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

DISEÑO DE DRENAJE SANITARIO PARA LAS COLONIAS

BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGEN,

Y DISEÑO DE ESCUELA RURAL AL CASERIO TUNAS II, CANTÓN TUNAS,

MUNICIPIO DE JUTIAPA, DEPARTAMENTO DE JUTIAPA.

OTTO EDGAR CIFUENTES LEMUS

Asesorado por: Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

GUATEMALA, NOVIEMBRE DE 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DISEÑO DE DRENAJE SANITARIO PARA LAS COLONIAS

BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGEN,

Y DISEÑO DE ESCUELA RURAL AL CASERIO TUNAS II, CANTÓN TUNAS,

MUNICIPIO DE JUTIAPA, DEPARTAMENTO DE JUTIAPA.

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA

FACULTAD DE INGENIERÍA

POR

OTTO EDGAR CIFUENTES LEMUS

ASESORADO POR ING. MANUEL ALFREDO ARRIVILLAGA OCHAETA

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, NOVIEMBRE DE 2005

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL I

VOCAL II Lic. Amahán Sánchez Álvarez

VOCAL III Ing. Julio David García Celada

VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva

SECRETARIA Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

EXAMINADOR Ing. Luis Gregorio Alfaro Véliz

EXAMINADOR Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

EXAMINADOR Ing. Oswaldo Romeo Escobar Alvarez

SECRETARIA Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

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

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

titulado:

DISEÑO DE DRENAJE SANITARIO PARA LAS COLONIAS

BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGEN,

Y DISEÑO DE ESCUELA RURAL AL CASERIO TUNAS II, CANTON TUNAS,

MUNICIPIO DE JUTIAPA, DEPARTAMENTO DE JUTIAPA,

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

fecha 21 de septiembre de 2005

Otto Edgar Cifuentes Lemus

AGRADECIMIENTOS A:

Dios: por su bendición en todo momento de mi

vida y por brindarme la oportunidad de

alcanzar ésta meta.

Mis Padres: por el esfuerzo y el apoyo incondicional

con el fin de proporcionarme el recurso

para alcanzar mis metas.

Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga: por su colaboración desinteresada en la

asesoría para el desarrollo de este

proyecto.

ACTO QUE DEDICO A:

MIS PADRES

Otto Edgar Cifuentes

Reyna Gloria Lemus de Cifuentes

Por su interminable esfuerzo, apoyo, ayuda y

ejemplo de triunfadores en esta vida.

MIS HERMANOS

Lesly Carolina

Jorge Luis

Para que esta etapa de mi vida sea un ejemplo

para ellos y luchen hasta conseguir sus metas.

MI SOBRINA

Melany Dayana Cifuentes

Con cariño y que Dios la bendiga

MIS ABUELOS

Zoila Violeta Cifuentes

Virginia Cifuentes

María Tereza Navas (Q.E.P.D.).

Victor Santos (Q.E.P.D.)

Gracias por sus sabios consejos.

MIS TÍOS Y PRIMOS

Familia Cifuentes.

Familia Lemus Navas.

Con mucho cariño y respeto.

MIS AMIGOS

A todos en general, que Dios los bendiga.

I

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES V

GLOSARIO VII

RESUMEN XI

INTRODUCCIÓN XIII

OBJETIVOS XV

1. FASE DE INVESTIGACIÓN

1.1 Monografía de la cabecera del Municipio de Jutiapa 01

1.1.1 Antecedentes históricos 01

1.1.2 Localización y ubicación 03

1.1.3 Extensión y colindancias 03

1.1.4. Vías de comunicación 03

1.1.5. Población 04

1.1.6 Actividades económicas 04

1.1.7 Clima 04

2. DISEÑO DEL DRENAJE SANITARIO PARA LAS COLONIAS

BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGEN 05

2.1 Levantamiento topográfico 05

2.1.1 Topografía 05

2.1.1.1 Planimetría 06

2.1.1.2 Altimetría 07

2.2 Condiciones generales 07

2.3 Período de diseño 07

II

2.4 Fórmula para el cálculo hidráulico 07

2.5 Pendientes 10

2.6 Determinación del caudal sanitario 11

2.7 Diseño y cálculo hidráulico 15

2.8 Componentes de la red 18

2.8.1 Ramales 18

2.8.2 Pozo de visita 18

2.8.3 Diámetros 18

2.9 Propuesta de tratamiento de las aguas servidas 19

2.10 Descargas 21

2.11 Planos 21

2.12 Evaluación socio-económica 22

2.12.1 V.P.N. (Valor Presente Neto) 22

2.12.2 T.I.R. (Tasa Interna de Retorno) 22

2.13 Presupuesto 23

3. DISEÑO DE ESCUELA RURAL AL CASERIO TUNAS II 24

3.1 Etapa de Investigación 24

3.2 Etapa de diseño y planificación 24

3.2.1 Criterios de diseño 24

3.2.2 Diseño arquitectónico 26

3.2.2.1 Descripción general del proyecto 26

3.2.2.2 Espacios educativos 27

3.2.3 Elementos de la mampostería reforzada 38

3.3 Sistema constructivo 39

3.4 Diseño del techo y cubiertas 40

3.5 Diseño de vigas principales 42

3.6 Diseño de columnas 45

III

3.7 Diseño de muros y soleras 46

3.8 Diseño del cimiento 50

3.9 Diseño de zapatas 52

3.10 Riesgos y vulnerabilidad 55

3.11 Cronograma de ejecución 58

3.12 Presupuesto 60

4. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL 61

4.1 Marco Legal 61

4.2 Impactos Ambientales 61

4.3 Plan de Gestión Ambiental 63

4.4 Medidas de Mitigación 65

4.4.1 En construcción 65

4.4.2 En operación 66

CONCLUSIONES 67

RECOMENDACIONES 69

BIBLIOGRAFÍA 71

ANEXOS

No. 1 Libreta Final de Topografía

No. 2 Planos típicos del diseño de Escuela Rural al Caserío Tunas II,

Cantón Tunas, Jutiapa, Jutiapa.

No.3 Planos del diseño de drenaje sanitario colonias Buenos Aires y

Llanos de la Virgen, Jutiapa, Jutiapa.

IV

V

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1. Mapa de ubicación geográfica 2

2. Detalle de costanera 41

3. Viga de metal 42

4. Nomenclatura de la zapata 52

5. Chequeo a corte simple 53

6. Chequeo a corte punzonante 53

VI

TABLAS

I. Capacidad de alumnos por aula teórica 28

II. Área por alumno en aula teórica 29

III. Superficie por nivel 29

VII

GLOSARIO

Aguas negras: en general se llama así a las aguas de desechos

provenientes de usos domésticos e industriales.

Área tributaria: área de techo que distribuye carga sobre una viga.

Carga: esfuerzo aplicado a un elemento por un cuerpo.

Carga última: es la suma de cargas vivas y cargas muertas,

afectadas previamente por un coeficiente de seguridad.

Cargas vivas: estas varían mucho. El peso de los ocupantes,

vehículos, las fuerzas producidas por el viento, sismos

son ejemplos de cargas vivas. Las magnitudes de éstas

cargas no se conocen con precisión y los valores de

diseño dependen del uso que va a darse a la

estructura.

Cargas muertas: incluyen el peso de todos los componentes

permanentes de una estructura, como vigas, paredes,

techos y otros.

Carga distribuida: son las que actúan en un área de una superficie.

Colector: tubería, generalmente de servicio público, que recibe y

conduce las aguas indeseables de la población al lugar

de descarga.

VIII

Concreto: es un material pétreo, artificial, obtenido de la mezcla,

en proporciones determinadas, de cemento, arena

piedrín y agua.

Concreto reforzado: es la combinación de concreto simple con barras de

acero.

Contaminación: efecto nocivo sobre el medio ambiente que afecta a

todos los seres vivos

Conexión domiciliar: tubería que conduce las aguas negras desde el interior

de la vivienda hasta el frente.

Compactación: acción de hacer alcanzar a un material una textura

apretada o maciza.

Cota de terreno: número en los planos topográficos, indica la altura de

un punto sobre un plano de referencia.

Descarga: lugar donde se vierten las aguas negras provenientes

de un colector, las que pueden estar crudas o tratadas,

en un cuerpo receptor.

Estación: cada uno de los puntos en el que se coloca el

instrumento topográfico en cualquier operación de

levantamiento planimétrico o de nivelación.

Estribos: varillas transversales de hierro que resisten los

esfuerzos de corte en el alma de la viga.

IX

Flexión: acción de doblar o doblarse.

Momento: fuerza aplicada en un punto a una distancia “X”.

Pozo de visita: es una obra accesoria de un sistema de alcantarillado

que permite el acceso al colector y cuya finalidad es

facilitar el mantenimiento del sistema para que funcione

eficientemente.

Tirante: altura de las aguas negras o pluviales dentro de una

alcantarilla.

Solera: elemento estructural horizontal de concreto, que tiene

como función conectar monolíticamente los elementos

estructurales, para dar mayor estabilidad a las

estructuras y refuerzo de muros de mampostería.

X

XI

RESUMEN

A través del Ejercicio Profesional Supervisado, se atendieron las necesidades

de las colonias Buenos Aires y Llanos de La Virgen y el caserío Tunas II, en el

municipio de Jutiapa, departamento de Jutiapa. Las colonias necesitan la

construcción de un drenaje sanitario para 183 casas, con una longitud de 1,680.70

metros, el caserío Tunas II, requiere de un edificio escolar, para poder atender a

niños de nivel primario.

En las dos colonias se diseñó la red de drenaje sanitario, así como sus

pozos de visita necesarios para su correcto funcionamiento. Para este proyecto se

propone la utilización de una tubería de PVC y se propone 43 pozos de visita para

el buen funcionamiento del proyecto, así como, también, la utilización de una

planta de tratamiento.

En el Caserío Tunas II, el sistema estructural propuesto para la escuela es

de muros de mampostería reforzada que localizará tres aulas, dirección, bodega y

servicios sanitarios, ubicados en un terreno perteneciente a la Municipalidad. Las

cargas consideradas son: viva, muerta y de viento; la primera depende del uso de

la estructura, la segunda del material y método constructivo; y, la tercera del

viento. En el análisis estructural se utilizaron los requerimientos mínimos de

refuerzo, tanto horizontal como vertical.

XII

XIII

INTRODUCCIÓN

Las colonias Buenos Aires y Llanos de la Virgen se encuentran dentro del

casco urbano de la cabecera municipal de Jutiapa. A través de una encuesta e

inspección ocular realizada en dichas colonias, se pudo establecer que la

necesidad prioritaria es un sistema de drenaje sanitario que permita satisfacer las

necesidades a esas colonias. Con este trabajo se pretende desarrollar o mostrar

detalles que son de gran importancia para el desarrollo de estas colonias para

elevar el nivel de vida de sus pobladores, aplicando los conocimientos teóricos y

prácticos adquiridos durante la formación académica en la rama de la ingeniería

Civil.

Una de las problemáticas del municipio es la pésima condición en las que

se imparten clases en algunas aldeas del municipio, tal es el caso del caserío

Tunas II y que debido a la falta de espacio acorde a la actividad educativa y a la

ignorancia, por parte de los padres de familia es latente el analfabetismo infantil.

Actualmente, se están remodelando varias escuelas para combatir este

mal, aunque es insuficiente, por eso es necesario poder construir obras de

infraestructura que permitan brindar un servicio educacional eficiente y que con

esta labor estaremos formando integralmente a niños del municipio de jutiapa,

futuro de Guatemala.

XIV

XV

OBJETIVOS

General

Diseñar el drenaje sanitario en la colonia Buenos Aires y la colonia Llanos

de la Virgen, y una escuela en la aldea Tunas, del municipio de Jutiapa,

departamento de Jutiapa.

Investigar por medio de material bibliográfico y consultas todo lo referido al

diseño de drenaje y escuelas.

Específico

Capacitar a la población para la operación y mantenimiento del sistema de

drenaje.

1

1. FASE DE INVESTIGACIÓN

1.1 MONOGRAFÍA DE LA CABECERA DEL MUNICIPIO DE JUTIAPA

1.1.1 Antecedentes históricos

Durante el período hispánico se le conoció como San Cristóbal Jutiapa.

Se le dio la categoría de Villa en 1847 y de Ciudad por decreto gubernativo No.

219 del 15 de septiembre de 1878, ratificado el 6 de septiembre de 1921.

La cabecera departamental está localizada en una meseta muy plana

que se extiende en su mayor longitud de Este a Oeste, siendo de Norte a Sur

bastante estrecha, principalmente en el centro, que es donde se encuentra el

parque, la iglesia parroquial, los edificios públicos y los principales centros

comerciales. Esta cabecera se encuentra limitada por barrancos tanto por el

norte como por el sur, por lo que puede decirse que no tiene más que dos

entradas, la del Este y la del Oeste.

Fuentes y Guzmán escribió en su Recordación Florida por el año de

1690, lo relativo al corregimiento de Chiquimula de la Sierra, dentro del cual

Jutiapa era cabecera de curato.

Con el nombre de Jutiapa o San Cristóbal Jutiapa de esa época, y

conforme lo publicado por el Archivo General de Centro América, aparece

perteneciente al curato epónimo, en el Estado de Curatos del Arzobispado de

Guatemala.

2

Figura 1. Mapa de ubicación geográfica

3

1.1.2 Localización y ubicación

El municipio de Jutiapa se encuentra situado en la parte Noroeste del

departamento, en la Región IV o Región Sur-Oriental. Se localiza en la latitud

14° 16' 58" y en la longitud 89° 53' 33". La distancia de esta cabecera municipal

a la Ciudad Capital es de 124 kilómetros.

1.1.3 Extensión y colindancias

El municipio de Jutiapa cuenta con una extensión

territorial de 620 kilómetros cuadrados. Limita al Norte con los municipios de

Monjas (Jalapa) y El Progreso y Santa Catarina Mita (Jutiapa); al Sur con los

municipios de Comapa y Jalpatagua (Jutiapa); al Este con los municipios de

Asunción Mita, Yupiltepeque y el Adelanto (Jutiapa); y al Oeste con los

municipios de Quezada y Jalpatagua (Jutiapa) y Casillas (Santa Rosa).

