ACT. IIINFORME PROYECTO 1 BT JM DG

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA CENTROAMERICANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO DE FASE I
PROPUESTA DE DISEÑO DE LÍNEA DE CONDUCCIÓN,
DIAGNÓSTICO DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO EN EL
SECTOR LAS GOLONDRINAS, Y RED DE DISTRIBUCIÓN DE
COMUNIDADES ANEXO 3 DE ABRIL Y REPÚBLICA DE
ALEMANIA EN EL PROGRESO, YORO
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:
INGENIERO CIVIL
SUSTENTADO POR:
21641354 – BRYAN TABORA
21941072 – DIEGO GUTIERREZ
11911253 – JUAN MENDEZ
ASESORES:
GUILLERMO MORAZÁN
UNITEC SAN PEDRO SULA, CORTÉS.
JUNIO, 2024
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA CENTROAMERICANA
UNITEC
PRESIDENTE EJECUTIVA
ROSALPINA RODRIGUEZ GUEVARA
VICERRECTOR ACADÉMICO
JAVIER SALGADO
RECTOR ACADÉMICO
ROSALPINA RODRIGUEZ GUEVARA
SECRETARIO GENERAL
ROGER MARTINEZ MIRANDA
VICEPRESIDENTA CAMPUS SAN PEDRO SULA
MARIA ROXANA ESPINAL MONTEILH
JEFE ACADEMICO DE INGENIERIA CIVIL
HECTOR WILFREDO PADILLA
TRABAJO PRESENTADO EN CUMPLIMIENTO DE LOS
REQUISITOS
EXIGIDOS PARA OPTAR AL TÍTULO
INGENIERO CIVIL
ASESOR METODOLÓGICO FASE I
— ING. ADA RODRIGUEZ
ASESORES TEMÁTICOS
— ING. GUILLERMO MORAZÁN
MIEMBROS DE LA TERNA
— ING. HECTOR PADILLA
— ING. OTTO FLORES
— ING. LOURDES MEJIA
DERECHOS DE AUTOR
©Copyright 2024
BRYAN TABORA ACOSTA
JUAN JOSE MENDEZ MONTES
DIEGO ANDRE GUTIERREZ ARITA
Todos los derechos reservados
AUTORIZACIÓN
AUTORIZACIÓN DEL AUTOR(ES) PARA LA CONSULTA, LA REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL,
Y PUBLICACIÓN ELECTRÓNICA DEL TEXTO COMPLETO DE TESIS DE GRADO.
Señores
CENTRO DE RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE Y LA INVESTIGACIÓN (CRAI)
San Pedro Sula
Estimados Señores:
La presentación del documento de tesis forma parte de los requerimientos y procesos
establecidos de graduación para alumnos de pregrado de UNITEC.
Nosotros, Bryan Tábora Acosta, Juan Jose Mendez Montes y Diego Andre Gutierrez Arita, de
San Pedro Sula, autores del trabajo de grado titulado: PROPUESTA DE DISEÑO DE LÍNEA DE
CONDUCCIÓN, ESTUDIO DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO EN EL SECTOR LAS
GOLONDRINAS, Y RED DE DISTRIBUCIÓN DE COMUNIDADES ANEXO 3 DE ABRIL y
REPÚBLICA DE ALEMANIA EN EL PROGRESO, YORO, presentado en el año 2024 y aprobado
en el año 2024, como requisito para optar al título de Profesional de Ingeniero Civil, autorizó
a:
Las Bibliotecas de los Centros de Recursos para el Aprendizaje y la Investigación (CRAI) de la
Universidad Tecnológica Centroamericana (UNITEC), para que, con fines académicos, pueda
libremente registrar, copiar y usar la información contenida en él, con fines educativos,
investigativos o sociales de la siguiente manera:
Los usuarios pueden consultar el contenido de este trabajo de grado en las salas de
estudio de la biblioteca y la página Web de la universidad.
Permita la consulta y la reproducción, a los usuarios interesados en el contenido de
este trabajo, para todos los usos que tengan finalidad académica, ya sea en formato
CD o digital desde Internet, Intranet, etc., y en general para cualquier formato
conocido o por conocer.
De conformidad con lo establecido en el artículo 19 de la Ley de Derechos de Autor y de los
Derechos Conexos; los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e
inalienables.
Es entendido que cualquier copia o reproducción del presente documento con fines de lucro
no está permitida sin previa autorización por escrito de parte de los principales autores.
En fe de lo cual, se suscribe la presente acta en la ciudad de San Pedro Sula a los 5 días del
mes de mayo del 2024.
____________________
_________________
BRYAN TABORA
JUAN MENDEZ
_____________________
DIEGO GUTIERREZ
HOJA DE FIRMAS
Los abajo firmantes damos fe, en nuestra posición de miembro de Terna, Asesor y/o
jefe Académico y en el marco de nuestras responsabilidades adquiridas, que el
presente documento cumple con los lineamientos exigidos por la Facultad de
Ingeniería y los requerimientos académicos que la Universidad dispone dentro de los
procesos de graduacion.
DEDICATORIA
I
AGRADECIMIENTOS
II
RESUMEN EJECUTIVO
III
ABSTRACT
IV
ÍNDICE DE CONTENIDO
I. Introducción .................................................................................................................................. 1
II. Planteamiento del Problema ......................................................................................................... 2
2.1 Precedentes del Problema ...................................................................................................... 2
2.2 Definición del Problema .......................................................................................................... 5
2.2.1 Enunciado del Problema................................................................................................. 5
2.2.2 Formulación del Problema ............................................................................................. 5
2.3 Justificación ............................................................................................................................ 6
2.4 Preguntas de Investigación...................................................................................................... 7
2.5 Objetivos ................................................................................................................................ 8
2.5.1 Objetivo General............................................................................................................ 8
2.5.2 Objetivos Específicos ...................................................................................................... 8
III. Marco Teórico.............................................................................................................................. 9
3.1 Análisis de la Situación Actual ................................................................................................. 9
3.1.1 Análisis del Macroentorno ............................................................................................. 9
3.1.1.1 Proyecto de un sistema de abastecimiento de agua potable en Togo, África ........... 9
3.1.1.2 Sistema de abastecimiento de agua potable para la comunidad de Mapasingue,
Cantón Portoviejo, Ecuador. ........................................................................................... 18
3.1.2 Análisis del Microentorno ............................................................................................ 20
3.1.2.1 Proyecto urgente para el abastecimiento de agua potable de Tegucigalpa ............ 20
3.1.2.2 Diagnostico del servicio de agua potable en Intibuca............................................ 23
3.1.3 Analisis Interno ............................................................................................................ 29
3.2 Teorías de Sustento .............................................................................................................. 33
3.2.1 Periodo de diseño para las estructuras de los sistemas y proyección de la población
(SANAA) ............................................................................................................................... 34
3.2.1.1 Población Futura ................................................................................................. 34
3.2.1.2 Distribución por bombeo ..................................................................................... 35
3.3 Marco Conceptual................................................................................................................. 44
3.4 Marco Legal .......................................................................................................................... 45
3.4.1 Leyes Jurídicas ............................................................................................................. 46
IV. Metodología ............................................................................................................................... 50
4.1 Enfoque ................................................................................................................................ 50
4.2 Variables de Investigación ..................................................................................................... 50
4.2.1 Diagrama de las Variables de Operacionalización .......................................................... 53
4.2.2 Tabla de Operacionalización ......................................................................................... 54
4.3. Técnicas e Instrumentos Aplicados ....................................................................................... 59
4.3.1. Instrumentos .............................................................................................................. 59
4.3.2 Técnicas ....................................................................................................................... 61
4.5 Metodología de estudio ........................................................................................................ 62
V
V. Análisis de Resultados .................................................................................................................. 64
5.1 Características Actuales ........................................................................................................ 64
5.2 Diseño de Línea de conducción y Volumen de tanque de Almacenamiento. ............................ 66
5.3 Características Actuales República de Alemania ..................................................................... 72
5.4 Diseño de Red de Distribución y Propuesta de volumen de Tanque de Almacenamiento. ........ 72
5.5 Características Actuales Anexo 3 de abril. .............................................................................. 78
5.6 Diseño de Red de Distribución y Propuesta de volumen de Tanque de Almacenamiento. ........ 78
VI. Conclusiones ............................................................................................................................... 84
VII. Recomendaciones ...................................................................................................................... 86
Bibliografía....................................................................................................................................... 87
Anexos ............................................................................................................................................. 91
VI
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 - Fugas existentes en linea de Conduccion ............................................................................... 3
Ilustración 2 - Mapa de Evapotranspiraciones .............................................................................................. 4
Ilustración 3 - Necesidades diarias de agua por persona ............................................................................ 13
Ilustración 4 - El PH con sus indicadores ..................................................................................................... 14
Ilustración 5 - Diferentes tramos de tubería de Apéyémé. ......................................................................... 15
Ilustración 6 - Diagrama de presiones, sistema abierto. ............................................................................. 16
Ilustración 7 - Diagrama de presiones, sistema cerrado. ............................................................................ 16
Ilustración 8 - Tasa de crecimiento poblacional por grupo ......................................................................... 21
Ilustración 9 - Comparación entre los valores de población pronosticada ................................................. 22
Ilustración 10 - Localización de las comunidades objeto del proyecto. ...................................................... 24
Ilustración 11 - Esquema de obra toma de agua ......................................................................................... 25
Ilustración 12 - Mapa de Ubicación, El Progreso......................................................................................... 29
Ilustración 13 - Proceso de levantamiento topográfico del terreno ........................................................... 30
Ilustración 14 - Mapa de Amenaza a Sequía Meteorológica de CENAOS ................................................... 31
Ilustración 15 - Proceso de levantamiento topográfico del terreno ........................................................... 32
Ilustración 16 - Tubería de conducción existente en la zona ...................................................................... 33
Ilustración 17 - Diagrama de Variables de Operacionalización ................................................................... 53
Ilustración 18: Diagrama de metodología de estudio ................................................................................. 62
Ilustración 19 - Trazado en Planta de Línea de Conducción........................................................................ 67
Ilustración 20 - Perfil de Linea de Conduccion ............................................................................................ 69
Ilustración 21 - Propuesta Red de Distribución ........................................................................................... 76
Ilustración 22 - Propuesta Red de Distribución ........................................................................................... 82
Ilustración 23 - Detalle de Accesorios y Zanja para Tuberia ....................................................................... 91
Ilustración 24 - Toma de puntos en inicio de línea de conducción Las Golondrinas. ................................. 91
Ilustración 25 - Determinación de puntos de referencia Las Golondrinas. ................................................. 92
Ilustración 26 - Levantamiento de línea de conducción Las Golondrinas. .................................................. 93
Ilustración 27 - Colocación de estación GPS para República de Alemania. ................................................ 94
Ilustración 28 - Levantamiento topográfico República de Alemania .......................................................... 95
Ilustración 29 - Levantamiento Topográfico Anexo 3 de Abril .................................................................... 96
VII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 - Perfil de Cisterna 1 a Cisterna 2 en tuberia de 4” ........................................................................ 27
Tabla 2 - Cisterna 2 a Tanque en tuberia de 4” ........................................................................................... 28
Tabla 3 - Velocidad y Caudal Máximo por Diametro de Tuberia................................................................. 42
Tabla 4 - Variables de Operacionalización .................................................................................................. 51
Tabla 5 - Tabla de Operacionalización ......................................................................................................... 54
Tabla 6 - Instrumentos Aplicados ................................................................................................................ 60
Tabla 7 - Datos de Levantamiento Topográfico .......................................................................................... 70
Tabla 8 - Cálculos Hidráulicos ...................................................................................................................... 71
Tabla 9 - Datos por tramos de red............................................................................................................... 74
Tabla 10 - Datos de Levantamiento Topográfico ........................................................................................ 76
Tabla 11 - Cálculos Hidráulicos .................................................................................................................... 77
Tabla 12 - Datos por tramos de red............................................................................................................. 80
Tabla 13 - Datos de Levantamiento Topográfico ........................................................................................ 82
Tabla 14 - Cálculos Hidráulicos .................................................................................................................... 83
VIII
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1-Fórmula de caudal mínimo ....................................................................................................... 37
Ecuación 2-Cálculo de población de diseño, método aritmético ................................................................ 39
Ecuación 3- Cálculo de población de diseño, método geométrico ............................................................. 39
Ecuación 4-determinación de la tasa de crecimiento anual, método geométrico ..................................... 39
Ecuación 5- Caudal Medio Diario ................................................................................................................ 65
Ecuación 6 - Caudal Máximo Diario ............................................................................................................. 65
Ecuación 7 - Caudal Máximo Horario .......................................................................................................... 65
Ecuación 8 - Volumen de un Cilindro .......................................................................................................... 65
Ecuación 9 - Población Futura ..................................................................................................................... 66
Ecuación 10 - Consumo medio diario .......................................................................................................... 66
Ecuación 11 - consumo máximo diario ....................................................................................................... 66
Ecuación 12 - Volumen Tanque ................................................................................................................... 66
Ecuación 13 - Diametro de tuberia.............................................................................................................. 66
Ecuación 14 - Población Futura ................................................................................................................... 72
Ecuación 15 - Consumo medio diario .......................................................................................................... 72
Ecuación 16 - consumo máximo horario ..................................................................................................... 72
Ecuación 17 - Volumen Tanque ................................................................................................................... 72
Ecuación 18 - Caudal Diseño por casa ......................................................................................................... 73
Ecuación 19 - Caudal máximo horario acumulado ...................................................................................... 73
Ecuación 20 - Diámetro de tubería.............................................................................................................. 73
Ecuación 21 - Población Futura ................................................................................................................... 78
Ecuación 22 - Consumo medio diario .......................................................................................................... 78
Ecuación 23 - consumo máximo horario ..................................................................................................... 78
Ecuación 24 - Volumen Tanque ................................................................................................................... 78
Ecuación 25 - Caudal Diseño por casa ......................................................................................................... 79
Ecuación 26 - Caudal máximo horario acumulado ...................................................................................... 79
Ecuación 27 - Diámetro de tubería.............................................................................................................. 79
IX
I.
Introducción
El agua está categorizada como un instrumento básico para una digna calidad de vida
dentro de la sociedad, es un servicio esencial para la salud y desarrollo a nivel
comunal, nacional e internacional. El abastecimiento adecuado de agua y
saneamiento tienen por consecuencia un beneficio económico y ayuda a la salud
reduciendo el índice de enfermedades.
