Ejemplo de Calc. Alcantarillado

Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Inge niería Civil y Ambienta

ALCANTARILLADO

Diseño de una Red de Alcantarillado Pluvial

Trabajo Bimestral II

NOMBRE: PROFESOR: FECHA:

CHRISTIAN BACUY ING. LUIS JARAMILLO MIERCOLES 9 DE AGOSTO DEL 2017

1. Introducción En este documento se desarrolla el diseño para una red de alcantarillado de 18 pozos, se presenta los parámetros de diseño, así como los planos con los pozos numerados, la dirección del flujo y los caudales a circular en cada tramo de tubería. Se adjunta también un ejemplo de Cálculo para un tramo en donde se explican las ecuaciones usadas para el diseño en función de los parámetros.

2. Parámetros de diseño Para el diseño se ha considerado la estación de EL PANGUI M0502.El INAMHI aporta con la ecuación de intensidad máxima según la ecuación:

      = 

Donde T que es el período de retorno se ha verificado que es de 5 años según la tabla 1, ya que el diseño de la red está destinado a una población rural. La ecuación proporcionada por el INAMHI en 2015 es:

.  = 147.7359⋅T .   = 5   ñ

Elemento

Tiempo de retorno

Redes secundarias

10 años

Redes principales

15 años

Colectores Interceptores

25 años

Estructuras especiales

50 años

Redes a nivel rural

5 años

El tiempo de concentración para el primer tramo es de 12 minutos tal como se presenta en la norma de la Empresa de Agua Potable de Quito.

 =    = 0.65 El coeficiente de escurrimiento de la ecuación del método racional se ha considerado como el coe ficiente para zonas residenciales medianamente habitadas.

3. Ejemplo de cálculo En esta sección se presenta de manera detallada el cálculo realizado para un tramo de alcantarillado pluvial.

CÁLCULO DE LONGITUD Y ÁREA APORTANTE Consideremos para el ejemplo de cálculo el tramo un TR1, que va del pozo P1 al pozo P2. Se tiene que la longitud del tramo de tubería es de

 = 48.15    = 2987.77  = 0.30 ℎ

Y el área aportante, tal como se la puede ver en el plano adjunto, resultó ser de 2987,77

COTAS DEL TERRENO Y PENDIENTE Las cotas del terreno y pendiente se calculan de la siguiente manera:

  = 3133.34   = 3129.32 Δy =   −  = 4.02   = Δ = 83.49‰

CAUDAL EN FUNCIÓN DE LA INTENSIDAD (MÉTODO RACIONAL)

Tomando in tiempo de entrada inicial de 5 minutos y un t iempo de retorno de 5 años, la intensidad será:

.   1 47. 7 359⋅ 5  = 5. ∗ 2.78  = 5   = ñ

316.46 [ l/s*Ha ]

La intensidad por el área aportante nos da el caudal q = i*A q = 316.46*0.3 q = 0.061 m3/s

VELOCIDAD Y CAUDAL A TUBO LLENO Se puede encontrar el diámetro necesario a tubo lleno despejando la ec. de Manning:

/ /      =  (4 ) ∗ 

Donde A es el área de la sección de la tubería Entonces:

/ /  ∗  ∗4  =  /  Puesto que tenemos todos los datos necesarios:

 = 0.17  Pero se toma el un Ф = 250 que es el mínimo diámetro para sistema de alcantarillado pluvial.

VELOCIDAD Y CAUDAL A TUBERÍA LLENA

Puesto que se ha cambiado el valor del diámetr o de la tubería, es necesario conoce r, la velocidad y caudal con este nuevo diámetro. Mediante la ecuación de Manning se puede calcular la ve locidad. Se toma el valor de n = 0.013 para hormigón simple.

/ /   1   =  (4 ) ∗  / 83.49 / 1 0. 2 50  = 0.013 ( 4 ) ∗ ( 1000 )  = 3.50 / Puesto que la velocidad máxima por el tipo de material es 4 m/s y la velocidad mínima es 0.9 m/s a tubo lleno en sistemas de APL, se acepta este valor. En caso de que el valor de la velocidad no se encuentre dentro del rango indicado se puede variar la pendiente. Para calcular el caudal multiplicamos el área de la tubería por la velocidad.

 = 4 0.25 ∗ 3.50  = 0.172 3/

TIEMPO DE FLUJO El tiempo de flujo es el cociente entre la velocidad del flujo y la longitud del trayecto que se está calculando.

 =   = 43.8.5105  = 0.23 RELACIONES TUBERÍA PARCIALMENTE LLENA q/Q = 0.36 d/D = 0.468 v/V = 0.768 A partir de estas relaciones podemos obtener los valores del calado y velocidad de la tubería parcialmente llena d = 0.12 m v = 2.69 m/s El valor de la velocidad es > 0.3 m/s que es la velocidad mínima y < que 4 m/s que es la velocidad máxima, por tanto, se pueden aceptar estos valores para el diseño.