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INGENIERIA DEL PROYECTO ALCANTARILLADO INTRODUCCIÓN Se define estudios preliminares, como, los trabajos previos al diseño y construcción de una obra de Alcantarillado Sanitario. Es decir los datos para el diseño de la obra. A conti continuaci nuación ón se detallan los cálc cálculos, ulos, las gráfica gráficass que representan representan esquemas relacionados a la Distribución de tuberas en las calles. !os componentes de un sistema de evacuación evacu ación de aguas servidas, reali"ados reali"ados para el proyecto proyecto #Ampliación y $ejoramiento de los Sistemas de Agua %otable y Alcantarillado del Distrito de %aucara, %rovincia de Acobamba, Departamento de &uancavelica'. !os parámetros tomados para el diseño son( s on( •
•
!os que permiten fijar la magnitud de la deficiencia o requerimientos del sistema, como( )asas de morbilidad. $ortalidad infantil. *rea servida. %oblación %obl ación servida. !os que permiten apreciar la magnitud del sistema, como son( %oblación actual y futura. %oblación +audales esperados. +aracteri"ación de las descargas.
•
!os datos correspondientes a las caractersticas de la "ona, como son( )opografa. eologa. +ursos de agua. *reas disponibles.
•
Datos complementarios, como son( +apacidad de pago de la población. Salario mnimo. -mero de cone/iones de agua e/istentes. $ateriales de construcción e/istentes.
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0. PERIODO DE DISEÑO El periodo de diseño es el tiempo durante dur ante el cual servirán eficientemente las obras del sistema.
Tabla 2.1.- Periodo de diseo !aos" Co#$o%e%&es del 1nterceptores y emisarios %lantas de tratamiento Estaciones de bombeo Ei$a#ie%&o/ Equipos el6ctricos Equipos de combustión 7uente( -89::
Pobla'i(% ) 23 04 a 23 23
Pobla'i(% , 53 23 a 53 53
4a 03
4a 03
2. 0TODOS PARA EL CLCULO DE LA PO3LACIÓN 4UTURA %ara el cálculo de la población futura se podrá utili"ar uno de los siguientes siguie ntes m6tod m6todos os de crec crecimie imiento, nto, segn el tipo de poblac población, ión, dependiendo de las caractersticas socio;económicas de la población.
a" 05&odo ari&i'o El m6todo aritm6tico supone un crecimiento vegetativo balanceado por la mortalidad y la migración.
A
0 %oblación Actual 1ncremento %oblacional r B %eriodo de Diseño t B %f %a / 0 r / %oblación 7utura tF033B
203? 2.25 23 53G?
@ab C años @ab
04H0 2.25 23 2530
@ab C años @ab
A 2 %oblación Actual 1ncremento %oblacional r B %eriodo de Diseño t B %f %a / 0 r / %oblación 7utura tF033B A 5
”
%oblación Actual 1ncremento %oblacional r B %eriodo de Diseño t B %f %a / 0 r / %oblación 7utura tF033B
0H5H 2.25 23 2:3G
@ab C años @ab
5. CLASI4ICACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES !as aguas residuales pueden tener varios orgenes( •
A6as residales do#5s&i'as/
Son aquellas provenientes de inodoros, lavaderos, cocinas y otros elementos dom6sticos. Estas aguas están compuestas por sólidos suspendidos generalmente materia orgánica biodegradableB, sólidos sedimentables principalmente materia inorgánicaB, nutrientes nitrógeno y fósforoB y organismos patógenos. El caudal de contribución dom6stico I mdB debe ser estimado para las condiciones inciales y Jnales de operación del sistema. El caudal de contribución dom6stico, se calculo en función del nmero de la población futura con el caudal má/imo @orario por unidad de longitud, además del consumo de agua per cápita, Dot. lF@abFdaB y el coeficiente de retorno cB. •
A6as de ll7ia/
%roveniente de la precipitación pluvial, debido a su efecto de lavado sobre tejados, calles y suelos, pueden contener una gran cantidad de sólidos suspendidos. En "onas de alta contaminación atmosf6rica, pueden contener algunos metales pesados y otros elementos qumicos.
G. SISTE0AS POR GRA8EDAD Se plantea un sistema por gravedad, las aguas discurren a lo largo de las redes a causa de las pendientes de los conductos.
