353-LINEA-DE-CONDUCCION--DE-LA-CAJA-ROMPEDORA-DE-PRESION-EN-LA-BARRANCA-DE-METLAC-AL-TANQUE-DE-REGULARIZACION-No--1-EN-LA-C

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD ZACATENCO 
SUBDIRECCION ACADEMICA 
“LINEA DE CONDUCCIÓN, DE LA CAJA ROMPEDORA DE 
PRESION EN LA BARRANCA DE METLAC AL TANQUE DE 
REGULARIZACIÓN No. 1 EN LA CD. DE CÓDOBA, VER.” 
T  E  S  I  S 
PARA  OBTENER  EL  TITULO  DE 
I  N  G  E  N  I  E  R  O  C  I  V  I  L 
P  R  E  S  E  N  T  A: 
JUAN MIGUEL  MORALES  ROJAS 
R O D R I G O  M E J I A  A L B A 
ASESOR: ING. PEDRO VELAZQUEZ HURTADO 
MEXICO, D.F.  2003
INDICE 
I.P.N.  i JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
INDICE 
PAG. 
INTRODUCCIÓN  1 
CAPITULO I  2 
SITUACIÓN ACTUAL DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO 
DE AGUA POTABLE. 
CAPITULO II  3 
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO 
CAPITULO III  4 
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 
CAPITULO IV  6 
LOCALIZACIÓN E HISTORIA 
CAPITULO V  10 
DATOS BÁSICOS DE PROYECTO 
POBLACIÓN 
METODOS RECOMENDADOS POR LA C.N.A. 
CALCULO DE LA POBLACIÓN DE PROYECTO 
PERIODO DE DISEÑO Y VIDA UTIL 
DEMANDA 
COEFICIENTE DE VARIACIÓN 
GASTOS DE DISEÑO 
CAPITULO VI  30 
OBRAS DE CAPTACIÓN 
CAPITULO VII  43 
POTABILIZACIÓN 
CONTAMINANTES DEL AGUA 
METODOS DE POTABILIZACIÓN 
CAPITULO VIII  45 
TOPOGRAFÍA
INDICE 
I.P.N.  ii JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CAPITULO IX  47 
GEOTECNIA 
CAPITULO X  55 
LINEA DE CONDUCCIÓN “ DE LA C.R.P. EN LA BARRANCA 
DE METLAC AL TANQUE DE REGULARIZACIÓN No. 1 EN LA 
CD. DE CÓDOBA, VER.” 
LINEAS DE CONDUCCIÓN 
COMPONENTES QUE FORMAN UNA LINEA DE CONDUCCIÓN 
CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA LINEA DE CONDUCCIÓN 
CAPITULO XVI 
PLANOS EJECUTIVOS DE CONDUCCIÓN 
PLANO GENERAL 
PLANOS EJECUTIVOS DE LA CONDUCCIÓN 
PLANO 01 
PLANO 02 
PLANO 03 
PLANO 04 
PLANOS DE DETALLES A LO LARGO DE LA CONDUCCIÓN 
DETALLE 01 
DETALLE 02 
DETALLE 03 
DETALLE 04 
DETALLE 05 
DETALLE 06 
DETALLE 07 
DETALLE 08 
DETALLE 09 
DETALLE 10 
DETALLE 11 
DETALLE 12 
DETALLE 13 
DETALLE 14 
DETALLE 15 
CONCLUSIONES  82 
SUGERENCIAS  83 
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y MEDIOS ELECTRONICOS  84
INTRODUCCION 
I.P.N.  1 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
INTRODUCCIÓN 
Para poder explicar de una forma muy sencilla un proyecto de las líneas de conducción se presenta 
la siguiente tesis la cual trata un ejemplo de conducción para abastecer de agua a la ciudad de Córdoba 
Ver. 
Para poder explicar de una manera sistemática se tratan diferentes capítulos en los cuales se hace 
referencia de  las cosas esenciales para  llevar a cabo un proyecto de esta envergadura. En el primer 
capítulo se hace referencia de la situación actual del sistema de abastecimiento, en el capítulo dos se 
determina la una necesidad de abastecimiento en la ciudad, justificando la necesidad del proyecto en la 
zona, el tercer capítulo resume de una manera general el proyecto que se hará en la región. Como cada 
proyecto se tiene que tener una visión histórica de la región surge la necesidad de describir un poco de 
los acontecimientos de las ciudades que intervienen. 
El  capitulo  cinco  es  netamente  la  forma  de  cómo  se  calculan  los  datos  básicos  que  nos 
acompañarán a  lo  largo del proyecto, así como los capítulos seis y siete nos amplían  la visión de  las 
formas de captación y sus métodos de potabilización, una vez con la información proporcionada por los 
capítulos  anteriores  tenemos  que  tomar  en  cuenta  dos  grandes  áreas  de  ingeniería  civil  que  son 
indispensables  a  cualquier  proyecto  de  ingeniería,  refiriéndome  naturalmente  a  los  estudios  de 
topografía y geotecnia que se analizan en los capítulos ocho y nueve, para dar pauta junto con todos los 
capítulos anteriores al cálculo más importante que se trata de una manera muy sencilla pero precisa en 
el último capítulo. 
Esa tesis abarca desde el surgimiento de la necesidad en nuestro país, hasta la culminación de un 
proyecto ejecutivo, y plantea una solución viable, práctica, económica y con fundamentos teóricos, que 
surge  de  un  estudio  realizado  por  profesionales  de  un  gran  conocimiento  y  sensiblemente 
comprometidos con el país que forma el Instituto Politécnico Nacional. 
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CAPITULO I 
I.P.N.  2 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
SITUACIÓN ACTUAL DEL SISTEMA 
El crecimiento poblacional es una  tendencia natural de nuestras sociedades,  llega a provocar una 
cantidad de problemas sociales, culturales, físicos, entre otros. En este contexto surge la necesidad del 
abastecimiento  de  agua  potable  una  de  las  principales  prioridades  resultado  de  un  crecimiento 
poblacional. 
Para  lo anterior el  ingeniero civil  tiene que  recurrir a  fuentes de  información confiable para poder 
desarrollar  un  buen  proyecto,  ya  que  errores  en  estos  datos  nos  llevarían  a  proyectos  económico­ 
sociales injustificados, o proyectos que no atienden la demanda necesaria. 
Debido al  incremento natural de  la población, que propicia el desarrollo de nuevos asentamientos 
humanos,  así  como  a  la  industrialización  de  la  zona,  se  han  acrecentado  los  problemas  para  el 
abastecimiento  de  agua  potable  en  la  ciudad  de Orizaba  y Córdoba, Veracruz,  quedando  en  5  años 
insuficiente el sistema de abastecimiento actual. 
Por lo anteriormente expuesto nace la necesidad de ubicar una nueva fuente de abastecimiento de 
agua  potable  adecuada  y  alterna  a  las  ya  existentes  y  realizar  el  proyecto  ejecutivo  de  la  línea  de 
conducción, para dotar a la población de Córdoba el vital líquido durante los siguientes 20 años. 
* Nogales, Ver. Posible sitio para abastecer a la Cd. de Córdoba mediante agua superficial. 
◄INDICE►
CAPITULO II 
I.P.N.  3 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO 
De  acuerdo  con  los  antecedentes  de  la  situación  actual  estamos  en  condiciones  de  plantear  la 
posibilidad  de  crear  un  sistema  de  abastecimiento  nuevo  para  la  ciudad  de  Córdoba,  tomando  una 
fuente de agua conocida como la laguna en la Cd. de Nogales y conducirla a través de 30 Km. (Aprox.). 
La  finalidad  del  Proyecto  Ejecutivo  de  la  Línea  de  Conducción  de  Agua  Potable    “Manantial  La 
Laguna al tanque No. 1 de la ciudad de Córdoba Veracruz“, es la de entregar en bloque 516 l/s, que es 
el gasto  requerido para complementando su demanda al año 2020. Complementario a  la  línea antes 
mencionada se considera un segundo tramo, el cual deberá de iniciar en la Caja Rompedora de Presión 
“El Sumidero”, localizada en la barranca de Metlác, y conducir el agua hasta la ciudad de Córdoba, Ver., 
dicha línea deberá de operar inicialmente con un gasto de 316 l/s, ya que se tiene considerado que en 
un  periodo  inicial  de  cinco  años  se  abastezca  a  través  de  esta  línea  de  conducción  a  la  ciudad  de 
Orizaba, con un gasto de 200 l/s, los cuales serán recuperados al termino de este tiempo, y la ciudad de 
Orizaba será abastecida por el manantial Aguas Obscuras, y se tendrá un gasto total de 516 l/s hasta  la 
ciudad  de  Córdoba,  lugar  en  el  cual  la  tubería  descarga  a  un  tanque  superficial  de  proyecto,  cuyas 
características de diseño serán con base al Proyecto de  la Planeación General del Sistema de Agua 
Potable de la Ciudad de Córdoba, proporcionando así agua potable por los siguientes 20 años. 
Con  este  proyecto  se  cubre  parte  de  la  demanda  que  el  país  requiere  para  poder  desarrollar  el 
potencial económico­comercial de las diferentes regiones de la nuestra República Mexicana. 
* Fotografía aérea de la zona del proyecto. 
◄INDICE►
CAPITULO III 
I.P.N.  4 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 
Se describe a continuación la parte del proyecto de interés en este trabajo: 
Los  trabajos  topográficos  de  campo  consistieron  en  la  localización  del  trazo,  siendo  una  de  los 
puntos más importantes el cruce en la barranca de  Metlác, localizado en los cadenamientos 0+500 al 
1+200, en donde se tiene una desnivel de aproximadamente120 m, además de que en este tramo se 
debe de realizar el cruce con el río Metlác, con un ancho de cauce de 80 m aproximadamente. 
Complementarios  a  los  trabajos  topográficos  correspondientes  al  trazo,  se  llevo  a  cabo  el 
levantamiento de las secciones transversales en las zonas por donde se desarrolla el trazo y en las que 
la topografía es muy accidentada, así como también en los puntos en los que la planimetría requiriese 
ser detallada, omitiendo las zonas considerablemente planas. 
De acuerdo con los estudios de geotecnia, se detectó que en la zona de cruce, específicamente en 
donde  la  tubería  comienza  a  bajar  en  la  barranca,  aproximadamente  en  el  cadenamiento  0+650,  se 
localiza un travertino, que consiste en una roca ígnea intemperizada por efecto del agua, cementada, en 
la cual existe una cavidad de aproximadamente 1.0 m, que deberá ser considerada en el procedimiento 
constructivo. 
Una  vez  conocida  la  planta  y  perfil  de  la  línea  se  realizaron  los  análisis  hidráulicos  para  la 
determinación de los diámetros, materiales y resistencias en función de un escurrimiento por gravedad y 
de un desnivel de  terreno favorable, en función de esto se obtuvo como resultado que  la línea estará 
constituida por un  tramo con  tubería de 610 mm (24”) de diámetro, con una  longitud de 5,127 m y un 
segundo  tramo de 508 mm  (20”) de diámetro,  con una  longitud de 3,075 m, misma que en  la mayor 
parte  del  trazo  será  de  Asbesto–Cemento  clase  A  –  7  y  salvo  en  los  cruces  especiales  como  se 
comento  anteriormente  se  considero  tramos  de  tuberías  de  acero  con  recubrimientos  exteriores  e 
interiores complementadas de piezas especiales de acero y fo.fo. 
Por otra parte se realizaron 15 cruces especiales con diversos obstáculos, como son ríos, puentes, 
alcantarillas,  resolviendo  mediante  sifones  invertidos  principalmente  según  se  fueran  presentando. 
Todos estos se realizaron con tubería de acero, obteniéndose los siguientes datos. 
Tipo de Material  610 mm (24” )  508 mm (20” )1º 
Asbesto Cemento (Línea)  3,718.00 m  3,029.00 m 
Acero (Cruces Esp.)  1,409.00 m  46.00 m 
Longitud Total por material  5,127.00 m  3,075.00 m 
TOTAL DE PROYECTO  8,202.00 MTS. 
Considerando  la  información  obtenida  de  todos  los  estudios  antes  expuestos,  se  desarrollo  el 
análisis de costos de la obra, con lo cual se concluye que el monto de esta será de aproximadamente 
$17’815,774.44 (Diecisiete millones ochocientos quince mil setecientos setenta y cuatro Pesos 44/100 
M.N.) más el Impuesto al Valor Agregado (IVA). 
◄INDICE►
CAPITULO III 
I.P.N.  5 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
*Propuesta de la planeación para la ubicación de línea de agua potable de la Caja Rompedora de presión al Tanque No. 1 
(Asbesto A­7 y Acero) 
◄INDICE►
CAPITULO IV 
I.P.N.  6 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
LOCALIZACIÓN 
Este proyecto es enfocado para el estado de Veracruz, en los municipios de Orizaba, Río Blanco y 
Córdoba. 
*Mapa de la Republica Mexicana, Enciclopedia Encarta 2,000 
Cabe mencionar que esta zona de la república Mexicana es abundante en cuanto a el agua esto no 
quiere decir que tienen la infraestructura para aprovecharla adecuadamente dicho recurso. 
◄INDICE► 
Zona de proyecto cercano a la cierra madre oriental
CAPITULO IV 
I.P.N.  7 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
HISTORIA 
NOGALES (OSTOTIPAC) 
Esta  localidad  llamada en  la época prehispánica Ostotipac (en lo alto de la cueva), es una de  las 
más antiguas de la región Orizabeña. Se ignora la fecha exacta de su fundación aunque se sabe que la 
misma tuvo varios siglos antes de la Invasión Española. 
Ostotipac,  junto  con  otras  varias  poblaciones  indígenas  del  actual  territorio  Veracruzano,  fue 
conquistada por Moctezuma Ilhuicamina, V Emperador Azteca, hacia el año de 1450. La conquista es 
citada por Tezozomoc, Ixtlixóchitl, Don Pablo Nazareno y el códice Mendocino. 
