un túnel mas profundo:

• Ocupación de la calle por tiempo prolongado, con los consiguientes

ruidos y trastornos, e interrupción del tráfico y de los accesos.

• Necesidad de ademe lateral para reducir el hundimiento.

• Interferencia con los servicios subterráneos: agua, gas, drenaje, etc,.

Los que será necesario desviar o ademar.

• Relleno y restauración.

Al alternar la excavación y construcción de elementos separados del

túnel, se pueden reducir en gran medida los trastornos que causa la apertura

de largos tramos de la calle pero nunca se podrían eliminar. Primero se

pueden construir los muros laterales, con lo que se ocupará sólo una parte

relativamente estrecha de la calle, luego se puede construir la estructura del

techo en tramos cortos, que requiere solamente una excavación somera,

permitiendo restaurar rápidamente la superficie de la calle y se colocan

puntales en la parte superior de los muros.

24

Se puede seguir con la excavación del cajón como en un túnel

perforado, sin tener que ocupar ni causar problemas en la superficie.

Puede ser necesario hacer una excavación del piso en tramos

estrechos si se teme el empuje vertical del terreno, o si se necesita apuntalar

la base de los muros laterales.

Un método como este no requiere la ocupación prolongada de toda la

superficie de la calle, pero no siempre habrá una obstrucción extensa del

tráfico, ya que largos tramos de la construcción de los muros interrumpen el

acceso lateral y, a medida que se constituye cada tramo del techo, la

estructura debe ocupar todo el ancho de la calle. Cuando las condiciones son

apropiadas o en tramos especiales, se pude iniciar la construcción con la losa

del techo y construir las paredes en galerías de avance dentro del túnel, para

alcanzar los bordes de la losa del techo.

Para las obras del transporte subterráneo y de ferrocarriles en

particular, una gran desventaja puede ser la necesidad de seguir la alineación

dentro de los límites de las calles que ya están hechas. Quizá sean

inevitables las curvas de pequeños radios, y que no resulte posible la ruta

directa entre los sitios más convenientes para las estaciones. Las

cimentaciones y los sótanos que se proyectan más allá de la línea de

construcción, causarán limitaciones adicionales.

Ademes laterales. No es muy probable que se pueda realizar la

excavación a cielo abierto en obras de la calle, manteniendo la pendiente

natural del terreno, excepto cuando el terreno no sea rocoso. Las paredes

verticales reducen al mínimo el ancho ocupado, pero inevitablemente

requieren soportes laterales, los cuales podrían ser temporales o pueden

incorporar la estructura del muro permanente.

25

Aunque se dice que estos túneles son someros, las zanjas y los pozos

que se requieren son profundos de acuerdo con la regla normales de

excavación; además, se requiere de un análisis del asentamiento y de los

métodos que lo mantengan a un grado mínimo.

En cualquier zanja profunda que se haga en terrenos cohesivos, la

presión diferencial en las paredes de la zanja ocasionará un desplazamiento

de deformaciones del suelo retenido. Habrá una tendencia inevitable a

empuje plástico en el fondo de la zanja y deflexión hacia dentro del muro de

contención, con la consecuente pérdida del terreno y asentamiento de la

superficie.

La magnitud de la deformación del suelo dependerá de la naturaleza

del terreno, la profundidad de la excavación, y las características del sistema

de ademe. Su importancia de la cercanía y la profundidad de las

cimentaciones de las estructuras adyacentes y de su sensibilidad al

movimiento. Conforme avance la excavación, se podrán minimizar los

movimientos de deformación al apuntalar las paredes verticales, a intervalos

frecuentes en forma separada.

El pretensado de los anclajes en el terreno y la incorporación de algún

tipo de gato en los puntales, junto con tramos de muro estructuralmente

rígidos, pueden reducir las flexiones a proporciones aceptables.

El agua freática tiene una gran importancia. Si se retiene por medio de

muros estancos o tablestacado impermeable, la presión del agua tendrá que

ser soportada por el sistema de ademe lateral, y a menos que haya un corte

adecuado toda la presión ascendente se ejercerá en el fondo. Si se abate el

manto freático por bombeo, tubos perforados u otro método cualquier, se

puede correr el riesgo del consiguiente asentamiento en las cimentaciones

someras adyacentes.

26

Los edificios viejos, soportados sobre pilotes de madera, pueden ser

muy sensibles a estos cambios en el nivel de agua.

Cuando se vaya a construir un túnel por corte y relleno, estos servicios

se garantizan durante y después de la construcción. La desviación previa

fuera del área de excavación es ideal para la obra de construcción del túnel,

pero raras veces es posible para todos los servicios, auque a veces es

factible la desviación temporal o el corte.

De otro modo, se tendrán que ademar, proteger y mantener a través

de la excavación a cielo abierto, y a su debido tiempo se deberán reinstalar y

asegurar contra el asentamiento en forma cuidadosa. Mientras estén así

ademados, será un obstáculo continuo para la excavación para los soportes

de cualquier plataforma temporal.

Si en una excavación cerrada la línea principal de gas o de agua está

fracturada o tiene fugas, puede ser un gran peligro.

Relleno para construir la nueva superficie que está arriba del túnel y

que tenga su función original, se requerirá un relleno cuidadoso para evitar el

asentamiento y para asegurar que se conserve el drenaje natural.

Como ya se mencionó, el relleno por debajo y alrededor de los

servicios enterrados en las calles requerirá de un cuidado muy particular. Se

necesitará la reconstrucción de la losa del pavimento, la superficie y las

cimentaciones.

A una mayor profundidad, se puede utilizar el material excavado como

relleno, pero a menos que sea conveniente, será necesario utilizar material

nuevo.

27

En los parques y otros espacios abiertos, la restauración adecuada

requerirá atención especial al drenaje y a la reposición de la capa superficial

del terreno con una compactación adecuada pero no excesiva.

Tal vez también se necesite asegurar los árboles durante la

construcción y restauración.