”
4. ASPECTOS 9IDRULICOS DE LOS ALCANTARILLADOS •
ECUACIONES DE 4LU:O
+on la finalidad de salvar las dificultades que e/isten en la aplicación del principio de energa a la solución de los problemas de flujo de tuberas se @an propuesto una serie de fórmulas. Algunas tienen una base racionalK sin embargo, la mayora de ellas son generalmente empricas. Se aplican al Lujo uniforme permanente y sólo toman en cuenta las p6rdidas por ro"amiento. %ara lograr la relación de la velocidad con la pendiente y el radio @idráulico, mediante trabajos e/perimentales en el año 0??4, el investigador +&EMN propuso la siguiente e/presión( 5.0 B Donde( O Oelocidad media en mFsB. < @
5.2B
5.5B
5.GB
conducción, se indican en la tabla siguiente(
TA3LA ;.1.- COE4ICIENTES DE RUGOSIDAD 0ATERIA L )ubos de concreto simple )ubos de arcilla vitrificada )ubos de asbesto cemento )ubos de @ierro fundido )ubos de %O+ +anales de mampostera de +anales de mampostera de +anales de tierra
•
0ANNIN
3A=IN !>" 3,22 3,2 3,09 3,0G ; 3,5 3,9H 3,9H
4ÓR0ULA DE 0ANNING
%or lo general la fórmula de -anning se @a usado para canales, en tuberas la fórmula se usa para canal circular parcial y totalmente lleno. Qno de los inconvenientes de esta fórmula es que solo toma en cuenta un coeficiente de rugosidad obtenido empricamente y no toma en cuenta la variación de viscosidad por temperatura. !as variaciones del coeficiente por velocidad, si las toma en cuenta, aunque el valor se considera para efectos de cálculo constante, la fórmula aplicada a tubos es( 5.0 4B 5.0 9B En donde( v Oelocidad del flujo mFsB. A *rea del tubo mRB. n +oeficiente de rugosidad adim.B. %m %ermetro mojado mB. S %endiente del tubo mFmB. < @
elementos @idráulicos en un tubo parcial y totalmente lleno.
4IGURA *1.- RADIO 9IDRULICO? PER@0ETRO 0O:ADO? DI0ETRO DE TU3O TOTAL0ENTE LLENO Y PARCIAL0ENTE LLENO.
a." Tbo lle%o lle%o.
b." Tbo $ar'ial#e%&e
A partir de la ecuación de continuidad 5.5B, se obtiene( 5.0 ?B Donde( I +audal en mFsB. n +oeficiente de rugosidad adimB. S %endiente del tubo mFmB. < @
%ara tubo completamente lleno el área, el permetro y el radio @idráulico quedan definidos de la siguiente manera( 5.0:B 5.0 HB Donde(
5.2 3B
D Diámetro interno de la tubera mB. !a fórmula de $anning, para tubo completamente lleno, es la siguiente( 5.20B 5.22B En el diseño de conductos circulares, se utili"an tablas, nomogramas ver Ane/oB, programas de computadora, utili"ando las ecuaciones 5.53B y 5.50B, los mismos están basados en la fórmula de -anning y relacionan la pendiente, diámetro, caudal y velocidad. !as tablas que se encuentra en los ane/os son calculados para coeficientes de rugosidad de 3.305 tuberas de concretoB y 3.33H tuberas de %O+B. •
TU3O PARCIAL0ENTE LLENO
En los sistemas sanitarios y pluviales, las alcantarillas circulares se proyectan para funcionar a tubo parcialmente lleno. En la aplicación comn de diseño, con un caudal conocido, y seleccionados el diámetro y la pendiente se debe determinar las relaciones @idráulicas reales velocidad y profundidad de escurrimientoB con la finalidad de controlar el r6gimen de la transición po"os de visitaB y asegurar velocidades de arrastre adecuadas. +uando es tubo parcialmente lleno, la fórmula es un poco más compleja. %ara tubo lleno por arriba de la mitad dFDT3.4B las fórmulas del área, permetro mojado y radio @idráulico son(
