Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil DISEÑO DE: LOTIFICACIÓN DE LA COLONIA BUENA VISTA Y MURO DE RETENCIÓN EN EL BARRIO EL CALVARIO, DEL MUNICIPIO DE GUASTATOYA, DEPARTAMENTO DE EL PROGRESO. Miguel Ángel Herrera y Herrera Asesorado por: Ing. Óscar Argueta Hernández Guatemala, julio de 2004. 1 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA DISEÑO DE: LOTIFICACIÓN DE LA COLONIA BUENA VISTA Y MURO DE RETENCIÓN EN EL BARRIO EL CALVARIO, DEL MUNICIPIO DE GUASTATOYA, DEPARTAMENTO DE EL PROGRESO. TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR MIGUEL ÁNGEL HERRERA Y HERRERA ASESORADO POR: ING. ÓSCAR ARGUETA HERNÁNDEZ AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL GUATEMALA, JULIO DE 2004. 2 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA DECANO VOCAL I VOCAL II VOCAL III VOCAL IV VOCAL V SECRETARIO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Lic. Amahán Sánchez Álvarez Ing. Julio David Galicia Celada Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz Br. Elisa Yazminda Vides Leiva Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO DECANO EXAMINADOR EXAMINADOR EXAMINADOR SECRETARIO Ing. Julio Ismael González Podszueck Ing. Juan Echeverría Ing. Vilmer Mérida Ing. Joram Gil Ing. Francisco Javier González López 3 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: Lotificación de la Colonia Buena Vista y Muro de Retención en el Barrio El Calvario, del Municipio de Guastatoya, Departamento de El Progreso. Tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil, con fecha 18 de octubre de 1999. Miguel Angel Herrera y Herrera 4 AGRADECIMIENTO ESPECIAL A: DIOS, NUESTRO CREADOR MIS PADRES MI ESPOSA MI PATRIA FACULTAD DE INGENIERÍA DE LA UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA. PLAN INTERNACIONAL TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE DESINTERESADAMENTE ME BRINDARON SU COLABORACIÓN, PARA QUE ESTE TRABAJO SE REALIZARA. 5 ACTO QUE DEDICO A: DIOS NUESTRO CREADOR Por darme la existencia y la sabiduría. MIS PADRES Miguel Ángel Herrera Zuleta. Gloria Belarmina Herrera de Herrera. MI ESPOSA Bélgica Violeta Cordón de Herrera MIS HIJOS José Miguel Herrera Cordón José Pablo Herrera Cordón Dulce María Herrera Cordón MIS HERMANOS Gloria Magalí Herrera de Galindo Edna Mirtala Herrera de De León Julio César Herrera y Herrera TODOS MIS SOBRINOS TODOS MIS AMIGOS 6 ÍNDICE GENERAL INDICE DE ILUSTRACIONES I LISTA DE SÍMBOLO III JUSTIFICACIÓN GENERAL DEL PROYECTO IV OBJETIVOS V HIPÓTESIS VI INTRODUCCIÓN VII 1. INVESTIGACIÓN 1.1 Monografía del lugar 1 1.1.1 Localización geográfica 1 1.1.2 Vías de comunicación 2 1.2 Antecedentes históricos 2 1.3 Datos geográficos 3 1.3.1 Suelo y topografía 3 1.3.2 Ríos 4 Datos metereológicos 4 1.4.1 Clima 4 a) Temperatura 5 b) Precipitación 5 c) Vientos 5 1.4 1.5 1.6 Información socioeconómica 6 1.5.1 Actividades productivas 6 1.5.2 Autoridades del lugar 6 Servicios y vivienda 6 1.6.1 Sistema de abastecimiento de agua 7 1.6.2 Sistema de drenajes 7 7 1.6.3 Servicios de salud 8 1.6.4 Servicios de educación 8 Normas que regulan el diseño de lotificaciones 9 1.7.1 La Ley Forestal 9 1.7.2 La Ley de Educación Nacional 11 1.7.3 Ley Nacional para el desarrollo de la cultura y el deporte 12 1.7.4 Código de Salud 13 1.7.5 Ley de Parcelamientos Urbanos 14 1.7.6 Ley de Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente 16 1.8 Gabaritos de calles recomendados 17 1.9 Dimensiones mínimas de lotes 18 1.7 1.10 Métodos topográficos usados en lotificaciones 1.11 1.12 19 1.10.1 Altimetría 19 1.10.2 Planimetría 20 Elaboración de planos de registro, para el Registro General de la Propiedad 23 Resistencia de suelos al corte 26 1.12.1 Prueba de compresión triaxial 27 1.12.2 Criterio de Mohr-Coulomb de falla 29 1.12.3 Presión lateral del terreno 33 1.12.4 Teoría de Rankine 37 1.12.5 Teoría de Coulomb 39 1.12.6 Muros de gravedad y en voladizo 42 2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL 2.1 Diseño de lotificación 45 2.1.1 Levantamiento de polígono general 45 8 2.2 2.1.2 Diseño de distribución de lotes 50 2.1.3 Diseño de eje de calles y gabaritos 51 2.1.4 Amojonamiento 52 Diseño de red de agua potable 53 2.2.1 Levantamiento topográfico 54 2.2.2 Cálculo topográfico 54 2.2.3 Método de Hardy – Cross para el diseño de circuitos Cerrados 54 2.2.4 Parámetros de diseño 56 2.2.5 Fórmulas por usar 59 2.2.6 Pérdidas de carga, cotas piezométricas y presiones 62 2.2.7 conexiones domiciliares 64 2.2.8 Determinación de volumen de almacenamiento 64 2.2.9 Diseño de tanque elevado metálico 66 2.2.10 Criterios para la determinación del lugar adecuado para la perforación de pozo mecánico 2.3 78 Diseño de muro de retención 85 2.3.1 Obtención de muestra para ensayo triaxial 86 2.3.2 Diseño 86 CONCLUSIONES 94 RECOMENDACIONES 95 BIBLIOGRAFÍA 96 ANEXOS 98 9 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES FIGURAS 1. Movimiento de la masa de suelo 27 2. Resultado de una prueba de compresión triaxial 30 3. Envolvente de Mohr de una mezcla de arena y grava 31 4. Esfuerzos de falla 32 5. Empuje de tierras activo 35 6. Empuje de tierras pasivo 36 7. Términos utilizados en muro en voladizo 43 8. Dimensionamiento de muro de retención 87 9. Esfuerzos desde punto M 89 10. Esfuerzos en la cortina desde el punto M 90 11. Refuerzo de la cortina 91 12. Distribución de esfuerzos 92 13. Distribución de esfuerzos desde el punto N 92 14. Ubicación del punto N 93 15. Localización del Municipio a nivel Nacional 99 16. Ubicación del proyecto a nivel Departamental 99 17. Ubicación del proyecto a nivel Municipal 100 18. Gabaritos típicos 111 19. Plano de registro 112 20. Tipos de muros de gravedad 113 21. Plano topográfico 114 22. Plano de distribución de calles 115 23. Plano de distribución de lotes 116 24. Densidad de vivienda 117 25. Plano de instalación hidráulica 118 I 10 26. Plano, red de distribución de agua potable 119 27. Plano, detalles de tanque elevado 120 28. Plano, detalles de construcción para muro de retención 121 TABLAS I. Libreta de levantamiento planimétrico 46 II. Libreta de levantamiento altimétrico 46 III. Datos de tanque elevado 66 IV. Cálculo de momento 88 V. Cálculo de coordenadas totales 101 VI. Cálculo de área 102 VII. Planilla de lotes 103 VIII. Iteraciones para diseño de agua (red alta) 104 IX. Iteraciones para diseño de agua (red baja) 105 X. Cálculo de presiones y cotas piezométricas 106 XI. Presupuesto de proyecto de agua 107 XII. Programa de inversión y ejecución del proyecto de agua 108 XIII. Lista de materiales para conexiones domiciliares 109 XIV. Lista de materiales para red de distribución de agua 109 XV. Lista de materiales para cajas de válvulas de control 110 II 11 LISTA DE SÍMBOLOS Q Caudal Cm Centímetros PVC Cloruro de polivinilo Hab Habitantes Lt / Seg Litros por segundo Lt / Hab / día Litros por habitante por día PSI Libras por pulgada cuadrada M Metros M2 Metros cuadrados M3 Metros cúbicos Msnm Metros sobre el nivel del mar Dot Dotación Qm Caudal medio Qdm Caudal de día máximo Qhm Caudal de hora máxima Pf Población futura L Longitud A Área EST Estación PO Punto observado Hf Pérdida de carga III 12 JUSTIFICACIÓN GENERAL DEL PROYECTO Las familias necesitadas de un terreno para construir su casa propia y sabiendo de la ayuda que Plan Internacional podía proveerles, se organizaron en comité para solicitar la compra de un terreno y la asesoría técnica para legalizar el terreno de cada familia. Por medio de los facilitadores de desarrollo y la coordinación de proyectos de infraestructura , se realizó la compra de un terreno, atendiendo a la necesidad que las familias pudieron probar ante ellos. Posteriormente se hicieron los contactos para que, por medio del Programa de E.P.S de la Facultad de Ingeniería, se logre hacer la distribución de lotes. El Comité de vecinos del barrio El Calvario, por el peligro que corren varias viviendas por los continuos derrumbes que se dan por no haber una estructura que soporte el empuje del suelo, solicitaron a Plan el apoyo para que se les brinde asesoría en el diseño y presupuesto de un muro de retención, para poder solicitar apoyo económico para la construcción, y así disminuir el riesgo que corren las familias que viven y transitan por ese lugar. En Guastatoya hay muchas familias afiliadas a Plan Internacional, que carecen de un terreno propio donde vivir, por lo que Plan ha creado un fondo para la inversión de infraestructura, que permita mejorar el nivel de vida de las familias de escasos recursos económicos, por lo que, se diseñará una lotificación y un muro de retención como respuesta a la solicitud presentada a Plan Internacional por un grupo de vecinos, que están necesitados del estudio de estos proyectos de infraestructura. IV 13 OBJETIVOS GENERAL Contribuir al desarrollo de Guatemala, por medio de la proyección social de la Universidad de San Carlos de Guatemala para el mejoramiento de la calidad de vida de los guatemaltecos. ESPECÍFICOS 1. Desarrollar el diseño de una lotificación, tomando como base los criterios de urbanización 2. Desarrollar el diseño de un muro de retención y entregar al comité de vecinos y a Plan Internacional el presupuesto, cantidades de materiales y planos para la construcción. 3. Capacitar al comité y dar orientación para obtener ayuda de instituciones que se dedican a resolver los problemas de vivienda a comunidades de escasos recursos económicos. V 14 HIPÓTESIS El problema de la vivienda en Guastatoya es bastante critico, así como la carencia de obras de infraestructura que garanticen la seguridad de las familias que viven en terrenos de mucha pendiente, por lo que a través de la presentación a Plan Internacional del programa de l proyecto de la lotificación de la Colonia Buena Vista, se tendrán los elementos técnicos para atender a 57 familias en lo concerniente a vivienda. VI 15 INTRODUCCIÓN La Facultad de Ingeniería, a través de su Programa de Ejercicio Profesional supervisado (E.P.S), realiza una labor muy importante al prestar atención a problemas que se relacionan con las carreras que se imparten, y así colaborar al desarrollo de Guatemala. La falta de vivienda es un problema grande y cada día se vuelve más difícil de resolver. En las áreas urbanas, es donde se agudiza más el problema, debido a la inmigración de las personas con el fin de tener un empleo estable; esta situación se ve tanto en la ciudad capital como en el interior de la república. El presente trabajo contiene, en el capítulo uno, la investigación relacionada con el lugar donde se desarrollo el estudio. En este capítulo, se encuentran datos interesantes que permiten conocer un poco la cabecera departamental de El Progreso, es decir, del municipio de Guastatoya. Además, se presenta la investigación bibliográfica que fue la base para el diseño de la lotificación y sus servicios básicos y el muro de retención. En el capítulo dos, se describen todos los trabajos ejecutados durante servicio técnico profesional prestado a la institución Plan Internacional, con sede en el Progreso. Al final, se presentan las hojas de cálculo y los planos respectivos de cada servicio. VII 16 1. INVESTIGACIÓN 1.1 Monografía del lugar 1.1.1Localización geográfica a) A nivel nacional El departamento de El Progreso se encuentra situado a 1,706 metros sobre el nivel del mar y poblado por 108,400 habitantes. El Progreso se extiende por un espacio de 1,922 kilómetros cuadrados, con una densidad de población de 56 habitantes por kilómetro cuadrado. Está ubicado en una porción, limitada al norte con Baja Verapaz, al este con Zacapa, al sur con Jalapa y al oeste con Guatemala; se encuentra localizado dentro de la región número III de Guatemala, llamada también oriente-norte o nororiente y pertenecen además a esta región los departamentos de Izabal, Zacapa y Chiquimula. Es atravesado en la parte norte por la Sierra de las Minas y la carretera Interamericana que termina en Puerto Barrios, en el se definen dos zonas topográficas: LA NORTE es montañosa y en ella alcanza grandes alturas, mientras que la SUR está delimitada por el río Grande o Motagua. b) A nivel departamental Guastatoya es uno de los ocho municipios con que cuenta el Progreso, además de San Agustín Acasaguastlán, El Jícaro, San Cristóbal Acasaguastlán, Morazán, Sanarate, San Antonio La Paz y Sansare, colinda al norte con los municipios de San Agustín Acasaguastlán y Morazán. Y al sur con el municipio de Sansare y Jalapa. Al este con el Jícaro y al oeste con Sansare y Sanarate. 1 c) A nivel municipal Guastatoya es atravesado por la ruta CA-9 al Atlántico, a 73 Kilómetros de la ciudad de Guatemala; es la cabecera del municipio, y a la vez del Departamento de El Progreso; según el banco de marca establecido por la Dirección General De Caminos la Estación del Ferrocarril está a 516.90 metros sobre el nivel del mar y tiene una extensión aproximada de 262 kilómetros cuadrados. El municipio cuenta con una ciudad, 12 aldeas y 20 caseríos, unidos entre si por caminos de herradura y veredas. Las aldeas son Palo Amontonado, Santa Rita, San Rafael, Chilsapote, Tierra Blanca, Anshagua, Casas Viejas, El Naranjo, Las Morales, Patache, Subinal y Santa Lucia. 1.1.2 Vías de comunicación El mapa número 2 contiene la información de las principales vías de comunicación, como es la carretera asfaltada CA-9, que comunica a la ciudad capital y atraviesa el departamento, la cual llega a las costas del Atlántico y la carretera de terracería Nacional No.4, que comunica al departamento de Guatemala, El Triunfo, Sanarate y Guastatoya. Cuenta con una estación de ferrocarril , la cual no se encuentra funcionando pero, se han estado realizando reparaciones para iniciar nuevamente el recorrido de Puerto Barrios hacia la ciudad capital. 1.2 Antecedentes históricos Las primeras informaciones que se tienen sobre El Progreso Guastatoya, fueron hechas por el Arzobispo Cortés y Larraz en el año de 1769; allí se describe Guastatoya como un caserío de poca importancia con una población de 628 habitantes. 2 Su fundación fue consecuencia del régimen político y económico imperante en esa época, con un pueblo de indios a inmediaciones de los márgenes del río Guastatoya, con una traza incipiente conformada por una plaza y algunas calles, con una expansión hacia el oriente. Fue un asentamiento que con el tiempo adquirió una importancia relevante como centro intermediario de mercaderías provenientes de España y viceversa, debido a su ubicación lineal en el camino Real. Posterior a la revolución de 1944, la nueva constitución de los gobiernos de Arévalo y Arbenz, concedieron a las masas populares derechos y cambios que les habían negado anteriormente. Es así como durante el gobierno de Arévalo se construye la escuela federal en el área urbana de la cabecera departamental, y que viene funcionando desde entonces. Durante el gobierno de Arbenz, se inicia la construcción de la carretera al atlántico para disminuir la necesidad del ferrocarril. Esta obra fue continuada por los gobiernos siguientes, los cuales dieron un impulso al desarrollo de la agricultura y el nivel de urbanización de las poblaciones de la región. Así las tendencias de crecimiento de la población cobran fuerza con dirección a la ruta CA-9, y se desarrollaron paulatinamente poblaciones alrededor de la pequeña ciudad en crecimiento. 1.3 Datos geográficos 1.3.1 Suelo y topografía El municipio de Guastatoya se encuentra rodeado de cerros y montañas con una topografía irregular que oscila entre cotas 515 MSNM en el centro del mismo (CASCO URBANO) y sufre un notable cambio en la parte sureste en donde se registra una cota igual a 1500 MSNM, e incluso se puede observar por las noches desde este punto la ciudad capital. 