H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 H. AYUNTAMIENTO CONSTITUCIONAL DE PASO DEL MACHO, VER. MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CALCULO REHABILITACION DE DRENAJE SANITARIO EN CALLE PRINCIPAL EN LA COLONIA MIGUEL ALEMAN, MUNICIPIO DE PASO DEL MACHO, VERACRUZ 1 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 1.- Generalidades .................................................................................................................. 2 2.- Planteamiento del proyecto ............................................................................................ 3 2.1.- Localización .................................................................................................... 4 2.2.- Orografía ........................................................................................................ 4 2.3.- Hidrografía ...................................................................................................... 5 2.4.- Temperaturas y precipitación ......................................................................... 5 2.5.- Vegetación...................................................................................................... 5 3.- Descripción de la planeación integral ............................................................................ 5 3.1.- Levantamiento Topográfico ............................................................................ 5 4.- Memoria de Calculo ......................................................................................................... 6 4.1.- Gastos de diseño ............................................................................................ 6 4.2.- Gasto medio anual.......................................................................................... 6 4.3.- Aportación ...................................................................................................... 7 4.4.- Dotación ......................................................................................................... 8 4.5.- Gasto Mínimo ................................................................................................. 8 4.6.- Gasto Máximo Instantáneo ............................................................................. 9 4.7.- Gasto Máximo Extraordinario ....................................................................... 10 4.8.- Velocidad Mínima ......................................................................................... 11 4.9.- Velocidad Máxima ........................................................................................ 12 4.10.- Funcionamiento Hidráulico ........................................................................... 13 1.- Generalidades El Municipio de Paso del macho se encuentra ubicado en la zona centro, montañosa, del estado, en las coordenadas 18° 58" latitud norte y 96° 43" longitud oeste, a una altura 480 2 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 metros sobre el nivel del mar. Limita al norte con Zentla y Adalberto Tejeda, al este con Carrillo Puerto, al sur con Cuitláhuac, al oeste con Atoyac, al noroeste con Tepatlaxco. Su distancia al sursureste de la capital del Estado es de 70 Km. 2.- Planteamiento del proyecto Actualmente ya existe un sistema de Drenaje Sanitario en la Calle Principal de la Colonia Miguel Alemán, en la cabecera municipal de Paso del Macho, sabemos que es una necesidad básica fundamental, Es así que en la avenida posee una necesidad desde hace muchos años y es la de la rehabilitación al drenaje sanitario, en la actualidad en esta calle cuenta con 33 viviendas por lo que la población considerada para el diseño es de 132 personas, entre adultos y niños quienes ven frenado su desarrollo local por la falta de la rehabilitación del servicio. Un Sistema de Drenaje Sanitario, tiene como fin primordial satisfacer la necesidad de saneamiento del ser humano y propicia, además, alternativas de desarrollo, puesto que todos los esfuerzos humanos, técnicos y económicos desplegados en su consecución se traducen como beneficio total para la población, que desde el momento de su construcción aportara beneficios económicos a la comunidad. 