5.2 5B 5.2
GB 5.24B Dond e(
Angulo formado desde la superficie del agua @asta el centro del tubo. radosB
Donde( P dFD para P T 3.4
5.29B
%ara tubos por abajo de la mitad del diámetro P permetro mojado y radio @idráulico son(
U
del área,
5.2 ?B 5.2 :B 5.2HB Donde(
Dond e(
Angulo formado desde la superficie del agua @asta el centro del tubo 5.53B P dFD para P
U
Durante el diseño del sistema de alcantarillado, normalmente se conoce la relación entre el caudal de diseño y el caudal a tubo lleno qFIB y se desea @allar la relación entre el diámetro real y el diámetro a tubo lleno dFDB, radio @idráulico real y radio @idráulico a tubo lleno r @ F< & B y la velocidad real y la velocidad a tubo lleno vFOB. !a solución a este problema no es directa, pero se puede obtener en forma sencilla, tomando las formulas anteriores y rempla"ando en la formula de $anning a tubo lleno. 5.50B
5.52B 5.55B 5.5GB +on las formulas anteriores 5.50B, 5.52B, 5.55B y 5.5GB, se implementa la tabla y la grafica Siguiente, para el cálculo más sencillo a tubo lleno. Donde( q +audal a tubo
parcialmente lleno lFsB. I +audal a tubo lleno lFsB. d Diámetro a tubo parcialmente lleno mmB. D Diámetro a tubo lleno mmB. < @
TA3LA *2.- PROPIEDADES 9IDRULICAS DE LA SECCIÓN CIRCULAR TU3O PARCIAL Y TOTAL0ENTE LLENO , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
3,333 3,0:2 3,2GH 3,2HH 3,5G3 3,5?9 3,G3: 3,G5? 3,G9G 3,G:: 3,400 3,455 3,44G 3,4?5 3,4H2 3,903 3,92? 3,9GG 3,993 3,9?4 3,9H3 3,?3G 3,?0: 3,?52 3,?G4 3,?4: 3,??3 3,?:5 3,?HG 3,:39 3,:0? 3,:2: 3,:5H 3,:43 3,:93 3,:?3 3,::3 3,:H3 3,:HH 3,H3H 3,H0: 3,H2? 3,H54 3,HGG 3,H42 3,H90 3,H9H 3,H?? 3,H:4 3,HH2
3,333 3,520 3,5H9 3,GG? 3,G:: 3,420 3,443 3,4?9 3,4HH 3,923 3,95H 3,94? 3,9?G 3,9H3 3,?34 3,?0H 3,?55 3,?G9 3,?4: 3,??3 3,?:0 3,?H2 3,:32 3,:02 3,:22 3,:50 3,:G3 3,:GH 3,:4: 3,:99 3,:?G 3,::2 3,:H3 3,:H? 3,H3G 3,H00 3,H0: 3,H24 3.H52 3,H5: 3,HGG 3,H43 3,H49 3,H92 3,H9: 3,H?G 3,H?H 3,H:4 3,HH3 3,HH4
0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99
0,500 0,506 0,512 0,518 0,523 0,529 0,535 0,541 0,547 0,552 0,558 0,564 0,570 0,576 0,581 0,587 0,593 0,599 0,605 0,611 0,616 0,622 0,628 0,634 0,640 0,646 0,652 0,658 0,664 0,670 0,677 0,683 0,689 0,695 0,702 0,708 0,715 0,721 0,728 0,735 0,742 0,749 0,756 0,763 0,770 0,778 0,786 0,794 0,802 0,811
1,000 1,007 1,015 1,022 1,029 1,036 1,043 1,049 1,056 1,062 1,069 1,075 1,081 1,087 1,093 1,098 1,104 1,110 1,115 1,120 1,125 1,131 1,135 1,140 1,145 1,150 1,154 1,159 1,163 1,167 1,171 1,175 1,179 1,182 1,186 1,189 1,193 1,196 1,199 1,201 1,204 1,206 1,209 1,211 1,212 1,214 1,215 1,216 1,217 1,217
1,000 1,005 1,010 1,015 1,019 1,024 1,028 1,033 1,037 1,041 1,045 1,049 1,053 1,057 1,061 1,065 1,068 1,072 1,075 1,079 1,082 1,085 1,088 1,091 1,095 1,097 1,100 1,103 1,106 1,108 1,111 1,113 1,116 1,118 1,120 1,123 1,125 1,126 1,128 1,130 1,132 1,133 1,135 1,136 1,137 1,138 1,139 1,139 1,140 1,140
4IGURA ;.1.- PROPIEDADES 9IDRULICAS DE LA SECCIÓN CIRCULAR TU3O PARCIAL Y TOTAL0ENTE LLENO
9. PRO4UNDIDADES DE EBCA8ACIONES •
PRO4UNDIDAD 0@NI0A
!a profundidad de la tubera debe ser tal que permita recibir los afluentes #por gravedad' de las instalaciones prediales y proteger la tubera contra cargas e/ternas como el tráfico de ve@culos y otros impactos. !a profundidad mnima debe ser aquella que est6 por debajo de la cota de cone/ión predial del vecino, garanti"ando que este sea atendido. !as profundidades deben ser suficientes para permitir las cone/iones a la red colectora. •
