NS-085-v.1.0

CRITERIOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO

Código: NS-085 Estado: Vigente Versión: 1,0 Origen: EAAB-Norma Técnica Tipo Doc.: Norma Téc. de Servicio Elaborada

INFORMACION GENERAL Tema: Comité: Antecedentes: Vigente desde:

DISEÑO ALCANTARILLADO Subcomité de Diseño - Alcantarillado RAS-2000, 03/03/2005

Contenido del Documento :

0. TABLA DE CONTENIDO 1 2 3 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3. 4.3.1 1 4. 4 4.4. 4.4.1 1 4.4. 4.4.2 2 4.4. 4.4.3 3 4.4. 4.4.4 4 4.4. 4.4.5 5 4.4. 4.4.6 6 4.4.7 4.4.8 4. 5 4.5.1 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.5 4.5.6 4.5.7 4.6 4.6 4.6. 4.6.1 1 4.6. 4.6.2 2

ALCANCE DOCUMENTOS RELACIONADOS TERMINOLOGÍA REQUISITOS ACTIVIDADES PRELIMINARES ESTIMACIÓN DE CAUDALES SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL Y SANITARIO Sistema Pluvial Sistema de Alcantarillado de Aguas Sanitarias DISEÑOS HIDRÁULICOS Anál Análisi isiss Hidrá Hidrául ulico icoss CRITERIOS DE LOCALIZACIÓN Loca Localiz lizac ació ión n con con resp respec ecto to al eje de las las cal calza zada dass Dista Distanc ncias ias mínim mínimas as resp respec ecto to a otr otras as rede redess Prof Profun undi dida dad d mín mínim ima a a la cota cota clav clave e Prof Profun undi dida dad d máx máxim ima a a la cota cota clav clave e Camb Cambio io brus bruscco en en la la pen pendi dien ente te Dren Drenaj aje e supe superf rfic icia iall de las las vías vías Unión de de co colectores Cambio de dirección en los colectores ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS Estruc Estructur turas as de Conexi Conexión ón de Colect Colectore oress y Pozos Pozos de Inspec Inspección ción Cámaras de de Ca Caída Sumideros Transiciones Canales Sifo ifones Invertido idos Aliviaderos REQU REQUIS ISIT ITOS OS PARA PARA LA LA REHA REHABI BILI LITA TACI CIÓN ÓN DE LOS LOS SIST SISTEM EMAS AS EXI EXIST STEN ENTE TES S Crit Criter erios ios de dis diseñ eño o para para alcan alcanta tari rilla llado do plu pluvia viall Crit Criter erios ios de dis diseñ eño o para para alca alcant ntar arill illad ado o sani sanita tari rio o

Documento controlado su reproducción está sujeta a previo permiso por escrito de de la E. . . .

Impreso el día: 30 06 2006 Pag 1

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4.7 4.7 4.7.1

REQU REQUIS ISIT ITOS OS GEN GENER ERAL ALES ES PAR PARA A LA PRE PRESE SENT NTAC ACIÓ IÓN N DE MEM MEMOR ORIA IAS S DE CÁL CÁLCU CULO LO Memorias de Cálculo

1. ALCANCE Esta norma define las directrices para el diseño de sistemas de alcantarillado pluvial y sanitario de la ciudad, tanto para expansión como rehabilitación. Esta Norma esta enfocada principalmente a Urbanizadores más que a consultores.

2. DOCUMENTOS RELACIONADOS Los documentos aquí relacionados han sido utilizados para la elaboración de esta norma y servirán de referencia y recomendación, por lo tanto no serán obligatorios, salvo en casos donde expresamente sean mencionados. ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ. Decreto 619 de 2000 : Por el cual se adopta el Plan de Ordenamiento Territorial para Santa Fe de Bogotá, Distrito Capital. Bogotá : Alcaldía Mayor, Mayor, 2000. (POT) EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - E.S.P. Aspectos técnicos para cruces y detección de interferencias en construcción de sistemas de acueducto y alcantarillado. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-012) --------. Aspectos técnicos técnicos para diseño y construcción de subdrenajes. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-122) --------. Conexiones domiciliarias de alcantarillado. alcantarillado. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-068) --------. Criterios de diseño de estaciones de bombeo de alcantarillado. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-097) --------. Criterios de diseño de pozo séptico. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-066) --------. Criterios para selección de materiales de tuberías para redes de acueducto y alcantarillado. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-123) --------. Cunetas y canaletas de drenaje superficial. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-057) --------. Lineamientos para trabajos topográficos. topográficos. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-030) --------. Plan de manejo ambiental para el diseño y operación de estación elevadora de aguas pluviales y aguas sanitarias. Requisitos mínimos. mínimos. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-008) --------. Plan de manejo ambiental para la elaboración de diseños definitivos y detallados para la construcción de redes matrices de acueducto y colectores de alcantarillado pluvial y sanitario. Requisitos mínimos. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-007) --------. Pozos de inspección. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-029)