2.3.4. Estética

La estética local es una razón adicional para encerrar las rutas de

tráfico, con lo cual se pretende proteger las zonas residenciales, zonas

pintorescas, parques y reservas naturales contra las molestias visuales y

acústicas y obstáculos en los accesos y caminos.

Entonces, las autopistas que pasan por las áreas pintorescas o que

atraviesan las ciudades a través de las áreas verdes se podrán construir por

debajo del terreno y luego techarlas. En la construcción de desvíos que

bordea ciudades o pueblos históricos, se necesitará proteger el paisaje. En

estos casos, por lo general, es más apropiada la construcción por corte y

relleno que por perforación.

2.3.5. Técnicas de construcción

La clave de los diversos métodos en gran parte depende del soporte de

las paredes verticales. En las técnicas principales se incluyen:

• Tablestacas de acero y puntales o anclajes en el terreno.

• Anclajes en el terreno.

• Pilotes principales con puntales o anclajes en el terreno y

revestimiento de maderos.

• Muros en zanja ademada con lodo botánico.

28

• Pilotes de diámetro grande, contiguos o sobrepuestos, colocados in

situ.

• Muros de concreto en la galería de avance o frente.

La sección del método estará determinada por la naturaleza del terreno, la

evaluación de las dificultades que ya se nombraron, recursos disponibles,

costo de la construcción, de terreno y los costos sociales.

2.3.6. Tablestacas de acero

En cuanto a la ingeniería, está es la solución más sencilla en el terreno

blando, siempre que esté libre de obstrucciones naturales o artificiales, como

cantos robados o sótanos y cimentaciones, o tuberías de servicio que entran

y salen de los edificios; el tablestacado requiere que se le soporte a medida

que se hace la excavación, por medio de las maderas horizontales para ligar

pilotes y puntales que forman una armazón alzada en el lugar.

Los puntales a través de la zanja hacen difícil el acceso a la

excavación; los anclajes en el terreno son una alternativa posible. Los

intervalos verticales entre los armazones se calculan inicialmente para

proporcionar esfuerzos y deflexiones aceptables en las piezas, pero aun

cuando se coloquen y se calcen lo más pronto posible, habrá una

deformación del terreno, como ya se indicó, a causa de los esfuerzos en el

terreno y el flujo plástico según profundiza la zanja. Se puede reducir el

movimiento poniendo cargas en los puntales o pretensando los cables de

anclaje, pero la flexibilidad de las tablestacas de acero hace inevitable que se

pierda parte del terreno y del asentamiento resultante, que podrá ser o no,

dentro de límites aceptables de distancia desde la tablestaca de la estructura

mas cercana. Otra fuente de asentamiento posible es la capacitación del

suelo granular suelto, que resulta de la vibración, movimiento.

29

El clavado de la tablestaca con martillo es una operación ruidosa, pero

se han ideado métodos relativamente silenciosos. Puede que no disponga

de un lugar para colocar puntales, particularmente en las calles de la ciudad,

donde hay cables elevados o donde hay edificios cercanos. Las tablestacas

de acero proporcionan una barrera temporal eficaz contra el agua, excepto

cuando las tablestacas ya no ensamblan Pocas veces es adecuada la

impermeabilidad de la tablestaca para los requerimientos permanentes del

túnel. Con frecuencia, es preciso dejar en este lugar las tablestacas, auque

se pueden quemar la parte superior con una antorcha, en algún tramo de la

excavación.

2.3.7. Anclajes en el terreno

Una gran ventaja de las anclas en el terreno es que pueden evitar las

obstrucciones producidas por los puntales en la zanja; además, se pueden

pretensar fácilmente. Sin embargo, por lo general, se prolongan mucho más

allá de la línea del muro, y muy probablemente, más allá de los limites del

terreno. En primer lugar será necesario verificar que los anclajes estén

separados de las cimentaciones u otras estructuras, y luego obtener el

permiso de los propietarios de los terrenos vecinos. Es casi seguro que en

la construcción de túneles será temporal la utilización de los anclajes en el

terreno, hasta que el techo del túnel se encuentre en su sitio y funcione como

puntal. Si por alguna razón, se necesitaran anclajes permanentes, tendrán

que estar totalmente protegidos, no sólo contra la corrosión, sino contra las

molestias o daños causados por las futuras mejoras del lugar.

2.3.8. Pilotes principales

Una alternativa es el uso de pilotes principales perforados y a espacios

uniformes. Pueden estar hechos con una pesada sección de acero y estar

colocados en un agujero.

30

31

3. DISEÑO DEL ALCANTARILLADO DE SAN JOSÉ BUENA VISTA

3.1. Consideraciones generales

Esta red de alcantarillado se diseñó para recolectar y evacuar las

aguas domesticas hacia una planta de tratamiento que fue construida para

recolectar las aguas negras de aproximadamente 4 colonias y en la cual sólo

está conectada una por el momento.

La dotación de agua potable se ha considerado de 150 lt/hab/día,

tomando en cuenta el número de habitantes, el clima, las costumbres y el

nivel de vida de los habitantes.

3.1.1. Parámetros de diseño

3.1.1.1. Caudal domiciliar

El drenaje domiciliar o doméstico es destinado exclusivamente para

evacuar las aguas negras de origen doméstico, y no se deberá, en ningún

caso drenar las aguas de lluvia en este sistema.

Muchos estudios u otros proyectos de alcantarillado, estiman que el

aporte de aguas negras oscila entre el 60% y 80% del abastecimiento de

agua potable. Para el presente caso, el caudal de las aguas negras que se

adopta es del 75% de la dotación, entonces:

)(400,86

#. PorcentajehabAguaDotQdom ××≈

32

)(400,86

75.0672//150 ××≈

habdíahabltQdom

sltQdom /875.0≈

3.1.1.2. Caudal de conexiones ilícitas

Este caudal es producido por las aguas pluviales, que son evacuadas

a través del alcantarillado doméstico o sanitario. Para efecto del diseño se ha

considerado estimar, que un porcentaje de las viviendas de la localidad hacen

conexiones ilícitas. Según investigaciones en América Latina, la Asociación

Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, ha establecido que el caudal

de conexiones ilícitas es de 50 lt/hab/día; valor que se puede utilizar en el

presente proyecto, debido a la poca información hidrológica de la región.

