trabajo de graduacion allan fernando castro czech
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UNIVERSIDAD SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
“PLANIFICACIÓN DE SISTEMA DE DRENAJE Y PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO
SUCHITEPÉQUEZ, PLANIFICACIÓN DE PUENTE VEHICULAR DE UNA VIA, CABECERA MUNICIPAL, SAN BERNARDINO
SUCHITEPÉQUEZ Y SUPERVISIÓN DE CONSTRUCCIÓN BODEGA PARA MAX DISTELSA EN CENTRO COMERCIAL PLAZA
AMERICAS, MAZATENANGO SUCHITEPÉQUEZ”.
ALLAN FERNANDO CASTRO CZECH
QUETZALTENANGO, AGOSTO DE 2008
UNIVERSIDAD SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
“PLANIFICACIÓN DE SISTEMA DE DRENAJE Y PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO
SUCHITEPÉQUEZ, PLANIFICACIÓN DE PUENTE VEHICULAR DE UNA VIA, CABECERA MUNICIPAL, SAN BERNARDINO
SUCHITEPÉQUEZ Y SUPERVISIÓN DE CONSTRUCCIÓN BODEGA PARA MAX DISTELSA EN CENTRO COMERCIAL PLAZA
AMERICAS, MAZATENANGO SUCHITÉPEQUEZ”.
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PRESENTADO A LAS AUTORIDADES DE LA DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA
INGENIERÍA
POR:
ALLAN FERNANDO CASTRO CZECH
AL CONFERÍRSELE EL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
EN EL GRADO ACADEMICO DE LICENCIADO
QUETZALTENANGO, AGOSTO DE 2008
UNIVERSIDAD SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
AUTORIDADES DE LA USAC
Rector Magnífico: Lic. Carlos Estuardo Gálvez Barrios Secretario General: Dr. Carlos Guillermo Alvarado Cerezo
CONSEJO DIRECTIVO Presidente: Msc. Eduardo Rafael Vital Peralta Secretario: Msc. Jorge Emilio Minera Morales
REPRESENTANTES DOCENTES
Licda. María del Rosario Paz Dr. Carlos Castro Conde Granja
REPRESENTANTE DE LOS EGRESADO
Ing. José Aroldo Nimatuj Quijivix
REPRESENTANTES ESTUDIANTILES
Br. Juan Antonio Mendoza Barrios Br. Edwar Paúl Navarro Mérida
HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, Centro Universitario de Occidente. Presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado:
“PLANIFICACIÓN DE SISTEMA DE DRENAJE Y PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO
SUCHITEPÉQUEZ, PLANIFICACIÓN DE PUENTE VEHICULAR DE UNA VIA, CABECERA MUNICIPAL, SAN BERNARDINO
SUCHITEPÉQUEZ Y SUPERVISIÓN DE CONSTRUCCIÓN BODEGA PARA MAX DISTELSA EN CENTRO COMERCIAL PLAZA
AMERICAS, MAZATENANGO SUCHITEPÉQUEZ”.
Tema que me fuera asignado por el Departamento de Ejercicio Profesional Supervisado de la Carrera de Ingeniería Civil de la División de Ciencias de la Ingeniería, en acta número 03-2007 con fecha de 26 de febrero de 2007.
ALLAN FERNANDO CASTRO CZECH
Quetzaltenango, agosto de 2008
ACTO QUE DEDICO
A DIOS
Ser supremo y omnipresente, por permitirme lograr una meta más en
mi vida, derramar bendiciones a mi familia, amigos y a mi persona.
A MIS PADRES
Alfredo Amilcar Castro Portillo y Frida Verena Czech Ávila de Castro,
con mucho amor, este es el fruto de los sacrificios y esfuerzos que
me han dedicado, gracias por brindarme la oportunidad de lograr una
meta mas en mi vida y por ser mis padres no se que haría sin
ustedes.
A MIS HERMANOS Alfredo Eduardo Castro Czech y Frida Mishel Castro Czech, con
amor fraternal gracias por su ayuda incondicional y por ser un
ejemplo a seguir, que siempre podamos estas unidos luchado por
alcanzar el éxito en el presente como en el futuro.
A MIS ABUELAS Gloria Ávila y Ana Maria Portillo (Q.E.P.D.), con mucho amor, gracias
por sus sabios consejos y apoyo incondicional.
A MIS TIOS Y TIAS Con amor gracias por estar siempre pendientes de mi familia y mi
persona.
A MIS PRIMOS Y PRIMAS Con amor recordando los agradables y buenos momentos vividos.
AGRADECIMIENTO
A LA UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA Por brindarme los conocimientos adquiridos.
A LOS INGENIEROS MYNOR CÁRCAMO Y GUSTAVO REYES
Por brindarme la oportunidad de realizar mi EPS, por la asesoría,
conocimientos y tiempo dedicado a la elaboración del presente
trabajo de graduación.
AL INGENIERO CÉSAR GRIJALVA
Por su apoyo y colaboración durante mis estudios en la
universidad y la elaboración del presente trabajo.
A MIS AMIGOS
Moisés Valenzuela, Fernando Juárez, David Alcántara, Anael
Argueta, Ángel Argueta, Carlos Fuentes, Rafael Godoy, Elena
López, Julio Lemus, Sergio Reyes, Oscar Estrada, Jimmy
Cárdenas, Ludwin Mérida, Juan Carlos Sandoval, Mario Morales,
Cindy de León, Leticia Recancoj, Sebastián Charchalac, César
Camposeco, Enrique Ramos, Oliver de León, Gustavo Ochoa,
Yosan Jiménez, Sergio Menchú, gracias por su amistad y buenos
momentos compartidos.
ÍNDICE GENERAL
Página ÍNDICE DE FIGURAS XI ÍNDICE DE TABLAS XIV LISTA DE SIMBOLOS XV GLOSARIO XX INTRODUCCIÓN XXIII JUSTIFICACIÓN XXVII OBJETIVOS XXIX 1. ASPECTOS GENERALES Y SITUACIÓN ACTUAL DE SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 1
1.1. Monografía de San Bernardino Suchitepéquez 1
1.1.1. Ubicación 1
1.1.2. Localización 2
1.1.3. Reseña histórica del municipio 3
1.2. Aspectos de los habitantes de San Bernardino Suchitepéquez 3
1.2.1. Aspectos sociales 3
1.2.1.1. Población 3
1.2.1.2. Población Indígena y No Indígena 3
1.2.1.3. Migración 3
1.2.1.4. Índice de Pobreza 3
1.2.1.5. Idioma 4
1.2.1.6. Tasa de analfabetismo 4
1.2.2. Aspectos económicos 4
1.2.2.1. Agrícola 4
1.2.2.2. Pecuaria 4
1.2.2.3. Artesanía 4
1.2.2.4. Turismo 5
1.2.3. Aspectos de salud 5
1.2.3.1. Mortalidad 5
I
1.2.3.1.1. Principales causas de
mortalidad 5
1.2.3.2. Recursos humanos en servicios
de salud 6
1.3. Aspectos geográficos de San Bernardino Suchitepéquez 6
1.3.1. Lugares poblados 6
1.3.2. Identificación y descripción de cuencas 6
1.4. Infraestructura de San Bernardino Suchitepéquez 6
1.4.1. Sistema vial 6
1.4.1.1. Carreteras 6
1.4.1.2. Transporte 7
1.4.2. Energía eléctrica 7
1.4.3. Sistemas de agua 7
1.4.4. Drenajes 7
2. SISTEMA DE DRENAJE, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 8
2.1. Definición del problema existente 8
2.2. Antecedentes 8
2.3. Ubicación del proyecto 8
2.4. Situación sin proyecto 10
2.5. Situación con proyecto 11
2.6. Tipos de beneficios a generar 11
2.6.1. Beneficios sociales 11
2.6.2. Beneficios económicos 11
2.7. Reconocimiento y mapeo 11
2.8. Levantamiento topográfico 12
2.8.1. Levantamiento altimétrico 14
2.8.2. Equipo utilizado 15
II
2.9. Cálculo del sistema 15
2.9.1. Período de vida útil 15
2.9.2. Población futura 15
2.9.3. Punto de descarga 16
2.9.4. Determinación de caudales 16
2.9.4.1. Caudal de diseño 16
2.9.4.2. Caudal domiciliar 16
2.9.4.3. Caudal industrial 16
2.9.4.4. Caudal comercial 16
2.9.4.5. Caudal de infiltración 17
2.9.4.6. Caudales ilícitos 17
2.9.4.7. Caudal de puesto de salud 18
2.9.4.8. Factor de retorno 18
2.9.4.9. Factor de caudal medio 18
2.9.4.10.Factor de Harmon 19
2.9.5. Pendientes 19
2.9.6. Velocidades de diseño 19
2.9.6.1. Velocidad máxima y mínima 19
2.9.6.2. Fórmula de Manning 20
2.9.6.3. Factor de rugosidad 21
2.9.7. Cota invert 21
2.9.8. Tipos de tubería 22
2.9.9. Diámetro de la tubería 22
2.9.10. Profundidad de la tubería 22
2.9.11. Excavación 23
2.9.12. Pozos de visita 24
2.9.13. Ejemplo del cálculo 24
2.10. Especificaciones técnicas de sistema de drenaje 29
III
3. PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 30
3.1. Aguas residuales 30
3.1.1. Definición de aguas residuales 30
3.1.2. Razones para tratar las aguas residuales 31
3.1.3. Tipos de aguas residuales 31
3.1.3.1. Aguas residuales urbanas 31
3.1.3.2. Aguas residuales industriales 32
3.1.4. Tipos de contaminantes 32
3.1.4.1. Clasificación de los contaminantes 32
3.1.4.1.1. Contaminantes orgánicos 32
3.1.4.1.2. Contaminantes inorgánicos 32
3.1.4.2. Contaminantes habituales en las aguas
residuales 33
3.1.5. Residuos con requerimiento de oxígeno 34
3.1.6. Consecuencias que acarrean los vertidos 34
3.1.7. Estado de las aguas residuales 36
3.1.8. Características de las aguas residuales 36
3.1.8.1. Color, olor y sabor 36
3.1.8.2. Turbidez 36
3.1.8.3. Acidez y alcalinidad 36
3.1.9. Aguas grises y negras 37
3.2. Tratamiento de aguas residuales 37
3.2.1. Tipos de tratamientos 39
3.2.1.1. Pretratamiento 39
3.2.1.2. Tratamiento primario 39
3.2.1.3. Tratamiento secundario 40
3.2.1.4. Tratamiento terciario 41
3.2.2. Agotamiento del contenido de oxígeno 41
3.2.3. Demanda bioquímica de oxígeno 42
3.2.4. Selección del tratamiento 42
IV
3.2.5. Selección del tratamiento primario 43
3.2.5.1. Sedimentación 43
3.2.5.1.1. Tanque rectangular de
sedimentación primaria y
flujo horizontal 43
3.2.5.1.2. Tiempo de retención 44
3.2.5.1.3. Carga de superficie 45
3.2.5.1.4. Velocidad de arrastre 45
3.2.5.1.5. Variables que afectan la
sedimentación 45
3.2.5.2. Diseño de tanque sedimentador 46
3.2.5.2.1. Fundamento de diseño
3.2.5.2.2. Información básica para
el diseño 46
3.2.5.2.3. Componentes del
sedimentador 47
3.2.5.2.4. Criterios de diseño 48
3.2.5.2.5. Dimencionamiento
de tanque sedimentador 48
3.2.5.2.6. Diseño estructural 51
3.2.6. Selección de tratamiento secundario 56
3.2.6.1. Filtro percolador 56
3.2.6.1.1. Clasificación de filtros
percoladores 58
3.2.6.1.2. Tasa de carga hidráulica 59
3.2.6.1.3. Medios filtrantes 59
3.2.6.1.4. Drenaje Inferior 60
3.2.6.1.5. Ventilación 60
3.2.6.2. Diseño de filtro percolador 61
3.2.6.2.1. Diseño de instalaciones 61
3.2.6.2.2. Dimencionamineto de filtro 61
V
3.2.6.2.3. Tipo y características del
sistema de distribución 62
3.2.6.2.4. Tipos de medios filtrantes 62
3.2.6.2.5. Sistema de desagüe inferior63
3.2.6.2.6. Ventilación 63
3.2.6.2.7. Diseño estructural de filtro 64
3.3. Especificaciones técnicas de planta de tratamiento 65
4. PUENTE VEHICULAR, SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 67
4.1. Definición del problema existente 67
4.2. Antecedentes 67
4.3. Ubicación del proyecto 67
4.4. Situación sin proyecto 69
4.5. Situación con proyecto 69
4.6. Tipos de beneficios a generar 69
4.6.1. Beneficios sociales 69
4.6.2. Beneficios económicos 69
4.7. Estudio hidrológico 70
4.7.1. Caudal máximo 70
4.7.2. Método racional 70
4.7.3. Coeficiente de escorrentía 70
4.7.4. Intensidad de lluvia 70
4.7.5. Áreas tributarias 73
4.7.6. Cálculo de caudal máximo 74
4.8. Levantamiento topográficos 75
4.9. Generalidades de puentes 77
4.9.1. Definición de puentes 77
4.9.2. Algunas clasificaciones de puentes 77
4.9.3. Puentes de concreto armado 77
VI
4.9.4. Puentes de tramos continuos 78
4.9.5. Puentes simplemente apoyados 78
4.10. Solicitación de cargas 79
4.11. Memoria de cálculo de puente vehicular 80
4.11.1. Diseño de súper estructura 81
4.11.1.1. Predimensionamiento de elementos 81
4.11.1.1.1. Predimensionamiento
de losa 81
4.11.1.1.2. Predimensionamineto
de vigas principales 81
4.11.1.2. Diseño de Losa 82
4.11.1.2.1. Integración de cargas 82
4.11.1.2.2. Factor de impacto 83
4.11.1.2.3. Cálculo de momentos
aplicados en losa 84
4.11.1.2.4. Comprobación de peralte
de losa 86
4.11.1.2.5. Refuerzo de acero en losa86
4.11.1.3. Diseño de banqueta 88
4.11.1.3.1. Integración de cargas
en banquetas 88
4.11.1.3.2. Momento actuante 89
4.11.1.3.3. Refuerzo de acero
en banqueta 89
4.11.1.4. Diseño de Diafragma 90
4.11.1.4.1. Diafragma externo 90
4.11.1.4.2. Diafragma interno 92
4.11.1.5. Diseño de vigas Principales 93
4.11.1.5.1. Factor de impacto 93
4.11.1.5.2. Factor de distribución 94
4.11.1.5.3. Integración de cargas 94
VII
4.11.1.5.4. Cálculo de momentos 95
4.11.1.5.5. Refuerzo de acero
en viga 99
4.11.1.5.6. Esfuerzos cortantes 101
4.11.1.5.7. Refuerzo de acero
a corte 103
4.11.2. Diseño de subestructura 106
4.11.2.1. Diseño de base 106
4.11.2.2. Neopreno 108
4.11.2.3. Diseño de viga de apoyo 109
4.12.2.3.1. Refuerzo por flexión 110
4.12.2.3.2. Refuerzo por corte 111
4.11.2.4. Diseño de Cortina 112
4.11.2.4.1. Empuje de tierra 112
4.11.2.4.2. Fuerza longitudinal 113
4.11.2.4.3. Fuerza de sismo 114
4.11.2.4.4. Peso de cortina 114
4.11.2.4.5. Cálculo de momento
en cortina 114
4.11.2.4.6. Esfuerzo a corte 115
4.11.2.4.7. Refuerzo de acero 115
4.11.2.5. Diseño de estribo de concreto ciclópeo 116
4.11.2.5.1. Momento del volteo
en estribo 118
4.11.2.5.2. Momento estabilizante
respecto a “p” 119
4.11.2.5.3. Chequeo del muro sin
superestructura 119
4.11.2.5.4. Chequeo del muro con
superestructura 120
VIII
4.11.2.5.5. Chequeo del muro con
sismo 122
4.11.3 Losa sobre aproches 125
4.11.3.1. Factor de impacto 125
4.11.3.2. Integración de cargas debido a
peso muerto 125
4.11.3.3. Cálculo de momentos en losa
sobre aproches 125
4.11.3.4. Comprobación de peralte de losa 127
4.11.3.5. Refuerzo de acero 127
4.12. Especificaciones técnicas de puente vehicular 128
5. SUPERVISIÓN DE BODEGA PARA TIENDAS MAX DISTELSA 131
5.1. Semana 1: Revisión de planos y presupuesto 131
5.2. Semana 2: Movimiento de tierra 132
5.3. Semana 3 y 4: Cimentación 133
5.4. Semana 5: Levantado de muros 136
5.5. Semana 6: Definición de eje 0 y medición de ejes
y pedestales 137
5.6. Semana 7: Avance físico y repello en paredes 138
5.7. Semana 7: Visita de campo de empresa de
estructura metálica 139
5.8. Semana 8 y 9: Montaje de estructura metálica 139
5.9. Semana 10: Colocación de cubierta de lámina 142
5.10. Semana 11: Compactación de subbase e instalaciones 142
5.11. Semana 12: Instalación de losacero 143
5.12. Semana 12: Construcción cajas de agua
pluvial y aguas negras 144
5.13. Semana 13: Fundición de losa cero 144
IX
5.14. Semana 13: Cernido en paredes 145
5.15. Semana 14: Fundición de base de piso 146
CONCLUSIONES 148 RECOMENDACIONES 149 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 150 ANEXOS 153 Tablas
Figuras
Dibujos
Presupuesto
Cronogramas
X
ÍNDICE DE FIGURAS Página 1. Mapa de Guatemala 1
2. Mapa de Suchitepéquez 2
3. Ubicación de San Bernardino, Suchitepéquez 10
4. Ubicación de cantón Las Cruces 10
5. Ubicación cantón Las Cruces y proyecto 11
6. Croquis del sistema de drenaje, cantón Las Cruces 13
7. Corte longitudinal de sedimentado 48
8. Diagrama de cargas aplicada en la parte más profunda
del sedimentador 53
9. Carga distribuida y momento en losa de sedimentador 54
10. Diagrama de cargas aplicada por el lecho filtrante 65
11. Ubicación de San Bernardino, Suchitepéquez 70
12. Ubicación de puente y río Zarza 70
13. Atlas hidrológico, días de lluvia en Guatemala 73
14. Atlas isolíneas de lluvias acumulada del 1 al 10 de octubre 2005 74
15. Cuenca del río Zarza 75
16. Puente de tramos continuos 81
17. Geometría de puente 83
18. Sección transversal del puente 84
19. Carga distribuida y momento 86
20. Carga viva H-15 AASHTO 87
21. Diagrama de carga viva para viga, debido a carga en sentido
transversal 96
22. Sección transversal losa y viga 96
23. Diagrama carga muerta, corte y momento debido a carga muerta 98
24. Diagrama de cargas viva, corte y momento debido a carga viva 99
25. Diagrama de cuerpo libre 104
26. Diagrama de cuerpo libre a 2.50 m 104
27. Diagrama de corte 107
28. Base de puente (viga de apoyo y cortina) 111
XI
29. Diagrama de carga, corte y momento 112
30. Geometría y diagrama de presiones de la cortina, en viga de apoyo 114
31. Diagrama de fuerza longitudinal en viga de apoyo 115
32. Diagrama de cargas de estribos 119
33. Diagrama de presiones en estribos 120
34. Diagrama de carga aplicada al suelo 122
35. Diagrama de cargas vivas en estribo 122
36. Diagrama de cargas muertas en estribo 124
37. Carga distribuida y momento 127
38. Movimiento de tierra 134
39. Movimiento de tierra y ajustes de zanjas 134
40. Cimiento corrido 136
41. Zapata y cimiento corrido 136
42. Encofrado de cimiento corrido 138
43. Estructura de cimiento corrido 138
44. Muro de contención lado norte 139
45. Muro de contención lado oeste 139
46. Levantado de muros 140
47. Repello de muros 140
48. Perfil viga tipo “I” 141
49. Colocación de vigas metálicas 142
50. Marcos metálico oeste 142
51. Marcos metálicos fachada Max Distelsa 142
52. Anclaje de marcos metálicos 142
53. Marcos metálicos fachada Max Distelsa 143
54. Marcos metálicos nave principal 143
55. Colocación de costaneras 143
56. Nave principal marcos y costaneras 143
57. Colocación de lámina termo acústica 144
58. Lámina termo acústica y transparente 144
59. Lámina losacero tramos completos 145
XII
60. Lámina losacero tramos cortados 145
61. Apuntalamiento de losacero 146
62. Apuntalamiento de losacero a cada 0.90 m 146
63. Fundición losacero 147
64. Fundición losacero 147
65. Fundición losacero 147
66. Maestras base de piso 148
67. Fundición base de piso 148
68. Base de piso terminada 149
69. Base de piso terminada 149
XIII
ÍNDICE DE TABLAS
Página
1. Situación agrícola San Bernardino, Suchitepéquez 4 2. Libreta topográfica de drenaje y planta de tratamiento
cantón Las Cruces 14
3. Factor de rugosidad 22 4. Profundidad de tubería 24 5. Ancho de zanja 24 6. Cálculo del sistema de drenaje 29 7. Valores constantes a y b 52 8. Valores y características en el diseño de filtros 63 9. Granulometría de medio filtrante 64 10. Intensidad de lluvia 72 11. Precipitaciones máximas en 24 hrs. fenómeno meteorológico Stan,
4 octubre 2005 74
12. Libreta topográfica puente vehicular 77
13. Momento de volteo en estribo 120 14. Momento estabilizante respecto a “p” 121 15. Momento de volteo respecto a “A” 125
XIV
LISTA DE SÍMBOLOS
q Caudal a sección llena Qdis Caudal de diseño V Velocidad a sección llena
v Velocidad en la tubería
m Metros
m2, m2 Metros cuadrados
m3, m3 Metros cúbicos
lts Litros
s Segundos
S Pendiente
PV Pozo de visita
qq Quintales
DH Distancia horizontal
ºC Grados Celsius
Qdom Caudal domiciliar
Qind Caudal industrial Qcom Caudal comercial
Qinf Caudal de infiltración
Qili Caudales ilícitos
Fr Factor de retorno
Fh Factor de Harmon
P Población
XV
C Constante de rugosidad
R Radio hidráulico
D Diámetro de la tubería
n Factor de rugosidad superficial del material
A Área
r Taza de crecimiento poblacional
hab Habitantes
Pf Población futura
DBO Demanda bioquímica de oxígeno
SST Sólidos suspendidos totales
CS Carga superficial
Tr Tiempo de retención
Vol Volumen
Vh Velocidad horizontal
Fh Fuerza horizontal
As Área de acero
Asmax Área de acero máxima
Asmin Área de acero mínimo
Q Caudal
C Coeficiente de escorrentía
I Intensidad de lluvia
A Área de cuenca
Wc Peso especifico del concreto
XVI
f`c Resistencia del concreto a compresión
fy Resistencia de fluencia del acero
Bmin Base mínima
WL Peso de losa
Wcm Carga muerta
Wcv Carga viva
Mcm Momento carga muerta
Mcv Momento carga viva
FI Factor de impacto
Mu Momento último deficaz Peralte eficaz
ddiseño Peralte de diseño
ρmín Cuantilla mínima de acero
ρmáx Cuantilla máxima de acero
b Base
d Brazo efectivo
Ø Facto de seguridad por flexión
β1 Factor de seguridad por compresión
t Peralte
Wu Carga última
AsExtrs Área de acero extra
M2.50m del apoyo Momento a 2.50m del apoyo
Ascom Acero a compresión
As+ Acero en momento positivo
XVII
Ra Refuerzo adicional
Vc Esfuerzo cortante
Vcm Corte carga muerta
Vc2.50m. del apoyo Corte aplicado a 2.50m del apoyo
R1 Reacción 1
∑ M
Sumatoria de momento
Vcv Corte carga viva
Vu Corte último VCentro Corte en el centro de la viga
Vr Corte resistente
Vs Corte soportado por el acero
Vc Corte soportado por el concreto
S Espaciamiento de estribos
Av Área de acero a corte
Smax Espaciamiento de estribos máximos
Smin Espaciamiento de estribos mínimo
E Empuje
LF Fuerza longitudinal
F Empuje
Ap Aplastamiento
Pcamión Peso del camión
Vs Valor soporte del suelo
WSuelo Peso específico del suelo
XVIII
Wcc Peso específico del concreto ciclópeo
Mv Momento de volteo
ME Momento estabilizante
E Excentricidad
q Carga
qmax Carga máxima
qmin Carga mínima
XIX
GLOSARIO
AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials.
ACI: American Concrete Institute.
Afluente: Caudal de aguas servidas que descarga el colector e
ingresa una planta de tratamiento.
Aletones: Muro de mampostería que se coloca como protección de los
estribos del un puente.
Aproche: Estructura que sirve de entrada y salida de un puente.
Área tributaria: Es el área que con su escorrentía de agua contribuye a formar la
cuenca del río en estudio.
Factor de Porcentaje de agua entubada que después de ser utilizada
caudal medio: sale al colector.
Colector principal: Tubería principal en la cual desembocan los ramales y
colectores domiciliares.
Cortina: Elemento que constituye la base de la superestructura; resiste
las presiones horizontales del relleno estructural y de los
aproches.
Cota invert: Distancia o altura de la parte inferior interior del tubo
instalado a la rasante del terreno.
XX
Cuenca: Parte continua de la superficie de la tierra ocupada por un
sistema de desagüe, cuyas aguas fluyen al mismo río, lago o
mar, consta de una corriente principal superficial o conjunto de
corrientes superficiales tributarias, limitadas por su divisoria de
agua.
Cuerpo receptor: Lugar donde se vierten las aguas servidas proveniente del
colector o de al planta de tratamiento.
Diafragma: Viga colocada entre vigas principales.
Dotación: Estimación de la cantidad de agua entubada que promedio
consume cada habitante por día según la zona donde se
encuentre. .
Efluente: Caudal de aguas servidas que sale de la planta de
tratamiento previo al mismo.
Entérico: Perteneciente o relativo a los intestinos. Estribo: Muro que soporta la superestructura y transmite el peso al suelo.
HG: Hierro galvanizado. INE: Instituto Nacional de Estadística. INSIVUMEH: Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Metereología e
Hidrológia. Neopreno: Material artificial con propiedades elásticas, utilizado en los
apoyos de puentes.
XXI
Período de diseño: Período de vida útil y funcionamiento eficiente para el cual
se diseña un proyecto.
PSI: Libras de presión por pulgada cuadrada. PVC: Material hecho a base de policloruro de vinilo.
Sistema de drenaje: También llamado red de alcantarillado; conjunto de
tuberías, canales, pozos de visita y obras complementarias
que sirven para el desalojo de las aguas servidas o
pluviales.
Superestructura: Conjunto de elementos que componen el puente en su parte
superior, como: pasamanos, acera, losa de rodadura, diafragmas
y vigas principales.
Superestructura: Conjunto de elementos que componen el puente en su parte
superior, como: pasamanos, acera, losa de rodadura, diafragmas
y vigas principales.
Viga de apoyo: Elemento que constituye la base de la superestructura; resiste
las cargas verticales de la superestructura.
XXII
INTRODUCCIÓN El trabajo último de graduación, el Ejercicio Profesional Supervisado, en la División
de Ciencias de La Ingeniería del Centro Universitario de Occidente de la
Universidad de San Carlos de Guatemala, tiene como objetivo proyectar a los
egresados a la producción de bienes y servicios demandados por la población y
los sectores económicos del país, aplicar en campo los conocimientos adquiridos
durante el proceso de formación del estudiante, ampliar las habilidades propias en
el área de Ingeniería Civil y utilizarlas de la mejor manera para la optimización de
los recursos naturales, económicos y sociales. Por lo cual, el presente trabajo
final de graduación presenta tres proyectos de Ingeniería Civil, el desarrollo del
estudio de un sistema de evacuación, conducción y tratamiento de aguas
residuales, el desarrollo del estudio de un puente vehicular de una vía y la
supervisión de construcción de un edificio, enfocados al desarrollo y bienestar de
las comunidades seleccionadas.
Un sistema de drenaje, tanto en la ciudad actual, como en civilizaciones antiguas,
es uno de los servicios primordiales para los habitantes de éstas. Las primeras
redes de drenaje subterráneo fueron implementadas en Europa en el siglo pasado,
se han encontrado vestigios de sistemas de drenaje en civilizaciones tan antiguas
como las del Valle del Indo, sin embargo, éstas eran superficiales y no
subterráneas. En el Imperio Romano, el sistema de drenaje era eficiente pero
pestilente: la Cloaca Máxima, anterior a la época imperial, que todavía existe
actualmente, constituye un ejemplo notable de la ingeniería sanitaria romana. La
primera red compleja de drenaje subterráneo se construyó en París, Francia, en
el Siglo XIX, significando esto el inicio del sistema que se utiliza actualmente en la
mayoría de ciudades modernas.
A inicios de 1950, la ciudad capital, con 294 mil habitantes aproximadamente, ya
contaba con 169 kilómetros de drenajes subterráneos que acarreaban las aguas
servidas al barranco más cercano, fue en esa época que la Municipalidad
construyó el primer gran colector para que recogiera el agua negra y pluvial de las
XXIII
zonas 9, 8 y 3, y llevarla a un solo punto para evitar epidemias. Estuvo listo en
1957. En la actualidad el sistema de drenaje subterráneo conducido por tubos de
sección circular de diversos materiales es el predominante en Guatemala, se
utilizan con frecuencia en tubos de concreto y policloruro de vinilo (PVC), siendo
estos los materiales que la tecnología actual nos propone por su costo y
durabilidad.
En Cantón Las Cruces, ubicada a mil quinientos metros al sur de la cabecera
municipal de San Bernardino, jurisdicción correspondiente al departamento de
Suchitepéquez, se ha caracterizado por tener pobladores que constantemente se
esfuerzan para poder tener mejores condiciones de vida, basan su economía en la
agricultura, cuyas actuales autoridades municipales tienen la visión de solucionar
las distintas necesidades de la población.
A partir de lo anterior, se analizó como proyecto prioritario para el Cantón Las
Cruces, la construcción de un sistema de drenaje sanitario y planta de tratamiento,
ya que carecen de este servicio primordial, lo cual provoca que circulen las aguas
residuales a canal abierto y por escorrentía llega a un zanjón, el cual se ha
convertido en lecho propicio para la reproducción de agentes contaminantes que
ponen en riesgo la vida de los pobladores, siendo más evidente este problema en
la época de verano.
Debido al desarrollo del suministro de agua potable al Cantón Las Cruces y al uso
del agua para arrastrar o transportar los desechos de las actividades diarias de los
habitantes, cada vez se ha hecho necesario encontrar métodos para disponer no
sólamente de los desechos sólidos sino también del agua transportadora.
Las opciones de diseño para un sistema de evacuación, conducción y tratamiento
de aguas residuales en pequeñas comunidades pueden ser definidas de acuerdo
a las necesidades y a los recursos con que se cuentan en estos lugares. Es
importante mencionar que esta obra es de vital importancia debido a que con ella
se mejorará sensiblemente la calidad de vida de los pobladores, principalmente los
XXIV
niños, quienes son los más afectados por la no existencia de un sistema de
evacuación y conducción, lo que posibilita el aparecimiento de enfermedades
gastrointestinales o de otro tipo relacionadas.
Por otro lado los, puentes son tan antiguos como la civilización misma, desde el
momento que alguien colocó el tronco de árbol para cruzar un río, empezó su
historia. A lo largo de la misma ha habido realizaciones de todas las civilizaciones.
El puente es una estructura que salva un obstáculo, sea río, foso, barranco o vía
de comunicación natural o artificial y que permite el paso de peatones, animales o
vehículos.
Los habitantes de las comunidades aledañas a San Bernardino, Suchitepéquez
necesitan mejorar el ingreso y egreso de materias primas y de productos
terminados de las comunidades a la cabecera municipal y municipios aledaños,
para ello debe de existir fácil acceso a las comunidades, tomando en cuenta
nuestra geografía, para acceder a estas comunidades existe un obstáculo natural
a considerar, el río Zarza que separa a estas comunidades de la cabecera
municipal.
Para tener fácil acceso a estas comunidades es necesario la construcción de un
puente vehicular, esto vendría a contribuir en el desarrollo de las comunidades,
cuya importancia radica tanto en el aspecto social y principalmente en el
económico, a beneficio de las comunidades involucradas.
Dentro de las etapas de cualquier proyecto, la supervisión del mismo es una de las
principales; en Ingeniería Civil la etapa de supervisión encierra muchas fases,
convirtiéndola en un campo extenso, siendo esta etapa una de las más críticas en
el proceso constructivo del proyecto que requiere de un conocimiento amplio no
sólo en el área de la construcción, sino también de interrelaciones humanas y
conocimiento total de proceso. Los datos obtenidos en gabinete son aplicados en
la vida y escala real, para tener la seguridad que las especificaciones y
XXV
requerimientos sean respetados y cumplidos, garantizando el buen funcionamiento
del proyecto. La supervisión de éste deberá de realizarse de forma constante,
aplicando las técnicas y conocimientos del caso, teniendo el supervisor la
responsabilidad de dar solución apropiada a las circunstancias y preveer
problemas que en gabinete no se consideran y que durante el proceso de
construcción se presenten.
XXVI
JUSTIFICACIÓN
La realización de los estudios para las comunidades seleccionadas, son de vital
importancia para el desarrollo de las mismas, el diseño de un sistema de
evacuación, conducción y tratamiento de aguas residuales en Cantón Las Cruces,
y el diseño de un puente vehicular en las comunidades aledañas a la cabecera
Municipal de San Bernardino, Suchitepéquez, son una opción para solucionar los
problemas que les aquejan y perjudican directamente la salud pública y la
economía de sus habitantes, así como parte importante de un proyecto, es la
supervisión de obras civiles. Estos tres temas se abordan y desarrollan a
continuación en el presente documento.
En cantón Las Cruces, San Bernardino, Suchitepéquez, actualmente se cuenta
con servicio de agua potable, no así con un sistema de drenaje para evacuar y
tratar las aguas residuales. La planificación del sistema de drenaje y planta de
tratamiento es prioritario, pues en la actualidad se padecen muchos problemas
tanto de enfermedades, como de malos olores principalmente en época seca que
provoca un aspecto desagradable e inhumano para los habitantes, por la
contaminación del zanjón aledaño y por el inexistente tratamiento adecuado de las
aguas servidas generados por las actividades domésticas.
Es de conocimiento general que en donde existe un sistema de agua potable debe
de existir un sistema que brinde la evacuación de las aguas servidas, para que las
personas de la comunidad obtengan un nivel de salubridad mínimo necesario para
evitar los problemas gastrointestinales que les afectan.
