trabajo especial parte inicial

8/18/2019 Trabajo especial parte inicial

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Universidad de San Carlos de Guatemala

Centro Universitario de OrienteIngeniería Civil

Francisco Rafael Alberto Cordón Vásquez

Asesorado por:

Ing. Elder Avildo Rivera López

uerto !arrios" Iza#al" agosto de $%&'.


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Contenido

Introducción………………………………………………………………………...1

1. Marco conceptual........................................................................................2

1.1. Antecedentes......................................................................................2

1.2. Delimitación del problema..................................................................3

1.3. Planteamiento del problema...............................................................4

1.4. Justificación........................................................................................5

2. ndice !eneral del pro"ecto.........................................................................#

3. Marco teórico..............................................................................................$

3.1. %e&antamiento topo!r'fico.................................................................$

3.2. (uente de abastecimiento..................................................................$

3.3. )bras de desinfección......................................................................1*

3.4. Dise+o ,idr'ulico..............................................................................1*

4. Marco referencial......................................................................................13

5. Marco metodoló!ico..................................................................................14

5.1. )b-eti&os...........................................................................................14

5.2. Metodolo!a......................................................................................14

#. /rono!rama de acti&idades......................................................................10

iblio!rafa………………………………………………………………………..1$

. APDI/................................................................................................21

.1. 6rbol del problema...........................................................................21


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ndice de ilustraciones

%ista de abre&iaturas " smbolos

7losario8esumen

)b-eti&os

Introducción

2


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1 Monografía de la aldea Santo Tomás de Castilla, municipio dePuerto Barrios, departamento de Izabal

1 Aspectos fsicos

1 9bicación " locali:ación

2 %mites " colindancias

3 /lima " :ona de &ida

4 ;opo!rafa " suelo

2 Población actual

3 Idioma

4 ;ipolo!a de las &i&iendas

5 /ondiciones sanitarias1 Aspectos de infraestructura

2 blicos e?istentes

# Aspectos socioeconómicos

1 )ri!en de la comunidad

2 Acti&idades económicas " producti&as

3 tnia@ reli!ión " costumbres

4 ducación

5 )r!ani:ación comunitaria

Dia!nóstico sobre necesidades de ser&icios b'sicos e infraestructura de laaldea =anto ;om's de /astilla por medio de la mpresa Portuaria acional=anto ;om's de /astilla

1 Descripción de las necesidades

2 &aluación " priori:ación de las necesidades

2 Sericio t!cnico profesional1 Descripción del pro"ecto

1 8edes de distribución

2 Datos preliminares

1 (uente de abastecimiento

3


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2 Aforo de la fuente

3 /alidad del a!ua

1.1.1.1. An'lisis fsicoBumico

1.1.1.2. An'lisis bacterioló!ico

4 )bras e?istentes

5 %e&antamiento topo!r'fico

1.1.1.3. Planimetra

1.1.1.4. Altimetra

3 Dise+o ,idr'ulico

1 Población actual

%a población actual de los barrios se muestra en la tabla a continuación.

Barrio "iiendasl Pueblito 2*2

=an A!ustin 32$15 de Abril #

Cona 9rbani:ada 3$/o&iemport 10Marialuisa I $$Marialuisa II 1*

/olina I 124

/olina II 2#(uerte:a 2/alle las scobas 1*/olonia Portuaria 44uebrada =eca 25

Plantación $=an AndrEs $%as (lores 2

Cona roFn Art 5

/on un total de 1*$ &i&iendas. stos datos se obtu&ieron en el

Departamento de Mantenimiento@ corrobor'ndose con el le&antamiento

topo!r'fico. Por medio de entre&istas se determinó la cantidad promedio de

personas Bue &i&en en cada ,o!ar@ siendo 5 personas por familia. /on estos datos

4


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podemos determinar la población actual@ multiplicando el n>mero de &i&iendas por

la cantidad promedio de personas por familia.