1.1.4 Vías de comunicación

Entre sus principales vías de comunicación se encuentra la carretera

Interamericana CA-1 que por el oeste proviene de Cuilapa, Santa Rosa, y unos

7 kilómetros y medio al noroeste enlaza con la ruta nacional 2 o (CA-2), la cual

hacia el norte conduce a la cabecera municipal de El Progreso (Jutiapa). Del

citado entronque por la CA-2, 20 kilómetros al este se llega a Asunción Mita y

20 kilómetros hacia el sur se llega a la aldea San Cristóbal Frontera, con El

Salvador. De Jutiapa por la ruta nacional 23, a 21 kilómetros hacia el sureste

se llega a Jerez, también en la frontera con El Salvador. Además hay rutas

departamentales y veredas que comunican con los poblados rurales y

municipios vecinos.

4

1.1.5 Población

Según datos proporcionados por el INE el Municipio de Jutiapa tiene un total de 98,205 hab,

1.1.6 Actividades económicas

En la agricultura, destaca en este municipio la producción agrícola de

caña de azúcar, maíz, frijol, tabaco, papa, maicillo y lenteja.

La crianza de ganado vacuno, constituye una de las principales ramas de

la economía de Jutiapa, de donde obtienen diferentes productos, como los

elaborados del cuero, y los lácteos.

Algunos de sus habitantes se dedican a la elaboración de cerámica

tradicional, sombreros y trenzas de palma, y cerería.

1.1.7 Clima

El municipio de Jutiapa se encuentra a una altura de 905.96 metros

sobre el nivel del mar, por lo que generalmente su clima va de cálido a

templado.

5

2. DISEÑO DEL DRENAJE SANITARIO PARA LAS COLONIAS

BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGEN

2.1 Levantamiento topográfico

El levantamiento topográfico para un sistema de drenaje sanitario es la

base fundamental para definir el diseño, ya que tiene por objeto medir

extensiones de terreno, determinar posición y elevación de puntos situados

sobre y bajo la superficie de terreno.

2.1.1 Topografía

Es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar

las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas;

según los tres elementos del espacio y estos pueden ser: dos distancias y una

elevación o una distancia, una dirección y una elevación.

El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de

los puntos, y posteriormente su representación en un plano, es lo que

comúnmente se llama Levantamiento.

La mayor parte de los levantamientos, tienen por objeto el cálculo de

distancias, ángulos, direcciones, coordenadas, elevaciones, áreas, etc. a partir

de datos obtenidos de campo.

Para efectuar un trabajo de topografía se deben de seguir los siguientes

pasos:

6

1) Reconocimiento:

Es donde se recorre el área de trabajo para tener un panorama de las

actividades a desarrollar.

2) Toma de decisiones:

Con base al reconocimiento y a criterio técnico, se selecciona el método de

levantamiento a efectuar.

3) Trabajo de campo:

En él se obtienen los datos que son de importancia para el desarrollo del trabajo

como mediciones, niveles, etc.

4) Procesamiento de datos:

Consiste en traducir o interpretar los datos que se han tomado en campo, para

determinar la información requerida.

5) Elaboración de planos:

Aquí se representa gráficamente los datos de campo con base a: distancias,

cotas, direcciones, etc.

6) Replanteo:

Ya con los planos debidamente elaborados, en campo se procede a colocar las

señales (estacas, mojones, cotas etc.), para marcar los puntos que interesan,

en función del trabajo a realizar.

2.1.1.1 Planimetría

Consiste en los procedimientos utilizados para fijar las posiciones de

puntos proyectados en un plano horizontal, sin importar sus elevaciones, con

las distancias y direcciones obtenidas en campo.

7

2.1.1.2 Altimetría

Es la medición de las alturas de una superficie de la tierra, con el fin de

representarlas gráficamente, para que conjuntamente con la planimetría, se

defina la superficie en estudio, representada en tres dimensiones.

2.2 Condiciones generales

La cantidad de agua que utiliza la población de la colonia Buenos Aires,

una vez servida, la conducen a la calle, creando con ello un ambiente no

agradable, esto lo efectúan porque no se cuenta con un sistema adecuado para

evacuar las aguas servidas.

Esta razón es suficiente para que el agua servida sea transportada por

medio de drenajes, logrando así un ambiente sano.

2.3 Periodo de diseño

Es el tiempo que el drenaje puede satisfacer la demanda de la población

debido a su crecimiento. El periodo de diseño oscila entre 20 a 30 años

depende de la economía del lugar y de la vida útil de los materiales.

El sistema de alcantarillado debe de adecuarse durante un periodo

determinado para que su funcionamiento sea eficiente. Para nuestro caso se

opto por un periodo de 30 años más 1 año de trámite (31años).

2.4 Fórmula para el cálculo hidráulico

8

Varias son las fórmulas utilizadas para el cálculo hidráulico de drenajes,

tales como Chezy, Maning y otras; las que permiten determinar velocidades,

caudales, diámetros, pendientes, etc. siendo éstas.

1) Fórmula de Chezy

Esta es una herramienta utilizada para hallar la velocidad en

función de: pendiente, radio hidráulico, y coeficiente C. La fórmula es:

SRCV ××=

donde

V = velocidad en m / s

R = radio hidráulico

S = pendiente en porcentaje %

C = coeficiente

Las velocidades máxima y mínima de caudal sanitario, en tubería

de PVC son: 0.40 a 3.00 m/s.

El coeficiente “C” puede calcularse por medio de las siguientes

fórmulas: Bazin, Kutter, Ganguillet, y Maning.

Para el presente estudio se utilizó la fórmula de Maning.

2) Fórmula de Maning

Es una función utilizada para hallar el coeficiente de velocidad “C”,

que depende del radio hidráulico y el coeficiente de rugosidad “n”, por el

9

tipo de material (cemento, PVC, HG, etc.), que se utiliza para conducir e

flujo.

La fórmula es:

nR

C3/2

=

donde

R = radio hidráulico

n = coeficiente de rugosidad

C = coeficiente de Maning

Después de sustituir en la fórmula de Chezy el coeficiente de

Maning, queda así:

nSR

V2/13/2 ×=

El valor del coeficiente “n” depende del material de la tubería.

Para drenajes se utilizan los siguientes valores:

n = 0.013 tubo cemento diámetro mayor de 24”

n = 0.015 tubo cemento diámetro menor de 24”

n = 0.010 tubo PVC

3) Fórmula de continuidad

Es una fórmula utilizada para hallar el caudal que circula en la

tubería.

10

AVQ ×=

donde

Q = caudal en m3 / s

V = velocidad en m / s

A = área en m2

El área de tubería circular es:

4π×= D

A

donde

π = 3.1416 constante pi

D = diámetro de la tubería en m

A = área de la tubería en m2

2.5 Pendientes

La pendiente está en función de la topografía del terreno, es la diferencia

de altura que existe de un punto respecto a otro.

La pendiente de la tubería debe de ser, hasta donde sea posible, la

misma del terreno natural, con el objeto de tener excavaciones mínimas. En

terrenos planos o en contra pendiente se trabajan con velocidades de caudal

mínimas, siempre que el fluido sea capaz de arrastras todos los sólidos que

11

lleva. Las pendientes altas nunca deben de sobrepasar la velocidad máxima

permitida, para no provocar problemas al sistema.

El tipo de tubería a utilizar para el presente proyecto es de PVC.

2.6 Determinación del caudal sanitario

El caudal sanitario está formado por las aguas servidas producto de:

caudal domiciliar, caudal por conexiones ilícitas, caudal de infiltración y caudal

comercial e industrial. A continuación se describe el cálculo de cada uno de

ellos.

a) Caudal domiciliar ( Q dom )

Es el caudal proveniente de las viviendas, producto del agua que el hombre

utiliza para higiene personal, higiene de la vivienda, alimentación y todo su

quehacer diario.

Q dom = (No hab.) * (dotación) * (F.R.)

86,400

( ) ( ) ( )400,86

... RFdotaciónhabNoQdom

××=

donde

..habNo = número de habitantes

dotación = de agua en lts/hab/día

..RF = factor de retorno en %

.Qdom = caudal domiciliar lts / s

12

b) Caudal de conexiones ilícitas ( Q con-ilí )

Es el resultado de conectar al sistema de drenaje sanitario agua pluvial

proveniente de las viviendas.

3601000% ××××=− AIC

ilíQcon

donde

C = coeficiente de escorrentía

I = intensidad de precipitación mm/hora

A = área en hectáreas del total de viviendas con conexiones

. ilícitas

% = porcentaje de viviendas con conexiones ilícitas

ilíQcon − = caudal por conexiones ilícitas en lts / s

c) Caudal de infiltración ( Q inf )

Es el caudal que ocurre generalmente cuando:

1) la tubería del sistema es de concreto

2) el nivel freático está alta

Este caudal se obtiene del agua que se infiltra a la tubería

400,86....

.infTLIF

Q×=

donde

13

..IF = factor de infiltración

..TL = longitud de tubería en km

.infQ = caudal por infiltración en lts / s

Los caudales comercial e industrial, en el presente estudio no se tomaron

en consideración, porque no existían en el área del proyecto.

d) Factor de Harmon

Es el valor máximo producido, por las aportaciones de uso doméstico, su

fórmula es:

PP

HF++=

418

..

donde

P = población a servir en miles

..HF = Factor de Harmon

e) Caudal máximo domiciliar ( Q max-dom )

Es el producto de caudal domiciliar por el factor de Harmon, éste hace que

el caudal aumente.

..max HFQdomdomQ ×=−

Donde

Qdom = caudal domiciliar en lts / s

..HF = Factor de Harmon

domQ −max = caudal máximo domiciliar en lts / s

14

f) Caudal de diseño ( Q dis )

El caudal de diseño es la suma de los caudales máximo domiciliar,

infiltración, conexiones ilícitas, comercial e industrial.

La fórmula para el cálculo del caudal de diseño es:

( ) ( ) ( )infmax QilíQcondomQQdis +−+−=

15

2.7 Diseño y cálculo hidráulico

Datos

Densidad de vivienda 6 hab/vivienda Factor caudal medio 0.003 Vel.min. 0.4m/seg

Tasa incremento 3 % Tubería pvc 6” min Vel.max 3.0m/seg

Período de diseño 31 años Incremento geométrico 31 años

De A � � �� � �� �� �� � � � �� ��� � � �� � ���� �� ���� �� � �� ��� ��� � � ��� � �� � � � ��� � ��� �� � �� ����� � � � �� ���� �� � �� ���� � � ��� � � � ��� � ��� � ���� �

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1 2 100 96.76 24 13.50 140 2039 840 0.0030 3.58 3.85 9.70 21.89 10 9.332 3 96.76 94.03 16 17.06 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 9.253 4 94.03 94.27 10 -2.40 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 2.604 5 94.27 92.78 23 6.48 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 4.305 6 92.78 90.03 48 5.73 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 5.836 7 90.03 89.09 59 1.59 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 1.517 8 89.09 88.37 55 1.31 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 1.498 9 88.37 87.09 25 5.12 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 4.729 10 87.09 86.92 20 0.85 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 1.6010 11 86.92 86.58 24 1.42 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 1.6311 12 86.58 85.89 21 3.29 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 2.3312 13 85.89 81.74 60 6.92 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 6.9213 14 81.74 81.54 6 3.33 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 9.70 21.89 10 3.3343 42 98.29 94.76 125 2.82 23 298 138 0.0030 4.08 4.20 11.38 25.54 6 2.8242 41 94.76 91.23 125 2.82 20 259 120 0.0030 4.10 4.22 12.86 25.08 6 2.8241 14 91.23 81.54 43 22.53 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 9.6514 15 81.54 80.97 40 1.43 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5515 16 80.97 79.8 55 2.13 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.5816 17 79.8 79.4 35 1.14 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5717 18 79.4 79.67 32 -0.84 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.5018 19 79.67 77.67 25 8.00 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 3.8019 20 77.67 77.14 32 1.66 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.6620 21 77.14 76.85 22 1.32 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5521 22 76.85 76.03 63 1.30 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.5422 23 76.03 75.36 43 1.56 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5623 24 75.36 74.3 55 1.93 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.9324 25 74.3 74.99 17 -4.06 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5325 26 74.99 73.38 31 5.19 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.9726 27 73.38 72.59 45 1.76 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5327 28 72.59 72.5 43 0.21 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.6028 29 72.5 69.42 77 4.00 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 3.1629 30 69.42 68.63 46 1.72 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.7230 31 68.63 68.63 27 0.00 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.6731 32 68.63 68.76 32 -0.41 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 1.6232 33 68.76 68.68 35 0.23 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 1.5133 34 68.68 66.31 28 8.46 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 2.9334 35 66.31 64.33 52 3.81 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 3.8135 36 64.33 63.73 20 3.00 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 3.0036 37 63.73 63.2 26 2.04 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 2.0437 38 63.2 60.97 40 5.58 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 5.5838 39 60.97 59.18 40 4.48 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.08 10 4.4839 40 59.18 56.97 36 6.14 0 0 0 0.0030 4.50 4.50 12.86 25.54 10 6.14

16

Diseño y cálculo hidráulico

De A � ��� �������� ���� � ��� � � � � � ��� �� ���� � ���� � �� � �� � ���� � �� � ���� � ��� �� ������ � �� ���� � �� ������ � � ���� � �� � �� � ���� � �� �� �� � �� � �� � � ���� � ��� �! ��" �#� �� $ �� ��� ��� �! ��"