La realización de este estudio de infraestructura tendría como resultado en una
mejor calidad de vida para la población y además es de mucha importancia, en
materia de desarrollo para el país, que se encuentra en vías de alcanzar el
mismo, son proyectos como estos los que lo llevarán a lograrlo, tanto en
XXVII
infraestructura que es tan necesario, como en armonía con la naturaleza, sin
afectar el equilibrio ecológico.
La infraestructura de un país y su desarrollo constituyen una plataforma importante
para su crecimiento económico, así como en las grandes ciudades como en los
municipios del interior del país. En este contexto la infraestructura que permite la
comunicación por vía terrestre, se ha convertido en un elemento de gran
trascendencia de integración regional y nacional. En las aldeas aledañas a la cabecera municipal de San Bernardino
Suchitepéquez, existe la necesidad de una vía de acceso segura, rápida y
adecuada en cualquier época del año, esto ayudará a la economía de las aldeas,
al permitir el desplazamiento de su población a lo largo del territorio regional y
nacional, contribuyendo así a mejorar la comunicación y relación entre
productores, distribuidores y consumidores, coadyuvando al desarrollo de las
mismas comunidades.
La supervisión de proyectos en el área de Ingeniería Civil es importante dentro del
proceso constructivo de cada proyecto, para realizar dicha supervisión debe
tenerse el control de todos los procesos involucrados en el mismo. El ingeniero
civil dentro de todas sus actividades como: diseño, cuantificación, cálculo, etc.
deberá realizar la supervisión como una de las actividades más importantes, la
cual requiere del control del proyecto en su totalidad.
XXVIII
OBJETIVOS Generales: 1. Desarrollar la planificación de un proyecto de sistema de drenaje y planta de
tratamiento, que permita mejorar la calidad de vida de los habitantes del
cantón Las Cruces, en el área rural del municipio de San Bernardino,
Suchitepéquez.
2. Desarrollar la planificación de un proyecto de puente vehicular sobre el río
Zarza, que permita incrementar la actividad social, cultural y económica de
los habitantes de las comunidades aledañas a San Bernardino,
Suchitepéquez.
3. Supervisar la construcción de la bodega para tiendas Max Distelsa en el
Centro Comercial Plaza Américas, Mazatenango, Suchitepéquez.
Específicos: 1.1. Proponer un diseño de drenaje y plata de tratamiento, proyectando una vida
útil de 20 años.
1.2. Proponer un diseño de drenaje y planta de tratamiento cumpliendo con
criterios y normas mínimas de diseño.
1.3. Planificar un proyecto de drenaje y planta de tratamiento económico y
funcionable.
1.4. Evitar por medio del sistema de drenaje que las aguas servidas corran a flor
de tierra en cantón Las cruces.
1.5. Evitar por medio de la planta de tratamiento que las aguas residuales sean
evacuadas sin ningún tipo de tratamiento.
XXIX
2.1. Proponer un diseño de un puente vehicular de 15 m de largo y 3 m de ancho.
2.2. Proponer un diseño de un puente vehicular cumpliendo con criterios y normas
mínimas de diseño.
2.3. Planificar un puente vehicular económico y funcionable.
3.1 Supervisar la construcción de la bodega de 1500 m2 para tiendas Max
Distelsa.
3.2 Dar solución a los problemas que se presenten en el proceso de ejecución
con bases técnicas y conocimientos de Ingeniería Civil.
3.3 Verificar que se construya según planos y especificaciones requeridas.
XXX
1. ASPECTOS GENERALES Y SITUACIÓN ACTUAL DE SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 1.1. Monografía de San Bernardino, Suchitepéquez 1.1.1. Ubicación El Departamento de Suchitepéquez se encuentra situado en la región VI o región
Sur Occidental, su cabecera departamental es Mazatenango, está a 371.13 m
sobre el nivel del mar y a una distancia de 165 km de la Ciudad Capital de
Guatemala. Cuenta con una extensión territorial de 2,510 km2, con los siguientes
límites departamentales: al Norte con Quetzaltenango, Sololá y Chimaltenango, al
Sur con Océano Pacífico, al Este con Escuintla y al Oeste Retalhuleu. Se ubica en
la latitud 14°32'02" y longitud 91°30'12".
Figura No. 1, Mapa de Guatemala
1
DEPARTAMENT
Fuente: bibliografía sitios web 12
OS
1
2
.1.2. Localización l Municipio de San Bernardino está localizado en la Costa Sur y limita al Norte
al Este con San Antonio Suchitepéquez; al
go Suchitepéquez; y al Oeste con Mazatenango, todos del
MUNICIPIOS
Fuente: bibliogr
E
con Samayac y San Pablo Jocopilas;
Sur con Santo Domin
Departamento de Suchitepéquez, su clima en cálido de 32 ºC, está a 419.92 m
sobre el nivel del mar latitud 14°32΄35", longitud 91°27΄30"
Figura No. 2, Mapa de Suchitepéquez
afía sitios web 12
3
.1.3. Reseña histórica del municipio n la época de la conquista “IXTACAPA” era parte del territorio de los Quichés;
que hoy es San Bernardino, el cual era parte
ino de Xochiltepec (Suchitepéquez). El
.2.1.1. Población an Bernardino.
1999 2002
antes 8,494 9,288
n o )
1.2.1.2. PoblacióDatos estadísticos
otal
1.93%
1.2.1.3. Migración En el caso del mun ten r poc rial, no cuenta con fincas
randes y por tener poca población, el fenómeno de la migración no es muy
je de Pobreza del municipio es de: 58.23% (1)
(1) INE para el año 2002
1E
Ixtacapa se le denominaba al paraje
del territorio de Zapotitlán, capital del re
municipio de San Bernardino fue fundado por Acuerdo Gubernativo del 24 de
noviembre de 1985. Cuenta con una extensión territorial de 32 km2.
1.2. Aspectos de los habitantes 1.2.1. Aspectos sociales 1Datos estadísticos de población de S
Año
Total habit
Masculino 4,105 4,627
Feme in 4,390 4,661 (1
n indígena y no indígena
de población de San Bernardino.
T
Indígena 7
No Indígena 27.46%
Ignorada 0.61% (1)
icipio, por e a extensión territo
g
marcado. (1)
1.2.1.4. Índice de pobreza El porcenta
1.2.1.5. Idioma
4
he’, aqchi ol. (1)
analfabetismo ALFA,
n el año 2000, la tasa de analfabetismo era de 50.08%.
la pecuaria.
álido, frutas tropicales, té de limón y citronela, para la producción de aceites
a No.1, Situación agrícola San Bernardino, Suchitepéquez.
ipal riqueza ha sido su ganadería y la producción de leche, de la cual se
eriva la elaboración de quesos, existen varias fincas donde hay crianza de
n Artesanal: Jícaras, Tejidos de Algodón, Candelas, Cuero y Cohetería. (1) INE para el año 2002
Los idiomas predominantes en la región son K'ic K kel y Españ
1.2.1.6. Tasa deSegún las proyecciones de Población Analfabeta realizadas por UPE – CON
(1)e
1.2.2. Aspectos económicos
Las Principales actividades económicas son: la agricultura y
1.2.2.1. Agrícola
Los principales cultivos son: café, caña de azúcar, hule, cacao, hortalizas de clima
c
esenciales.
Tabl
Tipos de cultivos Producción
Hule 40 ton
niciMuMaíz 75 qqCaña de azucar 80 ton
pio
Principales cultivos Área con riego (has)
Área con potencialidad de
riego (has)
San Bernardino
1080
Área cultivable
3040 2700 54
(has)
Área cultivada
(has)
Fuente: Ministerio de Agricultura Ganadería y Alimentación, coordinación departamental de Suchitepéquez para el año 2000. 1.2.2.2. Pecuaria a PrincL
d
ganado.
1.2.2.3. Artesanías
Producció
5
.2.2.4. Turismo
muy pequeño en cuyo desarrollo han contribuido los hoteles
transportistas, turistas y demás personas que circulan por dicha
ortalidad
Porcentaje de adulta mortalidad 6 %
Porcentaje de mortalidad infantil 47 %
epar mental) 61 años (2)
omb eres Fiebre 17 10
6 9
Infección Intestinal 2 2
Infarto
m tismo
tió
n e la P l
os (2)
(2) C o de salud 200
1Este es un municipio
y restaurantes que existen a lo largo de la carretera del pacífico CA-2, que prestan
sus servicios a los
arteria.
1.2.3. Aspectos de salud 1.2.3.1. M
Esperanza de vida (a nivel D ta
1.2.3.1.1. Principales causas de mortalidad
H res Muj
Vejez
1 2
Politrau a 1 0
Indiges n 1 0
Alcoholismo 1 0
Infecció d ie 1 0
Cáncer de la Próstata 1 0
Desnutrición 1 0
Resto de Causas 3 2
Total de casos registrad 35 25
entr 1
6
1.2.3.2. Recursos humanos en servicios de salud
Puestos:
El municipio cuenta con 1 puesto de salud, localizado en la
nte se abrirá un puesto de
salud en Cantón Las Cruces.
1.3. Aspectos geog1.3.1. Lugares pob pueblo, cabecera municipal y 6 cantones: Las Cruces, El Progreso, El Sauce,
as Flores, La Libertad y El Jardín.
cripción de cuencas
.58 hectáreas en la cuenca del Nahualate y
,297.94 hectáreas en la cuenca Sis-Icán.
ntre las carreteras principales, además de las rutas nacionales, está la
ico CA-2 que atraviesa el centro de la cabecera municipal.
red vial bastante aceptable, pues la mayoría de sus
Instituto Nacional de Estadística (INE 2002)
cabecera municipal y próximame
Clínicas:
Existen muy pocas clínicas particulares, las cuales funcionan
principalmente en la cabecera municipal. (2)
ráficos lados
1
L
1.3.2. Identificación y desEl territorio está comprendido entre las cuencas de los ríos Nahualate y Sis-Icán;
con una extensión territorial de 133
1
1.4. Infraestructura 1.4.1 Sistema vial 1.4.1.1. Carreteras E
Internacional del Pacíf
El municipio cuenta con una
cantones son accesibles por camino en buen estado, de los cuales varios están
recubiertos con adoquinado. (3)
(2) Centro de salud 2001, (3) Según Caracterizaciones Municipales del Departamento de Suchitepéquez Año 2000 e
7
en definido dentro del municipio, pues las líneas de
transporte extraurbano que vienen de la ciudad capital y de los municipios
transportan gente y 6 camiones que transportan
municipal. (3)
y la cabecera municipal. (3)
es no cuentan con dicho
ervicio. (3)
) Según Caracterizaciones Municipales del Departamento de Suchitepéquez Año ,000 e Instituto Nacional de stadística (INE 2002).
1.4.1.2. Transporte El sistema de transporte está bi
localizados al Este, los transportan hacia la cabecera departamental, además
ickups queprestan servicio 8 p
carga. (3)
1.4.2. Energía eléctrica El municipio cuenta con el servicio de energía eléctrica en los 6 cantones y la
cabecera
1.4.3. Sistemas de aguaComunidades y hogares con servicio de agua, el municipio cuenta con el servicio
de agua en los 6 cantones
1.4.4. Drenajes La cabecera municipal y 5 cantones cuentan con el servicio de drenaje sanitario,
únicamente el cantón El Progreso y cantón Las Cruc
s
(3E
8
2. SISTEMA DE DRENAJE, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 2.1. Definición del problema existente El problema que afrontan los habitantes de Cantón Las Cruces de San Bernardino Suchitepéquez, es la inexistencia de un sistema de drenaje y tratamiento de las aguas servidas, las que a la fecha corren a cielo abierto por las calles de la comunidad. Este corrimiento posibilita el aparecimiento de enfermedades, así también malos olores, dando a las calles un aspecto desagradable. Este problema se traduce en enfermedades gastro-intestinales que afecta principalmente a los grupos etéreos más vulnerables como lo son los niños, quienes además juegan en las calles, exponiéndose al contacto con estos desechos, provocando problemas dermatológicos. Siendo ésta una comunidad ubicada en el área rural, la atención a la problemática es limitada, a pesar de contar con un poco más de 45 familias y una población según el INE de 162 habitantes de los cuales el 54% son hombres, el 46% mujeres, los niños de 0-14 años ocupan un 42%. La utilización de drenaje sanitario y el tratamiento de los mismos en una planta de tratamiento diseñada para este fin, evitará contraer enfermedades, así como propiciar una cultura de higiene personal y en general mejoramiento de condiciones sanitarias del lugar. 2.2. Antecedentes Los miembros de la corporación municipal del municipio de San Bernardino y los pobladores de la comunidad Cantón Las Cruces preocupados por la salud e higiene de los habitantes de la comunidad y considerando que en la actualidad este importante segmento de la población del municipio no cuentan con servicio de drenaje sanitario, en el período del año 2006 se brindó el servicio de drenaje a 100 familias del sector central del cantón, por lo que se han recibido solicitudes para brindarle el servicio al resto de la población. 2.3. Ubicación del proyecto El cantón Las Cruces se ubica a 1.5 km al sur del parque central de la cabecera municipal de San Bernardino, siendo el acceso por el cantón Las Flores que cuenta con calles adoquinadas.
Figura No.3, Ubicación de San Bernardino, Suchitepéquez
Fuente: bibliografía sitios web 13
Figura No.4, Ubicación de Cantón Las Cruces
Fuente: bibliografía sitios web 13
9
Figura No.5, Ubicación cantón Las Cruces y proyecto
Fuente: bibliografía sitios web 13
2.4. Situación sin proyecto
10
Actualmente los pobladores de la comunidad Cantón Las Cruces no tienen acceso
a saneamiento ambiental, facilitando el aparecimiento de enfermedades
gastrointestinales o de otra índole relacionadas con el contacto directo o indirecto,
con aguas negras, así también la proliferación de vectores como moscas y
zancudos, afectando principalmente a los grupos más vulnerables, como los niños,
que en la comunidad representan el 42%. Los habitantes sólo pueden acceder a
depositar las aguas negras que generan, en las calles y zanjones aledaños. Uno
de los efectos negativos de tal situación es el aspecto ambiental del lugar, que se
deteriora considerablemente, esto debido a que las aguas de los zanjones se
mezclan con escorrentía de aguas negras, lo que disminuye la capacidad para el
desarrollo de flora y fauna de la micro región. También se considera que los
habitantes utilizan las aguas de estos zanjones para el lavado de ropa u otros
usos.
11
2.5. Situación con proyecto Este proyecto permitiría tratar las aguas negras generadas por los pobladores, por
medio de una conducción y tratamiento en un sistema primario (sedimentador) y
secundario (filtro percolador), para posteriormente desfogarlas al zanjón aledaño a
la comunidad, permitiendo la disminución significativa de descargas
contaminantes al mismo, lo que evitaría la proliferación de vectores (moscas y
zancudos) contaminantes.
La población menor de catorce años será la más beneficiada ya que en las calles
no correrían aguas negras, evitando el contacto de las mismas y el riesgo de
contraer enfermedades en la piel, sería menor.
El índice de desarrollo humano de los pobladores se incrementaría, redundando
en una calidad de vida mejor.
El medio ambiente –biótico- sería beneficiado debido a que disminuiría los niveles
de contaminación de las aguas superficiales.
2.6. Tipos de beneficios a generar 2.6.1. Beneficios sociales Incrementar de manera significativa el índice de desarrollo humano de los
pobladores de la comunidad Cantón Las Cruces, así también mejora
significativamente la disposición y tratamiento de las aguas negras, repercutiendo
en la mejora de la calidad ambiental de la micro región.
2.6.2. Beneficios económicos Este proyecto generará un impacto económico con un ámbito local y de manera
temporal al utilizarse mano de obra no calificada de la comunidad solamente en
fase de construcción, pero en la etapa de operación no generará ningún beneficio
económico adicional.
2.7. Reconocimiento y mapeo Se realizó el reconocimiento y mapeo del lugar identificando calles, avenidas,
casas existentes, topografía que la zona presenta, posible ubicación de descarga
y cuerpos receptores que la zona puede ofrecer para ubicar la planta de
tratamiento.
Figura No.6, Croquis del sistema de drenaje, cantón Las Cruces
12
2.8. Levantamiento topográfico
CAMPO DE FUTBOL
PLANTA DE TRATAMIENTO
PUESTO DE SALUDPROXIMAMENTE
CERCO
RÍO QUITA CALZÓN
CANDELA DOMICILIAR
CALLE PRINCIPAL
CALLEJONES
A CENTRO CANTÓN LAS CRUCESA SAN BERNARDINO
La topografía se divide en dos ramas muy importantes que son: Planimetría y
Altimetría. Dentro de las cuales existen dos tipos de levantamiento topográficos
que son poligonal abierta y poligonal cerrada.
El levantamiento topográfico constituye uno de los elementos básicos para realizar
el diseño de drenaje, ya que proporciona datos necesarios para la
determinación de la geometría y planimetría para el diseño.
Continua en pagina 15
GRA MIN100
BM 1.412 101.41 ÁRBOL DE MANGO1 2.065 99.347 69.90 275 45 PUESTO DE SALUD2 1.708 99.704 12.00 275 45 CEIBA3 1.610 99.802 0.00 275 454 3.625 97.787 48.50 205 10 PRIMER RAMAL
1.55 99.3375 0.510 98.827 55.70 85 22 PRIMER RAMAL6 0.725 98.612 25.00 85 22 PRIMER RAMAL7 0.972 98.365 2.00 85 22 PRIMER RAMAL8 1.861 97.476 9.38 188 559 2.024 97.313 16.46 188 55
10 2.496 96.841 32.52 188 5511 2.992 96.345 45.20 188 5512 3.303 96.034 55.90 188 5513 3.625 95.712 66.65 188 55 SEGUNO RAMAL
1.345 97.05714 1.522 95.535 24.24 266 18 SEGUNO RAMAL15 1.763 95.294 11.39 185 616 1.870 95.187 15.44 185 617 2.462 94.595 21.00 185 618 2.855 94.202 39.22 185 6
0.726 94.92819 1.566 93.362 58.42 185 6 TERCER RAMAL20 1.262 93.666 25.00 269 33 TERCER RAMAL21 1.650 93.278 6.09 184 2122 2.203 92.725 14.60 184 2123 3.620 91.308 40.93 184 2124 3.83 91.098 48.36 184 21 CUARTO RAMAL
1.645 92.74325 0.560 92.183 20.00 92 46 CUARTO RAMAL26 0.150 92.593 31.69 92 46 CUARTO RAMAL27 0.277 92.466 39.09 92 46 CUARTO RAMAL28 0.224 92.519 58.66 92 46 ÁRBOL DE NANCE29 1.433 91.310 7.34 4 39
1.585 92.89530 2.006 90.889 21.74 180 12 QUINTO RAMAL
1.54 92.42931 2.244 90.185 40.35 185 22 QUINTO RAMAL32 1.087 91.342 20.00 185 22 QUINTO RAMAL33 2.268 90.161 20.00 185 2234 2.38 90.049 40.00 185 22
-
Tabla No. 2, Libreta topográfica drenaje sanitario y planta de tratamiento, cantón Las Cruces, San Bernardino, Suchitepéquez
COTA DHAZ
OBSERVACIONESPTO + PV ( - )
13
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1.293 91.34235 2.265 89.077 20.00 177 4436 3.028 88.314 40.00 177 44
1.345 89.65937 2.150 87.509 20.00 175 938 2.49 87.169 29.60 175 9
1.46 88.62939 0.787 87.842 20.00 88 3640 0.42 88.209 40.00 88 36
1.455 89.66441 1.506 88.158 20.00 87 5842 1.814 87.850 40.00 87 58
1.3 89.15043 1.776 87.374 20.00 88 4644 1.915 87.235 40.00 88 4645 2.33 86.820 60.00 88 46
1.29 88.11046 2.197 85.913 10.00 89 1747 3.243 84.867 20.00 89 1748 3.813 84.297 24.17 89 17 ORILLA DEL RÍO
Fuente: el autor
2.8.1. Levantamiento altimétrico Parte de la topografía que describe un terreno respecto a las alturas referidas a un
plano (horizonte), comprende todos los trabajos necesarios para representar sobre
el plano horizontal el perfil del terreno. Para el levantamiento topográfico se
utilizó el método de nivelación simple, los datos se muestran en la Tabla No. 2.
1) (+) ADVCoHI +=
2) (-) ATRTN VHIC −= (4)
Donde HI = altura de instrumento
Co = cota inicial arbitraria
VAD = vista adelante
CRTN = cota razante de terreno natural
VAT = vista atrás (4) bibliografía 5
14
2.8.2. Equipo utilizado
1 Aparato nivelador de trípode, LEICA WILD NA 20
1 Cinta métrica de 100m/330pies STANLEY
1 Estadal de 4.00 m
2.9. Cálculo del sistema 2.9.1. Período de vida útil Se define como el tiempo durante el cual un proyecto funcionará de manera
eficiente. Los sistemas de drenaje se diseñan a una vida útil de funcionamiento de
20 años a partir de la fecha de desarrollo del diseño.
2.9.2. Población futura El cálculo de la población futura obedece a un modelo matemático geométrico
donde dp/dt es proporcional al tamaño de la población p, es decir:
dp / dt = kp
En donde k es un factor de proporcionalidad y kp es la taza de crecimiento
poblacional, en habitantes por unidad de tiempo dada por la siguiente fórmula:
3) ( )
121 21
1
−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
−tt
ppr (4)
Donde r = tasa de crecimiento geométrico
p1 = población en último censo
p2 = población penúltimo censo
t1 = fecha último censo
t2 = fecha de penúltimo último censo
Y para población futura:
4) ( )nrPaPf += 1 (4) Donde Pa = población actual
r = tasa de crecimiento geométrico n = tiempo de diseño
(4) bibliografía 5
15
2.9.3. Punto de descarga Los ramales desembocarán en la línea principal del sistema y ésta estará
conectada a la planta de tratamiento antes de ser vertida al cuerpo receptor (río
Quita Calzón).
2.9.4. Determinación de caudales 2.9.4.1. Caudal de diseño Es el caudal para el cual se diseña un tramo del sistema de drenaje, cumpliendo
con los requerimientos de diseño.
5) segltsQiliQQcomQindQdomqdis /inf =++++= (4)
2.9.4.2 Caudal domiciliar Es la cantidad de agua que se evacúa hacia el drenaje luego de ser utilizada en
las viviendas. Es función directa de la dotación de agua litros habitantes por día,
para el caso del Cantón Las Cruces se utilizó una dotación de 100lts/hab/día por
ser un área rural.
6) ./400,861**.*_ seglts
segdíaFrHabNodomiciliardotaciónQdom == (4)
2.9.4.3. Caudal industrial Es la cantidad de aguas negras que se desechan de las actividades de la
industria, está en función de la dotación de agua asignada para este fin y en la
cantidad de industrias existentes. Por no existir ninguna industria en el cantón Las
cruces, este caudal es cero y se expresa en lts/hab/dia.
7) ./400,861**.*_ seglst
segdíaFrcomerciosNoindustrialdotaciónQind == (4)
2.9.4.4. Caudal comercial Es la cantidad de aguas negras que se desechan de la actividad comercial (los
comercios), está en función de la dotación de agua asignada para este fin y la (4) bibliografía 5
16
cantidad de comercios existentes. Por no existir ninguna activad comercial en el
cantón Las Cruces, este caudal es cero y se expresa en lts/hab/dia.
8) ./400,861**.*_ seglts
segdíaFrcomerciosNocomercialdotaciónQcom == (4)
2.9.4.5. Caudal de infiltración Se considera como la cantidad de agua que se infiltra o penetra a través de las
paredes de la tubería, este depende de: la permeabilidad de la tubería, la
transmisibilidad del suelo, la longitud de la tubería, la profundidad a la que se
coloca la tubería. Por depender de muchos factores externos, se calcula
sólamente en función de la longitud de la tubería y del tiempo, su valor puede
variar entre 12,000 y 18,000 lts/km/día.
Para este diseño de sistema de drenaje se utilizará un valor de 12,000 lts/km/dia,
tomando en cuenta que la tubería a utilizar para el diseño será de PVC norma
3034.
9) ./400,861*_*//000,18000,12inf seglts
segdíaTramoLongdíakmltsaQ == (4)
2.9.4.6. Caudales ilícitos Este caudal lo constituye el agua de lluvia que llega a las tuberías de drenaje
como consecuencia de que algunos usuarios, conectan sus bajadas de agua
pluvial y reposaderas al sistema. Este caudal es perjudicial para el sistema y debe
evitarse para evitar daños y posible destrucción parcial del mismo. Se puede
calcular en función del área de techos, patios, de su permeabilidad y la intensidad
de lluvia con la fórmula siguiente:
10) segltsAICQili /360
**== Qili = CIA/360 = lts/seg (4)
Donde: Qili = caudal de infiltración C = coeficiente de escorrentía que depende de la superficie I = intensidad de lluvia A = área en hectáreas (4) bibliografía 5
17
Existe otra forma de calcular el caudal de conexiones lícitas, como un porcentaje
(20 %) del caudal domiciliar, que es el que se utilizará en este diseño.
2.9.4.7. Caudal de puesto de salud Este caudal se calcula por la cantidad de camas para pacientes existentes en el
puesto de salud.
11) ./400,861**.*_ seglts
segdíaFrcamasNohospitalesdotaciónQps == (4)
2.9.4.8. Factor de retorno (Fr) Es el porcentaje de agua, que después de ser usada, se conduce hacia el drenaje,
el cual se considera tomando en cuenta las actividades de la población, para el
diseño se considerará un 80 %.
2.9.4.9. Factor de caudal medio (Fqm) Se considera como la suma de todos los caudales anteriores descritos dividido
entre el número de habitantes a servir, en Guatemala los valores del caudal medio
que rigen son de 0.0020 a 0.0050, si por alguna razón el valor calculado estuviera
debajo de 0.0020 se adoptará este último y por el contrario el valor calculado
estuviera arriba de 0.0050 se tomará como valor de diseño este ultimo. Cuando no
se pueda obtener los datos requeridos para calcular el factor se puede asumir un
factor de acuerdo al criterio del diseñador, tomando como base la población en
cuestión. Se calcula con la siguiente fórmula: 12) . FhFqmhabNoQdis **.= (4)
13) .//.
inf habsegltsHabTNo
QiliQQcomQindQdomFqm =++++
= (4)
Donde Qdis = caudal de diseño para un tramo determinado No. habT = número de habitantes a servir en el tramo Fqm = factor de caudal medio Fh = factor de Harmon No. HabT = habitantes en total beneficiados en el sistema. (4) bibliografía 5
18
2.9.4.10. Factor de Harmon El factor de Harmon 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 principalmente en las horas pico.
10004
100018
)14p
p
Fh+
+=
(4) Donde Fh = factor de Harmon
P = población total beneficiada
2.9.5. Pendientes El drenaje funciona debido a la gravedad. Las tuberías se conectan en ángulo
descendente, desde el interior de los predios a la red municipal, desde el centro de
la comunidad hacia el exterior de la misma. Se recomienda que en lo posible la
pendiente utilizada en el diseño sea la misma del terreno natural, esto con el fin de
evitar sobre costos por excavación innecesaria, pero debe cumplir las relaciones
hidráulicas y las velocidades permisibles. Dentro de las viviendas se sugiere
utilizar una pendiente mínima de 2%, lo que asegura el arrastre de materia sólida.
2.9.6. Velocidades de diseño 2.9.6.1. Velocidad máxima y mínima Dentro de la tubería en el sistema la velocidad mínima del flujo asumiendo un flujo
laminar deberá ser 0.60 m/s con lo que se asegura que no exista sedimentación
de los sólidos que se transportan en el flujo; como máxima velocidad se permite 3
m/s para que el flujo no cause erosión en las paredes de la tubería del sistema de
drenaje. Cuando la velocidad no se encuentre dentro de este rango deberá
modificarse la pendiente para que la velocidad pueda estar dentro de los límites.
En todos los casos se recomienda verificar la velocidad de flujo en la tubería tanto
para caudales de población actual como para el caudal de la población futura.
0.60 m/s ≤ v ≤ 2.50 m/s. (5)
(5) bibliografía 3
19
2.9.6.2. Fórmula de Manning Es una fórmula experimental y se deriva de la fórmula de Chezy, en la que la
velocidad V, es igual a una constante C, que depende de la rugosidad de la
superficie del conducto, multiplicada por la raíz cuadrada del producto del radio
hidráulico por la pendiente, es decir:
15) SRCV *= .
Manning descubrió mediante experimentos, que la constante C, en la fórmula de
Chezy varía de acuerdo a la siguiente expresión:
16) n
RC6/1
=
Sustituyendo en la fórmula de Chezy y simplificando
17) SRn
V **1 3/2=
Y para secciones circulares
18) n
SDV **03429.0 3/2
= Formula de Manning (5)
Donde: V = velocidad en m/s
C = constante de rugosidad del material
R = radio hidráulico en m
S = pendiente en m/m
D = diámetro de la tubería en pulgadas
n = factor de rugosidad de la superficie del material
= 0.014 para tubos de concreto
= 0.010 para tubos de PVC.
Ecuación de caudal
19) AVQ *= (5) Donde: Q = caudal V = velocidad A = área (5) bibliografía 3
20
Para el caso particular de diseño se utilizará la fórmula para secciones circulares
porque la tubería a considerar en el diseño es de sección circular y funciona como
sección parcialmente llena.
2.9.6.3. Factor de Rugosidad
El factor de rugosidad depende del tipo de material con que esté construido un
canal, y expresa que tan lisa es la superficie del material por donde se desplaza el
flujo, puede variar con el tiempo (ver tabla 1 factores de rugosidad). Para este
diseño se utilizó un valor de n = 0.010
21
TIPO DE SUPERFICIE MÍNIMO MÁXIMOSupeficie de mortero de cemento 0.011 0.03Mampostería 0.017 0.03Tubos de concreto diámetro menor a 24" 0.017 0.03Tubos de concreto diámetro mayor de 24" 0.013 0.018Tubería de asbeso-cemento 0.009 0.011Tubería de PVC 0.006 0.011
Tabla No. 3, Factor de rugosidad
Fuente: bibliografía 2
2.9.7. Cota invert Se denomina cota invert a la distancia existente entre el nivel de la rasante del
suelo y el nivel inferior de la tubería, para calcular la cota invert se toma como
base la pendiente del terreno y la distancia entre pozos de visita, siguiendo las
siguientes reglas:
a) La cota invert de salida de un pozo de visita, se coloca al menos 3 cm por
debajo de la cota invert de llegada, de la tubería más baja que llegue al pozo.
b) Cuando el diámetro de la tubería que entra a un pozo de visita es menor que
el diámetro de la tubería que sale, la cota invert de salida deberá estar más
baja una distancia igual a la diferencia entre diámetros del y tubo de entrada
con el tubo de salida como mínimo.
22
2.9.8. Tipos de tubería Existen varios tipos de materiales con los cuales se puede fabricar tubería para
drenajes, el hierro galvanizado se utilizó en algún tiempo atrás pero su costo
elevado y rápida corrosión no lo hacen un buen material para este tipo de trabajo,
el asbesto cemento se utilizó anteriormente, pero el tiempo de vida útil no es muy
largo, el concreto es utilizado actualmente, el costo es aceptable y su duración
también pero su instalación es un poco lenta, el PVC es el material que hasta
ahora más se adapta a la necesidades de nuestro medio, su costo es más elevado
pero su durabilidad y tiempo de instalación lo recompensa. En este sistema se
diseñará con tubería PVC norma 3034.
2.9.9. Diámetro de la tubería Es uno de los elementos que hay que calcular, para lo cual hay que seguir ciertas
normas para evitar que la tubería se obstruya. Según normas del Instituto
Nacional de Fomento Municipal, se debe utilizar para sistemas de drenajes
sanitarios un diámetro mínimo de 8" cuando se utilice tubería de cemento y de 6"
mínimo cuando la tubería sea de PVC, para las conexiones domiciliares el
diámetro mínimo en tubería de cemento es de 6" y con tubería de PVC el diámetro
será de 4". (5)
El diámetro de la tubería en el diseño estará dado por varios factores como lo son:
la pendiente del terreno natural, el caudal de diseño y la velocidad del flujo,
tomando en cuenta las normas ya mencionadas.
2.9.10. Profundidad de la tubería Para determinar la profundidad de la tubería, se hace mediante el cálculo de las
cotas invert, debe tomarse en cuenta que la tubería tenga un recubrimiento
adecuado, para no dañarse con el paso de vehículo y peatones o que sufra alguna
ruptura con un golpe de algún objeto pesado. El recubrimiento mínimo es de 1.20
m en las áreas de circulación de vehículos: en algunos casos se puede utilizar un
recubrimiento menor, pero debe de estar seguro sobre el tipo de circulación que
habrá en el futuro en esta área y debe tenerse en consideración también el (5)bibliografía 3
diámetro de la tubería para considerar la profundidad de la misma (ver tabla No.4
profundidad de tubería).
En el cantón Las Cruces, actualmente no circulan vehículos en la calle principal
donde pasará el ramal principal, pero en un futuro puede que exista algún tipo de
tránsito de tipo liviano, por lo que se le puede considerar una profundidad de
0.75m de la tubería.
Diámetro en pulgadas 8 10 12 16 18 20 24 30 36Tránsito normal 1.22 1.28 1.33 1.41 1.50 1.58 1.66 1.84 1.99Tránsito pesado 1.42 1.48 1.53 1.61 1.70 1.78 1.86 1.86 2.19
Tabla No. 4, Profundidad de tubería (m)
Fuente: bibliografía 2
2.9.11. Excavación La tierra que se extrae de la excavación debe colocarse a 0.75 m del borde de la
zanja hacia ambos lados, como mínimo. Para profundidades mayores de 3 m la
tierra debe colocarse a 1 m del borde de la zanja y la altura no debe exceder de
1.50 m para no generar sobre peso en el borde de la zanja; en lugares en donde
no sea posible ubicar la tierra a estas distancias se puede acumular sólo en un
lado, caso contrario se tendría que excavar por tramos, colocar tubería y rellenar
la zanja, evitando así posibles derrumbes. El ancho de la zanja está en función del
diámetro de la tubería y la altura de la cota invert a la cual se instalará la tubería
(ver tabla No.5 ancho de zanja).