A  partir  de  la  invasión  española,  los  sucesos  históricos  registrados  en  Ostotipac,  que 
paulatinamente  fue  perdiendo  su  nombre  primitivo  para  adoptar  el  de  Nogales,  guardan  estrecha 
relación con los de Ahuilizapan (hoy Orizaba) por la cercanía de ambas poblaciones. 
En 1554 se fundó el Ingenio de Nogales. 
Cabe  señalar  sólo  que,  en  1721,  Nogales  se  constituyó  en  República  de  Indios,  incluyendo  los 
barrios  de  Huiloapan  y  Tenango,  además  de  ciertas  extensiones  de  los  alrededores.  Quedaron 
subordinados a Nogales, la hacienda de Tecamaluca­Encinar y los ranchos de Ojo Zarco y Santiago. 
En 1716 el Ingenio de Nogales fue destruido a causa de un incendio. 
Los obreros textiles de Nogales, junto con los de Orizaba, Río Blanco y Santa Rosa, tomaron parte 
activa en las huelgas obreras de 1906­1907. 
RÍO BLANCO (TENANGO) 
El municipio de Río Blanco no existió sino hasta que se fundó la factoría de hilados y tejidos, la cual 
fue situada cerca del Río Blanco, a lo que debió su nombre la naciente ciudad. 
Ya  existía  muy  cerca  de  allí  un  pueblecito  prehispánico  que  aún  subsiste  llamado  Tenango,  la 
empresa  textil y la naciente población se  fundaron en  terrenos pertenecientes a ese  lugar; por  lo que 
mucho tiempo el municipio se llamó Río Blanco de Tenango, hasta que en el año de 1899, por decreto 
del gobierno del estado se invirtió el nombre, quedando Tenango de Río Blanco. 
Tenango y  los parajes circunvecinos  fueron habitados en  los  tiempos precortesianos por pueblos 
Nahuatlecas, y aunque se ha hablado de los Olmecas y Totonacas como los primeros pobladores de la 
zona, de su influencia no queda nada. 
Durante  la  colonia  los  españoles  se  repartieron  las  tierras  conquistadas  de  acuerdo  con  su 
categoría e influencia; fue Juan Coronel el primer encomendado, favorecido con las tierras del Valle de 
Ahuilizapan, quedando Tenango dentro de su  jurisdicción. El primer virrey de México, Don Antonio de 
Mendoza, se hizo donar esos lugares, prendado por la fertilidad de la tierra. 
Al finalizar el siglo XVIII, Don Antonio Alcede en su diccionario lo consigna como "Pueblo pequeño 
en  la  Alcaldía Mayor  de Orizaba,  en  el  distrito  de  Nogales  de  donde  dista  aproximadamente  a  650 
metros de distancia. 
◄INDICE►
CAPITULO IV 
I.P.N.  8 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
En 1826, Río Blanco tenía 259 habitantes y en 1884 había 554. 
En 1873, fue inaugurado el primer ferrocarril del país que pasa por Río Blanco. 
A finales del siglo XIX, en el año de 1892, se funda la Industria Textil, surgiendo así de pronto una 
nueva población, ya que antes de  la creación de  la empresa se registraron  los 554 habitantes y para 
1895 existían 4000, a este lugar se trasladaron las autoridades quedando el antiguo pueblo convertido 
en un barrio de la nueva población. 
Su población se formó a partir de los emigrantes provenientes de varios estados, como son Oaxaca, 
Puebla, Edo. de México, Tlaxcala; principalmente debido a la falta de mano de obra local. 
En  Río  Blanco  se  presenciaron  matanzas  históricas  al  igual  que  en  cananea  para  dar  lugar  al 
nacimiento de los sindicatos. 
ORIZABA 
La palabra Orizaba deriva de la voz primitiva indígena Ahuilizapan, está compuesta del sustantivo 
Ahuializtli, que significa alegría y la preposición Apan que significa " en o sobre el agua ". Literalmente 
quiere decir: alegría en o sobre el agua, valle de la alegría. 
Las tierras del antiguo valle de Ahauializapan sirvieron de asiento durante varios siglos a diferentes 
culturas  indígenas.  Habitadas  originalmente  por  los  toltecas,  más  tarde  recibirían  la  migración  de 
diversos pueblos que las influyeron y conquistaron. El último en llegar fue el tlaxcalteca que dio al lugar 
el nombre de ahauializapan, hacia clara referencia a las numerosas y sonoras corrientes que surcaban 
sus terrenos; esta es la raíz del nombre definitivo de la población.A mediados del siglo XV los aztecas 
sometieron a los habitantes de la zona, convirtiéndolos en tributarios; en esta condición se encontraban 
cuando arribaron los conquistadores españoles a México. 
Durante  la  colonia  la  región  de Orizaba  fue  escenario  de  diversos  acontecimientos  entre  los  que 
destacan: la epidemia de viruela de 1545, que abatió gran parte de la región; la apertura del camino real 
Veracruz­Orizaba  México;  las  escaramuzas  libradas  por  los  “negros  cimarrones”,  encabezados  por 
yanga  en  contra  de  los  españoles  y  el  monopolio  del  café  lo  cual  rendía  a  la  población  grandes 
ganancias. 
En la lucha por la independencia, Orizaba fue escenario de ciertos acontecimientos, fue tomada por 
don José María Morelos, quien estando en ella dispuso fuese quemado todo el tabaco almacenado ya 
que por ser un monopolio representaba una fuerte entrada monetaria para los españoles. El hecho tuvo 
lugar el 29 de octubre de 1813. 
En  1907,  durante  los movimientos  precursores  de  la  revolución mexicana,  la  región  de  Orizaba 
vuelve a distinguirse pues  los obreros de  la  fabrica textil de Río Blanco, en defensa de sus  intereses, 
resistieron  heroicamente  el  ataque  de  los  soldados  de México  y  puebla,  enviados  por  Porfirio  Díaz. 
Desde ese año, el 7 de enero ha sido instituido como el “día de los mártires de Río Blanco”, recordando 
con  diversos  actos  luctuosos  el  sacrificio  heroico  de  aquellos  obreros  que  lucharon  para  que  sus 
hermanos de clase tuvieran mejores condiciones de vida. 
◄INDICE►
CAPITULO IV 
I.P.N.  9 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CORDOBA 
Tiene interés turístico debido a sus atractivos naturales y construcciones como el palacio municipal, 
la parroquia de  la  Inmaculada Concepción, el convento de San Antonio y  los  templos de San Miguel, 
San José y San Sebastián. 
Córdoba es la cabecera del municipio del mismo nombre situado en la zona central de la entidad, 
colindante  con  los  de  Chocamán,  Tomatlán,  Ixhuatlán  del  café,  Amatlán,  Ixtaczotitlán  y  Fortín    su 
territorio , de 139 Km 2 , ocupa una parte de las estribaciones del Citlaltépetl o pico de Orizaba. Tiene una 
población de 176,952 habitantes (censo del 2,000). Las elevaciones más importantes son los cerros del 
Tecolote y de Guadalupe, y las serranías de Matlaquiáhuitl y de los Micos. Los principales ríos son el 
San Antonio y El Seco, afluentes del Coyaxtla. El clima es  templado y húmedo; la  temperatura media 
anual es de 20ºC; y las  lluvias, abundantes en verano y principios de otoño, aunque en invierno caen 
lloviznas provocadas por el viento del norte. 
Córdoba esta situada a 18º 53’ 34’’ de latitud norte, 96º 55’ 52’’ de longitud oeste y 924 m de altitud, 
está  comunicada  por  carretera  y  ferrocarril  (México  –  Veracruz),  y  dispone  de  todos  los  servicios 
urbanos  fue fundada el 26 de abril de 1618, en acatamiento de  la orden expedida por el virrey Diego 
Fernández de Córdoba el 29 de noviembre de 1617. Por decreto del 12 de diciembre de 1830,  se  le 
concedió a Córdoba el rango de ciudad; y el 2 de noviembre de 1880, la propia legislatura le impuso el 
título de heroica en consideración a la jornada  del 15 al 21 de mayo de 1821. 
La ciudad de Córdoba es el  centro de una región agrícola con abundante producción de caña de 
azúcar, café, cereza, naranja, plátano, mango y maíz. Entre los establecimientos industriales destacan 
los ingenios azucareros de San José de Tapia y San Miguelito, las plantas benefactoras  de arroz, los 
talleres de zapatos y pantuflas, y una fábrica extractora de aceites. Hay en  la zona 7 mil cabezas  de 
ganado  vacuno,  6 mil  cabezas  de  ovino  y  caprino.  Gozan  de  especial  preferencia  los  jamones  tipo 
serrano que se elaboran en un obrador local. 
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CAPITULO V 
I.P.N.  10 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
DATOS BÁSICOS DE PROYECTO 
Una  vez  recopilada  toda  la  información  disponible  de  los  sistemas  de  agua  potable  en 
funcionamiento  se  hará  una  síntesis  que  proporcione  un  diagnóstico  del  sistema,  señalando  sus 
características más  importantes,  sus  deficiencias  y  los  requerimientos  de  rehabilitación,  sustitución  o 
expansión.  Con  lo  anterior  se  deben  plantear  alternativas  de  desarrollo  para  áreas  posibles  de 
crecimiento inmediato, y proporcionar a futuro aquellas zonas consideradas en los planes de desarrollo. 
En cuanto a lo anterior es necesario que el ingeniero que proyecte estos sistemas de agua potable 
tenga  una  visión  global  de  la  situación  de  la  población  así  como  una  basta  experiencia  para  que  la 
inversión sea adecuada para las condiciones de cada región. 
La decisión de a cuanta población deberá abastecer el sistema debe ser congruente con las zonas 
de futuro crecimiento que se pueden encontrar o proyectar en los planes de desarrollo de la comunidad. 
En  los  planes  mencionados  existen  planos  en  donde  se  aprecian  las  zonas  industriales, 
comerciales, residenciales, etc., que nos servirán en el análisis de los gastos de diseño. 
POBLACIÓN 
La población es una parte del proyecto más delicada porque debe de trabajarse con un criterio muy 
especial,  ya  que  independientemente  de  los  métodos  de  análisis  para  calcular  las  diferentes 
poblaciones a  lo  largo del proyecto, el  ingeniero deberá  tener una visión regional de crecimiento para 
pronosticar casos en los que se espere traer industrias o algún otro proyecto de alto impacto poblacional 
a la región ya que de ser así afectará directamente al proyecto. 
POBLACIÓN ACTUAL 
Utilizando  la  información  que  proporciona  el  Instituto  Nacional  de  Estadística,  Geografía  e 
Informática  (INEGI),  relativa  a  cuando  menos  los  últimos  tres  censos  disponibles,  se  realiza  la 
proyección de la población al termino del periodo de diseño en que se ejecutan los estudios y proyectos. 
AÑO  HABITANTES 
1950  41,580 
1960  62,354 
1970  95,250 
1980  126,179 
1990  150,454 
2000  176,952 
* Datos de los últimos 50 años de la ciudad de Córdoba, Ver. (INEGI) 
El  dato  obtenido  por  el  último  censo  poblacional  se  verificará  con  la  Comisión  Federal  de 
Electricidad de acuerdo con el índice de hacinamiento (número de habitantes/vivienda) y la cobertura de 
energía eléctrica. 
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CAPITULO V 
I.P.N.  11 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
*Mancha urbana actual 
POBLACIÓN DE PROYECTO 
De  acuerdo  con  las  características  socioeconómicas  de  la  población  y  tornando  en  cuenta  los 
planes de desarrollo urbano, se definirán las zonas habitacionales actuales y futuras para cada grupo 
demográfico. 
Basándose en el crecimiento histórico, las variaciones observadas en las tasas de crecimiento, su 
característica migratorio y las perspectivas de desarrollo económico de la localidad, se definirá en caso 
de  ser  posible,  la  tasa  de  crecimiento  en  cada  grupo  demográfico  para  proyectar  la  población 
anualmente en un periodo de diseño de 20 años. 
METODOS RECOMENDADOS POR LA COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA PARA EL CÁLCULO DE 
LA POBLACIÓN DE PROYECTO 
La Comisión Nacional del Agua recomienda o propone los siguientes métodos para el cálculo de la 
población de proyecto. 
MÉTODO DE CRECIMIENTO POR COMPARACIÓN 
MÉTODO DE AJUSTE POR MÍNIMOS CUADRADOS 
A continuación daremos una breve descripción de ambos y aplicaremos para nuestro proyecto el 
método de mínimos cuadrados. 
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CAPITULO V 
I.P.N.  12 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
MÉTODO DE CRECIMIENTO POR COMPARACIÓN 
Éste método consiste en comparar, la tendencia del crecimiento histórico de la población estudiada 
contra el de otras ciudades con mayor número de habitantes, similares desde el punto de vista socio­ 
económico, geográfico, actividad económica, porcentaje de población, clima, costumbres, cultura, entre 
otros, y adoptar la tasa media de crecimientode ellas. 
Para la tasa de crecimiento se utiliza la siguiente ecuación: 
100 1 
1 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
−   
 