Es mediante el diseño y ejecución de las siguientes propuestas que se puede provocar
una mejoría en la calidad de vida, reduciendo los índices de enfermedades,
provocando una reducción en la pobreza e impulsando la economía de estos sectores.
En la comunidad de Las Golondrinas cuentan con una fuente hídrica alimentada por
el río Quebrada Seca que suministra su tanque de distribución mediante una red de
tuberías que no cumple los criterios modernos de diseño técnicos. Mientras que en
las comunidades República de Alemania y Anexo 3 de Abril dependen de otras
comunidades aledañas para poder obtener y hacer uso de este recurso al no poseer
su propio suministro.
En este informe se plantean propuestas de diseño de un sistema de abastecimiento
de agua potable mediante tuberías que transportan agua desde su punto de captación
en su estado natural hacia un tanque de almacenamiento el cual suministra agua,
cumpliendo con la demanda requerida.
Además propuestas de diseño de redes de distribución de agua potable para las
comunidades República de Alemania y Anexo 3 de Abril, abasteciendo de agua a cada
habitante de estas zonas.
Es imperativo que cada una de estas propuestas asegure el rendimiento óptimo del
suministro, por lo cual se han hecho cálculos y enfoques que sustentan el desarrollo,
ejecución e implementación del servicio de agua potable para todos los habitantes de
estas comunidades.
1
II.
Planteamiento del Problema
Posteriormente, se manifestarán las problemáticas y necesidades de los diferentes
sectores de El Progreso, Yoro, mediante sus antecedentes. Se dio una breve
introducción del proyecto a desarrollar. A continuación, en este capítulo se dará a
conocer la problemática, importancia de la realización de estos proyectos, sus
beneficios, y sus objetivos primordiales para la satisfacción de las comunidades.
2.1 Precedentes del Problema
Uno de los problemas más grandes en nuestro país es la falta de abastecimiento de
agua potable para las comunidades de bajos recursos. Esto debido a que se necesita
de recursos económicos para proveer un diseño preciso, con una ejecución adecuada
de manera que se les proporcione un sistema duradero con una larga vida útil.
Para el sector de Golondrinas, las situaciones que han provocado el estatus de hoy
en día es la falta de un mantenimiento adecuado de la línea de conducción. Este
problema ha permitido que se formen diversas fugas y fisuras a lo largo de la línea
de conducción, esto ha ocasionado que se pierda el caudal de diseño y no abastezca
debidamente la comunidad. Al igual que el tanque de almacenamiento, no se le ha
dado un debido mantenimiento por lo que no puede almacenar el agua necesaria, ni
la capacidad requerida de abastecimiento del sector para la que fue diseñada gracias
a fisuras y daños a la estructura del tanque.
2
Ilustración 1 - Fugas existentes en linea de Conduccion
Fuente: (Propia, 2024)
El sector de Golondrinas cuenta con una fuente de suministro de agua que tiene un
caudal adecuado para satisfacer la demanda actual. Durante la temporada de lluvias,
la comunidad no enfrenta problemas de abastecimiento gracias a la abundancia de
agua disponible, a pesar de las posibles pérdidas en la línea de tubería existente
causadas por la variedad de fugas que la afectan. Sin embargo, durante los períodos
secos del año, la fuente se ve afectada por la evaporación y la transpiración de las
plantas, lo que resulta en una disminución de su caudal. Esta situación se agrava por
las fugas presentes en la red de distribución, lo cual impide satisfacer completamente
las necesidades de agua de la comunidad en esos momentos.
Vasquez (2007) resaltó que en Honduras, debido a su ubicación geográfica,
experimenta solamente dos estaciones distintas: la estación seca y la temporada de
lluvias. Los cambios en los vientos alisios, influenciados por diversos factores
geofísicos presentes a lo largo del istmo centroamericano, provocan modificaciones
en el clima tropical lluvioso característico de la región. Estos cambios generan
variaciones climáticas locales, lo que resulta en la existencia de al menos 11 sub
climas diferentes en todo el país. Por ejemplo, en El Progreso, una ciudad situada en
el Departamento de Yoro y parte de la Zona Norte de Honduras, se experimenta un
clima típico de Sabana Tropical.
El siguiente mapa muestra los datos de evapotranspiración del estudio realizado:
3
Ilustración 2 - Mapa de Evapotranspiraciones
Fuente: (Vasquez, 2007)
Para el sector Republica de Alemania, la situación que ha provocado el estatus de hoy
en día es que este sector es nuevo en comparación a los demás sectores por lo que
no fueron considerados en la distribución de agua en un principio, además que son
sectores que no cuentan con los recursos necesarios para poder crear sus propios
sistemas.
Para el sector Anexo 3 de abril, la situación que ha provocado el estatus de hoy en
día es que este sector es un anexo al sector 3 de abril el cual en un principio contaba
con 20 viviendas, por lo que las 139 viviendas actuales no fueron consideradas en la
distribución de agua en un principio, además de que no cuentan con los recursos
necesarios para poder ampliar el sistema existente.
2.2 Definición del Problema
Anteriormente se detallaron los precedentes de las comunidades así como las
problemáticas a las que están cometidas. A continuación se presenta la definición del
4
problema que ayudará a entender de mejor manera la actualidad de las comunidades
y a lo que se quiere llegar.
2.2.1 Enunciado del Problema
Seguidamente se presenta el enunciado del problema con el objetivo de establecer el
propósito del proyecto.
“En los diferentes sectores de Las Golondrinas, República de Alemania y Anexo 3 de
abril, existe una deficiencia de caudal debido a un sistema que no cumple con la
demanda requerida o por la inexistencia de un sistema de agua potable”.
2.2.2 Formulación del Problema
Posteriormente, es importante hacernos la pregunta sobre qué vamos a necesitar
para poder proveer una solución a la problemática. En seguida se establece la
formulación del problema.
¿Cuáles son las especificaciones de diseño para la línea de conducción, el tanque de
almacenamiento y la redes de distribución, para el cumplimiento de la demanda en
los sectores de Las Golondrinas, República de Alemania y Anexo 3 de abril?
5
2.3 Justificación
La ejecución del proyecto en el progreso, Yoro además de beneficiar de forma directa
a los sectores de Las Golondrinas, República de Alemania y anexo 3 de abril, con una
correcta infraestructura de línea de conducción, tanque de almacenamiento y redes
de distribución en óptimo servicio incentivando a un desarrollo sostenible.
Además promoverá una mejoría en la calidad de vida de los habitantes, con una
cantidad apropiada de agua potable suministrada, siendo esta de buena calidad,
dando inicio a una mejora en la salud de la población con el acceso al agua potable,
así reduciendo las enfermedades transmitidas por aguas lluvias, agua contaminadas
y/o falta de agua.
Lo que conlleva un beneficio económico el cual reduciría los gastos en salud (gastos
en médicos, gastos hospitalarios, gastos en medicinas), por lo que los recursos
podrían priorizarse en educación, lo cual indirectamente a largo plazo tendría un
impacto positivo con una reducción en la pobreza de las comunidades, llevando estas
comunidades a una cohesión social teniendo mayor posibilidades de poder progresar
y urbanizarse plasmando esto a largo plazo.
Llevar a cabo el proyecto abre las posibilidades al surgimiento de una cultura y estilo
de vida diferente y completamente radial al actual ya que esta nueva realidad con el
acceso a agua generará un sentimiento de seguridad y permanencia a la población,
incentivando al emprendimiento de negocios, proyectos comunitarios en función de
un beneficio social.
6
2.4 Preguntas de Investigación
Tomando en cuenta lo discutido anteriormente sobre la definición del problema y la
justificación, se brinda una serie de preguntas de investigación que nos ayudarán a
llevar un orden de la información que se necesita recolectar para la completación del
proyecto.
A continuación se presentan las preguntas de investigación.
1. ¿Cuáles son las condiciones topográficas del terreno sobre el cual se hará el
diseño?
2. ¿Cuál es la demanda por vivienda de los diseños de redes de distribucion?
3. ¿Qué características hidráulicas, constructivas y estructurales tendrá la
propuesta de diseño de la línea de conducción en el sector Las Golondrinas.
4. ¿Cuál es el volumen del tanque actual y cuál sería el propuesto para satisfacer
la demanda del sector de Golondrinas?
5. ¿Qué características hidráulicas, constructivas y estructurales tendrá la
propuesta de diseño de las redes de distribución en los sectores República de
Alemania y Anexo 3 de abril?
6. ¿Cuánto será el monto aproximado del costo total por proyecto?
7
2.5 Objetivos
En esta sección se presentarán los objetivos del proyecto de manera de establecer
las metas que se busca cumplir. Se estará presentando el objetivo general con la
intención de establecer una idea general del propósito del proyecto. De igual manera
se presentarán los objetivos específicos que son los que buscan responder las
preguntas de investigación.
2.5.1 Objetivo General
Proponer un diseño de una línea de conducción y diagnóstico de tanque de
almacenamiento para el sector Las Golondrinas y redes de distribución mediante
normativa del SANAA para los sectores de República de Alemania y Anexo 3 de abril
en función de suplir las demandas requeridas.
2.5.2 Objetivos Específicos
1. Determinar las condiciones topográficas del terreno sobre el cual se hará el
diseño.
2. Establecer la demanda por vivienda de los diseños de redes de distribución.
3. Plantear las características hidráulicas, constructivas y estructurales que
tendrá la propuesta de diseño de la línea de conducción en el sector Las
Golondrinas.
4. Proporcionar el volumen del tanque actual, y definir cuál sería el propuesto
para satisfacer la demanda del sector de Golondrinas.
5. Presentar las características hidráulicas, constructivas y estructurales que
tendrán las propuestas de diseño de redes de distribución en los sectores
República de Alemania y Anexo 3 de abril.
6. Proponer un monto aproximado del costo total por proyecto.
8
III.
Marco Teórico
Tomando en cuenta la información establecida anteriormente en cuanto al
planteamiento del problema, se pudo formar la idea de la problemática que se tiene
en la actualidad de las comunidades y lo que se pretende lograr en beneficio a ellas
con este proyecto. A continuación se estará presentando el marco teórico el cual
abarca todos los fundamentos científicos, situación de las comunidades a estudiar,
proyectos similares, y teorías validadas a utilizar como referencia y guía para nuestro
proyecto.
3.1 Análisis de la Situación Actual
Este apartado consiste en el estudio del actual estado en el que se encuentran las
comunidades a estudiar. De igual manera se estará comparando con otros proyectos
similares de manera que se pueda ir recopilando información, tomando un orden y
medidas de precaución en base a la experiencia que se ha conseguido de estos
proyectos.
3.1.1 Análisis del Macroentorno
A continuación, se estará presentando el análisis de una serie de proyectos que tienen
factores en común con el que se está actualmente estudiando de abastecimiento de
agua potable.
3.1.1.1 Proyecto de un sistema de abastecimiento de agua potable
en Togo, África
a) Información del sitio
Serrano (2009) establece lo siguiente:
En el contexto del proyecto de agua potable, los factores determinantes incluyen la
baja profundidad del suelo y su composición, especialmente las capas superiores
compuestas principalmente de arcilla. Esta situación representa un desafío
significativo durante la temporada de lluvias, complicando las operaciones del
proyecto.
Orografía:
9
La región de Danyí se encuentra en una meseta a una altitud de 800 m sobre el nivel
del mar. (Serrano, 2009)
Hidrografía:
La localidad tiene un solo flujo de agua que permanece constante. Durante la
temporada de lluvias, surgen varios cursos temporales que se agotan en la estación
seca. Al momento de esta investigación, se encontraron algunos manantiales
naturales, pero ninguno de ellos es capaz de satisfacer las demandas de la
comunidad. El río Tonón es la única fuente con un caudal adecuado durante todo el
año para garantizar el suministro de agua, además de estar ubicado a una distancia
aceptable. (Serrano, 2009)
b) Problema
El estudio "No dejar a nadie atrás" revela que a nivel global, aproximadamente la
mitad de la población que consume agua lo hace proveniente de fuentes no
protegidas, y gran parte de esta población se encuentra en África. En la región
subsahariana de África, sólo alrededor del 24% de las personas tienen acceso a agua
potable, y apenas el 28% cuenta con instalaciones básicas de saneamiento que no
comparten con otros hogares. Las mujeres y niñas son las más afectadas por esta
situación, ya que asumen la mayor parte de la responsabilidad en la recolección de
agua, dedicando más de 30 minutos diarios a esta tarea, lo que repercute
negativamente en su acceso a la educación.(Houngbo, 2019)
En la zona de Danyí, la escasez de acceso al agua potable no impacta de manera
uniforme en hombres, mujeres y niños, dado que son principalmente las mujeres y
los niños quienes deben recorrer distancias significativas diariamente para obtener
agua, a veces caminando varios kilómetros. Esta situación les resta tiempo para llevar
a cabo otras labores remuneradas, participar en actividades comunitarias o incluso
para asistir regularmente a la escuela.(Serrano,2009)
En la actualidad, la población utiliza el mismo suministro de agua para múltiples
propósitos en su vida diaria, como lavar la ropa, beber o cocinar, sin distinción.
Durante la temporada de lluvias, el agua se obtiene principalmente de un arroyo
cercano al pueblo o directamente de la lluvia, lo que conlleva la pérdida de sales
10
minerales presentes en las aguas superficiales. En contraste, durante la temporada
seca, la población debe recorrer largas distancias para conseguir agua. Además, las
aguas en los países de climas tropicales suelen contener una alta concentración de
parásitos.(Serrano, 2009)
Hasta el momento, las iniciativas de acción respecto al tema del agua a nivel nacional
han sido limitadas, aunque se han llevado a cabo algunos diagnósticos y proyectos
en áreas específicas por parte de organizaciones no gubernamentales (ONGs) e
instituciones. En todos los casos estudiados en comunidades similares a DanyíApéyémé en Togo, el suministro de agua ha sido gestionado por ONGs o la Embajada
Francesa,
siendo
los
ejemplos
más
cercanos
los
pueblos
de
Atigba
y
Dozbegan.(Serrano, 2009)
En la comunidad de Todomé, una organización no gubernamental (ONG) belga
implementó un sistema de suministro de agua potable que consistía en la
construcción de un dique en el río Danfowui. Una bomba de ariete se utilizaba para
impulsar el agua hasta un depósito, donde se aplicaba cloración para su tratamiento.