3 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 2.1.- Localización El origen del sistema de drenaje Sanitario nace en la Localidad de Paso del Macho, perteneciente a la cabecera municipal, de acuerdo a cartografía del Instituto Nacional de Estadística Geográfica e Informática (INEGI), se ubica entre las coordenadas 18°58'39.58"N de latitud norte y 96°43'31.65"O de longitud oeste en el inicio y entre las coordenadas 18°58'41.38"N de latitud norte y 96°43'27.80"O de longitud oeste en su término. Figura 1.-Localización del Drenaje Sanitario. 2.2.- Orografía El municipio se encuentra ubicado en la zona central del estado, su suelo presenta algunas irregularidades sin importancia. 4 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 2.3.- Hidrografía Se encuentra regado por el río Jamapa y los arroyos Paso Mojarra y Paso del Macho, que son tributarios del río Atoyac, que a su vez descarga en el Cotaxtla. 2.4.- Temperaturas y precipitación Su clima es cálido-seco-regular con una temperatura promedio de 25.5°C; su precipitación pluvial media anual es de 877 mm. 2.5.- Vegetación Los ecosistemas que coexisten en el municipio son el de bosque mediano bajo subtropical perennifolio, con caoba y pucté, donde se desarrolla una fauna compuesta por poblaciones de conejos, armadillos, tuzas, tlacuaches y víboras como nauyacas, coralillos y mazacuatas. 3.- Descripción de la planeación integral Como primer paso, se realizarán los estudios pertinentes para ser aprobado el Proyecto, verificaremos en el sitio de los trabajos que los datos topográficos y de levantamiento coincidan con lo indicado en el proyecto. Se hará un análisis que nos permita ver que lo plasmado en proyecto se apegue al catálogo de conceptos, tanto en descripción como en volumetría, en todo caso de presentar discrepancias se comentará inmediatamente con la supervisión y/o en su caso se consultará directamente con la residencia de obra. 3.1.- Levantamiento Topográfico Se llevará acabo la descripción del Drenaje Sanitario, mediante el levantamiento topográfico, el cual se realizará con una brigada de topografía utilizando equipo taquimétrico de alta precisión (Estación Total), obteniendo así los niveles naturales de terreno. 5 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 4.- Memoria de Calculo 4.1.- Gastos de diseño Para el cálculo de los gastos de diseño en las redes de alcantarillado, se puede consultar el apartado 3.2.1 del libro datos básicos para proyectos de agua potable y alcantarillado sanitario del MAPAS. Se establece el criterio de valorar el gasto de dotación de drenaje sanitario como un porcentaje del gasto de consumo de agua potable. Los gastos de diseño que se emplean en los proyectos de alcantarillado sanitario son: Gasto medio Gasto mínimo Gasto máximo instantáneo Gasto máximo extraordinario Los tres últimos se determinan a partir del primero 4.2.- Gasto medio anual El gasto medio es el valor del caudal de aguas residuales en un día de aportación promedio al año. la CONAGUA considera, para el diseño de una nueva red que el alcantarillado debe construirse herméticamente, por lo que no se adicionara el caudal de aguas residuales, el volumen por infiltraciones. En función de la población y de la aportación, el gasto medio de aguas residuales en cada tramo de la red, se calcula con: 𝑄𝑀𝐸𝐷 = 𝐴𝑃 𝑃 86400 6 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 Donde: Qmed. = Gasto medio de aguas residuales en L/s Ap = Aportación de aguas residuales por día, en L/Hab. P = Población en número de habitantes 86,400 = Segundos en un día, s/día 𝑄𝑀𝐸𝐷 = 𝐴𝑃 𝑃 138.75 𝑋 132 = = 0.21 𝐿𝑡𝑠/𝑆𝑒𝑔 86400 86400 Por lo tanto, el gasto medio es igual a: 𝑄𝑀𝐸𝐷 = 1.5 𝐿𝑡𝑠/𝑆𝑒𝑔. 4.3.