3 En algunos casos, se localizan pequeños valles en la cabecera departamental, así como en la aldea Palo Amontonado. Los cerros que rodean el municipio son: al este de la cabecera departamental, se encuentra localizado el cerro El Pinal, al oeste el cerro Monte Verde ó El Claro y al norte el cerro El Injerto. En las aldeas de Anshagua y el Naranjo, el paisaje es diferente debido a que las montañas son de mayor altura (950 MSNM.), lo que da existencia a bosques de clima templado. 1.3.2 Ríos Los principales ríos del municipio son: río Guastatoya, río Grande o Motagua y Anshagua. El río Motagua atraviesa el departamento de El Progreso, hasta llegar al océano Atlántico; también hay una serie de quebradas, las cuales en época de invierno contribuyen al caudal de éstos ríos. 1.4 Datos metereológicos 1.4.1 Clima Utilizando la clasificación climática de Thorn-Thwaite, la jerarquía de temperatura es cálido , con un tipo de variación de temperatura de invierno benigno. La característica de jerarquía de humedad es seco. El tipo de distribución de la lluvia es invierno seco. La vegetación natural se caracteriza estepa. En general , temperatura moderada con características de clima cálido-seco, con dos estaciones bien definidas: invierno de mayo a octubre y verano de noviembre a abril. 4 a) Temperatura La temperatura como un factor climático, está fuertemente influido por la altura sobre el nivel del mar, en este caso; la cabecera municipal de Guastatoya se encuentra localizada a una altura de 516 MSNM, lo que indica una biotemperatura media anual de 24.1°C, con una temperatura mínima promedio de 19.1°C y una temperatura máxima promedio de 29.1°C., con temperaturas máximas en los meses de marzo y abril de 39°C. b) Precipitación La precipitación anual de lluvia es de 780.50 milímetros y llueve aproximadamente 44 días en el año, que se concentra en los meses de mayo a septiembre; de noviembre a mayo son meses secos. El porcentaje de humedad relativa es de 62 %. c) Vientos Los vientos pueden ser definidos como masas de aire en movimiento, causado por las diferencias de temperatura y las presiones de aire frío o caliente, el cual es otro factor importante del clima. En el departamento de El Progreso, el comportamiento Eólico se presenta combinado con vientos dominantes de nor Noreste, a sur Suroeste, y secundario de sur Suroeste y nor Noroeste. El viento se manifiesta turbulento por la configuración topográfica local con cerros en su parte norte y sur. El valor máximo promedio mensual de velocidad del viento es de 22.5 km/hora en el mes de julio; la velocidad promedio anual es de 19.4 km/hora. 5 1.5 Información socioeconómica 1.5.1 Actividades productivas La población de la cabecera municipal de Guastatoya, al igual que la mayor parte de departamentos del país, basa su economía en las actividades agrícolas, debido al clima que posee; se cultiva tomate, frijol, maíz, banano y tabaco; este último es el de mayor importancia. Existen otras actividades productivas, como el comercio y la explotación de minerales. en que sólo una mínima parte de la población se dedica a desarrollar estas actividades. 1.5.2 Autoridades del lugar La principal autoridad del municipio es el Alcalde y la Corporación Municipal; los servicios con que cuenta son: a) Gobernación Departamental b) Ministerio Público c) Juzgado de Paz d) Policía Nacional Civil Además de las autoridades de gobierno y municipales, los barrios y colonias cuentan comités formados para promover el desarrollo de su localidad, que son debidamente autorizados por la Oficina de Gobernación Departamental. 1.6 Servicios y vivienda El municipio de Guastatoya cuenta con los servicios básicos necesarios; esto se debió a que, por el terremoto de 1976, este municipio fue uno de los más dañados en su infraestructura; por esta razón, ha recibido mucho apoyo, 6 tanto gubernamental como no gubernamental, por medio de agencias internacionales. 1.6.1 Sistema de abastecimiento de agua La ciudad de Guastatoya se abastece de agua potable de un nacimiento ubicado al pie del cerro la virgen; el agua es impulsada con dos bombas eléctricas hacia los tanques de almacenamiento y distribución. El servicio se extiende hasta las aldeas de: Santa Lucía, Casas Viejas, El Chilar, El Barreal, Ojo de Agua. El sistema no cuenta con planta de tratamiento de agua potable, por lo que el único tratamiento que se le da al agua es la clorificación. Todas las viviendas tienen medidor. El servicio es administrado por la municipalidad, quien a su vez se encarga de dar el mantenimiento del servicio y establece el valor del canon. El proyecto no tiene servicio continuo, ya que el servicio sólo llega durante 4 horas al día ( de 6:00 am a 10:00 am ); el motivo de este racionamiento se debe al costo de mantenimiento de las bombas. 1.6.2 Sistema de drenajes El desfogue del sistema de drenaje municipal, se realiza a la vertiente del río Guastatoya, previo tratamiento parcial que se efectúa en dos plantas de tratamiento. En la parte sur de la ciudad hay una pequeña planta que trata las aguas servidas del barrio Las Joyas antes de descargar en el río, otra situada al nor – oeste de la ciudad, detrás del cementerio nuevo. Esta planta concentra la mayor parte de los drenajes de la ciudad, sedimenta y oxida las aguas ( laguna de oxidación ), antes de verterlas al río. 7 Actualmente se encuentra en estudio el proyecto de construir pozos de absorción, para dar un tratamiento más profundo a las aguas servidas. Es conveniente hacer notar que Guastatoya es de los pocos municipios de la región que cuenta con un tratamiento de aguas servidas, que aunque sea primario ayuda a disminuir la contaminación de los ríos de nuestro país. 1.6.3 Servicios de salud El municipio de Guastatoya cuenta con las instalaciones de un hospital tipo A, el cual tiene todos los servicios necesarios para atender a la población a nivel departamental. Además cuenta con clínicas privadas, en donde se brinda atención especial a pacientes. a) Hospital General b) Delegación del IGSS c) Clínicas privadas 1.6.4 Servicios de educación Para la educación preprimaria, primaria, secundaria ( básicos ) y diversificado, en la ciudad de Guastatoya existen varios centros educativos, dentro de los cuales se tienen oficiales y privados. a) Instituto de educación primaria y secundaria b) Escuela Nacional Tipo Federal c) Instituto de Artes Industriales d) Institutos privados de educación primaria, básicos y diversificado 8 Otros servicios: a) Estación de ferrocarril b) Mercado municipal c) Salón Municipal de usos múltiples d) Iglesias evangélicas e) Iglesia católica f) Oficina de Correos y Telégrafos g) Central telefónica h) Organizaciones no gubernamentales i) Cementerio municipal j) Banrural y Banco G y T Continental 1.7 Normas que regulan el diseño de lotificaciones 1.7.1 Ley forestal (Decreto Número 101-96, Resolución 4-23-97) Esta ley fue creada con base en los recursos forestales, ya que constituyen el desarrollo fundamental económico y social de Guatemala; es por eso que para deforestar un terreno debemos regirnos en el Artículo 46 de la Ley Forestal y del Artículo 32 de su Reglamento, los cuales literalmente dicen: Artículo 46. Cambio de Cobertura. Para toda área cubierta con bosque de una extensión mayor a una hectárea, cuya cobertura se propone cambiar por otra no forestal el interesado deberá presentar para su aprobación al INAB un estudio suscrito por técnico o profesional debidamente registrado en éste, que asegure de que la tierra con bosque no es de vocación forestal. Podrá autorizarse el cambio de cobertura en tierras de vocación forestal, mediante solicitud acompañada de un Plan de Manejo Agrícola que asegure 9 que la tierra con cobertura forestal es apta para una producción agrícola económica sostenida. Los productos forestales de cualquier naturaleza que resultaren de la operación del cambio autorizado de uso de la tierra, podrán ser utilizados o comercializados por el usuario. A su elección, pagará al Fondo Forestal Privativo o reforestará un área igual a la trasformada, conforme a lo que establece el reglamento. Artículo 32. Licencias para cambio de uso. Para toda operación de cambio de uso forestal a usos no forestales, el INAB autorizará, cuando proceda, licencias de aprovechamiento, para lo cual el interesado deberá presentar: a) Solicitud que contenga, como mínimo, las generales del propietario del terreno, lugar para recibir notificaciones, carta de solicitud y la firma debidamente autenticada. b) Certificación del Registro de la Propiedad Inmueble que acredite la propiedad del bien, indicando las anotaciones y gravámenes que contiene. En caso de que la propiedad no esté inscrita en el Registro de la Propiedad, se podrá aceptar otro documento legalmente válido. c) Plan de aprovechamiento, que contenga como mínimo la siguiente información: localización, áreas por intervenir, volúmenes por extraer y especies. d) Estudio de factibilidad o justificación del proyecto, y anuencia de los propietario, cuando sea una obra de infraestructura de interés colectivo. 10 Para el caso donde el cambio de cobertura sea forestal, incluyendo bosques naturales sin manejo, a sus usos agropecuarios, el interesado deberá presentar además de lo contenido en el párrafo anterior. e) Estudio de capacidad de uso de la tierra basado en lo establecido en el capítulo ii de este reglamento. f) Plan de manejo agrícola de acuerdo al artículo 46 de la Ley Forestal. El interesado, a su elección pagará al Fondo Forestal Privativo o deforestará un área igual a la transformada. En el caso de que el interesado seleccione el pago el Fondo Forestal Privativo, el mismo tendrá que pagar el monto equivalente al costo de la deforestación del área sujeta a cambio de cobertura, monto que se establecerá por el INAB anualmente. En el caso de que el interesado seleccione la reforestación, ésta tendrá que ser igual al área transformada y deberá realizarse dentro del mismo municipio. 1.7.2 La ley de educación nacional (Decreto Número 12-91, Acuerdo Gubernativo 13-77) La Constitución Política de la República de Guatemala establece la obligación del Estado de proporcionar y facilitar educación a sus habitantes, en el Artículo 94 de la Ley de Educación Nacional establece para los dueños de lotificaciones lo siguiente: Artículo 94. Obligación de propietarios de lotificaciones. Los propietarios de lotificaciones en centros urbanos, suburbanos o rurales, otorgarán en propiedad al Estado, terreno suficiente y adecuado para la construcción de edificios 11 escolares y áreas recreativas, de acuerdo con el porcentaje que fije el reglamento respectivo. 1.7.3 Ley nacional para el desarrollo de la cultura y deporte (Decreto 76-97) El Estado debe procurar el bienestar físico, mental y social así como velar por la elevación del nivel de vida contribuyendo al bienestar de la familia; es por eso que las personas que lotifiquen, quedan obligadas; según Artículo 212 de la Ley para el Desarrollo de la Cultura y Deporte a lo siguiente: Artículo 212. Áreas destinadas a construcción de instalaciones. Dentro del área de toda lotificación o parcelamiento urbano o rural, deberán destinarse obligadamente áreas de terrenos suficientes y apropiados para la construcción de instalaciones y campos deportivos, designando los propietarios de dichas áreas la persona o personas jurídicas responsables de su utilización y mantenimiento. La extensión de tales terrenos será proporcional al área por lotificarse o parcelarse. Se determinará atendiendo a la densidad de la población que dicha área comprenda, y no podrá ser menos del cinco por ciento (5%), ni exceder del diez por ciento (10%) del área habitada para lotificarse. Las autoridades encargadas de autorizar las lotificaciones o parcelamientos exigirán, previamente de aprobar los planos respectivos, que se cumplan las disposiciones del párrafo anterior. Las personas, entidades o empresas lotificadoras o parceladoras podrán en lugar de construir las instalaciones y campos deportivos, traspasar gratuitamente a favor del Estado los mencionados terrenos, con la finalidad y uso exclusivo para tales instalaciones deportivas o recreativas, sin cuyo 12 requisito no se autorizarán las lotificaciones o parcelamientos. Un reglamento especial desarrollará todo lo relativo a este artículo. Queda prohibido al Registro de la Propiedad inscribir cualquier operación relacionada con parcelamientos o lotificaciones, sin que haya cumplido con lo establecido en este artículo, por parte de la entidad obligada. Asimismo, la Municipalidad del municipio respectivo no deberá autorizar la construcción en terrenos destinados par la construcción de instalaciones y campos deportivos, de cualquier otro tipo de construcción. 1.7.4 Código de salud (Decreto 90-97) La Constitución Política de la República reconoce que el goce de la salud es un derecho fundamental del ser humano sin discriminación alguna; es por eso que estipula para las urbanizaciones y las viviendas en los artículos 109 y 110 lo siguiente: Artículo 109. Aprobación previa. El Ministerio de Salud en coordinación con la Comisión Nacional de Medio Ambiente y a la corporación municipal correspondiente, deberán aprobar de acuerdo con los reglamentos y normas urbanísticas y sanitarias las solicitudes para la formación de nuevas urbanizaciones, extensión del área de las existentes e instalaciones de lugares de recreación o concurrencia del público, en el plazo establecido en los reglamentos respectivos. Artículo 110. Modificaciones o reparaciones. La Municipalidad, en coordinación con el Ministerio de Salud, podrá ordenar modificaciones o reparaciones a viviendas, edificios o construcciones deficientes, que representen riesgos para la vida y la salud de acuerdo con las disposiciones del reglamento 13 respectivo. Se prohíbe la construcción de viviendas y urbanizaciones en áreas declaradas de alto riesgo. 1.7.5 Ley de parcelamientos urbanos (Decreto 14-26) Esta ley fue creada con base en la escasez de vivienda que concurre en nuestro país, lo cual ha originado gran demanda de parcelas destinadas a la construcción de viviendas; por carencia de una legislación adecuada, el Estado crea esta ley y de esa manera normar y legislar las urbanizaciones; el Capítulo II correspondiente de los Parcelamientos Urbanos literalmente dice: Artículo 4. Las personas comprendidas en el Artículo 2 de esta ley deberán solicitar autorización a la municipalidad jurisdiccional, donde se encuentren el o los inmuebles destinados a ser parcelados. A toda solicitud de autorización deberán acompañar lo siguiente: a) Certificación de fecha reciente expedida por el Registro General de la Propiedad Inmueble correspondiente, haciendo constar la primera y la última inscripción de dominio, desmembraciones, gravámenes, anotaciones o limitaciones del inmueble que se pretenda parcelar. b) Testimonio de la escritura pública que establezca la personería con que actúa el solicitante, en su caso. c) Promesa formal de garantizar la construcción o el pago de las obras de urbanización y demás, que establezcan los reglamentos o disposiciones de la municipalidad respectiva. 