Proyecto Alcantarillado Sanitario El Progreso (Grupo 4) - Final

UNAH-VS UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS EN EL VALLE DE SULA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA UNA LOTIFICACIÓN EN EL ÁREA URBANA DEL MUNICIPIO DE EL PROGRESO Noviembre - 2016

Diseño de un Sistema de Alcantarillado Sanitaria para una Lotificación en el Área Urbana del municipio de El Progreso

INDICE Contenido

Pagina

PRESENTACIÓN

2

I. RESUMEN EJECUTIVO

3

II. GENERALIDADES 2.1. Objetivos 2.2. Alcance

5 5 5

III. ANÁLISIS DEL CONTEXTO

6

IV. FUNDAMENTOS TEORICOS SOBRE EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

13

V. DISEÑO, ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y PRESUPUESTO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO 5.1. Memoria de calculo 5.2. Planos y detalles del alcantarillado sanitario 5.3. Especificaciones Especificaciones técnicas 5.4. Cantidades de obra

25 25 37 41 52

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INDICE Contenido

Pagina

PRESENTACIÓN

2

I. RESUMEN EJECUTIVO

3

II. GENERALIDADES 2.1. Objetivos 2.2. Alcance

5 5 5

III. ANÁLISIS DEL CONTEXTO

6

IV. FUNDAMENTOS TEORICOS SOBRE EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

13

V. DISEÑO, ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y PRESUPUESTO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO 5.1. Memoria de calculo 5.2. Planos y detalles del alcantarillado sanitario 5.3. Especificaciones Especificaciones técnicas 5.4. Cantidades de obra

25 25 37 41 52

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PRESENTACIÓN Los sistemas de alcantarillado nacen de la necesidad de evacuar y alejar adecuadamente de las viviendas las aguas residuales que contengan todo aquel material orgánico de desecho que perjudique la salud de los pobladores y provoque molestias tales como mal aspecto y olores desagradables y que, a su vez, impiden alcanzar las condiciones plenamente relacionadas con el desarrollo y mejoramiento del nivel de vida. Es imperativo de los presentes y futuros proyectos de urbanización tomar las medidas necesarias que permitan una verdadera condición de desarrollo social, mitigando los efectos causados sobre el medio ambiente y los asentamientos humanos. Por ello, a través de un sistema de alcantarillado sanitario sencillo y económico, que manipule la dirección del caudal residual, como medida preventiva se busca retirar del entorno social las aguas residuales que producirán la urbanización de 112 lotes de uso residencial en la ciudad de El Progreso, para que pueda ser

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I.

RESUMEN EJECUTIVO

Nombre del Proyecto:

Diseño de un Sistema de Alcantarillado Sanitario para una Lotificación en la ciudad de El Progreso

Ubicación

País: Honduras Departamento: Yoro Municipio: El Progreso Altitud: 74 msnm Latitud: N 15° 23’51’’ Longitud: W 88°47’19’’

1.1. DESCRIPIÓN GENERAL DEL SISTEMA El proyecto consiste en diseñar el sistema de alcantarillado sanitario, cumpliendo con normas de diseño de la Alcaldía de San Pedro Sula y el SANAA, para un período de diseño de 20 años, tomando en cuenta una dotación de 70 gln/hab./día, con un factor de reducción del caudal de 0,80. La cantidad actual de lotes a

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Población de Saturación:

112 lotes

Densidad de habitantes:

7 habitantes/vivienda

Población de Diseño:

784 habitantes

Evacuación:

Por gravedad

Colector principal Tipo y diámetro de la tubería:

PVC de 8’’

Conexión domiciliar Tipo y diámetro de la tubería:

PVC de 4’’

Pendiente de la tubería:

0.88 a 5.93 %

Pozo de Inspección: Ubicación:

- Intersección en tramos - Cambio de pendiente del terreno

Altura de cono:

1.22 m

Diámetro superior mínimo:

0.54 m

Diámetro inferior mínimo:

1.22 m

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II.