--------. Sumideros. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NS-047) --------. Terminología de alcantarillado. alcantarillado. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NT-003) --------. Terminología sanitaria y ambiental. ambiental. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NT-005) --------. Tuberías para alcantarillado. Bogotá : EAAB - E.S.P. (NP-027) MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Resolución 1096 de 2000 : Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico - RAS. Bogotá : MinDesarrollo, 2000. (RAS-2000) --------. Decreto 2269 de 1993 : Por el cual se organiza el sistema nacional de normalización, certificación y metrología. Bogotá : MinDesarrollo, 1993

3. TERMINOLOGÍ T ERMINOLOGÍA A La terminología aplicable se encuentra en las normas de el ACUEDUCTO DE BOGOTÁ Terminología de alcantarillado" y "NT-005 Terminología sanitaria sanitaria y ambiental" ambiental"..

"NT-003

3.1 MÉTODO RACIONAL El método racional permite definir el caudal pico máximo de aguas lluvias con base en la intensidad media del evento de precipitación con una duración igual al tiempo de concentración del área de drenaje y un coeficiente de escorrentía.

4. REQUISITOS Para los diseños se debe utilizar el sistema Internacional de Medidas (SI), el cual es de obligatorio cumplimiento en el Territorio Nacional, según "Decreto 2269 de 1993". 1993" .

4.1 ACTIVIDADES PRELIMINARES 







Se debe obtener toda la información existente de la zona del proyecto citando las fuentes respectivas. Además se debe incluir la descripción y diagnóstico del sistema existente de recolección y evacuación de aguas residuales y pluviales. Para el caso de urbanizadores y constructores deben solicitar a el ACUEDUCTO DE BOGOTÁ la posibilidad técnica de la prestación del servicio y posteriormente los Datos Técnicos del proyecto que es la información que debe tener en cuenta el diseñador para la elaboración del proyecto. Definición del periodo de análisis. Se debe establecer el periodo de planeamiento del sistema y el año inicial de operación. Estimación de la población. En el caso de sistemas sanitarios se debe estimar la población a lo





























Determinación de las características del sistema existente, tipo de tubería, pendiente promedio y punto final de dreanje. Se deben determinar las características del sistema existente, las aguas residuales o pluviales en función de las tendencias de ocupación de la tierra y del ordenamiento territorial. Generación de alternativas de diseño para la recolección y evacuación de aguas residuales o pluviales. Es necesario evaluar cada alternativa desde el punto de vista de impacto ambiental. Aprovechamiento de componentes existentes. Debe establecerse la posibilidad de aprovechar total o parcialmente elementos del sistema de recolección y evacuación existente. Análisis de sitios de descarga. Se deben identificar las asentamientos humanos localizados aguas abajo de los posibles sitios de vertimiento o disposición de las aguas residuales evacuadas de la localidad y se deben analizar las características y capacidad de autodepuración de los cuerpos de agua receptores (ríos, quebradas, humedales) y los posibles efectos ambientales de las descargas con y sin tratamiento, con base en la legislación vigente. Predimensionamiento de cada uno de los componentes de las alternativas. Estimación preliminar de costos. Se deben recopilar presupuestos de proyectos similares a los considerados en las diferentes alternativas, citando las fuentes bibliográficas que avalen su validez. Estos presupuestos deben considerar costos de construcción, operación y mantenimiento. Sí es del caso, se deben determinar las etapas de construcción del proyecto. Selección de la mejor alternativa. Con base en consideraciones técnicas, económicas, financieras, culturales y ambientales se debe seleccionar la mejor alternativa para ser diseñada, construida, operada y mantenida. La alternativa seleccionada debe contar con licencia ambiental si esta se requiere, o plan de manejo ambiental. Diseño de la alternativa seleccionada. La alternativa debe ser dimensionada completamente y sus costos de construcción totalmente cuantificados dentro de un cronograma preciso de ejecución de obras, incluyendo aspectos específicos requeridos de manejo ambiental y urbano durante su construcción, tales como estudios prediales y de servidumbres, licencias ambientales, plan de manejo ambiental, impacto urbano y especificaciones técnicas. El diseño debe generar además obligatoriamente Manuales, programas y procedimientos de operación y mantenimiento apropiados para garantizar la efectividad y sostenibilidad del sistema a lo largo de su vida útil y minimizar efectos ambientales negativos.