14 d) Planos del parcelamiento urbano que contenga la distribución de los lotes, vías públicas o áreas de uso común y servicios públicos, debidamente acotados y en curvas a nivel, así como la localización del parcelamiento en relación con la cabecera municipal que se trate, marcando las vías de acceso y su ajuste a los planos reguladores. Los planos que se presenten deberán ceñirse a las condiciones y requisitos que establezcan los reglamentos o disposiciones de la municipalidad autorizante. Los planos deberán estar certificados por ingeniero colegiado. Una vez cumplidos lo requisitos anteriores, la municipalidad correspondiente acordará la autorización para llevar a cabo el parcelamiento, pero la venta de las fracciones de terreno se sujetará a nueva autorización. Artículo 5. Las ventas de fracciones de terreno sólo podrán efectuarse con la previa autorización municipal, y para ello se comprobará antes de entregarlas: a) Que las obras de urbanización que figuran en los planos aprobados, al concederse la autorización para el parcelamiento, se han realizado o que por lo menos se han ejecutado los trabajos de introducción de energía eléctrica, agua potable, y drenajes para cada lote y pavimento de las calles. En su defecto, deberá presentarse garantía suficiente a juicio de la municipalidad, de su realización o bien contratar con ésta la ejecución de los mismos. b) Que el propietario o gestor del parcelamiento ha fijado el precio de cada parcela de acuerdo con el valor de la totalidad del terreno, los 15 gastos de urbanización, la libre competencia y otros factores que sean aplicables. c) Que se ha efectuado la nueva declaración fiscal del o de los inmuebles que van a ser parcelados con base en la revalorización a que se refiere el inciso anterior, para los efectos fiscales y catastrales. d) Que han sido satisfechos todos los demás requisitos que establezcan los reglamentos municipales respectivos. Todos los trabajos que alude el inciso a) deberán realizarse de conformidad con las exigencias municipales para la zona en que esté ubicado y el tipo de parcelamiento que se trate. Artículo 6. La municipalidad que corresponda procederá de oficio a solicitar la inscripción en los registros correspondientes de las áreas que se hayan traspasado a la misma para uso común y servicios públicos, de conformidad con los reglamentos de la materia, y a solicitar en igual forma la cancelación de los registros de impuestos y contribuciones fiscales, y a cancelar de oficio los registros que se refieran al pago de tributos municipales. 1.7.6 Ley de protección y mejoramiento del medio ambiente (Decreto 68-86) La protección y mejoramiento del medio ambiente y los recursos naturales y culturales es fundamental para el logro de un desarrollo social y económico del país; es por eso que para cualquier tipo de proyecto que se vaya a realizar se debe presentar un estudio de impacto ambiental, lo cual se especifica en el Artículo 8 de esta ley, y se deberá tomar en cuenta para lotificaciones, y dice: 16 Artículo 8. Para todo proyecto, obra, industria o cualquier otra actividad que por sus características pueda 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. 1.8 Gabaritos en calles recomendados Según el reglamento de construcción, define el gabarito permisible y sus especificaciones en los siguientes artículos: Artículo 93. Para los efectos de este reglamento, se comprende por gabarito permisible al perfil límite hasta el cual, en el espacio aéreo, es permitido construir. Artículo 94. Corresponde a la municipalidad la ordenación urbana, fijando la alineación, línea de fachada, gabarito permisible, ochavos y rasantes de las calles, avenidas, parques, plazas en general, áreas de uso público que se encuentren dentro de su jurisdicción. Artículo 95. Para los efectos del artículo anterior, la oficina respectiva dentro de la organización municipal hará los estudios y determinación de las alineaciones, líneas de fachada, gabarito permisible, ochavos y rasantes, correspondientes a las diferentes zonas o sectores. Lo que será aprobado por el Consejo; los planos respectivos serán sancionados por el Alcalde e incorporados a El Reglamento como anexos del mismo. Artículo 100. En ningún caso, se permitirá la construcción de balcones o cualquier tipo de salientes que permitan el acceso a personas, fuera de la 17 alineación municipal, aunque sí puedan salir fuera del gabarito cuando no afecten la alineación y lo autorice La Oficina. 1.9 Dimensiones mínimas de lotes Las urbanizaciones residenciales de interés social se clasificarán en función de su uso y característica, según lo estipula El Reglamento de Urbanizaciones y Fraccionamientos, en el siguiente artículo: Artículo 6. Las notificaciones o parcelamientos, se clasifican atendiendo el uso y características que por su localización le fije la Sección de Urbanismo de la Municipalidad, en: residenciales, comerciales, residenciales y campestres son: a) Residenciales: aquellas cuyos lotes se destinan a las viviendas pueden subdividirse en: i) Residenciales Tipo A: Lote mínimo de 600 metros cuadrados y 20 metros del lado menor. ii) Residenciales Tipo B: Lote mínimo de 160 metros cuadrados y 8 metros del lado menor. b) Comerciales residenciales: cuando se permite la construcción intensiva de tiendas y bazares sin limitar la construcción de viviendas; lote mínimo de 160 metros cuadrados y 8 metros de lado. c) Campestre: cuando se destinan a pequeñas granjas con un área por parcela no menor de diez mil metros cuadrados, ni lado menor de 60 metros. El proyecto debe diseñarse en forma que permita una adecuada adaptación futura a barrios residenciales. 18 1.10 Métodos topográficos usados en lotificaciones Los levantamientos topográficos son aquellos que abarcan superficies reducidas, es decir, desprecian la curvatura de la tierra. La topografía estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra por medio de medidas, según los elementos del espacio; estos elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o bien, una distancia y un ángulo de elevación. A continuación, se describen los métodos para medir elevaciones, así como también distancias. 1.10.1 Altimetría En la altimetría, se tienen en cuenta las diferencias de elevaciones entre los diferentes puntos del terreno. En topografía y, en general, en geografía, se entiende por altura o altitud de un punto su elevación sobre la superficie del mar, supuestamente en reposo, es decir, su altura sobre el nivel del mar, que es como ordinariamente se expresan las altitudes en topografía. Los métodos, para hallar las diferencias de nivel, se designan en general con el nombre de nivelación, y se clasifican en: a) Nivelación geométrica: consiste en medir directamente la diferencia de nivel entre dos puntos máximos. b) Nivelación trigonométrica: determina la diferencia de nivel mediante el cálculo de los ángulos cenitales observados y distancias; se aplica este procedimiento a extensiones bastante grandes. 19 c) Nivelación taquimétrica: trata de determinar puntos y ubicarlos planialtimétricamente, es decir que, además de darles cota, los ubica con coordenadas en el plano. d) Nivelación barométrica: consiste en calcular la diferencia de nivel entre dos puntos, en función de la diferencia de presión atmosférica observada en ambos. El más preciso de los cuatro métodos es el de nivelación geométrica y el menos exacto es el de nivelación barométrica. 1.10.2 Planimetría a) Medida con cinta: un terreno puede ser levantado por completo por medio de cinta solamente. En efecto, éste era el único método disponible antes de que se fabricaran los instrumentos goniométricos o para medir ángulos. En la actualidad, el equipo moderno hace que el método sea útil nuevamente. El procedimiento consiste en dividir una superficie en una serie de triángulos y medir los lados de cada uno. En el caso de áreas pequeñas, se selecciona como vértice principal uno de los vértices del terreno y se mide el perímetro y las distancias a todos los demás vértices. Cuando se trata de terrenos mayores, es mejor establecer un punto central y medir el perímetro y radiar líneas desde el centro a los vértices; el terreno podrá representarse y determinarse el área a través de estos datos. b) 20 b) Medida con brújula: siguen los mismos los levantamientos topográficos con brújula procedimientos que se mencionan en levantamientos con cinta; en éste existe la diferencia de que todos los ángulos deberán referirse a la línea norte-sur, determinada por el meridiano magnético. c) Medida con teodolito: los teodolitos no son sino goniómetros que consta de limbo horizontal, brújula y anteojo de gran alcance. Su principal finalidad es la de medir los ángulos horizontales con mayor precisión que con las brújulas, porque están provistos de nonio. Cuando tiene limbo vertical y anteojo distancio-métrico, para medir distancias indirectamente, se denominan teodolitos taquimétricos. Cuando se utilizan teodolitos simples, los procedimientos usados para efectuar levantamientos planimétricos son iguales a los descritos al tratar los levantamientos con brújula, lo cual permite mediciones más exactas. i) Por conservación de azimut: éste es el mejor sistema, y se emplea mucho en levantamientos en donde hay que situar un gran número de detalles, por observaciones lineales y angulares, y por su versatilidad hace que sea más ventajoso. Cualquier error de cierre se deduce inmediatamente de la diferencia entre la observación inicial y final, tomadas a lo largo de la primera alineación. 21 El azimut de la alineación inicial, o primer lado de la poligonal, puede referirse al meridiano verdadero o a una dirección convencional cualquiera. ii) Por ángulos exteriores: éste método es semejante al de conservación de azimut, excepto que en la visual de espalda en cada estación hacia la estación anterior se toma el nonio puesto en cero. Se gira el anteojo alrededor del eje vertical; se mira a la estación siguiente y con el mismo nonio se lee el ángulo descrito por el anteojo en sentido positivo a las agujas del reloj. Este método se emplea principalmente, cuando hay que tomar muchos detalles desde cada vértice del polígono. iii) Por ángulos interiores: Este método tiene su principal aplicación en los levantamientos de planos topográficos, en cuanto se refiere al trabajo de campo. Se coloca en cero el nonio en cada estación y se dirige una visual a la estación anterior. Se gira después el anteojo alrededor del eje vertical, hasta visar la estación siguiente, y se lee el ángulo interior así formado. La libreta de campo puede llevarse en forma de croquis con los ángulos y distancias. Se comprueban los ángulos sabiendo que, en un polígono de “ n “ lados, la suma de los ángulos interiores es igual a ( n - 2) 180°. 22 1.10 Elaboración de planos de registro para el Registro de la Propiedad En Guatemala, para la presentación del plano en el Registro de la Propiedad, hay que regirse bajo los artículos 43 y 44 capítulo IV de la Ley de Agrimensura, que textualmente dicen: Artículo 43. En todo expediente de medida, se agregará un plano en papel tela de calcar y solo podrá usarse papel enlienzado, cuando tenga que hacerse un plano lavado. En el plano, se consignarán los mojones y las colindancias con sus nombres; el de los terrenos, si los tuvieren, y el de sus propietarios. Los detalles topográficos que sirvan de referencia (ríos, caminos, lagunas, depresiones, cotas, etc.); las proyecciones de los meridianos (astronómico y magnético); las escalas (gráfica y numérica) y una leyenda que exprese el nombre del terreno; el del propietario interesado, la jurisdicción municipal y el departamento en que esté ubicado; el área métrica y su equivalente en la que sirva de base al título, la fecha y la firma del Ingeniero. Artículo 44. En el dibujo y lavado del plano, se observarán las siguientes reglas: 1. Las veredas, caminos y carreteras se presentarán por una sola línea o por dos paralelas de puntos o de trazos discontinuos, según su importancia. 2. Las vías férreas por un trazo continuo, cruzando con pequeñas perpendiculares a cortas distancias y equidistantes; y en lo que respecta a las reservas, sean éstas forestales o de la Nación y al excedente del 10% de que trata el artículo 14 de la Ley Agraria, se precisarán debidamente según los casos, en la forma que sea más apropiada y con su respectiva especificación. 23 3. Las aguas se representarán con líneas continuas de color azul que configuren sus orillas o, si se quiere, por una serie de paralelas, adelgazando y separando las líneas, tanto más cuando más se alejen de las orillas. Se puede también llenar la superficie con un lavado del mismo color, desvaneciendo hacia el medio. Los pantanos se representarán con líneas paralelas continuas o interrumpidas. 4. Los edificios se representarán con sus proyecciones horizontales de color negro o carmín. 5. Los linderos que no estuvieron constituidos por caminos o aguas, se representarán por una línea continua de color negro, o por signos que dan idea de la clase de cota que limita el terreno, que puede orlarse o lavarse en su interior. Para las líneas auxiliares, se usará el color rojo y serán punteados o de trazos discontinuos o continuos, según su importancia. Cuando ocurriere el caso de tener que presentar diversos límites de un solo terreno, se usarán colores diferentes. 6. Las curvas de nivel se trazarán de color sepia y a la equidistancia, que requiera la importancia y la calidad del trabajo sirviendo en general de norma, el número de metros que resulte de multiplicar por mil la escala decimal del plano. 7. Los cultivos, los bosques y la calidad del suelo se representarán por los signos convencionales más adecuados a su objeto o por la correspondiente leyenda. 24 8. Las escalas que deberán usarse son las siguientes: De 1 a 20 hectáreas...... 1:1,000 De 20 a 30 hectáreas...... 1:2,000 De 30 a 50 hectáreas...... 1:5,000 De 50 a 1,000 hectáreas...... 1:10,000 De 1,000 a 10,000 hectáreas...... 1:20,000 De 10,000 a 50,000 hectáreas...... 1:40,000 Para superficies menores o mayores de las consignadas, se usarán las escalas más convenientes para el objeto a que se destina; pero siempre divisibles por 2 ó por 5. Cuando haya de hacerse planos especiales o de lotificaciones, el ingeniero elegirá la escala que sea más apropiada pero siempre divisible por 2 ó por 5. En todo caso, la tela de calcar nunca será menor que las dimensiones de una hoja de papel sellado. 9. En cuanto a la rotulación, se tendrá presente que debe ser clara, guardando relación el tamaño y carácter de la letra con la importancia de los objetos que designen. Los letreros relativos o poblados, lugares, edificios, etcétera, han de ser paralelos al lado inferior del cuadro y deben correr de izquierda a derecha. Los que se refieren a vías de comunicación y a corrientes de agua, se escribirán paralelamente a su dirección, de modo que puedan leerse sin volver la hoja del dibujo. Las colindancias, cordilleras, cañada, etcétera, se rotularán de izquierda a derecha paralelamente al lado inferior del recuadro o en la dirección más apropiada para llenar su objeto. 10. En todos los signos y trazos a que se refiere este artículo, se empleará tinta china o indeleble. 