8/18/2019 Trabajo especial parte inicial
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Universidad de San Carlos de Guatemala
Centro Universitario de OrienteIngeniería Civil
Francisco Rafael Alberto Cordón Vásquez
Asesorado por:
Ing. Elder Avildo Rivera López
uerto !arrios" Iza#al" agosto de $%&'.
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Contenido
Introducción………………………………………………………………………...1
1. Marco conceptual........................................................................................2
1.1. Antecedentes......................................................................................2
1.2. Delimitación del problema..................................................................3
1.3. Planteamiento del problema...............................................................4
1.4. Justificación........................................................................................5
2. ndice !eneral del pro"ecto.........................................................................#
3. Marco teórico..............................................................................................$
3.1. %e&antamiento topo!r'fico.................................................................$
3.2. (uente de abastecimiento..................................................................$
3.3. )bras de desinfección......................................................................1*
3.4. Dise+o ,idr'ulico..............................................................................1*
4. Marco referencial......................................................................................13
5. Marco metodoló!ico..................................................................................14
5.1. )b-eti&os...........................................................................................14
5.2. Metodolo!a......................................................................................14
#. /rono!rama de acti&idades......................................................................10
iblio!rafa………………………………………………………………………..1$
. APDI/................................................................................................21
.1. 6rbol del problema...........................................................................21
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ndice de ilustraciones
%ista de abre&iaturas " smbolos
7losario8esumen
)b-eti&os
Introducción
2
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1 Monografía de la aldea Santo Tomás de Castilla, municipio dePuerto Barrios, departamento de Izabal
1 Aspectos fsicos
1 9bicación " locali:ación
2 %mites " colindancias
3 /lima " :ona de &ida
4 ;opo!rafa " suelo
2 Población actual
3 Idioma
4 ;ipolo!a de las &i&iendas
5 /ondiciones sanitarias1 Aspectos de infraestructura
2 blicos e?istentes
# Aspectos socioeconómicos
1 )ri!en de la comunidad
2 Acti&idades económicas " producti&as
3 tnia@ reli!ión " costumbres
4 ducación
5 )r!ani:ación comunitaria
Dia!nóstico sobre necesidades de ser&icios b'sicos e infraestructura de laaldea =anto ;om's de /astilla por medio de la mpresa Portuaria acional=anto ;om's de /astilla
1 Descripción de las necesidades
2 &aluación " priori:ación de las necesidades
2 Sericio t!cnico profesional1 Descripción del pro"ecto
1 8edes de distribución
2 Datos preliminares
1 (uente de abastecimiento
3
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2 Aforo de la fuente
3 /alidad del a!ua
1.1.1.1. An'lisis fsicoBumico
1.1.1.2. An'lisis bacterioló!ico
4 )bras e?istentes
5 %e&antamiento topo!r'fico
1.1.1.3. Planimetra
1.1.1.4. Altimetra
3 Dise+o ,idr'ulico
1 Población actual
%a población actual de los barrios se muestra en la tabla a continuación.
Barrio "iiendasl Pueblito 2*2
=an A!ustin 32$15 de Abril #
Cona 9rbani:ada 3$/o&iemport 10Marialuisa I $$Marialuisa II 1*
/olina I 124
/olina II 2#(uerte:a 2/alle las scobas 1*/olonia Portuaria 44uebrada =eca 25
Plantación $=an AndrEs $%as (lores 2
Cona roFn Art 5
/on un total de 1*$ &i&iendas. stos datos se obtu&ieron en el
Departamento de Mantenimiento@ corrobor'ndose con el le&antamiento
topo!r'fico. Por medio de entre&istas se determinó la cantidad promedio de
personas Bue &i&en en cada ,o!ar@ siendo 5 personas por familia. /on estos datos
4
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podemos determinar la población actual@ multiplicando el n>mero de &i&iendas por
la cantidad promedio de personas por familia.