4.2 ESTIMACIÓN DE CAUDALES SISTEMA DE ALCANTARILL ALCANTARILLADO ADO PLUVIAL Y SANITARIO 4.2.1 Sistema Pluvial 4.2.1.1 Consideraciones generales No necesariamente todos los sectores requieren un sistema pluvial. Dependiendo de las condiciones topográficas, las características de las vías, la estructura y desarrollo urbano, entre otras, la











     

Evitar la generación de caudales excesivos en las calzadas. Evitar la invasión de aguas pluviales a propiedades públicas y privadas. Evitar la acumulación de aguas en vías de tránsito. Evitar la paralización del tráfico vehicular y peatonal durante un evento fuerte de precipitación. Evitar las conexiones erradas hacia el sistema de recolección y evacuación de aguas residuales. Mitigar efectos nocivos a cuerpos de agua receptores por contaminación de escorrentía pluvial urbana.

Los siguientes son algunos de los factores que deben ser considerados en el estudio de los problemas de recolección y evacuación de aguas pluviales en áreas urbanas:   

Análisis de soluciones con canales abiertos o conductos cerrados. Profundidad de los colectores. Tipos de tuberías.

4.2.1.2 Caudales de diseño Para la determinación del caudal de diseño de los colectores y canales se utilizará el método racional para proyectos donde el área de drenaje sea inferior a 1000 Ha. La ecuación del método racional es: Q = C.I.A De donde: Q: Descarg Descarga a estima estimada da en un sitio sitio dete determi rminad nado o (l/s) (l/s) C: Coeficiente Coeficiente de de escorrentí escorrentía a (adimensiona (adimensional) l) (se estimará estimará de acuerdo acuerdo con lo lo especificad especificado o más adelante.) I: Intens Intensida idad d de la lluvia lluvia,, para para una durac duración ión igual igual al tiem tiempo po de conce concentr ntraci ación ón de la hoya hoya y para para el período de retorno determinado(l/s) A: Área de la cuenca (Ha) Para áreas mayores se debe estimar los caudales mediante otros modelos lluvia escorrentía que representen mejor los hietogramas de precipitación e hidrogramas de respuesta de las áreas de drenaje y que eventualmente tengan en cuenta la capacidad de amortiguamiento de las ondas dentro de la red de colectores. En estos casos el diseñador deberá justificar el método de cálculo. el ACUEDUCTO DE BOGOTÁ ha realizado varios estudios en los que evaluó la l a capacidad de las l as redes de algunas cuencas utilizando el modelo de lluvia escorrentía de la EPA, SWMM “Storm Water Magnament Model”, modelo que se sugiere sea utilizado preferencialmente. preferencialmente. Estos métodos para la estimación de los caudales, también podrá ser utilizado para áreas de drenaje inferiores a 1000 hectáreas, en casos muy específicos y previa aprobación del Acueducto.

a) Coeficiente de escorrentía escorrentía El coeficiente de escorrentía está en función del tipo de suelo, de la impermeabilidad de la zona y de la pendiente del terreno. Éstas características determinan la fracción de lluvia que se convierte en escorrentía. De igual manera, debe incluir consideraciones sobre el desarrollo urbano, los planes de ordenamiento territorial y las disposiciones legales locales sobre uso del suelo. Para áreas de drenaje que incluyan subáreas con coeficientes de escorrentía diferentes, el valor de C representativo del área debe calcularse como el promedio ponderado con las respectivas áreas.











continuación como guía para su selección. En caso de diferir el valor adoptado con los dados a continuación, este deberá ser justificado.

Tipo de Superficie Cubiertas Pavimentos asfálticos y superficies de concreto Vías adoquinadas Zonas comerciales o industriales Residencial, con casas contiguas, predominio de zonas duras Residencial ial multif ltifa amilia liar, con bloq loques contiguos y zonas duras entre éstos Residencial unifamiliar, con casas contiguas y predominio de jardines Residencial, con casas rodeadas de jardines o multifamiliares apreciablemente separados. Residencial, con predominio de zonas verdes y parques-cementerios Laderas sin vegetación Laderas con vegetación Parques recreacionales

C 0,90 0,80 0, 7 5 0, 7 5 0,70 0, 7 0 0. 5 5 0,45 0,30 0, 6 0 0,30 0. 3 0

b) Intensidad de lluvias La intensidad de la lluvia se determinará a partir del periodo de retorno, frecuencia y duración de la tormenta de diseño, los datos para los diferentes períodos de retorno serán suministrados por la Empresa a través de los Datos Técnicos del proyecto, a partir de los cuales se obtiene la intensidad, utilizando la siguiente expresión: C 2

INTENSIDAD = C 1 ( DURACIÓN + X 0 )