Pactual=1097viviendas∗5habitantes /vivienda

Pactual=5485habitantes

2 ;asa de crecimiento poblacional

%a tasa de crecimiento poblacional@ es un ndice social Bue representa una

pro"ección apro?imada del incremento de personas Bue se tendr' en una re!ión

determinada a lo lar!o del tiempo@ se obtiene de la comparación estadstica en loscensos reali:ados por el Instituto acional de stadstica I.

=e!>n datos publicados en la p'!ina oficial del I@ la tasa de crecimiento

es de 2.51G en el departamento de I:abal.

3 Perodo de dise+o

l perodo de dise+o@ es el tiempo en el Bue el pro"ecto ser' óptimo "

funcional@ esto depende de &arios factores comoH el crecimiento poblacional@ la

calidad de los materiales Bue se emplearon@ los correctos criterios de dise+o@ el

adecuado mantenimiento del ser&icio@ entre otros.

n el caso del presente pro"ecto@ se adoptó un perodo de dise+o i!ual a 2*

a+os. sto se debe a la &ida >til de los materiales Bue se usar'n.

4 Población futura

Para el c'lculo de la población futura@ se considera el perodo de dise+o " la

tasa de crecimiento poblacional. Para esta pro"ección@ se utili:ó el mEtodo!eomEtrico@ dando como resultadoH

Pf = Po (1+r )n

DondeH

5


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Pf = Poblaciónfutura para n años.

Po= Poblaciónactual (970habitantes ) .

r=Tasa de crecimiento poblacional (2.51 ) .

n= Período de diseño (20años ) .

=e tiene entoncesH

P(n=20)=5485 (1+0.0251 )20

P(n=20)=9005.36

a Bue no se puede tener un &alor de población fraccionado@ se apro?imaH

P(n=20)=9010habitantes

5 Dotación

Dotación@ es la cantidad de a!ua e?presado en &olumen por un tiempodeterminado@ Bue es necesaria para cada ,abitante@ la cual se usa con fines

domEsticos. Para determinar dic,o &alor@ se consideran factores como el clima@

acti&idades producti&as@ calidad del a!ua@ entre otros. Por ser una ubicación

,>meda tropical en donde se encontrar' el pro"ecto@ se empleó una dotación

i!ual a 25* litros,abitanteda@ "a Bue por medio de entre&istas se determinó Bue

la ma"ora de la población opta por ba+arse m's de dos &eces al da@ tienden a

la&ar a menudo los patios " la&an al menos 2 &eces a la semana los &e,culos@

entre otros factores.

Por ser un 'rea con muc,o comercio@ el caudal comercial fue incluido en la

dotación de 25* litros,abitanteda. %o Bue no fue considerado en dic,a dotación

es la demanda de uso industrial@ esta se muestra a continuación.

#


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# =er&icio para MP)8A/

%a mpresa Portuaria acional =anto ;om's de /astilla@ tiene una fuerte

demanda en lo Bue corresponde al ser&icio de a!ua potable@ esto se da en los

diferentes aspectos Bue se detallan a continuación.

1.1.1.5. bicos@ la cual ,a tenido una

limpie:a !eneral cada 15 das. Por lo BueH


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Q EMPORNA ( Piscina)=80m3∗2llenadas/mes

Q EMPORNA ( Piscina)=160m3 /mes

/on&irtiendo a litrosdaH

Q EMPORNA ( Piscina)=160m3 /mes∗1000lts/m3/31días/mes

Q EMPORNA ( Piscina)=22857.15lts/dia

1.1.1.0. /olaboradores portuarios

%a demanda del a!ua potable para los traba-adores portuarios@ se debe

calcular tanto para los Bue est'n dentro del recinto portuario@ como tambiEn para

los Bue se encuentran en los edificios administrati&os en la parte e?terna al recintoportuario. Actualmente ,a" 1** colaboradores portuarios Ldato proporcionado por