25 1.11 Resistencia de suelos a corte Dentro de ciertos límites, los suelos se comportan bajo la acción de las cargas como los materiales elásticos, aunque en algunos casos se producen deformaciones mayores que las normales, teniéndose que recurrir entonces a cálculos que tengan en cuenta la plasticidad del suelo. Una muestra de suelo sometida a un esfuerzo de corte tiende a producir un desplazamiento de las partículas entres sí o de una parte de la masa del suelo con respecto al resto del mismo. En el primer caso Fig. 1 (a), se dice que hay un disgregamiento de las partículas. En el segundo caso Fig. 1 (b), se dice que la masa se desliza a lo largo de ciertas líneas de rotura, o si la masa de suelo es plástica se produce lo que se denomina fluencia plástica Fig. 1 (c). Estos movimientos dentro de la masa de suelo tienden a ser contrarrestados por la llamada resistencia al corte del suelo. Figura 1. Movimientos de la masa de suelo 26 1.12.1 Prueba de compresión triaxial El estudio de la línea de resistencia intrínseca, o envolvente de Mohr, de los suelos puede llevarse a cabo por medio de la prueba de compresión triaxial. La prueba de comprensión triaxial se realiza envolviendo en una membrana impermeable un espécimen cilíndrico del suelo que se desea probar, cuyas bases quedan en contacto con cabezas sólidas provistas de piedras porosas, que sirven de filtro, están conectados a tubos delgados provistos de válvulas que permiten gobernar la salida o entradas de agua al espécimen. Dichos tubos de drenaje están conectados a una bureta graduada, mediante la cual se puede conocer el volumen de agua expulsado o absorbido por el suelo. La unión, entre la membrana y las cabezas, se ata con banda de hule para garantizar un sello hermético. Todo el conjunto queda encerrado en una cámara que se conecta a un tanque de agua a presión. La tapa superior de la cámara es atravesada por un vástago delgado, que pasa por un depósito de grasa a presión, el que evita las fugas de agua a lo largo de la pared del vástago y reduce a un mínimo de fricción de ésta contra la tapa. La prueba de comprensión triaxial puede ejecutarse de diferentes maneras: a) Prueba rápida o sin drenaje. En este caso, se aplica una presión de agua a la cámara que se transmite hidrostáticamente al espécimen, actuando sobre la membrana y las cabezas. Las válvulas de drenaje se cierran antes de aplicar la presión al agua, y permaneciendo cerradas, se comienza a cargar axialmente la muestra de suelo desde el exterior de la cámara, aplicando al vástago una carga creciente, hasta alcanzar 27 la falla, que generalmente se presenta a lo largo de un plano inclinado. Un micrómetro marca las deformaciones longitudinales del espécimen. b) Prueba rápida-consolidada. En este tipo de prueba, se aplica la presión al agua de la cámara y se abren las válvulas de drenaje del espécimen y permite que la presión de los fluidos de los poros, producida por el incremento de presión aplicada al espécimen, se disipe completamente, es decir, que se permite la consolidación total de la probeta de suelo bajo la presión aplicada exteriormente. La observación de las deformaciones longitudinales mediante el micrómetro y del volumen de agua expulsada que se registra en la bureta graduada a través del tiempo (figura 4) suministran datos para trazar la curva de consolidación correspondiente e identificar el tiempo en el que se ha logrado la totalidad de la consolidación primaria, que se tratará más adelante en el capítulo correspondiente. Una vez alcanzado el 100% de consolidación primaria, se procede a cerrar las válvulas de drenaje y a incrementar el esfuerzo axial, aplicando carga al vástago hasta hacer fallar la probeta. Mientras que en la prueba rápida o sin drenaje el contenido de agua del espécimen de suelo permanece constante, en la rápida consolidada cambia dicho contenido de agua, porque se permite la salida de los fluidos (agua y gases), durante el proceso de consolidación bajo la presión lateral. c) Prueba lenta. De igual manera que en la prueba anterior, en la prueba triaxial lenta se permite la consolidación completa del suelo bajo la presión de la cámara, pero las válvulas de drenaje no se cierran al 28 aplicar la carga axial sobre el vástago. Además, la aplicación de la mencionada carga axial se hace en incrementos pequeños colocados a intervalos de tiempo suficientemente largos, para garantizar que la presión de poro generada por el incremento anterior se disipe de manera completa antes de aplicar el siguiente. En estas condiciones, puede decirse prácticamente que los esfuerzos aplicados exteriormente a la probeta son siempre esfuerzos efectivos o íntergranulares, ya que la presión de poro puede considerarse nula durante todo el proceso. d) Prueba gigante. En esta prueba triaxial, se emplean especímenes de15cm de diámetro y una relación de esbeltez de 2.5 a 3. Esta prueba tiene por objeto ensayar agregados gruesos como gravas, arenas o mezclas de ellos; el procedimiento de prueba es igual a los ya explicados. 1.12.2 Criterio de Mohr-Coulomb de falla La resistencia de un suelo se puede definir, en función de los esfuerzos desarrollados en el máximo de la curva esfuerzo deformación (punto P de la Fig. 2). La Fig. 3, muestra un método para representar la resistencia. Los datos proceden de las 6 probetas triaxiales, cada una con una presión de confinamiento diferente, sobre una mezcla de grava y arena. 29 Figura 2. Resultado de una prueba de compresión triaxial En primer lugar, se han dibujado los círculos de Mohr, para representar los estados de esfuerzos en los puntos máximos de las curvas esfuerzo-deformación. Los subíndices f indican que el estado es de falla o rotura. A continuación, se traza una línea tangente a los círculos de Mohr. Esta línea se denomina envolvente de Mohr, en honor a Otto Mohr, puede entenderse por las siguientes consideraciones. 30 Figura 3. Envolvente de Mohr de una mezcla de arena y grava 1. Si el círculo de Mohr para un determinado estado de esfuerzos queda totalmente por debajo de la envolvente, el suelo será estable para ese estado de esfuerzos. 2. Si el círculo de Mohr es tangente a la envolvente, se habrá alcanzado la resistencia máxima del suelo en un determinado plano a través del mismo. Este caso se muestra en la Fig. 4; el estado de límites de esfuerzos se ha alcanzado en un plano que forma un ángulo φcr con el plano sobre el cual actúa el esfuerzo principal mayor. Este plano se denomina plano de falla. Los esfuerzos sobre este plano se designan por σff y τff, esfuerzos normal y tangencial respectivamente sobre el plano de falla en el estado de falla. 31 3. No es posible mantener en el interior de un suelo un estado de esfuerzos, cuyo círculo de correspondiente a ese suelo. Mohr corte a la envolvente Cualquier intento de imponer ese estado de esfuerzos daría lugar a deformaciones ilimitadas, es decir, a la falla. Figura 4. Esfuerzos de falla La envolvente de Mohr puede escribirse en forma funcional de la manera siguiente: τff = f(σff) La envolvente de Mohr aparece en la Fig. 5 y es una curva. Esto suele suceder en suelos granulares, en pruebas con una amplia gama de precisiones de confinamiento. 32 Las razones de esta divergencia, respecto al comportamiento friccional puro, se han comentado anteriormente. Sin embargo, para la mayoría de los cálculos referentes a la estabilidad de una masa de suelo, es necesario utilizar una envolvente que sea una recta. De esta forma, la resistencia se expresa por la ley de Mohr-Coulomb τff = c + σff tanφ Donde, C φ = cohesión u ordenada en el origen = ángulo de fricción o ángulo de resistencia al corte 1.12.3 Presión lateral de terreno La magnitud y distribución de las presiones de tierra son generalmente un problema indeterminado. Los verdaderos problemas de empuje de tierras son algo más que las cargas producidas por el suelo contra un muro de retención. El empuje de tierra no solamente depende del tipo de suelo, sino también es una función del material de la estructura de retención, de las cargas aplicadas sobre el relleno del muro de retención, de las condiciones del agua subterránea y de la magnitud de la flecha, que inevitablemente se produce en la estructura de retención. Las obras de ingeniería, como muros de retención, entibados de excavaciones, ataguías y tablestacados, tienen una función común, que es la de soportar lateralmente una masa de suelo. 33 Esta presión lateral recibe el nombre de empuje de tierras y se debe determinar lo mejor posible, antes de iniciar o diseñar un proyecto que sea adecuado a tal efecto. Un elemento de suelo, a una profundidad “ h “, se puede deformar verticalmente por efecto de la carga, pero no se puede expandir lateralmente, porque está confinado por el mismo suelo bajo las mismas condiciones de carga. Esto es equivalente a que el suelo estuviera colocado contra un muro inmóvil y sin fricción. A una condición igual a la descrita, se le podría llamar empuje de tierras en reposo. Este empuje está representada por: Po = Ko c h Donde, Po = Empuje de tierras en reposo Ko = Coeficiente del empuje de tierras en reposo σ = Peso unitario del suelo h = Profundidad del punto analizado Si el muro que se describía anteriormente, se desplazara como se muestra en la Fig. 5, se tendría el caso de empujes de tierra activo. 34 Figura 5. Empuje de tierras activo En este caso, como es evidente que las partículas de suelo han sufrido una expansión. Un análisis podría indicar que la superficie de fallas es aproximadamente un plano que forma un ángulo de 45 + φ/2, con el plano horizontal como se muestra. En este caso, el empuje a una profundidad “ h “ se representa por: Pa = Ka σ h Por otro lado, si la pared se mueve como se muestra en la Fig. 8, se tiene el caso pasivo de empuje de tierras. En este caso, las partículas de suelo han sufrido una compresión. Un análisis podría indicar que la superficie de falla es aproximadamente un plano a 45 - φ/2, con el plano horizontal. 35 Figura 6. Empuje de tierras pasivo En este caso, el empuje a profundidad “ h “ se representa por: Pp = Kp σ h Donde, Pp = Empuje pasivo de tierras. Kp = Coeficiente del empuje pasivo de tierras. El estado activo y el estado pasivo, constituyen los estados límites del equilibrio. Todo estado intermedio, inclusive el estado de reposo, se denomina estado de equilibrio elástico. Es imposible obtener una determinación exacta de la intensidad de la presión o empuje del suelo. Hay muchos factores no determinables que influyen en su comportamiento y que están íntimamente ligados en el análisis de un muro para 36 obtener las correctas presiones a las que estará sometido éste, durante el tiempo que dure la estructura. Tratando la masa de suelo como un material ideal, es posible obtener una solución que se aproxime a la realidad y, por lo mismo, poder diseñar una estructura estable sin llegar al sobre diseño. En todas las teorías de presiones de tierra, los factores importantes son el ángulo de fricción interna y el peso unitario. 1.12.4 Teoría de Rankine El escocés W.J.M. Rankine presentó su teoría en 1857; básicamente Rankine propone que la estabilidad de una masa granular sea tratada por medio de la teoría matemática de la estabilidad friccional solamente, sin recurrir a suposiciones ni artificios. Sin embargo, para otro tipo de suelo la teoría es sólo aproximada. Rankine, supone estas condiciones: 1. Suelo isotrópico y homogéneo 2. La superficie de falla es un plano 3. No hay fricción entre suelo y muro 4. La masa que falla actúa como un cuerpo rígido 5. La dirección del empuje es paralela al talud del terreno 6. El talud se prolonga indefinidamente 7. Considera al suelo sin cohesión C = 0 8. Considera al suelo en un estado de equilibrio plástico Para el caso de empujes activos, según la teoría de Rankine, se tiene: Pa = Ka σ H2 / 2 37 Donde, Pa = Empuje activo de tierras. σ = Peso unitario del suelo. H = Altura del muro. Ka = Coeficiente de empuje activo. El coeficiente de presión activa depende únicamente de φ y β Ka = cosβ cosβ - √(cos2β - cos2φ) cosβ + √(cos2β - cos2φ) Donde, β = Ángulo del talud del terreno. φ = Ángulo de fricción interna. Análogamente en el caso de empujes pasivos, se puede expresar el empuje en la forma siguiente: Pp = Kp σ H2 / 2 Donde, Pp = Empuje pasivo de tierras. Kp = Coeficiente de empuje pasivo. 38 Al igual que el coeficiente de empujes activos, el coeficiente de empujes pasivos solamente depende de φ y β Kp = cosβ cosβ + √(cos2β - cos2φ) cosβ - √(cos2β - cos2φ) Algunos diseñadores usan la presión hidrostática que producirá un fluido imaginario, cuyo peso específico fuera σf que se llama peso específico equivalente. A esta forma de hallar los empujes se le llama equivalente líquida o equivalente fluida. Esto no es más que la modificación de la fórmula de Rankine, en la que: σf = Ka σ ó σf = Kp σ 1.12.5 Teoría de Coulomb La primera teoría racional de empujes de tierra fue presentada por el francés C.A. Coulomb en 1776. Básicamente Coulomb supone en su teoría las siguientes premisas: 1. El suelo es isotrópico y homogéneo. 2. La superficie de ruptura es un plano. Coulomb reconoció que esto no es cierto, pero facilita enormemente los cálculos sin alejarse mucho de la realidad. 39 3. Las fuerzas de fricción están distribuidas uniformemente a lo largo del plano de ruptura y supone un coeficiente de fricción. 4. La cuña de rupturas es un cuerpo rígido. 5. Existen las fuerzas de fricción entre suelo y muro. 6. La falla es un problema tridimensional. Para el caso pasivo, la teoría de Coulomb presenta la siguiente expresión general del empuje Pa = Ka σ H2 / 2 Donde, Pa = Empuje activo de tierras σ = Peso unitario del suelo H = Altura del muro Ka = Coeficiente de empuje activo El coeficiente del empuje activo de tierras tiene la siguiente forma que depende de φ, α, β, δ y es independiente de σ y H. Ka = sen2(α + φ) sen2α sen(α-δ) [1 + √((sen(δ+φ) sen(φ-β)) / (sen(α-δ) sen(α+β)))] 2 40 Donde, α = Ángulo del paramento del muro con la horizontal φ = Ángulo de fricción interna del suelo retenido δ = Ángulo de fricción externa β = Ángulo del talud del suelo Para el caso de empujes pasivos, se tiene la forma general: Pp = Kp σ H2 / 2 Donde, Pp = Empuje pasivo de tierras Kp = Altura del muro El coeficiente de presión pasiva, al igual que el de presión activa, depende de φ, β, δ, α es independiente de σ, tiene la siguiente forma: Ka = sen2(α - φ) . . sen2αsen2(α+δ)[1-√((sen(δ+φ) sen(φ+β)) / (sen(α+δ)sen(α+β)))] 2 Donde, α = Ángulo del paramento del muro con la horizontal φ = Ángulo de fricción interna del suelo retenido δ = Ángulo de fricción externa β = Ángulo del talud del suelo 41 1.12.6 Muros de gravedad y en voladizo a) Muros de gravedad Los muros de gravedad son muros que resisten el empuje de la tierra por su propio peso. Se construyen de piedra, mampostería o concreto masivo, que son materiales que pueden resistir esfuerzos de compresión y de corte, pero muy poco esfuerzo de tensión o tracción, de manera que el diseño debe atender principalmente que no haya o evitar en lo posible los esfuerzos de tensión. Al diseñar un muro de gravedad, el ingeniero debe asegurar que no se producirá la falla de éste. Desplazamiento de varios centímetros no suelen tener importancia, siempre que se asegure que no se producirán repentinamente desplazamientos más grandes. Por eso, el método de análisis y de diseño de un muro de gravedad suele consistir en analizar las condiciones que existirían en una condición de falla, e introducir convenientes factores de seguridad para evitar la falla. El muro de gravedad suele utilizarse para formar la pared permanente de una excavación, siempre y cuando las condiciones de espacio hagan impracticable el formar un talud. En otros tiempos, se utilizó mucho el muro de mampostería. Actualmente, la mayoría de estos muros son de concreto, aunque no quiere decir que la mampostería esté desechada. 42 b) Muros en voladizo Este es un muro de concreto reforzado. Utiliza la acción del voladizo para sostener masas de suelo sobre su talón. Estructuralmente es una viga ancha que soporta el empuje de tierras, que aumenta uniformemente hasta un valor máximo en el punto de empotramiento. La nomenclatura usada en estos muros se le ha dado nombres comunes por las distintas partes que forman la geometría del muro de retención; a continuación serán identificados, Fig. 7. Figura 7. Términos utilizados en un muro en voladizo La base o losa de base, llamada también zapata, es la parte del muro donde descansa el peso del muro. 43 La cortina es el muro propiamente dicho. La cara del muro es cada una de las partes superficies expuestas, tanto la cara frontal, como la cara posterior, que es donde descansa el suelo retenido. El dedo es la parte de la losa de base que se extiende, a partir de la cara frontal de la cortina hacia el frente del muro. El talón es la parte de la losa de base que se extiende desde la cara posterior de la cortina hacia atrás del muro, dentro del relleno. Los términos dedo y talón son también usados para designar el extremo hacia delante y hacia atrás de la losa de base, respectivamente. Cuando no es suficiente la fuerza resistente, para proveer una estabilidad adecuada al muro, es muy común construir un diente por debajo de la losa de base, y se introduce dentro del subsuelo, lo que incrementa la longitud del plano que provee la presión pasiva. 