� � ��� � � � ��� � � � ��� � � � ��� � � � ��� � � � ��� � ����� �����1 2 0.0506707 4.8626 246.39 0.03935 0.48 2.35 correcto 0.14 correcto 0.0889 0.622 3 0.0506707 4.8408 245.29 0.03953 0.48 2.34 correcto 0.135 correcto 0.0893 0.623 4 0.0506707 2.5665 130.04 0.07456 0.59 1.50 correcto 0.18 correcto 0.1684 0.744 5 0.0506707 3.3022 167.32 0.05795 0.54 1.80 correcto 0.163 correcto 0.1308 0.695 6 0.0506707 3.8442 194.79 0.04978 0.52 1.99 correcto 0.15 correcto 0.1124 0.666 7 0.0506707 1.9549 99.05 0.09788 0.63 1.24 correcto 0.21 correcto 0.2210 0.807 8 0.0506707 1.9435 98.48 0.09846 0.63 1.23 correcto 0.21 correcto 0.2223 0.808 9 0.0506707 3.4580 175.22 0.05534 0.54 1.85 correcto 0.16 correcto 0.1249 0.689 10 0.0506707 2.0133 102.02 0.09504 0.63 1.27 correcto 0.21 correcto 0.2146 0.8010 11 0.0506707 2.0290 102.81 0.09431 0.63 1.27 correcto 0.21 correcto 0.2130 0.7911 12 0.0506707 2.4313 123.20 0.07870 0.59 1.45 correcto 0.19 correcto 0.1777 0.7512 13 0.0506707 4.1860 212.11 0.04571 0.51 2.12 correcto 0.15 correcto 0.1032 0.6413 14 0.0506707 2.9060 147.25 0.06585 0.56 1.64 correcto 0.17 correcto 0.1487 0.7243 42 0.0182415 1.9028 34.71 0.32801 0.90 1.70 correcto 0.39 correcto 0.7359 1.0942 41 0.0182415 1.9028 34.71 0.37058 0.92 1.76 correcto 0.42 correcto 0.7227 1.0941 14 0.0506707 7.0724 358.37 0.03589 0.47 3.33 correcto 0.13 correcto 0.0713 0.5814 15 0.0506707 1.9816 100.41 0.12810 0.69 1.36 correcto 0.24 correcto 0.2498 0.8315 16 0.0506707 2.0018 101.43 0.12681 0.68 1.37 correcto 0.24 correcto 0.2518 0.8316 17 0.0506707 1.9952 101.10 0.12723 0.68 1.37 correcto 0.24 correcto 0.2481 0.8317 18 0.0506707 1.9494 98.78 0.13022 0.69 1.34 correcto 0.24 correcto 0.2586 0.8418 19 0.0506707 3.1027 157.22 0.08181 0.60 1.87 correcto 0.19 correcto 0.1596 0.7319 20 0.0506707 2.0484 103.79 0.12392 0.68 1.39 correcto 0.24 correcto 0.2461 0.8320 21 0.0506707 1.9787 100.26 0.12829 0.69 1.36 correcto 0.24 correcto 0.2502 0.8321 22 0.0506707 1.9750 100.07 0.12853 0.69 1.36 correcto 0.24 correcto 0.2552 0.8422 23 0.0506707 1.9868 100.67 0.12777 0.69 1.36 correcto 0.24 correcto 0.2492 0.8323 24 0.0506707 2.2096 111.96 0.11488 0.66 1.47 correcto 0.23 correcto 0.2281 0.8124 25 0.0506707 1.9684 99.74 0.12896 0.69 1.35 correcto 0.24 correcto 0.2515 0.8325 26 0.0506707 2.2327 113.13 0.11369 0.66 1.48 correcto 0.23 correcto 0.2258 0.8126 27 0.0506707 1.9709 99.87 0.12880 0.69 1.36 correcto 0.24 correcto 0.2512 0.8327 28 0.0506707 2.0162 102.16 0.12590 0.68 1.38 correcto 0.24 correcto 0.2500 0.8328 29 0.0506707 2.8275 143.27 0.08978 0.62 1.75 correcto 0.20 correcto 0.1751 0.7529 30 0.0506707 2.0859 105.69 0.12170 0.68 1.41 correcto 0.24 correcto 0.2417 0.8230 31 0.0506707 2.0548 104.12 0.12354 0.68 1.40 correcto 0.24 correcto 0.2409 0.8231 32 0.0506707 2.0290 102.81 0.12511 0.68 1.38 correcto 0.24 correcto 0.2484 0.8332 33 0.0506707 1.9586 99.25 0.12960 0.69 1.35 correcto 0.24 correcto 0.2528 0.8333 34 0.0506707 2.7238 138.02 0.09320 0.63 1.71 correcto 0.21 correcto 0.1851 0.7634 35 0.0506707 3.1058 157.38 0.08173 0.60 1.87 correcto 0.19 correcto 0.1594 0.7335 36 0.0506707 2.7568 139.69 0.09208 0.62 1.72 correcto 0.21 correcto 0.1828 0.7636 37 0.0506707 2.2725 115.15 0.11170 0.66 1.50 correcto 0.23 correcto 0.2178 0.8037 38 0.0506707 3.7581 190.43 0.06755 0.57 2.14 correcto 0.18 correcto 0.1341 0.7038 39 0.0506707 3.3670 170.61 0.07539 0.59 1.98 correcto 0.19 correcto 0.1470 0.7239 40 0.0506707 3.9436 199.83 0.06437 0.56 2.21 correcto 0.17 correcto 0.1278 0.69

17

Diseño y cálculo hidráulico

De A ���� � ��� �� ������ � �� ���� � �� ������ � � � ����� � � %� � � �� � �� ���� � ���� �� � %� � � �� � �� ���� � � � ��� �� � �� ��� �� ��&� � �� � �� � ���� � ��� ��#� �� $ �� ��� ��� � �� �� ����� � �� �� ����� � �� �� �� '� � �� �� �� '� �� ���� ���())� �� ���� � %� ������ ����� ����� �����

1 2 3.00 correcto 0.20 correcto 2.40 97.6 1.40 95.36 continuar 41.04 3.002 3 2.99 correcto 0.20 correcto 2.65 94.11 1.40 92.63 continuar 29.16 2.993 4 1.91 correcto 0.28 correcto 1.40 92.63 1.90 92.37 continuar 14.85 1.914 5 2.28 correcto 0.24 correcto 1.90 92.37 1.40 91.38 continuar 34.16 2.285 6 2.54 correcto 0.23 correcto 1.40 91.38 1.45 88.58 continuar 61.56 2.546 7 1.57 correcto 0.32 correcto 1.45 88.58 1.40 87.69 continuar 75.67 1.577 8 1.56 correcto 0.32 correcto 1.40 87.69 1.50 86.87 continuar 71.78 1.568 9 2.36 correcto 0.24 correcto 1.50 86.87 1.40 85.69 continuar 32.63 2.369 10 1.60 correcto 0.31 correcto 1.40 85.69 1.55 85.37 continuar 26.55 1.60

10 11 1.61 correcto 0.31 correcto 1.55 85.37 1.60 84.98 continuar 34.02 1.6111 12 1.83 correcto 0.29 correcto 1.60 84.98 1.40 84.49 continuar 28.35 1.8312 13 2.69 correcto 0.22 correcto 1.40 84.49 1.40 80.34 continuar 75.60 2.6913 14 2.08 correcto 0.26 correcto 1.40 80.34 1.40 80.14 continuar 7.56 2.0843 42 2.08 correcto 0.64 correcto 1.40 96.89 1.40 93.36 continuar 157.50 2.0842 41 2.07 correcto 0.63 correcto 1.40 93.36 1.40 89.83 continuar 157.50 2.0741 14 2.99 correcto 0.18 correcto 3.00 88.23 1.80 79.74 continuar 92.88 2.9914 15 1.65 correcto 0.34 correcto 1.80 79.74 1.85 79.12 continuar 65.70 1.6515 16 1.67 correcto 0.34 correcto 1.85 79.12 1.55 78.25 continuar 84.15 1.6716 17 1.65 correcto 0.34 correcto 1.55 78.25 1.70 77.7 continuar 51.19 1.6517 18 1.63 correcto 0.35 correcto 1.70 77.7 2.45 77.22 continuar 59.76 1.6318 19 2.27 correcto 0.27 correcto 2.45 77.22 1.40 76.27 continuar 43.31 2.2719 20 1.69 correcto 0.34 correcto 1.40 76.27 1.40 75.74 continuar 40.32 1.6920 21 1.64 correcto 0.34 correcto 1.40 75.74 1.45 75.4 continuar 28.22 1.6421 22 1.65 correcto 0.34 correcto 1.45 75.4 1.60 74.43 continuar 86.47 1.6522 23 1.65 correcto 0.34 correcto 1.60 74.43 1.60 73.76 continuar 61.92 1.6523 24 1.79 correcto 0.32 correcto 1.60 73.76 1.60 72.7 continuar 79.20 1.7924 25 1.64 correcto 0.34 correcto 1.60 72.7 2.55 72.44 continuar 31.75 1.6425 26 1.80 correcto 0.32 correcto 2.55 72.44 1.55 71.83 continuar 57.20 1.8026 27 1.64 correcto 0.34 correcto 1.55 71.83 1.45 71.14 continuar 60.75 1.6427 28 1.67 correcto 0.34 correcto 1.45 71.14 2.05 70.45 continuar 67.73 1.6728 29 2.12 correcto 0.28 correcto 2.05 70.45 1.40 68.02 continuar 119.54 2.1229 30 1.72 correcto 0.33 correcto 1.40 68.02 1.40 67.23 continuar 57.96 1.7230 31 1.69 correcto 0.33 correcto 1.40 67.23 1.85 66.78 continuar 39.49 1.6931 32 1.68 correcto 0.34 correcto 1.85 66.78 2.50 66.26 continuar 62.64 1.6832 33 1.63 correcto 0.34 correcto 2.50 66.26 2.95 65.73 continuar 85.84 1.6333 34 2.08 correcto 0.29 correcto 2.95 65.73 1.40 64.91 continuar 54.81 2.0834 35 2.27 correcto 0.27 correcto 1.40 64.91 1.40 62.93 continuar 65.52 2.2735 36 2.10 correcto 0.29 correcto 1.40 62.93 1.40 62.33 continuar 25.20 2.1036 37 1.82 correcto 0.32 correcto 1.40 62.33 1.40 61.8 continuar 32.76 1.8237 38 2.62 correcto 0.25 correcto 1.40 61.8 1.40 59.57 continuar 50.40 2.6238 39 2.41 correcto 0.26 correcto 1.40 59.57 1.40 57.78 continuar 50.40 2.4139 40 2.71 correcto 0.24 correcto 1.40 57.78 1.40 55.57 continuar 45.36 2.71

18

2.8 Componentes de la red

2.8.1 Ramales

Lo constituye toda la tubería que va colocada al centro de la calle, por

donde se transportan las aguas servidas.

2.8.2 Pozos de visita

Son estructuras que se construyen en los sistemas de drenajes para

operación, mantenimiento, revisiones, reparaciones al sistema, ventilación, etc.

Normalmente se construyen de ladrillo, concreto o block; se debe

garantizar que sus paredes sean impermeables.

Criterios para la ubicación de pozos de visita

a) Colocar pozos todas las veces que hayan cambios de pendiente,

diámetro e intersección de tuberías.

b) Todo punto que sea ramal inicial, en cambio de dirección

horizontal y vertical, en distancias no mayores de 100.00 metros.

2.8.3 Diámetros

Los diámetros de tubería de colector, depende del caudal actual y futuro

a diseñar, la mayor parte de las veces los colectores tienen diferentes

diámetros, a medida que aumentan los caudales. El diámetro mínimo según

criterio de las normas del INFOM, es de 6” seis pulgadas para ramales iniciales.

19

2.9 Propuesta de tratamiento de las aguas servidas

a) Tratamiento Primario: este tratamiento reduce los sólidos

sedimentables y algo del DBO. Los elementos patógenos no se reducen en

forma sensible, es decir que con estos tratamientos se reduce en un porcentaje

el daño al medio, pero no se protege la salud.

El tratamiento aguas consta de diferentes características las cuales son: Fosas

sépticas (Separa las partes sólidas del agua servida por un proceso de

sedimentación), cuyos elementos básicos en la entrada a la Fosa Séptica son:

Trampa de grasas (se instala solo cuando hay grasas en gran cantidad).

Los tanques Imhoff son cámaras en las cuales pasan las aguas negras, por

tener un comportamiento de digestión para un período de sedimentación. Los

sedimentadores primarios se fundamentan en separar partículas por diferencia

de densidad con ayuda de la fuerza de gravedad.

b) Tratamiento Secundario: es un método que se utiliza para la

remoción de sólidos transformando los organismos no sedimentables.

Durante estos procesos hay una reducción sensible del número de patógenos

en especial por los procesos aeróbicos. Con esto se reduce notablemente el

daño al medio ambiente al reducir DBO a valores comparables con los cuerpos

receptores naturales, se reduce el riesgo a la salud, pero no se remueven

nutrientes. En los cuerpos con periodo de retención prolongados aumentan la

concentración a los valores que tienden a producir eutrofización.

c) Tratamiento Terciario: esté método remueven los sólidos en especial

nitratos, fosfatos y también los metales pesados.

20

Existen muchos sistemas de tratamiento de aguas residuales, entre más

avanzado sean, son mas complejos en su operación y mantenimiento, por ende

el costo económico es muy elevado.

Para este sistema de alcantarillado sanitario, se eligió el tratamiento

primario, utilizando fosas sépticas para el tratamiento de las aguas negras, ya

que el costo económico de construcción, operación y mantenimiento, es bajo a

comparación de otros tratamientos existentes y debe estar acorde a la

capacidad económica de la municipalidad.

Fosa séptica:

La fosa séptica es uno de los más antiguos dispositivos para el proceso

hidráulico y sanitario de la evacuación de excretas y otros residuos que

provienen de viviendas individuales, agrupamientos de casas o instituciones

situados tanto en zonas urbanas como rurales.

Se puede definir como un estanque cubierto y hermético, generalmente de

forma rectangular, proyectado y diseñado para que las aguas negras se

mantengan a una velocidad muy baja, por un tiempo determinado, que oscilan

entre doce y setenta y dos horas, durante el cual se efectúa un proceso

anaeróbico de eliminación de sólidos sedimentables.

Funciones de las fosas sépticas:

Los desechos sólidos caseros sin ningún tratamiento obstruirán

fácilmente casi todas las formaciones más porosas de grava, la fosa séptica

acondiciona las aguas negras para que estén en capacidad de infiltrarse con

mayor facilidad en el subsuelo. Se deduce entonces que, la función más

importante de una fosa séptica, es asegurar la protección para conservar la

capacidad de absorción del suelo.