PRO4UNDIDAD 0BI0A
!a profundidad má/ima del colector de recolección y evacuación de aguas residuales debe ser aquella que no ofre"ca dificultades constructivas, de acuerdo al tipo de suelo y que no obligue al tendido de alcantarillados au/iliares. !a profundidad má/ima admisible de los colectores es de 4 m,
aunque puede ser mayor siempre y cuando se garanticen los requerimientos geot6cnicos de las cimentaciones y estructurales de los materiales y colectores durante y despu6s de su construcción.
?. DI0ETRO DE LOS COLECTORES !os tamaños mnimos de los colectores no están dictados por los requerimientos @idráulicos, sino, para evitar la obstrucción y facilitar la limpie"a de las mismas. la selección del diámetro de las tuberas debe ser tal que su capacidad a caudal má/imo, permita al agua escurrir sin presión interna, a tubo parcialmente lleno ventilaciónB y con un tirante mnimo igual al 29.0:C del diámetro 3.290:DB, que permite lograr transportar las partculas en suspensión. !os tirantes de agua deben ser siempre calculados admitiendo que el escurrimiento es de r6gimen uniforme y permanente, siendo su valor má/imo, para caudal final, menor o igual a ?4C del diámetro del colector. En las redes de recolección y evacuación de aguas residuales, la sección circular es la más usual para los colectores, principalmente en los tramos inciales. El diámetro mnimo permitido en redes de sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales tipo alcantarillado sanitario convencional yFo no convencional es 033 mm G pgdB con el fin de evitar obstrucciones de los conductos por objetos relativamente grandes introducidos al sistema. %or lo que se utili"ó 033mm en los bu"ones de arranque , 043 mm en los demás redes colectoras y 233 mm en la red emisor. :. 8ELOCIDAD DE LOS COLECTORES En el alcantarillado sanitario, se producen obstrucciones por el depósito de materiales de desec@o, y partculas orgánicas, las que se arrastran con velocidades iguales o superiores a 3.5 mFs. En las alcantarillas pluviales, la materia sólida que entra en los colectores es arena y gravilla, siendo las velocidades de arrastre mayores a 3.5 mFs. !as pendientes de fondo de los colectores deben ser tales que mantengan una velocidad satisfactoria de escurrimiento denominada de AUTOLI0PIE=A, para lo cual se requiere una velocidad mnima cuando la alcantarilla trabaje a tubo lleno de *. #s. +uando la topografa presenta pendientes fuertes, las alcantarillas, presentan altas velocidades de escurrimiento de las aguas residuales o pluviales, ocasionando abrasión en las mismas al contener sustancias tales como arena Jna, grava y gravilla, por esta ra"ón se establece una velocidad má/ima a tubo lleno de #s para alcantarillado sanitario y #s para alcantarillado pluvial. H. PENDIENTE DE LOS COLECTORES !as pendientes má/imas y mnimas, dependen del diámetro, velocidad y tensión tractiva del colector. %ara la relación de caudales de 3.03 y 3.04,
sus ángulosV , la relación de tirantes, el radio @idráulico y la pendiente mnima, y tomando en cuenta 0 %aK g H.:0 K n 3.305 se deben obtener las pendientes mnimas admisibles para diferentes diámetros y los valores de velocidad y caudal a sección llena que a continuación se muestran las tablas.