GENERALIDADES

2.1. OBJETIVOS 2.1.1.

General

Diseñar el sistema de alcantarillado sanitario para una lotificación en el área urbana del municipio de El Progreso. 2.1.2.

Específicos



Aplicar la normativa nacional para el diseño de un sistema de alcantarillado sanitario.



Elaborar planos, perfiles, especificaciones de los elementos que componen el sistema de alcantarillado sanitario.



Orientar este proyecto como una disposición al mejoramiento y mayor cobertura de la infraestructura y servicios básicos de la Ciudad de El Progreso.



Velar por el cumplimiento de las normativas ambientales que se deben cumplir cuando se construyen sistemas de alcantarillado sanitario.



Identificar las acciones de seguridad laborar mínimas que se consideran en las obras civiles y la construcción de red de alcantarillado sanitario.

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III. ANÁLISIS DEL CONTEXTO 3.1. CARACTERISTICAS GEOGRÁFICAS 3.1.1.

Ubicación geográfica y extensión territorial

El Municipio de El Progreso se encuentra ubicado en la zona norte del país dentro del departamento de Yoro, a aproximadamente 26 kilómetros de la ciudad de San Pedro Sula. El municipio de El Progreso cuenta con una extensión territorial de 537 Km2 según los datos recopilados del Sistema Nacional de Información Municipal (SINIMUN) de la Secretaria de Gobernación y Justicia. Los límites del Municipio son los siguientes: •

Al Norte con los Tela y Puerto Cortes.

•

Al Sur con el Municipio de Santa Rita.

•

Al Este con el Municipio de El Negrito.

•

Al Oeste con los Municipios de Puerto Cortes, Choloma, La Lima, San Manuel y Pimienta.

3.1.2.

Demografía

Para el año 2013 la población del municipio asciende a 236 033 habitantes aproximadamente, de los cuales

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3.1.4. Tipo de Carreteras La red vial del municipio es bastante amplia, sin embargo el pavimento en el casco urbano apenas cubre el 7.3% de las calles y avenidas de la ciudad; a nivel rural la red vial está compuesta por calles de tierra y caminos de herradura por medio de los cuales los pobladores de este municipio se comunican con el resto de la población. 3.1.5.

Topografía

El Municipio de El Progreso, presenta dos sectores morfológicos bien definidos y nos referimos al Sector del Valle de Sula; que se extienden por todo el cauce del río Ulúa hasta llegar al sistema de elevación de Guanchías y Mico Quemado con una superficie de 388 Km² lo que representa el 72% del territorio, toda esta área es plana e inundable por secciones, con altitudes promedio de 30-45 msnm. El Sector montañoso; que cubre 155 Km² y se ubica en el sector este de este territorio municipal, representando el 28% del territorio y es formado básicamente por el sistema montañoso de las Guanchías y Mico Quemado. Que alcanzan altitudes de hasta 1 200 msnm. 3.1.6.

Clima

En el territorio del Municipio de El Progreso se encuentran tres tipos de climas. El clima lluvioso de altura, clima muy lluvioso tropical y clima muy lluvioso de transición.

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3.2. CARACTERISTICAS ECONOMICAS-SOCIALES 3.2.1.