Posteriormente, el agua se distribuía por gravedad hasta las fuentes. Además, se
construyó un dique adicional que, al igual que el de Apéyémé, estaba obstruido en la
actualidad. Sin embargo, este sistema fue construido hace una década y dejó de
funcionar debido a la rotura de una pieza de la bomba, para la cual no se contaban
con repuestos disponibles. La falta de una planificación adecuada para el
mantenimiento y las instalaciones ha impedido la realización de un proyecto
sostenible a largo plazo que logre su objetivo.(Serrano, 2009)
Es realmente esclarecedor comprender el alto riesgo de colmatación en esta área
para poder tomar decisiones más informadas y acertadas. Al observar los posibles
desafíos a corto y medio plazo asociados con la instalación de un dique, se evidencia
la importancia de considerar cuidadosamente todas las alternativas disponibles antes
de tomar una decisión definitiva.(Serrano, 2009)
c) Metodología Aplicada
Un
sistema
adecuado
de
abastecimiento
de
agua
potable
contribuye
significativamente al mejoramiento de la calidad de vida, la salud y el desarrollo de
11
la población. Por ello, es fundamental que dicho sistema cumpla con las normas y
regulaciones vigentes para asegurar su funcionamiento óptimo.(Ccahuana & Montes,
2020)
Serrano (2009) establece lo siguiente:
La primera etapa en el desarrollo de un sistema de abastecimiento de agua implica
evaluar detenidamente la comunidad en la que se planea instalar dicho sistema. Esto
implica llevar a cabo un reconocimiento que incluya datos objetivos, como la densidad
de la población local, la disponibilidad de materiales en la zona de trabajo, la
presencia de mano de obra cualificada y la capacidad de los medios de transporte.
Además, es crucial considerar datos más subjetivos, como la identificación de las
personas más influyentes en la comunidad, las reacciones y actitudes de los
habitantes hacia el proyecto, y asegurarse de que la población local esté consciente
de los trabajos a desarrollar y esté dispuesta a contribuir con su esfuerzo personal.
También es fundamental evaluar la disposición de la población para comprender que
el proyecto solo será sostenible con la participación activa de todos, tanto en el
cuidado como en el pago del mantenimiento de las instalaciones.
-
Estudio de las necesidades de consumo doméstico diarias
Desde el inicio del siglo XX hasta la actualidad, el consumo de agua para uso
doméstico ha experimentado un crecimiento significativo, impulsado principalmente
por el aumento de la población mundial. En el pasado, el consumo anual de agua
para este fin rondaba los 1.000 kilómetros cúbicos, pero en la actualidad se estima
que esta cifra se ha incrementado hasta alcanzar los 3.500 km3. (Terra Australis
Cereceda, 2000)
Basándonos en estas consideraciones y contrastando las cantidades respectivas con
los datos proporcionados por organizaciones como las Naciones Unidas, el Banco
Mundial o la Organización Mundial de la Salud, se determinó como indispensable
garantizar el acceso a un mínimo de 50 litros de agua por persona al día. Sin embargo,
las cantidades recomendadas se sitúan más bien entre 75 y 100 litros por persona al
día. La cantidad de agua necesaria está estrechamente relacionada con la distancia a
la fuente. Para un suministro adecuado, la fuente de agua no debe estar a más de
12
cinco minutos de distancia, siendo fundamental que nunca esté más allá de los 30
minutos, de modo que se pueda asegurar un suministro de al menos 20 litros de agua
al día. (Serrano, 2009)
A continuación se muestra un gráfico que ilustra los resultados mencionados
anteriormente:
Ilustración 3 - Necesidades diarias de agua por persona
Fuente: (Serrano, 2009)
Para el proyecto, se consideró que la cantidad de agua requerida por persona y día
es de 30 litros.
-
Análisis cuantitativos
El pH es una medida que indica si una sustancia es ácida, neutra o básica, y se calcula
en función del número de iones de hidrógeno presentes. Se representa en una escala
de 0 a 14, donde 7 es neutral: valores por debajo de 7 indican acidez, mientras que
valores por encima de 7 indican alcalinidad. En una sustancia neutra, el número de
iones de hidrógeno (H+) es igual al número de iones de hidroxilo (OH-). Cuando hay
más iones de hidrógeno que de hidroxilo, la sustancia es ácida.(Serrano, 2009)
Esta es la escala de PH:
13
Ilustración 4 - El PH con sus indicadores
Fuente: (Serrano, 2009)
-
Distribución
El diámetro de una tubería es la distancia de una línea que viaja desde un punto
opuesto y atraviesa el centro de la tubería. Es una medida que influye en la eficiencia
de los sistemas de plomería. Hay cuatro razones por las cuales el diámetro de la
tubería de agua potable es importante. (Olivera, 2024)
La disposición de las fuentes de agua se ha organizado priorizando la densidad
poblacional. Un comité local, encargado por las autoridades, definió la ubicación
precisa de estas fuentes. Cada una puede servir a un máximo de 180 personas al día,
con un flujo de agua de 0.42 litros por segundo. Esta cantidad asegura que un
recipiente estándar de 25 litros se llene en aproximadamente un minuto, siendo este
el contenedor más utilizado. También se considera otro tipo de contenedor frecuente
con una capacidad de 18 litros. El objetivo es evitar largas esperas en las fuentes y
reducir los tiempos de espera. (Serrano, 2009)
A continuación se presenta una tabla que detalla el flujo de agua, la distancia, el
diámetro y la velocidad en cada segmento de tubería, ya sea entre las fuentes de
agua o entre los puntos de derivación:
14
Ilustración 5 - Diferentes tramos de tubería de Apéyémé.
Fuente: (Serrano, 2009)
15
Ilustración 6 - Diagrama de presiones, sistema abierto.
Fuente: (Serrano, 2009)
Ilustración 7 - Diagrama de presiones, sistema cerrado.
Fuente: (Serrano, 2009)
16
d) Conclusiones y Recomendaciones
Las largas distancias han llevado a utilizar diámetros de tuberías en la red principal
de 160mm, con el objetivo de disminuir las pérdidas de carga, para que llegue
suficiente presión a las fuentes.(Serrano, 2009)
Como se mencionó anteriormente, las velocidades son críticas para el funcionamiento
adecuado de la instalación. Es fundamental mantener una distribución homogénea en
todo el sistema para evitar la recirculación del agua dentro de las tuberías y garantizar
que el agua llegue a las fuentes con un caudal de 0.42 litros por segundo y una
presión mínima de 0.5 atmósferas. Las velocidades deben estar dentro del rango de
0.4 metros por segundo para prevenir la deposición de sedimentos, aunque, debido
a que se trata de agua potable, las deposiciones son mínimas. La velocidad máxima
permitida para el flujo de fluido en una instalación de agua potable es de 2 metros
por segundo, ya que velocidades superiores podrían provocar un deterioro acelerado
de la instalación.(Serrano, 2009)
En la gráfica (sistema abierto), se nota que la presión más baja proviene de la fuente
F2.9, alcanzando los 6 metros de columna de agua, lo que equivale a 0.6 atmósferas.
En un grifo de una vivienda, la presión registrada es de 10 metros de columna de
agua, lo que equivale a 1 atmósfera. Inicialmente, esto no parecería ser un problema
significativo, ya que esta situación representa el escenario más desfavorable y es
poco probable que todas las fuentes estén abiertas simultáneamente. Sin embargo,
como se puede apreciar, incluso bajo estas condiciones, se garantiza un suministro
adecuado. Esto se evidencia en el resto de las fuentes, donde las presiones son
suficientes para proporcionar un servicio óptimo.(Serrano, 2009)
En la gráfica del sistema cerrado, las presiones máximas no exceden los 30 metros
de columna de agua (equivalentes a 3 atmósferas), incluso en la situación de máxima
presión posible en la distribución. Bajo estas condiciones, que representan el
escenario más desfavorable para el sistema, se selecciona un timbraje de las tuberías
de 4 atmósferas. Este timbraje sería capaz de soportar la máxima presión registrada
en nuestro sistema.(Serrano, 2009)
17
3.1.1.2
Sistema de abastecimiento de agua potable para la
comunidad de Mapasingue, Cantón Portoviejo, Ecuador.
a) Información del sitio
Se encuentra situada al este del cantón Portoviejo, en la provincia de Manabí, a 9 km
de Portoviejo, Ecuador.
b) Topografía del sitio
El área consiste de una topografía inestable con elevaciones que exceden los 400
metros, los habitantes corren riesgos relacionados con las lluvias y los cambios de
estación. El río fluye constantemente. (Zambrano, 2017)
c) Problema
Zona urbana que enfrenta serias dificultades económicas. La escasez de servicios
básicos tiene un impacto significativo en la salud, el desempeño educativo y laboral
de sus habitantes. La falta de una planificación urbana adecuada para abordar estas
deficiencias agrava la situación y afecta negativamente tanto a la comunidad como a
las familias. Estas condiciones conducen al surgimiento de enfermedades graves y
aumenta el riesgo para las mujeres embarazadas, lo que resulta en un alto índice de
mortalidad debido a la falta de acceso de agua potable. (Zambrano, 2017)
d) Metodología Aplicada
El enfoque metodológico de este proyecto se ha basado en métodos no
experimentales, técnicos, bibliográficos y de campo. Se ha observado la realidad tal
como es para determinar las alternativas de solución a los problemas planteados.
e) Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones
Basado en los resultados obtenidos durante la ejecución de este proyecto, se concluye
lo siguiente:
●
Se llevó a cabo el levantamiento topográfico del terreno, lo que facilitó la
instalación de los elementos del sistema. (Zambrano, 2017)
18
●
Se determinó que el tanque de succión debía tener una capacidad óptima de
43.55 metros cúbicos para abastecer el sistema durante 8 horas diarias de
succión por bombeo. (Zambrano, 2017)
●
Con una altura dinámica total de 53.91 metros de columna de agua y un caudal
de bombeo de 4.275 litros por segundo, se calculó que se necesitaría una
bomba de 5.59 caballos de fuerza (HP), aunque se optó por utilizar una bomba
comercial de 7.5 HP. (Zambrano, 2017)
●
Siguiendo la normativa ecuatoriana, se determinó que el tanque de
almacenamiento debía tener una capacidad de 52 metros cúbicos para
satisfacer las variaciones en el consumo horario de la población. (Zambrano,
2017)
●
Se diseñó una red de distribución compuesta por un total de 3021.85 metros
de tubería a presión, que garantiza velocidades permisibles y presiones
adecuadas, asegurando así el suministro de agua potable a la comunidad.
(Zambrano, 2017)
Conclusiones y Recomendaciones
En virtud de las conclusiones expuestas, se recomienda:
●
Seleccionar la bomba en función de la altura dinámica total y el caudal a
suministrar por bombeo, para determinar la bomba comercial que cumpla con
estos parámetros. (Zambrano, 2017)
Sostenibilidad y Sustentabilidad
Este proyecto es sustentable desde la perspectiva social, económica y ambiental. Las
soluciones planteadas están enfocadas en garantizar el abastecimiento de agua
potable a la comunidad, reduciendo los impactos durante la fase de construcción e
impacto ambiental.
En términos de sostenibilidad, el proyecto tiene un diseño adecuado que cubrirá la
demanda de agua potable necesaria para la población, mejorando así la calidad de
vida de las personas.
19
3.1.2 Análisis del Microentorno
El análisis del microentorno tiene como fin analizar proyectos similares al que se está
estudiando, pero tomando como referencia proyectos a nivel nacional.
3.1.2.1 Proyecto urgente para el abastecimiento de agua potable
de Tegucigalpa
a) Información del sitio
La República de Honduras, situada en América Central, tiene una población estimada
de 7.400.000 habitantes según el Instituto Nacional de Estadística en 2006, y una
superficie de 112.000 km². Limita con Guatemala, El Salvador y Nicaragua. Es
considerado uno de los países más pobres de América Central y América del Sur, con
un Producto Interno Bruto (PIB) de 1.148 dólares.(Fondo Monetario Internacional,
2005)
La capital de Honduras, Tegucigalpa, está situada casi en el centro del país y abarca
aproximadamente 10 kilómetros de este a oeste y 12 kilómetros de sur a norte, con
una superficie total de alrededor de 120 km². Es un importante centro administrativo
y comercial rodeado por montañas que tienen alturas que oscilan entre los 1.200 y
1.800 metros. En la ciudad, se encuentran colinas salientes y áreas accidentadas
dispersas, lo que contribuye a una topografía compleja y variada. La precipitación
anual se sitúa entre 800 y 1.000 mm, distribuida entre la estación lluviosa, que abarca
de mayo a octubre, y la estación seca, que comprende el resto del año. Cada año,
entre agosto y octubre, los huracanes que se forman en el mar Caribe al este del país
suelen desplazarse hacia el oeste, causando inundaciones frecuentes y daños por las
tormentas en esa temporada.(Kyowa Engineering Consultants Co., 2007)
a) Problema
La agricultura, la silvicultura y la pesca constituyen las principales industrias de
Honduras, con productos de exportación destacados como el café, el banano y el
camarón. Sin embargo, el país experimenta un déficit creciente en su comercio
20
exterior. Debido a este prolongado estancamiento económico, Honduras ha recibido
ayuda del Banco Mundial y del Fondo Monetario Internacional. En 1998, el huracán
Mitch causó importantes daños tanto en términos humanos como económicos.
Aunque la restauración de las áreas afectadas por el huracán está casi completada,
el país se enfrenta ahora al desafío de la reconstrucción nacional. Sin embargo, el
estancamiento económico interno, los efectos de los daños del huracán y el aumento
del desempleo debido al incremento en el precio del petróleo crudo están
contribuyendo a una ampliación de las desigualdades económicas y un deterioro en
los niveles de seguridad.(Kyowa Engineering Consultants Co., 2007)
b) Metodología Aplicada
-
Tasa de crecimiento poblacional
Se determina una tasa de incremento poblacional para cada grupo entre los años
2000 y 2005, y se re calcula la estimación de la población total hasta que la diferencia
sea mínima. Esta discrepancia resultante se distribuye proporcionalmente según el
aumento poblacional por sector para que coincida con la población total. De forma
similar, se asigna la población a cada sector durante los períodos entre 2005 y 2010,
y entre 2010 y 2015. Se tiene en cuenta la variación anual del incremento poblacional
por grupo para evitar una dinámica poblacional anormal. A continuación, se presenta
una tabla con las tasas de incremento poblacional por grupo establecidas. (Kyowa
Engineering Consultants Co., 2007)
A continuación se presentan los resultados de la tasa de crecimiento poblacional por
grupo:
Ilustración 8 - Tasa de crecimiento poblacional por grupo
Fuente: (Kyowa Engineering Consultants Co., 2007)
21
-
Valores de población pronosticada
A continuación se presentan los valores de población pronosticada por unidad
(habitantes).