el Departamento de Personal@ a los Bue se les asi!nó una demanda de 4*

litroscolaboradorda. %o Bue seraH

Q EMPORNA (colaboradores )=1700colaboradores∗40¿/colaborador /día

Q EMPORNA (colaboradores )=68000¿/día

1.1.1.$. =er&icio buBues

%a prioridad en MP)8A/@ es brindar diferentes tipos de ser&icios

adecuadamente a los buBues Bue atracan en sus muelles@ es por ello Bue

considerar una dotación adecuada en este aspecto es de !ran importancia. n

promedio@ lle!an 1* buBues solicitando ser&icio de a!ua potable@ para llenar sus

almacenes de 2** metros c>bicos en promedio Ldatos proporcionados por

Departamento de Mantenimiento. %o Bue seraH

/onsiderando Bue son 1* buBues de 15* m3HQ

EMPORNA ( !u"ues)=10bu"ues /mes∗200m3 /bu"ue

Q EMPORNA ( !u"ues)=2000m3 /mes


0


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Q EMPORNA ( !u"ues)=2000m3 /mes/31días /mes∗1000litros /m3

Q EMPORNA ( !u"ues)=64516.13lts/día

1.1.1.1*.%a&ado calle " muelle

Por el mo&imiento masi&o Bue se ,a tenido en el puerto@ con materiales de

ori!en minero@ se ,a optado por ,acer la&ados sobre la calle principal del recinto

portuario " muelle@ esto para disminuir la cantidad de residuos " reducir la

contaminación Bue se pueda dar por parte del producto minero. l la&ado se lle&a

a cabo todos los das " para la calle se utili:a 1 cisterna de 4*** !alones@ " para el

la&ado de muelle se utili:an 5 cisternas de 4*** !alones. %o Bue seraH

Q EMPORNA ( #avado)=6cisternas/día∗4000$alones/cisterna

Q EMPORNA ( #avado)=24000$alones/día


Q EMPORNA ( #avado)=24000$alones/día∗3.785litros / $alon

Q EMPORNA ( #avado)=9084lts / día

=er&icio para /)A/A8

%a /omando a&al del /aribe@ es la institución militar desi!nada para

prote!er las costas caribe+as de cualBuier amena:a fsica. A continuación se

describe la demanda en el ser&icio de a!ua potable.

1.1.1.11.


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QONAAR (viviendas)=145habitantes∗250¿/hab/ día

QONAAR (viviendas)=36250¿/día

1 Piscinas

Ka" dos piscinas Bue se encuentran en el 'rea del club de oficiales. stas

tienen unas dimensiones de 0.5?13?*.0* " 0.5?25?1.5 metros@ las cual conser&an

un &olumen de a!ua i!ual a 4*.15 metros c>bicos@ las cuales ,an tenido una

limpie:a !eneral cada 15 das. Por lo BueH

QONAAR ( Piscina )=407.15m3∗2llenadas /mes

QONAAR ( Piscina )=814.30m3 /mes


QONAAR ( Piscina )=814.30m3 /mes∗1000lts /m3/31días/mes

QONAAR ( Piscina )=116328.57lts/dia

1.1.1.12./olaboradores na&ales

l personal de /)A/A8@ permanece en las instalaciones de forma

permanente@ esto se debe por ser una institución militar. /on un apro?imado de

5** militares@ a los Bue se les aplicó una dotación i!ual a 25*

litroscolaboradorda. %o Bue seraH

QONAAR (colaboradores )=500colaboradores∗250¿/ colaborador/día

QONAAR

(colaboradores

)=125000¿/día

1*


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1.1.1.13. =er&icio !uardacostas