44 2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL 2.1 Diseño de lotificación 2.1.1 Levantamiento del polígono general El levantamiento topográfico se realizó con equipo proporcionado por la institución PLAN INTERNACIONAL, que es la agencia interesada en realizar el trazo de la lotificación. El levantamiento consistió, primeramente, en la medición total del terreno por medio de una poligonal cerrada, y se obtuvieron todos los datos necesarios para poder realizar el calculo del área total del terreno que posteriormente sería dividido en lotes. En los anexos, se presenta la libreta topográfica y el cálculo del área. Después de la medición del polígono, se precedió a realizar la nivelación para poder dibujar un plano topográfico, el cual contiene información de la topografía y accidentes del terreno; dicho plano es necesario para interpretar las curvas a nivel. El trabajo de campo, como es el levantamiento planimétrico y levantamiento de altimetría, se traduce a través del trabajo de gabinete en un conjunto de planos, que ayudan a realizar el diseño, en este caso, el diseño y distribución de lotes, y ubicarlos en donde la pendiente no es muy grande, para que en la construcción no tenga muy elevado su costo. 45 En la libreta de campo, queda registrada toda la información del levantamiento; es muy importante que, cuando se realice el levantamiento, se anote toda la información que pueda servir para el diseño. Datos de la libreta de campo: 1. Identificación del lugar 2. Fecha 3. Objeto del levantamiento 4. Croquis Levantamiento planimétrico Tabla I. Libreta de levantamiento planimétrico ESTACIÒN P.O. AZIMUT D.H OBSERVACIONES E-0 E-1 282 ° 50 ′ 00 ″ 58.00 E-0, Norte con brújula E-1 Cerco 57 ° 00 ′ 00 ″ 142.00 Línea No.1 E-1 E-2 342 ° 50 ′ 00 ″ 22.15 E-2 Cerco 48 ° 50 ′ 00 ″ 146.40 E-2 E-3 342 ° 50 ′ 00 ″ 38.40 E-3 Cerco 40 ° 30 ′ 00 ″ 158.50 E-3 E-4 342 ° 50 ′ 00 ″ 67.20 E-4 Cerco 50 ° 20 ′ 00 ″ 147.50 E-4 E-5 17 ° 30 ′ 00 ″ 32.10 E-5 Cerco 36 ° 50 ′ 00 ″ 130.00 46 Línea No.2 Línea No.3 Línea No.4 Línea No.5 Donde: ESTACIÓN = Número de estación donde está ubicado el aparato P.O. = Número de estación que se está visando AZIMUT = Ángulo horizontal medido desde la ESTACIÓN al P.O. D.H. = Distancia horizontal desde la ESTACIÓN al P.O. Levantamiento de altimetría Tabla II. Libreta de levantamiento altimétrico Niveles de línea No.1, de E-1 ESTACIÓN VA AI – BM 2.04 102.04 PV COTAS 100.00 Cerco,000 3.99 98.05 020 3.41 98.63 040 2.42 99.62 060 3.82 98.22 080 1.42 100.62 100 1.38 100.66 120 1.42 100.62 Cerco,142.00 2.01 100.03 47 Niveles de línea No.2, de E-2 ESTACIÓN VA AI – BM 0.10 99.34 PV COTAS 99.24 Cerco,000 3.23 96.11 020 3.05 96.29 040 3.68 95.66 060 4.22 95.12 080 2.56 96.78 100 2.91 96.43 120 3.23 96.11 140 3.88 95.46 Cerco,146.00 3.96 95.38 Niveles de línea No.3, de E-3 ESTACIÓN VA AI BM 2.54 90.20 – PV COTAS 87.66 Cerco,000 0.81 89.39 020 1.61 88.59 040 1.24 88.96 060 0.82 89.38 080 2.17 88.03 100 3.80 86.40 PV 1.06 87.46 3.80 86.40 120 2.20 85.26 140 4.15 83.31 Cerco,158.50 0.15 87.31 48 Niveles de línea No.4, de E-4 ESTACIÓN BM VA 1.04 AI 79.75 – PV COTAS 78.71 Cerco,000 3.95 75.80 020 2.23 77.52 040 2.67 77.08 060 3.43 76.32 080 1.09 78.66 PV 1.53 80.19 1.09 78.66 100 2.50 77.69 120 2.83 77.36 140 3.78 76.41 Cerco,147.50 3.0 77.19 Niveles de línea No.5, de E-5 ESTACIÓN VA AI BM 0.24 778.95 – PV COTAS 78.71 Cerco,000 4.40 74.55 020 4.86 74.09 040 3.22 75.23 060 3.04 75.91 PV 1.42 77.33 3.04 75.91 080 4.28 73.05 100 2.24 75.09 120 4.14 73.19 Cerco,132.10 4.04 73.29 49 Donde: ESTACIÓN = Caminamiento donde se ha tomado una lectura VA ( + ) = Lectura en la mira sobre un punto de cota conocida AI = Altura de la línea de vista del aparato VF ( - ) = Lectura en la mira de un punto al frente del aparato COTAS = Altura de la estación 2.1.2 Diseño de distribución de lotes Para la distribución de lotes en la colonia Buena Vista, se tomaron en cuenta las normas que regulan el diseño de lotificaciones (paginas, 10-17), dentro de las que se indican las condiciones que debe cumplir la tierra para ser urbanizada para vivienda; se considera área factible de urbanización aquella que colinda con el área urbanizada, con características topográficas adecuadas. Considerando esta definición, se procedió al análisis para la distribución de lotes que ayudarán en gran manera a solucionar uno de los problemas; que no solo en Guastatoya, sino a nivel Nacional existe, que es la necesidad de la vivienda. Plan Internacional ha apoyado este proyecto, para que las familias que tienen niños afiliados, cuenten con terreno propio y así poder pensar en la construcción de una vivienda. Inicialmente se pensaba en distribuir sesenta lotes con área no menor de doscientos metros cuadrados. Según la topografía de los lotes, se tomó el criterio de asignar el área, como es el caso de lotes donde la pendiente era mayor al diez por ciento; el área del lote era más grande. 50 Se tomó en criterio de ubicar lotes donde no haya ninguna amenaza o peligro para las personas que vivan en ésta lotificación. Además de la distribución de lotes para la vivienda, se tomó en cuenta el área verde, área de recreación, así como el área para educación. Aprovechando que el terreno está situado al pie del cerro El Pinal, el área verde asignada es donde ya existen árboles o arbustos y que por las condiciones del terreno, que es muy quebrado, esto se asignará para éste recurso. El área de recreación asignada se ubicó al centro de la lotificación, para que todos los que vivan en la lotificación tengan fácil acceso; en este mismo lugar puede construirse una escuela de pre – primaria. A solicitud de Plan Internacional, el terreno se dividió en setenta y tres lotes con área mínima de doscientos metros cuadrados cada lote; se pensó en asentar a cincuenta y siete familias inmediatamente, a las cuales se les asignó de una vez su lote, con su respectiva escritura y plano de registro; quedó un sobrante de dieciséis lotes para ubicar a otras familias o para usarlos en proyectos de beneficio para la comunidad, por ejemplo la construcción de una escuela de pre – primaria, salón comunal, guardería, etc. 2.1.3 Diseño de eje de calles y gabaritos Tomando en cuenta la definición del sistema vial de las urbanizaciones, en la cual se describe el sistema vial, como al conjunto de áreas de circulación vehicular y peatonal entre áreas urbanas y que son exclusivamente áreas de uso público, ya que constituyen la base de colocación de la infraestructura y los servicios (ver anexo, gabaritos típicos). 51 Se realizó la distribución de calles y avenidas con ancho mínimo de seis metros más un metro de banqueta por lado (ver anexo, plano de distribución de calles). Se consideran las pendientes máximas de ocho por ciento, a excepción de la entrada en la primera avenida y segunda calle, en donde son casos críticos. En cuanto al diseño de los gabaritos de las calles vehiculares, se consideran los propuestos por las Normas de urbanización y construcción de vivienda de interés social o quinta categoría. 2.1.4 Amojonamiento El amojonamiento se realizó tomando en cuenta las especificaciones técnicas necesarias, para garantizar el respeto de los linderos de cada lote. Se colocaron mojones a los setenta y tres lotes con sus respectivas indicaciones, tal como se demuestra en el plano de distribución de lotes en el anexo. Después de colocados los trompos en los linderos, se procedió a tomar un hilo de cincuenta centímetros con dos estacas de madera de treinta centímetros de largo. Se amarran las estacas a los extremos del hilo y con una plomada se comprueba que el hilo pase por encima del clavo insertado en el trompo del lindero, luego con otro hilo y estacas se hace lo mismo en el otro sentido. Luego se realiza la excavación a una profundidad de treinta centímetros y diámetro de quince centímetros, se realiza la fundición del mojón con concreto proporción 1:2:3, se talla bien la superficie y se traza el punto del lindero, colocando nuevamente el hilo en los trompos insertados, y en la unión con plomo 52 se baja el punto. Este trabajo debe hacerse con especial cuidado para evitar errores. 2.2.1 Diseño de red de agua potable Siempre que se realiza un proyecto de lotificación, es necesario tomar en cuenta los servicios básicos para poder vivir en una lotificación, dentro de los cuales está el abastecimiento de agua potable, ya que sin este servicio seria casi imposible vivir en la lotificación. A través de Plan internacional, se hizo la solicitud de este servicio a la municipalidad de Guastatoya, que respondió que a corto plazo no podría atender la solicitud enviada, por lo que debía pensarse en otras opciones como: 1. Buscar fuente (nacimiento y conducirlo a la lotificación) 2. Perforación de pozo mecánico con tanque de almacenamiento elevado para la distribución. 3. Abastecimiento del servicio municipal. La opción No. 1 fue desechada, porque no se encontró ningún nacimiento cercano. La opción No. 2 es factible técnicamente, pero debido al costo de operación y mantenimiento del sistema, y considerando la situación económica de los beneficiados, no fue aceptada. La opción No 3 es factible técnica y económicamente, considerando que del sistema de abastecimiento de agua del municipio llega un ramal que va a servir a una colonia situada a 800 metros de distancia aproximadamente y está a una altura favorable. Se le recomienda al comité continuar con la gestión en la Municipalidad. 53 2.2.1 Levantamiento topográfico El levantamiento topográfico, consistió en altimetría, para obtener los datos necesarios, que permitirá calcular las cotas de los puntos en estudio, así como la planimetría para tener la dirección y la distancia de la tubería que se va a colocar. 2.2.2 Cálculo topográfico Se realizó el cálculo topográfico en gabinete, para obtener las cotas y coordenadas totales; con estos datos, se pudo trazar una planta que incluye la línea de bombeo y red de distribución. 2.2.3 Método de Hardy Cross para el diseño de circuitos cerrados El método de Cross es un método de tanteos, que consiste en suponer los caudales en todas las ramas de la red, y después se hace un balance de las pérdidas de carga calculadas. Para que los caudales de cada ramal del circuito sean los correctos, se habrá de cumplir con la condición de que todas las pérdidas de carga por cualquier ruta sean iguales. Este método sirve también para chequear las condiciones propuestas por el Ingeniero diseñador de la red. Generalmente es suficiente corregir los gastos, hasta que las modificaciones a estos gastos, sean menores del 5% de diferencia, que depende de la precisión del diseño. Los gastos originalmente asumidos no deben variar con esas correcciones en más del 10%, pues de lo contrario, es preferible ajustar el diseño con nuevos diámetros. 54 Aplicación del método 1. Definir los puntos de consumo y sus respectivos gastos o consumos. 2. Suponer los caudales iniciales para cada tramo, y verificar que se cumpla el principio de continuidad en cada nudo. 3. Establecer la distancia de cada tramo. 4. Asumir los diámetros, considerando la velocidad máxima en las tuberías, las presiones disponibles y las pérdidas de carga toleradas en la red. 5. Para cada tramo, se calcula la pérdida de carga por medio de la fórmula siguiente: Hf = (1743.811 * L * Q1.852 ) / (( D4.87 )*( C1.852 )) Donde: Hf = Pérdida de carga (m) L = Longitud del tramo (m) Q = Caudal ( lt/seg ) D = Diámetro de la tubería ( pulgadas ) C = Coeficiente de rugosidad de la tubería En el presente proyecto, se trabajará con tubo PVC, por lo que el coeficiente de rugosidad será de 140 ( C = 140 ) 55 6. Se suman las pérdidas de carga en cada circuito, en el sentido de las agujas del reloj, teniendo en cuenta la colocación correcta de los signos. La forma de comprobar es verificar si la suma de las pérdidas de carga es nula o casi nula, y si los caudales que provocan esta situación son los correctos. 7. Se suman los valores Hf/Q; a continuación se calcula la corrección de los caudales de cada circuito, así: Corrección = (Sumatoria Hf) / (-1.85* (Sumatoria ( Hf/Q)) 8. Se corrige el caudal de cada una de las tuberías, de la forma siguiente: Caudal corregido = Caudal - Corrección Para los casos en que una tubería pertenezca a dos circuitos, debe de aplicarse, como corrección al caudal supuesto en esta tubería, la diferencia de las dos correcciones. 9. Se continúa en forma análoga , hasta que los valores de las correcciones sean despreciables o los caudales corregidos no varíen en más del 5%. 2.2.4 Parámetros de diseño a) Población Para calcular el número de habitantes, se hizo por saturación; cinco punto cinco, habitantes por vivienda. 56 El número de viviendas por considerar es de cincuenta y siete, por lo que se calcula una población actual de cuatrocientos treinta y dos habitantes. b) Tasa de crecimiento Utilizando el método geométrico, se evaluó el crecimiento de la población que se va a servir, en el cual se observó que a nivel departamental la tasa de crecimiento es de dos punto veinticinco, por ciento por lo que se optó por tomar una tasa de crecimiento para el diseño de dos punto cinco por ciento. c) Período de diseño El período de diseño es el tiempo durante el cual el sistema funcionará eficientemente. Las estructuras y tuberías en acueductos están diseñadas en función del período de diseño. Los sistemas de agua potable normalmente se diseñan para períodos de veinte años, exceptuado el pozo, ya que la vida útil de una bomba sumergible es de diez años, por lo que se optó por tomar el período de diseño para las estructuras y tuberías de la línea de bombeo y red de distribución a veinte años. 57 d) Población futura Debido a que se optó como período de diseño veinte años, debe calcularse la población al final de este período, para que el sistema funcione eficientemente hasta finalizar el mismo. e) Dotación La dotación, se define como la cantidad de litros de agua que necesita una persona para satisfacer sus necesidades durante un día. La dotación está en función de varios factores: 1. Clima 2. Condiciones socioeconómicas 3. Nivel de vida 4. Tipo de sistema de abastecimiento 5. Costo del servicio al usuario 6. Presión de agua 7. Control de fugas Tomando en cuenta que el lugar donde está ubicada la lotificación es de clima cálido, pero que por otro lado los beneficiados con este proyecto son familias de escasos recursos económicos, y el tipo de sistema de abastecimiento es por bombeo, el costo de servicio por vivienda será elevado. Sin embargo, también debe considerarse que es una zona urbana y por tal motivo la dotación que se va a utilizar en el diseño, es de ciento cincuenta litros por habitante por día. 58 f) Caudal medio diario Es el máximo consumo de agua durante un día, que es igual al caudal medio diario por el factor de día máximo. El factor de día máximo varia de 1.2 a 1.5. Generalmente para los acueductos en Guatemala, se usa 1.3 y con el caudal de día máximo se diseña la tubería de la línea de conducción o bombeo. g) Caudal de hora máxima Es el máximo consumo, registrado en una hora del día, en el periodo de un año. Se obtiene multiplicando el caudal medio diario por el factor de hora máxima, la cual varia de 2.0 a 4.0 veces; el caudal medio diario, generalmente en Guatemala se diseña con un factor de hora máxima d 2.3. Este caudal se utiliza para el diseño del diámetro de las tuberías de la red de distribución. 