Pactual=1097viviendas∗5habitantes /vivienda
Pactual=5485habitantes
2 ;asa de crecimiento poblacional
%a tasa de crecimiento poblacional@ es un ndice social Bue representa una
pro"ección apro?imada del incremento de personas Bue se tendr' en una re!ión
determinada a lo lar!o del tiempo@ se obtiene de la comparación estadstica en loscensos reali:ados por el Instituto acional de stadstica I.
=e!>n datos publicados en la p'!ina oficial del I@ la tasa de crecimiento
es de 2.51G en el departamento de I:abal.
3 Perodo de dise+o
l perodo de dise+o@ es el tiempo en el Bue el pro"ecto ser' óptimo "
funcional@ esto depende de &arios factores comoH el crecimiento poblacional@ la
calidad de los materiales Bue se emplearon@ los correctos criterios de dise+o@ el
adecuado mantenimiento del ser&icio@ entre otros.
n el caso del presente pro"ecto@ se adoptó un perodo de dise+o i!ual a 2*
a+os. sto se debe a la &ida >til de los materiales Bue se usar'n.
4 Población futura
Para el c'lculo de la población futura@ se considera el perodo de dise+o " la
tasa de crecimiento poblacional. Para esta pro"ección@ se utili:ó el mEtodo!eomEtrico@ dando como resultadoH
Pf = Po (1+r )n
DondeH
5
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Pf = Poblaciónfutura para n años.
Po= Poblaciónactual (970habitantes ) .
r=Tasa de crecimiento poblacional (2.51 ) .
n= Período de diseño (20años ) .
=e tiene entoncesH
P(n=20)=5485 (1+0.0251 )20
P(n=20)=9005.36
a Bue no se puede tener un &alor de población fraccionado@ se apro?imaH
P(n=20)=9010habitantes
5 Dotación
Dotación@ es la cantidad de a!ua e?presado en &olumen por un tiempodeterminado@ Bue es necesaria para cada ,abitante@ la cual se usa con fines
domEsticos. Para determinar dic,o &alor@ se consideran factores como el clima@
acti&idades producti&as@ calidad del a!ua@ entre otros. Por ser una ubicación
,>meda tropical en donde se encontrar' el pro"ecto@ se empleó una dotación
i!ual a 25* litros,abitanteda@ "a Bue por medio de entre&istas se determinó Bue
la ma"ora de la población opta por ba+arse m's de dos &eces al da@ tienden a
la&ar a menudo los patios " la&an al menos 2 &eces a la semana los &e,culos@
entre otros factores.
Por ser un 'rea con muc,o comercio@ el caudal comercial fue incluido en la
dotación de 25* litros,abitanteda. %o Bue no fue considerado en dic,a dotación
es la demanda de uso industrial@ esta se muestra a continuación.
#
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# =er&icio para MP)8A/
%a mpresa Portuaria acional =anto ;om's de /astilla@ tiene una fuerte
demanda en lo Bue corresponde al ser&icio de a!ua potable@ esto se da en los
diferentes aspectos Bue se detallan a continuación.