Viviendas

Existen más de 45,828 viviendas. Las paredes de las viviendas de los habitantes son principalmente de bloque de cemento, con techo de lámina de zinc y piso de cemento, debido a que gran parte del municipio cuenta con zonas urbanas. 3.2.2. Equipamiento en Salud En el sector salud, la cobertura de sus servicios alcanza el total de las comunidades, por medio de 09 Centro de Salud con Médico y Odontólogo (CESAMO), 01 Centros de Salud Rural (CESAR), 01 Hospital de Área. Existen 03 hospitales 13 clínicas privadas, 169 consultorios médicos, también funcioná una clínica periférica del Instituto Hondureño de Seguridad Social. 3.2.3. Equipamiento en Educación En el sector educación, el nivel de analfabetismo alcanza el 3.0%, hay 40 jardines de educación pre-escolar, 113 escuelas primarias, 07 centros de educación básica, 30 colegios (secundaria) y a nivel superior hay presentes 03 universidades en el municipio. 3.2.4. Actividades Productivas La economía del municipio de El Progreso está ligada e n gran parte a las actividades agrícolas, orientada principalmente hacia la producción de palma africana, así como de granos básicos (maíz y frijol) como

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3.3. SERVICIOS BÁSICOS 3.3.1.

Agua Potable

El 69% de las viviendas obtienen el agua potable a través del sistema público, 23% de las viviendas obtienen agua de pozos y 8% usan otro tipo de sistemas. 3.3.2. Electricidad El 82% de las viviendas de las aldeas cuentan con energía eléctrica, la cual es proveída por la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE). 3.3.3. Telecomunicaciones Se cuenta con el servicio de telefonía pública, brindada por HONDUTEL, que tiene cobertura de telefonía fija en la aldea de Urraco Pueblo y el casco urbano. En todo el municipio se cuenta con cobertura de telefonía móvil por parte de las empresas Tigo y Claro 3.3.4. Recolección de Basura Existe un relleno sanitario para el manejo de los desechos sólidos. En el casco urbano se brinda el servicio de recolección de basura con una cobertura aproximada del 96.0%, a nivel rural las familias optan por quemar o enterrar la basura; muchas personas únicamente la tiran a orillas de l os bordos

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importante mencionar que, en gran medida, esta problemática se debe a la sedimentación o asolvamiento de los ríos Ulúa y Chamelecón como producto del mal manejo de los suelos y la deforestación de la cuenca 3.5. SITUACIÓN AMBIENTAL 3.5.1.

Contaminación del Agua

En el caso del casco urbano del municipio no existe mucha contaminación a las fuentes de agua debido a que las industrias presentes en el casco urbano cuentan en su mayoría con una planta de tratamiento de aguas residuales, por lo que la contaminación a las fuentes de agua no es tan pronunciada. En el caso de las demás aldeas del municipio, la contaminación a las fuentes de agua e dan más que todo por materiales fecales y acumulación de basura, que se dan por la falta de protección y mantenimiento a las fuentes que agua. 3.5.2. Contaminación del Suelo Se da más que todo por las malas prácticas agrícolas para lo cual utilizan productos químicos para el control de la maleza, plagas y enfermedades; sin hacer uso de prácticas orgánicas desarrolladas en la actualidad. Otro problema que trae consigo el uso de estos agroquímicos es que los recipientes y las bombas de irrigación son lavados en las fuentes de agua cercanas y los recipientes son botados en el mismo sitio.

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limpieza por falta de supervisión del mismo; otra causa es por maldad y la falta de conciencia de los efectos secundarios que pueden generarse al afectarse el recurso bosque. 3.6. SANEAMIENTO BÁSICO El sistema de saneamiento actual del casco urbano se basa en un sistema de alcantarillado público que solo cubre a un aproximado del 55% del total de la población, el resto de los asentamiento humanos del municipio solamente poseen inodoros o letrinas conectadas a una fosa séptica como sistema de saneamiento. 3.7. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES La ciudad de El Progreso con un sistema de tratamiento de aguas residuales que cubre el 80% casco urbano. Las lagunas fueron construidas en el 2002.El sistema de tratamiento de aguas residuales cuenta con 4 lagunas 2 de maduración y 2 facultativas, con las siguientes dimensiones: Dimensiones de las Lagunas de Tratamiento Tipo de Laguna