2.2.5 Fórmulas por usar Cálculo de población futura Método geométrico Pf = Pa (1 + r)n Pf = 314 * ( 1 + .025 )20 Pf = 515 habitantes 59 Donde: Pf = Número de habitantes al final del período de diseño correspondiente Pa = Número de habitantes actuales r = Tasa de crecimiento geométrico ( en porcentaje ), determinada con base en censos de población, se obtiene utilizando esta misma fórmula. En este caso, se utilizarán las tazas de crecimiento rural del municipio, establecidas por el Instituto Nacional de Estadística. n = Período de diseño correspondiente, expresado en años. Al considerar este período, debe tomarse en cuenta el tiempo en que se supone que las obras estarán en servicio, trabajando eficientemente; además, debe sumársele el tiempo que transcurrirá desde el momento en que se hace el diseño , hasta que el sistema entre en servicio. Método aritmético Pf = TL + ( TL – TE) Tm – T1 T1 - Te 60 Donde: Pf = Población futura TL = Población dada por el último censo TE = Población dada por el penúltimo censo Tm= Fecha de estimación futura T1= Fecha del último censo Te = Fecha del penúltimo censo Caudal medio diario Qm = Dotación * # Habitantes * 1 día 86400 seg. Qm = 150 ( lt/hab/dia ) * 515 hab * 1 día 86400 seg. Qm = 0.89 lt / seg. Caudal de día máximo Qdm = Qm * factor de día máximo Qdm = 0.89 * 1.3 Qdm = 1.16 lt / seg. 61 La tubería de conducción deberá diseñarse con capacidad para transportar un caudal de 1.16 lt / seg. Caudal de hora máxima Qhm = Qm * factor de hora máxima Qhm = 0.89 * 2.5 Qhm = 2.23 lt / seg. A la salida del tanque de distribución, la tubería hacia la red de distribución deberá tener la capacidad de transportar un caudal de 2.23 lt / seg. 2.2.6 Pérdidas de carga, cotas piezométricas y presiones a) Pérdidas de carga Para definir las pérdidas de carga, se puede decir que son las bajas de presión dinámica en un sistema de agua, y se pueden dar por fricción en las tuberías, por el uso de accesorios en el sistema (Codos 90 grados, 45 grados, reducidores, TEE, adaptadores, etc.). Las pérdidas de carga en las tuberías van a depender del tipo de material con que se esté diseñando, es decir, que cada material tiene un coeficiente de rugosidad. Tipo de tubería C HG 100 PVC 140 62 b) Cotas piezométricas El cálculo de las cotas piezométricas es muy importante en acueductos, ya que por medio de éstas se puede determinar la presión disponible en determinado punto y en ésta se registran las pérdidas de carga. Las cota piezométrica al inicio de una estructura ( tanque de almacenamiento ) es igual a la cota a la salida de la estructura. La cota piezométrica, en un determinado punto, es igual a la cota inicial menos las pérdidas de carga ocurridas en el tramo. c) Presiones En los acueductos, se deben tomar muy en cuenta las presiones hidráulicas, ya que debido a sobrediseño las tuberías fallan, especialmente en las uniones. Según las normas recomendadas por el BID y adoptadas por UNEPAR, las presiones en las tuberías de línea de conducción deben diseñarse con el ochenta por ciento de la capacidad de presión y no debe sobrepasar los 90 m.c.a., ya que pueden fallar las coplas o uniones. En la red de distribución, no deben sobrepasar los 40 m.c.a., ya que pueden fallar los empaques de los accesorios (llaves de chorro, llaves de paso, contadores, etc.). Además la presión mínima a la entrada de una casa es de 10 m.c.a., un m.c.a. es igual a 1.422 PSI. 63 Las pérdidas de carga, las cotas piezométricas y las presiones están calculadas en el cuadro de diseño hidráulico y registradas en los planos del anexo. 2.2.7 Conexiones domiciliares Es la desviación del agua que viene del tubo de distribución hacia cada una de las viviendas. La desviación se hace por medio de una TEE con reducidor BUSHING de media pulgada, se conecta el tubo en el accesorio, y en el área de la banqueta se coloca una llave de paso, un medidor y una válvula de compuerta; todo esto debe ser protegido con una caja, que puede ser construida IN – SITU o fabricarla en planta, luego se ingresa a la vivienda para la distribución interna. Es recomendable que en proyectos en donde la fuente de abastecimiento es por bombeo mecánico, se instalen medidores (contadores) para tener control del uso del agua, y así la vida útil de la bomba sea la diseñada y el consumo de energía eléctrica sea menor. 2.2.8 Determinación del volumen de almacenamiento La determinación del volumen de almacenamiento se calcula en función de tres factores básicamente: 1. Compensar las variaciones del consumo diario, almacenar agua en horas de poco consumo. 2. Regular presiones en la red de distribución. 3. Almacenar agua para no interrumpir el servicio, si se hacen reparaciones en la bomba o línea de bombeo. 64 El método, para calcular el volumen de almacenamiento, consiste simplemente en tomar un porcentaje del caudal medio diario; este porcentaje varía de un treinta por ciento a un cien por ciento. Los porcentajes usados son de treinta y seis por ciento para sistemas por gravedad y un cincuenta por ciento para sistemas por bombeo. En este caso, por ser un sistema por bombeo, se utilizó un cincuenta por ciento de caudal medio diario. V= 0.5 * Dotación * No. hab. V= 0.5 * 150 lt / hab / día * 515 hab. V= 38,600 lt = 38.6 m3 En este caso en particular, se diseñará un tanque de almacenamiento con capacidad de 40 m3 . Resumen de bases de diseño Fuente: Pozo mecánico Sistema: Bombeo Tasa de crecimiento: 2.5% Población actual: 314 Habitantes Población futura: 15 Habitantes Período de diseño: 20 Años Dotación: 150 lt / hab /día Caudal medio diario ( Qm ): 0.89 lt / seg. Caudal de hora máxima (Qhm): 2.23 lt / seg. 65 Caudal de día máximo (Qdm): 1.16 lt / seg. Factor de hora máxima: 2.5 Factor de día máximo: 1.3 Volumen de tanque de almacenamiento: 2.2.9 40 M3 Diseño de tanque elevado Datos: Capacidad = 40 m3 Altura de la torre = 16 m. Tabla III. Datos de tanque elevado ELEMENTO TECHO FORMA ALTURA DIÁMETRO INCLINACIÓN (m) (m) CÓNICA 0.45 3.50 CUERPO CILÍNDRICA 4.00 3.50 FONDO 1.00 3.50 CÓNICA DETALLES DE LA TORRE Altura = 16 m Separación de columnas adyacentes = 4.50 m Separación de columnas dirección diagonal = 6.37 m Longitud de riostras horizontales = Variable Longitud de arriostres diagonales = Variable 66 1/8 ¼ DETALLES DE LA CIMENTACIÓN Losa continua con agujero en el centro. Profundidad de cimentación = 1.40 (asumida) DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES Acero de estructural fy = 36 ksi Acero de refuerzo fy = 2810 kg/cm2 Concreto fc = 281 kg/cm2 DETALLE DE CARGAS Acero = 490 Lbs/pie3 Concreto = 150 Lbs/pie3 Suelo = 100 Lbs/pie3 Agua = 62.4 Lbs/pie3 VALOR SOPORTE DEL SUELO VS = 12.0 Toneladas / m2 DISEÑO PARA SISMO Fórmula: V = ZIKCWS Fórmula básica: V = CW Donde: V = Fuerza total de corte en la base de la estructura Z = Factor de zona y depende del grado de sismicidad en la región 67 Para zona de daño mayor: Z =1.00 (es la que usaremos) I = Importancia de la estructura Para estructuras normales I = 1.00 K = Factor de tipo de estructura y depende de su geometría y sistema de construcción. Para torres K = 3.00 Usaremos K = 2.50 para tanques llenos C = Aceleración espectral de la masa entre la gravedad Fórmula: C = Sa / g Donde: Sa = Seudo aceleración = Sa = 4 f2 s g = Gravedad f = Frecuencia S = Valor del desplazamiento máximo Para fines prácticos C = 1 / (15 ( T )1/2 ) 68 Donde: T = 0.05 hn / ( D )1/2 Hn = Altura del nivel n del edificio (pies) Chequeo C debe ser menor o igual a 0.12 T = 0.10N D = Dimensión del ancho efectivo del sistema estructural resistente a fuerzas horizontales, con dirección paralela a las fuerzas aplicadas ( pies ) W = Peso de la estructura W = mg M = Masa de la estructura S = Factor que toma en cuenta el caso de interacción suelo estructura, dada la resonancia que se produce, si los periodos de vibración del suelo y la estructura son similares, que varía entre 1 y 1.5 ( valor máximo ) S = 1.5 (máximo) Entonces: T = 0.05 x 18.00 x 3.28 / ( 4.50X3.28)1/2 = 0.768 C = 1 / (15 x ( 0.768 )1/2 ) = 0.076 CS = 0.076 x 1.50 = 0.114 KC = 2.50 x 0.076 = 0.190 69 Condiciones de chequeo CS debe ser menor o igual que 0.14 KC debe ser menor que 0.25 y mayor que 0.12 Observación Los valores calculados están dentro de los rangos permisibles. Entonces, la fuerza total de corte en la base es: V = 1.00 x 1.00 x 2.50 x 0.114 x W = 0.285 W VOLUMEN: Volumen = (( 3.14 x 3.502 ) / 4)( 4.00 – 0.15 )+(( 3.14 x 3.502 ) / 4)x( 1.00/3 ) = 40.25 m3 PESO Se asume un espesor de ¼ para todo el depósito W agua = 40.00 x 3.283 x 62.4 = 88080 Lbs 2 2 W tapa = (( 3.14 x 3.50 ) / 4)( 3.28 )(4.90)/(4x12) = 1060 Lbs W cuerpo = (3.14 x 3.50)(4.00)( 3.282 )(4.90)/(4x12) = 4830 Lbs W fondo = (( 3.14 x 3.502 ) / 4)( 3.282 )(4.90)/(4x12) = 1060 Lbs W accesorios = (asumido) = 300 Lbs W subtotal = 95330 Lbs W columnas = 4x16.00x3.28x28.55 = 5990 Lbs W breizas = 2450 Lbs = 40x3.20x3.28x3.65/.625 W miembros horizontales = 16x4.00x3.28x3.65 = 765 Lbs W subtotal = 9205 Lbs W total = 104,535 Lbs 70 Sen φ = 0.625 Cos φ = 0.781 Tan φ = 3.20/((3.50+4.50)/2) = 0.800 El peso que se transmite a cada columna W/ columna = 104,535/4 = 26,133 Lbs = 26.13 kips V sismo = 0.285x95330/1000 = 27.17 kips x 1.25 = 33.96 kips V sismo = 0.285x9205/1000 = 2.62 kips x 1.25 = 3.28 kips Total = 29.79 kips x 1.25 = 37.24 kips El esfuerzo de corte total es: V sismo = 37.24 kips M sismo = 33.96x18.00x3.28 =2005 kip-pie M sismo = 3.28x18.00x3.28 = 86 kip-pie =2091 kip-pie El momento total que se produce es: M sismo = 2091 kip-pie Separación a ejes columnas adyacentes = 4.50x3.28 = 14.76 pies Separación columnas en dirección diagonal = 14.76/0.707 = 20.88 pies Analizando en dirección XX y YY 71 V marco = 37.24/2 =18.62 kip M marco = 2091/2 =1045 kip-pie Reacción en la base = R = 1045/14.76 = 70.80 kip T = C = 70.80 kips ( en columnas ) T = 20.61 kips ( en diagonales ) C = 18.62 kips ( en horizontales ) V pernos = 18.62 kips Analizando en dirección XY ( diagonal ) V1 = 37.24/2 = 18.62 kips V marco = 0.707x18.62 = 13.16 kips M marco = (2091/2)0.707 = 739 kips-pie T = C = 2 x 50.07 = 100.14 kips ( en columnas ) T = 14.56 kips ( en diagonales ) C = 13.16 kips ( en horizontales ) V pernos = 18.62 kips DISEÑO DE COLUMNAS Es crítica la compresión C = 100.14 + 26.13 = 126.27 kips L = 3.20m = 10.20 pies = 125.96 pulgadas Ensayando con tubo de diámetro = 8 pulgadas (Standard) A = 8.40 pulg2 r = 2.94 pulg 72 k menor o igual que 1.00, donde kl/r = 1.00x125.95/2.94 = 42.84, se aproxima a 43 Fa = 18.95x1.33 = 25.20 ksi fa = 126.27/8.40 = 15.03 menor o igual que Fa = 25.20 ksi Ensayando con tubo de diámetro = 6 pulgadas (Standard) A = 5.28 pulg2 R = 2.25 pulg kl/r = 1.00x125.95/2.25 = 55.98, se aproxima a 56 Fa = 17.81x1.33 = 23.69 ksi fa = 126.27/5.58 = 22.63 menor o igual que Fa = 23.69 ksi Se usará tubo de 6 pulgadas en columnas DISEÑO DE MIEMBROS DIAGONALES T = 20.61 kips L = 5.52 m = 18.11 pies = 271.34 pulgadas L/r menor o igual a 240 Donde r menor o igual a 217.34/240 = 0.91 pulgadas Ft = 0.60x36.00 = 22.00x1.33 = 29.35 ksi At = 20.61/29.33 = 0.70 pulg2 Ensayando con tubo de diámetro = 2 pulgadas (Standard) A = 1.07 pulg2 r = 0.787pulg L/r = 217.34/0.787 = 276 73 Rango de L/r, menor 240 y mayor 300, por lo que es aceptable Aunque se encuentra sobre diseñado, lo aceptamos para tener mejor rigidez en la torre. Se usará un tubo de 2 pulgadas de diámetro en los tirantes. DISEÑO DE MIEMBROS HORIZONTALES C = 18.62 kips L = 4.30 m = 14.10 pies = 169.25 pulgadas kl/r debe ser menor o igual que 200 k = 1.00 r debe ser mayor o igual 1.00 x 169.25/200 = 0.85 Ensayando con tubo de diámetro = 3 pulgadas (Standard) A = 2.23 pulg2 r = 1.16 pulg kl/r = 1.00x169.25/1.16 = 145.91 se aproxima a 146 Fa = 7.01x1.33 = 9.32 ksi fa = 18.62/2.23 = 8.35 menor o igual que Fa = 9.32 ksi Se usará tubo de 3 pulgadas en riostras horizontales DISEÑO DE PERNOS DE ANCLAJE T = 100.14 - 26.13 T/perno = 74.01/8 V = 74.01 kips = 9.25 kips = 18.62 kips V/perno = 18.62/8 = 2.33 kips Usando 8 pernos de 1 pulgada de diámetro ( A307 ) 74 At = 0.606 Av = 0.785 fv = 2.33/0.785 = 2.97 es menor o igual que, F v = 10.00 f = 9.25/0.606 =15.26 es menor o igual que, F t = 20.00 = 28.00 - 1.6(2.97) = 23.25 es menor o igual que, F t = 20.00 t Ftv Se usarán 8 pernos de 1 pulgada de diámetro (A307) en la base tw = 5/16” Placa de 12” x 12” x 1” Tw = ((0.707x5/16) (18) (3.14) (6.625)) = 82.77 kip es mayor al que está sometida la estructura, por lo tanto tw = 5/16” M pl = (( 40% x 74.01 ) ( 3.00 )) 70% = 62.17 kip – pulgada T = ( 6x62.17/(27x12))1/2 = 1.07 “ = 1.00” f p = 126.27/(12)2 = 0.88 menor o igual que F p = 0.25x4000 = 1.00 ksi DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN P = 104.54 kips M = 2091/1.25 = 1673 k-pie = 231.85 T-m M ad = 29.79 x 1.40 /2.2 M total = 231.85 + 18.96 = 47.52 Toneladas = 18.96 T-m = 250.81 T-m A = 36.00 m2 I = 145.50 m4 S = 44.77 m3 P stc = ( 1.6x0.80 + 2.4x0.60) ( 36.00 ) = 97.92 T ME = ( 97.92 + 47.52 ) ( 6.50/2 ) = 472.68 T-m FS V = 472.68/250.81 = 1.88 mayor que 1.50 FS d = ( 0.4 ( 97.92 + 47.52 ))/ 13.54 = 4.30 mayor que 1.50 75 Presión: A = (472.68 – 250.81 ) / ( 97.92 + 47.52 ) = 1.53 m P mayor o igual que 2 ( 97.92 +47.52 ) /3x1.53x6.50 = 9.75 El resultado es menor al valor soporte del suelo ( 12.00 ) Cimentación de 6.50 x 6.50 x 0.60, con agujero de 2.50 x 2.50m Armado en losa: P = 1.7 (9.75 –2.40x0.60 – 1.6x0.8) = 11.95 T/m2 M volteo = 11.95 x 1.002 /2 M lc = 5.98 T-m/m = (11.95 x 4.502 / 8) – 5.98 = 24.27 T-m/m Si en 2.00 m, b = 2.00 m y d = 0.50 m As = 19.38 cm2 A s (min) = 24.00 cm2 Se coloca No. 6 a cada 0.25 m en 2 camas Armado en pedestales: Mu = 1.7 ( 29.79/2.2 ) ( 0.80 ) = 18.42 T-m A s = 14.26 cm2 x 4 = 57.06 cm2 Vu = ( 1.7 x 29.79/2.2 ) (1000 ) / 0.85x60x52.46 = 8.60 menor que 8.83 Se usa No.3 a cada 0.15 b = 60 cm d = 60 – ( 5 + 1.27 + 2.54/2) = 52.46 cm Sección de 0.60 x 0.60 12 No.8 y estribos No. 3 a cada 0.15 m 76 RESUMEN CLOLUMNAS Tubo de 6 pulgadas ( Acero ) RIOSTRAS HORIZONTALES Tubo de 3 pulgadas ( Acero ) TIRANTES DIAGONALES Tubo de 2 pulgadas ( Acero ) PLACA De 12” x 12” x 1” ( Acero ) PERNOS EN LA BASE 8 de 1” (A307) CIMIENTO 6.50 x 6.50 x 0.60 con agujero de 2.50 x 2.50 ARMADURA EN LOSA No. 6 a cada 0.25 m en 2 camas ARMADURA EN PEDESTALES 12 No.8 y estribos No. 3 a cada 0.15 m SECCIÓN DE PEDESTAL De 0.60 x 0.60 m. 77 2.2.10 Criterios para la determinación del lugar adecuado para la perforación de pozos Las características que se deben tomar en cuenta en un estudio, para determinar el potencial hidrogeológico de un lugar en particular con propósitos de perforación de pozo, se agrupan en dos áreas. La primera que se refiere a las características hidrológicas y morfométricas del sitio bajo estudio, y la segunda se refiere a las características geológicas del sitio en estudio. Para cada área existen distintas metodologías que se pueden emplear, que depende de varios factores, entre los cuales se puede mencionar: la disponibilidad de información, la disponibilidad de recursos para el estudio y el alcance del estudio. Se define que, para el estudio de las dos áreas identificadas, es necesario contar con análisis de gabinete y de reconocimientos de campo. Características hidrológicas y morfométricas: la hidrología estudia la ocurrencia, distribución, movimiento y propiedades del agua que se encuentra en la superficie de la tierra. Para su estudio, se analizan conjuntamente características de geología, climatología y meteorología La finalidad del análisis de la caracterización hidrológica será la de determinar los volúmenes de escorrentía o de infiltración, que se pueda dar en un sitio determinado a partir de los procesos de precipitación y de la evapotranspiración. Junto a estos aspectos, se debe analizar las características morfométricas de la cuenca, que contribuye en la escorrentía e infiltración a partir de la precipitación. 