%os !uardacostas son los medios de transporte " combate martimo Bue

posee el -Ercito de 7uatemala@ utili:ados para la &i!ilancia de las costas

desi!nadas para protección. stos@ %o Bue seraH

/onsiderando Bue son 3 !uardacostas de 1* m3H

QONAAR (%uardacostas )=3$uardacostas / semana∗10m3 /$uardacosta

QONAAR (%uardacostas )=30m3/ semana


QONAAR (%uardacostas )=30m3/ semana/7días/semana∗1000litros /m 3

QONAAR (%uardacosta& )=4285.72lts/día

0 =er&icio para :onas industriales

n el pro"ecto se estimaron 'reas industriales de importancia@ para abarcar

con el ser&icio. stas 'reas sonH

#reas deIndustrias

$suarios

=to. ;om's 45dificio a&ieras 2$

Pla"a 1;erreno A DP 2

8ecinto Portuario 13Po:a A:ul 1

ParBue el!a 1

Anali:ando los re!istros pro&edos por el Departamento de Mantenimiento@

se conclu"e en Bue ,a" una !ran similitud en el consumo de a!ua entre los

usuarios de forma industrial " las &i&iendas@ de esa forma se procede a calcular el

caudal industrial@ considerando tambiEn@ el crecimiento poblacional en El@ para una

pro"ección a futuro.

11


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De esta forma@ se tiene un total de 1* usuarios " un eBui&alente a 535

,abitantes. =e tiene entoncesH

P(n=20)=535(1+0.0251 )20

P(n=20)=878habitantes

$ /audales del sistema

%os caudales del sistema por circuito@ sonH

Q EMPORNA ( viviendas)=42000¿/día

Q EMPORNA (comercios )=1680¿/día

Q EMPORNA ( Piscina)=22857.15lts/dia

Q EMPORNA (colaboradores )=68000¿/día

Q EMPORNA (!u"ues)=64516.13lts/día

Q EMPORNA ( #avado)=9084lts /día

QONAAR (viviendas)=36250¿/día

QONAAR ( Piscina )=116328.57lts/dia

QONAAR (colaboradores )=125000¿/día

QONAAR (%uardacosta& )=4285.72lts/día

1.1.1.14./audal medio diario

s la cantidad de a!ua Bue la población consume en un perodo de 24,oras. ste caudal@ tambiEn puede ser definido como un promedio en los

consumos diarios de la población en estudio.

ste caudal para fines de dise+o estar' en función de la dotación " el

n>mero de ,abitantes pro"ectados durante el perodo de dise+o. De esta forma se

anali:ó la población de barrio l Pueblito. %o Bue seraH

12

Q EMPORNA =208137.28 ¿/día ()* '.$+ lts,seg

QONAAR=281864.29lts/ dia $)* (.+( lts,seg


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Q 'ab m= (otación∗ No . 'abitantesn=20

86400

Q 'ab m=250 lts /hab/día∗9010 habitantes86400

Q 'ab m=26.07 lts/se$

el an'lisis para las 'reas industriales@ seraH

Q )ndus m=250 lts/hab /día∗878habitantes86400

Q )ndus m=2.54 lts /se$

A,ora se ,ace la sumatoria de los caudales@ tanto de la demanda industrial

como tambiEn MP)8A/ " /)A/A8HQm=Q 'ab m+Q EMPORNA +QONAAR+Q )ndus m

Qm=26.07 lts /se$+5.28 lts/se$+4.85lts /se$+2.54 lts/ se$

Qm=38.74 lts /se$

1.1.1.15. /audal m'?imo diario

s el caudal utili:ado para dise+ar la lnea de conducción@ se define como el

m'?imo consumo Bue se da durante 24 ,oras en el perodo de un a+o. Para

efectos de dise+o@ este caudal se obtiene al multiplicar al caudal medio diario un

factor de se!uridad Bue incrementar' de 2* a 5*G la dotación@ dic,o factor se le

denomina Nfactor de da m'?imoO L(dm@ cu"o &alor se encuentra en función del

13


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crecimiento poblacional. n nuestro caso@ por tener una población futura ma"or a