Tabla *;.- $e%die%&e #i%i%a ad#isible Tabla *.- $e%die%&e #i%i%a ad#isible F *.1* Sección llena Diámetro PendienteF *.1 Diámetro Pendiente (D) (S) pgd m 0/00 4 010 798 6 015 532 8 020 399 10 025 319 12 030 266 14 035 228 16 040 199 18 045 177 20 050 160 22 055 145 24 060 133 26 065 123 28 070 114 30 075 106 32 080 100 34 085 094 36 090 089 38 095 084 40 100 080
Sección Velocidad m/s 059 063 066 068 071 072 074 075 077 078 079 080 081 082 083 084 085 085 086
llena Caudal l/s 461 1111 2071 3359 4986 6963 9300 12003 15081 18541 22387 26627 31265 36306 41754 47615 53893 60591 67713
(D) pgd 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
m 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 075 080 085 090 095 100
(S) 0/00 668 446 334 267 223 191 167 149 134 122 111 103 095 089 084 079 074 070 067
Velocidad m/s 054 058 060 063 065 066 068 069 070 071 072 073 074 075 076 077 078 078 079
Caudal l/s 422 1017 1896 3075 4565 6375 8513 10988 13806 16973 20494 24375 28621 33236 38242 43589 49336 55467 61987
7uente( equipo tecnico De acuerdo con las caractersticas topográficas de la "ona de proyecto, los colectores deben ser dimensionados con la pendiente natural del terreno. Sin embargo, las pendientes no deben ser inferiores a la minina admisible para permitir la condición de autolimpie"a desde el inicio de funcionamiento del sistema, cuando se presentan caudales de aporte bajos y condiciones de Lujo crticas. 03.
TENSIÓN TRACTI8A DE LOS COLECTORES
En el alcantarillado sanitario, los tramos de la red donde la pendiente es mnima, deben ser verificados por el criterio de la fuer"a tractiva o tensión tangencial de arrastre. !a fuer"a tractiva debe ser suJciente para transportar el H4C del material granular que se estima, en el sistema de alcantarillado pluvial. !a condición de auto limpie"a de los colectores debe ser suficiente para crear una tensión tractiva mnima de(
00.
C0ARAS DE INSPECCIÓN
!a necesidad de evitar curvas en el tra"ado de
U3ICACIÓN DE LAS C0ARAS DE INSPECCIÓN
!a ubicación, y en consecuencia el nmero de +ámaras de 1nspección deben ser objeto de un estudio especial ya que su costo incide en un porcentaje elevado en la construcción del sistema, por ello es necesario tomar en cuenta lo siguiente(
Qbicar en los arranques de colectores. Qbicar en los cambios de dirección. Qbicar en los cambios de diámetro. Qbicar en cambios de pendiente. Qbicar para vencer desniveles. En las intersecciones de colectores. En tramos largos, de modo que la distancia entre dos cámaras consecutivas no e/ceda lo estipulado en el 5.:.:. !a distancia entre +ámaras de 1nspección, está directamente relacionada a la utili"ación de equipos y m6todos de limpie"a, sean estos manuales o mecani"ados, por tal ra"ón se debe tomar en cuenta lo siguiente( Si se utili"a equipo manual como ser varillas fle/ibles y sus respectivos accesorios, la distancia entre cámaras podrá ser de 43 a ?3 m. Si se utili"a equipo mecánico SeWer
UNIÓN DE LOS COLECTORES
%ara reali"ar el empate de los colectores en el po"o e/isten varios criterios( 0. 2. 5. G.
Empate por la cota clave cota superior de la tuberaB Empate por la cota solera de la tubera Empate por el :3C de los diámetros Empate por la lnea de energa
De los m6todos anteriores, los más utili"ados son el empate por cota clave el más simple desde el punto de vista del cálculoB y el empate por lnea de energa.