78 Es importante mencionar que la recarga de agua subterránea puede estar determinado, tanto por la contribución de la infiltración, como por contribución de estratos definidos por cuencas hidrogeológicas. Los factores que inciden en la infiltración y en la recarga natural de depósitos de agua subterránea se clasifican en dos grupos: uno que incluye el tamaño, la pendiente y otras características físicas de la cuenca, y el otro comprende las condiciones climáticas, las cuales varían gradualmente de estación a estación y de año en año. En cuanto a la precipitación, interesa conocer los volúmenes de precipitación mensual, a partir de datos registrados en el sitio de interés; este dato puede ser obtenido de alguna estación meteorológica o también derivado de un análisis de isoyetas, por interpolación de datos de estaciones meteorológicas cercanas al área de interés. La precipitación es el fenómeno de tipo discontinuo y su distribución, tanto en el espacio como en el tiempo es variable. La precipitación está íntimamente relacionada con la cantidad de agua útil para la recarga en los acuíferos, a través de las condiciones geológicas sobre la cuenca que permiten su infiltración, así como el aporte en las corrientes superficiales , que por las condiciones topográficas de la cuenca drenan en un sistema de ríos. Una lluvia moderada de larga duración favorece la infiltración, mientras que las lluvias intensas saturan muy rápidamente el suelo, y gran parte de éstas se pierden en escorrentía superficial. En el análisis de las características morfométricas, se deberán conocer las condiciones topográficas que caracterizan el tipo de terreno, el tipo de vegetación, así como sus rasgos de cubierta de vegetación. 79 Se deben identificar los factores que contribuyen a la infiltración, como las pendientes de las laderas, el tamaño de la cuenca de contribución superficial, el tipo de cubierta vegetal, que son importantes para poder deducir el coeficiente de escurrimiento de la cuenca que contribuye al escurrimiento o infiltración del área de estudio. Estos factores proporcionan los elementos necesarios para determinar el tipo de recarga del agua subterránea. Por ejemplo, las áreas de regular extensión superficial dentro de una cuenca con bajas pendientes y tipo de vegetación espesa, contribuyen a una importante recarga de aguas subterráneas, cuyo proceso es diferente con condiciones de pendientes fuertes y tipo de vegetación, que no contribuye a la recarga. La evapotranspiración está conformada por la cantidad de la precipitación que se pierde al regresar a la atmósfera inmediatamente después de una tormenta de lluvia, y por el agua transpirada por medio de la vegetación. Este parámetro puede ser estimado por mediciones de evaporación en estaciones meteorológicas o derivado de fórmulas empíricas, en las cuales intervienen datos de precipitación y de temperatura. Los datos de temperatura, que intervienen en los métodos para calcular la evapotranspiración, pueden ser obtenidos por medio de interpolación de datos de temperatura o por medio de isotermas ya elaboradas. Escorrentía: los volúmenes de escurrimiento pueden ser determinados con base en registros de estaciones hidrométricas, por medio de interpolaciones de estaciones cercanas al área o utilizando los coeficientes de escorrentía determinados en otros estudios. Por medio de estos análisis, se pueden conocer las características del flujo como su cantidad, distribución, variabilidad y su influencia en la capacidad de almacenamiento. 80 Al final, combinando los parámetros de precipitación, evapotranspiración y escorrentía, se puede obtener el balance hidrológico hasta el punto de interés en el cual se refleja el volumen de agua precipitada, el volumen de agua que se descuenta por evapotranspiración y el volumen de agua que escurre por la cuenca; el restante es el potencial de agua que se infiltra en la zona de estudio. Es importante hacer un inventario de manantiales, para poder estimar y correlacionar junto al estudio de geología el potencial de aguas derivado de manantiales, los cuales pueden ser originadas por aguas jóvenes, es decir, derivadas de lluvias estacionales o por afloramientos de aguas subterráneas de mayor edad. Es importante, entonces, identificar los manantiales continuos o efímeros. Los manantiales son fuentes importantes de agua subterránea, que en su mayoría son utilizados por las diferentes comunidades, como fuente de agua para su abastecimiento. a) Inventario de pozos Consiste en la recopilación de información de campo, que reúne toda la información relacionada con la existencia de pozos, su localización, profundidad de perforación, profundidad al nivel del agua, caudal promedio, diámetro encamisado y descripción litológica de las formaciones geológicas encontrados al perforar. Esta actividad es importante, ya que permite obtener información valiosa que pueda ser utilizada en realizar correlaciones respecto a datos hidrogeológicos como nivel estático y dinámico de los pozos, unidades geológicas presentes, características de bombeo, potencial de agua almacenada, etc. 81 b) Geología La investigación de la geología es importante para conocer el marco en el que se realiza la circulación y almacenamiento del agua subterránea. Se presenta la geología superficial y los perfiles que definen las diferentes unidades geológicas, determinadas con el auxilio de la estratigrafía, así como una presentación general de los procesos tectónicos. Posteriormente se realiza su interrelación de las propiedades hidrogeológicas de las rocas, como la permeabilidad y su capacidad de almacenamiento. Para esta actividad, se debe recopilar información como mapas de geología general, fotografías aéreas y mapas hipsométricos, mapas con información morfométrica, mapas topográficos, información de fallas y fracturas, y también se realiza una correlación con la información proveniente del inventario de pozos existentes en el área, lo cual fue mencionado anteriormente. Es importante identificar el tipo de estratigrafía, así como el buzamiento (dirección) de la misma, ya que el patrón de circulación de agua subterránea está definida por estas circunstancias. En esta parte del estudio, puede ser que se determine que las cuencas hidrográficas no siempre coinciden con las cuencas hidrogeológicas, debido a la presencia de rocas que no permiten con facilidad el paso del agua, a la topografía del terreno, a la forma en que se encuentran dispuestas las formaciones rocosas en el subsuelo y a las alteraciones en la estructura de la corteza terrestre. 82 El estudio geológico de una cuenca o de una región empieza con trabajos de campo, para determinar los tipos de roca que en ella existen y la forma y tamaño de las capas de roca y de las relaciones de éstas entre sí. Las unidades hidrogeológicas básicamente se clasifican por ser impermeables, más o menos permeables y permeables. Los parámetros hidrogeológicos como la trasmisividad y los coeficientes de almacenamiento se determinan con información de uno o más pozos de observación. El caudal específico se determina relacionando el caudal de bombeo contra la fluctuación del nivel freático; esta información se puede analizar siempre que existan pozos en el área con información disponible para el análisis. c) Recarga La recarga de las aguas subterráneas puede darse a través de medios naturales o artificiales; la mayor parte de la recarga del agua subterránea proviene de las precipitaciones. Una forma de estimar la recarga de un acuífero es por medio de las aguas en régimen de avenidas, las cuales son desviadas al terreno en donde se empantanan en charcos, hasta que se infiltran en el subsuelo, es decir, en partes bajas de las cuencas y con pendientes bastante suaves. Un acuífero se define como una unidad o estrato, donde se puede obtener agua con fines utilitarios, es decir, que una unidad geológica saturada, capaz de suministrar agua a pozos y manantiales, los que 83 a su vez sirven como fuentes prácticas de almacenamiento del líquido. d) Métodos geofísicos En un estudio hidrogeológico, se hace uso frecuente de los métodos geofísicos, debido a que proporcionan información rápida y eficaz, siempre y cuando los estudios sean debidamente planificados. De acuerdo con las condiciones de aplicación, se distinguen las investigaciones geofísicas terrestres, superficiales y las investigaciones geofísicas en los pozos geofísicos de sondeo. Las investigaciones geofísicas superficiales, exploración eléctrica, sísmica, gravimetría, etc., se efectúan sobre la superficie terrestre, tomando como base un plano horizontal de referencia y se utilizan con el objetivo de llegar a comprender, en mejor forma, las condiciones hidrogeológicas que pueden presentar los yacimientos de aguas subterráneas. Las investigaciones geofísicas forman una rama de la geofísica aplicada, que ha sido desarrollada para el estudio y reconocimiento de la tierra para fines prácticos, aprovechando los diferentes contrastes de las propiedades físicas, densidad, conductividad, magnetismo, etc. En la geofísica aplicada a la exploración de aguas subterráneas, se han empleado los métodos eléctricos (sondeos eléctricos verticales), resistividad, sísmica de reflexión y refracción, gravimetría y magnético. 84 El método de resistividad es el más usado en investigaciones de agua subterránea. Este método está basado en la medida de la variación de un parámetro físico de las rocas, la conductividad eléctrica, que es la aptitud o capacidad de conducir la corriente eléctrica. En lo que respecta a la investigación gravimétrica, el objetivo fundamental de su aplicación en el estudio de aguas subterráneas es el de evaluar, desde el punto de vista regional, las estructuras geológicas en el subsuelo que podrían delimitar una cuenca, y a su vez obtener un conocimiento más exacto de la geotectónica del área estudiada. La serie de elementos mencionados anteriormente en su conjunto pueden proporcionar información, para determinar el sitio más adecuado para la perforación, el nivel freático, la profundidad aproximada del pozo, el material que el pozo debe atravesar y los parámetros hidrogeológicos del pozo. Debido a la falta de la información de pozos existentes cercanos o de investigaciones geofísicas mencionadas anteriormente, la certeza de las conclusiones para recomendar un sitio conveniente se limita grandemente, y el marco de referencia para darlas también se limita a estudios superficiales y a la experiencia del investigador. 2.3 Diseño de muro de retención El diseño de muro de retención se realizó para apoyar al barrio El Calvario del municipio de Guastatoya; para poder realizarlo, se tuvo que hacer una investigación preliminar del lugar, en la cual se obtuvieron datos para proceder al diseño. 85 2.3.1 Obtención de muestra para ensayo triaxial Se procedió a obtener la muestra inalterada del suelo, que consistió en hacer una excavación de 0.80 m de profundidad y luego se corto un trozo de suelo de 0.30 x 0.30 x 0.30 m, para después cubrirla con parafina, y así evitar pérdidas de humedad y se empaco cuidadosamente para el envío a laboratorio. 2.3.2 Diseño Se realizará el diseño de un muro de retención en voladizo, para lo cual se asumen los siguientes datos. Datos: φ = 30 ° Pc = 150 lb/pie3 Ps = 100 lb/pie3 μ = 0.57 H = 6.00 m Sc = 200 lb/pie3 VS = 3000 lb/pie3 Donde: φ = Ángulo de fricción interna del suelo retenido Pc = Peso del concreto Ps = Peso del suelo H = Altura 86 Dimensionamiento: Figura 8. Dimensionamiento de muro de retención Base B = 0.5 x H = 0.5 x 6.00 = 3.00 m = 9.84 pie B/3 = 3.00 / 3 = 1.00 = 3.28 pie H/10 = 6.00/10 = 0.60 = 1.97 pie H/12 = 6.00/12 = 0.50 = 1.64 pie Factores de Rankine El empuje activo KA= (1 - sen 30)/(1 + sen 30) = 0.33 El empuje activo KP= (1 + sen 30)/(1 + sen 30) = 3.00 Cálculo de fuerzas y momentos Fa = (1/12) x 100 x (21.32)2 x 0.33 2 = 7499.95 lb Fp = (1/2) x 100 x (3.28) x 3 =1613.76 lb Fsc = 200 x 21.32 x 0.33 =1407.14 lb 87 Momentos: M volteo = (7499.95 x (21.32/3)) + (1407.14 x (21.32/2) = 68300 lb -pie M Fp = 1613.76 x (3.28/3) = 1764.38 lb - pie Momento estabilizador: Fig. ÁREA (Pie2) Operación 1 0.66 x 19.68 = 12.99 2 1.64 x 10.33 = 16.94 3 ½ x (1.31 x 19.38) = 12.89 4 ½ x (1.31 x 19.38) = 12.89 5 5.90 x 19.68 = 116.11 6 2.46 x (3.28 – 1.64) = 4.03 200 x (10.33–0.66–2.46) = 1442 lb/Pie2 Sobrecarga Tabla IV. Cálculo de momentos FIG ÁREA 2 PESO 3 W BRAZO MOMENTOS (Pies ) (Lb/Pie ) (lb) (Pie) (lb-Pie) 1 12.99 120 660.00 2.79 5436.32 2 16.94 150 1611.00 5.17 13136.97 3 12.89 150 724.50 3.56 6883.26 4 12.89 150 2263.50 3.99 7714.67 5 116.11 120 6826.80 7.38 85689.18 6 4.03 120 148.80 1.23 495.69 7 7.21 200 1442.00 6.73 9704.66 ΣW =21816.50 lb 88 ΣM = 129060.75 lb-pie Chequeos: 1. Volteo: F.S = 1.5 F.Svolteo = (129060 + 1764.38) / 68299.54 = 1.92 Es mayor que 1.5, entonces si chequea por volteo. 2. Deslizamiento: F.S = 1.5 F.SDeslizamiento = (0.57 x 21812.50) / (7499.95+1407.12-1613.76) = 1.70 Es mayor que 1.5, entonces si chequea. 3. Presiones: a = 129060.75 +1764.38 – 68299.54 = 2.87 pie 21812.50 3 x a = 3 x 2.87 = 8.61 pie p max = (2 x P)/(3 x a) = (2 x 21812.50)/(3 x 2.87) = 5066.78 lb/Pie2 Po = 5066.78 x (8.61 – 2.46) / 8.61 = 3020 lb/Pie2 El valor soporte del suelo es de 3000 lb/Pie2 y la presión ejercida por la estructura al suelo es de 3020, por lo que se concluye que como la diferencia es mínima si chequea. Figura 9. Esfuerzos desde el punto M 89 Refuerzo de cortina: Figura 10. Esfuerzos en la cortina desde el punto M MM = FA (L/3) + FSC (L/2) Mm = (7499 x (19.68/3)) + (1407.12 x (19.68/2)) = 63039.50 lb-pie El momento último: MU = 63039.50 x 1.7 = 107167.15 lb-pie Calculando el refuerzo: A S min = (200/Fy) x b x d Donde: d = 1.97 pie x 12” – 3.15” – ½” = 19.99 = 20 pie b = 1 pie = 12” A S min = (200/40000) x 12 x 20 = 1.20 plg2 MU = θ (AS Fy (d- (AS Fy / (1.7 x F’C x b)))) 107167.15 x 12 = 0.9 x (AS x 40000 x (20 - AS x 40000/(1.7 x 3000 x 12)))) 90 Despejando AS y resolviendo la ecuación, se obtienen 2 valores AS 1 = 28.69 plg2 AS 2 = 1.90 plg2 Distribución del refuerzo: AS min = 1.20 plg2, entonces se usarán 2 #7 a cada 0.30m. Acero adicional = 1.90 – 1.20 = 0.70, entonces 1#8 a cada 0.30m. Figura 11. Refuerzo de la cortina 91 Refuerzo en el punto N Figura 12. Distribución de esfuerzos FA = (1/2) x (9.84)2 = 1597.62 lb. FSC = 200 x (9.84) x 0.33 = 649.44 lb. Figura 13. Distribución de esfuerzos desde el punto N 92 MU = 1.7 x 1597.623 x (9.84/3) + 1.7 x (649.44 x 9.84/2) MU = 14340.25 lb. Figura 14. Ubicación del punto N 1.31/19.68 = X/9.84, entonces X = 0.66 pie. Por tanto: 0.66 +0.66 = 1.32 d = 1.32 x 12 – 3.15 – ½ = 12.20 plg. AS min = (200/40000(12.20 – (AS x 40000)/(1.7 x 3000 x12)))) 14340.25 x 12 = 0.90 (AS x 40000 (12.20 – (AS x 40000)/(1.7 x 3000 x 12)))) Despejando la AS y resolviendo la ecuación, se obtienen dos valores AS 1 = 18.27 plg2 AS 1 = 0.40 plg2 Distribución del refuerzo: AS min = 0.73 plg2, entonces se usarán 1 #8 a cada 0.30m. 93 CONCLUSIONES 1. Con la presencia de la Unidad de E.P.S de la facultad de Ingeniería, al municipio de Guastatoya, Plan Internacional logró culminar un proyecto de mucho beneficio para cincuenta y siete familias, que necesitaban de un lote para poder construir su vivienda. 2. En el diseño de la lotificación, se llenaron las expectativas por parte de Plan Internacional y de todos los beneficiarios. 