Ø en pulg
1m a 1.30m
a 1.85m
1.86m a 2.35m
2.36m a 2.85m
2.86m a 3.35
3.36m a 3.85m
3.86m a 4.35m
4.36m a 4.85m
4.86m a 5.35m
5.36m a 5.85m
5.86m a 6.35m
6 0.6 0.6 0.65 0.65 0.7 0.7 0.75 0.75 0.75 0.8 0.88 0.6 0.6 0.65 0.65 0.7 0.7 0.75 0.75 0.75 0.8 0.8
10 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.75 0.75 0.75 0.8 0.812 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.8 0.816 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.918 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.120 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.124 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.3530 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.5536 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75
Tabla No. 5, Ancho de zanja
Fuente: bibliografía 2
23
2.9.12. Pozos de visita Son elementos importantes dentro de un sistema de drenaje, su principal función
es de servir como cámaras de limpieza del sistema, para unir dos o más ramales,
cambios de dirección en el sistema y cambios bruscos de pendientes, se colocan
a una distancia no mayor de 100 m entre cada uno, la profundidad dependerá de
la cota invert, con una altura mínima de 1 m y a una altura donde se considere que
no aumentará el presupuesto del diseño, si hay profundidades muy grandes se
deberá considerar el chequeo en el diseño, en alturas mayores de 0.70 m del tubo
de llegada más alto y el tubo de salida, deberán considerarse mecanismos para la
reducción del impacto del flujo en la parte inferior del pozo. Para contrarrestar
esta fuerza de impacto se recomienda dejar una cama de agua de no menos de
10 cm para amortiguar el impacto. Su construcción será de ladrillo tayuyo en unión
de punta, con un recubrimiento interno (alisado con savieta), que impermeabilice y
selle la parte interior del mismo, evitando así filtraciones hacia el exterior, el fondo
del pozo deberá ser de forma acanalada para dirigir el caudal hacia el tubo de
salida, deberá llevar escalones de varilla de acero número 5, espaciados a cada 5
hiladas, el primer escalón debe de quedar a 0.40 m del fondo para facilitar el
acceso a inspecciones de forma cómoda y segura, la tapadera del pozo de visita
será de 0.13 m de espesor, con refuerzo por temperatura acero No. 4 espaciado a
cada 0.12 m en ambos sentidos, el brocal deberá ser reforzado con 3 varillas de
acero No. 3 en forma circular con estribos de acero No. 3 como eslabones en
forma de L, consideraciones técnicas recomendadas por el autor (ver planos en
anexo 7 dibujo)
2.9.13. Ejemplo de cálculo -Calculando la taza de crecimiento geométrico, tomando como base los datos
estadísticos que aparecen en aspectos de población.
Ec.3 184949288 1992002
1
−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
−
habhabr = 0.03024
r = 3.024 Taza de crecimiento porcentual.
24
25
2.9.13.1. Condiciones actuales -Tomando como media de 6 habitantes por casa.
-El número de casa a las cuales se le brindará el servicio actualmente es de 33,
por consiguiente, el número de habitantes actualmente es 198.
Ec.11 Qcs = 1000 lt/cama/dis * 5 camas * 0.8 * 1 dia/86,400 seg = 0.046 lt/seg
Ec.6 Qdom = 100 lt/hab/dia * 198 hab * 0.80 * 1 dia/86,400 seg = 0.183 lt/seg
Ec.8 Qcom = 0
Ec.7 Qind = 0
Ec.9 Qinf = 18,000 lt/km/dia * 0.784 km *1 dia/86,400 seg = 0.163 lt/seg
Ec.10 Qili = 0.183 lt/seg * 20% = 0.0366 lt/seg
-Calculando Factor de caudal medio.
Ec.13 Fqm = 0.429 lt/seg/ 198 hab = 0.0022 lt/hab/seg
2.9.13.2 Condiciones futuras a 20 años -Calculando población futura.
Ec.4 Pf = 198 hab*(1+0.03024)ˆ20 = 360 hab
Ec.11 Qcs = 1000 lt/cama/dis * 10 camas * 0.8 * 1 dia/86,400 seg = 0.093 lt/seg
Ec.6 Qdom = 100 lt/hab/dia * 360 hab * 0.80 * 1 dia/86,400 seg = 0.333 lt/seg.
-Se contemplan actividad comercial futura.
Ec.8 Qcom = 150lt/comercio/dia*5 comercios*0.80*1dia/86,400 seg = 0.007 lt/seg
Ec.7 Qind = 0
Ec.9 Qinf = 18,000 lt/km/dia * 0.784 km *1 dia/86,400 seg = 0.163 lt/seg
Ec.10 Qili = 0.333 lt/seg * 20% = 0.067 lt/seg.
-Calculando Factor de caudal medio.
Ec.13 Fqm = (0.663 lt/se) / 360 hab = 0.0018 lt/hab/seg < 0.002.
Como el Fqm es menor que el parámetro menor permisible, se tomará este
parámetro menor permisible como Fqm, entonces el Fqm = 0.002
2.9.13.3. Diseñando tramo de PV4 al PV3 (ver en planos) -En el tramo PV4 a PV3 existen 4 casa y una población actual de 24 habitantes
Pa = 24 hab
-Calculando población futura en el tramo PV4 a PV3.
Ec.4 Pf = 24*(1+0.03024)20 = 44 hab.
-Parámetros a sección llena, asumiendo Ø = 6 y una pendiente de S = 2%
Ec.18 smV /790.101.0
025.0*6*03429.0 3/2
==
Ec.19 ( ) ./65.32/032.040254.0*6*/790.1 3
2
segltssmsmQ ===π
Condiciones actuales: -Calculando Caudal de diseño
Ec.12 Qdis actual=24hab*0.0022lt/hab/seg*1000/2441000/2418
++ +0.046lt/seg=0.277lt/seg
-Calculando relaciones hidráulicas:
Actual Qdis/Q = 0.277 / 32.656 = 0.0084 lt/seg
-De tabla 2 relaciones hidráulicas en anexos
Qdis/Q = 0.0084
v/V = 305 => v = 1.79m/seg * 0.305 = 0.55m/seg < 0.60m/seg.
Condiciones futuras: -Calculando Caudal de diseño:
Ec.12 Qdis futuro=44hab*0.002lt/hab/seg*1000/4441000/4418
++ +0.093lt/seg= 0.470lt/seg
-Calculando relaciones hidráulicas:
26
27
Futuro Qdis/Q = 0.470 / 32.656 = 0.0143 lt/seg
-De tabla 2 relaciones hidráulicas en anexos
Qdis/Q = 0.0143
v/V = 0.361 => v = 1.79m/seg * 0.361 = 0.65m/seg > 0.60m/seg
Para este caso en particular, en la condición actual, la velocidad de diseño estará
por debajo de los parámetros permisibles 0.60 m/seg, para evitar excavaciones
excesivas y con esto no encarecer el proyecto, tomando en cuenta estas
consideraciones se puede diseñar a velocidades no menores de 0.40 m/seg.
2.9.13.4. Calculando cota invert Se determina que la profundidad del pozo de visita según los parámetros de la
tabla 2 profundidad de tubería que se encuentra en anexos, tomando en cuenta
que no existe ningún tipo de tránsito vehicular actualmente y previendo en el futuro
algún tipo de tránsito liviano, se propone una la altura de PV inicial de algún tramo
a una profundidad de 0.75 m, por lo tanto se calculan la cotas del sistema de
drenaje y las cotas invert.
Cota salida = cota terreno natural inicio – HPV4 = 98.827 – 0.75 = 98.08 Cota entrada = cota de inicio – (% * Dh) = 98.08 – (2.5 % * 55.70) = 96.68 Cota invert salida = HPV4 = 0.75 Cota invert entrada = cota terrena natural final - cota de entrada = = 97.787 – 96.68 = 1.10. 2.9.13.5. Cálculo de excavación de tierra Vol tierra=(cota invert salida+cota invert entrada)/2 * DH * Ancho Zanja
= (0.75 + 1.10)/2 * 55.70 * 0.40 = 20.64 m3
2.9.13.6. Tabla de cálculo
Tabla No. 6, Cálculo de sistema de drenaje
SDISEÑO
DE A INICIO FINAL (m) LOCAL ACUM. ACTUAL FUTURO ACTUAL FUTURO DE A (%)1 2 99.347 99.802 69.90 -0.65% 1 1 6 11 0.105 0.190 0.75 2.63 2.00%2 3 99.802 97.787 48.50 4.15% 1 2 12 22 0.162 0.285 2.63 1.62 2.00%4 3 98.827 97.787 55.70 1.87% 4 4 24 44 0.277 0.474 0.75 1.62 2.50%3 5 97.787 95.712 66.65 3.11% 4 10 60 109 0.613 1.016 1.62 1.44 2.50%6 5 95.535 95.712 24.24 -0.73% 3 3 18 33 0.220 0.380 0.75 1.44 2.00%5 7 95.712 93.362 58.42 4.02% 3 16 96 174 0.943 1.544 1.44 1.17 3.50%8 7 93.666 93.362 25.00 1.22% 4 4 24 44 0.277 0.474 0.75 1.17 2.50%7 9 93.362 91.098 48.36 4.68% 3 23 138 250 1.322 2.149 1.17 1.35 5.00%
10 9 92.519 91.098 58.66 2.42% 3 3 18 33 0.220 0.380 0.75 1.35 3.00%9 11 91.098 90.889 14.40 1.45% 0 26 156 283 1.482 2.407 1.35 1.89 1.50%
12 11 90.185 90.889 40.35 -1.74% 4 4 24 44 0.277 2.219 0.75 1.89 1.00%11 13 90.889 89.320 55.00 2.85% 3 33 198 259 1.854 2.219 1.89 1.17 1.50%13 14 89.320 87.169 54.60 3.94% 0 33 198 259 1.854 2.219 1.17 1.24 4.00%14 15 87.169 88.171 55.00 -1.82% 0 33 198 259 1.854 2.219 1.24 2.82 1.00%15 16 88.171 87.305 55.00 1.57% 0 33 198 259 1.854 2.219 2.82 2.53 1.00%16 17 87.305 84.297 54.17 5.55% 0 33 198 259 1.854 2.219 2.53 1.18 3.00%
No. DE CASAS No. DE HABITANTESQ dis
PROF. PV.(lt/hab/seg)PV COTAS TERRENO DHS
TERRENO (%)
SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA V Q Qdis/Q v Qdis/Q vDE A (pulg.) (m) (m) (m) (m) (m/seg) (lt/seg) (lt/seg) (m/seg) (lt/seg) (m/seg)
1 2 6 98.60 97.20 0.75 2.60 1.601 29.205 0.00360 0.239 0.38 0.00651 0.281 0.452 3 6 97.17 96.20 2.63 1.59 1.601 29.205 0.00555 0.273 0.44 0.00976 0.320 0.514 3 6 98.08 96.68 0.75 1.11 1.790 32.652 0.00848 0.305 0.55 0.01452 0.361 0.653 5 6 96.17 94.50 1.62 1.21 1.790 32.652 0.01877 0.388 0.69 0.03112 0.456 0.826 5 6 94.79 94.30 0.75 1.41 1.601 29.205 0.00753 0.297 0.48 0.01301 0.348 0.565 7 6 94.27 92.23 1.44 1.13 2.118 38.636 0.02441 0.420 0.89 0.03996 0.490 1.048 7 6 92.92 92.29 0.75 1.07 1.790 32.652 0.00848 0.305 0.55 0.01452 0.361 0.657 9 6 92.20 89.78 1.17 1.32 2.532 46.188 0.02862 0.439 1.11 0.04653 0.511 1.29
10 9 6 91.77 90.01 0.75 1.09 1.961 35.772 0.00615 0.281 0.55 0.01062 0.327 0.649 11 6 89.75 89.53 1.35 1.36 1.387 25.301 0.05857 0.548 0.76 0.09513 0.633 0.88
12 11 6 89.44 89.03 0.75 1.86 1.132 20.649 0.01341 0.348 0.39 0.10746 0.408 0.4611 13 6 89.00 88.18 1.89 1.14 1.387 25.301 0.07328 0.587 0.81 0.08770 0.669 0.9313 14 6 88.15 85.96 1.17 1.21 2.264 41.299 0.04489 0.507 1.15 0.05373 0.587 1.3314 15 6 85.93 85.38 1.24 2.79 1.132 20.649 0.08979 0.624 0.71 0.10746 0.716 0.8115 16 6 85.35 84.80 2.82 2.50 1.132 20.649 0.08979 0.624 0.71 0.10746 0.716 0.8116 17 6 84.77 83.15 2.53 1.15 1.961 35.772 0.05183 0.528 1.04 0.06203 0.605 1.19
PV
RELACIONES HIDRÁULICAS
DIAM.COTA INVERT SECCIÓN LLENA ACTUAL FUTURO
v/V v/V
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29
2.10. Especificaciones técnicas
Por las condiciones topográficas del terreno, la pendiente de la razante del
terreno natural en el tramo inicial de PV1 a PV2 en negativa, provocando
esto que la pendiente de diseño en la tubería sea la mínima permisible, esto
para evitar excavaciones mayores que eleven el costo del proyecto,
provocando esto que la velocidad en este tramo no se encuentre dentro del
rango permisible, pero debido al material de la tubería PVC la cual se
considera para este diseño, permite utilizar pendientes de hasta 1%, dado
que en el tramo en consideración la pendiente utilizar es del 2%, mayor a
la pendiente mínima permisible se considera funcional.
La tubería a utilizar en la línea principal, ramales y accesorios deben de ser
de PVC norma ASTM D3034, esta especificación cubre los requisitos
mínimos de métodos de ensayos de materiales, dimensiones, resistencia al
impacto y rigidez necesaria para el buen funcionamiento del sistema.
El criterio tomado por el autor como base para el diseño del cabezal a
construir en el área de desfogue es únicamente de protección para el tubo
de desfogue, (ver detalles en anexos dibujo 14).
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3. PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES, SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ El agua es uno de los recursos naturales más importantes y junto con el aire, la
tierra y la energía constituye los cuatro recursos básicos en que se apoya el
desarrollo humano. La importancia de la calidad del agua ha tenido un lento
desarrollo. Hasta finales del siglo XIX no se reconoció el agua como origen de
numerosas enfermedades infecciosas. Hoy en día, la importancia tanto de la
cantidad como de la calidad del agua está fuera de toda duda. El agua es uno de
los compuestos más abundantes de la naturaleza y cubre aproximadamente las
tres cuartas partes de la superficie de la tierra. Sin embargo, en contra de lo que
pudiera parecer, diversos factores limitan la disponibilidad de agua para uso
humano. Más del 97% del agua total del planeta se encuentra en los océanos y
otras masas salinas y no están disponibles para casi ningún propósito. Del 3%
restante, por encima del 2% se encuentra en estado sólido, hielo, resultando
prácticamente inaccesible. Por tanto, podemos concluir, que para el hombre y sus
actividades industriales y agrícolas, sólo resta un 0.62% que se encuentra en
lagos, ríos y agua subterráneas. La cantidad de agua disponible es ciertamente
escasa, aunque mayor problema es aún su distribución irregular en el planeta.
3.1. Aguas residuales 3.1.1. Definición de agua residual Se denomina aguas servidas a aquellas que resultan del uso doméstico, comercial
o industrial del agua. Se les llama también aguas residuales, aguas negras o
aguas cloacales. Son residuales pues, habiendo sido usada el agua, constituye un
residuo, algo que no sirve para el usuario directo; son negras por el color que
habitualmente tienen. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas
y aguas residuales, en el sentido que las primeras sólo provendrían del uso
doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e
industriales. En todo caso, están constituidas por todas aquellas aguas que son
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conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las
infiltraciones de agua del terreno.
3.1.2. Razones para tratar las aguas residuales El tratamiento y disposición final de las aguas servidas tiene por objeto evitar que
las aguas receptoras se trasformen en ofensivas o inapropiadas en consideración
a la salud, ornato urbano (vistas y olores) y económicas, las razones principales
para tratar las aguas residuales se pueden describir:
a) Salud: eliminar en su totalidad los organismos patógenos de origen entérico,
para evitar la contaminación que contribuya a trastornos orgánicos en las
personas.
b) Ornato urbano: eliminar todas aquellas materias orgánicas o de otro tipo que
son ofensivas para el bienestar, agrado y salud de las comunidades, que
inciden en el aspecto estético o urbanístico de los sectores cercanos a donde
escurren las aguas servidas.
c) Económica: las aguas servidas evacuadas en un río, lago u otro cuerpo
receptor, podría desvalorizar las propiedades cercanas, perjudicar los
servicios de agua para el consumo humano.
3.1.3. Tipos de aguas residuales
La clasificación se hace con respecto a su origen, ya que este origen es el que va
a determinar su composición.
3.1.3.1. Aguas residuales urbanas Son los vertidos que se generan en los núcleos de población urbana como
consecuencia de las actividades propias de éstos. Los aportes que generan esta
agua son: aguas negras o fecales, aguas de lavado domésticos, aguas
provenientes del sistema de drenaje de calles y avenidas, aguas de lluvia, las
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aguas residuales urbanas presentan una cierta homogeneidad cuanto a
composición y carga contaminante, ya que sus aportes van a ser siempre los
mismos. Pero esta homogeneidad tiene unos márgenes muy amplios, ya que las
características de cada vertido urbano van a depender del núcleo de población en
el que se genere, influyendo parámetros tales como el número de habitantes, la
existencia de industrias dentro del núcleo, tipo de industria, etc.
3.1.3.2. Aguas residuales industriales Son aquellas que proceden de cualquier actividad o negocio en cuyo proceso de
producción, transformación o manipulación se utilice el agua. Son enormemente
variables en cuanto a caudal y composición, difiriendo las características de los
vertidos, no sólo de una industria a otro, sino también dentro de un mismo tipo de
industria. A veces, las industrias no emite vertidos de forma continua, sino
únicamente en determinadas horas del día o incluso únicamente en determinadas
épocas de año, dependiendo del tipo de producción y del proceso industrial.
También son habituales las variaciones de caudal y carga a lo largo del día. Éstas
son más contaminadas que las aguas residuales urbanas, además, con una
contaminación mucho más difícil de eliminar. Su alta carga unida a la enorme
variabilidad que presentan, hace que el tratamiento de las aguas residuales
industriales sea complicado, siendo preciso un estudio específico para cada caso.
3.1.4. Tipos de contaminantes Actualmente, la contaminación de los cauces naturales tiene su origen en tres
fuentes: vertidos urbanos, vertidos industriales, contaminación difusa.
3.1.4.1. Clasificación de los contaminantes
Las sustancias contaminantes que pueden aparecer en un agua residual son
muchas y diversas.
3.1.4.1.1. Contaminantes orgánicos
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Son compuestos cuya estructura química está compuesta fundamentalmente por
carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Son los contaminantes mayoritarios en
vertidos urbanos y vertidos generados en la industria agroalimentaria. Los
compuestos orgánicos que pueden aparecer en las aguas residuales son:
Proteínas: Proceden fundamentalmente de excretas humanas o de desechos de
productos alimentarios. Son biodegradables, bastante inestables y responsables
de malos olores.
Carbohidratos: Incluimos en este grupo azúcares, almidones y fibras celulósicas.
Proceden, al igual que las proteínas, de excretas y desperdicios.
Aceites y Grasas: altamente estables, insoluble con el agua, proceden de
desperdicios alimentarios en su mayoría, a excepción de los aceites minerales que
proceden de otras actividades. Otros: Incluiremos varios tipos de compuestos,
como los tensioactivos, fenoles, organoclorados y organofosforados, etc. Su
origen es muy variable y presentan elevada toxicidad.
3.1.4.1.2. Contaminantes inorgánicos Son de origen mineral y de naturaleza variada: sales, óxidos, ácidos y bases
inorgánicas, metales, etc. Aparecen en cualquier tipo de agua residual, aunque
son más abundantes en los vertidos generados por la industria. Los componentes
inorgánicos de las aguas residuales estarán en función del material contaminante
así como de la propia naturaleza de la fuente contaminante.
3.1.4.2. Contaminantes habituales en las aguas residuales
Arenas: Entendemos como tales, a una serie particular de tamaño apreciable y
que en su mayoría son de naturaleza mineral, aunque pueden llevar adherida
materia orgánica. Las arenas enturbian las masas de agua cuando están en
movimiento, o bien forman depósitos de lodos si encuentran condiciones
adecuadas para sedimentar.
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Grasas y Aceites: Son todas aquellas sustancias de naturaleza lipídica, que al ser
insoluble con el agua, van a permanecer en la superficie dando lugar a la aparición
de natas y espumas. Estas natas y espumas entorpecen cualquier tipo de
tratamiento físico o químico, por lo que deben eliminarse en los primeros pasos del
tratamiento de un agua residual.
3.1.5. Residuos con requerimiento de oxígeno Son compuestos tanto orgánicos como inorgánicos que sufren fácilmente y de
forma natural procesos de oxidación, que se van a llevar a cabo un consumo de
oxígenos del medio. Estas oxidaciones van a realizarse bien por vía química o
bien por vía biológica.
Nitrógeno y Fósforo: Tienen un papel fundamental en el deterioro de las masas
acuáticas. Su presencia en las aguas residuales es debida a los detergentes y
fertilizantes, principalmente. El nitrógeno orgánico también es aportado a las
aguas residuales a través de las excretas humanas.
Agentes Patógenos: Son organismos que pueden ir en mayor o menor cantidad en
las aguas residuales y que son capaces de producir o transmitir enfermedades.
Otros Contaminantes Específicos: Incluimos sustancias de naturaleza muy diversa
que provienen de aportes muy concretos: metales pesados, fenoles, petróleo,
pesticidas, etc.
3.1.6. Consecuencias que Acarrean los Vertidos Aparición de fangos y flotantes: existen en las aguas residuales sólidos en
suspensión de gran tamaño que cuando llegan a los cauces naturales pueden dar
lugar a la aparición de sedimentos de fango en el fondo de dichos cauces,
alterando seriamente la vida acuática a este nivel, ya que dificultará la transmisión
de gases y nutrientes hacia los organismos que viven en el fondo.
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Por otra parte, ciertos sólidos, dadas sus características, pueden acumularse en
las orillas formando capas de flotantes que resultan desagradables a la vista y
además, pueden acumular otro tipo de contaminantes que pueden llevar a efectos
más graves.
Agotamiento del contenido en oxígeno: los organismos acuáticos precisan del
oxígeno disuelto en el agua para poder vivir. Cuando se vierten en las masas de
agua, residuos que se oxidan fácilmente, bien por vía químico o por vía biológica,
se producirá la oxidación con el consiguiente consumo de oxígeno en el medio. Si
el consumo de oxígeno es excesivo, se alcanzarán niveles por debajo del
necesario para que se desarrolle la vida acuática, dándose una muerte masiva de
seres vivos, además, se desprenden malos olores como consecuencia de la
aparición de procesos bioquímicos anaerobios, que dan lugar a la formación de
compuestos volátiles y gases.
Eutrofización: Un aporte elevado de nitrógeno y fósforo en los sistemas acuáticos
propicia un desarrollo masivo de los consumidores primarios de estos nutrientes;
zoo y fitoplanton y plantas superiores. Estas poblaciones acaban superando la
capacidad del ecosistema acuático, pudiendo llegar a desaparecer la masa de
agua.
Otros efectos: Pueden ser muy variados y van a ser consecuencia de
contaminantes muy específicos, como valores de PH por encima o por debajo de
los límites tolerables, presencia de tóxicos que afecta directamente a los seres
vivos.
3.1.7. Estado de las aguas residuales La extensión y la naturaleza de la descomposición bacteriana de los sólidos en
las aguas residuales, han dado origen a ciertos términos que describen
condiciones o estados de las aguas residuales.
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3.1.8. Características de las aguas residuales 3.1.8.1. Color, olor y sabor La coloración de un agua puede clasificarse en verdadera o real cuando se debe
sólo a las sustancias que tiene en solución y aparente cuando su color es debido a
las sustancias que tiene en suspensión. Los colores real y aparente son casi
idénticos en el agua clara y en aguas de escasa turbidez. La coloración de un
agua se compara con la de soluciones de referencia de platino−cobalto en tubos
colorimétricos, o bien con discos de vidrio coloreados calibrados según los
patrones mencionados.
El olor puede ser definido como el conjunto de sensaciones percibidas por el olfato
al captar ciertas sustancias volátiles. El procedimiento normalmente utilizado es el
de ir diluyendo el agua examinar hasta que no presente ningún olor perceptible. El
resultado se da como un número que expresa el límite de percepción del olor y
corresponde a la dilución que da olor perceptible. Debido al carácter subjetivo de
la medida, es recomendable que la medida la realicen al menos dos personas
distintas, comparando la percepción con la de un agua desodorizada. Debe
evitarse, como es lógico, en todo lo posible, la presencia de otros olores en el
ambiente.
3.1.8.2. Turbidez La turbidez de un agua se debe a la presencia de materias en suspensión.
Finamente divididas: arcillas, limos, partículas de sílice, materias inorgánicas. La
determinación de la turbidez tiene un gran interés como parámetro de control en
aguas contaminadas y residuales. Se puede evaluar en el campo o en el
laboratorio.
3.1.8.3. Acidez y alcalinidad La acidez de un agua corresponde a la presencia de anhídrido carbónico libre,
ácidos minerales y sales de ácidos fuertes y bases débiles.
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La alcalinidad de un agua corresponde a la presencia de los bicarbonatos,
carbonatos de hidróxidos. La depuración de las aguas residuales es un proceso
que persigue eliminar en la mayor cantidad posible la contaminación que lleva un
vertido antes de que éste incida sobre un cauce receptor, de forma que los niveles
de contaminación que queden en el efluente ya tratado puedan ser asimilados de
forma natural.
3.1.9. Aguas grises y negras Las aguas grises son: todas aquellas que son usadas para nuestra higiene
corporal o de nuestra casa y sus utensilios. Básicamente son aguas con jabón,
algunos residuos grasos de la cocina y detergentes biodegradables. Es importante
señalar que las aguas grises pueden transformarse en aguas negras si son
retenidas sin oxigenar en un tiempo corto. El tratamiento es sencillo si contamos
con el espacio verde suficiente, aprovechando la capacidad de oxigenación y
asimilación de las plantas del jardín o el huerto mediante un sistema de "drenaje
de enramado".
En caso de no contar con el espacio suficiente, las aguas grises deben ser
sometidas a un tratamiento previo que reduzca el contenido de grasas y de
materia orgánica en suspensión, para posteriormente ser mezcladas con las
aguas negras y pasar a un tren de tratamiento.
Las aguas negras son: las que resultan de los sanitarios y que por su potencial de
transmisión de parásitos e infecciones conviene tratar por separado con sistemas
de bioreactores.
3.2. Tratamientos de aguas residuales El tratamiento de las aguas negras es el proceso mediante el cual los sólidos, que
el liquido contiene, son separados parcialmente, haciendo que el resto de los
sólidos orgánicos complejos muy putrescibles queden convertidos en sólidos
minerales o en sólidos orgánicos relativamente estables.
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Los principales procesos de tratamiento son los físicos, biológicos y químicos:
a) Los procesos físicos: se basan en las propiedades físicas que incluye
separación de sólidos presentes en las aguas residuales y estabilización y
retención de partículas de gran tamaño.
b) Los procesos biológicos: se realizan gracias a la actividad de ciertos
microorganismos para la oxidación y mineralización de sustancias orgánicas
presentes en las aguas residuales.
c) Los procesos químicos: consiste en la separación o transformación de las
sustancias sedimentables mediante el uso de algún desinfectante para
eliminar patógenos presentes en el agua.
La selección de los procesos adecuados para tratar las aguas residuales, debe de
tener claro los objetivos que a continuación se describen:
a) La conservación de las fuentes de abastecimiento de agua para el uso diario.
b) La prevención de enfermedades que puedan afectar el desarrollo de la
población.
c) Las aguas residuales no ocasione molestias y malos olores.
d) Se debe procurar el mantener las aguas limpias para la vida acuática en
general.
d) En muchas poblaciones, la agricultura y la industria son las actividades que
sostiene el desarrollo de estas, por lo que debe de conservarse el agua para
que se pueda dar las dos actividades.
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3.2.1. Tipos de tratamientos En general, las aguas residuales consisten de dos componentes, un efluente
líquido y un constituyente sólido, conocido como lodo. Típicamente existen dos
formas generales de tratar las aguas residuales. Una de ellas, consiste en dejar
que las aguas residuales se asienten en el fondo de los estanques, permitiendo
que el material sólido se deposite en el fondo. Después se trata la corriente
superior de residuos con sustancias químicas para reducir el número de
contaminantes dañinos presentes. El segundo método más común, consiste en
utilizar la población bacteriana para degradar la materia orgánica. Este método,
conocido como tratamiento de lodos activados, requiere el abastecimiento de
oxígeno a los microbios de las aguas residuales para realzar su metabolismo.
Los pasos básicos para el tratamiento de aguas residuales incluyen:
3.2.1.1. Pretratamiento Remoción física de objetos grandes, cuya finalidad es eliminar materiales que
perjudiquen el sistema, proteger el equipo instalado en planta como bombas y
para facilitarle proceso de los siguiente tratamientos, los dispositivos utilizados
son:
a) Rejas de barras, rejillas y cribas
b) Desmenuzadores (cortadoras, trituradoras, otros)
c) Desarenadores
d) Trampas de grasa
e) Tanques de preareación.
3.2.1.2. Tratamiento primario Sedimentación por gravedad de las partículas sólidas y contaminantes adheridos,
el objetivo de esta unidad es la remoción de sólidos en suspensión, lo que puede
lograrse por medio de procesos físicos como la sedimentación (asentamiento), en
los que se logra eliminar de un 40 a 60% de sólidos, al agregar agentes químicos
(coagulación y floculación), se elimina entre un 80 a 90% del total de sólidos.
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Otros procesos son las filtraciones. Las unidades empleadas tratan de disminuir la
velocidad de las aguas negras para que se sedimenten los sólidos, los dispositivos
comúnmente utilizados son:
a) Tanques sépticos (fosa séptica)
b) Tanques de doble acción (tanque imhoff)
c) Tanques de sedimentación simple con eliminación de lodos manual o
mecánica.
d) Reactores anaeróbicos de flujo ascendente (RAFA).
Al utilizar substancias químicas se emplean otras unidades auxiliares como:
alimentadores de reactivos, mezcladores, dosificadores y floculadores.
3.2.1.3. Tratamiento secundario Digestión biológica que fomentan el crecimiento de microorganismos, la finalidad
de las unidades es la remoción de material coloidal y en suspensión. Para ello, al
utilizar procesos biológicos, se aprovecha la acción de microorganismos presentes
en las aguas residuales, los que el proceso de alimentación degrada la materia
orgánica, convirtiéndola en materia celular, productos inorgánicos o material
inerte. Los microorganismos pueden ser: aeróbicos y anaeróbicos. Los
dispositivos utilizados son:
a) Filtros percoladores con tanque de sedimentación secundaria.
b) Tanque de aireación.
b.1) Lodos activados con tanque de sedimentación simple
b.2) Aireación por contacto
c) Filtros de arena intermitente
d) Lagunas de estabilización.
Dependiendo de la forma en que están soportados los microorganismos, las
unidades pueden ser:
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Microorganismos fijos:
a) Filtros anaeróbicos
b) Reactor tubular de película fija
c) Filtros percoladores (rociadores)
d) Biodiscos (filtros rotativos).
Microorganismos suspendidos:
a) Lagunas aeróbicas
b) Lagunas anaeróbicas
c) Lagunas facultativas
d) Lagunas aireadas
e) Lodos activados
f) Aireación extendida
g) Zanjas de oxidación.
3.2.1.4. Tratamiento terciario Tratamiento químico (por ejemplo, precipitación, desinfección). También puede
utilizarse para realzar los pasos del tratamiento primario.
Las tecnologías de precipitación, coagulación y floculación, por lo general
involucran sistemas de alimentación química sofisticados que a menudo se
encuentran fuera del alcance tecnológico de los operadores de plantas de
tratamiento de agua en las áreas rurales. Mientras tanto, la filtración lenta con
arena es utilizada más a menudo como una aplicación de agua potable, pero
puede—bajo condiciones propicias—ser también utilizada para el control de aguas
residuales, jugando un papel doble como un sistema de tratamiento
biológicamente activo antes de alimentar las corrientes naturales de agua. Aún
así, éstas también requieren un funcionamiento y mantenimiento cuidadoso.
3.2.2. Agotamiento del contenido de oxígeno Los organismos acuáticos precisan del oxígeno disuelto en el agua para poder
vivir. Cuando se vierten en las masas de agua, residuos que se oxidan fácilmente,
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bien por vía químico o por vía biológica, se producirá la oxidación con el
consiguiente consumo de oxígeno en el medio.
Si el consumo de oxígeno es excesivo, se alcanzarán niveles por debajo del
necesario para que se desarrolle la vida acuática, dándose una muerte masiva de
seres vivos. Además, se desprenden malos olores como consecuencia de la
aparición de procesos bioquímicos anaerobios, que dan lugar a la formación de
compuestos volátiles y gases.
3.2.3. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO) Para medir la concentración de contaminantes orgánicos, en las aguas que
resultan del uso doméstico, el parámetro más utilizado es la Demanda biológica de
oxígeno o (DBO); ésta se define como la concentración de oxígeno disuelto
consumido por los microorganismos, presentes en el agua o añadidos a ella, la
medida en la oxidación de toda la materia orgánica presente en la muestra de
agua. Su valor debe ser inferior a 8 mg/l. Para ser considerada como potable.
Generalmente, en las aguas de origen doméstico, este valor fluctúa entre los 200
a 300 mg/l.
3.2.4. Selección del tratamiento El tratamiento de aguas residuales, depende del origen del contaminante. Para
este caso el agua residual es de origen doméstico. Las diferentes combinaciones
de procesos y operaciones unitarias de una planta de tratamiento funcionan como
un sistema, por lo que la elección del sistema de tratamiento a utilizar se
debe abordar desde una perspectiva global. La mayor parte de la selección de
procesos se centra en la evaluación y valoración de diferentes combinaciones de
procesos y operaciones unitarias y sus interacciones. Para esto se deben
tomar en cuenta los factores que pueden influir en la toma de decisión.
Una vez que se ha hecho una descripción general de las distintas alternativas que
comprende el tratamiento de aguas servidas y sus diferentes procesos y
43
tratamientos necesarios para darle cierto grado de tratamiento según las
necesidades de cada proyecto, es conveniente enfocarse a una sóla de ellas
sobre la cual se desarrollará el proyecto.
El rendimiento de una planta de tratamiento es la medida del éxito del
diseño, tanto si se analiza por la calidad del efluente como si se analiza en base
a los porcentajes de eliminación alcanzados para los contaminantes más
importantes. Existen muchos factores que pueden afectar el rendimiento del
sistema de tratamiento a utilizar.
La selección del proceso deberá sustentarse en rendimientos y mantenimiento,
aprovechando los recursos que el medio no pueda ofrecer, para no afectar la
economía del proyecto sin afectar su calidad.
3.2.5. Selección de tratamiento primario
3.2.5.1. Sedimentación La sedimentación es el proceso de separación de un conjunto de partículas que se
encuentran en suspensión en un fluido. En este caso, las partículas son discretas,
no cambian sus características durante el proceso de sedimentación.
La elección de este proceso fue realizada por varias razones, una de las más
importantes fue el factor económico para la contracción de la cámara para este
tipo de tratamiento y el mantenimiento de la cámara, que se recomienda realizarse
cada 6 meses.
3.2.5.1.1. Tanque rectangular de sedimentación primaria y flujo horizontal Siempre que un líquido que contenga sólidos en suspensión se encuentre en
estado de relativo reposo, los sólidos de peso específico superior al del líquido
tenderán a depositarse en el fondo y los de menor peso específico a ascender.