02. •
CAUDALES DE APORTE
Cadal #edio diario de a6as residales
G.0B G.2 B
G.5B Dond e(
+audal medio diario +r +oeficiente de retorno o aporte Dot +onsumo de agua potable lF@abFdaB % %oblación @ab.B - -mero de lotes, adimensional to )asa de ocupación poblacional, en @abFlote a *rea de contribución en @a d Densidad poblacional, en @abF@a
•
Coei'ie%&e de re&or%o !Cr"
El coeficiente de retorno +rB es la relación que e/iste entre el caudal medio de aguas residuales domesticas y el caudal medio de agua que consume la población. Del total de agua consumida, solo una parte contribuye al alcantarillado, pues el saldo es utili"ado para lavado de ve@culos, lavado de aceras y calles, riego de jardines y @uertas, irrigación de parques pblicos, terra"as de residencias y otros. De esta manera, el coeJciente de retorno depende de factores locales como la locali"ación y tipo de vivienda, condición de las calles pavimentadas o noB, tipo de clima u otros factores. Se deben utili"ar valores entre el 93 C y :3 C de la dotación de agua potable. Oalores menores y mayores a este rango deben ser justificados por el proyectista. •
Co%s#o de a6a $o&able HDo&a'i(% !Do&"
!a contribución de las aguas residuales depende principalmente del abastecimiento de agua. %ara el dimensionamiento del sistema de alcantarillado sanitario debe ser utili"ado el consumo de agua efectivo per cápita, sin tomar en cuenta las p6rdidas de agua( aB !os @ábitos @igi6nicos y culturales de la comunidad. bB !a cantidad de micro medición de los sistemas de abastecimiento de agua. cB !as instalaciones y equipamientos @idráulico X sanitario de los inmuebles. dB !os controles ejercidos sobre el consumo. eB El valor de la tarifa y la e/istencia o no de subsidios sociales o polticos. fB !a abundancia o escase" de los puntos de captación de agua. gB !a intermitencia o regularidad del abastecimiento de agua. @B !a temperatura media de la región. iB !a renta familiar. jB !a disponibilidad de equipamientos dom6sticos que utili"an agua en cantidad apreciable. YB la intensidad de la actividad comercial. %or lo que se tomó una •
Cadal #JKi#o +orario de a6as residales G.4B
Donde( +audal má/imo @orario lFsB +audal medio diario lFsB $ +oeficiente de punta
•
Cadal #%i#o de diseo
El valor que se acepta como lmite inferior del menor gasto probable para cualquier tramo de alcantarilla, que corresponde a la descarga de un inodoro tiene un valor de 0.4 lFs. •
CAUDAL DE IN4ILTRACIÓN
!as contribuciones indebidas en las redes de sistemas de alcantarillado sanitario, pueden ser originarias del subsuelo X gen6ricamente designadas como infiltraciones X o pueden provenir del encauce accidental o clandestino de las aguas pluviales. !as aguas del suelo penetran a trav6s de los siguientes puntos( %or las juntas de las tuberas. %or las paredes de las tuberas. En las estructuras de las cámaras de inspección o po"os de visita, cajas de inspección, cajas de paso, tubos de inspección y limpie"a y terminales de limpie"a. El caudal de infiltración B es igual a B por la longitud !B del tramo del colector mB.
Tabla ..- 8alores de I%il&ra'i(% OA!Z
CAUDAL DE CONEBIONES ERRADAS
Se deben considerar los aportes de aguas pluviales al sistema de alcantarillado sanitario, provenientes de malas cone/iones de bajantes de tejados y patiosB. Estos aportes son función de la efectividad de las medida de control sobre la calidad de las cone/iones domiciliares y de la disponibilidad de sistemas de recolección y evacuación de aguas pluviales. El caudal por cone/iones erradas debe ser del 4 C al 03 C del caudal má/imo @orario de aguas residuales domesticas. •
CAUDAL DE DESCARGA CONCENTRADA