Ilustración 9 - Comparación entre los valores de población pronosticada
Fuente: (Kyowa Engineering Consultants Co., 2007)
c) Conclusiones y Recomendaciones
Se calcula una tasa de crecimiento poblacional para cada grupo durante el lapso que
abarca desde el año 2000 hasta el 2005. Luego, se recalcula con la población total
proyectada hasta que la discrepancia sea mínima. Cualquier diferencia resultante se
distribuye de forma proporcional según el crecimiento poblacional por sector para
asegurar la correspondencia con la población total. Asimismo, se realiza una
distribución de la población en cada sector para los periodos comprendidos entre 2005
y 2010, y entre 2010 y 2015. Se considera la variación anual en el crecimiento
poblacional por grupo para evitar una dinámica poblacional anormal. (Kyowa
Engineering Consultants Co., 2007)
Entre el estudio de desarrollo realizado en 2001 y el presente estudio, se ha
observado una diferencia constante de alrededor de 200.000 personas hasta el año
2015. Esta discrepancia se debe a que el estudio de desarrollo utilizó una población
para el año 2000 de 932.288 habitantes, que es 167.000 habitantes más que el valor
del censo oficial de 765.675 habitantes, lo que representa un aumento del 22%. Esta
discrepancia se debe a la imposibilidad de utilizar los datos del último censo dentro
del período de estudio actual. Sin embargo, la diferencia con los valores pronosticados
obtenidos es tan significativa que podría afectar los cálculos de la demanda de agua
pronosticada, lo cual es un factor crítico en el estudio de desarrollo de recursos
hídricos. Por lo tanto, es necesario revisar el plan de manera urgente para garantizar
22
la precisión y la eficacia de cualquier futura estrategia de desarrollo de recursos
hídricos.(Kyowa Engineering Consultants Co., 2007)
3.1.2.2 Diagnostico del servicio de agua potable en Intibuca
a) Ubicación geográfica
Las actuaciones concretas de este proyecto se llevaron a cabo en las ciudades de
La Esperanza-Intibucá, distante a unos 7 km de las mismas, en las proximidades de
la carretera que une Siguatepeque con La Esperanza.
b) Problema
Se encuentran con tres comunidades lencas del ámbito rural intibucano de la zona de
Ologosí. Las tres comunidades distan entre sí de 1,5 km a 2 km, y se encuentran
situdas a una altitud comprendida entre los 1.820 y 1.950 m.s.n.m.
La comunidad de El Pelón de Ologosí es la más elevada, con un promedio de altitud
de 1.925 m.s.n.m., a la que sigue Peloncito Ologosí con 1.910 m.s.n.m.; estas dos
comunidades se sitúan al límite entre dos de las microcuencas hidrográficas del
municipio: la microcuenca del río Intibucá, y la del río Yucanguare, incluyéndo las
tres comunidades dentro de la del río Intibucá, si bien una parte de El Pelón de Ologosí
se localiza ya en la parte alta de la microcuenca del Yucanguare, que drena hacia el
valle de Jesús de Otoro (Municipio de Jesús de Otoro).
Todas ellas, por su posición elevada que dificulta un sistema de agua por gravedad,
llevan 60 años sin disponer de agua potable.
23
Ilustración 10 - Localización de las comunidades objeto del proyecto.
Fuente: (Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
c) Metodología
El dimensionamiento y diseño de este tipo de infraestructuras se realiza
habitualmente estableciendo una vida útil de 20 años y, por lo cual, hacer una
proyección, a ese horizonte, de la población beneficiaria a la que tendrá que abastecer
y que será la que marque el rumbo del dimensionamiento.
Para ello, en Honduras, lo más habitual es realizar el cálculo de esa población futura
mediante la fórmula utilizada por el SANAA (Servicio Autónomo Nacional de
Acueductos y Alcantarillado) (Geólogos del Mundo, 2021):
Pƒ = Pa x (1 + (T x Na ))100
Pf = Población futura
24
Pa = Población actual
T= Tasa de crecimiento poblacional interanual (En este caso del 3%) Na = Nº de años
de cálculo (20 años)
Por tanto, partiendo de la población beneficiaria actual de 2.220 personas, se tendría
una población de diseño de 3.552 personas. (Geologos del Mundo, 2006)
En el siguiente esquema se indican las diferentes unidades de obra que han sido
llevadas a cabo para el abastecimiento de agua potable a las comunidades de El Pelón
Ologosí, El Peloncito Ologosí y Maracía. Se trata de un sistema por bombeo en serie
a partir de un nacimiento de agua. (Geologos del Mundo, 2006)
Ilustración 11 - Esquema de obra toma de agua
Fuente: (Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
Estas infraestructuras tienen un carácter común entre ellas. Posteriormente, la
distribución será gestionada por la Junta Administradora de Agua potable
correspondiente a cada comunidad, supeditadas a la Junta Administradora Central.
25
El primer sistema de bombeo estaba previsto ser emplazado en el mismo punto de la
captación. No obstante, vista la constitución geológica de ese punto, su topografía
elevada y el entorno ambiental de alta calidad, se decidió por reemplazar el lugar de
esa primera cisterna de bombeo hacia otro punto con mejores condiciones de
estabilidad y menor impacto ambiental. (Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
La problemática geotécnica que planteaba estaba relacionada con el depósito
saturado de agua ya que esta, dispondría de un rebose contínuo de caudal ecológico,
y en las operaciones de su limpieza se seguiría vertiendo agua al mismo coluvión y
por
tanto,
a
la
cimentación
de
la
cisterna.
Al variar el perfil topográfico del sistema fue necesario llevar a cabo el consiguiente
cálculo hidráulico de las nuevas condiciones para establecer, ya definitivamente, los
diferentes elementos del sistema de bombeo (potencia de bombas, secciones de
tubería, tipologías de tubería en función de las presiones a soportar por tramos,
accesorios a instalar, pérdidas de carga derivadas de la línea de impulsión, etc.).
En este tipo de cálculo interviene como factores principales: la diferencia de altura a
salvar con el bombeo, la longitud que ha de recorrer el agua impulsada, el caudal de
agua que se pretende elevar, la velocidad del flujo de agua impulsado, el material de
la tubería a utilizar y los accesorios necesarios de instalación (codos, válvulas,
reducciones, etc). Con todo ello, se hace un análisis matemático de diferentes
conceptos de la hidráulica y se obtiene la medición y características de los elementos
necesarios para proceder a la instalación con las garantías suficientes de cumplir el
objetivo planteado. (Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
La diferencia de elevación a la que ha de impulsarse el agua es de 298,2 m, en una
longitud de 1.315,4 m. Para el caudal próximo a los 70 Gal/min (4,41 l/s) que se
pretende servir al tanque, salvar esa diferencia de elevación requería una bomba de
excesiva potencia, difícil de encontrar en Honduras, de manera que el sistema de
bombeo de agua que se plantea es un bombeo escalonado en serie entre las cisternas
de bombeo y el tanque de almacenamiento. Por ello, la distancia y diferencia de
elevación entre el origen del bombeo (cisterna 1) y el punto final de llegada (tanque
de almacenamiento) se dividió en dos tramos:
26
●
El perfil topográfico del tramo 1 abarca desde la cisterna 1 hasta la cisterna
2 y está relacionado con el primer bombeo. Este tramo tiene una diferencia
de elevación de 134.6 metros en una longitud de 507 metros.
●
Tramo
2:
perfil
topográfico
entre
la
cisterna
2
y
el
tanque
de
almacenamiento, con una diferencia de elevación de 163,6 m en una longitud
de 808,4 m, que será el trabajo a realizar por el segundo bombeo desde la
cisterna 2.
Mediante el cálculo hidráulico se definió:
●
Para el tramo 1: una bomba sumergible de 10 HP de potencia, sección de
tubería de 4” nominal y los siguientes segmentos de tipo de tubería.
(Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
Tramo
De PK
A PK
Longitud
(m)
% L total
Clase
Tubo
Nº lances Redondeo
1
0+000,00 0+070,00
70
13,78%
HG
11,67
12
2
0+070,00 0+105,00
35
6,89%
SDR 17
6,03
7
3
0+105,00 0+180,00
75
14,76%
SDR21
12,93
13
4
0+180,00 0+508,00
328
64,57%
SDR 26
56,55
57
Tabla 1 - Perfil de Cisterna 1 a Cisterna 2 en tuberia de 4”
Fuente: (Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
27
●
Para el tramo 2: una bomba sumergible de 15 HP de potencia, sección de tubería de 4”
nominal y los siguientes segmentos de tipo de tubería. (Geólogos del Mundo Asturias,
2020)
Tabla 2 - Cisterna 2 a Tanque en tuberia de 4”
Tramo
De PK
A PK
Longitud
(m)
% L total
Clase Tubo
Nº lances
Redondeo
1
0+000,00
0+070,00
70
13,78%
HG
11,67
12
2
0+070,00
0+105,00
35
6,89%
SDR 17
6,03
7
3
0+105,00
0+180,00
75
14,76%
SDR21
12,93
13
4
0+180,00
0+508,00
328
64,57%
SDR 26
56,55
57
(Geólogos del Mundo Asturias, 2020)
d) Conclusiones
●
La Esperanza e Intibucá están orientados en la ruta correcta hacia la mejora
de las condiciones de vida de sus ciudadanos, priorizando su propio desarrollo
y ejecución de proyectos.
●
El papel de la comunidad es clave como conocedor de su realidad, de sus gente
lo que incrementa la sostenibilidad.
●
Las Alcaldías asumen que el desarrollo de sus municipios cruza al garantizar el
agua potable y desde las comunidades a través de las Juntas de aguas se vela
y preserva por la continuidad del proyecto.
●
La sensibilización y concienciación de las comunidades favorece que se
mantenga
vivo
el
proyecto.
e) Recomendaciones
●
Continuar con otras fases del proyecto que vayan desde la extensión del agua
potable y saneamiento básico a más municipalidades.
28
●
Iniciar cualquier línea experimental de negocios sean artesanías o nuevos
cultivos adaptados a la zona, actividad económica, idiosincrasia, etc.
●
Explorar la implicación de otros agentes que puedan financiar actividades
similares en la zona y buscando sinergias.
●
Impulsar
que
las
autoridades
nacionales
(educativas
o
sanitarias)
o
departamentales realicen algún tipo de inversión complementaria.
3.1.3 Analisis Interno
Después de un análisis del entorno macro y micro en el que se opera dentro y fuera
de nuestro país, es crucial dirigir nuestra atención hacia el análisis interno. Este paso
estratégico nos permite examinar detenidamente los recursos, capacidades y
estructuras internas de la zona de estudio. Al profundizar en este análisis, buscamos
comprender las fortalezas y debilidades internas que influyen en la capacidad de la
zona para adaptarse y competir en su entorno externo.
a) Ubicación: El Progreso, Yoro
Ilustración 12 - Mapa de Ubicación, El Progreso
Fuente: (Google Maps, 2024)
La zona de estudio se encuentra al norte del municipio de El Progreso, en el
departamento de Yoro, en el noroeste de Honduras.
La ciudad de El Progreso está conformada por 50 aldeas, y demográficamente ha
crecido poblacionalmente de acuerdo a los últimos censos a partir del año
2001.(SGJD, 2022)
29
De acuerdo a las proyecciones hechas por el Instituto Nacional de Estadística de
Honduras la población al año 2021 asciende a 201,507 habitantes. (SGJD, 2022)
Los actuales indicadores de agua de la ciudad demuestran que casi el 6% de las
viviendas no tienen acceso al agua y que dependen de las aguas lluvia, ríos o pozos.
Por lo tanto esto causa un atraso en el desarrollo económico y salubre en estos
habitantes. (SGJD, 2022)
Ilustración 13 - Proceso de levantamiento topográfico del terreno
Fuente: (Propia, 2024)
La ciudad ha atravesado cuatro (4) sequías meteorológicas las cuales golpearon
fuertemente a los habitantes de esta ciudad. Estas sequías afectaron los cultivos de
granos básicos en 1985, 400 hectáreas de cultivos en 1991 fueron echadas a perder
por las faltas de lluvias y en 1994 sequías que afectaron al país en general. (Copeco
El Progreso, 2017)
30
Ilustración 14 - Mapa de Amenaza a Sequía Meteorológica de CENAOS
Fuente: (Copeco El Progreso, 2017)
31
Ilustración 15 - Proceso de levantamiento topográfico del terreno
Fuente: (Propia, 2024)
32
Ilustración 16 - Tubería de conducción existente en la zona
Fuente: (Propia, 2024)
3.2 Teorías de Sustento
Anteriormente se analizaron proyectos nacionales e internacionales relacionados al
estudiado en este informe. Esto ayudó a poder tener una referencia de proyectos
pasados, y las conclusiones y recomendaciones obtenidas para futuros proyectos. A
continuación se estará hablando sobre las teorías de sustento utilizadas para la
investigación. Estas teorías son una referencia para la parte metodológica, ayudará
a poder saber el orden y métodos que debemos seguir para crear un diseño
apropiado.
33
3.2.1 Periodo de diseño para las estructuras de los sistemas y proyección
de la población (SANAA)
3.2.1.1 Población Futura
Las Naciones Unidas proyecta que la población mundial aumentará en 2050. Este
crecimiento afectará el tamaño, la estructura y la distribución de la población,
influyendo considerablemente en los esfuerzos para promover la Agenda 2030 a nivel
global. (ONU, 2019)
Para analizar las últimas tendencias, políticas y programas relacionados con la
población, la Comisión de Población y Desarrollo el programa, aprobado por 179
gobiernos, proponía que "todas las personas debían tener acceso a servicios
integrales de salud reproductiva, incluyendo la planificación familiar voluntaria,
servicios de embarazo y parto seguros, y la prevención y tratamiento de infecciones
de transmisión sexual", según recuerda el Fondo de Población de la ONU. (ONU,
2019)
Además, durante la inauguración de la Comisión, la vicesecretaria general de la ONU,
Amina Mohammed, subrayó que la Conferencia marcó "un cambio importante a nivel
mundial en el debate sobre las cuestiones de población", al poner mayor énfasis en
"los derechos, la igualdad, la dignidad y el bienestar de las personas a lo largo de sus
vidas, como el nacimiento, la muerte, el matrimonio, el alumbramiento y la
migración".(ONU, 2019)
La población futura se calculará preferentemente utilizando datos de censo de la zona.