3. El Ejercicio Profesional Supervisado sirvió de mucho apoyo técnico a Plan Internacional, y a la vez permitió que se pusieran en práctica los conocimientos adquiridos durante la formación académica del futuro profesional. 4. Con la colaboración prestada a Plan Internacional, se pudo notar que el apoyo de la Institución no es solamente la de proporcionar apoyo económico y técnico a las comunidades, sino también capacitarlos y orientarlos para que ellos mismos, con su organización tengan la capacidad de gestionar cualquier proyecto que sea necesario en la comunidad. 5. El abastecimiento de agua es difícil de realizar por bombeo eléctrico, debido al alto costo para la operación y mantenimiento, ya que las condiciones económicas de los beneficiados son muy precarias, por lo que la comunidad deberá continuar los trámites ante la Municipalidad para obtener el servicio de agua municipal. 94 RECOMENDACIONES 1. Para que la lotificación cuente con todos los servicios básicos ( agua potable, drenajes sanitarios, energía eléctrica, construcción de calles, etc. ), el Comité Promejoramiento con el apoyo de Plan Internacional, deben gestionar ante la Municipalidad e Instituciones de gobierno, para darle solución a estas necesidades. 2. Es necesario que las autoridades presten atención al comité del barrio El Calvario, para que les brinden el apoyo económico para construir el muro de retención, para evitar un derrumbe que provoque la pérdida de vidas humanas. 95 BIBLIOGRAFÍA 1. Ardón Garzaro, Erwin Stefano. Proyecto de ampliación del abastecimiento de agua potable, para la aldea agua caliente, municipio de San Antonio La Paz, departamento de El Progreso. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1984. 2. Beber Bouyssou de Lara, María Rebeca. Características de agua subterránea, su utilización en el Proyecto de abastecimiento y diseño del sistema de agua potable de la aldea Lo de Fuentes, Mixco. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1990. 3. Campos Duran, Alessandro Enrique. Mejoras en el sistema de abastecimiento de agua potable, construcción de una clínica comunal evaluación de una vía de acceso de la aldea Sinaneca Zacapa. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1995. 4. Copias del curso de Cimentaciones 1. Ing. Mario René de León, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, primer semestre de 1993. 5. Copias del curso Ingeniería Sanitaria 1. Ing. Francisco Campos Q., Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, primer semestre de 1992. 6. Corado Guzmán, Mario A. Guía de estudios para proyectos de ampliación y/o mejoramiento a sistemas de abastecimiento de agua potable del interior de la republica. Tesis Ing. Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1992. 96 7. De León Chávez, Edgar Rolando. Metodología para estudios hidrogeológicos en rocas volcánicas. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1989. 8. McCormac, Jack C. Topografía, Colombia: 1a. Edición, Editorial Dossat, S.A. 1981. 9. Ortiz López, Adolfo Daniel. Diseño del sistema de alcantarillado sanitario para las colonias Linda Vista y Nueva Vida en el municipio de Guastatoya departamento de El Progreso. Tesis Ing. Civil. Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1996. 10. Sánchez Ayala, Néstor Augusto. Urbanización de la colonia, Asociación de Ayuda Mutua de Empleados y Trabajadores Municipales. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1992. 11. Whitlow, Roy. Fundamentos de mecánica de suelos, México: 1ª. Edición, Editorial Continental, S.A. de C.V. 1994. 97 ANEXOS 98 99 100 PROYECTO: LOTIFICACION COLONIA BUENA VISTA MUNICIPIO: GUASTATOYA DEPARTAMENTO: EL PROGRESO EST. P.O. 11 12 12 0 23 227 18 291 42 296 56 301 151 25 143 156 57 151 154 46 239 79 245 231 27 216 345 DIST. HOR. (m) 00 28 0 00 30 0 00 00 00 00 30 0 00 00 00 50 0 00 00 00 00 00 00 00 15 0 00 00 23.00 57.49 227.47 1.00 18.00 19.05 291.50 6.50 42.00 32.60 296.00 1.00 56.00 45.76 301.00 1.00 151.50 56.30 25.00 2.50 143.00 29.30 156.00 23.10 57.83 1.00 151.00 39.00 154.00 100.50 46.00 1.00 239.00 32.50 79.00 4.50 245.00 102.30 231.00 30.00 27.25 17.25 216.00 1.00 345.00 18.00 330 0 0 327 30 0 330.00 36.00 327.50 105.00 LATITUDES NORTE SUR LONGITUDES ESTE OESTE COORDENADAS PARCIALES COMP TOTALES Y X Y X 0.737 0.676 -0.74 2.382 6.048 2.382 -6.05 0.438 0.899 0.438 -0.90 0.515 0.857 0.515 -0.857 1.057 17.633 2.266 -23.400 1.06 17.63 0.532 0.846 0.532 0.846 0.695 0.719 0.695 0.72 0.859 4.417 0.859 4.42 0.676 2.266 23.400 18.880 23.314 -18.880 -23.31 0.809 0.588 4.659 -0.809 17.387 -0.59 -4.66 17.387 101 52.82 -0.68 70.91 55.21 95.09 71.35 120.63 95.61 71.07 122.90 97.23 49.92 75.60 15.75 -74.74 16.45 -91.51 -73.88 -134.82 -110.39 -119.52 -135.63 -117.44 22.45 -0.74 28.33 16.40 50.13 27.43 88.05 49.28 114.90 89.11 105.68 124.29 115.74 143.18 187.21 143.90 159.34 191.63 66.57 136.02 74.46 65.98 61.91 -88.40 0.00 56.45 0.00 Tabla V, Cálculo de coordenadas totales 0 0 1 0 0.1 1 2 1 1.1 2 3 2 2.1 3 4 3 3.1 4 5 4 4.1 4 4.2 5 6 5 5.1 6 7 7 8 7 7.1 8 9 8 8.1 9 10 9 9.1 10 11 10 10.1 10 10.2 AZIMUT GRA ' " ANG PROYECTO: LOTIFICACION COLONIA BUENA VISTA MUNICIPIO: GUASTATOYA DEPARTAMENTO: EL PROGRESO POLIGONO REAL P.O. GRA 0.1 1.1 2.1 3.1 4.1 4.2 5.1 7.1 8.1 9.1 10.1 10.2 12 0.1 0.1 1.1 2.1 3.1 4.1 4.2 5.1 7.1 8.1 9.1 10.1 10.2 12 0.1 0 17 34 42 55 147 158 152 152 238 250 347 349 326 AZIMUT ' " ANG 3 4 21 6 0 0 34 39 8 40 39 0 57 0 39 0 10 0 10 0 23 0 21 0 53 0 17.05 34.35 42.00 55.58 147.14 158.65 152.95 152.65 238.17 250.17 347.38 349.35 326.88 DIST. HOR. (m) 58.45 19.55 32.64 48.28 30.55 27.52 61.92 103.94 65.44 74.45 18.65 29.55 104.71 COORDENADAS PARCIALES COMP Y X 55.881 16.141 24.259 27.293 -25.666 -25.635 -55.15 -92.329 -34.508 -25.242 18.196 29.041 87.719 -0.676 17.139 11.032 21.843 39.827 16.576 10.016 28.16 47.728 -55.606 -70.045 -4.071 -5.458 -57.187 -0.0737 TOTALES Y X -0.676 55.205 71.346 95.605 122.9 97.232 71.597 16.447 -75.882 -110.39 -135.63 -117.44 -88.395 -0.676 0 ÁREA = 31938,100 + 20302,03 2 ÁREA = 26,120,06 m2 102 Y*X -0.737 16.402 1514.493 27.434 3515.716 49.277 8518.884 89.105 12987.984 105.681 11253.826 115.742 10302.951 143.902 3151.739 191.630 -10321.773 136.024 -7283.422 65.979 -8396.706 61.908 6629.262 56.450 65.147 -0.737 0 0 Sumatoria = ÁREA = Sumatoria de ( Y * X ) + Sumatoria de( X * Y ) 2 PRODUCTOS CRUZADOS 31938.100 X*Y 1170.216 2622.826 6056.043 8663.857 7566.443 1903.609 -10919.572 -21154.036 -18449.207 7748.310 -5472.358 -38.160 0 -20302.030 Tabla VI. Cálculo de área EST. PROYECTO: LOTIFICACION COLONIA BUENA VISTA MUNICIPIO: GUASTATOYA DEPARTAMENTO: EL PROGRESO Tabla VII. Planilla de lotes LOTE ÁREA USO LOTE 2 No. (m ) ÁREA USO 2 No. (m ) 1 238.27 Vivienda 37-A 316.55 Vivienda 2 235.83 Vivienda 38 269.89 Vivienda 3 234.76 Vivienda 39 260.01 Vivienda 4 211.26 Vivienda 40 269.90 Vivienda 5 257.24 Vivienda 41 265.81 Vivienda 6 239.49 Vivienda 42 279.44 Vivienda 7 219.72 Vivienda 43 261.97 Vivienda 8 233.90 Vivienda 44 275.70 Vivienda 9 221.94 Vivienda 45 244.34 Vivienda 10 269.45 Vivienda 46 277.93 Vivienda 11 219.58 Vivienda 47 277.90 Vivienda 12 249.02 Vivienda 48 289.00 Vivienda 13 227.69 Vivienda 49 281.72 Vivienda 14 231.94 Vivienda 50 308.48 Vivienda 15 240.84 Vivienda 51 271.88 Vivienda 16 234.90 Vivienda 52 268.49 Vivienda 17 322.22 Vivienda 53 269.06 Vivienda 18 323.87 Vivienda 54 269.77 Vivienda 19 300.73 Vivienda 55 264.68 Vivienda 20 271.22 Vivienda 56 268.73 Vivienda 21 277.02 Vivienda 57 283.84 Vivienda 22 301.20 Vivienda 58 281.29 Plan 23 311.94 Vivienda 59 283.23 Plan 24 331.82 Vivienda 60 265.19 Plan 25 343.48 Vivienda 61 271.96 Plan 26 312.30 Plan 62 260.92 Plan 27 293.70 Vivienda 63 274.82 Plan 28 312.36 Vivienda 64 273.36 Plan 29 289.11 Vivienda 65 266.10 Plan 30 287.09 Vivienda 66 250.98 Plan 31 284.54 Vivienda 67 256.81 Plan 32 Recreación 68 251.38 Plan 33 Recreación 69 233.80 Plan 34 Recreación 70 252.99 Plan 298.02 Vivienda 71 308.85 Plan 36 311.74 Vivienda 72 310.86 Plan 37 263.36 Plan 73 334.05 Tanque 35 NOTAS: 1, Los lotes 32,33 y 34, se destinaron para área recreativa 2, Los lotes 26, 37, 58 hasta 72 plan decidirá su uso, 3, El lote 73 se destinará para construcción de tanque elevado, 103 Tabla VIII. Iteraciones para diseño de agua (red alta) CIRCUITO I PRIMERA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) A C 77.62 -1.208 2.5 -0.239 C D 59.91 -0.713 2.0 -0.206 D B 73.42 -0.248 1.5 -0.145 A B 71.35 1.208 2.5 0.220 Suma -0.370 Hf/Q CORRECION 0.198 0.289 0.584 0.182 1.253 0.160 0.160 0.449 0.160 Q1 ( lt / seg ) -1.048 -0.553 0.201 1.368 CIRCUITO II PRIMERA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) D B 73.42 0.248 1.5 0.145 B E 59.85 0.960 2.0 0.357 E F 51.00 0.867 2.0 0.252 D F 49.29 -0.279 2.0 -0.030 Suma 0.724 Hf/Q CORRECION 0.584 0.372 0.290 0.107 1.353 -0.449 -0.289 -0.289 -0.289 Q1 ( lt / seg ) -0.201 0.671 0.578 -0.568 CIRCUITO I SEXTA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) A C 77.62 -1.110 2.5 -0.204 C D 59.91 -0.615 2.0 -0.156 D B 73.42 0.205 1.5 0.102 A B 71.35 1.306 2.5 0.254 Suma -0.004 Hf/Q CORRECION 0.184 0.253 0.497 0.194 1.129 0.002 0.002 0.006 0.002 Q1 ( lt / seg ) -1.108 -0.613 0.211 1.308 CIRCUITO II SEXTA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) D B 73.42 -0.205 1.5 -0.102 B E 59.85 0.605 2.0 0.152 E F 51.00 0.512 2.0 0.095 D F 49.29 -0.634 2.0 -0.136 Suma 0.008 104 Hf/Q CORRECION 0.497 0.251 0.185 0.215 1.149 -0.006 -0.004 -0.004 -0.004 Q1 ( lt / seg ) -0.211 0.601 0.508 -0.638 Tabla IX. Iteraciones para diseño de agua (red baja) CIRCUITO I PRIMERA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) G J 72.25 1.023 2 0.485 J K 47.85 0.930 2 0.269 K H 92.55 0.279 2 0.056 G H 57.51 -1.023 2 -0.386 Suma 0.424 Hf/Q CORRECION 0.4741 0.2892 0.2007 0.3773 1.3414 -0.1709 -0.1709 -0.0021 -0.1709 Q1 ( lt / seg ) 0.8521 0.7591 0.2769 -1.1939 CIRCUITO II PRIMERA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) K L 52.80 0.527 2 0.104 L I 97.75 0.341 2 0.086 I H 40.25 0.682 2 0.127 K H 92.55 -0.279 2 -0.056 Suma 0.261 Hf/Q CORRECION 0.197 0.252 0.187 0.201 0.837 -0.169 -0.169 -0.169 0.002 Q1 ( lt / seg ) 0.358 0.172 0.513 -0.277 CIRCUITO I SEXTA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) G J 72.25 0.841 2 0.337 J K 47.85 0.748 2 0.180 K H 92.55 0.103 2 0.009 G H 57.51 -1.205 2 -0.522 Suma 0.004 Hf/Q CORRECION 0.401 0.241 0.087 0.433 1.162 -0.002 -0.002 -0.007 -0.002 Q1 ( lt / seg ) 0.839 0.746 0.096 -1.207 CIRCUITO II SEXTA ITERACION TRAMO LONGITUD Q DIAMETRO Hf INICIAL FINAL (m) ( lt / seg ) (") (m) K L 52.80 0.521 2 0.101 L I 97.75 -0.047 2 -0.002 I H 40.25 0.294 2 0.027 K H 92.55 -0.485 2 -0.125 Suma 0.001 105 Hf/Q CORRECION 0.194 0.043 0.092 0.258 0.586 0.005 -0.001 -0.001 0.001 Q1 ( lt / seg ) 0.526 -0.048 0.293 -0.484 Tabla X. Cálculo de presiones y cotas piezométricas PUNTO COTA TERRENO PERDIDA DE CARGA DESDE A PRESION PRESION COTA DINAMICA ESTATICA PIEZOMETRICA ELEVACION DE TANQUE = 15,5 METROS ARRIBA DE A ELEVACION = 115 METROS A 99.50 0.00 15.50 15.50 115.00 B 98.08 0.25 16.67 16.92 114.75 C 92.35 0.20 22.45 22.65 114.80 D 89.53 0.36 25.11 25.47 114.64 E 94.80 0.40 19.80 20.20 114.60 F 90.59 0.50 23.91 24.41 114.50 G 84.31 1.17 29.52 30.69 113.83 H 82.83 1.69 30.48 32.17 113.31 I 78.95 1.72 34.33 36.05 113.28 J 69.70 1.51 43.79 45.30 113.49 K 67.60 1.69 45.71 47.40 113.31 L 69.27 1.79 43.94 45.73 113.21 106 PROYECTO: SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. COMUNIDAD: COLONIA BUENA VISTA. MUNICIPIO: GUASTATOYA DEPARTAMENTO: EL PROGRESO Tabla XI. Presupuesto de proyecto de agua COSTO POR RENGLONES Y COMPONENTES No. COMPONENTE MANO OBRA MANO OBRA MATERIAL MATERIAL CALIFICADA NO CALIFICADA NO LOCAL 1,760.00 TOTAL LOCAL 1 Caja de válvula ( 11 U ) 2 Red de distribución ( 1146 ML ) 3 Conexiones domiciliares ( 57 U ) 4 Herramientas 1,765.00 5 Fletes 1,200.00 SUB-TOTAL 880.00 4,411.18 3,520.00 7,640.00 22,766.92 - 7,125.00 3,420.00 29,071.62 - Q 12,405.00 Q 11,940.00 Q 56,249.72 7051.18 Q - 33926.92 39,616.62 Q 83,559.72 DESGLOSE DE COSTOS POR RENGLON COMPONENTE 1 AGENCIA COMUNIDAD OTROS TOTAL DONANTE Q. Q. Q. 12,405.00 12,405.00 2 MANO DE OBRA CALIFICADA MANO DE OBRA NO CALIFICADA 11,940.00 11,940.00 3 MATERIALES NO LOCALES 56,249.72 56,249.72 4 MATERIALES LOCALES 5 HERRAMIENTAS 1,765.00 1,765.00 6 FLETES 1,200.00 1,200.00 7 IMPREVISTOS 4,177.99 4,177.99 8 IMPUESTOS ( 17 % ) DIRECCION TECNICA ADMON. 14,205.15 14,205.15 8,355.97 8,355.97 8,355.97 8,355.97 9 10 UTILIDADES - - Y 11 SUB-TOTAL EJECUCION Q118,654.80 Q 107 - Q118,654.80 PROGRAMA DE EJECUCION RENGLONES No. RENGLÓN UNIDAD 1 Caja de válvula Unidad 2 Red de distribución mL 3 Conexiones domiciliares 4 5 CANTIDAD PRECIO COSTO UNITARIO POR RENGLON (Q.) (Q.) % 1 11.00 910.24 10,012.67 0.73 1,146.00 42.04 48,176.23 3.50 Unidad 57.00 986.94 56,255.60 4.09 Herramientas Global 1.00 2,506.30 2,506.30 0.18 Fletes Global 1.00 1,704.00 1,704.00 4.28 Q 118,654.80 100.00% 108 TIEMPO ( MESES ) 2 Tabla XII. Programa de inversión y ejecución del proyecto de agua PROYECTO: SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. COMUNIDAD: COLONIA BUENA VISTA. MUNICIPIO: GUASTATOYA DEPARTAMENTO: EL PROGRESO PROYECTO: SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. COMUNIDAD: COLONIA BUENA VISTA. MUNICIPIO: GUASTATOYA DEPARTAMENTO: EL PROGRESO Tabla XIII. Lista de materiales para conexiones domiciliares CANTIDAD UNIDAD DESCRIPCION DEL ARTICULO 57 Unidad 114 Unidad Adaptador hembra de 1/2" Adaptador hembra de 1/2" 16 m3 57 Saco 15 Libra 114 Unidad 57 Unidad 57 Unidad 57 Unidad Arena de río Cemento Pórtland Clavo de 2 1/2" Codo de HG de 90 grados de 1/2" Copla de HG de 1/2" Llave de chorro de 1/2" Llave de paso de 1/2" 15 m3 160 Pie tabla 22 Unidad 57 Unidad 57 Unidad Piedrín triturado de 3/4" Tabla de 1" X 12" X 10 pies Tubo HG de 1/2" Caja para contador de agua Medidor de agua PRECIO ( Q ) UNITARIO TOTAL 1.92 109.44 1.02 116.28 80.00 44.00 2.50 6.80 5.85 35.00 31.25 1280.00 2508.00 37.50 775.20 333.45 1995.00 1781.25 115.00 1725.00 3.25 520.00 87.75 1930.50 65.00 3705.00 215.00 12255.00 TOTAL Q29,071.62 Tabla XIV. Lista de materiales para red de distribución de agua CANTIDAD UNIDAD 1 Galón 49 Unidad 8 Unidad 2 Unidad 2 Unidad 1 Unidad 7 Unidad 1 Unidad 1 Unidad 55 Unidad 8 Unidad 26 Unidad 153 Unidad 12 Unidad 57 Unidad 1 Galón 5 Libra DESCRIPCION DEL ARTICULO Cemento solvente Red. Bushing de 2" X 1/2" Red. Bushing de 1 1/2" X 1/2" Red. Bushing de 2 1/2 " X 2" Red. Bushing de 2" X 1 1/2" Codo de 2 1/2" de 90 grados Codo de 2" de 90 grados Codo de 2" de 45 grados Tee de 2 1/2" Tee de 2" Tee de 1 1/2" Tubo de PVC de 2 1/2" c/160 PSI Tubo de PVC de 2" c/160 PSI Tubo de PVC de 1 1/2" c/160 PSI Tubo de PVC de 1/2" c/315 PSI Thiner Wype 109 PRECIO ( Q ) UNITARIO TOTAL 399.43 399.43 21.82 1069.18 17.25 138.00 27.65 55.30 24.65 49.30 52.98 52.98 11.38 79.66 13.40 13.40 17.36 17.36 13.32 732.60 11.36 90.88 139.73 3632.98 95.33 14585.49 43.25 519.00 21.48 1224.36 32.00 32.00 15.00 75.00 TOTAL Q22,766.92 Tabla XV. Lista de materiales para cajas de válvulas de control CANTIDAD UNIDAD DESCRIPCION DEL ARTICULO 4.00 16.00 2.00 4.00 4.00 33.00 6.00 16.50 186.00 2.00 8.00 1.00 Unidad Unidad Unidad Libra m3 Saco Libra Varilla Pie tabla Unidad Unidad Unidad Adaptador macho de 2 1/2" Adaptador macho de 2" Adaptador macho de 1 1/2" Alambre de amarre Arena de río Cemento Clavo de 2 1/2" Hierro de 3/8" 2811 kg/cm2 Tabla de 12" x 1" Válvula de compuerta de 2 1/2" Válvula de compuerta de 2" Válvula de compuerta de 1 1/2" PRECIO ( Q ) UNITARIO TOTAL 20.76 83.04 7.87 125.92 3.95 7.90 2.75 11.00 100.00 400.00 44.00 1,452.00 2.75 16.50 13.08 215.82 3.25 604.50 187.00 374.00 128.00 1,024.00 96.50 96.50 TOTAL 110 Q 4,411.18 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121