21

Para lograr esta protección deberá cumplirse tres funciones básicas:

1. Eliminación de sólidos

2. Proceso biológico de descomposición

3. Almacenamiento de natas y lodos

2.10 Descargas

En el momento que se diseña un sistema de drenaje lo importante es

sanear el lugar, por lo que la ubicación del lugar donde se van a descargar las

aguas servidas, debe ser motivo de un estudio, para no afectar otro punto.

Criterios para ubicación de descargas

a) De acuerdo con la topografía del área, seleccionar la parte más

baja, para que el sistema trabaje por gravedad, a un punto

específico, donde se piensa la construcción de la planta de

tratamiento.

b) Tener información del punto donde se evacua el agua en la parte

superior y en la parte baja, para no afectar poblaciones cercanas y

también evitar la degradación y destrucción del ecosistema.

c) Si el sistema se descarga sobre una planta de tratamiento o ramal

de drenaje ya existente, hay que estudiarlo detenidamente para

chequear si tiene capacidad para los caudales provenientes de

ampliaciones.

2.11 Planos

Los planos elaborados son los siguientes:

1. Planta general

2. Planta – Perfil

22

3. Detalle de pozos de visita y conexión domiciliar

4. Densidad de vivienda

5. Curvas de nivel

6. Localización de pozos de visita

2.12 Evaluación socio-económica

2.12.1 V.P.N. (valor presente neto)

El V.P.N designa una cantidad presente o actual de dinero, este valor se

encuentra al comienzo del período inicial. El concepto del valor presente al

igual que el de valor futuro, se basan en la creencia de que el valor del dinero

se ve afectado por el tiempo en que se recibe.

Sobre la escala de tiempo ocurre en el punto cero o en cualquier otro

punto desde el cual escogemos medir el tiempo.

2.12.2 T.I.R. (tasa interna de retorno)

Es el método mas utilizado para comparar alternativas de inversión. Se

define como la tasa de descuento que iguala al valor presente de los flujos de

efectivo con la inversión inicial en un proyecto. La T.I.R. es la tasa de

descuento que hace que el valor presente de una oportunidad de inversión sea

igual a cero, o sea el interés que hace que los costos sean equivalentes a los

ingresos.

Si la T.I.R. es mayor o igual al costo de capital, se acepta el proyecto, de

no ser este el caso entonces se rechaza.

23

2.13 PRESUPUESTO

PROYECTO: DRENAJE SANITARIO PARA LAS COLONIAS BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGENMUNICIPIO DE JUTIAPA, DEPARTAMENTO DE JUTIAPA

No. RENGLON CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO TOTAL TOTAL1.- Excavación 2448.36 m³ Q14.00 Q34,277.04 $4,474.812.- Relleno 2110 m³ Q11.00 Q23,210.00 $3,030.033.- Retiro de sobrante 338.36 m³ Q19.50 Q6,598.02 $861.364.- Tubería PVC 4"x6m norma 3034 50 u Q275.00 Q13,750.00 $1,795.045.- Tubería PVC 6"x6m norma 3034 45 u Q605.00 Q27,225.00 $3,554.186.- Tubería PVC 10"x6m norma 3034 245 u Q1,350.00 Q330,750.00 $43,178.857.- Conexión domiciliar 43 u Q1,700.00 Q73,100.00 $9,543.088.- Pozos de visita 43 u Q5,765.00 Q247,895.00 $32,362.279.- Planta de Tratamiento 1 u Q240,000.00 Q240,000.00 $31,331.59

TOTAL Q996,805.06 $130,131.21

24

3. DISEÑO DE ESCUELA RURAL AL CASERÍO TUNAS II

3.1 Etapa de Investigación

En esta etapa se investigan y analizan todas las condiciones que puedan

afectar la planificación y ejecución del proyecto, así mismo el impacto que

tendrá en la comunidad. Se realizó la visita al caserío Tunas II y se comprobó

el estado en que los niños reciben la educación, en el que cubren los grados de

1ro a 6to de primaria.

3.2 Etapa de diseño y planificación

3.2.1 Criterios de diseño

Son aspectos fundamentales para el buen funcionamiento y

aprovechamiento de los recursos humanos, materiales y financieros; entre

estos se contemplan:

• Terreno: se debe estudiar el ordenamiento escolar y el planeamiento de

la comunidad, para la correcta ubicación del establecimiento educativo,

de lo contrario se construiría en un lugar inaccesible y quizás donde no

haya maestro. En este caso existe un terreno específico para la

escuela, con un área de 620 metros cuadrados, suficiente área para

realizar las actividades educativas.

• Emplazamiento: debe tener una relación entre superficies ocupadas y

libres para recreación. Las actividades escolares se deben desarrollar

25

en un ambiente agradable, debe estar alejada de centros generadores

de ruidos, olores y cementerios. El área seleccionada para la ocupación

de la escuela cuenta con los máximos espacios abiertos, compatibles

con el tamaño del terreno y del edificio a construir. Siendo un lugar del

área rural, tiene la ventaja que el área a ocupar esta alejado de toda

distracción y además cuenta con una ubicación accesible para toda la

comunidad.

• Orientación del edificio: se recomienda una orientación de norte a sur,

abriendo las ventanas de la parte norte y de la parte sur.

• Ventilación: es un aspecto muy importante debido a que durante las

horas de clase los alumnos llena el aire con anhídrido carbónico, lo cual

roba oxígeno. Es necesario contemplar una buena ventilación, de

preferencia natural. La dirección de los vientos en Guatemala es de

Norte-Sur y viceversa, por lo que el área de ventilación está orientada

en este sentido para proveer una ventilación cruzada, el área de

ventilación es el 50% del área de ventana.

• Aspectos climáticos: este aspecto es muy importante de tomar en

cuenta, debido que las características climáticas como temperatura,

precipitación pluvial, vientos dominantes, humedad, soleamiento y

luminosidad, son determinantes en las condiciones adecuadas de

habitabilidad de los espacios educativos, El cantón Tunas II posee un

clima cálido, aspecto importante que sirvió de referencia, para el

dimensionamiento del centro educativo.

• Carga muerta: lo constituye el peso propio de la estructura

(permanente). Este tipo de cargas es la más fácil de calcular ya que

26

existen tablas que contienen los pesos unitarios de los materiales que

se utilizan en la construcción.

• Carga viva: esta carga es la que soporta una estructura debido al uso u

ocupación que tendrá. Existen tabulaciones de valores de carga viva

mínima que ha de soportar cada estructura de acuerdo a su función.

• Cargas laterales: estas cargas son debidas o producidas por sismo,

viento o impacto (explosiones), siendo puramente dinámicas, mientras

que las cargas verticales son estáticas. Una de las características

especiales en las cargas laterales es que su aplicación es en un corto

período de tiempo.

3.2.2 Diseño arquitectónico

3.2.2.1 Descripción general del proyecto

La construcción de una escuela rural para el cantón Tunas II, es una gran

necesidad, para lo cual ya se cuenta con un terreno para la ejecución de este

proyecto.

El proyecto consiste en el diseño de tres aulas para impartir clases, se

contará también con una bodega, dirección y servicios sanitarios para ambos

sexos.

Estas aulas serán de 7.36*7.36 metros, la bodega será de 2.83*2.44 metros, la

dirección de 2.83*4.92 metros, los servicios sanitarios serán de 5.34*7.36

metros para hombres y mujeres respectivamente, el levantado de las paredes

será de block de 0.15*0.20*0.40 visto y limpio, existirán columnas principales y

secundarias, así también existirán vigas para los tramos donde existan

27

demasiadas ventanas y no se pueda levantar los muros, contará con un

cimiento corrido fundido de concreto, todas las soleras respectivas, de

humedad, intermedia y superior, la cubierta del edificio será de estructura

metálica con techo de lamina troquelada, se realizarán las conexiones

necesarias para, energía eléctrica, agua potable y drenajes.

Por ultimo se realizarán ciertos acabados como pintura, repello en algunas

partes, etc., esto para brindar un ambiente agradable para los niños que

recibirán clases dentro de este centro escolar.

3.2.2.2 Espacios Educativos

Se denomina así al conjunto de espacios destinados al ejercicio de la acción

educativa, la cual se desarrolla en forma gradual e integrada por medio de

actividades tendientes al desarrollo psicomotor, socio emocional, de la actividad

creadora y de la sensibilidad estética, lo cual exige la aplicación de diversas

técnicas y recursos pedagógicos, atendiendo a la naturaleza de las

mencionadas actividades.

Lo anterior incide en que las características de los espacios educativos

varíen de acuerdo a los requerimientos pedagógicos de las distintas asignaturas

a través de las cuales se logra el desarrollo de dichas actividades.

A continuación se encontrarán los lineamientos generales para el diseño de

diversos espacios educativos.

Se ha considerado aquí, únicamente los espacios más característicos, se ha

procurado, en la medida de lo posible, enunciar las características principales

de la acción pedagógica que es posible y necesario desarrollar en dichos

espacios.

Esas características se refieren principalmente a la función o funciones que

por requerimientos pedagógicos es necesario desarrollar para alcanzar los

objetivos contenidos en los planes y programas de estudio; la capacidad, es

28

decir el numero de usuarios recomendable; el índice de superficie total; la forma

del local; el mobiliario y equipo requeridos; las instalaciones de que es preciso

dotarlos; los acabados y las condiciones de seguridad, tanto para los usuarios

como para el mantenimiento y conservación del local en sí.

Aula Teórica

a) Función:

La naturaleza teórica parcial o total, de los contenidos de los programas de

estudios de algunas asignaturas, exige espacios educativos flexibles y

versátiles que permitan el desarrollo no solo del método tradicional expositivo,

sino también el de otras técnicas didácticas que generen otro tipo de

actividades.

En este tipo de locales, los alumnos pueden permanecer sentados en sitios

fijos de trabajo en forma de auditorio, manteniendo la atención hacia el maestro,

tomando notas, exponiendo ideas o haciendo preguntas, o bien, modificar la

ubicación del mobiliario colocándolo en la forma tal que facilite el desarrollo de

trabajos en equipo, efectúan mesas redondas, debates, etc.

b) Capacidad:

El número de alumnos recomendable para desarrollar actividades en este

tipo de locales educativos, atendiendo los distintos niveles, es la siguiente:

Tabla I. Capacidad de alumnos por aula teórica

CAPACIDAD DE ALUMNOS POR AULA

N I V E L OPTIMO MÁXIMO

Pre-primario 25 30

Primario 30 40

Medio Básico 30 40

Medio

Diversificado 30 40

29

c) Área por alumno:

La superficie por alumno en aulas teóricas dependerá del nivel educativo, así

tenemos que:

Tabla II. Área por alumno en aula teórica

ÁREA POR ALUMNO

N I V E L MÁXIMO MÍNIMO AULA

EXTERIOR

Pre-primario 2.40 2.00 2.00

Primario 1.50 1.25 ---

Medio Básico 1.50 1.30 ---

Medio Diversificado 1.50 1.30 ---

d) Superficie total:

Para la determinación del área se considera únicamente el caso crítico, es

decir aquel en que se toma la capacidad máxima del aula, entonces tenemos:

Tabla III. Superficie por nivel

S U P E R F I C I E T O T A L

Para capacidad máxima del aula

N I V E L

OPTIMO MINIMO AULA

EXTERIOR

Pre-primario 72.00 60.00 60.00

Primario 60.00 50.00 ----

Medio Básico 60.00 52.00 ----

Medio Diversificado 60.00 52.00 ----

e) Forma:

30

Son recomendables los locales de forma cuadrada o rectangular en este

último caso es preferible que la proporción ancho-largo, no exceda de una

relación de 1:1.5.

f) Confort:

- Visual

La distancia máxima del alumno sentado en la ultima fila al pizarrón, no

deberá exceder a 8.00 metros y el ángulo horizontal de visión respecto al

pizarrón, de un alumno sentado en cualquier lugar no será menor de 30 grados.

La iluminación natural deberá ser bilateral diferenciada, considerando como

fuente principal la proveniente del lado izquierdo del estudiante, viendo hacia el

pizarrón.

El nivel de iluminación deberá ser uniforme (para las aulas teóricas de

acuerdo a los distintos niveles educativos.

- Acústico

Se consideran a las aulas teóricas como locales tipo 3 de generación de

ruidos y como tipo 3 de tolerancia. El aislamiento acústico recomendable

considera un nivel de atención de ruido de 20 a 30 decibeles como mínimo para

los elementos de cierre lateral.

- Térmico

De acuerdo con la localización geográfica, se debe tratar de proporcionar una

ventilación constante, alta cruzada y controlable por medios mecánicos.

El área de apertura de las ventanas deberá permitir un mínimo de 6 cambios

por hora de volumen total de aire contenido en el local.

En todo caso y especialmente cuando la orientación resultante sea

desfavorable durante las horas de clase, deberá considerarse el uso de aleros

para proteger el ambiente interior de la penetración de los rayos solares

directos del reflejo de radiación solar.

31

El volumen interior no deberá ser menor de 3.00 metros cúbicos por alumno;

en lugares de clima caluroso debe aumentarse a 4.00 metros cúbicos por

alumno.

g) Mobiliario y Equipo:

Dentro de los prototipos existentes, se elegirán aquellos que estén

concebidos de acuerdo a las características antropométricas de la población

escolar, de acuerdo a las edades previstas en los diferentes niveles educativos

y que no atentes contra el normal y correcto desarrollo de la misma, los

muebles en general deberán ser livianos y fáciles de mover, con aislamiento

acústico en las patas y con superficies de acabado liso y mate, para evitar

deslumbramiento sobre el plano de trabajo. Además deben ser materiales

fáciles de limpiar.