En caso de que esta información no esté disponible, se utilizará la tasa oficial de
crecimiento promedio de la región establecida por el Instituto Nacional de Estadísticas
(INE) en su informe más actualizado.(Solorzano, 2004)
El cálculo de la población de diseño se puede realizar utilizando cualquiera de los
siguientes métodos conocidos, siempre y cuando se ajusten a la tendencia de
crecimiento observada:
●
Método Aritmetico
●
Método Geométrico
34
La población de diseño se determinará utilizando la población de saturación del área
de acuerdo con los planes reguladores vigentes. En caso de que estos planes no estén
disponibles, se considerarán 6 habitantes por lote. Cualquier proyección de
crecimiento poblacional debe incluirse en la memoria técnica junto con los cálculos y
gráficos de tendencia correspondientes.(Solorzano, 2004)
3.2.1.2 Distribución por bombeo
Solorzano (2004) establece lo siguiente en cuanto a la distribución por bombeo:
Para el diseño de un sistema por bombeo, se consideran dos condiciones de análisis:
a) Sistema de bombeo contra el tanque de almacenamiento y del tanque de
almacenamiento a la red de distribución por gravedad. En esta condición, el caudal
correspondiente al consumo máximo diario se bombea hacia el tanque de
almacenamiento. La red luego extraerá del tanque el consumo de la máxima hora, o
la demanda coincidente. El tanque opera con una altura que garantiza presiones
residuales mínimas en todos los puntos de la red. (Solorzano, 2004)
b) Sistema de bombeo contra la red de distribución, con el tanque de almacenamiento
dentro de la red o en el extremo de ella. En este caso, se deben considerar las
soluciones más económicas para la distribución. Se realizan análisis para garantizar
un servicio eficiente y continuo a presión para las siguientes condiciones de trabajo:
Caso I: Consumo máximo horario con bombeo para el último año del periodo de
diseño. Aquí, se asume que los equipos de bombeo están produciendo e impulsando
el caudal máximo diario a través de las líneas de conducción hacia la red, y el tanque
de almacenamiento aporta el complemento al máximo horario. (Solorzano, 2004)
Caso II: Consumo máximo horario por gravedad para el último año del periodo de
diseño. En esta situación, la red funciona por gravedad, atendiendo la hora de
máximo consumo desde el tanque. (Solorzano, 2004)
Caso III: Consumo coincidente del máximo día más incendio. Similar al caso I, pero
el gasto del incendio se concentra en el punto de la red más desfavorable. Las
estaciones de bombeo producen el caudal máximo diario, y el tanque de
35
almacenamiento aporta el resto del caudal requerido, todo para el último año del
periodo de diseño. (Solorzano, 2004)
Caso IV: Consumo coincidente con bombas sin funcionar. Similar al caso III, pero con
la variante del cuadro de presiones originadas por una condición de suministro de un
gasto de incendio concentrado en los nudos más desfavorables. Todo el caudal
necesario será aportado por el tanque. (Solorzano, 2004)
Caso V: Bombeo del consumo máximo diario sin consumo en la red. Este caso
determina la carga dinámica total de las bombas y servirá para dimensionar la
potencia de las mismas; aquí el agua va directamente al tanque sin ser consumida,
dando las presiones máximas en la red. En otro aspecto se presentará la teoría del
soporte vital, incluyendo todos los detalles relativos a los lineamientos, requisitos y
fórmulas derivadas de los lineamientos emitidos por la Autoridad Nacional Autónoma
de Drenaje y Alcantarillado (SANAA). Esto permitirá el desarrollo de una solución
integral para la región de El Progreso, revelando el marco regulatorio que respaldará
la configuración adecuada del proyecto. Desde lineamientos que orientan el concepto
de la red de distribución, analizando el alcance y beneficios del proyecto, hasta
brindar información que enriquezca la evaluación y conceptualización de este
proyecto. Servicio Nacional Autónomo de Alcantarillado y Acueducto (SANAA).
(Solorzano,
2004)
3.2.2 Servicio Autónomo Nacional De Acueductos Y Alcantarillados (SANAA)
El propósito de esta norma es establecer requisitos técnicos mínimos para el diseño
y dimensionamiento de la infraestructura de agua potable rural para garantizar el
rendimiento, confiabilidad, vulnerabilidad y seguridad estructuralmente adecuados
para
las
condiciones
específicas
del
sitio.
Del
mismo
modo,
desarrollar
recomendaciones sobre métodos y procedimientos de cálculo, recomendar fórmulas
de parámetros y coeficientes. (SANAA, 2003)
Criterios para determinar la viabilidad de un proyecto comunitario:
36
●
La distancia a la fuente seleccionada se determinará sobre la base de estudios
económicos teniendo en cuenta el equilibrio razonable entre beneficios y costos
y asegurando la funcionalidad del proyecto.
●
Calidad del agua:
○
Gracias a esto, no es turbio, no tiene olor desagradable, no contiene
muchos residuos y no está contaminado.
○
El propietario del terreno elegido para el proyecto deberá contar con su
consentimiento.
○
El área de la cuenca seleccionada no debe contener viviendas río arriba
ni grandes operaciones agrícolas.
○
El caudal mínimo medido debe cubrir las necesidades mínimas de
consumo de la comunidad y no puede ser inferior a la siguiente
ecuación:
𝑄𝑀𝑖𝑛 = 0.025𝑃𝑎
Ecuación 1-Fórmula de caudal mínimo
Donde:
𝑄𝑀𝑖𝑛: 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑓𝑜𝑟𝑜
𝑃𝑎 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙
Estándares de diseño
El sistema de abastecimiento rural ha sido desarrollado de acuerdo con las
necesidades del medio y las realidades de nuestro país. El objetivo de estas normas
es establecer criterios para facilitar el trabajo de los ingenieros a cargo de estas
actividades. Cabe señalar que estas reglas no están escritas en piedra y pueden
moldearse a medida que se desarrolla la tecnología (SANAA, 2003).
Teniendo en cuenta la durabilidad y vida útil de tuberías, accesorios, materiales de
construcción así como el tiempo de diseño y construcción, se establece una vida útil
de diseño de 22 años para todos los componentes del sistema.
37
Los equipos de bombeo estarán diseñados para funcionar durante 10 años. Los
sistemas que han cumplido este período de 22 años o más y que requieran mejoras
en todas las partes del sistema se considerará una nueva red. (SANAA. 2003)
Crecimiento
Se asume que la tasa de crecimiento anual es del 3,3% (datos proporcionados por la
ciudad de El Progreso), que es el promedio nacional según los datos recopilados por
el Departamento General de Censos y Estadísticas. Si esta se desarrolla
normalmente, este índice se puede calcular teniendo en cuenta censos anteriores,
suficientes para predecir la tendencia futura. En el caso de asentamientos de
agricultores y proyectos de vivienda, la densidad de saturación del proyecto se toma
como el tamaño futuro de la población. (SGJD, 2022)
Cálculo de población
El diseño deberá realizarse sobre la base de las cifras de población y viviendas
obtenidas del levantamiento topográfico. El número mínimo de viviendas que
aparecerán en el mapa topográfico será coherente con el levantamiento básico. A
falta de encuesta, la población actual se calcula multiplicando el número de viviendas
por 5 personas/casa. El conocimiento de los factores que propiciaron el desarrollo de
la Comunidad nos permite estimar la población futura de la las comunidades. Para
realizar dicho cálculo se utilizará el método aritmético con menor frecuencia y el
método geométrico. El cálculo de población por el método de saturación podrá
tenerse en cuenta al especificarse únicamente la zona de la localidad de la que se
recibirá el beneficio. (SANAA. 2003)
38
Método aritmético
El método supone una variación lineal de la población en el tiempo. Se utiliza
la siguiente fórmula:
𝑘𝑡
𝑃𝑓 = 𝑃𝑜 (1 + 100)
Ecuación 2-Cálculo de población de diseño, método aritmético
Donde:
𝑃𝑓: 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑎
𝑃𝑜: 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙
𝑘: 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
Método geométrico
𝑡: 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜
Este método se utilizará preferiblemente para poblaciones de más de 2000
habitantes. La fórmula por aplicarse será:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑜(1 + 𝑟)𝑡
Ecuación 3- Cálculo de población de diseño, método geométrico
𝑃𝑓
r =( √⬚ 𝑃𝑜) - 1
Ecuación 4-determinación de la tasa de crecimiento anual, método
geométrico
Donde:
∆𝑡 ∶ 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑠𝑎𝑙 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 “𝑡1” 𝑦 “𝑡2” (= t2 − t1)
𝑃(𝑡1): 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 “𝑡1”
𝑃(𝑡2): 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 “𝑡2”
39
Dotaciones
La reserva total para comunidades con menos de 2,000 residentes será de 25 galones
por persona por día.
En comunidades con más de 2000 residentes, estas regulaciones deben abordar todas
las necesidades que se enumeran a continuación.
●
Consumo de los hogares.
●
Ropa industrial y comercial.
●
Consumo público.
●
Daños y desperdicios al consumidor.
●
Tasa de consumo y variación.
Básicamente tendremos 3 tipos de consumo:
Consumo medio diario: Demanda media necesaria para satisfacer la demanda.
Ingesta máxima diaria: Valor de la ingesta máxima diaria durante un año.
Demanda máxima horaria: Valor máximo de consumo horario en el día de mayor
demanda del año.
Se utilizará la fórmula de Hazen Williams para calcular las pérdidas por fricción en
tuberías donde el coeficiente de rugosidad "C" utilizado será:
1. Tubo de hierro galvanizado (HG) 100
2. Tubería de PVC (PVC) 140
Una vez determinados los parámetros anteriores se procede a complementar una
ficha de información general.
40
Según su origen, los suministros de agua se pueden dividir en tres tipos principales:
●
Aguas superficiales.
●
Agua subterránea.
●
Aguas lluvias.
Línea de conducción
Es la tubería que lleva el suministro desde la toma de agua hasta el tanque de
suministro. Generalmente es controlado por gravedad y está diseñado para un caudal
mínimo correspondiente al consumo máximo diario. Las tuberías deben cerrarse y
operarse bajo presión. Se deben realizar todos los trabajos de protección necesarios
como limpieza y válvulas de aire, anclajes e interruptores de carga. (SAGARPA,
2024.)
Tubería
Tuberías que sean resistentes a cargas externas y elementos químicos deben poseer
superficies lisas y sin protuberancias. Los tubos más utilizados son PVC y HG.
La elección del material de tubería utilizado depende de la topografía y el terreno del
sitio.
Lo más importante a considerar es no exceder la presión de trabajo del tubo.
El diámetro mínimo permitido en la línea es 1" Ø HG, la presión máxima de trabajo
de PVC es 3/4" Ø, la presión máxima de trabajo de PVC es 160 psi, la presión máxima
de trabajo HG es 350 psi. (SANAA, 2003)
Para tuberías, además de calcular el gradiente hidráulico diseñado, también se debe
calcular el gradiente hidráulico real.
41
Tanque de almacenamiento
La principal finalidad de los tanques de almacenamiento consiste en proporcionar
reservas para satisfacer las fluctuaciones en el consumo diario de la población, así
como para atender las demandas durante las obras de mantenimiento. (SANAA,
2003)
Tipos de Redes
Se considerarán de acuerdo a su diseño: redes abiertas y redes por circuitos cerrados.
De acuerdo a este criterio, se diseñarán redes con circuitos cerrados y sólo por fuerzas
mayores se hará de otro tipo. (SANAA, 2003)
Tabla 3 - Velocidad y Caudal Máximo por Diametro de Tuberia
Diámetro
Mm
Pulgadas
Velocidad
máxima
(m/seg)
Caudal
máximo
(gpm)
25
1
0.60
4.67
50
2
0.60
18.68
75
3
0.70
49.02
100
4
0.75
93.38
150
6
0.80
224.10
200
8
0.90
448.21
250
10
1.00
778.14
300
12
1.10
1,232.57
Fuente: (SANAA, 2003)
La velocidad mínima será de 0.60 m/seg y la máxima de 3 m/seg.
42
Por otra parte, el diámetro mínimo de la red será de 1” Ø en circuitos cerrados y
tubería de relleno, y hasta de ½” Ø en extremos sin acción que sustenten hasta tres
viviendas.
Tubería y Accesorios
La tubería a considerar será de hierro galvanizado, PVC o combinación de ambas bajo
las denominaciones SCH-40 y SDR. Los accesorios serán del tipo de unión según la
tubería. Las características de la tubería se determinarán de acuerdo al tipo de suelo
del área del proyecto y a las condiciones de trabajo. (SANAA, 2003)
Ubicación de Válvulas
La ubicación de las válvulas de aire en una línea de conducción es muy importante
ya que determinan el tamaño y clase. Una inadecuada ubicación puede ser
determinante para que dicha válvula funcione correctamente o no. (SANAA, 2003)
Un punto de partida sería considerar el perfil de la línea de distribución e identificar
los puntos críticos (ascensos y descensos). (RUDMEX, 2024)
Zanjos
Se considerará instalar la tubería a una profundidad de 0.60m si su diámetro es de
hasta 4”. En zonas en las que el tráfico vehicular es constante, las profundidades
serán de 0.80m. El ancho de la zanja será de 0.40m para diámetros de hasta 4”.
(SANAA,
2003)
Conexiones domiciliarias
Todas las acometidas se instalarán con tubería de ½” Ø con su respectiva llave y los
accesorios requeridos para su incorporación al sistema de red. (SANAA, 2003)
43
3.3 Marco Conceptual
Anteriormente se abordó lo que fue el análisis de la situación actual y las teorías de
sustento para esta investigación. A continuación se estará listando una serie de
conceptos utilizados a lo largo de esta investigación:
A
1) Área de escurrimiento
Es el área que transporta el agua lluvia superficialmente o por infiltración hacia un
punto determinado. El área de recarga hídrica puede ser superficial y subterránea.