- Aportación Es el volumen diario de agua residual entregado a la red de alcantarillado, la mayoría de los autores e investigadores están de acuerdo en que esta aportación es un porcentaje del valor de la dotación, ya que existe un volumen que no se atributa a la red de alcantarillado, como el utilizado para el consumo humano, riego de jardines, lavado de coches, entre otros. Aunque es viable considerar como aportación de aguas residuales entre el 70 y 75 por ciento de la dotación de agua potable, en l/hab. al día considerando que el restante se consume antes de llegar a las atarjeas. Aportación: A = 0.75 x D = 0.75 x 185 lts/hab./día. = 138.75 lts/hab./día. 7 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 4.4.- Dotación La dotación es la cantidad de agua asignada a cada habitante, considerando todos los consumos de los servicios y las perdidas físicas en el sistema, en un día medio anual; sus unidades están dadas en l/Hab. Al día. Para la Localidad de Paso del Macho se consideró una dotación de 185 lts. /hab./día dado el clima es cálido con una temperatura promedio anual de 25.5º C, con respecto a las normales climatológicas imperantes en la zona. Se adopta como aportación de aguas residuales el 75% de la dotación de agua potable, considerando que el 25% restante se consume antes de llegar a las atarjeas. 4.5.- Gasto Mínimo El gasto mínimo 𝑄𝑚𝑖𝑛 es el menor de los valores de escurrimiento que normalmente se presenta en un conducto. Se acepta que este valor es igual a la mitad del gasto medio 𝑄𝑚𝑖𝑛 = 0.5 𝑥 𝑄𝑀𝐸𝐷 = 0.5 𝑥 0.21 = 0.105 𝐿/𝑠 Por lo que: 𝑄𝑚𝑖𝑛 = 1.5 𝐿/𝑠 En la tabla se muestran valores del gasto mínimo que también pueden ser usados en el diseño de atarjeas. se observa que el límite inferior es de 1.5 L/s Lo que significa que, en los tramos iniciales de las redes de alcantarillado, cuando resulten valores de gasto mínimo menores a 1.5 L/s Se debe usar este valor en el diseño. 8 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 Figura 2.-Gasto Mínimo de Aguas Residuales. Es conveniente mencionar que 1.5 L/s es el gasto que genera la descarga de un excusado con tanque de 16 lts (inodoro antiguo). 4.6.- Gasto Máximo Instantáneo El gasto máximo instantáneo es el valor máximo de escurrimiento que se puede presentar en un instante dado. Para evaluar este gasto se considera la cantidad de habitantes servidos y no tiene relación con las condiciones socioeconómicas de la población El gasto máximo instantáneo se obtiene a partir del coeficiente de Harmon (M): 𝑀 = 1+ 14 4 + √𝑃 Donde: P = Población servida acumulada hasta el punto final (aguas abajo) del tramo de tubería considerada en miles de habitantes. Este coeficiente de variación máxima instantánea se aplica considerando que: 9 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 En tramos con una población acumulada menor a los 1000 habitantes, el coeficiente M es constante e igual a 3.8 Para una población acumulada mayor que 100 000, el coeficiente M se considera constante e igual a 2.0, es decir, se acepta que su valor a partir de esa cantidad de habitantes no sigue la ley de variación establecida por Harmon. Así la expresión para el cálculo del gasto máximo instantáneo es: 𝑄𝑀𝑖𝑛𝑠𝑡 = 𝑀𝑄𝑀𝐸𝐷 Donde: 𝑄𝑀𝑖𝑛𝑠𝑡 =Gasto máximo instantáneo, en L/s M = Coeficiente de Harmon o de variación máxima instantánea Por lo que la población es menor a 1000 habitantes y para este proyecto se contempla 80 habitantes el coeficiente de Harmon M =3.8. Por lo que el gasto medio es igual a: 𝑄𝑀𝑖𝑛𝑠𝑡 = 𝑀𝑄𝑀𝐸𝐷 = 3.8 ∗ 1.5 = 5.7 𝐿/𝑠 4.7.