El mobiliario para el maestro esta incluido bajo estas consideraciones.

h) Instalaciones:

- Eléctricas

Además de la necesaria para proporcionar la energía eléctrica requerida para

obtener el nivel de iluminación artificial requerido, deberán existir 2

tomacorrientes monofásicos a 0.30 o 0.40 metros de altura sobre el nivel de

piso terminado, de estos uno deberá estar localizado adyacentemente al área

del profesor y el otro hacia el fondo del aula.

i) Acabados:

- Piso

Deberán ser resistentes al impacto y a la abrasión y de fácil mantenimiento.

En el aula exterior del nivel primario debe estudiarse el pavimento según las

características climáticas del lugar, para asegurar su uso continuo sin

problemas de mantenimiento.

32

- Muros

Estos deben ser de materiales con cualidades de aislamiento acústico,

resistentes al impacto, la abrasión, la desintegración y la erosión. Su acabado

será de block limpio.

j) Seguridad:

Las puertas deberán ser de preferencia de una hoja, en caso de ser de dos

hojas, la que abre primero deberá tener un ancho mínimo de 0.90 metros, el

ancho utilizado en las puertas es de 1.00metro de una hoja.

La altura mínima recomendable es de 2.10 metros. Todas las puertas

deberán abrir hacia fuera en el sentido del flujo de la circulación exterior y abatir

180 grados; en pasillo nunca deberán situarse frente a otras.

Dirección

a) Función:

Este local servirán para alojar al director quien es el responsable del

funcionamiento del establecimiento.

En tal virtud, le corresponde coordinar al personal docente, administrativo y

de servicio que está a su cargo y es quien organiza y coordina todas las

actividades contempladas en el programa escolar.

Cada centro educativo cuenta con un director por lo que se hace necesaria

la construcción de lugar apropiado para que este pueda desenvolverse de

manera correcta.

b) Capacidad:

La dirección tendrá una capacidad para 6 personas como máximo.

c) Área por usuario:

33

Considérese un promedio de 1.70 metros cuadrados por persona como

mínimo y 2.00 metros cuadrados como óptimo.

d) Superficie total:

La dirección tendrá un área aproximada de 10.00 metros cuadrados como

mínimo y 12.00 metros cuadrados como superficie optima. Sin embargo se

deberá dejar prevista un área mayor susceptible de subdividirse

funcionalmente, con el objeto de garantizar locales separados para los

directores de los establecimientos que en distintas jornadas funcionen en el

edificio.

e) Forma:

Se deberá observar las relaciones de coordinación modular a fin de subdividir

funcionalmente el espacio compartido por varios directores.

f) Confort:

- Visual

La iluminación deberá ser suficiente y uniforme alcanzando un nivel de 300

luxes sobre la superficie de trabajo.

- Acústico

Se deberá dotar a estos locales de un debido aislamiento acústico, de modo

de garantizar un ambiente tranquilo y de privacidad.

- Térmico

De acuerdo con la localización geográfica de la escuela, se deberá

proporcionar a estos locales de una ventilación alta, cruzada, constante y

controlable por medios mecánicos. El área de apertura de las ventanas deberá

permitir un mínimo de 5 cambios por hora del volumen total de aire contenido

en el local.

34

g) Mobiliario y Equipo:

Básicamente estará integrado por:

1 Escritorio de oficina con su respectivo sillón

4 Sillas de visita

1 Archivador de tres gavetas

1 Tablero de anuncios

1 Basurero

h) Instalaciones:

- Electricidad

Dos tomacorrientes monofásicos de 120 voltios.

- Teléfono

Una salida para una línea.

i) Acabados:

- Piso

Deberán ser resistentes al impacto y a la abrasión y de fácil mantenimiento.

- Muros

Los materiales que se empleen en los muros deben ser resistentes al

impacto, la abrasión, la desintegración y la erosión. Su acabado será block

limpio.

j) Seguridad:

La puerta deberá ser de preferencia de una hoja, con un ancho mínimo de

0.90 metros y una altura mínima de 2.10 metros. La puerta deberá abrir hacia

adentro y abatir a 90 grados deberán ser livianas para que se puedan accionar

con facilidad y deberán proveer seguridad suficiente para la protección del

equipo y documentos.

35

Servicios Sanitarios

a) Función:

La instalación de sanitarios en el edificio escolar se hará principalmente con

el fin de proporcionar los medios adecuados de higiene (aseo y necesidades

fisiológicas), dependiendo su eficacia tanto de la cantidad de unidades

necesarias en relación al número de alumnos como su estratégica ubicación en

relación a las áreas a las que deben servir.

b) Capacidad:

El número de artefactos sanitarios estará determinado por el número de

alumnos del plantel. En el caso de primaria bastará con dos lavamanos para

varones y dos lavamanos para mujeres, dos sanitarios para varones con un

urinal, y para mujeres cuatro sanitarios.

c) Área por alumno:

Se aplicará como mínimo 0.12 metros cuadrados por alumno o usuario para

servicios sanitarios que incluyan lavamanos, inodoros y mingitorios.

d) Superficie total:

El área total dependerá del número de alumnos para el que esté diseñado el

edificio, sin embargo, deberán observarse ciertos índices generales. Por

ejemplo los recintos para inodoros tendrán como mínimo 1.20 metros de largo

por 0.80 metros de ancho o sea 0.96 metros cuadrados por inodoro (esta

dimensión deberá respetarse para garantizar la comodidad en el uso del

artefacto y su limpieza). El área mínima de sanitario será de 6 metros

cuadrados.

e) Forma:

36

El local destinado a la instalación de servicios sanitarios deberá diseñarse en

forma tal que en la distribución interior se observen las dimensiones adecuadas

de recintos (como en el caso citado para inodoros), puertas, separación de

artefactos.

También la fluidez en las circulaciones interiores con el fin de facilitar su

adecuado uso, limpieza, reparación e inspección, deberán observarse además

las indicaciones para protección de las instalaciones propuesta en el capitulo de

instalaciones sanitarias.

En el caso particular de la instalación de inodoros las puertas no deberán

tener un ancho menor de 0.60 metros y estarán levantadas del piso entre 0.20

metros y 0.30 metros.

f) Confort:

- Visual

La iluminación será de 100 luxes mínimo y estará colocada de forma tal que

permita el uso adecuado y seguro de todos los artefactos.

- Térmico

El área de ventilación será igual a 1/5 de la superficie del local. Cuando se

coloquen sistemas de ventilación forzada podrá disminuir este índice pero no

deberá ser menor de 1/10 del área de piso.

g) Mobiliario y Equipo:

El mobiliario en los sanitarios estará constituido primeramente por

lavamanos, inodoros, mingitorios. Deberá contarse además con mobiliario

secundario consistente en cortapapel, toalleros, basureros, espejos, jaboneras,

etc., determinándose el número de cada uno con base en la capacidad de los

sanitarios.

h) Instalaciones:

37

- Eléctricas

Además de la necesaria para proporcionar la energía eléctrica requerida para

obtener el nivel de iluminación artificial requerido, deberá existir 1 tomacorriente

de 110 voltios a 0.30 metros de altura sobre el nivel de piso terminado.

- Agua potable

Es aconsejable la concentración de los servicios en núcleos únicos, a fin de

lograr una mayor economía, localizados en los lugares de mayor demanda

como son los patios de recreo. Para varios niveles la concentración deberá

buscarse en sentido vertical localizando en un solo ducto las tuberías de

alimentación y desagüe de artefactos. Deberá contarse con una toma para cada

artefacto.

- Drenajes

Todos los artefactos contarán con sifón de agua y en general deberán

aplicarse las recomendaciones incluidas en el capítulo de instalación sanitaria.

i) Acabados:

El local para sanitarios tendrá piso de mosaico antideslizante y estará

revestido con alisado de cemento hasta no menos de 1.20 metros de altura.

Podrán utilizarse otros materiales siempre que sean resistentes a la humedad

y de fácil limpieza.

Las piezas sanitarias deberán estar construidas de materiales duros,

resistentes e impermeables; como porcelana o hierro esmaltado. Las

superficies de las piezas serán lisas y no presentarán defectos interior ni

exteriormente.

j) Seguridad:

El material empleado en los pisos será del tipo antideslizante, especialmente

en el área de duchas. Se deberá garantizar la duración de los artefactos

38

utilizando materiales resistentes y protegiendo las partes que sea factible su

destrucción.

3.2.3 Elementos de la mampostería reforzada

Los materiales principales usados en el sistema de mampostería reforzada

son: las unidades de mampostería, mortero, concreto y acero de refuerzo.

Estos materiales son unidos para formar un material homogéneo.

• Unidades de mampostería: son ladrillos o block de concreto, con una

resistencia media hasta de 200kg/cm2. Cuya función básica será

soportar esfuerzos de compresión. La resistencia varía según la

magnitud del proyecto. La presentación de las unidades de mampostería

varía según la fábrica que construya las unidades, con características

propias de textura, resistencia y tamaño.

• Mortero: es una mezcla con materiales aglomerantes, utilizada para unir

las unidades de mampostería; sus cualidades son las siguientes: sirve

de apoyo para las unidades de mampostería, le brinda a las unidades de

mampostería la nivelación y el lugar apropiado, transmite fuerzas de

compresión, permite alguna deformación y elasticidad entre las unidades

de mampostería. El mortero está constituido por cemento, arena y cal.

• Concreto: es el material utilizado para fundir el refuerzo de la

mampostería, logrando que éste trabaje eficientemente, la mampostería

en compresión y el acero en tensión. El concreto está formado por

39

arena, cemento, agua y piedrín. Estos materiales son mezclados hasta

obtener una mezcla homogénea.

Es importante conocer la función que tiene cada elemento que conforma los

muros de mampostería reforzada, para una mejor aplicación y aprovechamiento

de este sistema constructivo.

3.3 Sistema constructivo

Cimentación:

La cimentación será a base de concreto armado, la cual estará

conformada por dos tipos de estructuras, las cuales serán las Zapatas y luego

el cimiento corrido, estos dos tipos de estructuras se detallarán en la parte de

análisis y diseño estructural.

Muros:

El proceso constructivo que se utilizará para los muros será en base a

mampostería, la cual ira reforzada por columnas y soleras de amarre para

obtener una mayor resistencia y durabilidad del proyecto.

Estructura de techo:

Luego de un análisis detallado y consultando con fabricantes de

estructuras y perfiles metálicos, se llego a la conclusión de utilizar, Perfil Tipo C

(costanera), para esta las medidas se detallarán mas adelante en el diseño de

la estructura del techo, sobre esta estructura se colocará una cubierta de

Lamina Galvanizada troquelada fabricada por la Empresa INGASA, cuyas

40

características se plantearán en el diseño final, es necesario mencionar que

para la colocación de este tipo de estructura se deberá seguir los pasos

recomendados por el fabricante para la colocación de estas piezas.

INTEGRACION CE CARGASDonde: = 7.85 T/m3

= 7850 Kg/m3

Carga MuertaW Lámina 4.25 Kg/m2 Nota:W Costanera 4.00 Costanera base alto espesor dimensionalW Instalaciones 0.64 Kg/m2 (15% W lámina) 2" 4" 1/16" (pulgs)

WC.M. = 8.89 Kg/m2 5.080 10.160 0.159 (cms)

C= 2.53 Kg/m

Carga VivaCarga de servicio = 97.80 Kg/m2 Que es el peso de las personas que colocarán la lamina, esto según codigo UBC-97 Tabla 23-C

La carga viva es igual a la carga de servicio mas la carga de viento, y el procedimiento es el siguiente:

Carga de vientoq = 0.005 V^2 donde V = mayor velocidad del viento registrada para Guatemala, según INSIVUMEHq= 0.005 * (150 Km/h)^2 V = 150 Km/h

Entonces el valor será de q = 112.5 Kg/m2

Sin embargo la carga de viento debe afectarse por un factor, el cual resulta del contacto que la fuerza ejerce sobre la estructura,como existen aberturas (ventanas) en el edificio escolar, cuando el viento golpea externamente la edificación el factor es 0.8, ycuando el viento produce contacto en el interior de la estructura el factor toma el valor de 0.5, para este caso como sucedenambas situaciones, se tomará como factor la suma de ambos.

PV = factor * q factor = factor promedio = factor golpe externo + factor golpe internoPV = factor promedio * q factor promedio = 0.80+0.50 =1.3PV = 1.3 * 112,5 Kg/m2

PV= 146,25 Kg/m2

CALCULO DE LA SEPARACION DE COSTANERAS

w = separaciòn * (WC.M. + WC.V.) + Wcostanera

w = separaciòn * (8.89 Kg/m2 + 244,05 Kg/m2) + 2.53 Kg/m 1 Ecuación I

Nota:De acuerdo a la distribución de ambientes la mayor luz es de: 7.51 mts.

Luz = L = luz mayor / 3L=7.51 mts/3L = 2.50 mts.

Cálculo de momento:

M = (w * (2.50)^2)/8M = 0.78 * w 2 Ecuación II

3.4 DISEÑO DEL TECHO Y CUBIERTASCALCULO DE LA COSTANERA

Entonces la carga viva será igual a = 146,25 Kg/m2 + 97,8 kg/m2 = 244,05 Kg/m2

Entonces la carga Total será = 244,05 Kg/m2 + 8.89 kg/m2 = 252.94 Kg/m2

0.8 golpe externo0.5 golpe interno

( ) ( )aceroespesor

basealtoC γ**

1002

��

���

� +=

aceroγ

8

2wLM =

aceroγ

41

Cálculo del momento resistente: Donde: Detalle CostaneraM = momento

de despejando S = I = inerciaS = modulo de secciónc= distancia al eje neutro

Por teorema de ejes paralelos se calcula la inercia con:

I =((0.159)*(10.16)^3)/12)*2 +((((10.16)*(0.159)^3)/12)+(10.16 * 0.159 * (5.08)^2)))*2I = 55.50 cm4

Cálculo del módulo de sección:

S = I / cS = 55.50 cm4 / 5.08 cmsS = 10.93 cm3

Cálculo del momento resistente:

de AISC Fb = 0.6 FyFb = 0.6 * 2531.16 Kg/cm2 Fy = 36 ksiFb = 1518.70 Kg/cm2 1 ksi = 70.31 Kg/cm2

Fy = 36 ksi *70.31 Kg/cm2

Fy = 2531.16 Kg/cm2

Mr = S x FbMr = 10.93 cm3 x 1518.70 Kg/cm2

Mr = 16599.39 Kg - cmMr = 165.99 Kg - m

Igualando ecuaciones 1 y 2:

M = 0.78 * w 2

w = separaciòn * (244,05 Kg/m2 + 8.89 Kg/m2) + 2.53 Kg/m 1

253,30 * 0.78 * separación = Mr -2.53(0.78)197.57 separación = 165.99 - 1.97197.57 separación = 164.02separación = 164.02/197.57separación = 0.83 mts.