Estos principios básicos se emplean para el análisis y diseño de los tanques de
sedimentación utilizados en el tratamiento de aguas residuales. La
44
finalidad del tratamiento por sedimentación, es eliminar los sólidos fácilmente
sedimentables y del material flotante y, por lo tanto, reducir el contenido de sólidos
en suspensión en el agua tratada. Los tanques de sedimentación primaria
contribuyen de manera importante al tratamiento del agua residual.
Cuando los tanques se emplean como paso previo de tratamientos
biológicos, el cual es el caso del proyecto, su función es la reducción de la carga
afluente a los reactores biológicos. Los tanques de sedimentación primaria
dimensionados y operados de manera eficiente pueden eliminar entre el 50 y 70%
de los sólidos suspendidos y entre el 25 y 40% de la DBO. Los tanques de
sedimentación primaria que preceden a los procesos de tratamiento biológico,
pueden diseñarse de forma que sus tiempos de retención hidráulica sean menores
y tengan una carga de superficie más alta que los que se utilizan como único
medio de tratamiento.
3.2.5.1.2. Tiempo de retención
Por lo general, los tanques de sedimentación primaria se proyectan para
proporcionar un tiempo de retención entre 2 a 4 horas para el caudal medio del
agua residual. Los tanques que proporcionan tiempos de retención menores (0.5 a
1 hr), con menor eliminación de sólidos suspendidos, se usan en ocasiones
como tratamiento primario previo a las unidades de tratamiento biológico. En
el análisis y diseño de tanques de sedimentación primaria, los efectos de la
temperatura no suelen requerir atención especial. Sin embargo, en zonas de
climas fríos, los incrementos de la viscosidad del agua producidos por las bajas
temperaturas pueden retardar la sedimentación de las partículas y,
consecuentemente, reducir la eficiencia del proceso de separación de sólidos
cuando las temperaturas bajen de los 10 °C. En este caso, la temperatura
promedio de San Bernardino, Suchitepéquez, se encuentra por los 32 °C, por lo
que el tiempo de retención no se verá afectado por este factor.
45
3.2.5.1.3. Carga de superficie Los tanques de sedimentación se suelen dimensionar en función de la carga
de superficie, expresada en m3/m2. La adopción de una carga de superficie
adecuada depende del tipo de suspensión que se deba sedimentar. Los efectos
de la carga de superficie y del tiempo de retención sobre la eliminación de sólidos
suspendidos varían ampliamente en función de las características del agua
residual, de la proporción de sólidos sedimentables y de la concentración de
sólidos, principalmente. Es conveniente poner especial atención en el hecho de
que las cargas de superficie deben ser lo suficientemente reducidas como para
asegurar el rendimiento de las instalaciones en condiciones de caudal
punta. Para este diseño se trabajará con una carga superficial baja y adecuada
posible, ya que las condiciones de espacio físico las permiten.
3.2.1.5.1.4. Velocidad de arrastre
La velocidad de arrastre es importante en las operaciones de
sedimentación. Las fuerzas actuantes sobre las partículas sedimentadas son
causadas por la fricción del agua que fluye sobre las mismas. En los
tanques de sedimentación, las velocidades horizontales se deben mantener a
niveles bajos, de modo que las partículas no sean arrastradas desde el
fondo del tanque.
3.1.5.1.5 Variables que afectan la sedimentación a) Corrientes de densidad:
Son las corrientes que se producen dentro del tanque por efecto de las
diferencias de densidad en la masa de agua y son ocasionadas por un cambio
de temperatura (térmica) y/o por diferencias en la concentración de las
partículas suspendidas en las distintas masas de agua (de concentración). En
San Bernardino Suchitepéquez así como en toda la región sur de Guatemala,
los cambios de temperaturas no se dan drásticamente por ser una zona
Tropical calida, la temperatura se mantiene estable a unos 32 ºC.
46
b) Corrientes cinéticas:
Pueden ser debido al diseño impropio de la zona de entrada o de salida
(velocidad de flujo excesiva, zonas muertas, turbulencias) o por obstrucciones
en la zona de sedimentación.
3.2.5.2. Diseño de tanque sedimentador 3.2.5.2.1. Fundamentos de diseños Si todos los sólidos presentes en el agua residual fueran partículas
discretas de tamaño, densidad, peso específico y forma uniforme, la
eficiencia de eliminación de estos sólidos dependería solamente del área
superficial del tanque y del tiempo de retención. En tal caso, suponiendo
que las velocidades de circulación horizontales se mantuvieran por debajo de las
de arrastre, la profundidad del tanque tendría poca importancia. Sin embargo, en
la realidad, los sólidos de la mayoría de las aguas residuales no presentan
características regulares debido a su naturaleza heterogénea. A continuación,
se describen los parámetros más importantes involucrados en el diseño de
sedimentadores primarios.
3.2.5.2.2. Información básica para el diseño La información básica para el diseño es la siguiente:
a) Caudal de Diseño
Las unidades en una planta de tratamiento serán diseñadas para el caudal
máximo diario.
b) Calidad fisicoquímico del agua
Dependiendo del la calidad del agua cruda, se seleccionarán los procesos de
pretratamiento y acondicionamiento previo.
c) Características del clima
Variaciones de temperatura y régimen de lluvias.
3.2.5.2.3. Componentes del sedimentador
Figura No. 7, Corte longitudinal de sedimentador
NIVEL DE ESPEJO DE AGUA
TAPADERAS DE CONCRETO 0.60*0.60m ZONA DE SALIDA
ZONA DE ENTRADA
ZONA DE SENDIMENTACIÓN
ZONA DE RECOLECCIÓN DE LODOS
Fuente: bibliografía sitios web 6
Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas.
a) La zona de entrada está constituida por una estructura hidráulica de transición.
Esta estructura está compuesta por una pantalla o cortina perforada.
b) La zona de sedimentación consta de un canal rectangular con volumen,
longitud y condiciones de flujo adecuadas para que sedimenten las partículas.
c) La zona de salida está constituida por una canaleta que tienen la finalidad de
recolectar el efluente, sin perturbar la sedimentación de las partículas
depositadas.
d) La zona de recolección de lodos está constituida por una tolva con capacidad
para depositar los lodos sedimentados y una tubería y válvulas para su
evacuación periódica.
47
48
3.2.5.2.4. Criterios de diseño
El período de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos y técnicos es
de 8 a 16 años.
El período de operación es de 24 horas por día.
El tiempo de retención será entre 2 - 4 horas.
La carga superficial será entre los valores de 10 – 25 m3/m2/día.
La profundidad del sedimentador será entre 1,5 – 2 m.
La relación de las dimensiones de largo y ancho (L/B) será entre los valores
de 3-1.
La relación de las dimensiones de largo y profundidad (L/H) será entre los
valores de 1 – 5.
El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a 10% para facilitar
el deslizamiento del sedimento.
La velocidad en los orificios no debe ser mayor a 0,15 m/s para no crear
perturbaciones dentro de la zona de sedimentación.
La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la unidad, pues
el 80% del volumen de los lodos se deposita en esa zona.
La ubicación de la pantalla difusora debe ser entre 0,7 a 1,00m de distancia
de la pared de entrada.
Los orificios más altos de la pared difusora deben estar a 1/5 o 1/6 de la
altura del espejo de agua, a partir de la superficie del agua y los más bajos
entre 1/4 ó 1/5 de la altura del espejo de agua, a partir de la superficie del
fondo.
3.2.5.2.5. Dimensionamiento de tanque sedimentador En este proyecto se diseñará un tanque de sedimentación primario de forma
rectangular, cuyo diseño se describe a continuación.
Lo primero que se debe calcular es el área superficial necesaria:
-Dado el caudal de diseño 259.20m3/día (0.003m3/s) y proponiendo un valor
de carga de superficie (CS) de 20m3/m2*día, se calcula el área superficial
necesaria de la siguiente manera:
As = Qd (6) = 259.20 m3/día = 12.96 asumimos por diseño 15 m2. CS 20m3 /m2 día
-Proponiendo una relación de largo/ancho de 3 a 1, se calcula el largo y ancho del
tanque: 3L2 =15m2 2.24 se asume por modulación de block 2.46m
-Por lo tanto, el largo será de 2.46m, el ancho será de 7.38m.
-Proponiendo una profundidad de 1.60 m en la zona de entrada y zona de salida,
2.10 m en la zona de recolección de lodos y asumiendo 1 m la distancia de la
pantalla, difusora se calcula el volumen del tanque:
Vol. = (1.60+210) * 2.46 * (7.38+1) = 38.14 m3 2
-La nueva carga superficial será:
CS = Qd = 259.20 m3/día = 14.28m3 /m2 día As 2.46m*7.38 m
-El tiempo de retención será: (6)
Tr = Vol = 38.14 m3 = 0.15 día = 3.60 hr Qd 259.20 m3/día
-Velocidad de arrastre usando los siguientes valores: (6)
constante de cohesión k = 0.05
gravedad específica s = 1.25
aceleración de la gravedad g = 9.806 m/s2
diámetro de partículas d = 100 µm
factor de fricción Darcy-Weisbach f = 0.025 (6) Bibliografía sitios web 6
49
smf
dgskVa /0626.0025.0
100*806.9)125.1(05.0*8*)1(8 6
=−
=−
=−
-Velocidad Horizontal: (6)
Vh = Qd = 259.20 m3/día = 0.00076 m/s As 1.60m*2.46m
La velocidad horizontal, es considerablemente menor que la velocidad de arrastre.
Así la sedimentación de los lodos no se vera afectada.
-Área de orificios en pantalla asumiendo una velocidad en los agujeros de
0.010m/s: (6)
Ao = Qd = 0.003 m3/s = 0.30 m2
Vo 0.01m/s -Si el diámetro utilizado en los agujeros es de 4” tenemos el número de agujeros:
No = 0.30m2 = 37 agujeros de 4” de Ø por diseño se colocan 36 agujeros л*(0.0508m)2 (ver detalles en anexos 10 dibujos).
-Área de evacuación de lodos: (6)
22 07.14
78.2*48506.115
4850cm
TrHAsA ===
Diámetro = 223.42*07.14== cm
π” de diámetro.
Como factor de seguridad por ocurrencia de bloqueo parcial o total en la llave de
extracción de lodos de 2”, provocado por lodos de mayor tamaño en el proceso de
sedimentación del material en suspensión, se coloca una llave de compuerta de
diámetro mayor y el aconsejable es de 4” de diámetro. (6) Bibliografía sitios web 6
50
-Remoción de Demanda Bioquímica de Oxígeno (RDBO) y Remoción de Sólidos
Suspendidos Totales (RSST):
R = Tr . (6)
a + bt Donde:
R = porcentaje de remoción de DBO ó SST esperado, en %
Tr = tiempo nominal de retención, h
a,b = constantes empíricas.
Valores de a y b, ver tabla No.7 valores constantes de a y b
Variable a bDBO 0.018 0.02SST 0.0075 0.014
Tabla No. 7, Valores constantes a Y b
Fuente: Crites y Tchobanoglous 2000.Valores de constantes empíricas a y b, remoción de DBO y SST a 20 ºc.
RDBO = 2.78 = 33.77% Remoción de Demanda Bioquímica de 0.018+(0.02*2.78) Oxigeno
RSST = 2.78 = 59.89% Remoción de Sólidos Suspendidos Totales 0.0075+(0.014*2.78)
3.2.5.2.6. Diseño estructural de tanque sedimentador 3.2.5.2.6.1. Diseño estructural de paredes Se analiza la carga superficial que el fluido ejerce en las paredes del
sedimentador, analizándose ésta como una fuerza horizontal (Fh), para esto se
analiza la parte más profunda del sedimentador, que es la parte de recolección de
lodos, la cual está a una profundidad de 2.10m del espejo superficial del agua. (6) Bibliografía sitios web 6
51
Figura No. 8, Diagrama de cargas, aplicada en la parte más profunda del sedimentador
Fh
2.10
m
0.70
m1.
40m
NIVEL DE ESPEJO DE AGUA
Asumiendo un Peso Especifico Pe = 1,200kg//m3
-P =Pe*2/3H = 1,200kg/m3 * 1.40m = 1,680kg/m2
-F = P*A = 1,680kg/m2 * 2.10m * 1m = 3,528kg
-M = F * H/3 = 3,528kg * 0.70m = 2,469.60kg-m
3.2.5.2.6.1.1. Calculo de refuerzo Donde:
M = 246,960 kg-cm d = 0.15 m b= 100 m
Fy = 2,810 kg/cm2 f´b = 80 kg/cm2 Ø = 0.90
β1 = 0.85 para f´b menor ó igual a 4,000 PSI.
Se usarán las fórmulas para el calculo de cuantías de acero según ACI 318-2005
descritas en el capitulo 4.11.1.2.5.1. con estas fórmulas se tiene área de
acero(As):
Asmin = 7.74 cm2 As = 7.29 cm2 Asmax = 13.76 cm2
52
Como As < Asmin = 7.29 cm2< 7.74 cm2 entonces se utiliza el área de acero
mínimo
La distribución de varillas queda de la siguiente forma Fy = 2,810 kg/cm2,
No.4 @0.20 m + No.5 @1 m (ver detalles en anexo 9 y 11 dibujo).
3.2.5.2.6.2. Cálculo de losa 3.2.5.2.6.2.1. Integración de cargas debido al peso muerto Determinando el espesor t = L/16, se analiza como losa que trabaja en un sentido.
Figura No.9, Diagrama de carga distribuida y momento en losa de sedimetador
WU
2.46m
Mu
t = 2.50/16 = 0.156 ≈ 0.15 m
Determinando las cargas muertas por causa del concreto u otras cargas, tenemos:
Se utilizará base unitaria b = 1 m
Peso de la losa:
WL= t * b *WC = 0.15m * 1m * 2,400kg/m³ = 360 kg/m
Wcm = 360 kg/m.
53
3.2.5.2.6.2.2. Carga viva Asumiendo una carga de trabajo por seguridad de 200 kg/m2 por la base unitaria.
3.2.5.2.6.2.3. Carga última U=1.4Cm+1.7Cv ACI318-05 Capítulo C.2.1 U = 1.4(360)+1.7(200) = 844 kg/m2
3.2.5.2.6.2.4. Momento último La resistencia requerida U, que debe resistir la carga muerta Cm y la carga viva
Cv , no debe ser menor que:
Fórmulas de momento ACI 318-2005- 8.3.3
M = WL²/8 = = 659.38 kg-m
850.2*844 2
3.2.5.2.6.2.5. Comprobación de peralte del diseño de losa Con base en el momento máximo actuante en la losa, se emplea la siguiente
fórmula: ACI 318-2005
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=d
cf
Mueficaz
´fy**0.59-1b*fy**ø ρρ
Donde:
M = 659.3 8kg-cm ρ = 0.0277 b= 100 m
Fy = 2,810 kg/cm2 f´c = 2100 kg/cm2 Ø = 0.90
47.3
210810,2*0277.0*59.01100*810,2*0277.0*9.0
938,65=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=eficazd
deficaz = 3.47 cm
ddiseño = 15 – 2.50 – 1.27= 11.23 cm
Como ddiseño > deficaz 11.23 cm > 3.47 cm, se comprueba que el espesor de
la losa cumple con los requerimientos de diseño.
54
55
3.2.5.2.6.2.5. Cálculo del refuerzo 3.2.5.2.6.2.5.1 Refuerzo transversal en cama inferior Para refuerzo transversal en la cama inferior se usarán las fórmulas para
cuantiíllas de acero ACI 318-2005
Donde:
Mu = 65,938 kg-cm Fy = 2,810 kg/cm f´c = 210 kg/cm²
d = 11.23 cm b = 100 cm Ø = 0.90
β1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI
Con las fórmulas descritas en el capítulo 4.11.1.2.5.1 para el cálculo de cuantías
de acero (As) tenemos:
Asmin = 5.79 cm2 As = 2.36 cm2 Asmax = 27 cm2
Como As < Asmin, 2.36cm2 < 5.79cm2 se utiliza Asmin, la distribución de varillas
será Fy = 2,810 kg/cm, No. 4 @ 0.20m (ver detalles en anexos 10 dibujo).
3.2.5.2.6.2.5.2. Refuerzo longitudinal en cama inferior Se calcula solamente por temperatura según el A.C.I.318-05.
AsTemp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100 * 15 = 3
AsTemp = 3 cm².
La distribución de varillas será Fy = 2,810 kg/cm, No.4 @ 0.30m (ver detalles en
anexos 10 dibujo).
3.2.5.2.6.2.5.3. Cálculo del refuerzo en losa de piso Se calcula sólamente por temperatura según el A.C.I.318-05.
AsTemp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100 * 15 = 3
AsTemp = 3 cm².
56
La distribución de varillas será Fy = 2,810 kg/cm, No.4 @ 0.30 m en ambos
sentidos (ver detalles en anexos 10 dibujo).
3.2.5.2.6.2.5.4. Cálculo del refuerzo en pantalla Se calcula solamente por temperatura según el A.C.I.318-05.
AsTemp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100 * 10 = 0.02
AsTemp = 2cm².
La distribución de varillas será Fy = 2,810 kg/cm, No.3 @ 0.30 m en ambos
sentidos (ver detalles en anexos 10 dibujo).
3.2.6. Selección de tratamiento secundario Las diversas alternativas que comprende el tratamiento secundario o biológico,
presentan diversos tipos de tratamiento y se pueden clasificar en cuanto a la
calidad del agua tratada, pero es conveniente enfocarnos a una sola de ellas que
cumplan con el objetivo según las necesidades y facilidades que se tengan en
cada proyecto.
Los tratamientos secundarios o biológicos más utilizados son los de fangos
activados y filtros percoladores. Son muchas las modificaciones de estos procesos
que se utilizan para hacer frente a los requerimientos específicos de cada
tratamiento. El tratamiento que se estará utilizando en esta planta será el de
filtros percoladores, su costo inicial no es muy alto y su mantenimiento se
recomienda cada 6 meses.
3.2.6.1. Filtro percolador El concepto del filtro percolador o filtro biológico nació del uso de los filtros de
contacto, que eran estanques impermeables rellenos con piedra machacada. En
su funcionamiento, el lecho de contacto se llenaba con el agua residual desde la
parte superior y se dejaba que se pusiese en contacto con el medio durante un
57
corto período de tiempo. El lecho se vaciaba a continuación y se le permitía que
reposase antes de que se repitiese el ciclo. Un ciclo típico exigía 12 horas de las
cuales había 6 horas de reposo.
En el filtro percolador el agua residual es rociada sobre la piedra y se deja que se
filtre a través del lecho, este filtro consiste en un lecho formado por un medio
sumamente permeable al que los microorganismos se adhieren y a través del cual
se filtra el agua residual. El tamaño de las piedras de que consta el medio filtrante
está entre 2.5 – 10 cm de diámetro, la profundidad de éstas varía de acuerdo al
diseño particular, generalmente de 0.9 – 2 m con un promedio de profundidad de
1.3 m. Ciertos filtros percoladores usan medios filtrantes plásticos con
profundidades de 9 – 12m. Actualmente se utiliza el lecho del filtro circular y el
residuo líquido se distribuye por encima del lecho mediante un distribuidor
giratorio, pero por factor económico y de mantenimiento diario se utilizará el lecho
rectangular, el agua residual se distribuye mediante boquillas rociadoras fijas,
cada uno de los filtros posee un sistema de desagüe inferior el cual recoge el agua
tratada y los sólidos biológicos que se han separado del medio. Este sistema de
desagüe es importante tanto como instalación de recogida como por su estructura
porosa a través de la que el aire puede circular.
La materia orgánica que se halla presente en el agua residual es degradada por la
población de microorganismos adherida al medio, esta materia es absorbida sobre
una capa viscosa (película biológica), en cuyas capas externas es degradada por
los microorganismos aerobios, a medida que los microorganismos crecen, el
espesor de la película aumenta y el oxígeno es consumido antes de que pueda
penetrar todo el espesor de la película, por lo que se establece un medio ambiente
anaerobio, cerca de la superficie del medio, conforme esto ocurre, la materia
orgánica absorbida es metabolizada antes de que pueda alcanzar los
microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante. Como
resultado de no disponer de una fuente orgánica externa de carbón celular, los
microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante se hallan en la
58
fase endógena de crecimiento, en la que pierden la capacidad de adherirse a la
superficie del medio. En estas condiciones, el líquido a su paso a través del medio
filtrante arrastra la película y comienza el crecimiento de una nueva; esta pérdida
de la película es función de la carga hidráulica y orgánica del filtro, donde la carga
hidráulica origina las velocidades de arrastre y la orgánica influye en las
velocidades del metabolismo de la película biológica, en base a estas cargas
hidráulica y orgánica los filtros pueden dividirse en dos tipos: de baja y alta carga.
3.2.6.1.1. Clasificación de filtros percoladores Los filtros percoladores se clasifican, según su carga hidráulica y su carga
orgánica en dos tipos:
Filtro de baja carga
Filtro de alta carga
3.2.6.1.1.1. Filtros de baja carga Es un dispositivo relativamente sencillo, que produce una calidad estable del
efluente con independencia de la naturaleza cambiante del afluente.
Generalmente, se mantiene una carga hidráulica constante, no por recirculación,
sino por medio de bombas con control del nivel de succión o con sifones
dosificadores. Estos bien operados pueden producir un efluente con un elevado
nivel de alimentación de DBO y altamente nitrificado. El desprendimiento de olores
es un gran problema, en especial si el agua residual es séptica o el clima es
caluroso. No se deben ubicar en lugares que el desprendimiento de olores pueda
ser un inconveniente.
3.2.6.1.1.2. Filtros de media y alta carga En estos filtros la recirculación del efluente del filtro o del efluente final permite la
utilización de cargas orgánicas más elevadas. En los filtros de alta carga el flujo
del caudal al filtro suele ser continuo; se proyectan para cargas notablemente
superiores a las correspondientes a los filtros de baja carga, y el caudal es
59
continuo, la recirculación ayuda a prevenir el encharcamiento, reducir los
problemas de olores y proliferación de moscas. Para el diseño se utilizará este
tipo de filtro de alta carga hidráulica.
3.2.6.1.2. Tasa de carga hidráulica En general, entre más alta sea la carga hidráulica, la calidad del efluente para un
medio determinado tiende a desmejorarse. Las tasas hidráulicas altas se usan
generalmente en filtros con un medio de mayor tamaño, o en sistemas que reciben
agua residual de mejor calidad.
3.2.6.1.3. Medios filtrantes Un material de elevada área superficial por unidad de volumen, que sea
económico y duradero y que no se obstruya fácilmente es el medio filtrante ideal.
El material más aconsejable suele ser grava o piedra triturada clasificada por
tamaño uniforme, generalmente 2.5 – 7.5 cm, la roca volcánica es también
conveniente, también se usa materiales tales como escoria, cenizas o antracita,
piedras de diámetro inferior a 2.5 cm no son aconsejadas, pues el espacio de
poros entre las piedras que permiten la libre fluencia del agua residual y los
sólidos arrastrados serán insuficientes y darán, como resultado la obstrucción del
medio y el estancamiento de agua dentro del filtro o en la superficie, si las piedras
tiene un diámetro grande se evita el problema de la obstrucción pero al tener un
área superficial relativamente pequeña por unidad de volumen, no pueden
soportar una población biológica grande, por esas causas la uniformidad del
tamaño es un modo de asegurar el espacio adecuado de los poros. Las
especificaciones dentro de una gama de tamaño de 2.5 – 7.5 cm son por lo
general, más restrictivas, como por ejemplo las de 2.5 – 5 cm, o 3.15 – 7 cm.
Una de las características más importantes de un medio filtrante es su resistencia
y durabilidad, esta última puede determinarse mediante un ensayo de sulfato de
sodio el que se usa para probar la consistencia de los agregados de hormigón.
60
3.2.6.1.4. Drenaje inferior El sistema de recogida recibe el agua residual filtrada y los lleva a un conducto
que se prolonga hasta la salida del filtro. Los drenes tienen una pendiente de 1 a
2% hacia el canal colector con el fin de facilitar la inspección y evitar las
obstrucciones, pueden estar abiertos en ambos extremos, los drenes se limpian
con una descarga de agua. Otra función de las drenes inferiores es ventilar el
filtro, proporcionando así aire para los microorganismos que viven en la película
biológica de este y deberán estar abiertos al menos a un canal periférico para la
ventilación de la pared así como al canal colector central.
3.2.6.1.5. Ventilación La ventilación normal tiene lugar por gravedad dentro del filtro, al existir
generalmente una diferencia de temperatura entre el agua residual y el medio
ambiente habrá un proceso de intercambio de calor dentro del lecho del filtro, el
cambio de temperatura del aire dentro del filtro provoca un cambio de densidad y
así se establece una corriente de convección, la dirección del flujo depende de las
temperaturas relativas del aire y del agua residual, si la temperatura del aire es
mayor que la del agua residual, el flujo de aire a través del filtro será descendente,
si el aire está más frío que el agua, el flujo de aire será ascendente.
La ventilación natural ha resultado ser eficaz para los filtros percoladores, siempre
que se tomen las siguientes precauciones:
Los drenes inferiores y canales de recogida deben diseñarse para que fluyan
llenos solamente hasta la mitad de su altura, proporcionando así paso al aire.
En ambos extremos del canal central de recogida se instalarán cámaras de
registro para la ventilación, provistas de tapas de rejilla abierta.
Los filtros de gran diámetro deberán tener canales colectores secundarios
con orificios o chimeneas de ventilación situados cerca de la periferia del
filtro.
61
La zona abierta de las ranuras, en la parte superior de los bloques de los
drenes inferiores, no será inferior al 15% del área del filtro.
Los filtros se diseñan de tal forma que todo el medio filtrante pueda inundarse con
agua residual, y a continuación desaguarse sin provocar derrames. La inundación
es un método eficaz de lavar el filtro, corregir el estancamiento y controlar la
acumulación de las larvas de moscas en el filtro.
3.2.6.2. Diseño de filtro percolador Los filtros pueden ser utilizados en casos donde no se necesite una eficiencia muy
alta en la remoción de DBO. En este proyecto se diseñará un filtro percolador de
forma rectangular, cuyo diseño se describe a continuación.
3.2.6.2.1. Diseño de las instalaciones Los factores a considerar en el diseño de filtros percoladores son:
3.2.6.2.2. Dimensionamiento del filtro Asumiendo un área de 10 m2 y las dimensiones serán de 2.05 m de ancho y 4.92
m de largo.
Carga hidráulica = 259.20m3/día = 25.93 ≈26 m3/m2 día (7)
10.09 m2
Basados en la tabla No.3 valores y características en el diseño de filtros, tasa alta,
medio filtrante roca, y el parámetro de carga hidráulica se obtiene según la tabla
una altura de 0.90–1.80 m, para el diseño se propone una profundidad de 1.60 m.
(7) Bibliografía sitios web 7
Tabla No. 8, Valores y características en el diseño de filtros
Fuente: Guías técnicas para el diseño de alcantarillado sanitario y sistemas de tratamiento de aguas residuales Instituto Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados ente Regulador.
3.2.6.2.3. Tipo y características del sistema de distribución El sistema de distribución utilizado será un sistema fijo, de tubería de PVC.
Colocados a nivel de diámetro 4”, con agujeros distribuidos uniformemente a todo
lo largo del mismo, un tapón en la parte final de cada tubo para que la distribución
sea uniforme.
3.2.6.2.4. Tipo de medio filtrante El medio filtrante a utilizar será piedra volcánica que no deberá contener material
delgado alargado y achatado, polvo, barro, arena o material fino. Deben estar
conforme a los tamaños y granulometría presentados en la tabla No. 9,
granulometría de medios filtrantes, cuando se clasifiquen mecánicamente a través
de tamices vibratorios con aberturas cuadradas.
62
Tabla No. 9, Granulometría de medios filtrantes
Fuente: Guías técnicas para el diseño de alcantarillado sanitario y sistemas de tratamiento de aguas residuales Instituto
Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados ente Regulador
3.2.6.2.5. Sistema de desagüe inferior Recibe el agua residual tratada y la conduce a un canal de evacuación
principal. Este se compone de bloques, con ranuras en la parte superior,
para admitir el agua efluente y canales inferiores que la llevan a un canal de
descarga central, deben tener una pendiente mínima del 1%.
3.2.6.2.6. Ventilación Es de gran importancia, para mantener el filtro en condiciones aerobias. El
sistema de desagüe, canal efluente y tubería de efluentes deben ser
diseñados para permitir el paso libre del aire. El tamaño de desagües, canales y
tuberías debe ser tal que no más del 50% de su área de sección esté sumergida
durante la carga hidráulica de diseño. Al diseñar los canales efluentes, debe
tomarse en consideración la posibilidad de un aumento en la carga hidráulica.
La ventilación natural es la utilizada para este diseño y las condiciones que
garantizan una ventilación natural son:
Drenes inferiores y canales no deben llenarse más del 50%, para el paso
del aire.
Drenes con aberturas del orden del 15% del área total del filtro.
63
3.2.6.2.7. Diseño estructural de filtro 3.2.6.2.7.1 Diseño estructural de paredes Se analiza la carga superficial que el lecho filtrante conformado por piedras ejerce
en las paredes del filtro, analizándose ésta como una fuerza horizontal (Fh), el
lecho filtrante está a una profundidad de 1.60 m.
Figura No. 10, Diagrama de cargas, aplicada por el lecho filtrante.
1.60
m
0.53
m1.
07m
MEDIO FILTRANTE
Fh
Asumiendo un Pe = 1,400 kg/m3
-P = Pe*2/3H = 1,400kg/m3 * 1.07m = 1,498 kg/m2
-F = P*A = 1,498kg/m2 * 1.60m * 1m = 2,396.80 kg
-M = F * H/3 = 2,396.80kg * 0.53m =1,270.30 kg-m
64
65
3.2.6.2.7.1.1. Cálculo de refuerzo de paredes
Donde:
M = 127,030 kg-cm d = 0.1 5m b= 100 m
Fy = 2,810 kg/cm2 f´b = 80 kg/cm2 Ø = 0.90
β1 = 0.85 para f´c menor o igual a 4,000 PSI.
Con las fórmulas antes descritas en el capítulo para el cálculo de cuantías de
acero (As) se tiene:
Asmin = 7.74 cm2 As = 3.53 cm2 Asmax = 13.74 cm2
Como As < Asmín = 3.53 cm2< 7.74 cm2 entonces se utiliza el área de acero
mínimo.
La distribución de varillas queda de la siguiente forma Fy = 2,810 kg/cm2, No.4 @
0.20 m + No.5 @ 1m (ver detalles en anexo 13 dibujo).
3.2.6.2.7.2. Cálculo del refuerzo en losa de piso Se calcula solamente por temperatura.
AsTemp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100 * 15 = 3
AsTemp = 3 cm².
La distribución de varillas será Fy = 2,810 kg/cm2, No.4 @ 0.30 m en ambos
sentidos (ver detalles en anexo 13 dibujo).
3.3. Especificaciones técnicas planta de tratamiento
Tomar en cuenta la modulación de block en la construcción de tanque
sedientador y el filtro percolador, para la optimización del material.
66
La colocación del medio filtrante se debe realizar a mano para evitar daños
a la estructura del filtro percolador.
Se debe nivelar con material selecto el terreno donde se construirá la planta
de tratamiento y apisonar en material para evitar fracturas en la estructura
del sedimentador y el filtro percolador.
Tomar en cuenta el tipo de estructura de acero que va en las paredes, el
acero utilizado en No. 4 y No.5, con Fy = 2,810 kg/cm2 .
El block a utilizar en block de concreto es de 80 kg/cm2.
67
4. PUENTE VEHICULAR, SAN BERNARDINO, SUCHITEPÉQUEZ 4.1. Definición del problema existente El problema que afrontan los habitantes de las aldeas aledañas a la cabecera
municipal de San Bernardino, es básicamente la dificultad de trasladarse de su
casa hacia la cabecera municipal, para ello necesitan salvar el río Zarza, los niños
para poder asistir a las escuelas deben de cruzar el río y así también la producción
local se ve afectada para poder extrae los productos y materias primas que allí se
producen, convirtiéndose esto en un problema para el progreso de estas
comunidades, máxime en la época de invierno que se vuelve éste casi imposible
de cruzar debido al caudal que por el río fluye y lo accidentado del terreno.
4.2. Antecedentes Los miembros de la corporación municipal del municipio de San Bernardino y los
pobladores de las comunidades, preocupados por el problema que se tiene en la
entrada a las comunidades, considerando que en la actualidad este importante
segmento de la población del municipio debería contar con un acceso rápido y
seguro. Por lo que se han enviado solicitudes a la corporación municipal para
brindarle solución al problema por medio de la construcción de un puente vehicular
de una vía. No existe ningún tipo de antecedentes con respecto a este proyecto,
es la primera solicitud y estudio que se hace al respecto del problema.
4.3. Ubicación del proyecto Se ubica a 0.5 kilómetros al norte del parque central de la cabecera municipal de
San Bernardino, el acceso se encuentra adoquinado.
Figura No. 11, Ubicación San Bernardino, Suchitepéquez
Fuente: bibliografía sitios web 13
Figura No. 12, Ubicación de puente y río Zarza
Fuente: bibliografía sitios web 13
68
69
4.4. Situación sin proyecto Actualmente, los pobladores de las comunidades aledañas a la cabecera
municipal de San Bernardino, no cuentan con acceso seguro en cualquier época
del año a estas comunidades, dificultando así el progreso de estas comunidades,
tanto en aspecto económico, social y cultural. Actualmente los habitantes sólo
pueden acceder a sus comunidades atravesando a pie el río Zarza, teniendo
especial precaución en época de lluvia por las crecidas que se suscitan en la
región, creando ésta una situación de alto riesgo para los pobladores. Uno de
los efectos negativos de tal situación es el aspecto económico del lugar, porque
las condiciones no son las favorables para el traslado de productos y materia
prima que la región produce.
4.5. Situación con proyecto Este proyecto permitira el libre acceso a las comunidades beneficiadas en
cualquier época del año, teniendo un fuerte impacto en la vida de los pobladores,
afectando positivamente sus actividades diarias de comercio, sociales y demás.
En este tipo de proyecto se verán de forma inmediata los beneficios y con
proyección de vida útil a largo plazo.
4.6. Tipos de beneficios a generar 4.6.1. Beneficios sociales Incrementar de manera significativa el índice de desarrollo humano de los
pobladores de las comunidades aledañas a la cabecera municipal, así también
mejora significativamente el libre acceso a las comunidades e interacción con los
demás cantones de la cabecera y la cabecera misma.
4.6.2 Beneficios económicos Este proyecto generará un impacto económico con un ámbito local y de manera
temporal al utilizarse mano de obra no calificada de las comunidades cercanas en
su etapa de ejecución y beneficio permanente en la etapa de operación, creando
una ruta de comunicación y comercio permanente.