1.1.1.5. bicos@ la cual ,a tenido una
limpie:a !eneral cada 15 das. Por lo BueH
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Q EMPORNA ( Piscina)=80m3∗2llenadas/mes
Q EMPORNA ( Piscina)=160m3 /mes
/on&irtiendo a litrosdaH
Q EMPORNA ( Piscina)=160m3 /mes∗1000lts/m3/31días/mes
Q EMPORNA ( Piscina)=22857.15lts/dia
1.1.1.0. /olaboradores portuarios
%a demanda del a!ua potable para los traba-adores portuarios@ se debe
calcular tanto para los Bue est'n dentro del recinto portuario@ como tambiEn para
los Bue se encuentran en los edificios administrati&os en la parte e?terna al recintoportuario. Actualmente ,a" 1** colaboradores portuarios Ldato proporcionado por
el Departamento de Personal@ a los Bue se les asi!nó una demanda de 4*
litroscolaboradorda. %o Bue seraH
Q EMPORNA (colaboradores )=1700colaboradores∗40¿/colaborador /día
Q EMPORNA (colaboradores )=68000¿/día
1.1.1.$. =er&icio buBues
%a prioridad en MP)8A/@ es brindar diferentes tipos de ser&icios
adecuadamente a los buBues Bue atracan en sus muelles@ es por ello Bue
considerar una dotación adecuada en este aspecto es de !ran importancia. n
promedio@ lle!an 1* buBues solicitando ser&icio de a!ua potable@ para llenar sus
almacenes de 2** metros c>bicos en promedio Ldatos proporcionados por
Departamento de Mantenimiento. %o Bue seraH
/onsiderando Bue son 1* buBues de 15* m3HQ
EMPORNA ( !u"ues)=10bu"ues /mes∗200m3 /bu"ue
Q EMPORNA ( !u"ues)=2000m3 /mes
/on&irtiendo a litrosdaH
0
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Q EMPORNA ( !u"ues)=2000m3 /mes/31días /mes∗1000litros /m3
Q EMPORNA ( !u"ues)=64516.13lts/día
1.1.1.1*.%a&ado calle " muelle
Por el mo&imiento masi&o Bue se ,a tenido en el puerto@ con materiales de
ori!en minero@ se ,a optado por ,acer la&ados sobre la calle principal del recinto
portuario " muelle@ esto para disminuir la cantidad de residuos " reducir la
contaminación Bue se pueda dar por parte del producto minero. l la&ado se lle&a
a cabo todos los das " para la calle se utili:a 1 cisterna de 4*** !alones@ " para el
la&ado de muelle se utili:an 5 cisternas de 4*** !alones. %o Bue seraH
Q EMPORNA ( #avado)=6cisternas/día∗4000$alones/cisterna
Q EMPORNA ( #avado)=24000$alones/día
/on&irtiendo a litrosdaH
Q EMPORNA ( #avado)=24000$alones/día∗3.785litros / $alon
Q EMPORNA ( #avado)=9084lts / día
=er&icio para /)A/A8
%a /omando a&al del /aribe@ es la institución militar desi!nada para
prote!er las costas caribe+as de cualBuier amena:a fsica. A continuación se
describe la demanda en el ser&icio de a!ua potable.
1.1.1.11.
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QONAAR (viviendas)=145habitantes∗250¿/hab/ día
QONAAR (viviendas)=36250¿/día
1 Piscinas
Ka" dos piscinas Bue se encuentran en el 'rea del club de oficiales. stas
tienen unas dimensiones de 0.5?13?*.0* " 0.5?25?1.5 metros@ las cual conser&an
un &olumen de a!ua i!ual a 4*.15 metros c>bicos@ las cuales ,an tenido una
limpie:a !eneral cada 15 das. Por lo BueH
QONAAR ( Piscina )=407.15m3∗2llenadas /mes
QONAAR ( Piscina )=814.30m3 /mes
/on&irtiendo a litrosdaH
QONAAR ( Piscina )=814.30m3 /mes∗1000lts /m3/31días/mes
QONAAR ( Piscina )=116328.57lts/dia
1.1.1.12./olaboradores na&ales
l personal de /)A/A8@ permanece en las instalaciones de forma
permanente@ esto se debe por ser una institución militar. /on un apro?imado de
5** militares@ a los Bue se les aplicó una dotación i!ual a 25*
litroscolaboradorda. %o Bue seraH
QONAAR (colaboradores )=500colaboradores∗250¿/ colaborador/día
QONAAR
(colaboradores
)=125000¿/día
1*
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1.1.1.13. =er&icio !uardacostas
%os !uardacostas son los medios de transporte " combate martimo Bue
posee el -Ercito de 7uatemala@ utili:ados para la &i!ilancia de las costas
desi!nadas para protección. stos@ %o Bue seraH
/onsiderando Bue son 3 !uardacostas de 1* m3H
QONAAR (%uardacostas )=3$uardacostas / semana∗10m3 /$uardacosta
QONAAR (%uardacostas )=30m3/ semana
/on&irtiendo a litrosdaH
QONAAR (%uardacostas )=30m3/ semana/7días/semana∗1000litros /m 3
QONAAR (%uardacosta& )=4285.72lts/día
0 =er&icio para :onas industriales
n el pro"ecto se estimaron 'reas industriales de importancia@ para abarcar
con el ser&icio. stas 'reas sonH
#reas deIndustrias
$suarios
=to. ;om's 45dificio a&ieras 2$
Pla"a 1;erreno A DP 2
8ecinto Portuario 13Po:a A:ul 1
ParBue el!a 1
Anali:ando los re!istros pro&edos por el Departamento de Mantenimiento@
se conclu"e en Bue ,a" una !ran similitud en el consumo de a!ua entre los
usuarios de forma industrial " las &i&iendas@ de esa forma se procede a calcular el
caudal industrial@ considerando tambiEn@ el crecimiento poblacional en El@ para una
pro"ección a futuro.