En el caso de colocar las costaneras con una separaciòn de 0.83 mts, la cubierta corre el riesgo de flexionarse en caso de hacer algún tipo de mantenimiento en el techo de la edificación, ademàs con el propósito de resguardar la seguridad de los usuarios y por fines constructivos, se optarà por colocar costaneras con una separaciòn de 0.75 mts.

0.88 * ( separaciòn * (9,23 Kg/m2 + 244,05 Kg/m2) + 2.53 Kg/m) =Mr

cI

Donde:

SM

IMc

f ==

23

12Ad

bhI +=Σ

( )( ) ( )( ) ( )( )( ) 2*12

2*12

233

��

���

�++= basetalto

taltoaltotI

c

base

alto

42

3.5 DISEÑO VIGAS PRINCIPALESVIGA DE METALNota: se toma como una viga simplemente apoyada, conformada por la unión de dos costaneras, ver detalle de armado de techo.

Detalle Viga

Debido a que la viga esta formada por la unión de dos costaneras, la inercia y el módulo de sección serán el doble del dato calculado para una costanera

I = 111 cm4

S = 21.86 cm3

Fb = 1518.70 Kg/cm2

Cálculo del peso de la costanera en Kg/m2

Si usamos costaneras @ 0.75 m de separación, y C = 2.53 Kg/m, peso calculado de

Wcostanera = C / 0.75Wcostanera = 2.53 Kg / m / 0.75 mts.Wcostanera = 3.37 Kg/m2

Cálculo del momento resistente para la viga:

Mr = S x FbMr = 21.86 cm3 * 1518.70 Kg/cm2

Mr = 33198,78 Kg - cmMr = 331.99 Kg - m

Integración de cargas para la viga metálica:

Carga MuertaW Lámina 4.25 Kg/m2

W Costanera 3.37 Kg/m2

W Instalaciones 0.64 Kg/m2 (15% W lámina)WC.M. = 8.26 Kg/m2

WC.V. = 244.05 Kg/m2

WC.V. +WC.M.= 252.31 Kg/m2

Cálculo del peso de la viga = Peso de la costanera * 2 = 2.53 *2 =5.06 Kg/mw = separaciòn * (WC.M. + WC.V.) + WVIGA

w = 0.75 mts. * (252.31 Kg/m2) + 5.06 Kg/mw = 194.29 Kg/m

c

base

alto

( ) ( )aceroespesor

basealtoC γ**

1002

��

���

� +=

43

Igualando el momento para una viga simplemente apoyada con el momento resistente se tiene:

Mr = S x Fb

wL^2/8 = S x FbwL^2/8 = S x FsDespejando Fs:

Donde: L = 2.68 mts.Fs = wL^2/8SFs = 194.29 Kg/m * (2.68 mts)^2*100/8(21.86 cm3)Fs = 797.96 Kg/cm2

CALCULO DE PERNOS

Donde:L = 2.68 mts.

w = separaciòn * (WC.M. + WC.V.) + WVIGA

w =0.75 mts. * (252.31 Kg/m2) +5.06 Kg/mw = 194.29 Kg/m

T = wlT =194.29 Kg/m * 2.68 mts.T = 520.70 Kg

Fy = 2531.16 Kg/cm2

Fpt = 0.5 FyFpt = 0.5 * 2531.16 Kg/cm2

Fpt = 1265.58 Kg/cm2

T = A x fsDespejando A:

A = T / FptA = 520.70 Kg / 1265.58 Kg/cm2

A = 0.41 cm2

No. de pernos = A/ApernoNo. de pernos = 0.41 cm2 / 0.32 cm2No. de pernos = 1,28 > 1 No. de pernos = 2 pernos de Ø 1/4"

Fs < Fb , Fs = 797.96 Kg/cm2 es menor a Fb = 1518.70 Kg/cm2

separación = 0.75 MTS.

Se utilizarán 2 pernos de Ø 1/4"

Tensión en apoyos = wl

8

2wLM =

fsT

A =

44

Revisando acciones en apoyos de pieza de metal

w = separaciòn * (WC.M. + WC.V.) + WVIGA

w = 0.75 mts. * (252.31 Kg/m2) + 5.06 Kg/mw = 194.29 Kg/m

V = wl/2V = (194.29 Kg/m * 7.36 mts) /2V = 714.99 Kg

P = Ac x fDespejando Ac: Donde:

Fc=0.4 Fy

A = V/FcA = 714.99 Kg / 1012.46 Kg / cm2A = 0.71 cm2

No. de pernos = A/ApernoNo. de pernos = 0,71 cm2 / 0.32 cm2No. de pernos = 1.22 > 1 No. de pernos = 4 pernos de Ø 1/4"

Fc = 0.4 * 2531.16 Kg/cm2

En resumen y por seguridad se utilizarán 4 pernos de Ø 1/4"

Fc = 1012.46 Kg / cm2fP

Ac=

45

3.6 DISEÑO DE COLUMNASCálculo de la carga que llega a la columna

dondeseparación = 2.65 mts.W =peso carga muerta =12.28 Kg/m2

CV = peso de la carga viva = 244.05 Kg/m2

Wviga = peso de la viga = 5.06 Kg/m

w = separaciòn * (WC.M. + WC.V.) + WVIGA

w = 2.68 mts. * (256,33 Kg/m2) + 5.06 Kg/mw = 692.02 Kg/m

l = 7.36 mts

P = ( 692.02 Kg/m * 7.36 mts) / 2P = 2546.65 Kg

fc= 2546.65 Kg / 228 cms2

fc= 11.17 Kg/cm2

Cálculo del armado de la columnaAsumiendo el valor de = 1% =0.01

Ag= 0.01(228 cms 2)Ag= 2.28 cm2

= 2.84 cms2

228 cms2

= 0.01250

Usando un reductor de carga a compresión:

donde

P0 = 0.75 * 0.70(((0.85)*(210)*(228-2.84)+(2820)*(2.84)))P0 = 25,304.93 Kgs.

P0 >> P entonces basta con colocar 4 varillas No. 3

Si se utiliza 4 varillas No. 3, el área de acero es 2.84 cms2

2wl

P =

( ) ( ) ( ) WvigaCVWseparaciónWvigaseparaciónCVseparaciónWw ++=++=

APfc =

ρρ

ρ

ρ

( )[ ]fyAsAsAgcfP +−= '85.00 θ75.070.0

==

θθ

ρρ

46

3.7 DISEÑO DE MUROS Y SOLERAS

Para esta estructura que tiene diafragma flexible encima, el corte y momento por sismo se calcula por área tributaria

WT= peso a sostenerWT= W C.M. + W C.V.

Carga MuertaW Lámina 4.25 Kg/m2W Costanera Wcostanera / l l=0.75 mts. 5.33 Kg/m2

W Instalaciones (15% W lámina) 0.64 Kg/m2

Viga Wviga / L L=L/3=7.36/3 2.06 Kg/m2

WC.M. = 12.28 Kg/m2

Nota: la separación l es igual a 0.75 m, que es la separación entre costanerasNota: la separación L es igual a 7.36 m, que es la luz del aula, y se divide en tres ya que existen dos vigas entre los muros, ver detalle de techos.

Carga Viva

W C.V. = 244.05 Kg/m2

W C.V. + W C.M.= 256.33 Kg/m2

Para un muro interior de aulasL muro = 7.36 mts.W1= Carga Distribuida = P = Peso Total x ancho tributario x largo del muro

W1 = 256.33 Kg/m2 x 2.68 mts. x 7.36 mts.

W1= 5056.06 Kg

Cálculo de la carga de sismo para el muro

Fs = 0.20 * 5056.06 KgFs = 1011.21 Kg

Cálculo del Momento generado por la fuerza de sismo

h muro = 4.00 mts.Ms= 1011.21 Kg * 4.00 mts.Ms= 4044.85 Kg-m

Chequeo a Compresión

Amuro = espesor del muro x largo del muro

Amuro = 15 cms x 736 cms = 11040.00 cm2

fc= W1 / Amuro

fc = 5056.06 Kg / 11040.00 cm2

fc= 0.46 Kg/cm2

fc= 0.46 Kg/cm2 < fu = 25 Kg/cm2

WFs 20.0=

AP

fc =

FsxhMs =

47

Chequeo a Flexión

Hay un procedimiento conocido como TECNICA UNIVERSAL DE DISEÑO A FLEXION ELASTICA

Llamando Fb = fb permisibley a Fs = fs permisibleel momento basado en el esfuerzo a compresión de la mampostería es M = bd2 ( jk/2 )Fb, puede despejarse ( 2/jk ) = ( bd2) * Fb/Mde la misma forma ya que el momento basado en el esfuerzo del acero es M = bd2 ( j )Fs, puede despejarse n j = nM( bd2 ) * FsEntonces, pueden tabularse valores de ( 2/jk ) y de ( n j ) que puede encontrarse en algunas publicaciones sobre mampostería, ó pueden calcularse, y de ellos despejar el valor de ( ).

Em = 400 * f'm cuando f'm < 50Em = 600 * f'm cuando f'm > 50Em = 800 * f'm cuando f'm > 100

Asumiendo un valor para fu de 25 -kg/cm2:fu = 25 Kg/cm2

f ´m = 0.7fu = 17.5 Kg/cm2fb= 0.3 f 'm = 5.25 Kg/cm2

Em =400 f 'm= 7000 Kg/cm2fs= 0.5 fy = 1405 Kg/cm2 donde Fy=2810 kg/cm2

Calculando el valor de n

n = Eacero / Emamposterían = 2x10^6 / Emn = 2000000 Kg/cm2 / 7000 Kg/cm2

n =286

Por mampostería:

= (15cms)*(736cms)^2*(5.25 Kg / cms2)

= 404

Por acero:

=(15 cms)*(736cms)^2*(1405 Kg/cm2)

= 0.0026

105400 Kg - cms

(286)*(105400 Kg - m)

( ) ( ) nnnk ***2* 2 ρρρ −+=

ρ ρρ

Mfbbd

jk

22 =

FsbdnM

jn 2=ρ

Mfbbd

jk

22 =

FsbdnM

jn2

=ρ

ρ

48

Asumimos un valor de nCalculamos el valor de k, el valor de j, y los valores de ( 2/jk ) y ( n j )

n k j ( 2/jk ) ( n j )0.00000100 0.00141321 0.99952893 1415.88089679 0.000001000.00000200 0.00199800 0.99933400 1001.66761096 0.000002000.00000300 0.00244649 0.99918450 818.16440408 0.000003000.00000400 0.00282443 0.99905852 708.77478320 0.000004000.00000500 0.00315728 0.99894757 634.12369163 0.000004990.00000600 0.00345811 0.99884730 579.01857124 0.000005990.00000700 0.00373466 0.99875511 536.19091686 0.000006990.00000800 0.00399201 0.99866933 501.66855496 0.000007990.00000900 0.00423365 0.99858878 473.07319026 0.000008990.00001000 0.00446215 0.99851262 448.88237326 0.000009990.00001100 0.00467943 0.99844019 428.07031348 0.000010980.00001200 0.00488699 0.99837100 409.91726964 0.000011980.00001230 0.00494755 0.99835082 404.90792717 0.000012280.00235100 0.06626042 0.97791319 30.86565477 0.002299070.00235200 0.06627403 0.97790866 30.85946050 0.002300040.00260000 0.06955788 0.97681404 29.43552259 0.002539720.00265000 0.07019931 0.97660023 29.17294733 0.002587990.00265500 0.07026310 0.97657897 29.14709887 0.002592820.00266000 0.07032682 0.97655773 29.12132338 0.002597640.00266250 0.07035865 0.97654712 29.10846290 0.002600060.00270000 0.07083428 0.97638857 28.91770595 0.002636250.00275000 0.07146295 0.97617902 28.66946347 0.002684490.00280000 0.07208551 0.97597150 28.42790599 0.00273272

n 0.00260006= 0.00260006/n= 0.00260006/286 =0.0000090911

As = bd As = 0.0000090911*15 cms * 736 cmsAs = 0.10 cms2

recomiendan ubicar columnas principales con 4 varillas No. 3, estribos No. 2 @ 0.20 mts.al centro de la luz. Para marcos de puertas y ventanas se recomiendan columnasintermedias.

Revisando Corte:

P = Fs= 1011.21 KgA= t * l = 15 cms *736 cms =11040 cms2

fu = 1011.21 Kg / 11040 cms2

fu = 0.092 Kg/cm2

Si fu es < 0.50 utilizar refuerzo mínimo

Como el área de acero calculada anteriormente es menor al área de acero mínimoentonces, los muros de mampostería reforzada se diseñaran con refuerzo mínimode acuerdo con las normas del Instituto de Fomento de Hipotecas (FHA), las que

TABLA No. XIV CALCULO DE FACTORES DE DISEÑOρ ρ

ρρ

ρ

AP

fu =

ρρ

ρ

49

Refuerzo horizontal

Refuerzo Vertical

Donde :b= longitud del murot = espesor del muro

Diseño de muros longitudinales

a) Diseño a flexión:As vertical= 0.0007 (736 cms)(15 cms)As vertical= 7.73 cm2

Usando varillas No. 3 (0.71 cm2) tenemosNúmero de varillas = 7.73 cm2

0.71 cm2

Número de varillas = 10.89 11 varillas a lo largo del muro.