 
  
 
 
= + 
t 
i 
i 
P 
P i 
En donde se representan con las literales los siguientes datos: 
i = Tasa de crecimiento en el periodo ti­ti+1 
Pi+1 = Población en el año ti+1 
Pi = Población en el año ti 
t = Número de años entre población Pi+1 y la población Pi 
Para efectos de comprensión mayor se presenta la siguiente gráfica en donde se tienen puntos de 
población en común y se muestran cuatro diferentes tendencias de crecimiento de donde se obtiene la 
de proyecto. 
*Predicción de la población por el método de crecimiento por comparación. 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  13 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
MÉTODO DE MÍNIMOS CUADRADOS 
Este procedimiento es sólo un ajuste de los datos obtenidos de tal manera que difieran lo más 
mínimo de estos al representar una línea recta o curva según sea la situación y comportamiento de la 
población. 
Existen varios tipos de aproximación como ya se mencionó dando origen a una proyección lineal, 
exponencial, logarítmica, o potencial siendo la más adecuada aquella en donde el factor de correlación 
se acerque a la unidad. A continuación se presentaran las ecuaciones pertenecientes a cada uno de 
estas proyecciones. 
PROYECCIÓN LINEAL 
bt a P + = 
N 
t b P 
a  i i ∑ ∑ − = ( ) ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− 
− 
=  2 2 
i i 
i i i i 
t t N 
P t P t N 
b 
Donde: 
N = Número total de datos 
∑  i t  = Suma de los años con información 
∑  i P  = Suma del número de habitantes 
( ) [ ] ( ) [ ] ∑ ∑ ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− − 
− 
= 
2 2 2 2 
i i i i 
i i i i 
P P N t t N 
P t P t N 
r 
r = Factor de correlación 
PROYECCIÓN EXPONENCIAL 
bt ae P = 
 
 
 
 
 
 
 
 − ∑ ∑ 
=  N 
t b P  i i 
e a 
ln 
( ) ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− 
− 
=  2 2 
ln ln 
i i 
i i i i 
t t N 
P t P t N 
b 
Donde: 
ln = logaritmo natural 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  14 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
( ) 
( ) ( ) [ ] ( ) [ ] ∑ ∑ ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− − 
− 
= 
2 2 2 2  ln ln 
ln ln 
i i i i 
i i i i 
P P N t t N 
P t P t N 
r 
PROYECCIÓN LOGARÍTMICA 
( ) t b a P  ln + = 
N 
t b P 
a  i i ∑ ∑ − =  ln ( ) ( ) ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− 
− 
=  2 2  ln ln 
ln ln 
i i 
i i i i 
t t N 
P t P t N 
b 
( ) 
( ) ( ) [ ] ( ) [ ] ∑ ∑ ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− − 
− 
= 
2 2 2 2  ln ln 
ln ln 
i i i i 
i i i i 
P P N t t N 
P t P t N 
r 
PROYECCIÓN POTENCIAL 
b at P = 
 
 
 
 
 
 
 
 − ∑ ∑ 
=  N 
t b P  i i 
e a 
ln ln 
( )( ) 
( ) ( ) ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− 
− 
=  2 2  ln ln 
ln ln ln ln 
i i 
i i i i 
t t N 
P t P t N 
b 
( )( ) 
( ) ( ) [ ] ( ) ( ) [ ] ∑ ∑ ∑ ∑ 
∑ ∑ ∑ 
− − 
− 
= 
2 2 2 2  ln ln ln ln 
ln ln ln ln 
i i i i 
i i i i 
P P N t t N 
P t P t N 
r 
Nota: 
Para la tasa de crecimiento de cualquiera de las proyecciones se aplicará la siguiente ecuación: 
100 1 
1 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
−   
 
 
  
 
 