Entonces se tiene:

)(400,86

#. habilícitoDotQilícito ×≈

400,86

672//50 habdíahabltQilícito ×≈

sltQilicíto /389.0≈

El caudal de conexiones ilícitas está directamente relacionado con la

intensidad de lluvia; cuando se cuenta con al información hidrológica

confiable, el cálculo del caudal ilícito se hace utilizado la siguiente fórmula.

360

AICQilícito ××≈

33

Donde.

C = Coeficiente de escorrentía. [%]

I = Intensidad de lluvia [mm/hora]

A = Área que es factible conectar [Ha.]

Qilícito = caudal ilícito [m3/seg.]

3.1.1.3. Caudal de infiltración

El caudal de infiltración es producido por el agua de la capa freática,

que entra a la alcantarilla a través de las paredes y juntas de la tubería. La

producción de este caudal está directamente relacionado con varios factores:

a.- Distancia entre el nivel freático del agua subterránea y la tubería

del alcantarillado.

b.- Permeabilidad del terreno.

c.- Tipo de juntas.

d.- Supervisión profesional de la construcción y mano de obra utilizada.

e.- Estación del año.

Este caudal se calcula en función de la longitud de la tubería (

incluyendo la longitud de la conexión domiciliar, que para este caso como el

material a utilizar en el sistema de alcantarillado es P.V.C. es un material que

tiene un porcentaje casi cero de infiltración y por lo tanto se asume como cero

( 0 ).

34

3.1.1.4. Caudal comercial

Son las aguas negras que resultan de las actividades de limpieza de

los comercios (hoteles, tiendas, comedores, balnearios, etc. ). Por lo general

la dotación comercial varía según el establecimiento a considerar y puede

estimarse entre 600 y 3000 lt/comercio/día.

Se asume un caudal comercial de cero.

3.1.1.5. Caudal industrial

Es el agua de desecho de la actividad producida de las industrias,

como plantas procesadoras de alimentos, licoreras, plantas procesadoras de

materia prima, etc. La colonia de San José Buena Vista es de tipo

residencial por lo que no contará con industrias, por lo tanto el caudal

industrial es cero.

3.1.1.6. Factor del caudal medio

Es el cociente de la suma de dos caudales a drenar a través de la

tubería que se diseña y la cantidad de habitantes a servir, así:

-- Para el invierno se tiene:

)(( )hab

caudaldesumatoriaFQM#

≈

)(hab

FQM672

389.0875.0 +≈

≈FQM 0.002 (invierno)

35

--Para verano se tiene:

)(hab

FQM672

875.0≈

≈FQM 0.0013 (verano)

El factor del caudal medio siempre deberá estar dentro de los límites.

0.002 < FQM < 0.005

Si el cálculo del factor está dentro de los límites, se utilizará el cálculo.

De lo contrario se utilizará el límite más cercano al calculado, en este

caso se utilizará el valor calculado para invierno, mientras que para verano se

utilizará el límite más cercano al calculado, si:

--Para el invierno FQM = 0.002

--Para el verano FQM = 0.0013

3.1.1.7. Factor de Harmond

Es un factor de seguridad, que involucra a la población a servir en un

tramo determinado y que actúa, sobre todo, en las horas pico o de mayor

utilización del drenaje.

El cálculo de este factor se efectúa a través de la fórmula de Harmond

)(())(( PSQRT

PSQRTFH++

≈418

36

donde P = población en miles.

Este factor se calcula para cada tramo que se diseña.

3.1.1.8. Caudal del diseño

Al caudal de diseño también se le llama caudal máximo. Para calcular

el caudal de diseño (q) que fluye por las tuberías en un momento dado, hay

que efectuar el factor del caudal medio por el factor de Harmond y por el

número de habitantes, así:

habFHFQMq #××≈

El caudal de diseño también se calcula para cada tramo de tubería que

se diseña y deberá cumplir con la siguiente especificación:

donde

q = caudal de diseño

Q = caudal a sección llena.

3.1.1.9. Periodo del diseño

Es el tiempo durante el cual la obra dará servicio satisfactorio a la

población. El periodo de diseño se estima en años. Se asume que el

periodo de diseño para este estudio es de 20 años, considerando los

siguientes factores:

a.- Calidad de los materiales.

b.- Calidad de la mano de obra.

37

c.- Aspecto económico y crecimiento demográfico de la población.

d.- Capacidad de administración, operación y mantenimiento

del sistema.

e.- Normas del INFOM.

El periodo de diseño es efectivo a partir de la fecha de construcción

de la obra.

3.1.1.10. Pendientes máximas y mínimas

Para reducir costos por la excavación, la pendiente de la tubería

deberá adaptarse a la pendiente del terreno, sin embargo, en todos los casos

se tiene que cumplir con las siguientes especificaciones hidráulicas que

determinan la pendiente apropiada de la tubería.

a.- donde: q = caudal de diseño

Q = caudal a sección llena

b.- 0.4m/seg. < v < 3.00 m/seg.

donde:

v = velocidad del caudal del diseño.

c.- 0.1 < d/D < 0.75

donde:

d = tirante

D = diámetro interno de la tubería.

38

3.1.1.11. Velocidad del diseño

La velocidad del flujo dentro de la tubería deberá ser tal que no permita

la sedimentación de los sólidos que transportan el flujo, y por otro lado, que el

flujo no erosione las paredes de la tubería.