Por ser un muro de más de 7.00 mts. Se usarán tres columnas con4 varillas No. 3 y estribos No. 2 @ cada 0.15 mts. Proporcionandoun área de acero de 8,52 cm2 a lo largo del muro, cubriendo de esta manera el área de acero requerida (7.73 cm2).

b) Diseño a corte:As horizontal= 0.0009 (736cms)(15cms) se utilizó un 0.0009 tomando en cuentaAs horizontal= 9.94 cm2 que estamos en un país altamente

sísmico.Usando varillas No. 3 (0.71 cm2) tenemosNúmero de varillas = 9.94 cm2

0.71

Número de varillas = 14.00 14 varillas a lo largo del muro.

Se usarán 5 y 4 soleras, según la altura del muro4 varillas No. 3 y estribos No. 2 @ cada 0.20 mts., proporcionando de esta manera un área de acero de 11.36 cms2

cubriendo así el área de acero requerida (9.94 cm2).

0007.0*

≥=td

Ashhρ

≈

≈

0007.0*

≥=td

Ashhρ

50

CIMIENTO CORRIDOINTEGRACION DE CARGAS

Peso del muroWmuro = alto * ancho * mampostería Donde:

Wmuro = 4.00 mts. * 0.15 mts. * 1800 Kg/m3 ancho = 0.15 mts.Wmuro = 1080.00 Kg/m alto = 4.00 mts.

mampostería =1800 Kg/m3

Peso del cimientoWcimiento = alto * ancho * concreto Donde:

Wcimiento = 0.40 mts. * 0.20 mts. * 2400 Kg/m3 ancho = 0.40 mts.Wcimiento = 192 Kg/m alto = 0.20 mts.

concreto =2400 Kg/m3

Peso que tributa al muroWque tributa al muro = (Wlámina + Wcostanera + Winstalaciones + Wviga)*a Donde:Wque tributa al muro = (4.25+5.33+0.64+2.06)*2.68 a = ancho tributarioWque tributa al muro = 32.91 Kg/m a = 2.68 mts.

Peso de la carga vivaWC.V. = 244,05 kg/m2 *a

WC.V. = 244,05 kg/m2 * 2.68 mts.WC.V. = 654.05 kg/m

Peso total del muroWmuro = 1.4 WC.M. + 1.7 WC.V.

Wmuro = 1.4 (1080.00 Kg/m + 192 Kg/m +32.91 Kg/m) + 1.7 (654.05 Kg/m)

Wmuro = 1826.87 Kg/m + 1111.89 Kg/mWmuro = 2938.76 Kg/m

DETERMINACION DEL ANCHODonde:b= ancho del cimientof'c = 210 Kg/cm2

Fy = 2810 Kg/cm2

Fs = 15,000 Kg/m2

Fs = P/A A= P/Fs A= b * l

dondeb= P/Fsb=(2938.76 Kg/m) / (15,000 Kg/m2)b=0.20 mts.b < 2t donde t=espesor del muro = 0.15 mts.

Para efectos de diseño se asumirá unancho de cimiento de 0.40 mts. Y peralte de 0.13 mts., con 0.07 mts. de recubrimiento

3.8 DISEÑO DEL CIMIENTO

γ

γ

γ

γ

51

CHEQUEO A CORTE SIMPLE

Con los datos asumidos en el párrafo anterior se verifica si el corte actuante es menor al corte resistente, si es así los datos asumidos son correctos.

Vr = 0.85*0.53*(210)^1/2 Va=(2938.76 Kg/m)/(40*13)Vr = 6.53 kg/cm2 Va=5.65 Kg/cm2

CHEQUEO A FLEXION

Tomando los datos de 0.40 mts. De base, 0.13 mts. De peralte y 0.07 mts. De recubrimiento se tiene:

W = P/b Donde:P = peso del muro intermediob = base del cimiento

W= (2938.76 Kg/m)/0.40 mtsW= 7346.90 Kg/m

Cálculo del momento

M=((7346.90 Kg/m)*(0.13)^2)/2M= 62.08 Kg-m

Cálculo del refuerzo

Mu= 59.84 Kg-mb= 40 cms.d= 13 cms.

As= 0.1691 cm2

Cálculo del refuerzo mínimo

Asmin = 0.40(14.1/Fy)*b*d

Asmin = 0.40(14.1/2810)*40*13

Asmin = 1.04 cm2

Número de varillas = Asmin/Area varilla No. 3Número de varillas = 1.04 cms 2 / 0.71cms 2

Número de varillas = 1.46 cms2 = 2 varillas No. 3

Por seguridad se usarán 3 varillas No. 3 con eslabones No. 2 @ 0.20 mts.

Va < Vr Si Chequea

As < Asmin , entonces se toma el valor de Asmin = 1.04 cms2

Como el área de acero mínimo es mayor que el área de acero requerida, se utilizará el acero mínimo.

cfVr '*53.0*85.0=AP

Va =

2

2WLM =

( )Fy

cfcf

bMubdbdAs

'*85.0*

´003825.0*2

���

�

���

�

���

�

�−−=

52

Se diseñaran las zapatas tomando como columna crítica las que se localizan en el corredor con una sección de 0.15 mts. * 0.15 mts. y una altura de 4.00 mts.

Se toman como datos:Fy = 2810 Kg/cm2

f'c = 210 Kg/cm2

= capacidad de carga permisible del terreno = 15,000 Kg/m2

INTEGRACION DE CARGALa integración de carga se toma para la columna crítica en el corredor.

Longitud del corredor = 30.40 mts.

Total Peso de la cubierta = 469,54 KgTotal Peso de la columna = 0.15 mts. * 0.15 mts. * 4.00 mts. * 2400 Kg/cm2 = 216.00 KgTotal de columnas del corredor del tramo calculado = 7Peso sobre cada columna = 469,54 Kg / 7 columnas = 67.08 Kg

Peso total sobre la zapata = 216.00 Kg + 67.08 Kg = 283.08 Kg

Se asumen zapatas con las siguientes dimensiones: 0.50 mts. * 0.50 mts. * 0.20 mts.Wzapata = 0.50 mts. * 0.50 mts. * 0.20 mts. * 2400 Kg/mts3

Wzapata = 120 Kg

Wtotal = Wzapata + W total sobre la zapata

Wtotal = 120 Kg + 283.08 KgWtotal = 403.08 Kg

AREA DE ZAPATA REQUERIDA

A= P/A= 403.08 Kg / 15,000 Kg/m2

A=0.027 m2

A propuesta = 0.50 mts. * 0.50 mts. = 0.25 m2

3.9 ZAPATAS

A < Apropuesta

Figura 4. Nomenclatura de la zapata

El área propuesta es mayor que la calculada, por lo que las dimensiones asumidas estan correctas.

µ

µ

l

d

c

a

53

PRESION DEL SUELODonde:

Q = P/Az P = peso de la columna críticaAz = área de la zapata

Q = 403.08 Kg / 0.25 m2

Q = 1612.32 Kg/m2

Figura 5. Cheque o a corte simple

Area de chequeo a corte simple

Donde:x = distancia de chequeo de corte simple

Vac=x*h*Q h = base de la zapataQ = presión del suelo

x = b/2 - c/2 - d d = peralte = 13 cms.x = 50/2 - 15/2 - 13x = 4.5 cms

Vr = 0.85 * 0.53 * (210)^1/2 * 50 * 13 = 4243,44 KgVac = 0.95 * 0.60 * 1612.32 = 919.02 Kg

Figura 14. Chequeo a corte punzonanteArea de chequeo de punzonamiento

Vac < VrLas dimensiones de la zapata cumplen con el chequeo por corte simple.

c

x

h

b

d

cfbdVr '*)(*53.0*85.0=

15+d

15+d

54

Donde:bo = perímetro de sección crítica de punzonamiento

bo = 4 (15+d)bo = 4 (15+13)bo = 112 cms

Vr = 0.85 * 0.53 * (210)^1/2 * 112 * 13Vr = 9505.30 Kg

Va = ((0.50*0.50) - (0.28*0.28))*(1612.32)Va = 276.67 Kg

CHEQUEO A FLEXIONDatos:b= 50 cmsd = 13 cms

M = (1612.32 * (0.50)^2)/2M = 201.54 Kg - m

Cálculo del refuerzo

Mu= 201.54 Kg-mb= 50 cms.d= 13 cms.

As= 0.81 cm2

Cálculo del refuerzo mínimoAsmin = 0.40(14.1/Fy)*b*d

Asmin = 0.40(14.1/2810)*50*13

Asmin = 1.30 cm2

Número de varillas = Asmin/Area varilla No. 3Número de varillas = 1.30 cms 2 / 0.71cms 2

Número de varillas = 1.83 cms2 = 3 varillas No. 3

Por seguridad se usarán 5 varillas No. 3 en ambos sentidos.

9505.30 Kg > 276.67 KgLas dimensiones de la zapata cumplen el chequeo punzonante.

Como el área de acero mínimo es mayor que el área de acero requerida, se utilizará el acero mínimo.As < Asmin , entonces se toma el valor de Asmin = 1.30 cms2

Vr > Va

dbocfVr **'*53.0*85.0=

2

2WLM =

2

2QlM =

( )Fy

cfcf

bMubdbdAs

'*85.0*

´003825.0*2

���

�

���

�

���

�

�−−=

55

3.10 Riesgos y Vulnerabilidad

El impacto de las amenazas naturales y la importancia del sector

EDUCATIVO Y SANEAMIENTO AMBIENTAL en Guatemala hace evidente la

necesidad de estudios de vulnerabilidad en las obras de infraestructura que se

planifiquen como también el fortalecimiento de la respuesta a las emergencias

como un trabajo en coordinación con CONRED e Instituciones vinculadas para

la Prevención de los Desastres Naturales tratando de minimizar los riesgos y los

mecanismos de defensa civil.

En respuesta a esta necesidad y por su rol activo en la reducción de la

vulnerabilidad frente a las amenazas naturales, la Facultad de Ingeniería Civil

en el presente estudio de tesis, en una actividad de asistencia con la

municipalidad de Jutiapa, recomienda coordinar la elaboración del “Estudio

General sobre las áreas Vulnerables a los Peligros Naturales de las

Comunidades beneficiadas.

ACTIVIDADES DE MITIGACION PARA LAS AREAS DEL SECTOR

EDUCACIÓN Y SANEAMIENTO AMBIENTAL

Políticas:

• Establecimiento de metas y objetivos para la reducción de la

vulnerabilidad en su sector por parte de los organismos pertinentes.

• Delimitación por parte del sector educativo del nivel aceptable de la

vulnerabilidad de las edificaciones a los peligros naturales.

• Coordinación entre los organismos responsables de la atención de la

planta física educativa, para la ejecución de acciones de reducción de la

vulnerabilidad. Estos organismos están identificados en cuatro grupos:

• Los Ministerios de Educación

56

• Los organismos nacionales para la ejecución de infraestructura

educativa, entre los que se encuentran los Ministerios de Obras

Públicas, los Fondos de Inversión Social, las gobernaciones, las

municipalidades y las organizaciones no gubernamentales (ONG)

locales y nacionales.

• El Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social.

• Los organismos regionales

• Los organismos internacionales de cooperación técnica y

financiamiento.

Procesos:

• Planificación de la planta física educativa basada en la evaluación y

análisis de las variables de la vulnerabilidad a los peligros naturales.

Para lograr este objetivo es necesario:

• Desarrollar la capacidad de planificación del sector.

• Capacitar al personal técnico encargado de la infraestructura

educativa y a la comunidad educativa en el manejo de la

información sobre peligros naturales.

• Apoyar al sector para crear y/o actualizar los sistemas de

información sobre la planta física educativa que incluyen

información sobre peligros naturales.

• Asegurar que estos sistemas de información sean el instrumento

de toma decisiones sobre la reducción de la vulnerabilidad.

• Incluir la identificación de los peligros naturales, la evaluación de

la vulnerabilidad y el riesgo, así como la selección de medidas de

mitigación como parte del proceso de planificación.

57

Recomendaciones:

• Elaboración de proyectos de mitigación basados en la evaluación de la

vulnerabilidad y su ejecución como parte de las actividades de

construcción, reconstrucción, rehabilitación, reparación y mantenimiento.

Para lograr este objetivo es necesario:

1. Diseñar proyectos de edificaciones escolares que contemplen

medidas de mitigación estructural, basadas en criterios de

reducción de la vulnerabilidad.

2. Diseñar proyectos de construcción de drenajes que

contemplen las respectivas medidas de mitigación, basadas en

criterios de reducción de la vulnerabilidad.

3. Lograr el financiamiento para la ejecución de obras de

mitigación, incluyendo tanto las reparaciones,

ampliaciones y sustituciones de las edificaciones existentes,

como la construcción de las nuevas, adaptadas a los criterios

de reducción de la vulnerabilidad.

Establecer medidas de supervisión y control de todas las fases de ejecución de

los proyectos para edificaciones escolares y construcción de drenajes ubicadas

en áreas propensas a peligros naturales para lograr niveles aceptables de

mitigación de riesgo.