Dentro de la información suministrada por la Empresa en los Datos Técnicos, están los valores C1, X0 ,C2., una vez aplicada la ecuación los resultados obtenidos se encuentran expresados en milímetros por hora (mm/hr), para obtener el valor de la intensidad en l/s/Ha se debe multiplicar por 2.77. En aquellos casos en los cuales, se requiera una mayor información sobre la hidrología de la zona, se deberá utilizar los resultados del “Estudio para análisis y caracterización de tormentas en la Sabana de Bogotá” adelantado por el ACUEDUCTO DE BOGOTÁ, del cual se pueden obtener las curvas de Intensidad-Duración-Frecuencia en cualquier punto de la Ciudad.

c) Período de retorno de diseño El periodo de retorno de diseño debe determinarse de acuerdo con la importancia de las áreas y con los daños, perjuicios o molestias que las inundaciones periódicas puedan ocasionar a los habitantes, tráfico vehicular, comercio, industria, etc. La selección del periodo de retorno está asociada entonces con las características de protección e importancia del área de estudio. Para efectos de diseño, el período de retorno o la frecuencia del aguacero de diseño se seleccionará de acuerdo con los siguientes criterios:













Borde Libre Características del área de drenaje

Periodo de Tub Tuberías retorno Tramos de alcantarillado con áreas tributarias 3 año s La relación hasta de 3 hectáreas, localizados en la zonas de entre el los cerros o en zonas donde la pendiente caudal de longitudinal de las vías sea mayor del 1%. diseño y el caudal a tubo lleno debe ser igual o menor a uno. Tramos de alcantarillado con áreas tributarias 5 año s La relación hasta de 3 hectáreas, localizadas en la zonas entre el bajas o en las zonas donde la pendiente caudal de longitudinal de las vías se menor del 1%. diseño y el caudal a tubo lleno debe ser igual o menor a uno. Tramos de alcantarillado con áreas tributarias 5 año s La relación mayores de 3 ha. entre el caudal de diseño y el caudal a tubo lleno debe ser igual o menor a uno. Canalizaciones abiertas, adecuación de cauces de 10 años N.A ríos y quebradas en cualquier zona con áreas

Borde Libre

Borde Libre

Box culvert Canales La lámina de agua no debe superar el 90% de la altura interna del Box culvert.

N.A

La lámina de agua no debe superar el 90% de la altura interna del Box culvert.

N.A

La lámina de agua no debe superar el 90% de la altura interna del Box culvert.

N.A

N.A

Borde libre equivalente











tiempo mínimo inicial de 8 minutos, más el tiempo de recorrido, función de la velocidad de la corriente en las zonas montañosas, montañosas, en la zona urbana el tiempo de recorrido recorrido de las hondonadas y zanjas sobre el terreno, cunetas, colectores y canales. El tiempo de concentración mínimo en pozos iniciales será de 15 minutos. Es necesario justificar el método de cálculo del tiempo de concentración e indicar las ecuaciones de cálculo utilizadas.

e) Áreas de drenaje La extensión y el tipo de áreas tributarias deben determinarse para cada tramo por diseñar. El área propia o aferente al tramo en consideración solamente se debe incluir dentro del cálculo cuando ésta aporte por escorrentía al tramo en consideración. Las áreas de drenaje deben ser determinadas por medición directa en planos topográficos, y su delimitación debe ser consistente con las redes de drenaje natural. La extensión del área tributaria se expresa en hectáreas. Se deberá verificar la información de las áreas de aporte dadas por la Empresa en los datos Técnicos, para lo cual se debe determinar el área de drenaje con los planos de construcción del alcantarillado; en zonas sin alcantarillado, el área de drenaje se determina por medio de los planos topográficos correspondientes.

4.2.2 Sistema de Alcantarillado Alcantarillado de Aguas Sanitarias 4.2.2.1 Determinación del Caudal Caudal de Diseño Sanitario La estimación de Caudales de diseño sanitario para colectores a construir en nuevos desarrollos ya sean ejecutados por el sector público o privado, se tomarán de acuerdo con las curvas de la Figura 1. Adjunta al final de Capítulo. El uso de la figura se limita para áreas hasta 300 hectáreas. La Figura contiene tres curvas con los caudales unitarios en función del área, que incluyen el total total del caudal a transportar.

• • •

Para densidad de población mayor a 750 Hab/Ha. Para densidad de población desde 400 y hasta 750 Hab/Ha. Para densidad de población menor a 400 Hab/Ha

Para determinar el caudal con el cual se debe dimensionar un conducto se debe tomar el área de drenaje tributaría acumulada incluyendo el área propia del tramo. Específicamente para los colectores que se diseñen con caudales provenientes de las curvas anteriores, en el dimensionamiento se debe tener en cuenta que la relación entre entre el caudal de diseño y el caudal a tubo lleno debe ser igual o menor a uno, ya que los caudales obtenidos de las gráficas