4.7. Estudio hidrológico 4.7.1. Caudal máximo El caudal de diseño constituye otro de los aspectos importantes. Se complementa
con el estudio topográfico para la determinación de la geometría de los
elementos constructivos del puente. Existen varios métodos para determinar
los caudales. Para el presente estudio, tomando en cuenta los datos que se
pudieran recabar, se hace uso del método racional.
4.7.2. Método racional Es un método que permite determinar crecidas analizando datos de frecuencia de
lluvias intensas. En este método la precipitación máxima se estima por
medio de la fórmula siguiente:
Q = CIA/360 (8)
Donde:
Q = Caudal en m3/s C = Coeficiente de escorrentía
I = Intensidad de lluvia en mm/hora A = Área de la cuenca en ha (hectáreas)
4.7.3. Coeficiente de escorrentía Para una zona donde existen árboles el coeficiente de escorrentía es de 0.09. (8)
4.7.4. Intensidad de lluvia Este fue obtenido del INSIVUMEH, para la estación Mazatenango, por ser
la más cercana, 3527.30mm/año (ver tabla 10).
Tabla No. 10, Intensidad de lluvia
Max MinMazatenengo 430 31.8 17.8 3527.3 80San Juan Bautista 670 29.2 20 3204.3 75
HUMEDAD RELATIVA (%)
TEMPERATURA (ºC)ELEVACIÓN (msnm)
SUCHITEPÉQUEZ PRECIPITACIÓN (Milimetros)
Fuente: bibliografía sitios web No. 1.
Tomando datos de Atlas Hidrológico del IGN, tenemos para la región un promedio
de 150 días de lluvia al año, (ver figura No. 13). (8) bibliografía 4,
70
Figura No. 13, Atlas hidrológico días de lluvia en Guatemala
Fuente: bibliografía sitios web No. 2.
Con estos datos determinamos:
I = 3527.30mm/año / 150dias/año = 23.52 mm/día
Se aplica factor hora pico = 5
71
Entonces I = 23.52*5 = 117.60mm de agua en 24 horas para hora pico
Tomando en cuenta el fenómeno metereológico Stand que se suscitó en octubre
del año 2005, como referencia de crecida máxima que en los últimos tiempos se
ha suscitado se tienen los datos siguientes de precipitaciones mayores registrados
en 24 horas para el día 4 de octubre.
Tabal No. 11, Precipitaciones máximas en 24 hrs. fenómeno meteorológico
Stan, 4 octubre 2005 LUGAR PRECIPITACIÓN (mm)
Retalhuleu 267.00Santa Lucia Cotz. 168.70Quetzaltenango 140.60
Fuente: bibliografía sitios web No. 3
Se toma como referencia los datos de precipitación para Retalhuleu, por su
ubicación geográfica más cercana a San Bernardino, Suchitepéquez.
Figura No. 12, Atlas isolíneas de lluvia acumulada del 1 al 10 de octubre 2005
Fuente: bibliografía sitios web No. 3
72
4.7.5. Áreas Tributarias El cálculo de las áreas tributarias para la cuenca del río en estudio, se
obtuvo del mapa cartográfico 1:50,000 del Instituto Geográfico Nacional (IGN)
(ver figura No. 15 cuenca del rió Zarza).
Figura No. 15, Cuenca del río Zarza
Delimita la cuenca de río. Fuente: mapa cartográfico IGN Hoja 1959 IV
73
74
El equipo empleado para efectuar los cálculos es el siguiente:
1 hoja del IGN, con referencia 1959 IV comprendida en ND15-8 E503, cuya
escala es de 1:50,000, escalimetro graduado, de los cálculos efectuados se
obtuvo el siguiente dato:
Área tributaria de la cuenca sobre el río Zarza: At = 662.20 hectáreas.
4.7.6. Cálculo de caudales máximos Cálculo del caudal de la cuenca del río Zarza, para determinar el diseño del
puente en Zarza:
Caudal de hora pico:
Q = 0.09 * 117.60 * 662.2 = 19.47 m3/s 360
Caudal máximo tomando en cuenta los datos del fenómeno metereológico Stand:
Q = 0.09 * 267 * 662.2 = 44.20 m3/s 360
El caudal calculado servirá para determinar las alturas de crecida máxima del río y
la altura del puente, ya que se sabrá la cantidad de agua que puede pasar
en momentos pico y de crecida máxima, a fin de definir los aspectos geométricos
(ver figura 17, geometría de puente) para el diseño de la subestructura.
Considerando criterios conservadores de diseño, se determinó una altura de
crecida de hora pico de 1.10m de tirante hidráulico, obteniendo como velocidad
máxima 1.50 m/s. también se determinó la altura de crecida máxima para el
fenómeno metereológico Stand de 1.80m de tirante hidráulico, obteniendo como
velocidad máxima 1.99m/s.
4.8. Levantamiento topográfico
Continua en pagina 78
100BM 1.054 101.054
1 1.288 99.766 0.00 PLANCHA DE CONCRETO2 1.798 99.256 10.003 2.03 99.024 15.20
1.15 100.1744 2.496 97.678 20.205 3.672 96.502 25.57
1.045 97.5476 2.423 95.124 30.60
7.1 3.43 94.117 34.901.062 95.179
8 3.73 91.4491.05 92.499
7 0.029 92.470 34.95 FIN PLANCHA DE CONCRETO7.a 0.619 91.8807.b 0.549 91.9507.c 0.149 92.3507.d 0.049 92.4507.e 0.071 92.4287.f 0.149 92.35010 0.943 91.556 39.95
10.a 2.718 89.78110.b 2.549 89.95010.c 1.199 91.30010.d 0.799 91.70010.e 0.679 91.820
11 2.638 89.861 44.9511.a 3.889 88.61011.b 3.809 88.69011.c 3.789 88.71011.d 2.579 89.92011.e 0.999 91.500
9 3.07 89.4291.54 90.969
12 2.500 88.469 49.95 ORILLA ESTE RIO12.a 2.969 88.000 RIO12.b 2.819 88.150 RIO12.c 2.534 88.435 RIO12.d 2.280 88.689 RIO12.e 2.268 88.701 RIO
Tabla No. 12, Libreta topográfica puente vehicular
PTO + PV ( - ) - COTA DH OBSERVACIONES
75
Viene de pagina 77
13 2.900 88.069 55.95 RIO13.a 3.456 87.513 RIO13.b 3.299 87.670 RIO13.c 3.079 87.890 RIO13.d 2.769 88.200 RIO13.e 2.419 88.550 RIO13.f 2.349 88.620 RIO
14 2.350 88.619 64.05 ORILLA OESTE RIO14.a 2.819 88.15014.b 2.749 88.22014.c 2.369 88.60014.d 2.239 88.73014.e 2.194 88.77514.f 2.149 88.820
15 0.812 90.157 64.2415.a 2.618 88.35115.b 2.767 88.20215.c 2.188 88.78115.d 0.799 90.17015.e 0.784 90.18515.f 0.751 90.218
3.91 94.06717 1.970 92.097 73.64
17.a 1.257 92.81017.b 1.267 92.80017.c 2.167 91.90017.d 2.257 91.81017.e 2.187 91.88017.f 2.096 91.971
16 1.095 92.972 78.6916.a 0.070 93.99716.b 0.257 93.81016.c 0.917 93.15016.d 1.437 92.63016.e 1.416 92.65116.f 1.395 92.672
18 0.562 93.505 83.6418.a 0.037 94.03018.b 0.179 93.88818.c 0.557 93.51018.d 0.897 93.17018.e 0.847 93.22018.f 0.683 93.384
Fuente: el autor
Tomando en cuenta la topografía de la cuenca en el lugar donde se ubicara en
puente y la altura del tirante hidráulico para la crecida máxima, la altura del puente
76
77
será 3.40m entre las vigas principales y nivel inferior del río, teniendo una
distancia considerable como factor de seguridad a la altura de la crecida máxima
calculada. (ver figura 17, geometría de puente).
4.9. Generalidades de puentes 4.9.1. Definición de puente Un puente es una estructura destinada a salvar obstáculos naturales, como ríos,
valles, lagos o brazos de mar y obstáculos artificiales, como vías férreas o
carreteras, con el fin de unir caminos de viajeros, animales y mercancías.
4.9.2. Algunas clasificaciones de puentes A los puentes los podemos clasificar según su función y utilización, materiales de
construcción y tipo de estructura.
4.9.2.1. Según su función y utilización Puentes peatonales.
Puentes, viaductos o pasos carreteros.
Puentes, viaductos o pasos ferroviarios.
4.9.2.2. Según sus materiales de construcción
Madera.
Acero Estructural.
Concreto Armado.
Concreto Presforzado.
4.9.3. Puentes de concreto armado Los puentes de concreto armado, en carreteras pueden tener luces de hasta 25m.
Luces superiores son inconvenientes para este tipo de puentes por el incremento
de su peso y de su costo. El manejo del concreto armado, que se traduce en
mano de obra y dirección técnica calificadas y también en disponibilidad de
los materiales, ha permitido su construcción en casi cualquier región del país.
78
El principal problema constructivo constituye los encofrados que, en su
configuración tradicional solamente pueden ser utilizados en cauces de ríos
poco profundos. En ríos de cauces profundos se suele construir un
encofrado tipo arco para no provocar un incremento excesivo de costos de
construcción. (Se construye un puente provisional de madera que sirve de
encofrado para el puente definitivo de hormigón). 4.9.4. Puentes de tramos continuos Los diseños modernos de carreteras y autopistas imponen condiciones muy
exigentes de pendiente, curvatura y altura sobre los cauces, lo que unido a las
condiciones topográficas y fluviales, define la necesidad de diseñar y construir
puentes de gran longitud. En estos casos, la colocación de un sinnúmero de pilas intermedias para reducir
las luces, puede resolver el problema de la presencia de grandes longitudes. En
otras ocasiones este tipo de solución puede traer grandes complicaciones, como
la necesidad de construir pilas esbeltas, construcción de pilas en sitios donde
los ríos tienen un comportamiento impredecible. La construcción de pilas de
gran longitud no es en sí el problema más importante, pero un número
exagerado de las mismas volvería poco práctico, desde el punto de vista
económico, un proyecto de puente.
4.9.5. Puentes simplemente apoyados La infraestructura de un puente está formada por los estribos o pilares extremos,
las pilas o apoyos centrales y los cimientos, que forman la base de ambos. La
superestructura consiste en el tablero o parte que soporta directamente las cargas
y las armaduras, constituidas por vigas, cables, o bóvedas y arcos que transmiten
las cargas del tablero a las pilas y los estribos.
La palabra viaducto se reserva para los puentes largos, con frecuencia de claros
prolongados, y altura constante. Un puente se divide en tramos, separados por las
pilas y que terminan en los estribos.
Figura No. 16, Puente de tramos continuos
Fuente: bibliografía 4
4.10. Requerimiento de cargas Las estructuras se proyectarán considerando las siguientes cargas y fuerzas
cuando existan:
Carga muerta.
Carga viva.
Impacto o efecto dinámico de la carga viva.
Empujes de tierra.
Otras fuerzas, cuando existan, tales como:
Fuerzas longitudinales.
Fuerza centrífuga.
Fuerzas por cambios de temperatura.
Cargas por viento.
Subpresión.
Esfuerzos por contracción del concreto.
Esfuerzos de erección.
Presión de la corriente de agua.
Esfuerzos por sismo.
Los elementos del puente se diseñan tomando en cuenta los esfuerzos
permisibles y las limitaciones del material empleado de acuerdo con las
especificaciones AASHTO.
79
80
4.11. Memoria de cálculo puente vehicular Para el puente vehicular en San Bernardino Suchitepéquez, se sustenta las
“Bases de diseño” y especificaciones a continuación.
Se tomarán los siguientes valores, como bases de diseño:
Luz a cubrir = 14.10m
Luz de diseño = 15 m
Ancho total = 4.60m
Una pista de 3.40m
Dos aceras de 0.60cm cada una
Tipo de carga = H-15 AASHTO
WC= 2400kg/m³
Esfuerzo máximo del concreto f´c (3,000 PSI) = 210 kg/cm² (a)
y f´c (4,000 PSI) = 281 kg/cm² (a)
Esfuerzo de fluencia del acero Fy (40,000 PSI) = 2,810 kg/cm²
y Fy (60,000 PSI) = 4,200 kg/cm²
(a) Esfuerzo a compresión del concreto a los 28 días.
Figura No. 17, Geometría de puente
4.11.1. Diseño de superestructura 4.11.1.1. Predimensionamiento de elementos 4.11.1.1.1. Predimensionamiento de losa El espesor mínimo de la losa, según la AASHTO, es de 6” (aproximadamente
15cm); además por el poco mantenimiento que se le da a este tipo de estructuras
en Guatemala, se utiliza un espesor mínimo de 20cm, o sea t = 0.20m
4.11.1.1.2. Predimensionamiento de vigas principales El espaciamiento entre vigas queda a criterio del diseñador. La sección de
las vigas principales se determina basándose en la luz de las mismas; para no
tener que hacer un chequeo por deflexiones, se recomienda que el peralte no sea
menor que L/16. La base no deberá ser menor que el peralte sobre 3.5 para no
chequear alabeo, en el entendido de que las secciones rectangulares y en
forma de I son las idóneas para trabajar a flexión.
81
-Para el diseño de la viga según AASTHO se tiene:
H = Luz de diseño = 15 = 0.9375 ≈0.95 Para este diseño H = 1m. 16 16
-Diseño de la base:
Bmín. = H = 1 = 0.285 ≈ 0.30 Para este diseño B = 0.45m. 3.5 3.5
-Dos banquetas de 0.60m de ancho
Figura No. 18, Sección transversal del puente
4.11.1.2. Diseño de losa 4.11.1.2.1. Integración de cargas en losa 4.11.1.2.1.1. Carga muerta en losa Determinando las cargas muertas por causa del concreto u otras cargas, se tiene:
Se utilizará base unitaria b = 1m
82
83
Peso de la losa:
WL= t * b *WC = 0.20 m * 1 m * 2,400kg/m³ = 480kg/m
Wbarandales = dependiendo del fabricante = 90kg/m
Wcm = 570kg/m
4.11.1.2.1.2. Carga viva en losa
Cargas vivas en el sentido transversal, para lograr la combinación crítica, se
puede realizar una infinidad de pruebas, pero AASHTO simplifica el caso por
medio de la tabla (AASHTO 3.23.1.) En ella se recomiendan diferentes
distribuciones de carga en función de la separación de vigas, el material de
construcción, los carriles del puente y la posición de la viga.
4.11.1.2.2. Factor de impacto La aplicación de las cargas dinámicas producidas en los puentes por los
camiones, no se efectúa de manera suave y gradual, sino violenta. Ello produce
incrementos notables en las fuerzas internas de la estructura. Por esta razón
se deben tomar en cuenta las cargas adicionales, denominadas cargas de
impacto, las cuales se calculan como una fracción de la carga viva, la cual
incrementa en un porcentaje que, según AASHTO 1.2.12. se calcula así:
FI = 50 ó FI = 15.24 sí “S” es en metros L+125 S+38
S = luz libre entre vigas = 1.75m
FI = 15.24 = 0.383 1.75+38
Así mismo, la AASHTO considera que no es necesario usar un porcentaje
de impacto mayor que el 30%, independiente del valor dado por la fórmula.
FI = 0.382 > 0.30, De manera que FI = 0.30
4.11.1.2.3. Cálculo de momentos aplicados en losa 4.11.1.2.3.1. Momento debido a peso muerto Para las losas deberá calcularse un momento máximo negativo y uno
positivo, perpendicular a las vigas principales, se utilizará la siguiente fórmula:
Grafica No. 19, Carga distribuida y momento
1.2m 2.2m 1.2m
Wcm
WL^2/2 WL^2/9
WL^2/10
WL^2/2WL^2/9
L S L
Mcm = WS²/10, WS²/9 ó WL²/2 Formulas de momento ACI 318-2005- 8.3.3
Mcm = Wcm*S²/10 = 570 kg/m * (2.2m)^2/10 = 275.88kg-m
Mcm = Wcm*S²/9 = 570 kg/m * (2.20m)^2/9 = 306.53kg-m
Mcm = Wcm*L²/2 = 570 kg/m * (1.20 m)^2/2 = 410.4kg-m
Tomando el mayor Mcm = 410.40kg-m.
84
4.11.1.2.3.2. Momento debido a carga viva La fórmula más usual (AASHTO 3.24.3.1.) es:
MCV = 0.80(S+2) * P Donde: S = 2.20m = 7.21 pies 32 Carga aplicada por un eje (Según la norma H-15)=10.90Ton=24,030.14 lbs.
Figura No. 20, Carga viva H-15 AASHTO
MCV = 0.80 (7.21+2) * 24,030.14 32
MCV = 5,532.94 lb-pie = Mcv = 766.76 kg-m
4.11.1.2.3.4. Momento último Mu = 1.3[Mcm+(5/3)(Mcv*FI)]
Mu = 1.3 (410.40kg-m + 5/3(766.76 Kg-m* 1.30))
Mu = 2,693.23 kg-m.
85
4.11.1.2.4. Comprobación de peralte de losa Se determina con base en el momento máximo actuante en la losa.
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
cf
Mudeficaz
´Fy**0.59-1b*Fy**ø ρρ
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
=
2102,810*0277.0*0.59-1100*2,810*0277.0*0.9
323,269eficazd
deficaz = 7.01cm
ddiseño = 20 – 2.50 = 17.50cm
Como ddiseño > deficaz 17.50cm > 7.01cm OK, se comprueba que el
espesor de la losa cumple con los requerimientos de diseño ACI 318-2005.
4.11.1.2.5. Refuerzo de acero en losa 4.11.1.2.5.1. Refuerzo transversal en cama inferior Para refuerzo transversal en la cama inferior se usarán las fórmulas para cuantías
de acero ACI 318-2005.
Asmín = ρmín*b*d ρmín = Fy
5.14
Asmáx = ρmáx*b*d ρmáx = 0.65ρbal
ρbal = (ß1*0.85* f´c *6115) Fy*(Fy+ 6115))
As = ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−±
bcfFyMudd
*´*1/
b*f´c*1*Ø*22
ββ
Astemp = 0.002 * b * t
86
Donde: Mu = 268,387 kg-cm Fy = 2,810 kg/cm² f´c = 281 kg/cm² d = 17.50 cm b = 100 cm Ø = 0.90 β1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI.
Al determinar el área de acero de refuerzo, es necesario que ésta sea mayor
o igual que el área de acero de refuerzo mínimo y menor o igual al área de
acero de refuerzo máximo. Resolviendo y calculando las cuantías de acero se
determina:
ρmín = 14.5/2810 = 0.00516
Asmín = 0.00516*100*17.50 = 9.03 cm2
ρbal = (0.85*0.85*210*6115)/(2,810*(2,810+6115)) = 0.03699
ρmáx = 0.65*0.03699 = 0.024
Asmáx = 0.024*100*17.50 = 56.31 cm2
As= ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−±
100*210*85.0810,2/
100*210*0.85*0.9387,268*25.175.17 2
As = 6.19cm2
Como As < Asmín = 6.19 cm2 < 9.03 cm2 entonces se utiliza el área de acero
mínimo, con Fy = 2,810 kg/cm² la distribución de varillas será, No. 4 @ 0.15 m.
(ver detalles en anexos 22 dibujo).
87
4.11.1.2.5.2. Refuerzo transversal en cama superior Se calcula solamente por temperatura según el ACI 318-2005.
Astemp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100 * 20
Astemp = 4cm²
Con Fy = 2,810 kg/cm², la distribución de varillas será, No.4 @ 0.30 m ambos
sentidos. (ver detalles en anexos 22 dibujo).
4.11.1.2.4.3. Refuerzo longitudinal en ambas camas Se deberá calcular con la siguiente fórmula:
Factor longitudinal = FL = S20.2 Donde: FL ≤ 0.67
S = espaciamiento entre vigas en pies, 1.75m = 5.74pies
FL = 74.5
20.2 = 0.92,
Como 0.92 > 0.67 se utilizará 0.67
El factor longitudinal (FL) se deberá multiplicar por el acero transversal
calculado para obtener el acero longitudinal.
Aslong = FL * Astrans = 0.67 * 9.03cm2 = 6.05 cm2
La distribución de varillas será Fy = 2,810 kg/cm², No.4 @ 0.20 m. (ver detalles en
anexos 22 dibujo).
4.11.1.3. Diseño de banqueta 4.11.1.3.1. Integración de cargas en banquetas 4.11.1.3.1.1. Carga muerta Determinando las cargas muertas por causa del concreto, tenemos:
88
89
W acera = t * L * Wc = 0.15m * 0.60m * 2,400kg/m3 = 216 kg/m
W poste = b * h * Wc = 0.17m * 0.25m * 2,400kg/m3 = 102 kg/m
W barandal = b *h * Wc = 0.15m * 0.25m * 2,400kg/m3 = 90 kg/m Wcm = 408 kg/m 4.11.1.3.1.2. Carga viva De acuerdo con las normas AASHTO 3.14.1.1 la banqueta debe diseñarse para
soportar una carga viva de 415 kg/m2, como la viga asumida tendrá un metro de
ancho, la carga por unidad de ancho es:
W acera = 415kg * 1m = 415.00 kg/m
W barandal vertical = 148.82 kg/m
W brandal horizontal = 446.45 kg/m Wcv = 1,010.27 kg/m
4.11.1.3.1.3. Carga última Wu =1.4*Wcm + 1.7*Wcv = 1.4*408 + 1.7*1,010.27 = 2,288.66kg/m
4.11.1.3.2. Momento actuante Mu = Wu * L2/2 = 2,288.66 * 0.602 /2= 411.96kg-m
4.11.1.3.3. Refuerzo de acero en banqueta 4.11.1.3.3.1. Refuerzo transversal cama inferior Donde:
M = 41,196 kg-cm t = 0.15 m d = 12.50 m b = 100 cm Fy = 2,810 kg/cm2 f´c = 210 kg/cm2 Ø = 0.90 β1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI. Con las fórmulas antes descritas para el cálculo de cuantías de acero (As) se tiene: Asmin = 6.45 cm2 As = 1.31 cm2 Asmax = 30.05 cm2
Como As < Asmín = 1.31 cm2 < 6.45 cm2 entonces se utiliza el área de acero
mínimo. Con Fy = 2,810 kg/cm² la distribución de varillas es No.4 a cada 0.20m
como espaciamiento máximo. (ver detalles en anexos 24 dibujo).
90
4.11.1.3.3.2. Refuerzo transversal cama superior Se calcula solamente por temperatura según el ACI
As temp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100cm * 15 cm
As temp = 3 cm²
Con Fy = 2,810 kg/cm², la distribución de varillas será, No.3 @ 0.20 m. (ver
detalles en anexos 24 dibujo).
4.11.1.3.3.3. Refuerzo longitudinal ambas camas FL = 0.67
Asl = FL * As tranversal = 0.67 * 6.45 = 4.32 cm2
Con Fy = 2,810 kg/cm², la distribución de varillas será No.3 @ 0.15 m (ver
detalles en anexos 24 dibujo).
4.11.1.4. Diseño de diafragma Se utilizan al centro, extremos y/o en los tercios de la luz cuando se tiene una
superestructura mayor de 40 m. El ancho usual de los mismos es de 30cm, y el
recubrimiento mínimo es de 2”. El alto de los interiores es de ¾ de la altura de las
vigas principales, no menor de 50cm. Si colocamos diafragmas en los extremos,
éstos podrán ser ½ de la altura de las vigas. Los diafragmas exteriores transmiten
su peso a los apoyos interiores de las vigas como cargas puntuales P’, P' = P/N,
Peso propio No. de vigas. El refuerzo que se coloca es el acero mínimo, en
dos camas: superior e inferior y se recomienda un refuerzo extra 5.29cm² por
metro de alto. Según las especificaciones de diseño.
4.11.1.4.1. Diafragma externo 4.11.1.4.1.1. Peralte Hd ext = (1/2)*(Altura de las vigas principales)
91
Hd ext = (1/2)*(1.00) = 0.50 m
4.11.1.4.1.2. Base La base mínima para los diafragmas es de 0.30 m según la AASHTO
Bd ext = 0.30 m
4.11.1.4.1.3. Cálculo del peso Pd ext = (0.30m) * (0.50m) * (2,400Kg/m3) * 1.75 m = 630 Kg
4.11.1.4.1.4. Refuerzo de acero d = 50 – 4 – 1.27-1.91 = 42.82cm
Donde: H = 0.50 m b = 0.30 m d = 42.82 cm Fy = 2,810 kg/cm2 f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.90 β1 = 0.85 para un f´c < ó igual a 4,000 PSi
Calculando Asmin = 14.5 * 30 * 42.82 = 6.63 cm2
2,810
Con Fy = 2,810 kg/cm2, se utilizarán 3 varillas No.6 en ambas camas. (ver detalles
en anexos 23 dibujo).
4.11.1.4.1.5. Refuerzo acero extra As extra = 5.29 cm2/m * H = 5.29cm2/m * 0.50 m
As extra = 2.65 cm2
Con Fy = 2,810 kg/cm2, refuerzo de acero 2 varillas No. 4 en el centro del alma.
(ver detalles en anexos 23 dibujo).
92
4.11.1.4.1.6. Refuerzo por cortante Separación de estribos por cortante según la AASHTO.
S = d/2 = 42.82/2 = 21.41
S = 22cm
Con Fy = 2,810 kg/cm2, Se colocarán estribos No.4 @ 0.22 m. (ver detalles en
anexos 23 dibujo).
4.11.1.4.2. Diafragma interno 4.11.1.4.2.1. Peralte Hd int = (3/4)*(Altura de las vigas principales)
Hd int = (3/4)*(1.00) = 0.75 m
4.11.1.4.2.2. Base Igual que la especificación anterior para diseño de base.
Bd int = 0.30m
4.11.1.4.2.3. Cálculo del peso de diafragmas Pd int = 0.30m * 0.75m * 2,400Kg/m3 * 1.75m = 945 Kg
4.11.1.4.2.4. Refuerzo de acero d = 75 – 4 – 1.27-1.91 = 67.82cm
Donde: H = 0.75 m b = 0.30 m d = 67.82 cm Fy = 2,810 kg/cm2 f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.90 β1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI
Calculando As min = 14.5 * 30 * 67.82 = 11.27 cm2
2810
Con Fy = 2,810 kg/cm2, se utilizarán 4 varillas No.6 en ambas camas. (ver detalles
en anexos 23 dibujo).
4.11.1.4.2.5. Acero extra As extra = 5.2 cm2/m * H = 5.29cm2/m * 0.75 m
As extra = 3.97 cm2
Con Fy = 2,810 kg/cm2, se utilizarán 4 varillas No.4, en el centro del alma (ver
detalles en anexos 23 dibujo).
4.11.1.4.2.6. Refuerzo por cortante Separación de estribos por cortante según la AASHTO.
S = d/2 = 67.82/2 = 33.91
S = 34cm
Con Fy = 2,810 kg/cm2, se colocarán estribos, No.4 @ 0.34 m. (ver detalles en
anexos 23 dibujo).
4.11.1.5. Diseño de vigas principales 4.11.1.5.1. Factor impacto (FI) El FI debe ser < 0.30, según los parámetros de seguridad establecidos según la
AASHTO 1.2.12.
FI = 15.24 < 0.30 FI = 15.24 = 0.288 < 0.30 L + 38 15 + 38
Como el factor de impacto calculado es menor que 0.30, se utilizará un factor de
impacto de 1.288.
93
4.11.1.5.2. Factor de distribución El factor de distribución (FD) es la proporción de la carga viva que absorbe cada
una de las vigas (AASHTO 3.23.1), como sólo se cuenta con una pista, la carga
viva afectará más a las vigas cuando se encuentre sobre una de ellas, entonces
se tiene:
Figura No. 21, Diagrama de carga viva para viga, debido a carga en sentido transversal
2.20m 1.20m
P P
1.83m 0.37m
R B
∑ MB + = R * 2.20 m – P (2.20m) – P (0.37m) = 0
R = 2.57m = 1.168 FD = 1.168 % P 2.20 m 4.11.1.5.3. Integración de cargas
Figura No. 22, Sección transversal losa y viga
94
4.11.1.5.3.1. Carga muerta W losa = t * L * Wc = 0.20m * 2.30m * 2,400kg/m3 = 1,104 kg/m
W viga = b * h * Wc = 0.45m * 0.80m * 2,400kg/m3 = 864 kg/m
W barandal = b *h * Wc = 0.15m * 0.25m * 2,400kg/m3 = 90 kg/m Wcm = 2,058 kg/m 4.11.5.3.2. Carga viva Cargas vivas en el sentido transversal, para lograr la combinación crítica, se
puede realizar una infinidad de pruebas, pero AASHTO simplifica el caso por
medio de la tabla (AASHTO 3.23.1.) En ella se recomiendan diferentes
distribuciones de carga en función de la separación de vigas, el material de
construcción, los carriles del puente y la posición de la viga.
4.11.1.5.4. Cálculo de momentos 4.11.1.5.4.1. Momento carga muerta El momento debido a peso propio como viga simplemente soportada se
calcula con la siguiente fórmula:
M = WL²/8 = 8
)15(*058,2 2mmkg − = 57,881.25
M = 57,881.25 kg-m Este momento máximo, sólo se da en el centro de la viga y si se trabaja solamente
con este valor, se estaría sobre diseñando algunos tramos de la viga, por
consiguiente también se determina el momento a L/6.
M2.5m del apoyo = 57,881.25kg-m – 8
)10(*058,2 2mmkg − = 32156.25 kg-m
4.11.1.5.4.2. Momento debido al diafragma interno El momento debido a la carga del diafragma interno como viga simplemente
soportada se calcula con la siguiente fórmula:
M = PL/4
M = 945g * 15/ 4 = 3543.75kg-m
M(2.5 mts del apoyo) = 3543.75kg-m – ((945kg) * (10m)/4) = 1181.25 kg-m
95
Figura No. 23, Diagrama carga muerta, corte y momento debido a carga muerta
4.11.1.5.4.3. Momento total carga muerta M = 57,881.25kg-m + 3,543.75Kg-m = 61,425 Kg-m
M(2.5 m del apoyo) = 32,156.25kg-m +1,181.25kg-m = 33,337.50 kg-m
4.11.1.5.4.4. Momento carga viva El análisis estructural consistirá en que la carga que afecte se encuentre en
movimiento, lo que significa que cambia de posición a cada instante. Por eso es
difícil determinar las condiciones realmente críticas.
Para vigas simples de luces cortas en donde no cabe más de un camión,
no se complica la determinación de las condiciones críticas, de modo que:
96
El corte máximo por carga viva sentido longitudinal, ocurre sobre el apoyo cuando
la carga mayor se encuentre sobre él. El momento máximo por carga viva móvil
ocurre en la carga más cercana al centro de gravedad, cuando ésta se encuentra
tan lejos del soporte como su centro de gravedad del otro.
Todo lo anteriormente descrito, es la simplificación máxima de lo que se conoce
como el método de líneas de influencia para cortes, momentos y reacciones, por lo
tanto, se determina el centro de gravedad de un camión, bajo la norma H – 15.
97
Figura No. 24, Diagrama de cargas viva, corte y momento debido a carga viva
omando como origen el punto A se tiene:
cg = 2.7 Ton (0) + 10.9Ton (4.27m)
T X = 3.42 m
2.7Ton + 10.9Ton
98
e determina el punto donde el momento es máximo en el puente:
a + 0.85 m = 15 m
= 15 - 0.85
S
2
a = 7.075m 2
.11.1.5.4.5. Reacciones en viga MA = 15 R1 – 13,600 kg * 7.075 m
1 = 6,414.67 kg
ncontrando R2
Fy = 0 = R1 + R2 – 13,600 kg
2 = 13,600kg –6,414.67 kg
.11.1.5.4.6. Momento máximo = 7.075m
m – 2,700kg * 4.27 m =
cv = 39,307.26 kg-m.
ara hallar Mcv(2.50 m del apoyo), se calcula el momento en el punto aplicado a
5 m del apoyo derecho.
cv2.50m = 7,185.33kg * 2.5m
4 ∑
R
E
∑
R
R2= 7,185.33kg
4Este Mcv se da en X
Mcv = 6,414.67kg * 7.925
M
4.11.1.5.4.7. Momento a 2.50m del apoyo P
una distancia de 2.
M
Mcv2.50m = 17,963.33 kg-m.
99
.11.1.5.4.8. Momento último de diseño FI + F.D.))
g-m+ 5/3 (39,307.26kg-m * 1.288 * 1.168))
.11.1.5.4.9. Momento último de diseño a 2.5m del apoyo
g-m + 5/3 (17,963.33kg-m * 1.288 * 1.168))
a tención en el centro de la viga l resolver la ecuación y calcular las cuantías de acero, utilizando las ecuaciones
2.5.1. se tiene:
onde: b = 45 cm
2 f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.90
1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI
lculo de cuantías de acero (As) se
ene: 2
on Fy = 4,200 kg/cm2, el área de refuerzo de acero As es 68.79 cm2 que es
0. (ver detalles en anexos 23 dibujo).
4Mu = 1.3( MCM + 5/3 (MCV +
Mu = 1.3(61,425k
Mu = 207,178.67 kg-m
4Mu 2.5m = 1.3( MCM + 5/3 (MCV + FI + F.D.))
Mu 2.5m = 1.3(33,337.50k
Mu 2.5m = 101,526.53kg-m.
4.11.1.5.5. Refuerzo de acero en viga 4.11.1.5.5.1. Refuerzo de acero A
descritas en el capitulo 4.11.1.
Calculando d = 100-4-1.27-3.23/2 = 93.12
DMu = 2,071,7867 kg-cm d = 93.12 m Fy = 4,200 kg/cm (º60) β
Con las fórmulas antes descritas para el cá
ti
As min = 14.47 cm2 As = 68.79 cm2 As max = 78.05 cm
C
equivalente a 9 varillas No.1
100
.11.1.5.5.1.1. Refuerzo a compresión As+, si no pide a compresión se coloca
on Fy = 4,200 kg/cm2, se utiliza As com = 22.70 cm2 porque es mayor que As min,
ivalente a 3 varillas No. 10. (ver detalles en anexos 23 dibujo).
2 50 m d
b = 45 cm
2 2
.85 para un f´c < ó igual a 4,000 PSI.
As max = 78.05 cm2
= 4200 kg/cm2, el área de refuerzo de acero As es 30.84 cm2 que es
quivalente a 4 varillas No.10. (ver detalles en anexos 23 dibujo).
.11.1.5.5.2.1. Refuerzo a compresión
s com = 30.84 * 0.33 = 10.06 cm2 < As min
4,200 kg/cm2, se utiliza As min = 14.47cm2 por que es mayor que As com,
v anex
4Se refuerza por sismo que es el 33%
Asmin.