1***@ se utili:ó el &alor de 1.2 en el factor de da m'?imo. %o Bue seraH

1.1.1.1#. /audal m'?imo ,orario

s el caudal utili:ado para dise+ar la red de distribución@ se define como el

consumo m'?imo Bue se da en una ,ora del da Bue se da en un perodo de un

a+o. Para fines de dise+o@ este caudal se obtiene al multiplicar el caudal medio

diario por el Nfactor de ,ora m'?imoO L(,m@ cu"o &alor es in&ersamente

proporcional al crecimiento poblacional del 'rea ba-o estudio. Para este dise+o se

usar' un factor de ,ora m'?imo i!ual a 2@ por tener un crecimiento poblacional

ma"or a 1***. l presente pro"ecto por plantearse en 3 circuitos@ se ,ar' el

an'lisis de los caudales m'?imos ,orarios de la si!uiente formaH

Para el circuito cerrado de barrio l Pueblito LPueb Bue es el 1.#04#G del

caudal para la poblaciónH

;endramos BueH

Q Pueb mh= *hm∗Q Pueb m

Q Pueb mh=2∗4.80 lts /se$

14

DondeHQmd=audal m+,imo diario(lts /se$)

*dm= *actor de díam+,imo

Qm=audal medio(lts /se$)

Qmd= *dm∗Qm

Qmd=1.2∗39.07 lts /se$

Qmd=46.48 lts/ se$

Q Pueb m=Q 'ab m∗0.176846

Q Pueb m=26.07 lts/ se$∗0.176846

Q Pueb m=4.80 lts /se$


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Q Puebmh=9.60lts /se$

Para el circuito abierto MP)8A//)A/A8 " el 'rea industrialLM/)H

;endramos BueH

Q EMO mh= *hm∗Q EMO m

Q EMO mh=2∗12.67lts /se$

Q EMO mh=25.34 lts /se$

para el circuito abierto del resto de colonias Bue es el 02.3154G@ se de-a

indicado comoH

;endramos BueH

Q!arrios mh= *hm∗Q!arrios m

Q!arriosmh=2∗21.26 lts /se$

Q!arrios mh=42.52 lts /se$

15

DondeHQ Puebmh=audal m+,imohorario para El Pueblito(lts /se$)

*hm= *actor de horam+,imo

Q Pueb m=audal medio diario de El Pueblito(lts /se$)

Q EMO m=Q EMPORNA +QONAAR Q )ndu

Q Pueblito m=5.28 lts /se$+4.85 lts/ se$+2.54 lts /se$

Q Pueblito m=12.67 lts /se$

DondeHQ EMO mh=audal m+,imo horario para EMPORNA - ONAAR(lts /se$)


Q EMO m=audal medio diario de EMPORNA - ONAAR (lts/ se$)

Q!arrios m=Q 'ab m∗0.823154

Q!arriosm=26.07 lts /se$∗0.823154

Q!arrios m=21.26 lts /se$

DondeHQ!arrios mh=audal m+,imo horario para elresto debarrios( lts/se$)


Q!arrios m=audal medio diario del restode barrios(lts /se$)


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1.1.1.1./audal instant'neo

1.1.1.10./audal de &i&ienda

ste caudal es una representación del caudal necesario por cada domicilio@

se estima para la distribución posteriormente se!>n la densidad de &i&iendas en

cada ramal. ste se calcula di&idiendo el caudal m'?imo ,orario por el n>mero de&i&iendas actuales. =e proceder' a calcular en el 'rea de los barrios >nicamente.

%o Bue seraH

Qv=Q mh

No

Qv= 52.11 lts/se$1097 viviendas

Qv=0.0475 lts /se$ /vivienda

DondeHQv=¿ /audal de &i&ienda

Qmh=¿ /audal m'?imo ,o

Nov=¿ >mero de &i&iend

1*


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=1.974∗Q

/2


19/26

tan"ue=Qm( lts/se$)∗86400(se$)∗ p

1000

tan"ue=38.74 (lts/ se$)∗86400(se$)∗0.25

1000

tan"ue=837 m3

Qm Q /audal medio diario

PQ Porcenta-e L25G

l &olumen de almacenamiento Bue deber' tener el tanBue@ deber' ser de

03 metros c>bicos@ sin embar!o "a ,a" construidos dos tanBues de

almacenamiento con un &olumen de 30.5 metros c>bicos cada tanBue@

conser&ando un total de 5 metros c>bicos. Por lo antes mencionado@ se deber'

dise+ar un tanBue de almacenamiento e?tra@ con un &olumen i!ual a 0* metros

c>bicos.