La velocidad del flujo (v) deberá cumplir con la siguiente especificación

hidráulica, para caudal doméstico o sanitario:

0.4 m/s < v < 3.00 m/s

3.1.1.12. Fórmula de Manning

Esta fórmula es experimental y se deriva de la fórmula de Chezy

)))((( SRhSQRTCV ××≈ Manning descubrió experimentalmente que:

))((n

RhC 6/1≈

Sustituyendo en la fórmula de Chezy y simplificando se tiene:

) )( )((n

SRhV 2/13/2 ×≈

Donde:

V = Velocidad del flujo [m/s]

Rh = Radio hidráulico [M]

S = Pendiente de la gradiente hidráulica. [m / m]

n = Coeficiente de rugosidad de Manning o Kutter.

39

3.1.1.13. Velocidad del arrastre

La velocidad de arrastre es la mínima velocidad del flujo, que evita que

los sólidos se sedimenten y que de esta manera destruyan el sistema. Por lo

tanto, la velocidad de arrastre es la que asegura un buen funcionamiento del

sistema, cuando éste se encuentra funcionando en su límite más bajo, es

decir, cuando el valor de la relación d/D es igual a 0.10.

3.1.1.14. Factor de rugosidad

Es un valor adimensional y experimental, que indica que tan lisa o

rugosa es la superficie interna de la tubería a utilizar. Varía de un material

a otro y se altera con el tiempo. Los valores del factor de rugosidad de

algunas de las tuberías más empleadas, son:

• Superficie de mortero de cemento 0.011 --- 0.030

• Mampostería 0.017 --- 0.030

• Tubo de concreto, diámetro < 24” 0.011 --- 0.016

• Tubería de PVC 0.006 --- 0.0011

En el proyecto utilizará la tubería de PVC, por lo la rugosidad será de

0.006 --- 0.0011.

3.1.1.15. Factor de área (FA)

Es la relación entre el área total a drenar y la longitud total de la tubería

del drenaje, y sus dimensiónales son Ha/mt. Este factor debe estar

comprendido en el siguiente intervalo.

0.0035 < FA < 0.0055

40

3.1.1.16. Densidad de la población

Es la relación entre el número de habitantes a servir y el área a drenar.

Sus dimensiónales son Hab/ha.

3.1.1.17. Cotas Invert

Es la cota que determina la localización de la parte inferior de la

tubería. Para el cálculo de las cotas Invert se deben considerar las siguientes

especificaciones físicas:

Cuando a un pozo de visita entra y sale una tubería, las dos de igual

diámetro; la cota Invert de salida deberá estar por lo menos tres centímetros

por debajo de la cota Invert de entrada.

Cuando a un pozo de visita entra y sale una tubería de diferente

diámetro; la cota Invert de salida estará por debajo de la cota Invert de

entrada, como mínimo, la diferencia de los diámetros.

Cuando a un pozo de visita entra más de una tubería y sale una

tubería, todas de diámetro igual; la cota Invert de salida deberá estar, como

mínimo, tres centímetros por debajo de la cota de Invert más profunda de las

tuberías que entran.

Cuando a un pozo de visita entran dos o más tuberías y salen y son de

diferente diámetro; la cota Invert de salida deberá estar por debajo de las

cotas Invert de entrada de acuerdo a:

• Tres centímetros, como mínimo, por debajo de la tuberías de igual

diámetro

41

• La diferencia de los diámetros, como mínimo, cuando los diámetros de

la tuberías son diferentes.

• Se tomará la cota Invert de salida de mayor profundidad.

• Cuando a un pozo de vista llega más de una tubería y sale más de

una tubería:

• Solo una de las tuberías que salen es de seguimiento a continuidad;

todas las demás que sales son ramales o tramos iniciales.

• La altura máxima de la cota Invert de las tuberías de ramales iniciales

deberá ser como mínimo la suma de:

Altura mínima por tráfico 1.00 (tráfico liviano)

Espesor del tubo 0.04 m.

Diámetro del tubo 0.15 m.

La cota Invert de inicio (CII) del ramal inicial se calcula así:

Cota Invert inicio (CII) = CT – AMT-ET-DT

donde :

CII = Cota Invert de inicio

CT = Cota de terreno

AMT = Altura mínima por el tráfico

ET = Espesor de la pared de la tubería

42

DT = Diámetro interno de la tubería

La cota Invert de inicio se calcula para ramal inicial, considerándose la

respectiva cota de terreno.

Debido a que la pendiente de la tubería en este caso es contraría a la

pendiente del terreno, se encontrará en una corta distancia la cota Invert de

inicio que establece la especificación.

• La cota Invert de salida del ramal de seguimiento se calculará de

acuerdo a las anteriores especificaciones.

3.1.1.18. Diámetro de la tubería

Según el INFOM el diámetro mínimo a utilizar para drenaje sanitario es

de 8” en el colector principal, mientras que para una conexión domiciliar el

diámetro mínimo a utilizar es de 6”.

En este estudio se asume que el diámetro mínimo para el colector

principal será de 6” y de 3” para la conexión domiciliar considerando los

siguientes aspectos:

a.- Dureza del terreno.

b.- Tipo de alcantarillado (doméstico).

c.- Minimizar la profundidad o ancho de las excavaciones.

La razón de utilizar un diámetro mínimo de 6” en el colector principal es

para disminuir las pendientes y con esto disminuir también el volumen de

excavación, lo que al final representa economía en la ejecución del proyecto.

43

3.1.1.19. Pozos de visita

Son estructuras que se utilizan para darle ventilación y mantenimiento

al sistema. La ubicación de un pozo de visita está determinado por una o más

de las siguientes situaciones:

a.- Intersección de dos o más colectores principales.

b.- Cambio de pendientes y de dirección.

c.- A cada 100 mt. en línea recta.

d.- En el extremo superior o inicial de cada ramal.

Siempre que la diferencia de cotas Invert, entre la tubería de entrada y

la salida en un pozo de vista, sea mayor de 70 cm. deberá diseñarse un

accesorio especial que cause el caudal con un mínimo de turbulencia.

En el proyecto lamentablemente por el tipo de topografía del lugar, hay

pozos de visita muy profundo hasta de 9.00 mt, y esto se debe a que ya se

tiene una planta de tratamiento existente, por lo que se diseñó de esta forma.