= + 
t 
i 
i 
P 
P i 
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CAPITULO V 
I.P.N.  15 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
A continuación se mostraran las gráficas resultantes para las distintas proyecciones, así como su 
factor de correlación para determinar cual representa mejor los datos de población (recordemos que 
será el más cercano a la unidad) 
*Método de mínimos cuadrados para hacer la proyección de la población 
(Lineal, Logarítmica, Potencial, Exponencial) 
Para la elaboración de este proyecto podemos deducir la población en el año 2020 utilizando la 
proyección lineal o logarítmica ya que de acuerdo con el gráfico anterior son las más precisas para esta 
tarea (r=1). 
*Mancha urbana actual y proyectada según los planes de crecimiento municipal al año 2,020 
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CAPITULO V 
I.P.N.  16 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
En caso de que el plan no especifique  los horizontes de crecimiento a 5, 10 y 20 años, éstos se 
establecerán  dé  acuerdo  con  los  lineamientos  seguidos  en  el  mismo;  si  la  localidad  en  estudio  no 
cuenta  con  plan  de  desarrollo  urbano,  se  definirán,  con  ayuda  de  las  autoridades  municipales  o 
estatales, las proyecciones de crecimiento de la mancha urbana. 
Retomando las ecuaciones lineal y exponencial obtenemos la población en los años 2010 y 2020. 
POBLACIÓN DE PROYECTO 233,784 HABITANTES 
Nota:  El  método  por  comparación  se  omitirá  debido  a  la  falta  de  información  de  censos  de 
poblaciones similares. 
Tasa de crecimiento 
Tasa de crecimiento Año  Población  Proyección  I(%)  Periodo 
2000  176,952  1.635  1990­2000 
2005  192122 
2010  206010  1.532  2000­2010 
2015  219896 
2020 
176,952 
233784  1.273  2010­2020 
Población por clase socioeconómica 
Población por clase socioeconómica Clase 
Socioeconómica  Porcentaje  2000  2020 
Residencial  4.5  7963  10521 
Media  35.8  63348  83695 
Popular  59.7  105640  139569 
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CAPITULO V 
I.P.N.  17 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
PERIODO DE DISEÑO Y VIDA ÚTIL 
Período de diseño: Es el tiempo en que el proyecto de agua potable llega a su saturación, siendo 
menor que su vida útil. 
El período de diseño esta vinculado con los aspectos económicos, los cuales están en función del 
costo, esto es, a mayor tasas de interés menor período de diseño. 
Siempre  que  sea  factible  se  deberán  concebir  proyectos  modulares,  que  permitan  diferir  las 
inversiones el mayor tiempo posible. Se buscará el máximo rendimiento de la inversión, al disponer de 
infraestructura con bajos niveles de capacidad ociosa en el corto plazo. 
Algunos periodos de diseño recomendables para las partes del abastecimiento de agua potable. 
PERIODOS DE DISEÑO 
ELEMENTO  AÑOS 
Captación  5 a 50 
LÍNEA DE CONDUCCIÓN  5 A 20 
Planta Potabilizadora  5 a 10 
Estación De Bombeo  5 a 10 
Regularización  5 a 20 
Distribución  A saturación 
Colector Y Emisor  5 a 20 
Planta De Tratamiento  5 a 10 
En este proyecto se tomara un periodo de diseño de 20 años por ser el más factible de acuerdo al nivel 
socioeconómico de la población de la región. 
VIDA ÚTIL 
La vida útil es el tiempo que se espera que la obra sirva a los propósitos de diseño, sin tener gastos de 
operación y mantenimiento elevados que hagan antieconómico su uso o que requiera ser eliminada por 
insuficiente, para la conducción se considera una vida útil de 20 a 40 años. 
En este proyecto se tendrá una vida útil de 20 años con su debida conservación ya que se tienen 673 m 
de tubería de acero. 
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CAPITULO V 
I.P.N.  18 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CLIMA 
MAPA DE CLIMAS DEL ÁREA GEOGRÁFICA EN ESTUDIO 
*Mapa obtenido en la pagina http://www.inegi.gob.mx 
◄INDICE► 
Zona de proyecto
CAPITULO V 
I.P.N.  19 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CONSUMO 
DOMESTICO  NO DOMESTICO 
Industrial  Servicios 
Residencial  Medio  Popular 
De Servisios 
De Prpduccion 
La  ubicación  geográfica  de  Veracruz  le  confiere  características  tropicales,  pero  éstas  son 
modificadas  en  parte  por  la  influencia  de  las  serranías,  fundamentalmente  en  el  centro­oeste. Como 
consecuencia  de  lo  anterior,  los  climas  se  distribuyen  paralelos  a  la  costa,  en  dirección  noroeste­ 
sureste, de  la siguiente manera:  cálidos,  semicálidos,  templados,  semifríos,  fríos y semisecos, en  los 
cuales predominan las lluvias de verano. 
CLIMAS SEMICÁLIDOS HÚMEDOS 
La  zona  más  extensa  con  este  clima,  cuyas  lluvias  se  distribuyen  durante  todo  el  año,  abarca  de 
Zontecomatlán  (en  la  Huasteca)  y  algunas  áreas  del  estado  de  Hidalgo,  a  Tlapacoyan,  Jalapa  y 
Orizaba. 
CONSUMO 
El consumo es la parte del suministro de agua potable que generalmente utilizan los usuarios, sin 
considerar las pérdidas en el sistema, expresándose en m3/día o litros/día o por consumo per cápita en 
litros/habitante/día. 
El consumo de agua se determina de acuerdo con el tipo de usuarios, se divide según su uso.CONSUMO DOMÉSTICO 
Es el uso del agua en viviendas que depende principalmente del clima y el nivel socioeconómico de 
los usuarios. 
Los consumos domésticos se obtendrán con base en los histogramas, de preferencia de un año, de 
los registros del organismo operador. En caso de no disponer de esta información se podrán considerar 
los valores de consumos domésticos que se dan en la siguiente tabla. 
CONSUMO DOMÉSTICO 
CONSUMO POR CLASE SOCIOECONÓMICA 
(LITROS/HABITANTE/DÍA) CLIMA 
RESIDENCIAL  MEDIA  POPULAR 
Cálido  400  230  185 
Semicálido  300  205  130 
Templado  250  195  100 
*Estudio efectuado por la C.N.A. a través del I.M.T.A. (1992­1993)
CAPITULO V 
I.P.N.  20 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
◄INDICE► 
CLIMAS SEGÚN SU TEMPERATURA 
TEM,PERATURA 
MEDIA ANUAL (ºC)  CLIMA 
Mayor de 22  Cálido 
18 – 22  Semicálido 
12 – 18  Templado 
5 – 12  Semifrío 
Menor de 5  Frío 
*Clasificación de climas según su temperatura C.N.A. 
CONSUMO DOMÉSTICO POR CLASE SOCIOECONÓMICA EN EL AÑO 2000 
Clase 
socioeconómica 
Consumo doméstico per 
cápita (litros/habitante/día) 
Población por clase 
socioeconómica 
Consumo doméstico 
(m 3 /día) 
Residencial (4.5%)  300  7963  2,388.90 
Media (35.8%)  205  63348  12,986.34 
Popular (59.7%)  130  105640  13,733.20 
El consumo doméstico en el año 2000 es de 29,108.44 m 3 /día 
CONSUMO DOMÉSTICO POR CLASE SOCIOECONÓMICA EN EL AÑO 2020 
(PROYECTO) 
Clase 
socioeconómica 
Consumo doméstico per­ 
cápita (litros/habitante/día) 
Población por clase 
socioeconómica 
Consumo 
doméstico (m 3 /día) 
Residencial (4.5%)  300  10521  3,156.30 
Media (35.8%)  205  83695  17,157.50 
Popular (59.7%)  130  139569  18,144.00 
El consumo doméstico para el año 2020 será de CD = 38,457.8 m 3 /día
CAPITULO V 
I.P.N.  21 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
◄INDICE► 
CONSUMO NO DOMÉSTICO 
CONSUMO COMERCIAL 
Es el agua utilizada en zonas de comercios y servicios en donde las personas no habitan o tienen 
permanencia permanente. 
Recurriendo  a  la  dependencia  operadora  del  sistema  de  agua  potable  se  obtuvo  un  consumo 
comercial de 315,464 m 3 /año para el año 2000 con un porcentaje de medición del 96.8%. 
El consumo comercial por tanto es: 
CC = (315,464 m 3 /año)/(365 días*96.8% de medición) = 893 m 3 /día 
De acuerdo con el plan de desarrollo municipal se espera tener un incremento comercial del 3.5% 
durante los primeros 12 años y de 4.5% durante los 8 años para el año 2020, lo que nos podrá definir el 
consumo en ese año de la siguiente manera: 
CC = 893(1.035) 12 (1.045) 8 = 1,919 m 3 /día 
CONSUMO INDUSTRIAL 
Es el consumo que tiene lugar en empresas, fábricas, y hoteles. 
Considerando el tipo de actividad se dividen como ya se observó en el cuadro sinóptico en industria 
de servicios e industria de producción. 
De acuerdo con el organismo operador del sistema de agua potable tenemos un consumo industrial 
por servicios y procesos de 328 m 3 /día y un consumo por hoteles de diferentes categorías de 72 m 3 /día 
con el 100% de registro, de tal manera que podemos obtener el consumo industrial del año 200 de la 
siguiente manera: 
CI = 4050 + 450 + 150 = 4650 m 3 /día 
Tomando el crecimiento industrial de acuerdo con el plan municipal de desarrollo que considera el 
1.5% de crecimiento en los 20 años subsecuentes (2020) se puede calcular el consumo para ese año 
de la siguiente forma: 
CI = 4650(1.015) 20 = 6263 m 3 /día 
CONSUMO PÚBLICO 
Es  el  utilizado  en  escuelas,  parques, museos,  hospitales,  bibliotecas,  etc.  Y  que  de  acuerdo  con 
nuestra  fuente  de  operación  oscila  entre  95,235m 3 /año  con  un  crecimiento  sostenido  según  el  plan 
municipal de desarrollo del 1.5% y una cobertura del 97.5% calculando el consumo para el año 2020 
como sigue: 
CSP = 95,235/365*97.5% = 268 m 3 /día.
CAPITULO V 
I.P.N.  22 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
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Para el año 2020 se tendrá: 
CSP = 268(1.015) 20 = 361 m 3 /día 
Nota: De no contar con información del organismo operador se tendrá que tener un criterio y experiencia para poder 
realizar  un  proyecto  adecuado  y  acorde  con  la  realidad,  aunque  también  se  puede  consultar  las  tablas  de  las 
Normas de la Comisión Nacional del Agua que pueden ser de guía para el  proceso. 
CONSUMO CONTRA INCENDIO 
En  nuestro  proyecto  no  se  considera  este  consumo  por  tener  una  comunidad  relativamente 
pequeña en donde se tienen diferentes estaciones del Heroico Cuerpo de Bomberos. 
CONSUMO TOTAL 
Es sólo la suma de los diferentes consumos calculados anteriormente 
CT = CD + CC + CI + CSP + CCI 
Donde: 
CT = Consumo total 
CD = Consumo doméstico 
CC = Consumo comercial 
CI = Consumo industrial por servicios y producción 
CSP = Consumo por servicios públicos 
CCI = Consumo contra Incendios 
CT = 29,108 + 893 + 4650 + 268 + 0 = 34919 m 3 /día (AÑO 2000) 
CT = 38,458 m 3 /día + 1,919 m 3 /día + 6263 m 3 /día + 361 m 3 /día + 0 m 3 /día 
CT = 47001 m 3 /día (AÑO 2020) 
DEMANDA 
La demanda es sólo el consuma más las perdidas que se tienen a lo largo de las tuberías por fugas 
de un valor  relativo a un 30%;  también se  tienen que  tomar en consideración otros aspectos como el 
crecimiento económico, las  tarifas del agua, nivel de conciencia del uso racional del agua entre otros 
factores. 
DEMANDA ACTUAL AÑO 2000 
 
 
 
 
 
 − 
= 
100 
% 1  Perdidas 
Consumo Demanda
CAPITULO V 
I.P.N.  23 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
◄INDICE► 
día m Demanda  / 49884 
7 . 0 
34919 
100 
% 30 1 
34919  3 = = 
 
 
 
 
 