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De esta forma@ se tiene un total de 1* usuarios " un eBui&alente a 535
,abitantes. =e tiene entoncesH
P(n=20)=535(1+0.0251 )20
P(n=20)=878habitantes
$ /audales del sistema
%os caudales del sistema por circuito@ sonH
Q EMPORNA ( viviendas)=42000¿/día
Q EMPORNA (comercios )=1680¿/día
Q EMPORNA ( Piscina)=22857.15lts/dia
Q EMPORNA (colaboradores )=68000¿/día
Q EMPORNA (!u"ues)=64516.13lts/día
Q EMPORNA ( #avado)=9084lts /día
QONAAR (viviendas)=36250¿/día
QONAAR ( Piscina )=116328.57lts/dia
QONAAR (colaboradores )=125000¿/día
QONAAR (%uardacosta& )=4285.72lts/día
1.1.1.14./audal medio diario
s la cantidad de a!ua Bue la población consume en un perodo de 24,oras. ste caudal@ tambiEn puede ser definido como un promedio en los
consumos diarios de la población en estudio.
ste caudal para fines de dise+o estar' en función de la dotación " el
n>mero de ,abitantes pro"ectados durante el perodo de dise+o. De esta forma se
anali:ó la población de barrio l Pueblito. %o Bue seraH
12
Q EMPORNA =208137.28 ¿/día ()* '.$+ lts,seg
QONAAR=281864.29lts/ dia $)* (.+( lts,seg
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Q 'ab m= (otación∗ No . 'abitantesn=20
86400
Q 'ab m=250 lts /hab/día∗9010 habitantes86400
Q 'ab m=26.07 lts/se$
el an'lisis para las 'reas industriales@ seraH
Q )ndus m=250 lts/hab /día∗878habitantes86400
Q )ndus m=2.54 lts /se$
A,ora se ,ace la sumatoria de los caudales@ tanto de la demanda industrial
como tambiEn MP)8A/ " /)A/A8HQm=Q 'ab m+Q EMPORNA +QONAAR+Q )ndus m
Qm=26.07 lts /se$+5.28 lts/se$+4.85lts /se$+2.54 lts/ se$
Qm=38.74 lts /se$
1.1.1.15. /audal m'?imo diario
s el caudal utili:ado para dise+ar la lnea de conducción@ se define como el
m'?imo consumo Bue se da durante 24 ,oras en el perodo de un a+o. Para
efectos de dise+o@ este caudal se obtiene al multiplicar al caudal medio diario un
factor de se!uridad Bue incrementar' de 2* a 5*G la dotación@ dic,o factor se le
denomina Nfactor de da m'?imoO L(dm@ cu"o &alor se encuentra en función del
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crecimiento poblacional. n nuestro caso@ por tener una población futura ma"or a
1***@ se utili:ó el &alor de 1.2 en el factor de da m'?imo. %o Bue seraH
1.1.1.1#. /audal m'?imo ,orario
s el caudal utili:ado para dise+ar la red de distribución@ se define como el