Dimensión

Laguna de Maduración

2.8 m

Laguna de Maduración

2.8 m

Laguna Facultativa

2.928 m

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El volumen de agua que entra es de aproximadamente 9,000 m 3 cada 12 horas. Y finalmente la descarga al final del proceso es hecha al Río Ulúa. Las lagunas son atendidas por el supervisor, 1 asistente y 2 chapeadores. En cuanto al mantenimiento de las lagunas de tratamiento, estas están en muy buenas condiciones, los alrededores están limpios y libres de malezas, la presencia de malos olores es tenue. Solo se puede observar la ausencia de barreras vivas en el perímetro de las lagunas, esta es una buena medida de mitigación para los malos olores que se puedan dispersar hacia la ciudad. Se puede observar además la presencia de varias especies de fauna dentro de las lagunas como ser: lagartos, peces, tortugas y 28 tipos de aves migratorias.

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IV. FUNDAMENTOS TEORICOS SOBRE EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO 4.1. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO En los levantamientos topográficos de la población se debe tener en cuenta el área edificada y de desarrollo futuro, incluyendo la localización exacta de todas las calles y zonas, edificadas o no; edificios, carreteras, cementerios; todos los pavimentos, anotando su clase y estado; parques públicos, campos de deporte y todas aquellas estructuras naturales y artificiales que guarden relación con el problema a resolver e influyan en los diseños. 4.1.1.

Altimetría

El levantamiento altimétrico o nivelación debe hacerse con instrumentos y métodos que permitan una precisión de 1 cm por kilómetro o mejor. Se efectúa sobre el eje de las calles, tomando elevaciones en cruces de calles, distancias no mayores de 20 m, en los puntos de cambio de pendiente del terreno, etc. Las marcas de nivelación (Bench Marks) deben colocarse con anterioridad a los trabajos de nivelación y de tal forma que se asegure complemente su conservación. Este procedimiento puede efectuarse con precisión por medio del método de nivelación simple y/o nivelación compuesta en el o los tramos que se

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4.2.2. Alcantarillado separativo Evacua independientemente el caudal sanitario de las aguas provenientes de las lluvias. Se diseña cuidadosamente para que no exista interconexión entre ellas y evitar así el intercambio de presión, gases, etc., y se garantice su eficiente funcionamiento. 4.2.3. Alcantarillado combinado Se diseñan para transportar la combinación de aguas residuales y las aguas provenientes de las lluvias. 4.3. PARTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO 4.3.1. Colector Es el conducto principal, generalmente de sección circular, que transporta las negras y/o pluviales. Generalmente está situado al centro de las calles y conduce las aguas a su disposición final o desfogue. 4.3.2. Pozos de inspección Son estructuras construidas con el objeto de conectar los distintos ramales de una red de alcantarillado; además, cumplen una función de acceso para limpieza e inspección en los mismos. Son de sección circular y con un diámetro mínimo de 1.20 m; las paredes se construyen con mampostería de ladrillo, cuyo fondo es una losa de concreto reforzado. La parte superior tiene forma de cono truncado y lleva una tapadera

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4.3.3. Conexiones domiciliares Son instalaciones que unen las aguas provenientes de las viviendas o edificios, con el sistema municipal o público de drenaje. Están formadas por la caja de registro y la tubería secundaria. Constan de las siguientes partes:

4.3.3.1. Caja o candela

Es un elemento que permite la inspección y control del flujo del caudal de aguas negras proveniente de las viviendas hacia el colector principal. Puede ser construido de mampostería o de tubos de concreto colocados verticalmente, deben estar impermeabilizados por dentro y tener una tapadera para realizar las inspecciones. Las Cajas de Registro deberán tener una sección interna mínima de 0.60 x 0.60 metros y una profundidad mínima de 0.80 metros en calles vehiculares y de 0.60 metros en calles peatonales. Estas deberán ser construidas bajo las siguientes condiciones: a) Condiciones Normales.