!a contribución del caudal de descarga concentrada generalmente proviene de industrias, establecimientos comerciales mercados, restaurantes, locales de baileB, instituciones pblicas y tambi6n de áreas de e/pansión previstas en el proyecto. Además de los valores que corresponden a los valores finales previstos, deben estimarse los valores inciales de caudal de operación de cada tramo para propósitos de verificación del comportamiento @idráulico del sistema en sus etapas inciales de servicio. •
Co#er'iales !MC "
Este caudal está conformado por el agua que es desec@ada de comercios, restaurantes, @oteles, etc. la dotación comercial vara segn el comercio a considerar y puede estimarse entre 933 a 5333 lFcomercioFda, solo para este ejemplo. %ara otros proyectos vara segn el comercio que e/iste en la "ona. El caudal comercial se calcula de la siguiente manera( , en lFs. Dond I c caudal comercial lFsB e( ^ +omercios nmero de comercios separado para cada tipo de comerciosB Dot. dotación comercial lFcomercioFdaB •
I%s&i&'io%es $bli'as !M IP "
Este caudal está conformado por el agua que es desec@ada de cuarteles, @ospitales, escuela, universidades etc. la dotación 1nstitucional vara segn el establecimiento a considerar y puede estimarse entre 4333 a 04333 lF1nstituciones %blicasFda, solo para este ejemplo. %ara otros proyectos vara segn el comercio que e/iste en la "ona. El caudal comercial se calcula de la siguiente manera( , en lFs Dond I 1 caudal 1nstituciones %blicas lFsB e( % ^ 1nstituciones pblicas nmero de 1nstituciones %ublicas Dot. dotación comercial lF1nstituciones %blicasFdaB •
CAUDAL DE DISEÑO
G.HB Dond e(
+audal de diseño lFsB +audal má/imo lFsB +audal de inJltración lFsB +audal de cone/iones erradas lFsB
CALCULO ESTRUCTURAL DE TU3ER@AS INSTALADA EN 05. =AN:A El diseño estructural de un alcantarillado sanitario e/ige que la resistencia de la tubera instalada, dividida por un factor de seguridad determinado debe igualar o e/ceder las cargas concentradas y uniformemente distribuidas en superficie sobre 6sta, por la combinación del peso de suelo carga muertaB y cualquier carga viva dinámica originadas por ve@culos, o estática por acumulación de materialesB, sobre el terreno. A continuación se @ace una demostración de cómo se calcula una defle/ión de la tubera. A''i(% del selo sobre el &bo
DATOS DE LA TU3ER@A DATOS DEL TERRENO )ubera SD<54 %eso especifico del relleno YgfFm5B 2333 Diámetro e/terior del tubo D e 2mB 3.00 Anc@o de "anja 8 d mB 3.4
0a&eri 3.0H2G materiales granulares sin 3.0943 co@esión 3.0433 má/imo para arenas y 3.0533 gravas má/imo para 3.0033 suelos superficiales %ara este ejemplo se escoge materiales granulares sin co@esión por tanto Y 0.5H %or tanto YgFm2B
05H3 YgFm2
] d 05H3
CALCULO DE LAS CARGAS DIN0ICAS DE TRANSITO ! & " &eora de 3ossi%es Dond e( ! !ongitud efectiva mB 3.H % +arga concentrada de la rueda +s +oeficiente de carga de ruedas adimB
Car6a 'o%'e%&rada se6% el eQe del 'a#i(% Carga máxima (ton) eje 55 !ara e#e $encillo % rueda $encilla 105 !ara e#e $encillo % rueda do&le 180 !ara e#e do&le % rueda do&le 270 !ara e#e tri!le % rueda do&le
7uente( -orma me/icana de +arreteras Entonces para el ejemplo tomamos en cuenta el más mayor de la carga concentrada de la rueda %B de 2?333 Yg. Cal'lo del 8alor del Cs
%ara un recubrimiento de un metro tenemos un +S 3.354 +alculo de 7actor de impacto 1tB
4a'&or de i#$a'&o 7s Pro%didad de relle%o Pro%didad de E%&erra#ie%&o *.* a *.; a *. a 0a>or a *.
Carre&e 8as de 1.* 1.; 1.1 1.**
Pis&as de
1. -
1.* 1.* 1.* 1.*
Entonces 1t 0 para tramos carreteros %or tanto
H4G9 YgFm2
] ! H4G9 YgFm2B
8ERI4ICACIÓN DE TU3ER@AS 4LEBI3LES Teora de S$a%6ler
Donde( 7actor de defle/ion 0.4 para condicion de "anja. $arstonB P +onstante de encamado mB 3.0 Asumido. $arstonB ] d %resión +arga $uerta, YgFm2 05H3 2 H4G9 I ! %resión de carga viva, YgFm %S
4.2: C
%or tanto 4.2: C ` ?.4C por ende se cumple el recubrimiento de 0 metro para un anc@o de "anja de 3.4 m de una tubera de 033 mm.