44

45

4. RIESGO Y VULNERABILIDAD

4.1. Concepto de riesgo

El término riesgo se refiere a las pérdidas esperadas a causa de una

amenaza determinada en un elemento en riesgo, durante un período

específico en el futuro. Según la manera en que se defina el elemento en

riesgo, el riesgo puede medirse según la pérdida económica esperada, o

según el número de vidas perdidas o la extensión del daño físico a la

propiedad.

El riesgo puede expresarse en términos del promedio de pérdidas

esperadas; por ejemplo, “25.000 vidas perdidas en un período de 30 años” o

“75.000 casas han experimentado grave daño o destrucción durante 25

años”; o alternativamente basado en la probabilidad, “un 75% de probabilidad

de pérdida económica a la propiedad sobre 50 millones de dólares en el

pueblo Puerto Nuevo dentro de los próximos 10 años”

El término riesgo específico se usa para referirse a riesgos o

estimaciones de pérdidas de cualquier tipo que se exprese como proporción

del total; los dos primeros ejemplos se pueden también expresar: “el 10% de

la población (de un asentamiento determinado) estará muerta por amenazas

naturales dentro de 30 años” o “50% de las casas (en una región

determinada) serán dañadas gravemente o destruidas en los próximos 25

años”.

Riesgo específico también se usa para definir las pérdidas financieras

a la propiedad, en cuyo caso se refiere usualmente al coeficiente del costo de

reparación o reinstauración de la propiedad al costo de reemplazo total.

46

4.1.1. Evaluación y valoración del riesgo

La tarea global para el manejo del riesgo debe incluir una estimación

de la magnitud de un riesgo particular y una evaluación de la importancia que

nos representa el riesgo. El proceso de manejo de riesgo tiene, por lo tanto,

dos partes.

Evaluación del riesgo. La cuantificación científica del riesgo

proveniente de datos y entendimiento de los procesos implicados.

Valoración de riesgo. El juicio social y político de la importancia de

diversos riesgos es según son enfrentados por individuos y comunidades.

Este punto se toma y considera la compensación recíproca de los riesgos

percibidos contra los beneficios potenciales, incluyendo también el balance

de juicios científicos contra otros factores y creencias.

Con el fin de comprender un riesgo y para comparar riesgos diferentes,

los científicos y economistas usualmente tratan de cuantificarlo. Esto se hace

recogiendo datos sobre los efectos de las diversas amenazas que causan el

riesgo y sobre la base de análisis estadísticos que pronostican la probabilidad

de eventos futuros. La identificación de las causas, efectos y entendimiento

de los procesos de acontecimientos desastrosos es crítica para la evaluación

de riesgos futuros.

La precisión de la cuantificación del riesgo depende en gran parte de la

cantidad de información disponible. El número de sucesos de los cuales se

tiene información debe ser suficientemente grande para que tenga

importancia estadística. Además, la calidad o certeza de la información debe

ser adecuada. Todos estos factores presentan problemas al avaluador del

riesgo, quien tiene que identificar los límites de confianza o margen de duda

respecto a cualquier estimación ofrecida de riesgo futuro.

47

Algunos riesgos son más fáciles de cuantificar que otros. Los riesgos

de los efectos de inundaciones menores y pequeños terremotos son más

fáciles de pronosticar que los catastróficos porque han sucedido con más

frecuencia y existe mayor información sobre sus acontecimientos. De igual

modo, la repetición de las sequías se puede predecir sobre la base de

experiencia histórica. Por otro lado, en el caso de riesgos de sucesos que

todavía no han ocurrido, como por ejemplo, la fundición de un reactor nuclear,

no se tienen estadísticas previas por lo cual deben ser estimados según

probabilidades y pronósticos.

4.1.2. ¿Cómo se determina el riesgo?

En la determinación del riesgo existen tres componentes esenciales,

cada unos de los cuales debe cuantificarse separadamente:

La probabilidad de acontecer la amenaza: la posibilidad de

experimentar una amenaza natural o tecnológica en un lugar o región.

Los elementos en riesgo: identificación y preparación de un inventario

de la gente o edificaciones u otros elementos que podrían verse afectados en

caso de ocurrir la amenaza y donde sea necesario, la estimación de su valor

económico.

La vulnerabilidad de los elementos en riesgo: qué daño sufrirá la gente

y las construcciones u otros elementos si experimentan algún nivel de peligro.

Cada uno de estos componentes no representa uno sino varios

parámetros a ser evaluados. La cuantificación de la probabilidad de amenaza

implica no sólo la probabilidad de que ocurra una tormenta de viento, por

ejemplo, sino también la probabilidad de que ocurran tormentas de viento de

una gran variedad de intensidades.

48

Los elementos en riesgo consisten de una amplia gama de factores

que conforman la sociedad, la vida y la salud de las personas, también lo son

sus actividades económicas, sus trabajos, equipo, cosechas y ganado.

Las viviendas son sin duda elementos en riesgo y también lo son los

caminos y servicios que dependen de ellos. Los servicios comunitarios como

las escuelas, hospitales, instituciones religiosas también son elementos en

riesgo. Así también, en muchos casos, lo es el ambiente natural.

4.2. Concepto de vulnerabilidad

La vulnerabilidad a los desastres es una condición producto de las

acciones humanas. Indica el grado en que una sociedad está expuesta o

protegida del impacto de las amenazas naturales.

Esto depende del estado de los asentamientos humanos y su

infraestructura, la manera en que la administración pública y las políticas

manejan la gestión del riesgo, y el nivel de información y educación de que

dispone una sociedad sobre los riesgos existentes y cómo debe enfrentarlos.

La vulnerabilidad se define como el grado de pérdida causado en un

elemento determinado en riesgo (o serie de elementos) resultante de una

amenaza determinada a un nivel de gravedad determinado. La vulnerabilidad

de un elemento se expresa usualmente como porcentaje de pérdida (o como

un valor entre 0 a 1) para un nivel de gravedad de amenaza determinada.