 − 
= 
PROYECCIÓN DE LA DEMANDA AL AÑO 2020 
Esta tabla muestra como se comportará la demanda en función de el consumo futuro, perdidas y un 
programa de detección de fugas que pretende disminuirlas a razón de 0.5% anual. 
PROYECCIÓN DE LA DEMANDA EN EL USO DOMÉSTICO 
Años Servicio doméstico 
2000  2005  2010  2015  2020 
Población total  176952  192122  206010  219896  233784 
Población residencial (4.5%)  7963  8645  9270  9895  10520 
Población media (35.8%)  63349  68780  73752  78723  83695 
Población popular (59.7%)  105640  114697  122988  131278  139569 
Perdidas  30%  27.50%  25%  22.50%  20% 
Demanda de agua doméstica (m 3 /día) 
Población residencial (4.5%)  3413  3577  3708  3830  3945 
Población media (35.8%)  18552  19448  20159  20823  21447 
Población popular (59.7%)  19619  20566  21318  22021  22680 
Total  41584  43592  45185  46675  48072 
Perdidas  12475  11988  11296  10502  9614 
PROYECCIÓN DE LA DEMANDA EN EL USO COMERCIAL 
Años Servicio comercial 
2000  2005  2010  2015  2020 
Consumo de agua  893  1061  1260  1540  1919 
Perdidas (%)  30%  27.50%  25%  22.50%  20% 
Demanda de agua (m3/día)  1276  1463  1680  1987  2399 
Perdidas (m3/día)  383  402  420  447  480 
PROYECCIÓN DE LA DEMANDA EN EL USO INDUSTRIAL 
Años Servicio industrial 
2000  2005  2010  2015  2020 
Consumo de agua  4650  5009  5397  5814  6263 
Perdidas (%)  30%  27.50%  25%  22.50%  20% 
Demanda de agua (m 3 /día)  6643  6909  7195  7501  7829 
Perdidas (m 3 /día)  1993  1900  1799  1688  1566 
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CAPITULO V 
I.P.N.  24 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
PROYECCIÓN DE LA DEMANDA EN EL USO PÚBLICO 
Años Servicio público 
2000  2005  2010  2015  2020 
Consumo de agua  268  289  311  335  361 
Perdidas (%)  30%  27.50%  25%  22.50%  20% 
Demanda de agua (m 3 /día)  383  398  415  432  451 
Perdidas (m 3 /día)  115  110  104  97  90 
PROYECCIÓN DE LA DEMANDA TOTAL 
AÑOS Suma de todos los servicios 
2000  2005  2010  2015  2020 
DEMANDA TOTAL (m 3 /día)  49885  52362  54474  56595  58750 
DOTACIÓN 
Se entiende por dotación el volumen de agua que considera el consumo de todos los servicios que 
se  hacen  por  habitante  por  día,  incluyendo  pérdidas  físicas.  La  dotación  se  obtiene  a  partir  de  las 
demandas de cada  sector  tomando atrás consideraciones como una  tasa decreciente en el  consumo 
doméstico  debido  aluso  racional  del  agua;  un  porcentaje  de  perdidas  por  fugas;  agua  utilizada  por 
incendios. 
DOTACIÓN 
Años DATOS 
2000  2005  2010  2015  2020 
POBLACIÓN  176952  192122  206010  219896  233784 
DEMANDA (m3/día)  49885  52362  54474  56595  58750 
DOTACIÓN (m3/día)  281.91  272.55  264.43  257.37  251.30 
En nuestro proyecto tomaremos como dotación 252 litros/habitante/día, ya que el municipio cuenta 
con suficientes recursos para poder realizar un proyecto de una sola fase sin tener que modificarlo cada 
5 años ya que las dotaciones varían en un porcentaje mínimo. 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  25 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
COEFICIENTES DE VARIACIÓN 
Debido a  las diferencias de  los días de mayor demanda así como  la diferencia de consumos a  lo 
largo de las horas del día se han implementado coeficientes para tomar en cuenta estos cambios que 
son muy considerables.. 
Debido  a  la  importancia  de  estas  fluctuaciones  para  el  abastecimiento  de  agua  potable,  es 
necesario obtener los gastos máximo diario y máximo horario, los cuales se determinan multiplicando el 
coeficiente de variación diaria por el gasto medio diario y el coeficiente de variación horaria por el gasto 
máximo diario respectivamente. 
Coeficientes de variación diaria y horaria 
Para la obtención de los coeficientes de variación diaria y horaria es necesario hacer un estudio de 
demanda de la localidad. 
COEFICIENTE DE VARIACIÓN DIARIA 
Es el cambio de la demanda a lo largo de los días del año y se muestra una gráfica que describe el 
comportamiento siendo los meses calurosos los que más demanda requiere. 
*Resultado de la variabilidad de la demanda de agua durante el día de la población de Córdoba, Ver. (año 2000) 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  26 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
COEFICIENTE DE VARIACIÓN HORARIA 
Es el cambio de la demanda a lo larga del día siendo las horas críticas las cercanas al medio día, se 
muestra la siguiente gráfica que ilustra la variación. 
*Resultado de la variabilidad de la demanda de agua durante el día de la población de Córdoba, Ver. (año 2000) 
Los resultados de  los estudios nos  indican  los siguientes coeficientes para  la ciudad de Córdoba, 
con estos se calcularán los distintos gastos de diseño. 
COEFICIENTES DE VARIACIÓN SEGÚN EL 
ESTUDIO DE FLUCTUACIÓN 
Coeficiente de variación 
diaria  1.20 
Coeficiente de variación 
horaria  1.50 
*Resultado de estudios de las variaciones diaria y horaria de la ciudad de Córdoba, Ver. (año 2000) 
Unos valores aproximados y  muy confiables que podemos considerar son los siguientes: 
COEFICIENTES DE VARIACIÓN 
Coeficiente de variación 
diaria  1.40 
Coeficiente de variación 
horaria  1.55 
*Coeficientes recomendados por la Comisión Nacional del Agua para cuando no es posible realizar estudios 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  27 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
GASTOS DE DISEÑO 
Son los gastos utilizados para diseñar diferentes estructuras del sistema de abastecimiento de agua 
potable. Se muestra el siguiente cuadro para tener presente el tipo de gasto que debemos utilizar para 
las diferentes estructuras. 
Gasto de diseño y tipo de estructura 
Tipo de estructura  Gasto máximo diario 
Gasto máximo 
horario 
Fuente de abastecimiento  Diseñar con 
Captación  Diseñar con 
Conducción  Diseñar con 
Regularización  Diseñar con 
Alimentación  Diseñar con 
Red de distribución  Diseñar con 
GASTO MEDIO ANUAL 
El gasto medio es la cantidad de agua requerida para satisfacer las necesidades de una población 
en un día de consumo promedio. 
Se define con la ecuación: 
T 
D P Qmed ∗ = 
Qmed = Gasto medio anual (l/s) 
P = Número de habitantes 
D = Dotación (I/hab./día) 
T = (Tiempo de operación del sistema)  86,400 segundos de cada día 
. / 682 
400 , 86 
252 784 , 233  seg litros Qmed = ∗ = 
GASTO MEDIO = 682 LITROS/SEGUNDO 
GASTO MÁXIMO DIARIO 
Es el caudal que debe proporcionar la fuente de abastecimiento, y se utiliza para diseñar la obra de 
captación, su equipo de bombeo, la conducción y el tanque de regularización y almacenamiento. 
Se obtiene con: 
Qmed CVd Qmd ∗ = 
QMD = Gasto máximo diario (l/s) 
CVd = Coeficiente de variación diaria 
Qmed = Gasto medio diario (l/s) 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  28 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
. / 4 . 818 682 2 . 1  seg litros Qmd = ∗ = 
GASTO MÁXIMO DIARIO = 818.4 LITROS/SEGUNDO 
GASTO MÁXIMO HORARIO 
El gasto máximo horario, es el requerido para satisfacer las necesidades de la población en el día de 
máximo consumo y a la hora de máximo consumo. 
Este gasto se utiliza, para calcular las redes de distribución. 
Se obtiene a partir de la siguiente expresión: 
Qmd CVh QMH ∗ = 
QMH = Gasto máximo horario (l/s) 
CVh = Coeficiente de variación horaria 
QMD = Gasto máximo diario (l/s) 
. / 60 . 227 , 1 4 . 818 5 . 1  seg litros QMH = ∗ = 
GASTO MÁXIMO HORARIO = 1,227.60 LITROS/SEGUNDO 
VELOCIDADES 
La velocidad en un sistema de conducción es importante debido a que si tenemos velocidades muy 
grandes nos  provocaría erosión en  la parte  interior de  la  tubería,  sea  de Acero, Policloruro de vinilo, 
Polietileno  de  alta  densidad,  Asbesto­cemento,  Concreto  armado,  etc.  Por  otro  lado  si  tenemos 
velocidades  demasiado  pequeñas  se  tendría  el  problema  de  sedimentación  de  partículas  sólidas 
suspendidas, así que después de estudios realizados por la Comisión Nacional del Agua se ha llegado 
a  la conclusión que estando en  los parámetros de 0.3 m/seg. y 5 m/seg. no se  llegará a tener ningún 
problema de los mencionados anteriormente. 
VELOCIDADES PERMISIBLES 
MÁXIMA  5.0 m/seg. 
MÍNIMA  0.3 m/seg. 
◄INDICE►
CAPITULO V 
I.P.N.  29 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
RESUMEN DE LOS DATOS BÁSICOS DE PROYECTO 
POBLACIÓN ACTUAL (2000)  176,952 HABITANTES 
POBLACIÓN DE PROYECTO (2020)  233,784 HABITANTES 
DOTACIÓN  252 LITROS/HABITANTE/DÍA 
COEFICIENTE DE VARIACIÓN DIARIA  1.2 
COEFICIENTE DE VARIACIÓN HORARIA  1.5 
GASTO MEDIO ANUAL  682 LITROS/SEGUNDO 
GASTO MÁXIMO DIARIO  818 LITROS/SEGUNDO 
GASTO MÁXIMO HORARIO  1,228 LITROS/SEGUNDO 
◄INDICE►
CAPITULO VI 
I.P.N.  30 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
TIPO DE ABASTECIMIENTO 
CONVENCIONALES  NO CONVENCIONALES 
SUPERFICIAL  SUBTERRANEA 
RÍOS  LAGOS  ACUIFEROS SOMEROS  ACUIFEROS 
ATMOSFÉRICA  OCEANICA  RESIDUAL 
OBRAS DE CAPTACION 
FUENTE DE ABASTECIMIENTO 
Las fuentes de abastecimiento son aquellas en donde el hombre puede obtener agua potable 
entendiéndose por esta, que se encuentre libre de gérmenes que a su consumo no causen daño 
alguno. 
Las fuentes de abastecimiento se clasifican de la siguiente manera: 
OBRAS DE CAPTACIÓN 
Las obras de captación son estructuras civiles y equipos electromecánicos destinados a captar el 
agua de su fuente de abastecimiento de la manera más adecuada posible. 
Los tipos de captación se pueden ilustrar con el siguiente esquema: 
Las estructuras de captación deben de contener los siguientes elementos para su correcta función: 
Dispositivos de toma. 
Dispositivos de control de excedencias. 
Dispositivos de limpia. 
Dispositivos de control. 
Dispositivos de aforo. 
◄INDICE► 
TIPO DE CAPTACIÓN 
SUPERFICIAL  SUBTERRANEA  ATMOSFÉRICA 
VARIOS 
MÉTODOS 
CAJAS DE 
MANANTIALLES 
GALERIAS DE 
INFILTRACIÓN 
PUYONES  POZOS 
SOMEROS  PROFUNDOS 
CISTERNAS  JAGÜEYES
CAPITULO VI 
I.P.N.  31 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CAPTACIÓN SUBTERRÁNEA 
CAJA DE MANANTIAL 
Se  utiliza  para  captar  el  agua  de  manantiales  y  consta  de  un  estanque  alrededor  de  del 
afluente. 
Para protección de estas fuentes de emanación horizontal se debe de proteger con una cuneta 
perimetral y estructura de mampostería como el esquema que se muestra a continuación: 
*Esquema de la C.N.A. para la captación por medio de una caja de manantial. 
◄INDICE►
CAPITULO VI 
I.P.N.  32 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGOMEJIA ALBA 
POZO SOMEROS 
Son aquellos que se excavan a mano con dimensiones de 1.5 m de diámetro como mínimo y de 