59

3.11 CRONOGRAMA DE EJECUCIONESCUELA RURAL, CASERIO TUNAS II, CANTON TUNAS,JUTIAPA, JUTIAPA

semanaNo. ACTIVIDAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Trabajos Preliminares2 Excavación3 Fundición de Zapatas4 Fundición de Cimiento5 Levantado de Muros6 Estructura y Cubierta7 Instalación Eléctrica8 Instalación de Agua Potable9 Instalación de Drenajes

10 Acabados11 Pisos12 Ventanería13 Puertas14 Limpieza

60

3.12 PRESUPUESTO

PROYECTO: ESCUELA RURAL, CASERIO TUNAS II, CANTON TUNASMUNICIPIO DE JUTIAPA, DEPARTAMENTO DE JUTIAPA

No. RENGLON CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO TOTAL TOTAL1.- Trabajos Preliminares 1 global Q3,000.00 Q3,000.00 $391.642.- Zapata 16 u Q510.00 Q8,160.00 $1,065.273.- Cimiento Corrido 116.2 m Q190.00 Q22,078.00 $2,882.254.- Relleno compactado con selecto 35 m³ Q95.00 Q3,325.00 $434.075.- Solera de Humedad 116.2 m Q195.00 Q22,659.00 $2,958.096.- Soleras Intermedias 114 m Q185.00 Q21,090.00 $2,753.267.- Solera de Corona 105 m Q180.00 Q18,900.00 $2,467.368.- Solera de Mojinete 75 m Q218.00 Q16,350.00 $2,134.469.- Soleras de Sillares 74 m Q150.00 Q11,100.00 $1,449.0910.- Muro de Cimentación 50 m² Q125.00 Q6,250.00 $815.9311.- Columnas 230 m Q280.00 Q64,400.00 $8,407.3112.- Levantado de Muros 325.4 m² Q125.00 Q40,675.00 $5,310.0513.- Estructura y Cubierta 354 m² Q200.00 Q70,800.00 $9,242.8214.- Piso de Concreto Alisado 48 m² Q98.00 Q4,704.00 $614.1015.- Banqueta 85 m² Q90.00 Q7,650.00 $998.6916.- Puertas Tipo 1 5 u Q1,200.00 Q6,000.00 $783.2917.- Puertas Tipo 2 2 u Q1,200.00 Q2,400.00 $313.3218.- Puertas Tipo 3 6 u Q800.00 Q4,800.00 $626.6319.- Ventanas 170 m² Q425.00 Q72,250.00 $9,432.1120.- Instalaciones Eléctricas 1 global Q8,100.00 Q8,100.00 $1,057.4421.- Instalación de Agua Potable 1 global Q12,100.00 Q12,100.00 $1,579.6322.- Instalación de Drenajes 1 global Q12,850.00 Q12,850.00 $1,677.5523.- Acabados 1 global Q4,000.00 Q4,000.00 $522.1924.- Botes para basura de 32 galones de capacidad con tapadera 2 u Q300.00 Q600.00 $78.3325.- TOTAL Q444,241.00 $57,994.91

61

4. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

4.1 Marco legal

CONGRESO DE LA REPÚBLICA DE GUATEMALA

DECRETO NUMERO 68-86

Artículo 8.- (Reformado por el Decreto del Congreso Número 1-93). Para todo

proyecto, obra, industria o cualquier otra actividad que por sus características

puede producir deterioro a los recursos naturales renovables o no, al ambiente,

o introducir modificaciones nocivas o notorias al paisaje y a los recursos

culturales del patrimonio nacional, será necesario previamente a su

desarrollo un estudio de evaluación del impacto ambiental, realizado por

técnicos en la materia y aprobado por la Comisión del Medio Ambiente.

El Funcionario que omitiere exigir el estudio de Impacto Ambiental de

conformidad con este Artículo será responsable personalmente por

incumplimiento de deberes, así como el particular que omitiere cumplir con

dicho estudio de Impacto Ambiental será sancionado con una multa de

Q.5,000.00 a Q.100,000.00. En caso de no cumplir con este requisito en el

término de seis meses de haber sido multado, el negocio será clausurado en

tanto no cumpla.

4.2 Impactos ambientales

a. Componente Social.

Habitantes del barrio y/o colonias beneficiadas donde se ubicará el

proyecto, recibirán directamente el impacto de acarreo de materiales de

62

construcción y molestias del proceso de sanjeo y construcción durante

el tiempo que dure la misma.

b. Estética.

Ruido.

Movimiento de tierras

Paisaje dañado

Degradación visual.

Impacto de las aguas residuales

El término "aguas residuales" comprende numerosos tipos de desechos

líquidos, desde las aguas de drenaje doméstico y de servicios, hasta los

subproductos industriales y las aguas pluviales colectadas en la red municipal.

Cuando estas aguas no reciben tratamiento alguno y son conducidas y

arrojadas fuera de la mancha urbana, -como ocurre en la mayoría de las

poblaciones de Latinoamérica-, representan un problema a las áreas silvestres

y a la calidad de vida de las comunidades rurales.

Se estima que alrededor del 70% del agua descargada a la red de

drenaje proviene del consumo doméstico; además, la calidad de esas aguas

está en relación a los diferentes elementos desechado, como excretas, aguas

de aseo, de lavado de cocina, de lavado de ropa, descargas de sustancias

químicas, etcétera.

Los contaminantes de las aguas residuales regularmente están

constituidos de materia orgánica e inorgánica (a manera de sólidos disueltos y

suspendidos), nutrientes, grasas o aceites, sustancias tóxicas y

microorganismos patógenos.

63

Los indicadores de calidad de aguas servidas más monitoreados son:

o Demanda bioquímica de oxígeno o DBO (mg/l): Mide el potencial

de contaminación biológica

o Demanda química de oxígeno o DQO (mg/l): Mide el consumo de

oxígeno del agua debido a reacciones químicas en ese medio

o Oxígeno disuelto (OD)

o Sólidos: suspendidos totales (mg/l), sedimentables (ml/l)

o pH (unidades de pH)

o Grasas y aceites (mg/l)

o Coliformes totales

o Fósforo total

o Nitrógeno total

En el caso de que existan otras descargas, por ejemplo de tipo industrial

de curtiembres o alimentos, pueden incluirse otros indicadores o parámetros. Y

cuando surge la amenaza de algún brote epidémico de enfermedad transmitida

por agua, como el cólera, puede monitorearse la presencia del Vibrio cholerae

en la red de drenaje.

4.3 Plan de gestión ambiental

Los impactos potenciales que las directrices del Banco Mundial consideran

tener presentes para una evaluación del sistema de drenaje, tratamiento, reuso

y disposición de aguas servidas, son las siguientes:

a. Perturbación del curso de canales, habitat de plantas y animales

acuáticos, áreas de desolve y cría

64

b . Alteraciones en el balance de las aguas superficiales

c. Degradación de vecindades por donde atraviesan las aguas

servidas o que reciben el flujo

d. Deterioro de aguas blancas que reciben el efluente de aguas

servidas

e. Riesgos a la salud en la vecindad del curso de las aguas servidas

f. Contaminación del suelo en los sitios de aplicación

1. Suelos y cultivos: contaminación con patógenos y

sustancias químicas

2. Aguas subterráneas: contaminación por patógenos y

nitrógeno

g. Falla en la conducción y recepción de las aguas residuales

h. Malos olores.

i. Criaderos de fauna nociva. (ratas, cucarachas, zancudos)

j. Molestias y riesgos a la salud pública.

k. Fracaso a no lograr los sevicios de tratamiento en las áreas de

servicio de drenaje.

l. Derrames o rupturas a lo largo del cauce.

m. Impacto adverso al paisaje.

65

4.4 Medidas de mitigación

Plan de Mitigación:

4.4.1 En construcción.

a. Diseñar tratando de adecuarse al entorno existente.

b. En el momento de iniciar la construcción, señalizar el área.

c. Repoblar con árboles de Sps. Nativas de la región, las

áreas libres.

d. Restringir uso de maquinaria pesada a horas diurnas.

e. Utilizar rutas alternas al centro de la población.

f. Enterrar las bolsas (envases de cemento y cal) en vez de

quemarlas.

g. Fundir y trasladar materiales de construcción en días no

festivos o días de plaza.

h. Después de cada jornada de trabajo, limpiar el área

(recoger: estacas de madera, tablas con clavos, restos de

mezcla, pedazos de hierro etc.)

i. Cuando sea posible, limitar el mover tierra solo durante la

estación seca.

j. Compactar la tierra removida.

k. Establecer letrinas temporales para la cuadrilla de

trabajadores.

l. Garantizar uso de equipo adecuado de trabajo (guantes,

botas, mascarillas, cascos).

m. Diseñar drenaje para la evacuación de las aguas servidas

con materiales compatibles con el medio ambiente.

Incluir botiquín de primeros auxilios.

66

4.4.2 En operación.

a. Establecer plan de monitoreo ambiental.

b. Capacitación permanente y continua a operadores del

sistema.

c. Mantenimiento preventivo.

67

CONCLUSIONES

1. La realización del proyecto de alcantarillado sanitario traerá múltiples

beneficios para las colonias Buenos Aires y Llanos de la Virgen, como

son: eliminación de focos de contaminación y ploriferación de

enfermedades, se evitará el mal aspecto que ocasionan las aguas

negras que corren a flor de tierra y lo mas importante es que mejorará la

calidad de vida de las personas.

2. El proyecto de alcantarillado sanitario, es un proyecto que tiene una

longitud lineal de 1630 m. Se decidió la utilización de tubería de P.V.C.

norma 3034, por las razones siguientes: facilidad y rapidez en su

instalación, permite que la ejecución del proyecto se realice en un menor

tiempo, el transporte y manipulación de la tubería no requiere de equipo

especial, por lo que el costo es mas barato, respecto a la manipulación

de la tubería de concreto, ya que, no es necesario utilizar maquinaria

para la colocación de la tubería.

3. El sistema constructivo utilizado en el edificio escolar, es en base a

mampostería reforzada, ésta basa su diseño en el análisis de techos,

muros, columnas y cimentación, todos estos elementos son afectados

directamente por las cargas aplicadas a la estructura.

4. En respuesta a la necesidad y por su rol activo en la reducción de la

vulnerabilidad frente a las amenazas naturales, la Facultad de Ingeniería,

a través de sus futuros profesionales, previo a construir proyectos de

Ingeniería civil, deben de tomar en cuenta los estudios de riesgo y

vulnerabilidad.

68

5. Se debe identificar los peligros naturales, la evaluación de la

vulnerabilidad y el riesgo, así como la selección de medidas de

mitigación como parte del proceso de planificación en proyectos de

infraestructura.

69

RECOMENDACIONES

1. Se recomienda a la municipalidad de Jutiapa, actualizar los precios

presentados en los presupuestos, antes de su construcción, porque los

precios de los materiales están sujetos a cambios por variaciones en la

economía.

2. Se recomienda a la municipalidad de Jutiapa, establecer medidas de

supervisión y control de todas las fases de ejecución de los proyectos para

edificaciones escolares y construcción de drenajes ubicadas en áreas

propensas a peligros naturales para lograr niveles aceptables de

mitigación de riesgo.

3. Se recomienda a la municipalidad de Jutiapa, capacitar a la población de

las colonias Buenos Aires y Llanos de la Virgen sobre aspectos de

saneamiento ambiental y, al mismo tiempo, la operación y mantenimiento

del sistema del drenaje sanitario.

4. Se recomienda al Ingeniero civil, diseñar proyectos de edificaciones

escolares que contemplen medidas de mitigación estructural, basadas en

criterios de reducción de la vulnerabilidad.

70

71

BIBLIOGRAFÍA

1. Aguilar Estrada, Hugo Elfego. Diseño y ejecución de drenaje sanitario, 14ª. Avenida “B” zona 5 y diseño de acueducto aldea Agua Caliente del municipio de San Marcos. Trabajo de graduación de ingeniero civil, Facultad de Ingeniería, USAC. Guatemala 1997.

2. Vásquez, Luis Alberto, Diseño de la red de alcantarillado sanitario

para el asentamiento Monja Blanca del municipio de Villa Canales, departamento de Guatemala. Trabajo de graduación de ingeniero civil, Facultad de Ingeniería, USAC. Guatemala 2004.

3. Betancourt Ruíz, Carlos Humberto, Planificación y diseño de dos escuelas rurales del nivel primario, una escuela rural de nivel pre-primario y diseño de un puente para vehículos livianos. Trabajo de graduación de ingeniero civil, Facultad de Ingeniería, USAC. Guatemala 1998.

4. Valladares, Oscar Alfredo, Diseño de dos puentes y un salón de usos múltiples en la cabecera departamental de Jalapa. Trabajo de graduación de ingeniero civil, Facultad de Ingeniería, USAC. Guatemala 2001.

5. Reglamento de las construcciones de concreto reforzado (ACI 318-95) y comentarios. Editorial Limusa, México 1995.

6. Normas generales para diseño de alcantarillado. Instituto de

Fomento Municipal (INFOM). Guatemala 2001.

ANEXO No. 1

LIBRETA FINAL DE TOPOGRAFÍA

PROYECTO: Drenaje sanitario, para las colonias Buenos Aires y Llanos de La VirgenMUNICIPIO: JutiapaDEPARTAMENTO: Jutiapa

° ´ "0 1 118 46 35 24 96.761 2 98 55 15 16 94.032 3 114 30 20 10 94.273 4 133 44 35 23 92.784 5 152 24 30 48 90.035 6 121 31 45 59 89.096 7 87 10 25 55 88.377 8 93 52 15 25 87.078 9 128 56 30 20 86.929 10 149 10 24 24 86.58

10 11 180 14 10 21 85.8911 12 205 32 30 60 81.7412 P0 165 56 30 6 81.54P0 P1 315 10 15 42.7 91.23P1 P2 283 50 0 125 94.76P2 P3 283 50 0 125 81.54P0 13 165 56 30 40 80.9713 14 162 28 15 55 79.814 15 218 6 20 35 79.415 16 185 11 9 32 79.6716 17 111 25 30 25 77.6717 18 68 45 20 32 77.1418 19 101 22 5 22 76.8519 20 127 36 15 63 76.0320 21 158 49 35 43 75.3621 22 263 48 20 55 74.322 23 308 12 25 17 74.9923 24 241 53 10 31 73.3824 25 260 58 45 45 72.5925 26 338 12 20 43 72.526 27 225 23 25 77 69.4227 28 188 18 15 46 68.6328 29 204 0 15 27 68.6329 30 119 8 10 32 68.7630 31 119 22 45 35 66.6831 32 108 26 35 28 66.3132 33 207 36 25 52 64.3333 34 298 18 20 20 63.7334 35 333 27 5 26 63.235 36 236 18 35 40 60.9736 37 194 38 20 40 59.1837 38 165 11 35 36 56.97

Cota de terreno

LIBRETA FINAL DE TOPOGRAFÍA

AzimutEst. Po. Distancia

ANEXO No. 2

PLANOS TÍPICOS DEL DISEÑO DE ESCUELA RURAL AL CASERIO TUNAS II, CANTON TUNAS, JUTIAPA, JUTIAPA

ANEXO No. 3

PLANOS DEL DISEÑO DE DRENAJE SANITARIO COLONIAS BUENOS AIRES Y LLANOS DE LA VIRGEN,

JUTIAPA, JUTIAPA