As com = 68.79 *0.33 = 22.70cm2 > As min
C
y es equ
4.11.1.5.5.2. Refuerzo a . el apoyo onde: D
M 2.50m del apoyo = 10,152,653 kg-cm d = 93.12 cm Fy = 4200 kg/cm f´c = 281 kg/cm Ø = 0.90 β1 = 0
Con las fórmulas antes descritas para el cálculo de cuantías de acero (As) se
tiene:
As min = 14.47 cm2 As = 30.84 cm2
Con Fy
e
4Se refuerza por sismo que es el 33% As+, si no pide a compresión se coloca
Asmin.
A
Con Fy =
que es equivalente a 2 varillas No.10. ( er detalles en os 23 dibujo).
101
e recomienda un refuerzo de 5.29 cm2 por cada metro de altura.
.00m.
nal 6 varillas No. 4 Fy = 4,200 kg/cm , distribuido equitativamente
zos cortantes
∑ P/2
max
4.11.1.5.5.3. Refuerzo adicional S
Ra = 5.29 cm2/m * H viga Principal = 5.29 cm2/m * 1
Ra = 5.29cm2
2Refuerzo adicio
en el centro del alma de la viga. (ver detalles en anexos 23 dibujo).
4.11.1.5.6. Esfuer4.11.1.5.6.1. Análisis por carga muerta 4.11.1.5.6.1.1. Cortante máximo apoyos
Vc = WL/2 +
Vc = 2058 kg/m * 15m + (630kg * 2 + 945kg) 2 2
poyo
Vc max= 16,537 kg
4.11.1.5.6.1.2. Corte a 2.50m del aVc2.50m del apoyo = 2,058kg/m * 10m + 945kg 2 2
Vc2.50m del apoyo = 10,762.50 kg
.11.1.5.6.1.3. Corte al Centro de viga
.11.1.5.6.2. Análisis por Carga Viva do un eje del camión se encuentra sobre el
4Vc = 945kg / 2 = 472.50 kg
4El corte máximo se obtiene cuan
apoyo.
102
a de cuerpo libre
,600 Kg)
poyo
,700Kg/m * 3.23m) / 15m
cv = 6,031.40kg
Figura No. 25, Diagram
Determinando R1 = Vc max
∑MA = 0 = 15*R1 – 14.15 m * (13
R1 = Vcv = 12829.33kg
Figura No. 26, Diagrama de cuerpo libre a 2.50m
4.11.1.5.6.2.1. Cortante 2.50 m del apoyo Vc2.50m del apoyo=(10,900 kg * 12.50 m + 2700 kg/m * 10.73 m) / 15 m
Vc2.50m del apoyo = 11014.73kg
4.11.1.5.6.2.2. Cortante en el centro de la viga debido a los 2.50m desde elaVc = (10,900Kg * 7.50m + 2
V
103
cortantes últimos actor de impacto = 1.288
.11.1.5.6.3.1. Cortante últimos a 2.50m del apoyo /3 (11,014.73kg * 1.288))
u 2.50 m del apoyo = 44,729.69 kg
.11.1.5.6.3.2. Esfuerzos cortantes últimos al centro de la viga
zo de acero a corte
calcular acero a corte Asc según ACI 318-2005.
r ≥ Vu Vr = Vc +Vs
c = Ø * 0.53
4.11.1.5.6.3. Esfuerzos F
Vu = 1.3 (Vcm + 5/3 (Vcv * FI))
Vu = 1.3 (16,537kg + 5/3 (12,829.33kg * 1.288))
Vu = 57,077.19kg
4Vu 2.50 m del apoyo = 1.3 (10,762.50kg + 5
V
4V centro = 1.3 (472.50kg + 5/3 (6031.40kg * 1.288))
V centro= 17,445.88kg
4.11.1.5.7. Refuer4.11.1.5.7.1. Refuerzo a corte en apoyo Se usarán las fórmulas para
V
* cf ´ * b * d
s = Av * fy * d
V
max = d/2
V S S
S =
S min = 3cm
104
u = 57,077.19 kg d = 93.12cm b = 45 cm
y = 2,810 kg/cm f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.85
da que los estribos en los extremos no se coloquen a más
e H/4.
s = (2*1.27cm
V
2F S = 93.12/2 = 46.56 = 45cm.
La AASHTO recomien
d
S = 100/4 = 25 = 25 cm
Vc = 0.85 * (0.53 * √281 kg/cm2) * 45cm * 93.12cm = 31,644.88 kg
V 2) * 2,810kg/cm2 * 93.12cm = 26,585.39 kg
r = 31,644.88kg + 26,585.39kg = 58,230.27 kg
r > V ,230.27kg > 57,077.19 kg
10 estribos No.4 @ 0.25 m en cada extremo
e la v exos 23 dibujo).
y
u = 44729.69 kg d = 94.73 m b = 40 cm
94.73/2 = 47.37 = 45 cm.
25 cm
V
V u = 58
Con Fy = 2,810 kg/cm2, se colocarán
d iga. (ver detalles en an
4.11.1.5.7.2. Refuerzo a corte a 2 m del apo o Donde: V Fy = 2,810 kg/cm f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.85 Smax =
105
c = 0.85 * 0.53 * 2/281 cmkgV * 45cm * 93.12cm = 31,644.88 kg
s = (2*1.27cm2) * 2810kg/cm2 * 93.12cm
V = 14,769.66 kg
r = 31,644.88kg + 14,769.66kg =46,414.54 kg
r > Vu = 46,414.54kg > 44,729.69 kg
ibos No.4 @ 0.43 m en el centro de
viga. (ver detalles en anexos 23 dibujo).
de corte
X
45cm
V
V
Con Fy = 2,810 kg/cm2, se necesitan 23 estr
la
Figura No. 27, Diagrama
= X –2 X = 9.25m 57077.19kg 44729.69kg
106
El refuerzo de acero debido a esfuerzos cortantes en la viga quedará de la
siguiente forma: estribo de 0.25 m hasta una
istancia de 2.50 m desde el extremo o apoyo que es igual a decir 10 estribos
onfin ga, la
eparación de los estribos será @ 43cm, o 23 estribos @ 43cm.
.11.2. Diseño de la subestructura
.11.2.1. Diseño de base e deberán considerar las reacciones de los extremos de cada viga y las
resiones laterales, debido a: sismo (S), fuerza longitudinal (LF) y presión del
uelo (E).
= Esob + Es
onde:
sob = Es la sobrecarga de 2' aplicada al centro de la cortina.
s = Es la carga del suelo aplicada a un tercio de la cortina.
= 0.12W (W = peso de la cortina).
la producida por las llantas de un camión en el
rraplén o aproche, la cual es transmitida a la cortina de la viga de apoyo de la
F = 0.05 (P/2H)
deberá considerar una sobrecarga del suelo del
kg/m³ * 2'
s No.4 confinados a una distancia
d
c ados a una distancia 0.25 m en ambos extremos, para el resto de la vi
s
44S
p
s
E
D
E
E
S
La fuerza longitudinal (LF) será
te
siguiente manera:
Según AASHTO 3.9.1.
Donde: P = Peso del camión y actúa a 6' sobre el piso.
De manera que el brazo es 6' + H,
L
Según AASHTO 3.20, se
equivalente líquido, de 2 pies de alto, con una presión de 480 kg/m³.
Sob = 480
107
l empuje de la cortina (F) se deberá calcular, como el empuje de la sobrecarga
a 2’ a lo largo de todo el alto de la misma, más el empuje de la
sma.
2 * W y aplicarlo al centro de la cortina.
inalmente, cuando hay sismo se deberán comparar las fórmulas del grupo III y
Es + LF), según AASHTO 3.22.1a.
arga de 2' aplicada al centro de la cortina.
s= es la carga del suelo aplicada a un tercio de la cortina.
rupo III = 1.3 (F + LF) AASHTO 3:22:1b.
a cortina de la viga de apoyo no deberá ser menor de 30cm de espesor, y se
y corte, de acuerdo a las fórmulas de los grupos III y VII, tomando
E
calculado
sobrecarga en la base de la cortina, aplicado al centro de la mi
F = Sob * H + Sobc * H/2
El sismo hay que calcularlo como 0.1
F
las del grupo VII, para aplicar la más crítica de las dos.
Para momento:
Grupo III = 1.3 (Esob +
Grupo VII = 1.3 (Esob + Es + S)
En donde:
Esob= es la sobrec
E
LF= es la fuerza longitudinal aplicada en toda la cortina.
S= es la fuerza de sismo aplicada al centro de la cortina.
Para corte:
G
Grupo VII =1.3 (F + S)
En donde:
F= Empuje
LF = Fuerza longitudinal
S = Sismo
L
diseña a flexión
la mayor de las dos (incluye sismo).
108
a base no podrá ser menor de 40cm. Se coloca refuerzo longitudinal por
y se deberá chequear el aplastamiento y colocarle el acero mínimo.
aciado a más de 40cm, y
ara el refuerzo transversal se colocan estribos de acero corrugado, a no menos
os apoyos se deberán colocar siempre sobre neopreno, del cual hay diferentes
, según las cargas, colocando específicamente el necesario. No se
ar neopreno en toda la superficie de contacto de la viga de la
a de apoyo.
a utilización de neopreno “caucho sintético” como elemento de apoyo de puentes
ventajas técnicas y económicas.
nteriormente se utilizó el caucho natural como apoyo y amortiguador de
,
hacían poco adecuado para este tipo de obras civiles. Para este diseño se
0*30cm de neopreno de 1” de espesor.
L
temperatura
As mín = (14.5 / fy) * b * h
El refuerzo deberá colocarse de manera que no esté esp
p
de H/2.
4.11.2.2. Neopreno L
resistencias
requiere coloc
superestructura con la vig
L
y estructuras, se dio la necesidad de sustituir con unas placas de reducido
espesor los complicados apoyos tradicionales (rótula y péndulos de hormigón
armado o metálicos) tiene indudable
A
vibraciones, sus limitadas defensas contra la corrosión y el envejecimiento,
especialmente en los procesos de oxidación acelerada ante la luz y la intemperie
lo
utilizará una plancha de 3
Figura No. 28, Base de puente (viga de apoyo y cortina)
109
.11.2.3. Diseño de viga de apoyo l aplastamiento = área del corte último o de diseño, será P = 57077.19kg.
rea de aplastamiento:
p = P / Ø * f'c
Ap = 57,077.19Kg / (0.71cm2* 210 Kg/cm²)
Ap = 382.81m²
B =
4E
Á
A
Ap = 281.382 cm = 19.57cm
Utilizar una base de neopreno de 20cm * 20cm
Ahora, se calculan los diagramas de carga, corte y momento aplicado en la viga
de apoyo, es igual a dividir las dos cargas puntuales sobre la longitud de la viga de
apoyo, para convertirla en carga distribuida.
110
Figura No. 29, Diagrama de carga, corte y momento
4.11.2.3.1. Refuerzo por flexión La flexión no existe en la viga, porque descansa sobre los estribos de concreto
ciclópeo los cuales son rígidos totalmente, por lo tanto, sólo se calcula acero
mínimo.
d = 40-3-1.91/2-1.27 = 36.05
111
onde: = 34.78 cm
2 f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.90
1 = 0.85 para un f´c < ó igual a 4,000 PSI
on las fórmulas antes descritas para el cálculo de cuantías de acero (As) se
ene: As min = 13.46 cm2
on Fy = 2,810 kg/cm2, el área de refuerzo de acero As es 21.34cm2 que es
quivalente a 4 varillas No. 6 más 2 varillas No. 4. (ver detalles en anexos 24
ibujo).
.11.2.3.2. Refuerzo por Corte onde: = 29,749.40 kg d = 34.78 cm b = 75 cm
y = 2,810 kg/cm2 f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.85
= 40 cm β1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI
= 36.05/2 = 18.03 = 18 cm.
c = 0.85 * (0.53 *
Dd b = 75 cm Fy = 2,810 kg/cm β
C
ti
C
e
d
4DV F h
S
2/810.2 cmkgV ) * 75cm * 34.78cm = 19,698.76 kg
Vs = (2*1.27cm2) * 2,810kg/cm2 * 34.78cm = 13,791.04 kg
9.40 kg
on Fy = 2,810 kg/cm2, estribos No.4 @ 0.18 m en todo el largo de la viga. (ver
en anexos 23 dibujo).
18cm Vr = 19,698.76 + 13,791.04 = 33,489.80 kg Vr > Vu = 33,489.8 kg > 29,74 C
detalles
112
o de ortin e presume que la cortina está empotrada sobre el asiento o base de la
za
kg/m² y tomando una
diagrama de presiones de la cortina, en viga de apoyo
lente del rectángulo aplicado a H/2
= Empuje = (Esob + Es)
mpuje = 292.80kg/m* 1 00m + 480kg/m * 0.50 m
4.11.2.4. Diseñ c aS
viga de apoyo. Las fuer s que intervienen son:
4.11.2.4.1. Empuje de tierra Según AASHTO 3.20. se considera una sobrecarga del suelo con un equivalente
líquido de 2’ (0.61m) de alto, con una presión de 480 kg/m³ (30 lb/pie³).
Para el peso del suelo se toma el equivalente líquido de 480
base de 100cm.
Figura No. 30, Geometría y
Esobrecarga= Esob = Carga equiva
F
E .
Empuje = 532.80kg < 696kg
0.40
m1m
2.01
m
Sob = 480* 0kg/m0.61 = 292.8
Es
Sobc = 480*1 = 480kg/m
480*1.45 = 696kg/m
Esob S
H/3 H
/2
113
ebe ser el 5% de la carga viva, y
u centro de gravedad se supone a 1.83 m de sobre la carpeta de rodadura.
camión = 10,900kg por eje, dos puntos de contacto en el eje
= 5,450kg
F = (0.05 * P) /(2H) = (0.05 * 5,450kg) /(2m)
tiene que la fuerza longitudinal
obre el piso de la losa (AASHTO3.9.1)
4.11.2.4.2. Fuerza longitudinal (LF) Según la AASHTO 1.2.13, la fuerza longitudinal d
s
Figura No. 31, Diagrama de fuerza longitudinal en viga de apoyo
1.83m
2H = 2m
H =
1m
P P L LF = 136.25kg/m por ser dos llantas, se LF = 2 * 136.25 = 272.50kg/m, Esta carga actúa a 6 pies s El brazo de la fuerza longitudinal: Brazo = 6´ + Cortina = 1.83 m + 1 m Brazo = 2.83 m
114
ortina
=0.12W
4.11.2.4.4. Peso de cortina W = 2400Kg/m3 * 0.30m * 1m * 1m W = 720 kg S = 0.12 W = 0.12 * 720 kg S = 86.40 kg
Brazo del centro de gravedad
Brazo = 1.00m/2 = 0.50 m
.11.2.4.5. Cálculo de momento en cortina
.11.2.4.5.1. Combinación de cargas
egún AASHTO 3.22.1a se tiene la combinación de cargas para encontrar el
omento de la siguiente manera:
rupo III = 1.3 (Esob + Es + LF) = 1.3 (292.80kg/m * 0.50m + 240kg/m * (1.00m/3) + 272.5kg/m * 2.85m
= 1,296.85 Kg-m/m
rupo VII =1.3 (Esob + Es + S)
= 1.3 (292.80kg/m*0.50m + 240kg/m* (1.00m/3) + 86.4kg/m * 0.50m
= 350.48 kg-m/m
iguiendo con la especificación de la AASHTO 3.22.1b, se tiene:
4.11.2.4.3. Fuerza de sismo (S) Por ser una zona sísmica, éste es del 12% y se aplicará al centro de la c
S
44S
m
G
G
S
115
rupo III = 1.3 (F+ LF) = 1.3 (532.80kg + 272.5kg)
rupo VII = 1.3 (F+ S) = 1.3 (532.80kg + 86.40kg)
= 804.96 kg
el del
max y V max = 1,046.89 kg
/2 = 36.05
= 129,685 kg-cm d = 26.87 cm b = 100 cm
/cm2 f´c = 281 kg/cm2 Ø = 0.90
,000 PSI
on las fórmulas antes descritas para el cálculo de cuantías de acero (As) se
2 As max = 86.46 cm2
e refuerzo de acero As min es 13.87cm2 que es
stribuidas a lo alto de la cortina. (ver detalles en
4 dibujo).
4.11.2.4.6. Esfuerzo a corte G
= 1,046.89 kg
G
De los grupos anteriormente calculados, del que mayor valor obtiene es
grupo III:
M = 1,296.85 kg-m/m
4.11.2.4.7. Refuerzo de acero 4.11.2.4.7.1. Refuerzo por flexión d = 30-3-1.27
Donde: M Fy = 2,810 kg β1 = para f´c menor ó igual a 4 C
tiene:
As min = 13.87 cm2 As = 1.92 cm
Con Fy = 2,810 kg/cm2 , el área d
equivalente a 5 varillas No. 6, di
anexos 2
4.11.2.4.7.2. Refuerzo por corte Donde:
116
d =26.87cm b = 100cm
Ø = 0.85
V = 1,046.89kg Fy = 2,810 kg/cm2 f´c = 281 kg/cm2 (4,000PSI) h = 40cm β1 = 0.85 para f´c menor o igual a 4,000 PSI
2/281 cmkgVc = 0.85 * 0.53 * * 100cm * 26.87cm = 20,291.57kg >> 1,046.89 kg
xos 24 dibujo).
iseño de estribo de concreto ciclópeo ses de diseño:
Valor soporte Vs= 16 Ton/m²
Peso concreto ciclópeo Wcc = 2,700 kg/m³
toma en consideración que la altura de
1.5m debido a la estratigrafía que
izará el proyecto, por lo tanto, la altura total del
de altura para poder utilizar un determinado
en general puede decirse que se emplea cuando
ar sea de poca altura y no pase los 6m, después de
on l s rea cione igas
rincipales de la superestructura actuando verticalmente, el peso propio de
la viga de apoyo y el peso propio de los estribos, se procede a diseñar.
Con Fy = 2,810 kg/cm2 estribos No.4 @ 0.25 m en distribuidos a todo el largo de
la cortina. (ver detalles en ane
4.11.2.5. DSe tomarán los siguientes valores, como ba
Peso de suelo W suelo= 1,700 kg/m³
Para diseñar el estribo del puente, se
crecida máxima del río, durante época de invierno es de 2m. Además, para el
cimiento se ha considerado una profundidad de
presenta el lugar donde se real
estribo será de 4.50 m.
Es difícil establecer un límite exacto
tipo de subestructura, pero
la subestructura a utiliz
la cual la estructura resulta muy masiva. C a c s de las v
p
117
que su diseño es más simple,
a que consiste en asumir una sección de muro. Hay que verificar tres
Volteo = ME / MV > 1.5
en V) / W
Deslizamiento = 0.5 (W/E) > 1.5
ilizante
W = Fuerza resistente
E = Fuerzas horizontales
ica iones
iva, así como también para la verificación por sismo en donde no se considera la
carga viva.
La ventaja de este tipo de subestructura es
y
condiciones, que son:
a)
b) Excentricidad = e = (b/2)-a = Si do: a = (ME-M
c)
-P = W/A(1±(6*e/b)) < 16,000Kg/cm2 (valor soporte del suelo)
Donde:
ME = Momento estab
MV = Momento de volteo
Estas verif c sólo se efectúan para el muro, para la superestructura y carga
v
Figura No. 32, Diagrama de cargas de estribos
Figura No. 33, Diagrama de presiones en estribos
118
ien es va res:
eso concreto ciclópeo Wcc = 2,700 kg/m3
1,700 kg/m3
quiv lente
apa dad s ,000 kg/m2.
o
Para el diseño se consideran los sigu t lo
-P
-Peso concreto armado Wc = 2,400 kg/m3
-Peso del suelo Ws =
-E a líquido = 480 kg/m3
-C ci oporte del suelo Vs = 16
4.11.2.5.1. Momento de volteo en estrib
Tabla No. 13, Momento de volteo en estribo
1.10m 0.90m 1.90m
1 2
5
4
6
P
3
7
4m0.
40m
1.00
m
0.30m0.45m
480 * 0.61 = 292.8kg/m2
III
5.40
m
H/2
H/3
480 * 5.40 = 2592kg/m 2
3.90m
SECCIÓN ALTURA (m) PRECIÓN EMPUJE Wv B.P. (m) MOMENTO Mv (kg-m)III
5.40 292.80 1581.12 2.70 4269.022.70 2592 6998.40 1.80 12597.12
Σ = 8579.52 Σ = 16866.14
119
4.11.2.5.2. Momste momento es debido al peso propio y al relleno que actúa directamente sobre
estructura. (El momento obtenido es en una longitud unitaria igual a un metro de
ncho).
Tabla No. 14, Momento estabilizante respecto a “p”
4.11.2.5.3. Chequeo del muro sin superestructura 4.11.2.5.3.1. Chequeo por volteo
Volteo = ME / MV = 78,918.97/16,866.14 = 4.68 > 1.5 OK
4.11.2.5.3.2. Chequeo por deslizamiento Deslizamiento = 0.5(WE / WV) = 0.5*(33,718/8,579.52) = 1.97> 1.5 OK
4.11.2.5.3.3. Chequeo por presiones Presiones a = (ME-MV) / WE = (78,918.97 – 16,866.14)/ 33718.52 =
a = 1.84
3a = 3 * 1.84 = 5.52m > 3.90 m OK.
4.11.2.5.3.4. Excentricidad Excentricidad: e = (B/2) – a = (3.90/2) -1.84 = 0.11
ento estabilizante respecto a “P” E
la
a
SECCIÓN DIMENSIONES (m) ÁREA (m²)
PESO ESPESIFICO
(kg/m³) PESO (kg)
BRAZO DESDE P
(m)MOMENTO (kg-m)
1 0.30 1.40 0.42 2400 1008.00 1.70 1713.602 0.40 0.45 0.18 2400 432.00 1.33 572.403 1.90 4.00 3.80 2700 10260.00 1.27 12996.004 0.90 4.00 3.60 2700 9720.00 2.35 22842.005 1.10 4.00 2.20 2700 5940.00 3.17 18810.006 1.10 4.00 2.20 1700 3740.00 3.53 13214.67
1.40 1.10 1.54 1700 2618.00 3.35 30Σ = 33718.00 Σ = 7 97
7 8770.8918.
120
4.11.2.5.3.4.1. Chequeo de cargas q = WE/ A (1± (6*e/b)) = (33,718/3.90*1) (1 ± (6*0.11/3.9))
qmáx = 10,108.75kg/m2 < 15,000kg/m² OK
qmín = 7,182.53kg/m² > 0.00kg/m² OK
Figura No. 34, Diagrama de carga aplicada al suelo
structura
rama de cargas vivas en estribo
4.11.2.5.4. Chequeo del muro con supere
Figura No. 35, Diag 10900kg 10900kg
1.2m 2.2m 1.2m
1440kg/m
4.60m
121
uivalente = (10,900*2)/4.60 = 4,739.13kg/m
WTotal 2 = 1,
.11.2.5.4.2. Chequeo por volteo > 1.5 OK
eslizamiento = 0.5(W(Total 2) + WE)/ Wv = 0.5(6179.13 + 33718)/8579.52
a = 3
WViga de Apoyo = (2,400)*(0.30*1.00 + 0.75*0.40) = 1,440kg/m
WCV Eq
440 + 4,739.13 = 6,179.13kg/m
Brazo2 = 1.95m
4.11.2.5.4.1. Momento estabilizante 4.11.2.5.4.1.1. Momentos ME2 = 6,179.13 * 1.95 = 12,049.30kg-m
METotal = ME + ME2 = 78918.97+ 12049.30 = 90968.27kg-m
4Volteo = ME(Total2)/MV = 90968.27/16866.14 = 5.39
4.11.2.5.4.3. Chequeo por deslizamiento D
Deslizamiento = 2.33 > 1.5 OK
4.11.2.5.4.4. Chequeo por presiones a = (ME(Total 2) – Mv)/(W(Total 2)+ WE)
a = (90968.27 – 16866.14)/(6179.13 + 33718)
a = 1.86 m
3 * 1.86 = 5.57 > 3.90m OK
122
= (b/2) –a = (3.90/2)-1.86 = 0.09
.11.2.5.4.6. Cargas 3 + 33718)/3.90*1)*(1 ± (6*0.09/3.90)
qmáx = 11,64
mín = 8,813.57kg/m² > 0.00 kg/m² OK.
.11.2.5.5. Chequeo del muro con sismo ara el chequeo del sismo se deben tomar momentos de volteo en el sentido
orizontal.
Figura No. 36, Diagrama de cargas muertas en estribo
cm = 16,537 kg
WSubestructura = 33,718 kg
WCM Equivalente = (16,537*2)/4.60 = 7,190 kg/m
4.11.2.5.4.5. Excentricidad e
4q=(WTotal2 + WE)/A * (1±(6*e/b)) = ((6179.1
6.50kg/m2 < 16,000 kg/m² OK
q
4P
h
V
1.2m 2.2m 1.2m
W
16537kg
4.60m
16537kg
123
Total 3 = 33,718 + 7,190 = 40,908 kg/m
E3 = 7,190* 1.95 = 14,020.50 kg-m
E3 = 78,918.97 + 14,020.50 = 92,939.47 kg-m
H = (1.08 * 8,579.52) + (0.08 * 40,908) = 12,535.28 kg.
specto a “A”
EQ = 0.08 * MV3 = 0.08 * 69,869.93 = 5,589.59 kg-m
Volteo 3 = 1.08 * Mv +0.08*CM* h` + MEQ
Volteo 3 = 1.08 * 16,866.14 +0.08* 7190* 4.40+ 5,589.59kg = 26335.91 kg-m.
W
Brazo3 = 1.95 m.
4.11.2.5.5.1. Momento estabilizante (ME) M
METotal 3 = ME + M
Fuerza horizontal (FH):
FH = 1.08 * Wv + 0.08 * Wtotal3
F
4.11.2.5.5.1. Momento de volteo re
Tabla No. 15, Momento de volteo respecto a “A”
SECCIÓN DIMENSIONES ÁREA (m²)ESPECÍFICO
(kg/m³) PESO (kg)DESDE A
(m)MOMENTO(kg-m)
PESO BRAZO
1 0.30 1.40 0.42 2400 1008.00 4.70 4737.60.18 2400 432.00 4.20 1814.40.80 2700 10260.00 1.33 13680.00
4 0.90 4.00 3.60 2700 9720.00 2.00 19440.002700 5940.00 1.33 7920.001700 3740.00 2.67 9973.331700 2618.00 4.70 12304.60Σ = 33718.00 Σ = 69869.93
2 0.40 0.45 03 1.90 4.00 3
5 1.10 4.00 2.206 1.10 4.00 2.207 1.40 1.10 1.54
M
M
M
4.11.2.5.5.2. Chequeo por volteo
124
olteo = MEtotal3 / Mv3 = 92939.47 /26335.91 = 3.53 > 1.5 OK.
eslizamiento = 0.5 WTotal3 / FH
= 0.5 * (40,908 /12,535.28)
= 1.63 > 1.5 OK.
l3 – Mv3 / WTotal3
a = (92,939.
qmáx = 15,653.16kg/m2 < 16,000 kg/m² Sí cumple
/m² > 0.00 kg/m² Sí cumple.
nes dadas en la figura No. 33 cumplen con todos los
s en anexos 26 dibujo).
V
4.11.2.5.5.3. Chequeo por deslizamiento D
4.11.2.5.5.4. Chequeo por presiones a = METota
47 – 26,335.91)/ 40,908 = 1.63 m
3a = 3 * 1.63 = 4.89 m > 3.90 m.
4.11.2.5.5.4. Excentricidad e = b/2 – a
e = 3.90/2 – 1.63 = 0.32 m
q = WTotal 3 / A (1± (6*e/b)) = (40,908/3.90*1) /(1±(6*0.32/3.90)
qmín = 5,325.30kg
Se concluye que las dimensio
chequeos de diseños correspondientes. (ver detalle
125
e aproches .11.3.1. Factor de impacto
4.11.3. Losa sobr4Según AASHTO 1.2.12.
F I = 50 . ó FI = 15.24 si S es en metr (L+125) (S+38)
os
= 3.40 m
S = luz libre entre vigas
FI = 15.24 = 0.37 (3.40+38)
Así mismo, la AASHTO considera que no es necesario usar un porcentaje
lor dado por la fórmula.
FI = 0.382 > 0.3
4.11.3.2. Integración de cargas debido al peso muerto Determinando el espesor t = L/16 t = 3.40/16 = 0.213 ≈ 0.20m Determinando las cargas muertas por causa del concreto u otras cargas, tenemos:
e utilizará base unitaria b = 1m
g/m
de impacto mayor que el 30%, independiente del va
0, de manera que FI = 0.30
S Peso de la losa: WL= t * b *WC = 0.20 m * 1 m * 2,400kg/m³ = 480k
Wcm = 480kg/m
.11.3.3. Cálculo de momentos en losa sobre aproches
ara la losa deberá calcularse sólo momento máximo positivo, perpendicular
44.11.3.3.1. Momento debido a peso muerto P
a los muros de contención, se utilizará la siguiente fórmula:
126
órmulas de momento ACI 318-2005- 8.3.3
cm = WL²/8
Grafica No. 37, Carga distribuida y momento
F
M
Mcm = 8
)40.3(*/480 2mmkg = 693.60 kg-m.
.11.3.3.2. Momento debido a carga viva HTO 3.24.3.1.) es:
4La fórmula más usual (AAS
Mcv = 0.80(S+2) P 32
Donde:
S = 4m = 13.12pies
arga aplicada por un eje (Según la norma H-15)=10.90Ton=24030.14lbs. C
Mcv = 0.80 (13.12+2) * 24,030.14
32
,255.82kg-m Mcv = 9,083.39lb-pie = Mcv = 1
4.11.3.3.3. Cálculo del momento último
127
u = 1.3[Mcm+(5/3)(Mcv*FI)]
.30))
ión de peralte de losa l momento máximo actuante en la losa, se emplea con la siguiente:
eficaz =(44,3891/(0.9*0.0277*2,810*100*(1-0.59*.0277*2,810/210)))1/2
eficaz = 9.01cm
omo d diseño > d eficaz 16.23cm > 9.01cm, se comprueba que el
n los requerimientos de diseño ACI 318-2005.
en cama inferior cama inferior, se usarán las fórmulas para
o ACI 318-2005.
u = 44,3891kg-cm Fy = 2,810kg/cm f´c = 210 kg/cm²
Ø = 0.90
el cálculo de cuantías
de acero (As) se tiene::
M
Mu = 1.3 (693.60kg-m + 5/3(1,255.82Kg-m* 1
Mu = 4,438.91kg-m
4.11.3.4. ComprobacCon base en e
d eficaz = (Mu/(ø*ρ*fy*b(1-0.59*ρ*Fy/f´c)))1/2
d
d
d diseño = 20 – 2.50 – 1.27= 16.23cm
C
espesor de la losa cumple co
4.11.3.5. Refuerzo de acero 4.11.3.5.1. Refuerzo transversal
ara refuerzo transversal en laP
cuantillas de acer
Donde: M d = 16.23cm b = 100cm β1 = 0.85 para f´c menor ó igual a 4,000 PSI Con las fórmulas descritas en el capitulo 4.11.1.2.5.1. para
128
Asmin = 8.37 cm2 m2
on Fy = 2,810 kg/cm2, área de refuerzo de acero As = 11.45 cm2, la distribución
e varillas será No.4 @ 0.10 m. (ver detalles en anexos 26 dibujo).
.11.3.5.2. Refuerzo transversal en cama superior e calcula solamente por temperatura según el ACI 318-2005.
stemp = 0.002 * b * t = 0.002 * 100 * 20
stemp = 4 cm²
on Fy = 2,810kg/cm2, la distribución de varillas será, No.4 @ 0.30 m (ver detalles
uerzo longitudinal en ambas camas e deberá calcular con la siguiente fórmula:
Factor longitudinal = FL = 3.40/√(S) Donde: FL ≤ 0.67
As = 11.45 cm2 Asmax = 39.03 c
C
d
4S
A
A
C
en anexos 26 dibujo).
4.11.3.5.3. RefS
S = espaciamiento entre vigas en pies, 3.40 m = 11.15pies
FL = 3.40/ 15.11 = 1.02 > se utilizara 0.67
El factor longitudinal (FL) se deberá multiplicar por el acero transversal
el acero longitudinal.
sl = FL * Astrans = 0.67 * 11.45cm2 = 7.67 cm2
2, la distribución de varillas será No.4 @ 0.15m. (ver detalles
n anexos 26 dibujo).
.12. Especificaciones Técnicas proyecto, es necesario tomar en cuenta
ormas, especificaciones y criterios que rigen el diseño y métodos constructivos,
calculado para obtener
A
Con Fy = 2,810kg/cm
e
4Antes de la realización de cualquier
n
los cuales se definen a continuación:
129
Recubrimientos: AASHTO 8.22., medido del rostro de la barra a la
ientos y muros, 5 cm para losas arriba
ra columnas y vigas.
Se proporcionará a todas las
barras la longitud necesaria a partir del punto donde se requieren por
o la mayor de la profundidad efectiva del elemento, 15
diámetros de la barra a la luz/20.
en cada caso. Se recomienda el uso de
uniones mecánicas para las barras No.11, de tal modo que desarrolle un
la especificación AASHTO 8.33.2., evitando localizar los
traslapes en los puntos donde se producen esfuerzos de tensión críticos y
berán colocarse alternos, cada 60 cm.
o y un
equivalente a 6 diámetros en su lado libre, cuando se trata de 180 grados, ó
trata de 90 grados.
e desarrollo y recubrimientos, siguiendo los
amientos del artículo 8.21.5. de AASHTO.
ara la superestructura se debe tomar en cuenta que:
r posteriormente a que las vigas se
hayan deflectado libremente.
superficie del concreto: 8 cm para cim
y 2.5 cm abajo, 5 cm pa
Longitud de desarrollo: AASHTO 8.24.1.2.
diseño, siend
Traslapes: AASHTO 8.25. DGC 509.080. Se calculan con base en la
longitud de desarrollo establecida
125% del Fy nominal de la barra,
Siguiendo
nunca en una misma línea. De
Ganchos: AASHTO 8.23.2.2. Los dobleces deben ser hechos en frí
12 diámetros cuando se
Se deben seguir las normas establecidas para manojos de barras respecto
a su cantidad, longitud d
line
P
La acera y el barandal se deben construi
130
ele ento ctu concreto del
uente, deberán cubrirse con dos capas de pintura anticorrosiva de
ser conforme las normas
iety y siguiendo el
e puede encontrar en bibliografía sitios
web 11.
la explotación de los bancos de materiales circundantes a
las riberas del río para evitar posibles socavaciones en el futuro.
los bancos de materiales, de manera
nte necesario para
acomodar los estribos.