consumo m'?imo Bue se da en una ,ora del da Bue se da en un perodo de un
a+o. Para fines de dise+o@ este caudal se obtiene al multiplicar el caudal medio
diario por el Nfactor de ,ora m'?imoO L(,m@ cu"o &alor es in&ersamente
proporcional al crecimiento poblacional del 'rea ba-o estudio. Para este dise+o se
usar' un factor de ,ora m'?imo i!ual a 2@ por tener un crecimiento poblacional
ma"or a 1***. l presente pro"ecto por plantearse en 3 circuitos@ se ,ar' el
an'lisis de los caudales m'?imos ,orarios de la si!uiente formaH
Para el circuito cerrado de barrio l Pueblito LPueb Bue es el 1.#04#G del
caudal para la poblaciónH
;endramos BueH
Q Pueb mh= *hm∗Q Pueb m
Q Pueb mh=2∗4.80 lts /se$
14
DondeHQmd=audal m+,imo diario(lts /se$)
*dm= *actor de díam+,imo
Qm=audal medio(lts /se$)
Qmd= *dm∗Qm
Qmd=1.2∗39.07 lts /se$
Qmd=46.48 lts/ se$
Q Pueb m=Q 'ab m∗0.176846
Q Pueb m=26.07 lts/ se$∗0.176846
Q Pueb m=4.80 lts /se$
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Q Puebmh=9.60lts /se$
Para el circuito abierto MP)8A//)A/A8 " el 'rea industrialLM/)H
;endramos BueH
Q EMO mh= *hm∗Q EMO m
Q EMO mh=2∗12.67lts /se$
Q EMO mh=25.34 lts /se$
para el circuito abierto del resto de colonias Bue es el 02.3154G@ se de-a
indicado comoH
;endramos BueH
Q!arrios mh= *hm∗Q!arrios m
Q!arriosmh=2∗21.26 lts /se$
Q!arrios mh=42.52 lts /se$
15
DondeHQ Puebmh=audal m+,imohorario para El Pueblito(lts /se$)
*hm= *actor de horam+,imo
Q Pueb m=audal medio diario de El Pueblito(lts /se$)
Q EMO m=Q EMPORNA +QONAAR Q )ndu
Q Pueblito m=5.28 lts /se$+4.85 lts/ se$+2.54 lts /se$
Q Pueblito m=12.67 lts /se$
DondeHQ EMO mh=audal m+,imo horario para EMPORNA - ONAAR(lts /se$)
*hm= *actor de horam+,imo
Q EMO m=audal medio diario de EMPORNA - ONAAR (lts/ se$)
Q!arrios m=Q 'ab m∗0.823154
Q!arriosm=26.07 lts /se$∗0.823154
Q!arrios m=21.26 lts /se$
DondeHQ!arrios mh=audal m+,imo horario para elresto debarrios( lts/se$)
*hm= *actor de horam+,imo
Q!arrios m=audal medio diario del restode barrios(lts /se$)
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1.1.1.1./audal instant'neo
1.1.1.10./audal de &i&ienda
ste caudal es una representación del caudal necesario por cada domicilio@
se estima para la distribución posteriormente se!>n la densidad de &i&iendas en
cada ramal. ste se calcula di&idiendo el caudal m'?imo ,orario por el n>mero de&i&iendas actuales. =e proceder' a calcular en el 'rea de los barrios >nicamente.