La medida de pérdida usada depende del elemento en riesgo y, por

consiguiente, puede medirse como coeficiente del número de muertos o

heridos del total de la población, como el costo de reparación o como el grado

de daño físico definido según una escala apropiada.

49

4.3. Mitigación, riesgo y vulnerabilidad del proyecto de drenaje sanitario en estudio

4.3.1. Mitigación

Se refiere a medidas tomadas para limitar el impacto adverso de los

peligros naturales y de los desastres ambientales y tecnológicos relacionados

con éstos. Dentro de los ejemplos de la mitigación se encuentran la

remodelación de edificios o la fabricación de diques para controlar las

inundaciones.

Generalmente los sistemas de alcantarillado sanitario corren el riesgo

de sufrir algún impacto en su infraestructura debido a amenazas de tipo

sísmico y por inundaciones por exceso de lluvias producidas por el paso de

una tormenta o huracán.

Los sismos fuertes y terremotos producen efectos directos en los

sistemas de alcantarillado, los más importantes son:

• Ruptura y separación de tuberías.

• Derrumbes de pozos de visita.

• Daños estructurales en plantas de tratamiento.

La permanencia de lluvias e inundaciones en una zona producen los

siguientes efectos en un sistema de alcantarillado:

• Taponamiento de colectores por residuos sólidos.

• Daño en elementos del sistema por recargo de acuíferos.

• Arrastre de la tubería debido al empuje de aguas subterráneas.

• Rebosamiento y arrastre de letrinas y de los pozos sépticos.

• Desbordamiento de las lagunas de estabilización.

50

El daño o colapso de los elementos de un sistema de alcantarillado

sanitario (tuberías, pozos sépticos, plantas de tratamiento, etc.) tiene efectos

sobre la salud al producir nuevas amenazas como la generación de focos de

contaminación y propagación de enfermedades gastrointestinales. La

obstrucción de la infraestructura por las inundaciones, el taponamiento por

sedimentos, etc., hacen colapsar varios sistemas y producen anegamientos

que afectan sectores de las poblaciones involucradas.

4.4. Ejemplo de cálculo

Tramo a calcular: PV17 - PV16

Distancia = 55 m

Cotas de terreno:

Inicial = 114.42, final = 113.11

Pendiente del terreno ( P ):

P = ( cota inicial – cota final ) ÷ distancia

P = (114.42 − 113.11) ∗ 100/55

P = 2.38 %

Cota invert de llegada = 111.985 m.

Cuando en un mismo pozo de visita tributan dos o más tramos, se

trabaja en el siguiente tramo con la cota Invert más profunda, o sea, con la

que tenga el valor más pequeño.

Cota Invert de salida = 112.920 m.

51

El diámetro de llegada y salida son iguales por lo que se aplicó la

primera especificación.

Factor de caudal medio = 0.002 ( verano ).

Cantidad de viviendas a servir: 12 viviendas

Densidad de vivienda = 6 hab / viv.

Cantidad de habitantes a servir = 72 hab

Aquí se incluyen los habitantes de este tramo y los habitantes de los

tramos anteriores que tributan a este tramo.

Factor de Harmond:

)(())(( 072.04

0729.018SQRTSQRTFH

+−

≈

23.4≈FH

Caudal de diseño ( q ):

habFHFQMq #××≈

q = 0.609 lt/s

Diámetro de la tubería( D ) = 6”

Pendiente de la tubería ( S ) = 1.7 %

Utilizando la fórmula de Manning se tiene:

52

) )((4

0254.0 2/13/2

×××

≈n

SDV

) ( )((024.0

017.00254.062/13/2 ××

≈V

smV /64.1≈

Caudal a sección llena ( Q )

De la ecuación de continuidad se tiene:

Q = VA, V = velocidad, A = área de la sección.

Q = 29.92 lt/s

q/Q = Qdis/ Sección llena

q/Q = 0.609/29.92 = 0.02035

Para determinar el valor de las relaciones v/V y d/D, se busca en las

tablas de relaciones hidráulicas el valor de q/Q, luego se leen los respectivos

valores en las misma fila, en su respectiva columna, así se tiene:

v/V = 0.401157

d/D = 0.10

Como siguiente paso se determina la velocidad del flujo a sección no

llena, (v), así se tiene:

v = 0.401157 ∗ V

v = 0.401157 ∗ 1.64

v = 0.66 m/s.

Chequeando este valor con la especificación hidráulica de la velocidad

se tiene que cumple con la velocidad del fluido en la tubería

53

Para la velocidad 0.4 < v < 3.00 m/s

Los datos y resultados de los cálculos para todos los ramales.

Tabla III. Memoria de cálculo del diseño de drenaje del proyecto

PRIMER TRAMO POZO L COTAS PENDIENTE D SECCIÓN LLENA V COTAS INVERT

PROFUNDID DEL TUBO

Profundidad del

Núm Núm (Mt) Superior Inferior (%) (Plg)S (%)

Vel. (m/s) Caud. (L/s) REAL Salida Llegada Salida LlegadaAncho

pozo

17 18 55 114.42 113.11 2.38 6 1.70 1.64 29.92 0.66 112.920 111.985 1.500 1.125 0.90 1.70018 19 50 113.11 108.64 8.94 6 6.00 3.08 56.21 1.33 111.550 108.550 1.560 0.090 0.90 1.76019 20 45 108.64 100.41 18.29 6 15.00 4.87 88.88 2.17 107.020 100.270 1.620 0.140 0.90 1.820

TRAMO SEGUNDO POZO L COTAS PENDIENTE D

SECCIÓN LLENA V

COTAS INVERT

PROFUNDIDAD DELTUBO

Profun didad del

Núm Núm (Mt) Superior Inferior (%) (Plg)

S (%)