(FODM, 2011)
2) Accesorios de Control
Deben ser resistentes y duraderos para garantizar su funcionamiento eficiente y
seguro.(Pavco, 2024)
3) Aforo
Consiste en el caudal de agua para lo cual se mide el volumen y la velocidad con la
que transita en una sección de una determinada fuente en un tiempo dado hacia otro
punto. (Geo Costa Rica, 2024)
4) Agua Potable
Se refiere al recurso hídrico que puede ser consumido sin restricción gracias a su
calidad y no representa un riesgo para la salud. También se refiere al recurso que
cumple con las normas de calidad definidas por las autoridades locales e
internacionales. (SAGUAPAC, 2016)
C
5) Caudal
Este es el volumen de agua que fluye a través de una sección transversal de una
fuente o canal en una unidad de tiempo medida. (AguaMark, 2024)
44
6) Consumo máximo diario (QMD)
Es la cantidad de agua de mayor consumo al día; se registra en el día de máximo
consumo al final del período de diseño. (EE, 2018)
7) Consumo máximo horario (QMH)
Se calcula multiplicando la media futura por la población al final del año respectivo
período y el factor de fuga, divida el resultado por 86400 Caudal (L/seg.) (EE, 2018)
8) Consumo medio diario (Qm)
Es la cantidad de agua requerida para suplir las necesidades de una población en un
día de consumo promedio. (EE, 2018)
L
9) Línea de conducción
Conjunto de tuberías y accesorios de control que permiten el movimiento del agua
en condiciones determinadas de calidad, cantidad y presión desde su inicio, hasta el
sitio donde será distribuida. (SAGARPA, s. f.)
P
10) Pérdidas por Fricción
La pérdida por fricción es el cambio de presión de un fluido que se produce en contacto
en movimiento y el medio en este caso una tubería a través del cual se desplaza.
(GRUNDEOS, 2024)
3.4 Marco Legal
Anteriormente se proporcionó el marco conceptual del proyecto, para el cual se
estableció una serie de conceptos clave para la comprensión del trabajo.
Seguidamente se presentará el marco legal, es aquí donde los principios y directrices
inicialmente delineados se consolidan en un marco jurídico sólido que no solo asegura
la viabilidad técnica, ambiental y económica del proyecto, sino que también garantiza
su conformidad con las leyes y políticas vigentes.
45
3.4.1 Leyes Jurídicas
La constitución de la república
Con el propósito de entender lo que la parte legal nos expresa sobre lo que es el área
de Agua potable y saneamiento, nos guiamos de (La Constitución de la República,
1982) la cual establece en el capítulo VII de la salud en su artículo 145: Se reconoce
el derecho a la protección de la salud. El deber de todos participar en la promoción y
preservación de la salud personal y de la comunidad.
El estado conservará el medio ambiente adecuado para proteger la salud de las
personas.
Un proyecto de agua potable entra en la categoría de infraestructuras o Salud para
que pueda ser ejecutado mediante la municipalidad.
El agua potable y saneamiento se encuentra legislada a través de Veinticinco (25)
instrumentos jurídicos, de los cuales nosotros ponemos como prioridad los siguientes:
1. La constitución de la República
2. Ley Marco del Sector Agua Potable y Saneamiento
3. Ley Constitutiva SANAA
4. Ley General del Ambiente
5. Ley General de Aguas
Ley marco del sector de agua potable y saneamiento
La secretaria de salud mediante el (Reglamento de la Ley Marco del Sector Agua
Potable y Saneamiento, Zelaya, 2004), Acuerdo No. 006, en el capítulo II nos
menciona al CONASA (Consejo Nacional de Agua Potable y Saneamiento), el cual en
el Artículo 3 de este capítulo nos menciona que Debe servir como órgano de
coordinación y concentración de las actividades de las distintas instituciones públicas
o privadas, Relacionadas con Tecnología, capacitación, mejoramiento del servicio y
la conservación de las fuentes de agua, así como canalizar sus aportaciones
económicas.
46
En el presente acuerdo también se hace una mención Sobre el Servicio Autónomo
Nacional de Acueductos y Alcantarillados (SANAA), Artículo 22.- Atribuciones del
SANAA como ente técnico de apoyo al sector agua potable y saneamiento.
El SANAA es el encargado de dar apoyo al ente regulador, apoyo a las municipalidades
y apoyo a Juntas de Agua
La ley general del ambiente
Decreto No. 07-93 Capítulo I, En el Artículo 30: Corresponde al estado y a las
municipalidades en su respectiva jurisdicción el manejo, protección y conservación
de las cuencas y depósitos naturales de agua, incluyéndose preservación de los
elementos naturales que intervienen en el proceso hidrológico.
Los usuarios del agua, sea cual fuere el fin a que se destine están obligados a utilizarla
en forma racional, previniendo su derroche y procurando cuando sea posible, su
reutilización.(I[1]Ley General del Ambiente, 2005)
En la tabla de categorización ambiental SLAS II 2021, no aparecen proyectos de red
de distribución de agua potable, por lo tanto, se someterá a evaluación externa para
determinar su categoría.
La ley general de aguas
Nuestro proyecto cuenta con dos fuentes de abastecimiento, Son dos obras de
captación ubicadas aguas arriba de la comunidad la cual mediante la línea de
conducción se unen para llegar a un tanque. La ley general de Aguas Mediante el
decreto No. 181-2009 nos habla en el Capítulo III Sobre la protección Hídrica, en su
artículo 44 Nos dice: “No se permitirá descargas de aguas residuales en los
nacimientos de las fuentes de agua y zonas de descarga, ares próximas a las obras
de captación de agua potable y zonas de infiltración o recarga.” (Ley general de
aguas, 2009)
47
Ley Constitutiva del SANAA
Decreto Número 91
Considerando
Que los servicios de agua potable, aguas negras y pluviales no pueden considerarse
y resolverse desde un punto de vista local o municipal, porque a menudo las fuentes
de abastecimiento deben servir dos o más comunidades, o porque esos servicios
deben interconectarse para lograr mayor economía y eficiencia de ellos.
Capítulo I
Creación del servicio
Artículo 1.- Crease un organismo autónomo de servicio público, con personería
jurídica y patrimonios propios de duración indefinida. Que se llamará SERVICIO
AUTÓNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS (SANAA) y que regirá
por la presente ley, sus reglamentos y en lo que no estuviese previsto, por las demás
leyes del país que le sean aplicables.
Capítulo II
Objeto del servicio
Artículo 2.- El Servicio Autónomo Nacional de Acueductos y Alcantarillados, tendrá
por objeto, promover el desarrollo de los abastecimientos públicos de agua potable y
alcantarillado sanitario y pluviales de todo el país.
Capítulo III
Atribuciones del servicio
Artículo 3.- Para el logro de sus finalidades, el servicio tendrá las siguientes
atribuciones:
a) Estudiar los recursos hidráulicos y su adaptabilidad a los problemas de
abastecimiento de agua potable y alcantarillados.
48
b) Llevar a cabo la ejecución de proyectos realizados con la captación, conducción,
almacenamiento, purificación y distribución de las aguas potables para las
comunidades del país, así como los relacionados con la colección, tratamiento y
disposición de las aguas negras y las aguas pluviales.
r) Mejorar y ampliar las instalaciones de agua alcantarillado bajo su jurisdicción y
proveer instalaciones adicionales de la misma clase. (Ley constitutiva SANAA, 1961)
49
IV. Metodología
Previamente se detalló la información sobre el marco teórico de nuestro proyecto,
incluyendo la parte informativa, conceptual, y legal. La transición del marco teórico
a la metodología representa el paso de la teoría a la práctica en un proyecto. La
metodología especifica los métodos, técnicas y herramientas que se utilizarán para
recopilar, analizar e interpretar los datos necesarios para abordar las preguntas de
investigación planteadas.
4.1 Enfoque
Un proyecto de sistema de agua potable se basa en un enfoque cuantitativo porque
requiere la medición precisa y el análisis detallado de múltiples parámetros esenciales
para asegurar un suministro continuo y sostenible. Este proceso incluye varios pasos
fundamentales, como el cálculo de la población actual y las proyecciones de
crecimiento futuro, lo que ayuda a prever la demanda de agua a largo plazo. Además,
es crucial determinar la demanda diaria de agua para garantizar que el sistema pueda
satisfacer las necesidades diarias de la comunidad.
La evaluación de la capacidad de las fuentes de agua es otro aspecto vital, ya que
asegura que se dispone de suficiente agua para abastecer a la población. El
dimensionamiento adecuado de las tuberías y los tanques de almacenamiento
también es esencial para mantener un flujo constante y evitar interrupciones en el
suministro. Además, el análisis de la presión y el caudal en la red de distribución
permite identificar y solucionar posibles puntos de falla, asegurando que el agua
llegue con suficiente presión a todos los usuarios.
4.2 Variables de Investigación
Presentamos la tabla de variables de operacionalización, que especifica las variables
centrales de este estudio. En la tabla se definen operativamente cada variable, se
identifican sus indicadores, se detallan las escalas de medición utilizadas y se
describen las técnicas de recolección de datos aplicadas.
50
Tabla 4 - Variables de Operacionalización
Titulo
Propuesta de diseño de línea de conducción, estudio de tanque de
almacenamiento en el sector Las Golondrinas, y red de distribución de
comunidades Anexo 3 de Abril y República de Alemania en El Progreso,
Yoro.
Problema
Objetivo
General
Preguntas de
Investigación
¿Cuáles son
las
especificaci
ones
de
diseño para
la línea de
conducción
, el tanque
de
almacenam
iento y la
redes
de
distribución
, para el
cumplimien
to de la
demanda
en
los
sectores de
Las
Golondrina
s,
República
de
Alemania y
Anexo 3 de
abril?
Proponer
un
diseño de una
línea
de
conducción
y
tanque
de
almacenamient
o para el sector
Las
Golondrinas y
redes
de
distribución
mediante
normativa del
SANAA para los
sectores
de
República
de
Alemania
y
Anexo 3 de
abril en función
de suplir las
demandas
requeridas.
¿Cuáles son las
condiciones
topográficas
del
terreno
sobre el cual se
hará el diseño?
¿Cuál
es
la
demanda
por
vivienda de los
diseños
de
redes
de
distribución?
51
Objetivos
Específicos
Variable
Independi
ente
Variable
Dependient
e
Determinar las
condiciones
topográficas del
terreno sobre el
cual se hará el
diseño.
Topografía
Establecer la
demanda por
vivienda de los
diseños de redes
de distribución.
Cálculo de
caudal
diseño por
vivienda.
Diseño de
línea de
conducción,
estudio de
tanque de
almacenamie
nto en el
sector Las
Golondrinas,
y red de
distribución
de
comunidades
Anexo 3 de
Abril y
República de
Alemania en
El Progreso,
Yoro.
Continuación Tabla 1…
¿Qué características
hidráulicas,
constructivas y
estructurales tendrá
la propuesta de
diseño de la línea de
conducción en el
sector Las
Golondrinas.
¿Cuál es el volumen
del tanque actual y
cuál
sería
el
propuesto
para
satisfacer
la
demanda del sector
de Golondrinas?
¿Qué características
hidráulicas,
constructivas y
estructurales tendrá
la propuesta de
diseño de las redes
de distribución en los
sectores República
de Alemania y Anexo
3 de abril?
¿Cuánto será el
monto aproximado
del costo total por
proyecto?
52
Establecer las
características
hidráulicas,
constructivas y
estructurales
que tendrá la
propuesta de
diseño de la
línea de
conducción en el
sector Las
Golondrinas.
Proporcionar el
volumen
del
tanque actual, y
definir cuál sería
el
propuesto
para satisfacer la
demanda
del
sector
de
Golondrinas.
Línea de
conducción.
Tanque de
Almacenami
ento.
Establecer las
características
hidráulicas,
constructivas y
estructurales
que tendrán las
propuestas de
diseño de redes
de distribución
en los sectores
República de
Alemania y
Anexo 3 de abril.
Red de
distribución
Proponer un
monto
aproximado del
costo total por
proyecto.
Presupuesto
por
proyecto.
4.2.1 Diagrama de las Variables de Operacionalización
A continuación se presenta la ilustración 6, la cual cuenta con la información sobre
las dimensiones de las variables independientes, que surgen de la variable
dependiente.
Ilustración 17 - Diagrama de Variables de Operacionalización
Fuente: (Propia, 2024)
53
En conclusión, en la ilustración 6, se desglosan las dimensiones de las variables las
cuales provienen de la variable independiente, la cual representa el plan de trabajo y
a lo que se quiere llegar.
4.2.2 Tabla de Operacionalización
A continuación, se presenta la tabla de operacionalización de variables, que define y
detalla las variables clave del estudio, sus indicadores y las técnicas de medición
empleadas.
Tabla 5 - Tabla de Operacionalización
Variables
Independ
ientes
Topografí
a
Definición
Conceptual
Operacional
Dimen
siones
Indicado
res
Item
Unidades
Escala
La topografía
se refiere al
estudio y la
representaci
ón precisa de
las
característica
s físicas y
naturales de
la superficie
terrestre,
incluyendo la
elevación,
las
pendientes,
las formas
del terreno y
otros
detalles
relevantes.
La
definición
operacional
de
topografía
se refiere al
proceso de
medir y
mapear las
característi
cas físicas
del terreno,
como la
elevación,
la
pendiente y
las formas
del terreno,
utilizando
técnicas y
equipos
especializa
dos, como
teodolitos,
estaciones
totales y
sistemas de
posicionami
ento global
(GPS).
Plani
metría
Posición
(x,y)
¿Que
posición
tienen
los
puntos
generad
os en el
levantam
iento?
m
1:1
Altime
tría
Elevació
n (z)
¿Qué
elevación
tienen
los
puntos
generad
os en el
levantam
iento?
m
1:1
54
Continuación Tabla 2…
Consumo
por
Vivienda
Línea de
Conducci
ón
Es un
indicador
crucial que
refleja los
hábitos de
consumo de
agua de una
familia y
puede variar
según factores
como el
tamaño del
hogar, el
estilo de vida,
la eficiencia de
los
dispositivos y
la
disponibilidad
de recursos
hídricos.
Consiste en
la medición
precisa y
cuantificaci
ón de la
cantidad de
agua
utilizada en
un hogar
durante un
período
específico,
generalmen
te
expresada
en litros o
metros
cúbicos por
día o por
mes.
Cantidad
de
Viviendas
Número
total de
hogares
por
comuni
dad
¿Cuánta
s
vivienda
s hay en
cada una
de las
comunid
ades?
Unid
ad
1:1
Personas
por
vivienda
Numero
estanda
r de
persona
s por
viviend
a
¿Cuánta
s
personas
hay por
vivienda
en cada
una de
las
comunid
ades?
Unid
ad
1:1
Una línea de
conducción es
una estructura
diseñada para
transportar
agua desde
una fuente de
abastecimient
o, como un
río, un pozo o
una planta de
tratamiento,
hasta el lugar
de consumo,
como una
ciudad o una
comunidad.