Deberá proporcionarse adecuado drenaje a los estribos para evitar
de concreto ciclópeo con piedras de
diversos diámetros que estén dentro del rango 0.50m - 0.20m, en el
s, se deberá tener el cuidado que
sea el concreto especificado y que el proceso de fundición sea el adecuado.
r en la estructura del puente es de grado 40, solamente las
varillas No.11 que van en las vigas principales son de grado 60.
renaje, (ver detalles en anexos dibujo 20).
Todos los m s de acero estru ral no embebidos en el
p
diferente color, exceptuando los pernos, que deberán dejarse
correctamente engrasados.
Cualquier soldadura que se ejecute deberá
establecidas en el manual de la American Welding Soc
detalle de los planos. El cual s
Para la subestructura se debe tomar en cuenta que:
Deberá evitarse
No se debe permitir la destrucción de
que las excavaciones sean del tamaño estrictame
presiones nocivas a la estructura.
El concreto a utilizar en las pilas es
concreto a utilizar en los demás elemento
El acero a utiliza
El criterio tomado por el autor como base para el diseño del cabezal a
construir en el área de desfogue del drenaje a desviar es únicamente de
protección para la cajuela del d
131
5. SUPERVISIÓN DE BODEGA PARA TIENDAS MAX DISTELSA 5.1. Semana 1: Revisión de planos y presupuesto Para la revisión de planos y elaboración de presupuesto, de la construcción de la
Bodega para tiendas Max Distelsa, fueron revisados los planos completos de la
misma (ver detalles en anexos 30 - 35 dibujo); el plano de topografía indica datos
para calcular el movimiento de tierra a realizar, para construir la plataforma para la
nivelación de piso, el cálculo dio un corte de 2,287 m3; se siguió con la revisión
del juego de recabando datos y verificar los detalles de las diversas plantas de la
bodega a construir, el resultado del estudio, se pudo constatar que existía una
irregularidad en los datos aportados al plano de detalles de pedestales, ya que, la
información de tipo estructural en lo que se refiere al hierro en los pedestales
estaba en su totalidad, mas no así, la especificación de a cuál de los pedestales
pertenecía cada dibujo realizado; por lo cual, dicha situación enseguida se hizo del
conocimiento del arquitecto de la empresa diseñadora en la ciudad capital, y se
solicitó que enviaran por la vía del correo electrónico (e-mail) el plano ya
corregido, ya que es indispensable realizar el presupuesto del material a utilizar en
su construcción.
Con el plano corregido, se pudo verificar cuál era exactamente la distribución y de
qué tipo eran cada uno de los pedestales marcados en la planta de ubicación. Así
mismo, fueron revisados los planos para la instalación del agua potable, drenajes,
cimentaciones y acotados, así como la exactitud en la sumatoria de las cotas;
también los planos de ejes, de estructura de techo, de acabados y secciones.
También se realizó un presupuesto general de todos los elementos constructivos
de la obra civil, los materiales y cantidades de trabajo (ver tabla 16 y 17 en anexos
presupuestos y renglones de trabajo).
La bodega a construir por Max Distelsa, es un edificio que cuenta con una
estructura metálica, cerramiento lateral exterior con paredes de block de concreto,
el cual, por las condiciones topográficas del terreno, el levantado para la
cimentación en algunas partes se diseñó para que trabaje como muro de
contención.
5.2. Semana 2: Movimiento de tierra Para el movimiento de la tierra sobre la cual se construiría la bodega de Max
Distelsa, se replantearon los ejes de pares de 1 a 7 y ejes de pedestales de la
bodega en el lado poniente, del lado norte se replantearon los ejes de pedestales
de “A” a “H” seguidamente, el movimiento de la tierra se realizó con maquinaria
pesada tipo retro excavadora, cortando la capa vegetal a 50 cm; después, se hizo
el corte hasta en nivel 88.50, con lo que el nivel de piso terminado por su siglas
(NPT), es 88.80, por lo tanto, se cortaron 30 cm por debajo del NPT, esto con la
finalidad de rellenar la base de piso de 23 cm con material selecto compactado y 7
cm de fundición de concreto de base de piso.
Cabe mencionar que los niveles referenciales se obtuvieron del plano de
topografía, los cuales indicaban banco de marca con niveles 90 en el centro de la
calle Norte y 88 en el centro de la calle sur. A continuación, se realizó la
excavación necesaria para el cimiento corrido y para las zapatas, trazándose para
tal efecto, los ejes 6 y 7. La cimentación en el eje 7, es cimiento corrido 1, por sus
siglas (CC1), en el cual se construirá el muro de contención (ver detalles en
anexos 32 dibujos).
El ajuste para la zanja de los cimientos y zapatas, se realizo a mano por los
señores albañiles.
Figura No. 38, Movimiento de tierra Figura No. 39, Movimiento de tierra
y ajustes de zanjas
Fuente: el autor Fuente: el autor
132
133
5.3. Semana 3 y 4: Cimentación Se inició el trabajo estructural para la cimentación, cortando y armando las varillas
necesarias para el refuerzo de acero de los cimientos, zapatas, columnas, estribos
y eslabones. En lo que a la cimentación se refiere, se construyeron tres tipos de
cimientos corridos por sus siglas (CC), siendo éstos: el cimiento corrido tipo 3 por
sus siglas (CC3) para muro de cerramiento, con espesor t = 0.25 m, ancho 0.50 m;
el cimiento corrido tipo 2 por sus siglas (CC2) divisiones internas, espesor t= 0.20
m, ancho 0.60 m; y el cimiento corrido tipo 1por sus siglas (CC1) para muro de
contecion, con espesor t = 0.20 m, ancho de 1.10 m (ver detalles en anexos 32
dibujos).
Los diferentes tipos de cimiento corrido conllevan a una variación de medida de
los eslabones y la cantidad de hierros longitudinales, y la existencia de diferentes
tipos de zapatas que varían en dimensiones que van desde la más pequeña de
1*1 m para columnas exteriores, con espesor t = 0.25 m, hasta la de mayor
dimensión de 2.55*2.55 m para la estructura que soportará el entrepiso de la
bodega, y las variaciones en la estructura de refuerzo interna, todas estas
variaciones conllevan a cortes y armados diferentes, teniéndose especial cuidado
en el momento de realizar el cálculo de materiales tomando en cuenta todas estas
variaciones.
Continuando con los trabajos de cimentación centrado, formaleteado y fundido de
zapatas, pedestales, cimientos corridos y columnas, la estructura de CC1 de 43 m
de largo, 10 zapatas de diferentes dimensiones con sus pedestales y pernos
centrados, 14 columnas tipo C1 de 19*20 cm, seguidamente el armado,
formaleteado y fundido de CC2 y CC3 de cerramiento. El CC2 inicia en el eje “A” y
finaliza en el eje “B”, formando una curva sobre el lado poniente de la bodega,
esto significa un trabajo especial en la cimentación, el cual fue realizado por
tramos.
Hubo un retraso en la finalización de fundición de CC2 sobre el eje 0, a raíz de un
inconveniente que se pudo observar en campo en el momento en que se trazó
dicho eje, la distancia que existía desde el eje 0 hasta el bordillo era mayor a la
especificada en planos, pudiéndose aprovechar el espacio desplazando dicho eje
hacia el exterior 30 cm, sin afectar en ancho de la banqueta, ampliando así el área
de la bodega en 12 m2. Oportunamente se hizo la propuesta al departamento
técnico, quedando pendiente la respuesta, con lo que tal inconveniente afectó la
fundición de CC2, zapatas, columnas, pedestales sobre el eje 0 y la unión de
estos cimiento corridos. Seguidamente se tomo la decisión de continuar con las
otras actividades en los que dicho inconveniente no interferiría y fueran
actividades que no dependieran del mismo, para no verse afectado así el plazo de
tiempo de entrega del proyecto concluido.
Se realizó el levantado del muro de contención sobre el CC1, al levantado de
block de concreto de 19*19*39cm, pineado a una distancia de 20 cm, con acero de
refuerzo No.4 hasta una altura de 2.20 m, siendo la estructura del muro de
contención la siguiente: 5 hiladas de block, una solera vista de 020*0.20 cm, con
armadura de refuerzo 4 hierros No.4, estribos hierro No.2 colocados a una
distancia de 0.15 m, 4 hiladas de block y solera de amarre vista de 0.20*0.20 m, el
CC1 se colocó a 2.25 m de profundidad, con respecto a nivel de la calle Norte, con
lo que el levantado de block para el muro de contención sobre CC1 fue de 94m2.
Figura No. 40, Cimiento corrido Figura No. 41, Zapata y cimiento corrido
134
Fuente: el autor Fuente: el autor
135
Dejando una distancia de 2 m antes de empalmar con el eje 0, se realizaron los
trabajos sobre el CC3, así como en el muro de contención sobre el eje G entre los
ejes 7 y 5, del mismo modo se realizó resto del CC3 interno, con levantado de
block a una altura de 5 hiladas, llegando todo el cimiento corrido a una altura de
solera hidrófuga. En los planos de cimentación no existe cimiento corrido sobre el
eje G después del eje 5, indicando únicamente zapatas y pedestales, por órdenes
del delegado residente, se construyó CC2 sobre el eje G desde el eje 5 hasta el
eje 0, el trabajo de armado y fundido del CC2 sobre el eje G se avanzó desde el
eje 5 hacia el eje 0, se recibió la orden del departamento técnico, de trasladar la
cimentación sobre el eje G hacia el eje H, a partir del eje 5 hasta el eje 0, se
detuvieron los trabajos sobre el eje G, dejando sin efecto la cimentación que ya se
había realizado en un 70 %.
La distancia a la cual se desplazó el cimiento corrido fue 1.40 m, quedando este
eje como un nuevo eje G`, se fundió el CC3 hasta una distancia de 2 m del eje 0,
paralelamente a esto, se continuó con el levantado de block en el eje 7 lado Norte
de la bodega y el lado poniente utilizando soleras tipo “U” a cada 5 hiladas, las
medidas del block utilizado son de 19*19*39 cm; se siguió trabajando en las
zapatas, pedestales y en el levantado de cimientos de cerramiento, también se
utilizó un levantado pineado a cada 20cm, sobre el eje A, el levantado sobre en
CC2, comenzó con 4 hiladas hasta terminar con 8 hiladas de block, bajando 20 cm
el CC2 cada dos ejes, en el eje 0 el sobre el CC2 existe a una profundidad menor
y sólo se colocaron tres hiladas pineado a cada 20 cm. Luego se fundió la solera
hidrófuga y sobre ella dos hiladas más de block y fundiéndose una solera de 15*20
cm hasta llegar a altura de ventana y paralelamente a ésta, se continuó con los
trabajos en zapatas armadura y fundición con sus pedestales y pernos centrados.
Terminado con ello, todo lo concerniente a la cimentación, quedando pendiente el
corrimiento del eje 0 y los tramos que lo interceptan, habiendo concluido así, con
casi un 95 % del total de la cimentación, incluyéndose la cimentación corrida, los
muros de cimentación, muros de contención, zapatas pedestales y los pernos.
Figura No. 42, Encofrado de Figura No. 43, Estructura de cimiento corrido cimiento corrido
Fuente: el autor Fuente: el autor
5.4. Semana 5: Levantado de muros Se prosiguió con el levantado de muros de cerramiento, llegando a un 90% del
levantado total, se aplicó un tratamiento de impermeabilizado a la parte exterior de
levantado de block en toda la cimentación, la impermeabilización fue la siguiente:
un alisado con savieta proporción 1:3, tratándose aproximadamente 140m2 de
alisado, posteriormente, se aplicó un impermeabilizante “imperlastic”, el cual rinde
aproximadamente 1 m2 / litro, dependiendo de la superficie y se aplica con brocha,
tal cual la técnica del pintado, aplicándose una capa uniforme en todo el área a
tratar en el caso particular el área alisada; seguidamente, se cubrió con polietileno
(plástico) a efecto de asegurar y resguardar que no existiese ningún tipo de
humedad en la parte interna de los muros y paredes; una vez cubiertos los muros
con el polietileno (plástico) referido, se rellenó con material selecto compactado en
capas de 20 cm trabajando en las zapatas y pedestales, teniendo el debido
cuidado de centrar los pernos con los centros de ejes; habiéndose terminado con
ello, todo lo concerniente a la cimentación, quedando pendiente el corrimiento del
eje 0 y los tramos que lo interceptan, habiendo concluido así el total de la
cimentación, incluyéndose la cimentación corrida, los muros de cimentación,
muros de contención, zapatas pedestales y los pernos. Contiguamente al trabajo
136
de levantamiento de paredes de block, se realizó la fundición de las columnas que
se ubican entre paredes de cerramiento, las cuales, eran de dos tipos: columna
tipo 1 (C1) de 20*20 cm, 4 hierros No.4 + Estribos hierro No.2 separados a cada
20 cm, y columna tipo 2 (C2) de 20*30 cm, 4 hierros No.4 + estribos hierro No.2
separados a cada 20 cm. Cabe mencionar que dentro del armado de todos los
elementos estructurales los estribos y eslabones puestos de manera horizontal, se
colocaron separaciones de 15 cm y en el sentido vertical a una separación de 20
cm. Al término de cada tramo levantado de block, se fundían las columnas,
quedando pendientes de fundir 5 columnas, en las cuales se colocaron bajadas de
agua pluvial continuas a ellas, con el objetivo de formaletear y fundir
monolíticamente la columna y la bajada de agua pluvial con tubo de Ø 4”. Figura No. 44, Muro de contención Figura No. 45, Muro de contención lado norte lado oeste
Fuente: el autor
Fuente: el autor
5.5. Semana 6: Definición del eje 0 y medición ejes y pedestales Se realizó una revisión de todos los elementos estructurales construidos, para verificar y comparar los mismos con los datos establecidos en los planos, este trabajo se hizo con estricta exactitud y para el efecto se tomaron medidas de todos los ejes de pedestales entre sí, se midieron ejes de pedestales y ejes de paredes, ejes de pedestales y bordillos de las calles, con el fin de obtener datos exactos para la estructura metálica y área de techo, para la contratación de la empresa
137
que cotizara la estructura metálica, cabe mencionar que los pernos utilizados son de acero de alta resistencia de baja cantidad de carbono tipo A 307. Por requerimiento del departamento técnico de enviar los datos, se determinó en campo la separación del eje 0 con el eje 1, quedando la media de 4.73 m; por lo que, ya definida esta distancia se reanudaron los trabajos en el eje 0, se centraron las columnas, los pedestales y los pernos. Los datos de campo que se obtuvieron en las mediciones fueron enviados en un archivo en Autocad, al departamento técnico, mismos que se necesitaban para proporcionárselos a la empresa subcontratada de la estructura metálica y para la compra de la lámina que se utilizaría en el techo, puesto que este tipo de lámina termo acústica con recubrimiento vinílico es importada por lo que se requirió exactitud de las medidas de los ejes de pedestales tomadas en campo. 5.6. Semana 7: Avance físico y repello en paredes Se realizó una medición de todos los elementos construidos, con el objetivo de realizar un presupuesto de lo ejecutado hasta la fecha, para ello se compararon los datos de avance físico con el presupuesto inicial y se obtuvieron los datos de la cantidad de material que falta por utilizar, realizándose el requerimiento respectivo del material y los renglones de trabajo. Seguidamente, se dio inicio a los trabajos de repello de paredes, se le aplicó en las paredes recubrimiento de repello y cernido. La proporción de repello utilizada fue 1 carretilla de arena azul, 2 carretadas de arena blanca, 1 bolsa de cemento y 2 bolsas de cal horcalsa. Figura No. 46, Levantado de muros Figura No. 47, Repello de muros
Fuente: el autor Fuente: el autor
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5.7. Semana 7: Visita de campo de empresa de estructura metálica Se contó con la visita de los Ingenieros representantes de la empresa
subcontratada para la fabricación y montaje de la estructura metálica, quienes
procedieron a verificar las medidas de los planos que previamente se les habían
enviado, a efecto de presentar cotización, coadyuvándose con ellos en responder
a todas las interrogantes de la obra civil.
5.8. Semana 8 y 9: Montaje de estructura metálica Se inició el montaje de la estructura metálica por parte de la empresa
subcontratada para esta actividad por sus siglas (INMECO), instalaron las
columnas sobre pedestales y vigas sobre las columnas, formando así marcos de
la estructura que sostendrá el entrepiso, todas las vigas y columnas están
ancladas por medio de pernos atornillados, toda la estructura metálica es de perfil
I, siendo las columnas y vigas principales del entrepiso de W12*26, las vigas
secundarias del entrepiso de W12*22.
Figura No. 48, Perfil viga tipo “ I ”
Fuente: el autor
Para dicho montaje el equipo utilizado es: una torre de andamios de dos niveles,
un polipasto de 2 toneladas y un riel en la parte superior de la torre, con cadenas
se elevan cada una de las columnas y vigas, el punto importante, es reconocer el
lugar en donde va ubicada cada unas de las piezas, saber cómo maniobrarlas en
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el proyecto, evitando movimientos innecesarios, tal cual rompecabezas de gran
tamaño y medidas exactas.
Figura No. 49, Colocación de Figura No. 50, Marcos vigas metálicas metálico oeste
Fuente: el autor Fuente: el autor
Figura No. 51, Marcos metálicos Figura No. 52, Anclaje de marcos fachada Max Distelsa metálicos
Fuente: el autor Fuente: el autor
Se instalaron un total de 19 vigas principales y 11 vigas secundarias, en el
entrepiso lado poniente de la bodega, en el entrepiso lado sur de Max Distelsa, se
colocaron 6 columnas de W12*53, vigas principales de W24*55 y vigas
secundarias de W12*16. Se tubo en el proyecto las vigas de las naves principal y
secundaria de techo, las vigas son tipo I acarteladas en los apoyos a 3.80 m, para
un mejor soporte al esfuerzo cortante y prismático constante tipo “I” de un perfil
140
w12*19 en el centro. El proceso para la colocación de las vigas requiere de una
coordinación precisa, para ello fueron necesarios dos torres de andamios, las
vigas son elevadas por las torres hasta una altura de 5.12m en los apoyos y 6.48m
al centro, el largo de cada viga es de 11.18 m, con lo que se forma así un claro
máximo de 21.80 m; las vigas son ancladas con pernos en los apoyos, este
proceso se repite hasta colocar las 5 vigas así formar los 5 marcos de la nave
principal, colocándose por último las costaneras metálicas de 2*6 pulg. en donde
se atornillarán la láminas
Figura No. 53, Marcos metálicos Figura No. 54, Marcos metálicos fachada Max Distelsa nave principal
Fuente: el autor Fuente: el autor
Figura No. 55, Colocación de Figura No. 56, Nave principal marcos Costaneras y costaneras
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Fuente: el autor Fuente: el autor
5.9. Semana 10: Colocación de cubierta de lámina Se inicio la colocación de la lámina termo acústica, para ello la empresa
subcontratada envió un trailer cargado con el producto, se colocó una cinta en el
centro del caballete con el objeto de evitar que se observase el traslape de la
lámina en el centro de la estructura. Seguidamente, fueron colocadas las láminas
de 11.30 m de largo que ya vienen cortadas a la medida solicitada y totalmente
listas para ser colocadas, lo cual hace que su instalación sea rápida. En la nave
principal para Max Distelsa, se colocaron 632 m2 de lámina termo acústica y 92 m2
de lámina plástica, en la nave secundaria para la bodega de Max Distelsa se
utilizaron 150 m2 de lámina termo acústicas; cabe mencionar que la instalación de
la totalidad de las láminas se hizo en el transcurso de una semana, quedando
pendiente únicamente la instalación de los botaguas.
Figura No. 57, Colocación de lamina Figura No. 58, Lámina termoacústica y termoacústica transparente
Fuente: el autor Fuente: el autor
5.10. Semana 11: Compactación de subbase e instalaciones Se dio inicio a la nivelación de la base del terreno con material selecto, para ello
capas de 15 cm fueron apisonadas con maquinaria “bailarina”, dejándose el nivel
del relleno en 6 cm abajo del nivel de pedestal, para poder fundir los 6 cm de base
de piso y 1.5 cm el nivel de piso terminado arriba del nivel de pedestales y pasar
así con el piso colocado sobre el pedestal. Paralelo a ello, se realizaron las
instalaciones de fontanería, agua pluvial, drenaje, y colocación de tubería para
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instalaciones eléctricas realizadas por subcontratistas de electricidad de Max
Distelsa.
5.11. Semana 12: Instalación de losacero Se comenzó la colocación de parales para apuntalar la losacero, las luces son de
2.75 m, se colocaron 3 soportes en esa luz quedando luces de 90 cm previendo el
trabajo y el movimiento que al momento de la fundición se realiza.
Se inició la colocación de la lámina de losacero, instalándose la lámina de
losacero en todo el entrepiso, la lámina se colocó al centro de la viga “I”, uniendo a
rostro las láminas sin traslape, a lo que fueron soldados pines verticalmente como
pasadores de corte, los cuales eran de 6 cm de longitud, espaciados a cada 20 cm
en cada viga donde existió tope de lámina a lámina y en todo el perímetro de la
losa, esto con el fin de anclar la losa directamente con la estructura y no sólo
sobrepuesta. Seguidamente, fue colocado el refuerzo por temperatura (electro
malla) sobre la lámina de losacero ya instalada.
Figura No. 59, Lámina losacero tramos Figura No. 60, Lámina losacero tramos completos cortados
Fuente: el autor Fuente: el autor
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Figura No. 61, Apuntalamiento Figura No. 62, Apuntalamiento de losacero de losacero a cada 0.90 m
Fuente: el autor
Fuente: el autor
5.12. Semana 12: Construcción cajas de agua pluvial y aguas negras Se construyeron cajas de agua pluvial y aguas negras en la parte exterior, lado
oeste, las cajas eran de 80*80*60 cm, hechas de block de concreto de 20*20*40
cm, alisada en la parte interna con fundición de concreto de 8 cm en la base y
tapadera de 5 cm.
5.13. Semana 13: Fundición de losa cero
Para la fundición de losacero se utilizó la proporción siguiente: 1 bolsa de
cemento, 3 botes de arena y 4 botes de piedrín, los botes utilizados para la
medida de la proporción son de 5 galones que es igual a 0.02 m3, es el
equivalente a una proporción de 1:2:2.7, esto para un concreto de 4,000 PSI. La
fundición se realizó con dos mezcladoras, un total de 40 personas fueron
empleadas en la fundición de 490 m2 de losa, el grosor de la pastilla que se fundió
sobre la losacero fue en promedio 6.5 cm, la fundición se realizó por tramos y
pañuelos que tenían pendiente hacia las tuberías de bajada de agua pluvial, 5 cm
de espesor en las bajadas y hasta 8cm en la parte más alta, luego de media hora
de fundida se aplicó cernido como acabado final, esto con el fin de tapar los poros
que hubiesen quedado en el concreto, dos horas después de haberse aplicado el
144
cernido se aplicó antisol, Sika® Antisol es un compuesto de curado, a base de
emulsión cerosa, de color blanco, que al ser pulverizado sobre el hormigón fresco,
adhiere a la superficie de éste, formando una película impermeable al agua y al
aire, evitando la evaporación del agua y el secado prematuro del hormigón por
efectos del sol y/o viento, evitando resequedad y el agrietamiento en el concreto
por falta de agua, éste es aplicado con una bomba de mochila para fumigar. Sika®
Antisol cumple con las especificaciones contenidas en normas ASTM C-309 y
AASTHO M-148.
Figura No. 63, Fundición losacero Figura No. 64, Fundición losacero
Fuente: el autor Fuente: el autor
Figura No. 65, Fundición losacero
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Fuente: el autor
Se permitió que la fundición sobre la losacero secara cuatro días, pasados los
mismos fueron retirados los parales que la apuntalaban.
5.14. Semana 13: Cernido en paredes Se aplicó el cernido de las paredes, la mezcla que se utilizó es cernido
premezclado, el cual ya viene con todos los materiales listos para agregar agua,
Se compone de Arena blanca cernida de 1/16", Cal y Cemento, rinde según ficha
técnica para 10-12 m2 . Esta actividad debe de realizarse con el mayor cuidado y
mayor calidad posible ya que es el acabado final que mostrarán las paredes al
público.
5.15. Semana 14: Fundición de base de piso Se inició con la colocación de maestras y electromalla para la fundición de la base
de piso de concreto. Seguidamente, se realizó la fundición de base de piso que en
su totalidad es 1020m2, con un espesor de 7cm, esta base de piso se fundió en
dos días, la proporción utilizada fue ½ bolsa de cemento, 3 botes de arena y 4
botes de piedrín, los botes utilizados para la medida de la proporción son de 5
galones que es igual a 0.02m3, esto equivale a una proporción 1:4:5.5 para un
concreto 2,000 PSI, dando esta fundición fin a la obra gris del proyecto.
Figura No. 66, Maestras base de piso Figura No. 67, Fundición base de piso
Fuente: el autor Fuente: el autor
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Figura No. 68, Base de piso terminada Figura No. 69, Base de piso terminada
Fuente: el autor Fuente: el autor
Terminada la fundición de base de piso, la obra gris interna que correspondía a la
empresa estaba terminada, luego se procedió a los trabajos exteriores, las gradas
del ingreso principal, banquetas, rampa de acceso, acabados finales en dinteles,
sillares de ingresos y ventanas.
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CONCLUSIONES
1. La salud de los habitantes y el ornato de cantón Las Cruces es importante
para desarrollo personal y social, el sistema de drenaje y planta de
tratamiento es un servicio primordial para el cantón, evitando por medio del
sistema de drenaje que las aguas servidas corran a flor de tierra y evitando
por medio de la planta de tratamiento que las aguas residuales sean
evacuadas sin ningún tipo de tratamiento, la inversión económica por
habitante haciende a Q 1,806.06, haciendo un total de Q 350,374.95 el
costo total del proyecto.
2. Las actividades económicas base fundamental para las comunidades
cercanas a la cabecera Municipal de San Bernardino, un puente vehicular
que sirva para salvar el río Zarza es de gran importancia como vía acceso
para extracción de materia prima y productos terminados, para beneficio de
la comunidades, ascendiendo a Q 510,459.65, el costo total del proyecto.
3. El sistema constructivo paredes de block como cerramiento lateral exterior y
estructura metálica de perfil I con lamina multipanel como techo, es rápido y
seguro, no presenta mayores complicaciones en su ejecución, la utilización
de estructura de losacero es un sistema rápido en cuanto a formaleteado,
pero existen puntos críticos en cuanto al sistema, el pegue que existe entre
acero y concreto no es impermeable creando una junta fría que mas
adelante se podrían convertirá en filtraciones de agua en épocas de lluvias.
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RECOMENDACIONES
1. Es elemental el buen funcionamiento del sistema de drenaje y planta de tratamiento en cantón Las Cruces, para ello el mantenimiento es indispensable, especialmente en la planta de tratamiento, el mantenimiento debe de realizar de forma periódica, la extracción de los lodos acumulados en el área de sedimentación debe de realizarse con un intervalo de tiempo de 6 meses, preferiblemente antes de la entrada de cada una de las dos estaciones climáticas invierno y verano.
2. Para el diseño del puente vehicular de concreto armado de 15m de largo,
4.60m de ancho y 3.40m ancho de carpeta de rodadura, sobre el río Zarza se tomaron como base de diseño códigos que rigen parámetros mínimos y máximos, para las dimensiones del puente se tomo como base el código AASTHO, para calidad del concreto armado se tomo como base el código ACI y para especificaciones generales y obras complementarias DIRECCION GENERAL DE CAMINOS ESPECIFICACIONES GENERALES PARA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS Y PUENTES, los dos primeros a nivel internacional y el tercero a nivel nacional, existen anotaciones donde se indica el código, capitulo e inciso, el cual se consulto, tomar en cuenta estas anotaciones en el momento de ejecución del proyecto, estos códigos son actualizados constantemente, para poder cumplir con estos códigos, es necesario considerar actualizaciones a los tipo de materiales, métodos de diseño y construcción.
3. El trabajo que se realiza con la losacero debe de hacerse con precisión
tanto el armado como en el momento de la fundición del concreto, prebendo la aplicación de algún impermeabilizante si fuera necesario. La centrada y fundición de losa pernos debe de realizarse de forma exacta para evitar problemas con la colocación de las columnas para la estructura metálica. Durante la ejecución del proyecto debe existir cronogramas de tiempo de entrega de las diferentes actividades, deben de respetarse y cumplir dichos cronogramas para no afectar la fecha de entrega del proyecto
150
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google-earth.softonic.com
ANEXOS
Tablas:
1 MEDIDAS ESTANDAR PARA BARRAS DE REFUERZO ASTM A305 (Sistema Métrico)
DIÁMETRO (cm)
SECCIÓN TRANSVERSAL AREA (cm2) PERÍMETRO (cm)
1/4 2 0.249 0.640 0.32 1.993/8 3 0.560 0.950 0.71 2.991/2 4 0.994 1.270 1.27 3.995/8 5 1.552 1.590 1.98 4.993/4 6 2.235 1.910 2.85 5.987/8 7 3.042 2.220 3.88 6.98
1 8 3.973 2.540 5.07 7.981 1/8 9 5.060 2.870 6.45 9.001 1/4 10 6.404 3.230 8.17 10.13
DIMENCIONES NOMINALES SECCIÓN CIRCULAR
TAMAÑO DE BARRA PESO (kg/m)
Fuente: Asociación Centro Americana del Cemento y Concreto A.C.C.
d/D d/A v/V q/Q d/D d/A v/V q/Q0.0050 0.00060 0.050 0.000030 0.1325 0.07855 0.479 0.0376250.0075 0.00110 0.740 0.000081 0.1350 0.08071 0.484 0.0390640.0100 0.00167 0.088 0.000147 0.1375 0.08289 0.190 0.0406160.0125 0.00237 0.103 0.000244 0.1400 0.08509 0.495 0.0421200.0150 0.00310 0.116 0.000360 0.1425 0.87320 0.501 0.0437470.0175 0.00391 0.129 0.000504 0.1450 0.89540 0.507 0.0453970.0200 0.00477 0.141 0.000672 0.1475 0.91290 0.511 0.0466490.0225 0.00569 0.152 0.000865 0.1500 0.09406 0.517 0.0486290.0250 0.00665 0.163 0.001084 0.1525 0.09638 0.522 0.0503100.0275 0.00768 0.174 0.001336 0.1550 0.09864 0.528 0.0520820.0300 0.00874 0.184 0.001608 0.1575 0.10095 0.533 0.0538060.0325 0.00985 0.194 0.001911 0.1600 0.10320 0.538 0.0555650.0350 0.01100 0.203 0.002233 0.1650 0.10796 0.548 0.0591620.0375 0.01219 0.212 0.002584 0.1700 0.11356 0.560 0.0635940.0400 0.01342 0.221 0.002966 0.1750 0.11754 0.568 0.0667630.0425 0.01468 0.230 0.003376 0.1800 0.12241 0.577 0.0706300.0450 0.01599 0.239 0.003822 0.1850 0.12433 0.587 0.0747430.0475 0.01732 0.248 0.004295 0.1900 0.13229 0.596 0.0788450.0500 0.01870 0.256 0.004787 0.1950 0.13725 0.605 0.0820360.0525 0.02010 0.264 0.005306 0.2000 0.14238 0.615 0.0875640.0550 0.02154 0.273 0.005588 0.2050 0.14750 0.624 0.0910400.0575 0.02300 0.281 0.006463 0.2100 0.15866 0.633 0.0966340.0600 0.02449 0.289 0.007078 0.2150 0.15786 0.644 0.1016620.0625 0.02603 0.297 0.007731 0.2200 0.16312 0.651 0.1061910.0650 0.02758 0.305 0.008412 0.2250 0.16840 0.659 0.1109760.0675 0.02916 0.312 0.009098 0.2300 0.17356 0.669 0.1161120.0700 0.03078 0.320 0.009850 0.2350 0.17913 0.676 0.1210920.0725 0.03231 0.327 0.010565 0.2400 0.18455 0.684 0.1262320.0750 0.03407 0.334 0.011379 0.2450 0.19000 0.692 0.1314800.0775 0.03576 0.341 0.012194 0.2500 0.19552 0.702 0.1372600.0800 0.03747 0.348 0.013040 0.2600 0.20660 0.716 0.1479300.0825 0.03922 0.355 0.013923 0.2700 0.21784 0.730 0.1590200.0850 0.04098 0.361 0.014794 0.2800 0.22921 0.747 0.1712200.0875 0.04277 0.368 0.015739 0.2900 0.24070 0.761 0.1831700.0900 0.04459 0.375 0.016721 0.3000 0.25232 0.776 0.1958000.0925 0.04642 0.381 0.017918 0.3100 0.26403 0.790 0.2085800.0950 0.04827 0.388 0.018729 0.3200 0.27587 0.804 0.2218000.0975 0.05011 0.393 0.019393 0.3300 0.28783 0.817 0.2351600.1000 0.05204 0.401 0.020868 0.3400 0.29978 0.830 0.2488200.1025 0.05396 0.408 0.022016 0.3500 0.31320 0.843 0.2632700.1050 0.05584 0.414 0.023118 0.3600 0.32477 0.856 0.2774400.1075 0.05783 0.420 0.024289 0.3700 0.33637 0.868 0.2919700.1100 0.05986 0.426 0.025500 0.3800 0.34828 0.879 0.3064900.1125 0.06186 0.432 0.026724 0.3900 0.36108 0.891 0.3217200.1150 0.06388 0.439 0.028043 0.4000 0.37354 0.902 0.3369300.1175 0.06591 0.444 0.029264 0.4100 0.38604 0.913 0.3524600.1200 0.06797 0.450 0.030587 0.4200 0.39585 0.921 0.3670900.1225 0.07005 0.456 0.031943 0.4300 0.40890 0.934 0.3819100.1250 0.07214 0.463 0.033401 0.4400 0.42379 0.943 0.3996300.1275 0.07426 0.468 0.034754 0.4500 0.43645 0.955 0.4168100.1300 0.07640 0.473 0.364370 0.4600 0.44913 0.964 0.432960
2 RELACIONES HIDRÁULICAS
d/D d/A v/V q/Q0.4700 0.46178 0.973 0.4493100.4800 0.47454 0.983 0.4664700.4900 0.48742 0.991 0.4830300.5000 0.50000 1.000 0.5000000.5100 0.51258 1.009 0.5171900.5200 0.52546 1.016 0.5338700.5300 0.53822 1.023 0.5506000.5400 0.55087 1.029 0.5668500.5500 0.56355 1.033 0.5821500.5600 0.57621 1.049 0.6044400.5700 0.58882 1.058 0.6229700.5800 0.60142 1.060 0.6375000.5900 0.61396 1.066 0.6548800.6000 0.62646 1.072 0.6715700.6100 0.63892 1.078 0.6887600.6200 0.65131 1.083 0.7053700.6300 0.66363 1.089 0.7226900.6400 0.67593 1.094 0.7394700.6500 0.68770 1.098 0.7551000.6600 0.70053 1.104 0.7733900.6700 0.71221 1.108 0.7891300.6800 0.72413 1.112 0.8052300.6900 0.73596 1.116 0.8213300.7000 0.74769 1.120 0.8374100.7100 0.75957 1.124 0.8537600.7200 0.77079 1.126 0.8679100.7300 0.78216 1.130 0.8838400.7400 0.79340 1.132 0.8973400.7500 0.80450 1.134 0.9123000.7600 0.81544 1.136 0.9263400.7700 0.82623 1.137 0.9394200.7800 0.83688 1.139 0.9532100.7900 0.85101 1.140 0.9701500.8000 0.86760 1.140 0.9890600.8100 0.87759 1.140 1.0004500.8200 0.87759 1.140 1.0004500.8300 0.88644 1.139 1.0096600.8400 0.89672 1.139 1.0214000.8500 0.90594 1.138 1.0310000.8600 0.91491 1.136 1.0474000.8700 0.92361 1.134 1.0474000.8800 0.93202 1.131 1.0541000.8900 0.94014 1.128 1.0603000.9000 0.94796 1.124 1.0655000.9100 0.95541 1.120 1.0701000.9200 0.96252 1.116 1.0742000.9300 0.96922 1.109 1.0749000.9400 0.97554 1.101 1.0741000.9500 0.98130 1.094 1.0735000.9600 0.98658 1.086 1.0714000.9700 0.99126 1.075 1.0656000.9800 0.99522 1.062 1.056900
Fuente: elementos hidráulicos de una alcantarilla de sección transversal circular Ing. R. Ureta L.