Vel. (m/s) Caud. (L/s) REAL Salida Llegada Salida Llegada

Ancho

Pozo

16 15 71 111.11 110.31 1.13 6 1.00 1.26 22.95 0.54 109.610 108.400 1.500 1.410 0.90 1.700 15 14 22 110.31 107.85 11.18 6 6.00 3.08 56.21 1.33 108.750 107.430 1.560 0.420 0.90 1.760 14 13 15 107.85 104.77 20.58 6 10.00 3.98 72.57 1.87 106.230 104.730 1.620 0.040 0.90 1.820 13 12 20 104.77 103.47 6.50 6 2.00 1.78 32.45 1.24 103.090 102.690 1.680 0.780 0.90 1.880

TERCER TRAMO POZO L COTAS PENDIENTE D

SECCIÓN LLENA V

COTAS INVERT

PROFUNDIDAD DELPOZO

Profundidad

del Núm Núm (Mt) Superior Inferior (%) (Pul)

S (%)

Vel. (m/s) Caud. (L/s) REAL Salida Llegada Salida Llegada

Ancho

pozo

20 12 90 100.41 103.47 -3.40 6 0.50 0.89 16.23 0.52 98.790 98.340 1.620 5.130 0.90 1.82012 11 55 103.47 102.31 2.11 6 0.50 0.89 16.23 0.71 98.270 97.995 5.200 4.315 0.90 5.40011 10 60 102.31 106.48 -6.95 6 0.50 0.89 16.23 0.83 97.960 97.660 4.350 8.820 0.90 4.55010 9 67 106.48 106.04 0.66 6 0.50 0.89 16.23 0.94 97.580 97.245 8.900 8.795 0.90 9.1009 8 53 106.04 99.79 11.79 6 0.50 0.89 16.23 0.99 97.190 96.925 8.850 2.865 0.90 9.0508 2 71 99.79 97.13 3.75 6 1.00 1.26 22.95 1.00 96.890 96.180 2.900 0.950 0.90 3.100

TRAMO FINAL POZO L COTAS PENDIENTE D

SECCIÓN LLENA V

COTAS INVERT

PROFUNDIDAD DELPOZO

Profundidad

del Núm Núm (Mt) Superior Inferior (%) (Pul)

S (%)

Vel. (m/s) Caud. (L/s) REAL Salida Llegada Salida Llegada

Ancho

pozo

6 5 25 99.62 98.74 3.52 6 1.00 1.26 22.95 0.98 98.120 97.870 1.500 0.870 0.90 1.7005 4 11 98.74 98.17 5.18 6 1.00 1.26 22.95 1.19 97.180 97.070 1.560 1.100 0.90 1.7604 3 56 98.17 96.56 2.88 6 1.00 1.26 22.95 1.33 96.550 95.990 1.620 0.570 0.90 1.8203 2 16 96.56 97.13 -3.56 6 0.50 0.89 16.23 0.99 94.760 94.680 2.500 2.450 0.90 2.0002 1 40 97.13 93.41 9.30 6 5.00 2.81 51.31 2.78 94.630 92.630 2.550 0.780 0.90 2.700

54

Tabla IV. Presupuesto de los materiales

Alcantarillado sanitario de San José Buena Vista, zona 10 de Mixco

MATERIALES UTILIZADOS PARA TRABAJOS DE ACONDICIONAMIENTO Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 1. TRABAJOS DE ACONDICIONAMIENTO 1.1 Acondicionamiento de instalaciones existente. m² 328.80 Q 7.00 Q 2,301.60 TOTAL: Q 2,301.60 MATERIALES DE EXCAVACIÓN, RELLENO Y COMPACTACIÓN Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 2. EXCAVACIÓN, RELLENO Y COMPACTACIÓN 2.1 Material selecto m³ 74.95 Q 85.00 Q 6,370.89 TOTAL: Q 6,370.89 MATERIALES PARA LA COLOCACION DE TUBERÍA Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 4. COLOCACIÓN DE LA TUBERÍA 4.1 Tubería de PVC 6" ML 822.00 Q 66.67 Q54,802.74 4.2 Ladrillo Unidad 3518.16 Q 1.65 Q 5,804.96 4.3 Cemento Saco 4.37 Q 39.00 Q 170.52 4.4 Cal Bolsa 1.57 Q 22.00 Q 34.61 4.5 Arena de río m³ 0.22 Q 95.00 Q 20.77 4.6 Arena amarilla m³ 0.55 Q100.00 Q 55.34 TOTAL: Q60,888.94 MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION DE POZOS DE VISITA Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 5. CONSTRUCCIÓN DE POZOS DE VISITA 5.1 Ladrillos Unidad 22640.00 Q 1.65 Q37,356.00 5.2 Acero de refuerzo número 3 Varilla 223.74 Q 21.15 Q 4,732.10 5.3 Alambre L 344.22 Q 5.60 Q 1,927.61 5.4 Clavos L 36.00 Q 5.60 Q 201.60 5.5 Cemento Saco 201.38 Q 39.00 Q 7,853.82 5.6 Cal Bolsa 39.00 Q 22.00 Q 858.00 5.7 Arena de río M³ 124.08 Q945.00 Q.117,255.6 5.8 Arena amarilla M³ 10.32 Q100.00 Q 1,032.00 5.9 Piedrín de 1/2" M³ 18.02 Q150.00 Q 2,703.00 TOTAL: Q.173,919.73

GRAN TOTAL DE MATERIALES: . Q. 243,481.16

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Tabla V. Presupuesto de la mano de obra