no mas  de  15 m  de  profundidad,  teniendo  como  desventajas  un  suministro  no  constante  por  la 
variación del nivel de aguas  freáticas.  (son  los clásicos pozos que  se pueden observar en zonas 
rurales) 
POZOS PROFUNDOS 
Generalmente  más  utilizados  para  el  abastecimiento  de  grandes  ciudades  como  la  Cd.  de 
México debido a su nivel menos variable, esta clase de pozos se divide en dos particulares grupos 
unos que al perforar el manto freático el nivel de agua no rebasa el nivel de saturación del material, 
y otro que al perforarlo comienza a emanar agua, esto debido a que el agua freática se encuentra 
aprisionada entre dos capas relativamente impermeables y el agua busca una salida natural. 
Un pozo artesano es sólo una emanación de aguas de  forma vertical como se muestra en el 
siguiente esquema: 
*En el primer pozo no emerge agua y en el segundo sí, esto debido a el gradiente hidráulico. (Fuente C.N.A.) 
◄INDICE►
CAPITULO VI 
I.P.N.  33 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
GALERÍA FILTRANTE 
Una  galería  de  infiltración  en  una  zanja  con  un  filtro  de  grava  debidamente  tamizada  para 
permitir  el  paso  del  agua  por  un  medio  permeable  a  una  tubería  de  cedazo  para  permitir  su 
recopilación  y  posterior  conducción,  algunos  ejemplos  de  estas  galerías  se  pueden  ver  en  las 
siguientes ilustraciones tomadas de las Normas de la Comisión Nacional del Agua. 
*Detalle de una galería filtrante. (C.N.A.) 
*Galería filtrante a un costado de un río.(C.N.A.) 
◄INDICE►
CAPITULO VI 
I.P.N.  34 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
*Galería filtrante transversal a un ría debido a un medio poco permeable (C.N.A.) 
◄INDICE►
CAPITULO VI 
I.P.N.  35 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CAPTACIÓN SUPERFICIAL 
TORRE DE CAPTACIÓN 
Una torre como se muestra a continuación es la clase de captación que se debe considerar en 
embalses para poder captar a diferentes niveles para afrontar la gran diferencia de niveles a lo largo 
del año o incluso años. 
*Torre de captación (C.N.A.) 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  36 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
ESTACIÓN DE BOMBEO FLOTANTE 
Diseñada para poder ser congruente con las fluctuaciones de los niveles de agua. 
Estación de bombeo flotante (C.N.A.) 
ESTACIONES DE BOMBEO FIJAS 
En este esquema se muestra  la estación de bombeo fija alejada de  la fuente de almacenamiento 
para protección contra los niveles extraordinarios que pudieran presentarse. 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  37 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
OTROS DISPOSITIVOS DE CAPTACIÓN SUPERFICIAL 
Estas alternativas dependerán de las circunstancias de cada proyecto. 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  38 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  39 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
*Figura para ilustrar las obras de captación, tomadas de las normas de la Comisión Nacional del Agua año 2000 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  40 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CAPTACIÓN DE AGUAS METEÓRICAS 
CISTERNAS 
Consisten simplemente en hacer una cisterna que capte el agua de lluvia en zonas donde no se 
cuente con otro tipo de abastecimiento. 
YAGÜEYES 
Consiste en una estructura localizada en las laderas de accidentes topográficos para captar el 
escurrimiento natural durante la lluvia y una zona naturalmente impermeable. 
LAGUNA DE NOGALES, VERACRUZ. (PROYECTO) 
Retomando nuestro proyecto,  la  fuente de abastecimiento se  realizará en  la Cd. de Nogales, 
Ver.  en  el  manantial  de  afluencia  lateral  conocido  como  “La  Laguna  de  Nogales”,  que  fue  la 
alternativa más  adecuada  de  acuerdo  a  los  estudios  hidrológicos,  geohidrológicos,  hidrométricos, 
físicos y químicos cumpliendo las expectativas del proyecto. 
* Fotografía que muestra la mencionada laguna de la ciudad de Nogales. 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  41 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
CAPTACIÓN 
Por  ser  una  laguna  la  obra  de  captación  será  una  caja  captadora  similar  a  la  que  ilustra  a 
continuación  que  actualmente  existe  en  la  laguna  y  que  abastece  de  agua  potable  a  la  Cd.  de  Río 
Blanco y Parte de Orizaba, Ver. 
* Fotografía que ilustra la protección perimetral de la captación actual en la Laguna de Nogales 
*Acercamiento de la tubería de acero que capta el agua de la laguna 
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CAPITULO VI 
I.P.N.  42 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
*Fotografía tomada para mostrar la obra de control de demasías de la captación existente en Nogales, Ver. Año 2,000 
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CAPITULO VII 
I.P.N.  43 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
POTABILIZACIÓN 
La  potabilización  del  agua  consiste  en  quitar  aquellas  partículas  que  son  nocivas  para  consumo 
humano. 
CONTAMINANTES DEL AGUA 
Los  contaminantes  del  agua  se  clasifican  en  tres  grandes  grupos  que  se  muestran  a 
continuación: 
SÓLIDOS DISUELTOS  SÓLIDOS SUSPENDIDOS  MICROORGANISMOS PATÓGENOS 
CONTAMINANTES DEL AGUA 
SÓLIDOS DISUELTOS 
Entre  los  principales  contaminantes  por  sólidos  disueltos  del  agua  se  encuentran  sales 
minerales, el cromo, el arsénico, el cobre, el cadmio, el mercurio y el plomo; para su tratamiento se 
requieren  procesos  complejos  que  demandan  la  participación  de  profesionales  expertos  en 
diferentes disciplinas. 
SÓLIDOS SUSPENDIDOS 
Son  compuestos  de muy  diverso  origen  entre  ellos  la  erosión  hídrica  y  eólica  y  pueden  ser 
orgánicos  como  inorgánicos;  su  tratamiento  comprende  tanques  de  sedimentación  y  filtros  con 
materiales granulares. 
MICROORGANISMOS PATÓGENOS 
Se  refiere a  los organismos como virus, bacterias, hongos, protozoarios, quistes y huevos de 
parásitos  como  los  helmintos,  todos  ellos    causantes  de  diversas  enfermedades  e  incluso 
epidemias;  su  tratamiento  consiste  en  un  proceso  de  desinfección  como  los  mostrados  a 
continuación: 
METODOS DE POTABILIZACIÓN 
­  CLORACIÓN 
gas cloro 
hipoclorito de sodio 
hipoclorito de calcio 
cloro en polvo o tabletas 
­  OZONACIÓN 
­  OXIDACIÓN CON PRÓXIDO DE HIDRÓGENO 
­  DESINFECCIÓN CON PERMANGANATO DE POTASIO 
­  DESINFECCIÓN CON LUZ ULTRAVIOLETA 
­  FILTROS 
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CAPITULO VII 
I.P.N.  44 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
­  EBULLICIÓN 
­  SOLUCIONES BACTERICIDAS 
PLANTA DE POTABLIZACIÓN 
Según  las  condiciones  particulares  de  calidad  del  agua  de  la  fuente  de  abastecimiento  se 
deberá  tratar  con  una  planta  de  tratamiento  si  así  lo  requiere.  Para  estos  efectos  de 
conceptualización se muestra un diagrama muy útil para entender el proceso de potabilización. 
COAGULACIÓN­FLOCULACIÓN  PRECIPITACIÓN 
AGUA POTABLE 
DESINFECCIÓN 
FILTRACIÓN 
SEDIMENTACIÓN 
SEDIMENTACIÓN 
AGUA SUPERFICIAL RIOS 
COAGULACIÓN­FLOCULACIÓN  PRECIPITACIÓN 
AGUA POTABLE 
DESINFECCIÓN 
FILTRACIÓN 
SEDIMENTACIÓN 
CRIBADO 
AGUA SUPERFICIAL LAGOS 
AERACIÓN 
AGUA SUBTERRÁNEA 
PLANTA POTABILIZADORAMÉTODO DE POTABILIZACIÓN PARA EL PROYECTO 
Como ya se dijo en el capítulo de obras de toma y fuentes de abastecimiento el agua de la 
Laguna de Nogales tiene condiciones muy buenas de calidad ya que únicamente se utilizará un 
proceso de cloración como medida para mantener esas propiedades durante su distribución. 
Se utiliza una cámara de cloración en donde se agrega el cloro provocando una destrucción 
de  la membrana  celular  y  en  consecuencia matando  a  los  agentes  patógenos  que  pudieran 
existir. 
* Fotografía que ilustra la cámara de cloración existente y que es similar a la que se construirá. 
*Inicio de la línea de conducción con agua ya potable. 
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CAPITULO VIII 
I.P.N.  45 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
TOPOGRAFÍA 
Recopilación de información 
Para  hacer  los  levantamientos  topográficos,  se  debe  recabar  previamente  la  información 
cartográfica, fotogramétrica y topográfica existente sobre el área de estudio. 
La  información mínima se debe  recopilar en  las ediciones de  las dependencias y entidades 
federativas  como  INEGI,  SEDENA,  CNA,  entre  otras  como  levantamientos  ya  elaborados  para 
otras obras. 
Levantamientos topográficos 
Es fundamental el trabajo de topografía en el agua potable como para cualquier otro trabajo 
de  ingeniería civil ya que en este caso depende el  cálculo que es  fundamental para obtener el 
gasto requerido como se verá en capítulos posteriores. 
Para  estos  trabajos  se  deben  llevar  registros  de  los  levantamientos  en  libretas  de  campo 
especificas para cada clase de  trabajo,  cuyas hojas  deberán  foliarse. Las  anotaciones  deberán 
hacerse con lápiz de mina dura (2H o mediano), debiéndose evitar el bolígrafo ya que en alguna 
contingencia se llagara a mojar la tinta se tornaría en grandes manchas ilegibles. 
Las libretas de campo se deben clasificar según el tema y el orden en que fueron utilizadas en 
el campo, incluyendo en cada una de ellas el índice de su contenido. 
Estudios topográficos 
Es el nombre que reciben las actividades de campo y gabinete con finalidad de alimentar de 
información altimétrica y planimétrica en planos a los ingenieros proyectistas. 
Los  levantamientos  topográficos pueden ser de baja precisión o definitivos  los primeros son 
utilizados para reconocimiento y planeación de posibles alternativas de ubicación de las diferentes 
partes  del  sistema,  llevándose  a  cabo  con  una  precisión  de  1:1000  y  un  teodolito  de  0.1  de 
aproximación, brújula, nivel de mano o nivel fijo; los segundos se refieren a precisiones mayores a 
iguales a 1:5000 logradas con estaciones totales y niveles electrónicos. 
Planos 
Con la información de campo se procede a realizar los cálculos pertinentes para realizar los 
planos con  sus coordenadas x,y,z  indicando el  cuadro de construcción de poligonal  incluyendo 
ángulos,  vértices,  distancias,  y  rumbos,  norte  astronómico,  declinación  magnética  y  norte 
magnético. Para las líneas de conducción que es nuestro caso se deberán presentar la poligonal 
en base al trazo y nivelación haciendo inicio en la fuente de abastecimiento, en la parte inferior del 