- Gasto Máximo Extraordinario Es el caudal de aguas residuales que considera aportaciones de agua que no forman parte de las descargas normales, como por ejemplo bajadas de aguas pluviales de azoteas, patios, o las provocadas por un crecimiento demográfico explosivo no considerado. En función de este gasto se determina el diámetro adecuado de los conductos, ya que brinda un margen de seguridad para prever los excesos en las aportaciones que pueda recibir la red, bajo esas circunstancias. En los casos en que se diseñe un sistema nuevo apegado a un plan de desarrollo urbano que impida un crecimiento desordenado y se prevea que no existan aportaciones pluviales de los 10 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 predios vecinos, ya que estas serán manejadas por un sistema de drenaje pluvial por separado, el coeficiente de seguridad será uno. En los casos en que se diseñe la ampliación de un sistema existente de tipo combinado, previendo las aportaciones extraordinarias de origen pluvial, se podrá usar un coeficiente de seguridad de 1.5. La expresion para el calculo del gasto maximo extraordinario resulta: 𝑄𝑀𝑒𝑥𝑡 = 𝐶𝑆𝑄𝑀𝑖𝑛𝑠𝑡 Donde: 𝑄𝑀𝑒𝑥𝑡 = Gasto Maximo Extraordinario, en L/s 𝐶𝑆= Coeficiente de seguridad En caso de que el alcantarillado sanitario sea separado del alcantarillado pluvial, el coeficiente de seguridad es igual a uno. Para este proyecto en particular el 𝑄𝑀𝑒𝑥𝑡 = 𝐶𝑆𝑄𝑀𝑖𝑛𝑠𝑡 = 1.5 𝑥 5.7 𝐿/𝑠 = 8.55 𝐿/𝑠 4.8.- Velocidad Mínima La velocidad mínima es aquella que no permite depósito de sólidos en las atarjeas, que provoque azolves y taponamientos. La velocidad minina permisible es de 0.3 m/s. 11 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 4.9.- Velocidad Máxima La velocidad máxima es el límite superior de diseño, con el cual se trata de evitar la erosión de las paredes de los tubos y estructuras. La velocidad máxima permisible para los diferentes tipos de material se muestra en la tabla siguiente para su revisión se utiliza el gasto máximo extraordinario calculado. Figura 3.-Velocidades Máximas 12 H. AYUNTAMIENTO CONSITUCIONAL PASO DEL MACHO, VER. CUATRIENIO 2018-2021 4.10.- Funcionamiento Hidráulico H. AYUNTAMIENTO CONSTITUCIONAL DE PASO DEL MACHO, VER. DIRECCIÒN DE OGRAS PÙBLICAS AMPLIACION DE LA RED DE DRENAJE SANITARIO REHABILITACIÓN DEL DRENAJE SANITARIO IDENTIFICACION: Rehab. Dren. San. HOJA DE CALCULO HIDRAULICO DATOS DE PROYECTO Sanitario COEFICIENTES IDENTIFICACION DEL TRAMO POB. SERV. 132.00 HABS VAR. INST. 3.800 EMISOR LOCALIDAD: Paso del Macho DOTACION 185.00 L/H/D SEGURIDAD 1.500 COLECTOR MUNICIPIO: Paso del Macho APORTACION 138.75 L/H/D RUGOSIDAD 0.009 SUBCOLECTOR ESTADO: Veracruz. LONG. TOTAL DE LA RED DENSIDAD DE POB./M. 0.951 H/ML LONGITUDES TRAMO PROPIA M. GASTOS DE DISEÑO EN L.P.S. POB. MINIMO TRIBUTARIA ACUMULADA 138.80 MEDIO MAX. INST. DATOS DEL TUBO MAX. EXT. LONG. PEND. ATARJEA TUBO LLENO Relaciones de GastosVelocidades-Tirantes en el Funcionamiento Hidràulico de las Tuberìas de Drenaje Sanitario. M 138.80 M TUBO PARCIAL LLENO DIAM. VEL. en en GASTO GASTO MAX. GASTO MIN. OBSERV. en VEL TIRAN. VEL. TIRAN m/seg. l.p.s. m/s cm. m/s. cm. CALC CNA CALC. CNA CALC. CNA CALC. CNA en m. en mm f(y/D) f(v/v0) 50.51 48 0.039 1.500 0.077 1.500 0.293 5.700 0.440 8.550 50.51 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 50.51 138.80 132 0.106 1.500 0.212 1.500 0.806 5.700 1.208 8.550 88.29 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 88.29 180.43 172 0.138 1.500 0.276 1.500 1.047 5.700 1.571 8.550 41.63 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 12.98 41.63 193.41 184 0.148 1.500 0.295 1.500 1.122 5.700 1.684 8.550 12.98 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 5-6 95.00 12.98 288.41 274 0.220 1.500 0.440 1.500 1.674 5.700 2.511 8.550 95.00 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 6-7 95.00 95.00 383.41 365 0.293 1.500 0.586 1.500 2.225 5.700 3.338 8.550 95.00 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 7-8 95.00 95.00 478.41 455 0.365 1.500 0.731 1.500 2.776 5.700 4.165 8.550 95.00 2.00 20.00 0.674 21.19 0.64 8.78 0.39 3.57 1.50 0.0708 0.4035 0.179 0.575 m 1-2 50.51 2-3 88.29 3-4 41.63 4-5 m m SERV. REAL NORMA REAL NORMA REAL NORMA REAL NORMA cm Q min q/q0 Q/Q0 f(y/D) f(V/V0) Tabla 1.-Funcionamiento Hidráulico del Drenaje Sanitario. 13