Alcantarillado sanitario de San José Buena Vista, zona 10 de Mixco

MANO DE OBRA POR EXCAVACIÓN, RELLENO Y COMPACTACIÓN Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 2. EXCAVACIÓN, RELLENO Y COMPACTACIÓN 2.1 Excavación de la zanja ml 822.00 Q 35.00 Q 28,770. 2.2 Excavación de los pozos m³ 124.14 Q 45.00 Q 5,586. 2.3 Relleno y compactación material selecto m³ 74.95 Q 32.00 Q 2,398. 2.4 Relleno y compactación material original m³ 1414.94 Q 32.00 Q 45,277. TOTAL: Q 82,032. MANO DE OBRA DE ACARREO Y TRANSPORTE DE MATERIAL Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 3. ACARREO DE MATERIAL 3.1 Acarreo de material selecto m³ 74.95 Q 28.00 Q 2,098. 3.2 Acarreo de material original m³ 349.01 Q 22.00 Q 7,678. TOTAL: Q 9,776. Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 4. COLOCACIÓN DE LA TUBERÍA 4.1 Colocación de PVC 6" ml 822.00 Q 8.33 Q 6,847. TOTAL: Q 6,847. MANO DE OBRA DE LA CONSTRUCCION DE POZOS DE VISITA Descripción Unidad Cantidad P.U. Subtotal 5. CONSTRUCCIÓN DE POZOS DE VISITA 5.1 Levantado del pozo m² 333.81 Q 55.00 Q. 18,359 5.2 Alisado del pozo m² 333.81 Q 20.00 Q. 6,676 5.3 Hacer fondo del pozo Unidad 20.00 Q 260.00 Q 5,200. 5.4 Hacer batiente y tapadera Unidad 20.00 Q 260.00 Q 5,200. 5.5 Colocación de los escalones Unidad 197.93 Q 4.00 Q 791. TOTAL: Q. 36,227.

GRAN TOTAL DE MANO DE OBRA Q. 134,884.72

56

Tabla VI. Resumen del presupuesto del proyecto

PROYECTO: ALCANTARILLADO SANITARIO, SAN JOSÉ BUENA VISTA LA COMUNIDAD

ZONA 10 DE MIXCO COSTOS TOTALES POR RENGLÓN Y GRAN TOTAL

DESCRIPCIÓN MANO DE OBRA MATERIALES TOTAL

TRABAJOS DE ACONDICIONAMIENTO Q 200.00 Q 2,301.60 Q 2,501.60 EXCAVACIÓN, RELLENO Y COMPACTACIÓN Q 82,032.85 Q 6,370.89 Q 88,403.73

ACARREO DEL MATERIAL Q 9,776.97 Q - Q 9,776.97 COLOCACIÓN DE LA TUBERÍA DE PVC 6” Q 6,847.26 Q 60,888.94 Q 67,736.20 CONSTRUCCIÓN DE LOS POZOS DE VISITA Q. 36,227.64 Q 173,919.73 Q 210,147.36

GRAN TOTAL: Q. 378,565.8

GRAN TOTAL +

Imprevistos (.10%) : Q 416,422.45 TOTAL EN DOLLAR $. 50,052.80

PRECIO POR METRO

LINEAL GRAN TOTAL MTS. LINEALES Q/METRO LINEAL Q416,422.45 822.00 Q506.60

57

RECOMENDACIONES

Al comité de vecinos

1 Contar con la dirección técnica adecuada al ejecutar este proyecto,

para lograr así, la garantía de que se cumpla con los establecido en el

mismo.

2 Deben trabajar conjuntamente con la Municipalidad, para que el trabajo

conlleve mano de obra calificada, así como también la calidad de los

materiales estipulados en el diseño, para darle al sistema la función

correcta con la cual fue diseñado.

3 Tomar en cuenta las especificaciones de la construcción de algunos

pozos del sistema de alcantarillado, que por ser trabajados en contra

pendiente, tienden a hacerse un poco profundos, y en consecuencia

tienen que trabajarse de una manera diferente, ya sea por túneles o

por medio de apuntalamientos.

4 Usar adecuadamente el sistema de alcantarillado para evitar

taponamientos en los diferentes tramos del circuito de las tuberías.

58

CONCLUSIONES

1 El sistema de alcantarillado sanitario de la colonia San José Buena

Vista dará los resultados esperados, así como también funcionará

según los criterios empleados en el diseño, si a este sistema se

conectan únicamente las aguas servidas.

2 La correcta ejecución del presente proyecto de alcantarillado sanitario,

ayudará a mejorar las condiciones de saneamiento ambiental de las

700 personas que habitan en dicha colonia.

3 La planificación empleada en la elaboración del diseño de la colonia de

San José Buena Vista, su determinación y elaboración fue llevada a

cabo con base en un estudio y visitas realizadas al proyecto, tomando

en consideración las limitaciones del área, ya que se presentaban

perfiles con pendientes muy elevadas, y se contaba con una planta de

tratamiento ya construida, la cual indicaba la dirección del desfogue del

sistema de alcantarillado sanitario.

4 El Ejercicio Profesional Supervisado constituye, una formación

académica, que da una excelente experiencia, al confrontar la teoría

con la práctica, en búsqueda de soluciones técnicas, económicas y

funcionales para la resolución de problemas reales.

59

BIBLIOGRAFÍA

1. Apuntes de Ingeniaría. Facultad de Ingeniaría. Universidad de San Carlos de Guatemala, 1995. 80pp 2. Cabrera Riepele. Tesis de Graduación de Apuntes de Ingeniería Sanitaria Sanitaria 2. Tesis de Ing. Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos Facultad de Ingeniería, mayo 1989. 130pp 3. Contreras Rosas, Joel. Planificación y diseño de la red de drenaje

sanitario y red de distribución de agua potable del fraccionamiento

de San José Obrero, cabecera municipal de Esquipulas. USAC,

Guatemala, mayo 1997. 120pp.

4. Giles, Ronald. Mecánica de Fluidos e Hidráulica, Editorial Mcgraw Hill, segunda edición, México 1990. 170pp 5. Instituto Nacional de Estadística (INE). XI censo de población y VI

habitación, Guatemala: s.e. 2003. 6. Megaw T. M. Túneles, planificación y diseño. Edición 2 1995. 160pp 7. Monografía de Mixco. Guatemala: Autoridad para el Manejo Sustentable de la cuencas y del Lago de Amatitlan (AMSA) 198 5 1985. 75pp.

60

APÉNDICE

61

62

63

Figura 11. Plano planta y perfil del cuarto tramo

64

Figura 12. Detalles típicos de pozos de visita (1/2)

65

Continuación (2/2)

66

Figura 13. Detalles típicos de la instalación de la tubería

67