%o Bue seraH
Qv=Q mh
No
Qv= 52.11 lts/se$1097 viviendas
Qv=0.0475 lts /se$ /vivienda
DondeHQv=¿ /audal de &i&ienda
Qmh=¿ /audal m'?imo ,o
Nov=¿ >mero de &i&iend
1*
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=1.974∗Q
/2
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tan"ue=Qm( lts/se$)∗86400(se$)∗ p
1000
tan"ue=38.74 (lts/ se$)∗86400(se$)∗0.25
1000
tan"ue=837 m3
Qm Q /audal medio diario
PQ Porcenta-e L25G
l &olumen de almacenamiento Bue deber' tener el tanBue@ deber' ser de
03 metros c>bicos@ sin embar!o "a ,a" construidos dos tanBues de
almacenamiento con un &olumen de 30.5 metros c>bicos cada tanBue@
conser&ando un total de 5 metros c>bicos. Por lo antes mencionado@ se deber'
dise+ar un tanBue de almacenamiento e?tra@ con un &olumen i!ual a 0* metros
c>bicos.
1.1.1.22.Dise+o estructural
13 ases de dise+o
;ipo de fuente Manantial Aforo de la fuente 252.$3 ltsse!8ed de distribución /ircuito abierto " circuito cerrado/lima K>medo tropical
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Dotación a población " personal na&al 25* litros,abitantedaDotación a colaboradores 4* litroscolaboradorda(actor de da m'?imo 1.2(actor de ,ora m'?imo 2.*/audal medio diario 30.4 litrosse!undo
/audal m'?imo diario 4#.40 litrosse!undo/audal m'?imo ,orario l Pueblito $.#* litrosse!undo/audal m'?imo ,orario MP)8A//)A/A8 25.33 litrosse!undo/audal m'?imo ,orario barrios 42.52 litrosse!undo/audal de &i&ienda *.*45 litrosse!undo&i&iendabicos;ubera a utili:ar en lnea de conducción K7;ubera a utili:ar en lnea de distribución P
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1 /'lculo de di'metro económico
(e=√Qb( lts/se$)∗1.974
v
(e=√ 46.48(lts /se$)∗1.974
v
(e=11.45
=iendo los di'metros comerciales m's pró?imosH
(e=12, 10
DondeH (e Q Di'metro económ
Qb Q /audal de bomb
& Q
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hf 3=¿ Altura de e-e de
bomba a la descar!ahf 4=¿ PErdida de car!a en
lnea de impulsiónhf 5=¿ PErdida de car!a por
&elocidadhf 6=¿ PErdidas menores@
1*G de ,f4.
(T =2.07+0.00+59.20+0.26+0.02+0.03
(T =61.59m
1 Potencia de la bomba
P=Qb(lts /se$)∗(T
76∗e
P=
46.48( lts/se$)∗61.59
76∗0.6
P=62.78 'P
/onsiderando los caballa-es disponibles comercialmente en bombasH
DondeHP Q Potencia L5.1KPQb Q /audal de b
(T Q /ar!a din
e Q ficiencia L#*G
21
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P=75 'P
15 7olpe de ariete
1.1.1.25./eleridad
a= 1420
√1+0
E∗ (i
es
a= 1420
√1+2.07∗10
4
1.05∗106∗323.80
10.32
a=1116.16 m/ s
DondeHa Q /eleridad Lms
1 Q Módulo de
LS!cm2 E Q Módulo de el
Di Q Di'metro intern
es Q spesor de la
1.1.1.2#.
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1.1.1.2.=obre presión
△ P=a∗v
$
△ P=1116.16
∗0.6372
9.81
△ P=72.50m.c.a .
DondeH
1.1.1.20.
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1.1.1.3*./lase de tubera
1.1.1.31.%nea de bombeo
1# /'lculo ,idr'ulico de la red de distribución
1 )bras ,idr'ulicas
1.1.1.32./one?iones prediales
1.1.1.33./a-as de &'l&ulas
1.1.1.34.Ancla-es de tuberas
10 ;uberas
1$ Desinfección1.1.1 ;anBue de almacenamiento
1.1.1.1 /'lculo del &olumen1.1.1.2 Dise+o estructural del tanBue
1.1.1.2.1 Dise+o de muros " losas1.1.2 8ed de distribución
1.2 =istema de desinfección1.3 )bras de arte
1.3.1
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I%I)786(I/A=
APDI/
AY)=
25