Instalación
y operación
de un
sistema
físico
compuesto
por
tuberías,
canales o
acueductos
que
transportan
agua desde
su fuente
hasta el
punto de
consumo.
Diseño
Geométric
o
Pendien
te
¿Cuáles
serán las
pendient
es a lo
largo de
la
tubería?
%
1:1
Longitu
d
¿Cuál es
la
longitud
total de
la
tubería?
m
1:1
Diámetr
o
¿Cuál
será el
diámetro
de
tubería a
utilizar?
pulg.
1:1
55
Continuación Tabla 2…
Cálculo de
presiones
56
Presión
de
diseño
¿Cuál
será la
presión
de
diseño
para la
linea de
conducci
on?
Pa
1:1
Pérdidas
de carga
¿Cuáles
son las
perdidas
por
fricción y
por
accesorio
s de la
tubería?
%
1:1
Presione
s en
puntos
críticos
¿Cuáles
serán las
presione
s en los
puntos
críticos
de la
tubería?
Pa
1:1
Continuación Tabla 2…
Red de
Distribuci
on
Sistema de
conexiones
diseñado para
llevar
recursos,
como
electricidad,
agua o
productos,
desde su
punto de
origen hasta
los puntos de
consumo,
facilitando su
distribución
eficiente y
efectiva.
Instalacione
s
interconecta
das que
transportan
recursos,
como
electricidad,
agua o gas,
desde su
punto de
origen
hasta los
consumidor
es finales,
garantizand
o un
suministro
constante y
eficiente.
Diseño
Geométric
o
Cálculo de
Presiones
57
Trazado
¿Cuál
será el
trazado
en
planta
de la
red?
%
1:1
Longitu
d
¿Cuál es
la
longitud
total de
la
tubería?
m
1:1
Diámetr
o
¿Cuales
seran los
diametro
s de
tubería a
utilizar?
pulg.
1:1
Presion
de
diseño
¿Cuál
será la
presión
de
diseño
para la
línea de
conducci
ón?
Pa
1:1
Pérdida
s de
carga
¿Cuáles
son las
pérdidas
por
fricción y
por
accesori
os de la
tubería?
%
1:1
Presion
es en
puntos
críticos
¿Cuáles
serán las
presione
s en los
puntos
críticos
de la
tubería?
Pa
1:1
Continuación Tabla 2…
Tanque
de
almacen
amiento
Un tanque de
almacenamien
to es una
estructura
diseñada para
contener y
preservar
líquidos, como
agua,
productos
químicos o
combustibles,
durante un
período de
tiempo
determinado.
Un tanque
de
almacenami
ento es un
recipiente
físico con
capacidad
para
retener y
conservar
líquidos,
diseñado
para su uso
en diversos
sectores,
como la
industria, la
agricultura
o el
suministro
de agua,
con el fin de
almacenar y
distribuir el
líquido
según sea
necesario.
Demanda
por
abastecer
Variacio
nes de
la
demand
a
¿Cuáles
serán las
fluctuaci
ones
esperada
s en la
demand
a de
líquido a
lo largo
del
tiempo,
como los
patrones
estacion
ales o
diarios?
Varia
ble
1:1
Dimension
es
Volume
n
Requeri
do
¿Cual
sera la
cantidad
de
líquido
que se
necesita
almacen
ar en el
tanque
en un
período
de
tiempo
determin
ado?
m3
1:1
58
Continuación Tabla 2…
Presupue
sto
Plan financiero
que detalla los
ingresos y
gastos
esperados
durante un
período de
tiempo
específico,
generalmente
anual, con el
fin de guiar la
gestión y la
toma de
decisiones
financieras.
Documento
que
establece
de manera
detallada
los costos
estimados
asociados
con la
realización
de un
proyecto
específico.
Contiene
información
sobre los
recursos
necesarios,
los gastos
previstos y
las fuentes
de
financiamie
nto para el
proyecto en
cuestión.
Cantidade
s de Obra
Herrami
entas,
Material
es, y
Mano
de Obra
¿Cuáles
serán las
cantidad
es de
herramie
ntas,
material
es, y
mano de
obra a
necesitar
para la
ejecució
n?
Unid
ad
1:1
Cronogra
ma de
Actividade
s
Tiempo
de
Ejecució
n
¿Cuál
sería el
tiempo
de
ejecució
n por
actividad
y total
del
proyecto
?
Tiem
po
1:1
4.3. Técnicas e Instrumentos Aplicados
A continuación, se presenta la Tabla 3, que detalla los instrumentos necesarios para
llevar a cabo los diseños de la línea de conducción, tanque de almacenamiento y
redes de distribución de agua potable, en El Progreso, Yoro, junto con las técnicas
empleadas a lo largo del proyecto.
4.3.1. Instrumentos
En seguida se facilitará un desglose de las herramientas empleadas para el desarrollo
del proyecto sobre los diseños de la red de conducción, el tanque y las redes de
distribución de agua potable. Incluyendo su definición, uso y sus limitantes.
Desde softwares y programas, hasta pruebas de laboratorio y análisis estadísticos,
cada instrumento tiene sus propias ventajas y limitaciones que deben tenerse en
59
cuenta. Esta sección explorará las diversas opciones disponibles y destacó la
importancia de elegir los instrumentos apropiados para alcanzar los objetivos del
proyecto de manera efectiva y eficiente.
Tabla 6 - Instrumentos Aplicados
Instrumento
Definición
Uso
Limitante
Microsoft
PowerPoint
Software de presentación
desarrollado por Microsoft,
ampliamente utilizado a nivel
mundial. («Qué es Microsoft
PowerPoint», s. f.)
Elaboración de
presentaciones
profesionales.
No hubo
limitantes.
Microsoft Word
Herramienta popular para crear
documentos profesionales de
forma rápida y sencilla. («Qué es
Microsoft Word», s. f.)
Elaboración de
documentos
profesionales.
No hubo
limitantes.
Microsoft Excel
Software para manejar grandes
cantidades de datos, permitiendo
sumar, ordenar y filtrar datos, y
presentarlos en tablas. (Soporte
técnico de Microsoft, s. f.)
Hojas de cálculo y
cálculos
matemáticos.
No hubo
limitantes.
Civil 3D
Software para el cálculo y diseño Diseño geométrico y
de infraestructura, enfocado en
movimientos de
movimientos de tierras, topografía
tierras.
y redes de tuberías. (AutoCAD Civil
3D, s. f.)
No hubo
limitantes.
Zotero
Software que permite guardar
información de referencia
bibliográfica de libros, artículos y
otros recursos. (Vilches, s. f.)
Almacenamiento de
información
bibliográfica.
No hubo
limitantes.
Microsoft
Project
Herramienta para crear diagramas Asignación de tareas
de Gantt y gestionar proyectos.
del proyecto.
(Consultoría, 2020)
No hubo
limitantes.
Estación Total Instrumento para medir ángulos y Medición de ángulos, Deficiencia de
distancias electrónicamente,
elevaciones y
duración de
proporcionando coordenadas
distancias.
baterías.
espaciales. (Estación Total, s. f.)
GPS RTK
HIPER VR
Permite una forma de obtener
Medición de ángulos, Deficiencia en
información de ubicación muy
elevaciones,
la señal entre
precisa de los satélites en tiempo
distancias,
base y gps
real.
coordenadas, etc.
debido a la
zona rural.
60
Trípode
Armazón con tres pies utilizado
para sostener instrumentos de
medición. (Definición de trípode, s.
f.)
Soporte para
instrumentos de
medición.
Bastón
Vara utilizada en topografía para Marcación de puntos
montar un prisma y tomar
en levantamientos
mediciones. («Jalón (topografía)»,
topográficos.
2021)
No hubo
limitantes.
No hubo
limitantes.
Estacas
Palo con un extremo afilado
utilizado para clavar en el suelo
como referencia. (Definición de
estaca, s. f.)
Puntos de referencia
en el terreno.
No hubo
limitantes.
Clavos
Objetos delgados y alargados
utilizados para fijar elementos.
(Definición de clavo, s. f.)
Punto fijo en la
estaca para
referenciar la
estación.
No hubo
limitantes.
Cinta Métrica
Instrumento de medición para
obtener distancias, alturas y
anchuras. (Cinta Métrica, 2019)
Medición de
distancias, alturas y
anchuras.
No hubo
limitantes.
Almádana
Herramienta similar a un mazo
utilizada para romper piedras y
clavar estacas. (Definición y
etimología de almádana, s. f.)
Clavar estacas y
romper grumos
complejos.
No hubo
limitantes.
Fuente: (Propia, 2024).
4.3.2 Técnicas
Posteriormente en la esta próxima sección se proporcionarán las técnicas aplicadas a
lo largo de toda la ejecución del proyecto, las cuales fueron las siguientes:
1. Reuniones preliminares: Hubo reuniones previas con la ONG VISIÓN
MUNDIAL, donde el portavoz en conjunto con la junta de agua de los sectores
afectados nos detallaron la problemática y el alcance de lo que se pretende
lograr.
2. Estudios previos: Se visitaron los sectores afectados por la falta de
agua donde se realizaron estudios de suelo.
3. Visitas a campo: Se realizaron diversas visitas a los sectores llevando
a cabo el levantamiento topográfico y geodésico de los puntos de control en
61
el terreno, descubriendo así las elevaciones, distancias y generación de la
distribución de los sectores casa por casa para su posterior diseño.
4. Trabajo de oficina: Se introdujeron y corrieron los puntos y
levantamientos topográficos de los sectores, en el software CIVIL 3D para la
realización de sus vistas en planta y subsiguientes diseños.
5. Asesorías: Se recibieron asesorías de retroalimentación en función de
mejorar el diseño, como mejoras en documento tanto del asesor temático
principal como del secundario externo.
6. Reuniones y comunicación: Se mantuvieron reuniones presenciales
y comunicación telefónica constante con el personal de la ONG World Vision
para recopilación de información en beneficio del diseño y estudio.
4.5 Metodología de estudio
Ilustración 18: Diagrama de metodología de estudio
Fuente: (Propia, 2024)
La Ilustración 7 presenta la metodología de estudio utilizada para nuestro proyecto
en El Progreso Yoro. A continuación, se ofrece una breve explicación de cada uno de
los componentes, como el enfoque, tipo de estudio, tipo de diseño y alcance.
62
El enfoque es cuantitativo, ya que el estudio es técnico y los datos obtenidos se basan
en mediciones numéricas, con el objetivo de cumplir las metas del proyecto.
(Hernández Sampieri, 2014)
El diseño es transeccional o transversal, lo que significa que la recolección de datos
se realiza en un único momento y tiempo. (Hernández Sampieri, 2014)
El alcance del estudio es descriptivo, ya que se detallan las propiedades,
características y análisis de los elementos geométricos, estructurales y componentes
de la línea de conducción y las redes de distribución de agua potable que forman
parte del diseño del proyecto. (Hernández Sampieri, 2014)
El método empleado es un análisis técnico, donde se observa el comportamiento del
entorno y las fuerzas externas para proporcionar una solución adecuada a la
comunidad y obtener resultados positivos. Además, se utilizan diversas técnicas como
levantamientos topográficos, asesorías, revisiones bibliográficas y entrevistas.
(Hernández Sampieri, 2014)
63
V. Análisis de Resultados
En la sección anterior se pudo analizar la metodología a implementar en el proyecto
para llegar a los resultados deseados. En este capítulo se examinan detenidamente
los
resultados
obtenidos
durante
la
implementación
de
los
proyectos
de
abastecimiento de agua potable en El Progreso, Yoro. El proyecto se diseñó con el
objetivo principal de mejorar significativamente el acceso, la calidad y la
sostenibilidad del suministro de agua potable para los residentes locales, enfrentando
desafíos previos relacionados con la disponibilidad y la fiabilidad del servicio.
5.1 Características Actuales
1) Golondrinas, El Progreso, Yoro
Actualmente, la comunidad de Golondrinas cuenta con 2250 habitantes, es una
comunidad en desarrollo, para la cual según la normativa del SANAA, se utilizó una
dotación de 30 gppd.
La tubería existente de conducción cuenta con una elevación inicial de 134.59 msnm
y una elevación final de 106.70 msnm. Toda la tubería de conducción es de 4”, desde
la obra toma hasta el tanque existente de almacenamiento.
La tubería debido a una mala instalación, un mal mantenimiento y trato, cuenta con
diversas fugas de diferentes diámetros a lo largo de la línea, lo que causa que se
pierda el caudal deseado para abastecer a los afectados.
La comunidad cuenta con un tanque de almacenamiento de 2.7m de altura y 7.70m
de diámetro. Lamentablemente el tanque abastece diversas comunidades por lo que
el flujo se distribuye y no es exclusivamente para la comunidad de golondrinas. El
tanque logra abastecer las necesidades de la gente en épocas de invierno, pero el
caudal de agua disminuye en las épocas secas del año.
64
Para el consumo medio diario se utilizó la ecuación 5, de manera de obtener el
siguiente caudal:
𝑄𝑀𝐷 = (
2250 ∗ 113.56
) = 2.95 𝑙/𝑠
86400
Ecuación 5- Caudal Medio Diario
Para el consumo máximo diario se utilizó la ecuación 6, de manera de obtener el
siguiente caudal:
𝑄𝑚𝑎𝑥𝐷 = 1.5 ∗ 𝑄𝑀𝐷 = 4.43 𝑙/𝑠
Ecuación 6 - Caudal Máximo Diario
Para el consumo máximo horario se utilizó la ecuación 7, de manera de obtener el
siguiente caudal:
𝑄𝑚𝑎𝑥𝐷 = 2.25 ∗ 𝑄𝑀𝐷 = 6.65 𝑙/𝑠
Ecuación 7 - Caudal Máximo Horario
Dimensiones del Tanque Actual
El tanque existente en la comunidad cuenta con las siguientes dimensiones:
Altura: 2.70m
Diámetro: 7.70m
Volumen del Tanque
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 𝜋 ∗ 3. 852 ∗ 2.70 = 125.45𝑚3
Ecuación 8 - Volumen de un Cilindro
1000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
= 125,450 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
1𝑚3
1 𝑔𝑎𝑙
125,450 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑥
= 33,187.83 𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
3.78 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
125.45𝑚3 𝑥
65
5.2 Diseño de Línea de conducción y Volumen de tanque de
Almacenamiento.
El cálculo para la población futura mediante la ecuación del método geométrico, para
población mayores de 2000 habitantes.