plano se deberá indicar kilometraje y elevaciones a cada 20 m. 
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CAPITULO VIII 
I.P.N.  46 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
Para  efectos  de  dibujo  se  procederá  en  sentido  de  escurrimiento  del  agua  de  izquierda  a 
derecha,  la  configuración  de  la  planta  se  presentará  a  escala  1:2000,  en  tanto  para  el  perfil  la 
escala horizontal 1:2000 y la escala vertical deberá ser la más conveniente para el proyecto de tal 
modo que se reflejen todos los accidentes topográficos. 
En los planos deberá aparecer un croquis de localización en el extremo superior derecho, así 
como  un  cuadro  de  notas  en  donde  se  indiquen  los  bancos  de  nivel  y  los  sitios  de  donde  se 
tomaron las orientaciones astronómicas. 
Presentación de informes topográficos 
El  informe  debe  contener  los  originales  de  todos  los  planos,(plantas,  perfiles  y  secciones), 
libretas de campo, álbum fotográfico, video grabación como requisitos mínimos. 
Se debe  integrar una memoria descriptiva de  los  trabajos,  incluyendo el equipo utilizado,  la 
relación de planos y otros aspectos que puedan ser de importancia en una futura revisión. 
Se debe anexar también una memoria de cálculo indicando los procedimientos utilizados en el 
cálculo de coordenadas y orientaciones astronómicas. 
Se realizará una relación de  libretas de campo con sus  índices respectivos y  la  relación de 
bancos de nivel utilizados. 
Para lo referente a la fotogrametría se deberá entregar negativos, fotografías, procedimiento 
de cálculo e información sobre apoyos terrestres. 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  47 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
GEOTECNIA 
OBJETIVOS Y ETAPAS DE ESTUDIO 
Recopilación de información geotécnica 
Para comenzar un estudio geotécnico, se debe recopilar y analizar la información disponible en 
lo  que  respecta  a  las  características  geotécnicas  de  los  sitios  en  estudio,  esta  información  debe 
incluir:
Sismicidad en la región del proyecto. 
Cartas geológicas y topográficas. 
Levantamientos topográfícos y topohidraúlicos. 
Estudios geotécnicos. 
Estudios geológicos. 
Estudios geohidrológicos. 
Aspecto climático. 
Hidrología superficial de la cuenca. 
Reconocimiento geotécnico en el área de proyecto 
Visitas al lugar 
Se  deben  realizar  visitas  técnicas  al  sitio  en  estudio,  que  sirvan  para  programar  las 
actividades  de  exploración  y  resolver  en  campo  los  problemas  y  dudas  que  se  presenten 
durante el desarrollo del estudio geotécnico. 
Estudios de ingeniería geológica y geotecnia 
Se  debe  establecer  el  marco  geológico  regional,  que  contemple  la  definición  de  la 
estratigrafía  (espesor,  características  y  origen  de  las  formaciones),  levantamiento  de 
discontinuidades,  análisis  geomorfológicos,  revisión  de  las  condiciones  de  estabilidad  en 
cortes  y  taludes  y  evaluación  de  la  factibilidad  para utilizar  los materiales  como  bancos  de 
préstamo. 
Etapas de los estudios geotécnicos 
El estudio geotécnico de un sitio se debe realizar de acuerdo a la siguiente metodología: 
El reconocimiento geológico: permite interpretar el origen y formación de los suelos, ya que en 
este proceso se gestan sus características y propiedades. 
En la etapa de exploración y muestreo, se deben definir las condiciones estratigráficas del sitio, 
mediante mediciones de campo y sondeos exploratorios con muestreo alterado, que posteriormente 
permitan reprogramar la exploración con muestreo inalterado. 
Las  pruebas  de  laboratorio  deben  conducir  a  la  obtención  de  parámetros  que  determinen  el 
comportamiento mecánico e hidráulico de los suelos. 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  48 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
Realizar  un  análisis  geotécnico,  para  evaluar  el  comportamiento  mecánico  e  hidráulico  del 
subsuelo,  ya  sea  de  manera  cualitativa  o  cuantitativa,  ante  solicitaciones  de  carácter  estático  y 
transitorio y estimar el factor de seguridad a corto y largo plazo. 
Formación del procedimiento constructivo, que debe ser parte integrante del informe geotécnico 
y ser congruente con el comportamiento mecánico e hidráulico del subsuelo, para poder garantizar 
su seguridad. 
Aplicación de los estudios geotécnicos 
Los estudios de geotecnia se deben realizar en obras y sitios como: las líneas de conducción, 
redes  de  distribución  de  agua  potable  y  en  estructuras  complementarias,  así  como  en  colector, 
interceptor,  emisor  red  de  alcantarillado;  para  definir  los  tipos  de  materiales  y  volúmenes  por 
excavar,  análisis  de  estabilidad  en  las  excavaciones  de  la  zanjas  que  se  utilizan  para  alojar  la 
tubería y definición de  las condiciones de  taludes en cortes yladeras naturales. Así  como en  las 
zonas de cruces con arroyos, ríos y vías de comunicación y en los sitios donde se ubiquen plantas 
de  bombeo,  plantas  de  tratamiento  y  potabilizadoras,  para  definir  el  tipo  de  cimentación  más 
adecuada de las estructuras que forman parte de la planta, los tipos de materiales por excavar, los 
taludes  recomendados  en  bordos  y  excavaciones,  el  tipo  de  material  de  relleno  y  las 
recomendaciones  generales  para  la  concepción  del  proyecto  ejecutivo,  así  como  de  su 
construcción. 
Exploración 
Para realizar el proyecto ejecutivo de un sistema de agua potable, alcantarillado ó    disposición 
de aguas residuales, el proyectista debe conocer la estratigrafía y  propiedades del subsuelo; este 
conocimiento  se  logra  a  través  de  un  estudio  geotécnico,  el  cuál  incluye  exploración, muestreo, 
ejecución de ensayes de laboratorio junto con la interpretación de los resultados y el análisis de la 
información disponible en la zona del estudio. 
Por lo anterior, es necesario que especialistas en mecánica de suelos elaboren un programa de 
exploración apropiado, definiendo tipo, número y profundidad de los   sondeos, tornando como base 
la información recopilada. 
En  geotecnia  los  métodos  de  exploración  se  dividen  en:  indirectos,  semidirectos  y  directos 
(sondeos). 
Métodos indirectos. 
Con estos métodos de exploración se realizan mediciones indirectas de propiedades físicas 
de los suelos y rocas. 
El método geosísmico 
Con el método geosísmico, mediante la interpretación de resultados, se pueden deducir 
propiedades  mecánicas  y  distribución  de  los  materiales  en  el  subsuelo,  empleando  las 
velocidades  de  las  ondas  de  compresión  y  de  corte  que  se  trasmiten  a  través  de  los 
materiales  que  constituyen  el  subsuelo,  por  efecto  de  las  vibraciones  producidas  por  la 
detonación de una carga de explosivos. Se utiliza principalmente para deducir: 
Compacidad de los materiales. 
Profundidad de los contactos. 
Espesor de los estratos. 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  49 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
Módulo dinámico de rigidez al cortante. 
Módulo dinámico de elasticidad. 
Relación de Poisson de los materiales. 
El método geoeléctrico 
El  método  geoeléctrico  permite  realizar  mediciones  de  la  resistividad,  a  partir  de  la 
inducción de una corriente eléctrica, se utiliza para detectar  indirectamente características 
de los materiales del subsuelo tales como: 
Tipos de material 
Profundidad del NAF. 
Espesor de los estratos. 
Profundidad de los contactos. 
Estructuras geológicas 
Métodos semidirectos 
Consisten  en  realizar  pruebas  en  el  campo  para  estimar  las  propiedades  físicas  y 
mecánicas de los suelos, a partir de correlaciones empíricas. En estos métodos de exploración 
se pueden recuperar muestras representativas alteradas. 
Prueba de penetración estándar 
Este método  se  emplea  en  suelos  finos,  en  arenas  finas  y medias,  en mezclas  de 
finos y arenas. Se realiza de manera continua con muestreo alterado o en forma conjunta 
con muestreo inalterado (sondeos mixtos). 
A  partir  de  la  prueba  de  penetración  estándar  se  obtienen  de  manera  indirecta 
parámetros de resistencia del suelo y en forma simultánea se efectúa la clasificación de 
campo, con base en los lineamientos que marca el SUCS. 
Método del cono eléctrico 
Esta prueba se utiliza en suelos blandos con espesores mayores de 10 m. 
Métodos directos 
En  estos  métodos  de  exploración  se  obtienen  muestras  que  sometidas  a  pruebas  de 
laboratorio  adecuadas  sirven  para  clasificar  y  conocer  las  propiedades  físicas,  mecánicas  e 
hidráulicas  del  suelo.  Las  muestras  representativas  obtenidas  pueden  ser,  alteradas  o 
inalteradas. 
Excavación de pozos a cielo abierto 
Los pozos se excavan con el  fin de  tomar muestras de cada estrato, que sirvan para 
observar y levantar el perfil estratigráfico de sus paredes. Dichas excavaciones deben tener 
un área de 1.00 x 1.5 m. (como mínimo), con separaciones y profundidades variables, las 
cuales dependen de la zona donde se ubique el sitio en estudio, del material encontrado, de 
la posición del nivel freático y de la importancia del proyecto. 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  50 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
Sondeos de exploración 
Estos  sondeos  se  deben  realizar  empleando  equipo  de  perforación  y  herramientas 
especializadas, para obtener muestras alteradas e inalteradas a diversas profundidades. 
Muestreo 
Para conocer  las propiedades  índice, mecánicas e hidráulicas de  los materiales del  subsuelo 
(suelos y rocas), es necesario obtener muestras durante los trabajos de exploración, estas pueden 
ser alteradas e inalteradas ó en algunos casos integrales. El muestreo se debe realizar de acuerdo 
las  diferentes  técnicas  que  existen  y  que  sean  compatibles  con  el  método  de  exploración 
seleccionado. 
Muestras representativas alteradas 
Son aquellas cuya estructura es afectada por el muestreo; sirven para clasificar los suelos, 
hacer determinaciones de propiedades  índice y para  preparar especimenes compactados, en 
los cuales se realizarán pruebas de laboratorio cuyo objetivo es el de encontrar las propiedades 
hidráulicas y mecánicas del subsuelo. 
Muestreo integral en pozos a cielo abierto (PCA) ó en frentes abiertos 
Para efectuar este muestreo, una vez excavado el PCA o removido el material alterado en 
el frente abierto, se procede a realizar una ranura vertical en una de sus paredes, de 20cm de 