Figuras:
1 Detalle Longitud de Desarrollo Para las barras corrugadas y alambres corrugados, Ld debe tomarse como el mayor entre (0.24 Fy/ cf ´ )*db y (0.043Fy)*db, donde la constante 0.043 tiene la unidad de mm2/N. Empalmes de Alambres y Barras Corrugadas a Tracción La longitud mínima del empalme por traslapo en tracción debe ser la requerida para empalmes por traslapo Clases A o B, pero no menor que 300 mm, donde: Empalme por traslapo Clase A ................................ 1.0Ld Empalme por traslapo Clase B ................................ 1.3Ld donde Ld se calcula de acuerdo con las fórmulas anteriores. Fuente: ACI318-2005 12.3.2, 12.5.3 y 12.15.1.
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1 TRABAJOS PRELIMINARES global 1 8,500.00Q 8,500.00Q 2 TUBERÍA m 785 150.82Q 118,393.40Q 3 POZOS DE VISITA unidad 17 4,144.06Q 70,449.00Q 4 CONEXIONES DOMICILIARIAS unidad 33 1,750.21Q 57,756.80Q
TOTAL 255,099.20Q
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1varios global 1 3,000.00Q 3,000.00Q
2 TUBERÍAtubería PVC 6" ø norma 3034 unidad 102 160.00Q 16,320.00Q material selecto m3 209 100.00Q 20,900.00Q
3 POZOS DE VISITAladrillo tayuyo unidad 13600 1.50Q 20,400.00Q cemento bolsa 190 50.00Q 9,500.00Q arena m3 17 150.00Q 2,550.00Q piedrín m3 7 220.00Q 1,540.00Q material selecto m3 32 100.00Q 3,200.00Q hierro No.2 qq 2 285.00Q 570.00Q hierro No. 3 qq 3 285.00Q 855.00Q hierro No. 4 qq 4 285.00Q 1,140.00Q hierro No. 5 qq 6 285.00Q 1,710.00Q alambre lbs 50 4.00Q 200.00Q clavos 2" lbs 40 4.00Q 160.00Q tablas doc 4 260.00Q 1,040.00Q regla escuadrilla 2" * 3" doc 3 160.00Q 480.00Q
4 CONEXIONES DOMICILIARIAStubería PVC 6" ø norma 3034 unidad 33 160.00Q 5,280.00Q silletas 6" * 6" norma 3034 unidad 33 80.00Q 2,640.00Q pegamento tangit galon 1 400.00Q 400.00Q material selecto m3 73 100.00Q 7,300.00Q tubos de concreto 10" ø unidad 33 60.00Q 1,980.00Q cemento bolsa 33 50.00Q 1,650.00Q arena m3 3 150.00Q 450.00Q piedrín m3 3 220.00Q 660.00Q hierro No.2 qq 1 285.00Q 285.00Q
TOTAL 104,210.00Q
DESCRIPCIÓNTRABAJOS PRELIMINARES
2. PRESUPUESTO DE MATERIALES SISTEMA DE DRENAJE
DESCRIPCIÓN
1. RENGLONES DE TRABAJO SISTEMA DE DRENAJE
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1topografía global 1 5,000.00Q 5,000.00Q imprevistos global 1 500.00Q 500.00Q
2excavación m3 552 40.00Q 22,080.00Q cantería global 1 1,104.00Q 1,104.00Q conformación de base rasante de selecto m2 471 10.00Q 4,710.00Q instalacion de tuberia m 581 60.00Q 34,860.00Q relleno con material selecto m3 209 20.00Q 4,180.00Q relleno de zanja m3 343 20.00Q 6,860.00Q imprevistos global 1 7,379.40Q 7,379.40Q
3excavación m3 57 40.00Q 2,280.00Q base de concreto unidad 17 110.00Q 1,870.00Q levantado con ladrillo tayuyo m2 98 150.00Q 14,700.00Q alizado onterior m2 98 40.00Q 3,920.00Q tapadera de concreto unidad 17 50.00Q 850.00Q
brocal de concreto unidad 17 60.00Q 1,020.00Q
imprevistos global 1 2,464.00Q 2,464.00Q 4excavación m3 194 40.00Q 7,760.00Q cantería global 1 388.00Q 388.00Q conformación de base rasante de selecto m2 122 10.00Q 1,220.00Q instalación de tubería m 204 60.00Q 12,240.00Q relleno con material selecto m3 73 20.00Q 1,460.00Q relleno de zanja m3 121 20.00Q 2,420.00Q instalación decandela domiciliar unidad 33 75.00Q 2,475.00Q construcción de brocal y tapadera unidad 33 150.00Q 4,950.00Q colocación de silletas unidad 33 25.00Q 825.00Q
imprevistos global 1 3,373.80Q 3,373.80Q
TOTAL 150,889.20Q
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1 SEDIMENTADOR m3 84 637.38Q 53,539.50Q 2 FILTRO PERCOLADOR Y CABEZAL m3 38 1,098.32Q 41,736.25Q
TOTAL 95,275.75Q
TRABAJOS PRELIMINARES
POZOS DE VISITA
CONEXIONES DOMICILIARIAS
4. RENGLONES DE TRABAJO PLANTA DE TRATAMIENTO
DESCRIPCIÓN
DESCRIPCIÓN
TUBERÍA
3. PRESUPUESTO DE MANO DE OBRA SISTEMA DE DRENAJE
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1varios global 1 3,000.00Q 3,000.00Q
2cemento bolsa 25 50.00Q 1,250.00Q arena m3 2 150.00Q 300.00Q piedrín m3 2 220.00Q 440.00Q hierro No.3 qq 2 285.00Q 570.00Q alambre lbs 10 4.00Q 40.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q tablas 12"*1`*12` docenas 1 260.00Q 260.00Q
3block 20*20*40cm unidad 770 3.00Q 2,310.00Q cemento bolsa 72 50.00Q 3,600.00Q arena m3 5 150.00Q 750.00Q piedrín m3 5 220.00Q 1,100.00Q hierro No.4 qq 8 285.00Q 2,280.00Q hierro No.5 qq 3 285.00Q 855.00Q TEE PVC 6" unidad 1 35.00Q 35.00Q
4cemento bolsa 13 50.00Q 650.00Q arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No.2 qq 1 285.00Q 285.00Q hierro No.3 qq 2 285.00Q 570.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q
5block tipo U 20*20*40cm unidad 130 3.25Q 422.50Q cemento bolsa 10 50.00Q 500.00Q arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No.2 qq 2 285.00Q 570.00Q hierro No.3 qq 2 285.00Q 570.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q
6cemento bolsa 15 50.00Q 750.00Q
arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No.2 varillas 4 285.00Q 1,140.00Q hierro No.3 qq 5 285.00Q 1,425.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q
7cemento bolsa 7 50.00Q 350.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q hierro No.3 qq 1 285.00Q 285.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q tubo PVC 4" unidad 1 140.00Q 140.00Q
8cemento bolsa 31 50.00Q 1,550.00Q arena m3 3 150.00Q 450.00Q piedrín m3 3 220.00Q 660.00Q hierro No.4 qq 3 285.00Q 855.00Q alambre lbs 10 4.00Q 40.00Q clavos 2" lbs 10 4.00Q 40.00Q tablas 12"*1`*12` docenas 2 260.00Q 520.00Q reglas escuadrilla 2*3" docenas 3 160.00Q 480.00Q
9cemento bolsa 6 50.00Q 300.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q hierro No.3 qq 1 285.00Q 285.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q T PVC 4" unidad 1 140.00Q 140.00Q
10cemento bolsa 5 50.00Q 250.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q llave de paso 4" unidad 1 200.00Q 200.00Q 1m de T HG 4" unidad 1 200.00Q 200.00Q tapadera de seguridad de hierro unidad 1 300.00Q 300.00Q
TOTAL 32,562.50Q
LOSA DE SALIDA
LOSA
PANTALLA DIFUSORA
CAJA LLAVE DE DESCARGA LODOS
TRABAJOS PRELIMINARES
BASE DE PISO
LEVANTADO BLOCK PINEADO
DESCRIPCIÓN
5. PRESUPUESTO DE MATERIALES SEDIMENTADOR
COLUMNAS C2 Y C1
SOLERA TIPO U
SOLERA HIDROFUGA Y CORONA
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1chapeo y nivelación global 1 500.00Q 500.00Q imprevistos global 1 50.00Q 50.00Q
2trazo global 1 500.00Q 500.00Q armado y fundido m2 22 35.00Q 770.00Q imprevistos global 1 127.00Q 127.00Q
3levantada de block 20*20*40 pineado y fundido m2 60 120.00Q 7,200.00Q alisado m2 60 15.00Q 900.00Q imprevistos global 1 810.00Q 810.00Q
4armado, formaleteado y fundición C2 0.20*0.20m m 11.50 20.00Q 230.00Q armado y fundición C1 m 6 10.00Q 60.00Q imprevistos global 1 29.00Q 29.00Q
5armado y fundición m 40 10.00Q 400.00Q imprevistos global 1 40.00Q 40.00Q
6armado, formaleteado y fundición m 42 20.00Q 840.00Q imprevistos global 1 84.00Q 84.00Q
7armado, formaleteado y fundición m2 2.50 200.00Q 500.00Q imprevistos global 1 50.00Q 50.00Q
8armado, formaleteado y fundición m2 25 200.00Q 5,000.00Q tapaderas unidad 3 10.00Q 30.00Q imprevistos global 1 503.00Q 503.00Q
9armado, formaleteado y fundición m2 6 200.00Q 1,290.00Q imprevistos global 1 129.00Q 129.00Q
10colocación de llave de paso 4" unidad 1 50.00Q 50.00Q construcción de caja u 1 800.00Q 800.00Q imprevistos global 1 85.00Q 85.00Q
TOTAL 20,977.00Q
COLUMNAS C2 Y C1
TRABAJOS PRELIMINARES
BASE DE PISO
LEVANTADO BLOCK PINEADO
DESCRIPCIÓN
PANTALLA DIFUSORA
CAJA LLAVE DE DESCARGA LODOS
6. PRESUPUESTO DE MANO DE OBRA SEDIMENTADOR
SOLERA TIPO U
LOSA
SOLERA HIDROFUGA Y CORONA
LOSA DE SALIDA
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1varios global 1 3,000.00Q 3,000.00Q
2cemento bolsa 15 50.00Q 750.00Q arena m3 1.50 150.00Q 225.00Q piedrín m3 1.50 220.00Q 330.00Q hierro No.3 qq 2 285.00Q 570.00Q alambre lbs 10 4.00Q 40.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q tablas 12"*1`*12` docenas 1 260.00Q 260.00Q
3block 20*20*40cm unidad 520 3.00Q 1,560.00Q cemento bolsa 60 50.00Q 3,000.00Q arena m3 5 150.00Q 750.00Q piedrín m3 4 220.00Q 880.00Q hierro No.4 qq 6 285.00Q 1,710.00Q hierro No.5 qq 5 285.00Q 1,425.00Q
4cemento bolsa 5 50.00Q 250.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q hierro No.2 qq 1 285.00Q 285.00Q hierro No.3 qq 1 285.00Q 285.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q
5block tipo U 20*20*40cm unidad 90 3.25Q 292.50Q cemento bolsa 8 50.00Q 400.00Q arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No.2 qq 1 285.00Q 285.00Q hierro No.3 qq 1 285.00Q 285.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q
6cemento bolsa 10 50.00Q 500.00Q
arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No.2 qq 1 285.00Q 285.00Q hierro No.3 qq 2 285.00Q 570.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q
7cemento bolsa 15 50.00Q 750.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q hierro No.3 qq 1 285.00Q 285.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q
8piedra de 7 - 10cm diámetro camionada 3 700.00Q 2,100.00Q tubos PVC 4" unidad 6 140.00Q 840.00Q piedrín m3 3 220.00Q 660.00Q tapones PVC 4" unidad 6 35.00Q 210.00Q
9cemento bolsa 5 50.00Q 250.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q hierro No.3 qq 1 285.00Q 285.00Q tubo PVC 6" unidad 1 160.00Q 160.00Q
10cemento bolsa 10 50.00Q 500.00Q arena m3 2 150.00Q 300.00Q piedra bola camionada 1 700.00Q 700.00Q
TOTAL 26,432.50Q
LEVANTADO BLOCK PINEADO
SOLERA TIPO U
COLUMNAS C2
SOLERA HIDROFUGA Y CORONA
CABEZAL
ENTRADA A FILTRO
MEDIO FILTRANTE
CAJA REGISTRO DE SALIDA
7. PRESUPUESTO DE MATERIALES FILTRO PERCOLADOR
TRABAJOS PRELIMINARES
BASE DE PISO
DESCRIPCIÓN
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1chapeo y nivelación global 1 500.00Q 500.00Q imprevistos global 1 50.00Q 50.00Q
2trazo global 1 500.00Q 500.00Q armado y fundido m2 12.50 200.00Q 2,500.00Q imprevistos global 1 300.00Q 300.00Q
3levantada de block 20*20*40 pineado y fundido m2 41.50 120.00Q 4,980.00Q alizado m2 41.50 15.00Q 622.50Q imprevistos global 1 560.25Q 560.25Q
4armado, formaleteado y fundición C2 0.20*0.20m m 10.00 20.00Q 200.00Q imprevistos global 1 20.00Q 20.00Q
5armado y fundicion m 29 10.00Q 290.00Q imprevistos global 1 29.00Q 29.00Q
6armado, formaleteado y fundición m 31.50 20.00Q 630.00Q imprevistos global 1 63.00Q 63.00Q
7armado, formaleteado y fundición m2 6 200.00Q 1,200.00Q alisado m2 6 15.00Q 90.00Q tapaderas unidad 1 300.00Q 300.00Q imprevistos global 1 159.00Q 159.00Q
8armado, formaleteado y fundición m2 25 20.00Q 500.00Q imprevistos global 1 50.00Q 50.00Q
9construcción de caja con tapadera unidad 1 800.00Q 800.00Q imprevistos global 1 80.00Q 80.00Q
10construcción de cabeazal m3 4 200.00Q 800.00Q imprevistos global 1 80.00Q 80.00Q
TOTAL 15,303.75Q
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1 TRAZO Y REPLANTEO global 1 6,300.00Q 6,300.00Q 2 EXCAVACIÓN Y ACARREO m3 125 592.49Q 74,187.15Q 3 ESTRIBOS Y ALETONES m3 220 458.47Q 100,927.59Q 4 MUROS DE CONTENCIÓN m3 191 462.30Q 88,161.77Q 5 VIGA DE APOYO ml 9.20 1,389.67Q 12,784.96Q 6 CORTINA ml 9.20 1,055.65Q 9,711.98Q 7 VIGA PRINCIPAL ml 30 1,682.90Q 50,487.00Q 8 DIAFRAGMA EXTERNO ml 7.40 586.35Q 4,338.99Q 9 DIAFRAGMA INTERNO ml 3.70 1,688.92Q 6,249.00Q
10 LOSA DE PUENTE m2 51 589.90Q 30,084.90Q 11 LOSA SOBRE MUROS DE CONTENCIÓN m2 124 671.81Q 83,358.18Q 12 BANQUETA ml 30 626.33Q 18,789.90Q 13 BARANDAL ml 30 199.47Q 5,984.10Q 15 DESVIACIÓN DE DRENAJE ml 18 929.47Q 16,730.46Q 16 CABEZAL unidad 1 2,356.00Q 2,356.00Q
TOTAL 510,451.99Q
COLUMNAS C2
CAJA REGISTRO DE SALIDA
SOLERA HIDROFUGA Y CORONA
ENTRADA A FILTRO
MEDIO FILTRANTE
CABEZAL
9. RENGLONES DE TRABAJO PUENTE VEHICULAR
DESCRIPCIÓN
SOLERA TIPO U
BASE DE PISO
8. PRESUPUESTO DE MANO DE OBRA FILTRO PERCOLADOR
DESCRIPCIÓNTRABAJOS PRELIMINARES
LEVANTADO BLOCK PINEADO
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL
1 TRAZO Y REPLANTEOvarios global 1 3,000.00Q 3,000.00Q
2herramienta global 1 2,000.00Q 2,000.00Q
3piedra bola camionadas 48 700.00Q 33,387.90Q cemento bolsas 462 50.00Q 23,114.70Q arena m3 66 150.00Q 9,906.30Q T PVC Ø 4" drenaje unidad 10 140.00Q 1,400.00Q tablones docena 4 400.00Q 1,600.00Q tabla docena 4 260.00Q 1,040.00Q reglas escuadrilla 4*4 docena 4 160.00Q 640.00Q reglas escuadrilla 2*4 docena 3 160.00Q 480.00Q clavos 4" lbs 25 4.00Q 100.00Q clavos 6" lbs 25 4.00Q 100.00Q alambre lbs 25 4.00Q 100.00Q
4piedra bola camionadas 41 700.00Q 28,923.21Q cemento bolsas 400 50.00Q 20,023.76Q arena m3 57 150.00Q 8,581.61Q T PVC Ø 4" drenaje unidad 10 140.00Q 1,400.00Q
tablones docena 4 400.00Q 1,600.00Q
tabla docena 4 260.00Q 1,040.00Q reglas escuadrilla 4*4 docena 4 160.00Q 640.00Q reglas escuadrilla 2*4 docena 3 160.00Q 480.00Q clavos 4" lbs 25 4.00Q 100.00Q clavos 6" lbs 25 4.00Q 100.00Q alambre lbs 25 4.00Q 100.00Q
5cemento bolsas 23 50.00Q 1,150.00Q arena m3 2 150.00Q 300.00Q piedrín m3 2 220.00Q 440.00Q hierro No. 4 qq 3 285.00Q 855.00Q hierro No. 6 varillas 32 150.00Q 4,800.00Q clavos 2" lbs 10 4.00Q 40.00Q clavos 4" lbs 10 4.00Q 40.00Q alambre lbs 15 4.00Q 60.00Q pernos unidad 8 150.00Q 1,200.00Q platinas unidad 4 150.00Q 600.00Q
6 CORTINAcemento bolsas 23 50.00Q 1,150.00Q arena m3 2 150.00Q 300.00Q piedrín m3 2 220.00Q 440.00Q hierro No. 4 qq 4 285.00Q 1,140.00Q hierro No. 6 varillas 20 150.00Q 3,000.00Q clavos 2" lbs 10 4.00Q 40.00Q clavos 4" lbs 10 4.00Q 40.00Q alambre lbs 15 4.00Q 60.00Q
7cemento bolsas 90 50.00Q 4,500.00Q arena m3 7 150.00Q 1,050.00Q piedrín m3 8 220.00Q 1,760.00Q
hierro No. 4 qq 11 285.00Q 3,135.00Q
hierro No. 10 º60 varillas 60 350.00Q 21,000.00Q clavos 2" lbs 10 4.00Q 40.00Q clavos 4" lbs 10 4.00Q 40.00Q alambre lbs 20 4.00Q 80.00Q pernos 4 150.00Q 600.00Q
8cemento bolsas 8 50.00Q 400.00Q arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No. 4 qq 3 285.00Q 855.00Q hierro No.6 varillas 12 150.00Q 1,800.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 4" lbs 10 4.00Q 40.00Q alambre lbs 10 4.00Q 40.00Q
10. PRESUPUESTO DE MATERIALES PUENTE VEHICULAR
DESCRIPCIÓN
EXCAVACIÓN Y ACARREO
ESTRIBOS Y ALETONES
MUROS DE CONTENCIÓN
VIGA DE APOYO
VIGA PRINCIPAL
DIAFRAGMA EXTERNO
9cemento bolsas 8 50.00Q 400.00Q arena m3 1 150.00Q 150.00Q piedrín m3 1 220.00Q 220.00Q hierro No. 4 qq 3 285.00Q 855.00Q hierro No.6 varillas 25 150.00Q 3,750.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 4" lbs 5 4.00Q 20.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q
10cemento bolsas 105 50.00Q 5,250.00Q arena m3 9 150.00Q 1,350.00Q piedrín m3 10 220.00Q 2,200.00Q T PVC Ø 4" drenaje unidad 1 160.00Q 160.00Q hierro No. 4 qq 24 285.00Q 6,840.00Q clavos 2" lbs 20 4.00Q 80.00Q clavos 4" lbs 20 4.00Q 80.00Q alambre lbs 25 4.00Q 100.00Q
11cemento bolsas 200 50.00Q 10,000.00Q arena m3 17 150.00Q 2,550.00Q piedrín m3 20 220.00Q 4,400.00Q hierro No. 4 qq 110 285.00Q 31,350.00Q clavos 2" lbs 20 4.00Q 80.00Q clavos 4" lbs 20 4.00Q 80.00Q alambre lbs 40 4.00Q 160.00Q
12cemento bolsas 30 50.00Q 1,500.00Q arena m3 3.50 150.00Q 525.00Q piedrín m3 4 220.00Q 880.00Q hierro No. 3 qq 11 285.00Q 3,135.00Q hierro No. 4 qq 4 285.00Q 1,140.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 4" lbs 5 4.00Q 20.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q
13cemento bolsas 6 50.00Q 300.00Q arena m3 0.50 150.00Q 75.00Q piedrín m3 0.50 220.00Q 110.00Q hierro No. 2 qq 1 285.00Q 285.00Q hierro No. 4 qq 2 285.00Q 570.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q T HG Ø 3" drenaje unidad 10 250.00Q 2,500.00Q
14cemento bolsas 44 50.00Q 2,212.95Q arena m3 5 150.00Q 750.00Q piedrín m3 6 220.00Q 1,320.00Q block unidad 375 3.00Q 1,125.00Q hierro No. 3 qq 5 285.00Q 1,425.00Q clavos 2" lbs 5 4.00Q 20.00Q clavos 4" lbs 5 4.00Q 20.00Q alambre lbs 10 4.00Q 40.00Q
15piedra bola camionadas 1 700.00Q 700.00Q cemento bolsas 18 50.00Q 900.00Q arena m3 2 150.00Q 300.00Q clavos 2" lbs 10 4.00Q 40.00Q alambre lbs 5 4.00Q 20.00Q
TOTAL 281,350.44Q
DIAFRAGMA INTERNO
DESVIACIÓN DE DRENAJE
CABEZAL
LOSA DE PUENTE
LOSA SOBRE MUROS DE CONTENCIÓN
BANQUETA
BARANDAL
UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO SUB TOTAL1 TRAZO Y REPLANTEOtopografía global 1 3,000.00Q 3,000.00Q imprevistos global 1 300.00Q 300.00Q
2 EXCAVACIÓN Y ACARREOexcavación m3 125 500.00Q 62,500.00Q cantería global 1 3,125.00Q 3,125.00Q imprevistos global 1 6,562.50Q 6,562.50Q
3 ESTRIBOS Y ALETONESformaleteado y fundición de concreto ciclopeo m3 220 120.00Q 26,416.80Q imprevistos global 1 2,641.68Q 2,641.68Q
4 MUROS DE CONTENCIÓNformaleteado y fundición de concreto ciclopeo m3 191 120.00Q 22,884.30Q imprevistos global 1 2,288.43Q 2,288.43Q
5 VIGA DE APOYOarmadura, formaletado y fundido ml 9.20 300.00Q 2,760.00Q centrado de pernos unidad 8 30.00Q 240.00Q imprevistos global 1 300.00Q 300.00Q
6 CORTINAarmadura, formaletado y fundido ml 9.20 350.00Q 3,220.00Q imprevistos global 1 322.00Q 322.00Q
7 VIGA PRINCIPALarmadura, formaletado y fundido ml 30 550.00Q 16,500.00Q
centrado de pernos unidad 4 30.00Q 120.00Q imprevistos global 1 1,662.00Q 1,662.00Q
8 DIAFRAGMA EXTERNOarmadura, formaletado y fundido ml 7 100.00Q 740.00Q imprevistos global 1 74.00Q 74.00Q
9 DIAFRAGMA INTERNOarmadura, formaletado y fundido ml 3.70 200.00Q 740.00Q imprevistos global 1 74.00Q 74.00Q
10 LOSA DE PUENTEarmadura, formaletado y fundido m2 51 250.00Q 12,750.00Q imprevistos global 1 1,275.00Q 1,275.00Q
11 LOSA SOBRE MUROS DE CONTENCIÓNarmadura, formaletado y fundido m2 124 250.00Q 31,020.00Q bordillos ml 56 10.00Q 560.00Q imprevistos global 1 3,158.00Q 3,158.00Q
12 BANQUETAarmadura, formaletado y fundido ml 30 350.00Q 10,500.00Q imprevistos global 1 1,050.00Q 1,050.00Q
13 BARANDALarmadura, formaletado, fundido y tallado u 18 40.00Q 720.00Q colocacion de tubos HG ml 60 20.00Q 1,200.00Q imprevistos global 1 192.00Q 192.00Q
14 DESVIACIÓN DE DRENAJEarmadura, formaletado y fundido m2 34 150 5,100.00Q levantado block pineado m2 27.20 120.00Q 3,264.00Q alisado m2 37.40 15.00Q 561.00Q imprevistos global 1 892.50Q 892.50Q
15 CABEZALfundición concreto ciclopeo m3 3 120.00Q 360.00Q imprevistos global 1 36.00Q 36.00Q
TOTAL 229,109.21Q
DESCRIPCIÓN
11. PRESUPUESTO DE MANO DE OBRA PUENTE VEHICULAR
No. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD
1 EXACBACIÓN m3 2,287
2CIMIENTO CORRIDO DE MURO DE CONTENCIÓN ANCHO 1.10m m 47
3 ZAPATAS unidad 494 PEDESTALES unidad 505 COLUMNA C-2 m 1356 MURO DE CONTENCIÓN m2 1328 ALIZADO MURO DE CONTENCIÓN m2 1169 LEVANTADO m2 1051
10 ZAPATA DOBLE PARRILLA 2.60*2.60 m unidad 111 CIMENTO CORRIDO m 15812 CENTRADO DE CANASTA DE PERNOS unidad 5013 VIGA ANCLAJE DE LOSA m 8814 REPELLO Y CERNIDO EN MUROS m2 167015 INSTALACIÓN TUBO 4" BAP unidad 1816 COLUMNAS BAP unidad 1817 COLUMNAS C-3 m 3.7018 CAJA AGUA PLUVIAL H-1 unidad 119 CAJA AGUA PLUVIAL H-2 unidad 120 CAJA AGUAS NEGRAS H-2 unidad 221 CAJA AGUAS NEGRAS H-1 unidad 122 ARMADO Y FUNDIDO DE LOSACERO m2 49523 BASE DE PISO m2 135024 BANQUETA EXTERIOR m2 36025 PARQUEOS m2 16526 FUNDICIÓN VIGA m 7528 TALLADO DE COLUMNAS m 37
29CONSTRUCCIÓN DE GRADAS EN CIRCULO m 22.50
30 INSTALSIÓN DRENAJE m 30.0031 FUNCIÓN BASE DE GRADAS unidad 4
32ACCESORIOS AGUA PLUVIAL Y AGUA NEGRA unidad 51
12. RENGLONES DE TRABAJO MAX DISTELSA
No. DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD
1
cemento bolsa 183arena m3 15piedrín m3 18Hierro No.3 qq 24block 15*19*39 para cimiento corrido unidad 1970
2
cemento bolsa 316arena m3 26piedrín m3 30HierroNo.4 qq 2Hierro No.5 varillas 150Hierro No.6 varillas 56Hierro No.8 varillas 11
3
cemento bolsas 122arena m3 10piedrín m3 12Hierro No.2 qq 10Hierro No.3 qq 8Hierro No.4 qq 6
4
cemento m3 44arena m3 4piedrín m3 5Hierro No.2 qq 5.50Hierro No.3 qq 8
5
cemento bolsas 82arena m3 7piedrín m3 8Hierro No.2 qq 7Hierro No.3 qq 21block U unidad 2150
6
cemento bolsas 10arena m3 1piedrín m3 1Hierro No.2 qq 16Hierro No.3 qq 28
7
cemento bolsas 67arena m3 6piedrín m3 7Hierro No.2 qq 8Hierro No.3 qq 8
8
block 15*19*39 unidad 4900cemento bolsa 200arena m3 20
9
tubo PVC 4" aguas negras unidad 14tubo PVC 4" pluvial unidad 40tubo PVC 6" pluvial unidad 8tubo PVC 8" pluvial unidad 8codos 4" 90º unidad 35codos 4" 45º unidad 15reductores de 4" a 6" unidad 8reductores de 6" a 8 " unidad 3reductores de 4" a 8" unidad 12yee de 4" unidad 4yee de 6" unidad 14yee de 8" unidad 12tubo PVC de 2" drenaje unidad 2tubo PVC de 3" unidad 9cajas de unión unidad 6
10
tubos PVC 3/4" unidad 23tubos PVC 1/2" unidad 3llaves de paso 3/4" unidad 2reductores PVC 3/4" a 1/2" unidad 11codos PVC 90º 1/2" unidad 7codos PVC 45º 3/4" unidad 2tee PVC 3/4" unidad 12
SOLERA DE CORONA
LEVANTADO
DRENAJE
AGUA POTABLE
COLUMNAS
SOLERA HIDROFUGA
SOLERA U
SOLERA 10*15
13. PRESUPUESTO MATERIALES MAX DISTELSA
CIMIENTO CORRIDO
ZAPATAS
SEMANA 1
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
SEMANA 6
SEMANA 7
SEMANA 8
SEMANA 9
SEMANA 10
SEMANA 11
SEMANA 12
1 TRABAJOS PRELIMINARES2 COLOCACIÓN DE TUBERÍA3 CONSTRUCCIÓN DE POZOS DE VISITA4 CONEXIONES DOMICILIARIAS
Avance
SEMANA 1
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
SEMANA 6
SEMANA 7
SEMANA 8
SEMANA 9
SEMANA 10
SEMANA 11
SEMANA 12
1 ANTICIPO 35 %
2 ANTICIPO 35 %
3 ANTICIPO 30 %
TOTAL DE INVERSIÓN
Avance
SEMANA 1
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
SEMANA 6
SEMANA 7
SEMANA 8
1 TRABAJOS PRELIMINARES2 CONSTRUCCIÓN BASE DE PISO3 LEVANTADO BLOCK PINEADO4 CONSTRUCCIÓN COLUMNAS C1 Y C25 SOLERA TIPO U6 SOLERA HIDROFUGA Y CORONA7 CONSTRUCCIÓN LOSA DE SALIDA SEDIMENTADOR
8 CONSTRUCCIÓN ENTRADA A FILTRO PERCOLADOR
9 COLOCACIÓN DE MEDIO FILTRANTE10 CONSTRUCCIÓN LOSA DE
SEDIMENTADOR11 CONSTRUCCIÓN PANTALLA DIFUSORA12 CONSTRUCCIÓN CAJA DE LLAVE SALIDA
DE LODOS13 CONSTRUCCIÓN CAJA REGISTRO DE
SALIDA DE FILTRO14 CONSTRUCCIÓN DE CABEZAL
Avance
SEMANA 1
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
SEMANA 6
SEMANA 7
SEMANA 8
1 ANTICIPO 50 %
2 ANTICIPO 50 %
TOTAL DE INVERSIÓN
Avance
1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DRENAJE SANITARIO, CANTÓN LAS CRUCES
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDAD
2. CRONOGRAMA DE INVERSIÓN DRENAJE SANITARIO, CANTÓN LAS CRUCES
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDAD
Q 89,284.72
Q 89,284.72
Q 76,529.76
DESCRIPCIÓN
255,099.20Q
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDAD
3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES
4. CRONOGRAMA DE INVERSIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO, CANTÓN LAS CRUCES
Q 47,637.88
Q 47,637.88
95,275.75Q
SEMANA 1
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
SEMANA 6
SEMANA 7
SEMANA 8
SEMANA 9
SEMANA 10
SEMANA 11
SEMANA 12
SEMANA 13
SEMANA 14
SEMANA 15
SEMANA 16
1 TRAZO Y REPLANTEO
2 EXCAVACIÓN Y ACARREO
3 CONSTRUCCIÓN DE ESTRIBOS Y ALETONES
4 CONSTRUCCIÓN DE MUROS DE CONTENCIÓN
5 CONSTRUCCIÓN DE BASE DE PUENTE
6 CONSTRUCCIÓN DE DIAFRAGMAS
7 CONSTRUCCIÓN DE VIGA PRINCIPAL
8 CONSTRUCCIÓN DE LOSA DE PUENTE
9 CONSTRUCCIÓN DE LOSA SOBRE MUROS DE CONTENCIÓN
10 CONSTRUCCIÓN DE BANQUETA
11 CONSTRUCCIÓN DE BARANDAL
12 DESVIACIÓN DE DRENAJE
13 CONSTRUCCIÓN DE CABEZAL
Avance
SEMANA 1
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
SEMANA 6
SEMANA 7
SEMANA 8
SEMANA 9
SEMANA 10
SEMANA 11
SEMANA 12
SEMANA 13
SEMANA 14
SEMANA 15
SEMANA 16
1 ANTICIPO 30 %
2 ANTICIPO 25 %
3 ANTICIPO 25 %
4 ANTICIPO 20 %
TOTAL DE INVERSIÓN
Avance
Q510,451.99
Q 127,613.00
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDAD
Q 127,613.00
Q 102,090.40
5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PUENTE VEHICULAR
6. CRONOGRAMA DE INVERSIÓN PUENTE VEHICULAR
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDAD Q 153,135.60