El flujo de aguas pluviales o residuales en una red de alcantarillado para su recolección y evacuación no es permanente. Sin embargo, el dimensionamiento hidráulico de la sección de un colector o un canal puede hacerse suponiendo que el flujo en éste es uniforme. Esto es válido en particular para colectores de diámetro pequeño. Es de especial importancia tener en cuenta las condiciones de frontera que pueden generar profundidades mayores a las obtenidas por los métodos de flujo uniforme. En la presente norma se especifica realizar el análisis hidráulico utilizando la fórmula de Manning: V = (1 n ) ⋅ R

V:

Velo Veloci cida dad d del del fluj flujo o en en m/s m/s..

n:

Coefi Coefici cien ente te de rugos rugosid idad ad de Mann Mannin ing g

R:

Radi Radio o Hid Hidrá rául ulic ico o en en m R=A/ R=A/P P

2

3

1

⋅ S 2 (m/s)

2

A : Área de la sección transversal del conducto en m P:

Per Perímet ímetro ro moja mojado do en m

S:

Pend Pendie ient nte e del del con condu duct cto o en en m/m m/m

Por continuidad:

Q = A × V (m3/s) De donde: 3

Q:

Caudal en (m (m /s).

A:

Área de la sección transversal del conducto en m

V:

Velo Veloci cida dad d del del flu flujo jo en en m/s m/seg eg..

2











controlar variables identificables. En general el valor del coeficiente de rugosidad depende de las condiciones de servicio del alcantarillado que depende de factores como el material del conducto, profundidad de flujo, tipo de uniones, número de uniones por unidad de longitud, desalineamiento horizontal del conducto, desalineamiento vertical del conducto por efecto de las uniones, depósitos de material en el conducto, entrada de flujos laterales puntuales al conducto, penetración de raíces, crecimiento de biofilmes en el interior del conducto y la deformación del colector. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, los coeficientes de rugosidad exigidos superan los valores ofrecidos por los fabricantes. A continuación se presentan los valores de "n" aceptados por la Empresa para los diseños:

VALORES DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING n PARA CONDUCTOS CERRADOS Característica interna del Material* Interior liso Interior Semirugoso Interior Rugoso

n 0.010 0.013 0.015

Clasificación de n de Manning creada por el Acueducto de Bogotá. Se relaciona con las propiedades físicas del material y permite relizar diseños con propiedades genericas (no con marcas) y da la posibilidad elegir el material a utilizar de acuerdo con condiciones de mercado.

*

Para el coeficiente de rugosidad, el Acueducto de Bogotá considera que las tuberías de PVC o GRP tienen interior liso con n=0.010, las tuberías de gres y concreto prefabricado tienen interior semirugoso con n=0.013 y los conductos de concreto fundidos en sitio tienen interior rugoso con n=0.015. En todo caso se debe consultar la norma de la empresa "NP-027 Tuberías para alcantarillado" alcantarillado" donde se establecen las tuberías aceptadas por el Acueducto de Bogotá y las características que deben cumplir.

VALORES DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING n PARA CONDUCTOS ABIERTOS Material Canal revestido de concreto Canal revestido en piedra pegada Canal revestido rip-rap Canal excavado en tierra recubierto con vegetación Canal excavado en roca

n 0.015 0.025 0.030 0.050 0.060











ni : Coeficiente de rugosidad de la sección revestida con el material i. P i : Perímetro mojado de la sección revestida con el material i. Para canales con sección compuesta con bermas Se utiliza la fórmula:

 p  nt = P t ∑ i   ni 

−1

En donde: nt: Pi: Pt: ni:

Coeficiente de rugosidad ponderado de la sección. P erímetro erímetro mojado de los diferentes sectores y materiales de revestimiento. erímetro mojado total de la sección compuesta. P erímetro Coeficiente de rugosidad de los diferentes sectores y materiales de revestimiento.

En todos los casos el diseñador deberá sustentar adecuadamente el valor del “n” que utilice en su diseño asumiendo la responsabilidad por sus análisis y recomendaciones.

4.3.1.2 Pendientes La pendiente de los conductos y canales deberá seleccionarse de tal manera que se ajuste a la topografía del terreno y que, en lo posible, no produzca velocidades que estén por fuera de las especificadas para alcantarillados pluviales o sanitarias. En los tramos en que la pendiente natural del terreno sea tan pronunciada que pueda ocasionar velocidades mayores que las permitidas, se debe proveer al colector de un número suficiente de estructuras de caída para los tramos cortos resultantes tengan la pendiente adecuada.

4.3.1.3 Relaciones hidráulicas para secciones circulares En la el siguiente tabla se presentan las relaciones hidráulicas de secciones circulares, calculadas con el coeficiente 'n' de Manning variable con respecto a la profundidad. Estas tablas están elaboradas con los resultados de (n/n o diferente de uno).