ancho por 15em de profundidad, se recoge el material representativo de todos los estratos en 
un  costal  de  tejido  cerrado,  para  evitar  pérdida  de  finos.  La  ranura  se  inicia  por  debajo  del 
material que se considere de despalme y se mide el espesor. 
Así mismo, se mide el espesor del material muestreado y se indica si este material continúa 
hacia abajo. El material  representativo de esta muestra (2 kg aproximadamente) se coloca en 
un  frasco de vidrio, cerrado herméticamente o bien en bolsas de polietileno,  con el objeto de 
evitar la perdida del contenido natural de agua. 
Muestras inalteradas 
Son aquellas cuya estructura no es afectada significativamente por el muestreo; se utilizan 
para  clasificar  los  suelos  y  hacer  determinaciones  de  propiedades  índice,  mecánicas  e 
hidráulicas. 
Muestreo en suelos muy duros y rocas 
El  muestreo  en  este  tipo  de  materiales  se  realiza  con  barriles  muestreadores,  cuyos 
diámetros varían entre 22 y 54mm.(EX­NX), las brocas tienen insertos de carburo de tungsteno 
ó diamante. Estos barriles pueden ser sencillos, rígidos ó doble giratorio. 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  51 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
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Determinación de las propiedades físicas y mecánicas en campo y laboratorio 
Con  la  información  reunida  durante  la  exploración  y  el  reconocimiento  geotécnico,  se  debe 
elaborar  el  programa  detallado  de  pruebas  de  laboratorio,  en  el  cual  se  especifiquen  el  tipo, 
procedimiento  y  cantidad  de  ensayes  que  puedan  representar  de  una  manera  racional  el 
comportamiento  del  subsuelo  ante  las  solicitaciones  de  cargas.  El  programa  debe  ajustarse,  si 
durante  el  desarrollo  de  los  ensayes  en  el  laboratorio,  se  detectan  resultados  anormales  en  las 
propiedades del material ó en su estructura. 
A  partir  de  los  sondeos  con  muestreo  alterado  e  inalterado  y  con  objeto  de  clasificar  los 
materiales  que  conforman  el  subsuelo,  se  determina  la  variación  con  la  profundidad  de  las 
siguientes propiedades: 
Propiedades índice 
Suelos finos 
Determinación de límites de consistencia 
Contenido natural de agua 
Pérdida por lavado, % de finos 
Clasificación de suelos según el SUCS. 
Suelos Granulares 
Análisis granulométrico 
Contenido natural de agua 
Clasificación deSuelos según el SUCS. 
Propiedades mecánicas e hidráulicas 
Para  determinar  las  propiedades  mecánicas  e  hidráulicas  de  los  materiales  encontrados 
durante la exploración se realizan las siguientes pruebas (en muestras inalteradas): 
Suelos finos 
Permeabilidad bajo carga constante 
Permeabilidad bajo carga variable 
Peso volumétrico de todas las muestras. 
En las pruebas siguientes es de suma importancia definir en que muestras se efectúan 
los ensayes, así como la secuencia de cargas aplicadas. 
Compresión axial no confinada 
Compresión axial no consolidada, no drenada 
Compresión axial consolidada, no drenada. 
Consolidación unidimensional 
Expansión libre y/o bajo carga 
Saturación bajo carga 
Torcómetro y penetrómetro de bolsillo 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  52 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
Suelos granulares 
Por  la dificultad que se  tiene para obtener muestras  inalteradas en  suelos granulares 
poco  cementados,  las  propiedades  mecánicas  e  hidráulicas  se  obtienen  por  medio  de 
correlaciones  empíricas,  que  se  deducen  de  los  resultados  obtenidos  de  exploraciones 
realizadas con métodos indirectos y semidirectos o bien mediante pruebas de campo o por 
medio  de  muestras  preparadas  en  el  laboratorio,  simulando  condiciones  de  estructura, 
saturación y compacidad semejantes a las que se tienen en estado natural y en las cuales 
se deben realizar los ensayes siguientes: 
Permeabilidad bajo carga constante 
Permeabilidad bajo carga variable 
Peso volumétrico de todas las muestras 
En las pruebas siguientes es de suma importancia definir en que muestras se efectúan 
los ensayes, así como la secuencia de cargas aplicadas. 
Compresión axial no confinada 
Compresión axial no consolidada, no drenada 
Muestras integrales 
Estas muestras, que generalmente proceden de bancos de materiales, además de los 
ensayes índice ya mencionados, se realizan todos o cualquiera de los siguientes ensayes, 
según el uso que se pretenda dar a los materiales: 
Compactación Proctor, Porter o Densidad relativa 
Colorimetría 
Contracción lineal 
Valor cementante 
Equivalente de arena 
VRS (valor relativo de soporte) 
Intemperismo acelerado 
Contenido de substancias perjudiciales 
Prueba de desgaste (los Ángeles) 
Peso volumétrico seco/saturado 
Peso volumétrico en estado natural 
Se deben efectuar pruebas para obtener el peso volumétrico y la densidad de sólidos 
en todas las muestras inalteradas. 
Propiedades índice y mecánicas en núcleos de roca 
Se deben realizar las siguientes pruebas: 
Análisis Petrográfico. 
Medición del índice de Calidad de la Roca (RQD). 
Compresión simple, con mediciones de módulos de elasticidad. 
Peso volumétrico. 
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I.P.N.  53 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
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Pruebas de campo 
Son  aquellas  que  se  realizan  in  situ  para medir  directamente  propiedades  mecánicas  e 
hidráulicas  del  suelo,  principalmente:  deformabilidad,  permeabilidad  y  resistencia  al  esfuerzo 
cortante. Entre  las primeras están  las pruebas de placa en suelos y  rocas y prueba con gato 
plano en  rocas. Para  la determinación de  la permeabilidad  in situ en suelos,  se  recurre a  las 
pruebas Nasberg y Lefranc y a pruebas de absorción en suelos. 
En rocas fracturadas se realizan pruebas Lugeon. 
La resistencia al esfuerzo cortante se obtiene a partir de pruebas de corte directo y de  la 
veleta. 
Estudios geotécnicos en obras 
Considerando las líneas de conducción en los cruces con arroyos y ríos se realizan análisis de 
socavación, de capacidad de carga y asentamientos, según sea la alternativa de solución. 
Para la línea de conducción, colector, interceptor 6 emisor, los pozos a cielo abierto se excavan 
cada 1000 m de distancia como mínimo. En redes de distribución ó de alcantarillado, los PCAs se 
realizan cada 500 m de distancia corno mínimo; en ambos casos donde los suelos se presenten con 
propiedades,  físicas  y mecánicas  desfavorables,  los PCAs  se  programan  a menor  distancia  o  se 
realiza una exploración geofísica, empleando el método de sísmica de refracción. 
Con  el  fin  de  elaborar  el  perfil  estratigráfico  a  lo  largo  de  la  línea  de  conducción,  colector, 
interceptor  y  emisor,  se  determina  en  el  laboratorio  las  propiedades  índice  de  los  suelos 
encontrados, para su clasificación, según el SUCS. 
Para determinar la agresividad potencial de los suelos, desde el punto de vista de la corrosión, 
se utilizan los PCAs excavados para la toma de muestras alteradas. 
Presentación de resultados 
En cada lugar donde se hayan realizado sondeos, se deben realizar un reporte que muestre los 
resultados    de  la  exploración  de  campo,  ensayes  de  laboratorio  y  estratigrafía  correspondiente. 
Debe contener el análisis de los resultados de los ensayes de laboratorio para ser aplicados en el 
proyecto. 
La  información geotécnica generada en sondeos  someros o profundos,  se debe presentar en 
perfiles estratigráficos individuales, donde se indique lo siguiente: 
­  Número y tipo de sondeo. 
­  Localización y cadenamiento. 
­  Número y tipo de profundidad de las muestras. 
­  Penetración estándar. 
­  Contenido natural de agua. 
­  Límites de consistencia. 
­  Granulometría y clasificación del SUCS. 
­  Peso volumétrico. 
­  Cohesión y ángulo de fricción interna. 
­  Diagrama de esfuerzos totales, naturales y efectivos. 
­  Curva granulométrica. 
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CAPITULO IX 
I.P.N.  54 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
­  Gráfica de plasticidad, donde se resuman los resultados de los límites de consistencia. 
­  Circulos de Mohr y grafica esfuerzo­deformación de ensayes, para determinar la resistencia 
al esfuerzo cortante y módulo de plasticidad. 
­  Curvas de compresibilidad y de consolidación. 
­  Curvas de expansibilidad. 
­  Curvas del VRS. 
­  Tablas donde aparezcan los resultados de los ensayes de laboratorio. 
­  Planos donde se localicen los sondeos en planta, así como perfiles estratigráficos a lo largo 
de las líneas y estructuras 
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CAPITULO X 
I.P.N.  55 JUAN MIGUEL MORALES ROJAS 
RODRIGO MEJIA ALBA 
LINEA DE CONDUCCIÓN 
“  DE LA C.R.P. EN LA BARRANCA 
DE MATLAC AL TANQUE DE REGULARIZACIÓN No. 1 EN LA 
CD. DE CÓDOBA, VER.”  
Dentro de un sistema de abastecimiento de agua potable se llama línea de conducción, al conjunto 
integrado por tuberías, estaciones de bombeo y dispositivos de control, que permiten el transporte del 
agua  desde  una  fuente  de  abastecimiento,  hasta  un  el  sitio  donde  será  distribuida  en  condiciones 
adecuadas de calidad, cantidad y presión. 
CLASIFICACION DE LAS CONDUCCIONES 
Tipo de entrega 
Las  conducciones  deberán  entregar  el  agua  a  un  tanque  de  regulación,  y  así  facilitar  el 
procedimiento de diseño hidráulico de  los sistemas de agua potable,  tener un mejor  control en  la 
operación de los mismos, y asegurar un funcionamiento adecuado del equipo de bombeo. 
En  zonas  rurales,  se  podrán  aceptar  conducciones  con  entrega  del  agua  a  la  red  de 
distribución, únicamente cuando se logre un ahorro considerable en la distancia de conducción y un 
aumento  en  las  presiones  de  la  red  de  distribución.  Esto  se  consigue  cuando  el  tanque  de 
regulación se conecta a la red de distribución en un punto opuesto a la conexión de la conducción. 
Conducción por bombeo 
La conducción por bombeo es necesaria cuando se requiere adicionar energía para obtener la 
carga  dinámica  asociada  con  el  gasto  de  diseño.  Este  tipo  de  conducción  se  usa  generalmente 
cuando  la  elevación  del  agua  en  la  fuente  de  abastecimiento  es menor  a  la  altura  piezométrica 
requerida en el punto de entrega. El equipo de bombeo proporciona la energía necesaria para lograr 
el transporte del agua. 
Conducción por gravedad 
Una  conducción  por  gravedad  se  presenta  cuando  la  elevación  del  agua  en  la  fuente  de 
abastecimiento es