1.1.1.22.Dise+o estructural

13 ases de dise+o

;ipo de fuente Manantial Aforo de la fuente 252.$3 ltsse!8ed de distribución /ircuito abierto " circuito cerrado/lima K>medo tropical


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Dotación a población " personal na&al 25* litros,abitantedaDotación a colaboradores 4* litroscolaboradorda(actor de da m'?imo 1.2(actor de ,ora m'?imo 2.*/audal medio diario 30.4 litrosse!undo

/audal m'?imo diario 4#.40 litrosse!undo/audal m'?imo ,orario l Pueblito $.#* litrosse!undo/audal m'?imo ,orario MP)8A//)A/A8 25.33 litrosse!undo/audal m'?imo ,orario barrios 42.52 litrosse!undo/audal de &i&ienda *.*45 litrosse!undo&i&iendabicos;ubera a utili:ar en lnea de conducción K7;ubera a utili:ar en lnea de distribución P


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1 /'lculo de di'metro económico

(e=√Qb( lts/se$)∗1.974

v

(e=√ 46.48(lts /se$)∗1.974

v

(e=11.45

=iendo los di'metros comerciales m's pró?imosH

(e=12, 10

DondeH (e Q Di'metro económ

Qb Q /audal de bomb

& Q


22/26

hf 3=¿ Altura de e-e de

bomba a la descar!ahf 4=¿ PErdida de car!a en

lnea de impulsiónhf 5=¿ PErdida de car!a por

&elocidadhf 6=¿ PErdidas menores@

1*G de ,f4.

(T =2.07+0.00+59.20+0.26+0.02+0.03

(T =61.59m

1 Potencia de la bomba

P=Qb(lts /se$)∗(T

76∗e

P=

46.48( lts/se$)∗61.59

76∗0.6

P=62.78 'P

/onsiderando los caballa-es disponibles comercialmente en bombasH

DondeHP Q Potencia L5.1KPQb Q /audal de b

(T Q /ar!a din

e Q ficiencia L#*G

21


23/26

P=75 'P

15 7olpe de ariete

1.1.1.25./eleridad

a= 1420

√1+0

E∗ (i

es

a= 1420

√1+2.07∗10

4

1.05∗106∗323.80

10.32

a=1116.16 m/ s

DondeHa Q /eleridad Lms

1 Q Módulo de

LS!cm2 E Q Módulo de el

Di Q Di'metro intern

es Q spesor de la

1.1.1.2#.


24/26

1.1.1.2.=obre presión

△ P=a∗v

$

△ P=1116.16

∗0.6372

9.81

△ P=72.50m.c.a .

DondeH

1.1.1.20.


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1.1.1.3*./lase de tubera

1.1.1.31.%nea de bombeo

1# /'lculo ,idr'ulico de la red de distribución

1 )bras ,idr'ulicas

1.1.1.32./one?iones prediales

1.1.1.33./a-as de &'l&ulas

1.1.1.34.Ancla-es de tuberas

10 ;uberas

1$ Desinfección1.1.1 ;anBue de almacenamiento

1.1.1.1 /'lculo del &olumen1.1.1.2 Dise+o estructural del tanBue

1.1.1.2.1 Dise+o de muros " losas1.1.2 8ed de distribución

1.2 =istema de desinfección1.3 )bras de arte

1.3.1


26/26

I%I)786(I/A=

APDI/

AY)=

25

trabajo especial parte inicial

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