RELACIONES HIDRÁULICAS EN TUBERÍAS DE SECCIÓN CIRCULAR













Q/Qo

Y/do

V/Vo

D/do

A/Ao

Q/Qo

Y/do

V/Vo

D/do

A/Ao

0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 0.090 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230 0.240 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0 300

0.061 0.099 0.126 0.148 0.168 0.185 0.200 0.215 0.228 0.241 0.253 0.264 0.275 0.286 0.296 0.306 0.316 0.325 0.334 0.343 0.352 0.361 0.369 0.377 0.385 0.393 0.401 0.409 0.417 0 424

0.272 0.327 0.366 0.398 0.426 0.450 0.473 0.495 0.515 0.534 0.553 0.564 0.575 0.586 0.596 0.606 0.616 0.626 0.636 0.645 0.655 0.664 0.673 0.681 0.690 0.699 0.707 0.715 0.724 0 732

0.041 0.067 0.086 0.102 0.116 0.128 0.140 0.151 0.161 0.170 0.179 0.188 0.197 0.205 0.213 0.221 0.229 0.236 0.244 0.251 0.258 0.266 0.273 0.280 0.287 0.294 0.300 0.307 0.314 0 321

0.025 0.051 0.073 0.092 0.110 0.127 0.143 0.157 0.172 0.185 0.199 0.211 0.224 0.236 0.248 0.259 0.271 0.282 0.293 0.304 0.314 0.325 0.335 0.345 0.355 0.365 0.375 0.385 0.394 0 404

0.530 0.540 0.550 0.560 0.570 0.580 0.590 0.600 0.610 0.620 0.630 0.640 0.650 0.660 0.670 0.680 0.690 0.700 0.710 0.720 0.730 0.740 0.750 0.760 0.770 0.780 0.790 0.800 0.810 0 820

0.581 0.587 0.594 0.600 0.606 0.613 0.619 0.625 0.632 0.638 0.644 0.651 0.657 0.663 0.670 0.676 0.683 0.689 0.695 0.702 0.708 0.715 0.721 0.728 0.735 0.741 0.748 0.755 0.761 0 768

0.876 0.881 0.886 0.891 0.896 0.901 0.905 0.910 0.915 0.919 0.924 0.928 0.933 0.937 0.942 0.946 0.950 0.954 0.959 0.963 0.967 0.971 0.975 0.978 0.982 0.986 0.990 0.993 0.997 1 000

0.479 0.487 0.494 0.502 0.510 0.518 0.526 0.534 0.542 0.550 0.559 0.568 0.576 0.585 0.595 0.604 0.614 0.623 0.633 0.644 0.654 0.665 0.677 0.688 0.700 0.713 0.725 0.739 0.753 0 767

0.602 0.610 0.618 0.626 0.634 0.642 0.650 0.658 0.666 0.674 0.681 0.689 0.697 0.704 0.712 0.720 0.727 0.735 0.742 0.750 0.757 0.765 0.772 0.780 0.787 0.795 0.802 0.810 0.817 0 824











a) Sistema pluvial Debe disponerse de una velocidad mínima suficiente para lavar los sólidos depositados durante períodos de caudal bajo, estimada en 1,00 m/s para el caudal a tubo lleno.

b) Sistema Sanitario Si las aguas residuales fluyen por un periodo largo a bajas velocidades, los sólidos transportados pueden depositarse dentro de los colectores. En consecuencia, se debe disponer regularmente de una velocidad suficiente para lavar los sólidos depositados durante periodos de caudal bajo. Para lograr esto, se establece como criterio de diseño una velocidad mínima a tubo lleno en el colector es 0,60 m/s.

4.3.1.5 Velocidades máximas a) Sistema pluvial Los valores máximos permisibles para la velocidad máxima en los colectores y canales dependen del material, en función de su sensibilidad a la abrasión. Para canales excavados en tierra el diseñador debe sustentar las velocidades máximas adoptadas, pero por ningún motivo podrán ser mayores de 2 m/s. En la siguiente tabla se presentan los valores máximos permisibles por tipo de material:

Material

Velocidad máxima m/s











sólo se podrá tomar la certificada por el fabricante.

4.3.1.6 Dimensionamiento de la sección. a) Sistema pluvial Para el dimensionamiento de la tubería para alcantarillado pluvial, esta se debe determinar asumiendo que el caudal a tubo lleno sea igual o mayor que el caudal de diseño. La sección del Box culvert para transportar aguas lluvias se debe determinar asumiendo que la lamina de agua no supere el 90% de la altura interna del Box culvert.

b) Sistema sanitario Para los diseños en los que los caudales de diseño se toman de la gráfica de caudales unitarios, el diámetro de los tubos se debe determinar asumiendo que el caudal a tubo lleno sea igual o mayor que el caudal de diseño. Para los sistemas de alcantarillado sanitario estimados por el método tradicional, dotación y densidad de población; se debe tener en cuenta para el dimensionamiento de la sección las siguientes especificaciones, con el fin de permitir aireación adecuada del flujo de aguas residuales: 



El diámetro de los tubos por utilizar en este tipo de alcantarillados se determina teniendo en cuenta que la relación de altura de lámina de agua dentro del conducto, respecto al diámetro interno del conducto conducto sea menor a 0.80. La sección del Box culvert para transportar aguas residuales se debe determinar asumiendo que la lamina de agua no supere el 90% de la altura interna del Box culvert.