𝑃𝑓 = 2250 ∗ (1 +
2.0 20
) = 3,343 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
100
Ecuación 9 - Población Futura
Para el consumo medio diario se utilizó la siguiente ecuación:
𝐶𝑀𝐷 = 3,343 ∗ 30/1440 = 69.65𝐺𝑃𝑀 (𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜)
Ecuación 10 - Consumo medio diario
Para el consumo máximo horario se utilizó la siguiente ecuación:
𝑄𝑚𝑎𝑥𝐷 = 𝐶𝑀𝐷 ∗ 1.5 = 104.48𝐺𝑃𝑀 (𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜)
Ecuación 11 - consumo máximo diario
Para el volumen del tanque se utilizó la siguiente fórmula:
𝑉𝑜𝑙. 𝑇𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 35% ∗ 1440 ∗ 69.65 = 35,105.51 𝐺𝐴𝐿.
𝑉𝑜𝑙. 𝑇𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 = 36,000 𝐺𝐴𝐿.
Ecuación 12 - Volumen Tanque
Para el diámetro de la tubería usamos la siguiente fórmula:
𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 = (69.65/2.38)0.38 = .3.61"
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 = 4".
Ecuación 13 - Diametro de tuberia
66
Del consumo máximo diario se diseña la línea de conducción. A Continuación se mostrará una propuesta del trazado
en planta de la línea de conducción en conjunto con su sección de elevaciones de toda su ruta.
Ilustración 19 - Trazado en Planta de Línea de Conducción
Fuente: (Propia, 2024)
67
En la ilustración 19, se presenta lo que es la ruta en planta de la línea de conducción desde su sitio de obra toma
hasta el tanque de almacenamiento junto con su superficie.
68
Ilustración 20 - Perfil de Linea de Conduccion
Fuente: (Propia, 2024)
En la ilustración 20, se presentan las elevaciones, distancias acumuladas y distancia
total del tramo de la Línea de Conducción propuesta siendo el punto más alto de
134.59 m.s.n.m. y el punto más bajo 106.70 m.s.n.m.
69
Tabla 7 - Datos de Levantamiento Topográfico
Fuente: (Propia, 2024)
En la tabla 7, se presentan las coordenadas, tramos, ángulos horizontales, tipo de
tubería,
distancias,
distancias
acumuladas,
diferencias
del
terreno
natural,
elevaciones, azimut y rumbos. Dando como resultado una distancia total de 837.37
metros de línea de conducción.
70
Tabla 8 - Cálculos Hidráulicos
Fuente: (Propia, 2024)
En la tabla 8, se presenta el caudal consumo máximo diario de 104.48 galones por
minuto, diámetro de tubería recomendado y propuesto de 4”, los coeficientes de
fricción por tramo, las presiones en movimiento, y las cargas estáticas siendo la
mayor de 27.33 metros columna de agua, velocidades dando como resultado 0.81
m/s y tipo de tubería RD26 de 4” a lo largo de todo el tramo.
71
5.3 Características Actuales República de Alemania
El sector no cuenta con ningún sistema de suministro de agua potable.
5.4 Diseño de Red de Distribución y Propuesta de volumen de Tanque
de Almacenamiento.
El cálculo para la población futura mediante la ecuación del método aritmético, para
población menores de 2000 habitantes.
𝑃𝑓 = 920 ∗ (1 +
2.0 ∗ 20 ⬚
) = 1,288 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
100
Ecuación 14 - Población Futura
Para el consumo medio diario se utilizó la siguiente ecuación:
𝐶𝑀𝐷 = 1,288 ∗ 30/1440 = 26.83𝐺𝑃𝑀 (𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜)
Ecuación 15 - Consumo medio diario
Para el consumo máximo horario se utilizó la siguiente ecuación:
𝑄𝑚𝑎𝑥𝐻 = 𝐶𝑀𝐷 ∗ 2.25 = 60.375𝐺𝑃𝑀 (𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜)
Ecuación 16 - consumo máximo horario
Para el volumen del tanque se utilizó la siguiente fórmula:
𝑉𝑜𝑙. 𝑇𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 35% ∗ 1440 ∗ 26.83 = 13,524 𝐺𝐴𝐿.
𝑉𝑜𝑙. 𝑇𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 = 14,000 𝐺𝐴𝐿.
Ecuación 17 - Volumen Tanque
Para el caudal diseño por casa se utilizó la siguiente fórmula:
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑎 = 𝑄𝑚𝑎𝑥𝐻 ∗ # 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑣𝑖𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑎 = 60.375 ∗ 184 = 0.328 𝐺𝑃𝑀.
72
Ecuación 18 - Caudal Diseño por casa
Para el caudal acumulado por tramo (por casas) se utilizó la siguiente fórmula:
Caudal acumulado del primer tramo de la red de distribución, misma fórmula se
usará para los demás tramos.
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 𝑐𝑎𝑠𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜 ∗ 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑎
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 183 ∗ 0.328 = 60.05 𝑄𝑚𝑎𝑥𝐻.
Ecuación 19 - Caudal máximo horario acumulado
Para el diámetro de la tubería usamos la siguiente fórmula:
Diametro de tuberia del primer tramo de la red de distribución, misma fórmula se
usará para los demás tramos.
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜 #1 = (60.05/2.38)0.38 = 3.41"
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 = 3".
Ecuación 20 - Diámetro de tubería
73
Tabla 9 - Datos por tramos de red
74
Del consumo máximo horario se diseña la red de distribución. A Continuación se mostrará una propuesta de red de
distribución.
75
Ilustración 21 - Propuesta Red de Distribución
Fuente: (Propia, 2024)
En la ilustración 21, se presenta el detalle en planta de lo que sería la red de
distribución desde su tanque de almacenamiento propuesto.
Tabla 10 - Datos de Levantamiento Topográfico
Fuente: (Propia, 2024)
En la tabla 9, se presentan las coordenadas, tramos, ángulos horizontales, tipo de
tubería, casas por tramo, distancias, distancias acumuladas, diferencias del terreno
natural, elevaciones, azimut y rumbos. Dando como resultado una cantidad de 184
viviendas en total.
76
Tabla 11 - Cálculos Hidráulicos
Fuente: (Propia, 2024)
En la tabla 10, se presenta la cantidad de casas por tramo, caudal acumulado por
tramo, diámetro de tubería recomendado y propuesto por tramo, los coeficientes de
fricción por tramo, las presiones en movimiento, y las cargas estáticas siendo la
mayor de 20.34 metros columna de agua y tipo de tubería RD26 variando por tramos
de ½”-3” a lo largo de toda la red de distribución.
77
5.5 Características Actuales Anexo 3 de abril.
El sector no cuenta con ningún sistema de suministro de agua potable.
5.6 Diseño de Red de Distribución y Propuesta de volumen de Tanque
de Almacenamiento.
El cálculo para la población futura mediante la ecuación del método aritmético, para
población menores de 2000 habitantes.
𝑃𝑓 = 695 ∗ (1 +
2.0 ∗ 20 ⬚
) = 973 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
100
Ecuación 21 - Población Futura
Para el consumo medio diario se utilizó la siguiente ecuación:
𝐶𝑀𝐷 = 973 ∗ 30/1440 = 20.27𝐺𝑃𝑀 (𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜)
Ecuación 22 - Consumo medio diario
Para el consumo máximo horario se utilizó la siguiente ecuación:
𝑄𝑚𝑎𝑥𝐻 = 𝐶𝑀𝐷 ∗ 2.25 = 45.609𝐺𝑃𝑀 (𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜)
Ecuación 23 - consumo máximo horario
Para el volumen del tanque se utilizó la siguiente fórmula:
𝑉𝑜𝑙. 𝑇𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 35% ∗ 1440 ∗ 20.27 = 10,216.50 𝐺𝐴𝐿.
𝑉𝑜𝑙. 𝑇𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 = 11,000 𝐺𝐴𝐿.
Ecuación 24 - Volumen Tanque
Para el caudal diseño por casa se utilizó la siguiente fórmula:
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑎 = 𝑄𝑚𝑎𝑥𝐻 ∗ # 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑣𝑖𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑎 = 45.609 ∗ 139 = 0.328 𝐺𝑃𝑀.
78
Ecuación 25 - Caudal Diseño por casa
Para el caudal acumulado por tramo (por casas) se utilizó la siguiente fórmula:
Caudal acumulado del primer tramo de la red de distribución, misma fórmula se
usará para los demás tramos.
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 𝑐𝑎𝑠𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜 ∗ 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑎
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 139 ∗ 0.328 = 45.61 𝑄𝑚𝑎𝑥𝐻.
Ecuación 26 - Caudal máximo horario acumulado
Para el diámetro de la tubería usamos la siguiente fórmula:
Diametro de tuberia del primer tramo de la red de distribución, misma fórmula se
usará para los demás tramos.
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜 #1 = (45.61/2.38)0.38 = 3.07"
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑒𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 = 3".
Ecuación 27 - Diámetro de tubería
79
Tabla 12 - Datos por tramos de red
80
Del consumo máximo horario se diseña la red de distribución. A Continuación se mostrará una propuesta de red de
distribución.
81
Ilustración 22 - Propuesta Red de Distribución
Fuente: (Propia, 2024)
En la ilustración 22, se presenta el detalle en planta de lo que sería la red de
distribución desde su tanque de almacenamiento propuesto.
Tabla 13 - Datos de Levantamiento Topográfico
Fuente: (Propia, 2024)
En la tabla 11, se presentan las coordenadas, tramos, ángulos horizontales, tipo de
tubería, casas por tramo, distancias, distancias acumuladas, diferencias del terreno
natural, elevaciones, azimut y rumbos. Dando como resultado una cantidad de 139
viviendas en total.
82
Tabla 14 - Cálculos Hidráulicos
Fuente: (Propia, 2024)
En la tabla 12, se presenta la cantidad de casas por tramo, caudal acumulado por
tramo, diámetro de tubería recomendado y propuesto por tramo, los coeficientes de
fricción por tramo, las presiones en movimiento, y las cargas estáticas siendo la
mayor de 23.96 metros columna de agua y tipo de tubería RD26 variando por tramos
de ½”-3” a lo largo de toda la red de distribución.
83
VI. Conclusiones
1. El levantamiento topográfico en el sector de Las Golondrinas se conformó de
88 puntos levantados, con una elevación máxima de 134.59 m.s.n.m. en donde
se encuentra el sitio de obra toma y una elevación mínima de 106.70 m.s.n.m.
donde se encuentra el tanque de almacenamiento. El levantamiento
topográfico en el sector de República de Alemania se conformó de 645 puntos
levantados, con una elevación máxima de 60.49 m.s.n.m. altura de tanque
propuesto y una elevación mínima de 40.55 m.s.n.m. siendo este el punto más
bajo de la red. El levantamiento topográfico en el sector de Anexo 3 de Abril
se conformó de 409 puntos levantados, con una elevación máxima de 77.50
m.s.n.m. altura de tanque propuesto y una elevación mínima de 53.45
m.s.n.m. siendo este el punto más bajo de la red.
2. El caudal diseño por vivienda para las redes de distribución en los sectores
Republica de Alemania y Anexo 3 de Abril es de 0.328 GPM.
3. La linea de conduccion en el sector de Las Golondrinas se diseñó en base a una
tubería de PVC con cédula RD-26 (con capacidad de soportar una presión de
hasta 160 PSI y 11 MCA) con un diámetro recomendado de 4” (pulgadas) a lo
largo de todo el trayecto con una velocidad de 0.81 m/s y una pendiente de
3.33%.
4. El tanque de almacenamiento actual en el sector de Las Golondrinas tiene un
volumen de 30,000 galones. el cual no es capaz de abastecer la demanda
actual de 2,250 habitantes, ni una futura, por lo que se propone un volumen
de tanque de almacenamiento de 36,000 galones. el cual es capaz de suplir la
demanda actual y futura de 3,343 habitantes a un periodo de 20 años.
5. La propuesta de la red de distribución en el sector de República de Alemania
se compone de 37 tramos, los cuales abarcan las 184 viviendas, con tuberías
PVC las cuales varían su diámetro de entre 1⁄2”-3” todas con cédula RD-26
(160 PSI) y velocidades de entre 0.11 m/s - 0.83 m/s con una longitud total
de red de 0.815 kilómetros. La propuesta para la red de distribución en el
84
sector de Anexo 3 de Abril se compone de 33 tramos, los cuales abarcan 139
viviendas, con tuberías PVC las cuales varían su diámetro de entre 1⁄2”-3”
todas con cédula RD-26 (160 PSI) y velocidades de entre 0.08 m/s - 0.63 m/s
con una longitud total de red de 0.790 kilómetros.
6. El costo total por proyecto de las comunidades estudiadas queda pendiente, el
cual será realizado y entregado a la organización Visión Mundial en fase 2.
85
VII. Recomendaciones
1. Para futuros estudios, evaluaciones o revisiones del sitio o diseño, se
recomienda agarrarse de los bancos de nivel que se dejaron marcados en sitio
de los diferentes sectores de Golondrinas, República de Alemania y Anexo 3 de
Abril.
2. Se recomienda hacer una encuesta para determinar la población por vivienda
real de los diferentes sectores.
3. El mantenimiento de la línea de conducción es la principal recomendación que
se le hace al sector de Las Golondrinas para el aprovechamiento óptimo del
sistema y una correcta ejecución del mismo.
4. Se recomienda la construcción de un nuevo tanque de almacenamiento con las
características de diseño propuestas ya que el tanque actual no suple la
demanda actual ni una futura.
5. Como recomendación principal para las redes de distribución en los sectores
de República de Alemania y Anexo 3 de Abril es la construcción de tanques de
almacenamiento con los volúmenes propuestos en diseños ya que actualmente
no existen tanques de almacenamiento en estos sectores.
86
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Anexos
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Ilustración 23 - Detalle de Accesorios y Zanja para Tuberia
Fuente: (Propia, 2024)
Ilustración 24 - Toma de puntos en inicio de línea de conducción Las
Golondrinas.
Fuente: (Propia, 2024)
91
Ilustración 25 - Determinación de puntos de referencia Las Golondrinas.
Fuente: (Propia, 2024)
92
Ilustración 26 - Levantamiento de línea de conducción Las Golondrinas.
Fuente: (Propia, 2024)
93
C
Ilustración 27 - Colocación de estación GPS para República de Alemania.
Fuente: (Propia, 2024)
94
Ilustración 28 - Levantamiento topográfico República de Alemania
Fuente: (Propia, 2024)
95
Ilustración 29 - Levantamiento Topográfico Anexo 3 de Abril
Fuente: (Propia, 2024)
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