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La utilización de sistemas que permitan un mejor funcionamiento del alcantarillado se empleará en situaciones en las cuales el diseñador lo considere conveniente, de acuerdo con las características del sistema que se diseñe y de las condiciones físicas donde se construirá. Algunos de estos sistemas son: tubería de ventilación, tanques de lavado, sifones invertidos, disipadores de energía, pozos de luz, derivadores de caudal, etc. 4.4. PERIODO DE DISEÑO Los sistemas de alcantarillado se proyectan para llenar adecuadamente su función durante un período de tiempo a partir de la fecha en que se desarrolle el diseño, en función de la capacidad económica del lugar y la vida útil del material. Se diseñará un sistema que tome en consideración la vida útil de cada elemento como a continuación se detalla: Elemento del Sistema

Vida Útil

Alcantarillas Colectoras Principales

20 años mínimo

Planta de Tratamiento

20 años mínimo

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4.6. DOTACIÓN La dotación a usar para Aguas Negras será el 80% del Consumo Medio Diario (C.M.D.)  de Agua Potable, y dependerá de la Zona a Urbanizar, del número de personas y área del lote que a continuación se detalla:

Área Lote (m 2)

No. Habitantes/Lote

Dotación

S < 150

6

50

150 a 250

6

60

250 a 400

6.5

70

400 a 800

7

80

800 a 2 000

9

90

S > 2 000

10

110

4.7. GASTO DE DISEÑO Se tomará como Gasto de Diseño el valor de cuatro (4) veces el gasto promedio en el caso de tuberías de Concreto en redes secundarias, el cual incluye en este resultado la absorción, la infiltración, conexiones ilícitas, etc.

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El caudal de diseño quedará integrado de la siguiente manera:  = (.. ) ∗ (. ) ∗ (.. ) ∗ (.. )

Donde: Q = Caudal (gln/día) No. Hab. = Número de habitantes Dot. = Dotación (l/hab./día) G.D. = Gasto de Diseño F.R. = Factor de reducción del caudal (80%) 4.8.2. Dotación por lote La dotación por lote de terreno seria: . =  ∗ (..)

Donde: Dot. Lote = Dotación por lote (l/s) Q = Caudal (gln/día) F.C. = Factor de conversión gln/día a l/s (3.785/86400)

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4.9. FUNDAMENTOS HIDRAULICOS 4.9.1. Caudal en Ruta El caudal en ruta por tramo de alcantarilla seria:  = ó   ∗   

Donde: Qruta = Caudal en ruta (l/s) 4.9.2. Coeficiente de rugosidad Es un valor adimensional y experimental, que indica cuán lisa o rugosa es la superficie interna de la tubería que se va a utilizar. Varía de un material a otro y se altera con el tiempo. Los valores del factor de rugosidad de algunas de las tuberías más empleadas en nuestro medio son:

Material

Factor de Rugosidad

Cloruro de Polivinilo (PVC)

0.010

Polietileno de Alta Densidad hasta diámetros de 36”  

0.011

Polietileno de Alta Densidad hasta diámetros de 48 ” 

0.012

Concreto

0.013

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4.9.5. Ecuación de Manning para flujo en canales Los valores de velocidad y caudal que ocurren en un canal se han estimado por medio de fórmulas desarrolladas experimentalmente, en las cuales se involucran los factores que más afectan al flujo de las aguas en el canal. Una de las fórmulas empleadas para canales es la de Chezy, para flujos uniformes y permanentes. La ecuación que más se utiliza es la de Manning, definida así: 2/3 ∗ √  = 

Donde: V = Velocidad m/s R = Radio hidráulico S = Pendiente del canal n = Coeficiente de rugosidad, propiedad del canal Para tubo completamente lleno, el área, el perímetro y el radio hidráulico quedan definidos de la siguiente manera:

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El caudal que transportará: =∗

Donde: Q = Caudal a tubo lleno (l/s) A = Área de la tubería (m 2) V = Velocidad a sección llena (m/s)