4.4.1 Localización con respecto al eje de las calzadas Los colectores deben localizarse siguiendo el lineamiento de las calles. Los colectores de aguas residuales o lluvias no podrán quedar ubicados en la misma zanja de una tubería de acueducto y su cota clave siempre debe estar por debajo de la cota del lomo inferior de la tubería de acueducto. Para sistemas separados el colector de aguas lluvias debe localizarse en el eje de la vía, mientras que el colector de aguas residuales debe ubicarse hacia uno de los costados, a una distancia aproximada de un cuarto del ancho de la calzada (semieje) y no menor de 0,5 m del sardinel. En lo posible, el colector de aguas residuales no debe localizarse en el mismo costado de ubicación de la red de acueducto. Los cruces con redes matrices de acueducto deberán diseñarse cada caso de forma particular y deberá justificarse su diseño, especialmente cuando el alcantarillado cruce por encima de estas redes.

4.4.2 Distancias mínimas mínimas respecto a otras redes Las distancias mínimas libres entre los colectores que conforman la red del sistema de recolección y evacuación de aguas residuales y pluviales y las tuberías de otras redes de servicios públicos deben ser 1,0 m en la dirección horizontal medidos entre las superficies externas externas de los dos conductos conductos y 0,3 m en la dirección vertical. Los cruces de redes deben analizarse de manera individual para establecer la necesidad de diseños especiales, en particular en aquellos casos donde la distancia mínima vertical sea menor a la establecida anteriormente. Ver Norma "NS-012 Aspectos técnicos para cruces y detección de Interferencias en construcción de sistemas de acueducto y alcantarillado". alcantarillado" .

4.4.3 Profundidad mínima mínima a la cota clave 4.4.3.1 Sistema pluvial











adoptar otro tipo de recolección como cunetas o tuberías superficiales, en todo caso se requiere hacer las previsiones estructurales y geotécnicas correspondientes.

4.4.4 Profundidad máxima a la cota clave En general la máxima profundidad de los colectores es del orden de 5 m, aunque puede ser mayor, cuando se garanticen los requerimientos geotécnicos de las cimentaciones y estructurales de los materiales y colectores durante (y después de) su construcción. Ver Norma "NS-035 Requerimientos para cimentación de tuberías en redes de acueducto y alcantarillado".. alcantarillado" Los cruces subterráneos de lagos, ríos y corrientes superficiales deberán acompañarse de un diseño apropiado e idóneo que justifique las dimensiones, los atraques y las profundidades empleadas y deberán proveerse de medios para impedir su destrucción por efectos de la socavación de la corrientes. En todos los casos el diseñador deberá justificar mediante cálculos las respectivas coberturas y debe asumir la responsabilidad por los análisis y recomendaciones.

4.4.5 Cambios bruscos de la pendiente En lo posible, deben evitarse los cambios bruscos de la pendiente en los colectores. En caso de un aumento importante de la pendiente, y mientras lo permitan las condiciones hidráulicas en los colectores y en las estructuras de unión, al igual que los aportes incrementales de caudal aguas abajo, puede reducirse el diámetro interior del colector de salida, únicamente en los siguientes casos:

•

Para el cruce de vías o pasos especiales cuando se requiere disminuir la pendiente y aumentar













4.4.7 Unión de colectores La unión o conexión de dos o más tramos de colectores debe hacerse con estructuras de conexión. Usualmente, estas estructuras son pozos de unión o conexión o estructuras pozo. Estas estructuras están comunicadas con la superficie mediante pozos de inspección. El diseño hidráulico de estas estructuras depende del régimen de flujo de los colectores afluentes y del colector de salida o principal, y se basa fundamentalmente en la determinación de las pérdidas de cabeza hidráulica producidas por la unión. En general la distancia máxima entre estructuras de conexión de colectores está determinada por la malla urbana, los equipos disponibles de limpieza y el comportamiento hidráulico del flujo. En caso de que la malla urbana o el comportamiento del flujo limiten la distancia máxima, ésta debe ser menor o igual 90 m. En emisarios o colectores principales, donde las entradas son muy restringidas o inexistentes, la distancia máxima entre estructuras de inspección puede incrementarse en función del tipo de mantenimiento, la cual es del orden de 300 m.











diámetro puede analizarse la alternativa de no construir la cámara de caída pero proveer un colchón de agua en la parte inferior del pozo que amortigüe la caída. El colector de entrada debe unirse con el fondo de la cámara mediante un tubo bajante que está colocado fuera de la misma. La tubería se prolonga con su pendiente original hasta la parte interior de la cámara, con objeto de facilitar la inspección y limpieza del conducto. El diámetro del tubo bajante debe ser del mismo diámetro que el tubo de entrada, pero en ningún caso menor que 200 mm. Si la tubería de entrada tiene un diámetro mayor que 900 mm, en lugar de tubo de caída debe diseñarse una transición escalonada entre el tubo y la cámara.

4.5.3 Sumideros Son estructuras para la captación de la escorrentía superficial, que pueden ser diseñadas en forma lateral o transversal al sentido del flujo, y se localizan en las vías vehiculares o peatonales del proyecto.











No son permitidos para recolección y evacuación de aguas residuales. En los casos en que sea necesario proyectar un canal cuya sección sea cerrada, debe cumplirse la condición de flujo a superficie libre. La sección del canal puede tener cualquier forma, es decir, pueden utilizarse canales prismáticos o no, dependiendo de las consideraciones específicas, siempre y cuando se justifique su utilización y se usen las ecuaciones hidráulicas adecuadas. En lo posible, los canales deben diseñarse de tal forma que funcionen como un sistema a gravedad, ajustando las cotas de fondo, pendientes y secciones respectivas. En caso contrario, deben tomarse las medidas necesarias y adecuadas para solucionar el problema, siendo éstas debidamente ustificadas. La proyección de los canales debe estar de acuerdo con los planes de ordenamiento territorial y las reglamentaciones asociadas, en lo referente a características y localización de vías y zonas verdes aledañas a los mismos.











La velocidad mínima de flujo para el caso de alcantarillado de aguas residuales debe ser 1 m/s y el diámetro mínimo debe ser 200 mm. Para el sistema pluvial la velocidad mínima es 1,2 m/s y el diámetro mínimo de 300 mm . En cualquier caso, la velocidad mínima debe ser superior a l a velocidad de autolimpieza determinada por esfuerzo cortante. Las entradas a los conductos auxiliares deben ser reguladas por vertederos, de tal forma que las tuberías puedan entrar en servicio progresivamente. El cálculo de diámetros de la tubería se hace de igual forma que para conductos presurizados. El diámetro depende de la línea de energía y del caudal máximo de aguas residuales, pluviales o combinadas. La pérdida de energía es igual a la suma de las pérdidas por fricción y pérdidas menores. En algunos casos, deben proyectarse desarenadores inmediatamente aguas arriba del sifón invertido para evitar la entrada de sedimentos y sólidos gruesos al sistema. Pueden presentarse problemas de limpieza en estas estructuras.











ambientales intervienen en su proyección y que constituyen elementos importantes para su operación. La localización de las estructuras de alivio debe estar en función de la configuración del terreno y de la posibilidad de derivar los caudales al cuerpo de agua receptor sin causar problemas de inundaciones de áreas aledañas. Estas estructuras usualmente están contenidas en pozos de inspección convencionales, aunque si esto no es posible deben concebirse estructuras especiales, cuyo diseño debe estar plenamente justificado. El aliviadero puede ser sencillo o doble, según la longitud de vertedero requerida. Desde el punto de vista hidráulico, los parámetros de diseño de estructuras de alivio corresponden, en el caso de un vertedero lateral, a la profundidad antes de la estructura, régimen de flujo y longitud de vertedero, y si tiene pantalla para incrementar su capacidad, la altura de éste. En los aliviaderos transversales interesan la profundidad del flujo de aproximación, la altura del vertedero y las dimensiones del colector de salida.













Dentro de la rehabilitación o ampliación de vías, ciclorutas, parques, por sectores desarrollados con Infraestructura de alcantarillado pluvial que cruza los corredores viales y que se requiera la reposición de las redes o la ampliación de su capacidad, se deberán tomar los caudales estimados dentro de los estudios de la Actualización de los Planes Maestros de las Cuencas de Fucha y Salitre, que deberán ser suministrados por el Acueducto. Para las demás cuencas se deberán estimar de acuerdo con lo











colectores por redensificación de la zonas, trasvase de subcuencas y para desarrollos urbanísticos cuando las áreas tributarias sean mayor de 300 hectáreas; la estimación de Caudales de diseño se deberá hacer mediante el método tradicional de cálculo consistente en la dotación por habitante y la densidad de población y de acuerdo con lo indicado por el acueducto en cada caso específico.











Cámaras especiales para unión de colectores de diámetros iguales y mayores a 36” Cámaras especiales de caída Sumideros especiales Cabezales Estructuras especiales

NS-085-v.1.0

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