p.2.0143.01 Drenajes Zonas Industriales

SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONAL UNIDAD DE NORM ATIVIDAD TECNICA

ESPECIFICACION TECNICA PARA PROYECTO DE OBRAS

DRENAJES EN ZONAS INDUSTRIALES

( DRAINS ON INDUSTRIAL ZONES )

P.2.0143.01 PRIMERA EDICIÓN MAYO 2001

DRENAJES EN ZONAS INDUSTRIALES Primera Edición

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PREFACIO Pemex Exploración y Producción (PEP) en cumplimiento del decreto por el que se reforman, adicionan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, publicado en el Diario Oficial de la Federación de fecha 20 de mayo de 1997 y con la facultad que le confiere la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público y la Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas, expide la presente especificación técnica, la cual aplica al diseño de drenajes en zonas industriales. Esta especificación se elabora tomando como base la segunda edición de la norma No. 2.143.01, emitida en 1985, por Petróleos Mexicanos, de la que se llevó a cabo su revisión, adecuación y actualización, a fin de adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploración y Producción. En la elaboración de la especificación, participaron: Subdirección de Región Norte Subdirección de Región Sur Subdirección de Región Marina Noreste Subdirección de Región Marina Suroeste Dirección Ejecutiva del Proyecto Cantarell Dirección Ejecutiva del Programa Estratégico de Gas Subdirección de Perforación y Mantenimiento de Pozos Coordinación Ejecutiva de Estrategias de Exploración Auditoría de Seguridad Industrial y Protección Ambiental Subdirección de Planeación Subdirección de Administración y Finanzas Subdirección de Tecnología y Desarrollo Profesional Unidad de Normatividad Técnica

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INDICE DE CONTENIDO

Página

0.

Introducción..........................................................................

3

1.

Objetivo.................................................................................

3

2.

Alcance………………………….……..…...………................

3

3.

Actualización.........................................................................

3

4.

Campo de aplicación............................................................

3

5.

Referencias….……………...…………..…............................

3

6.

Definiciones..........................................................................

4

7.

Abreviaturas..........................................................................

7

8.

Generalidades......................................................................

7

9.

Diseño ..................................................................................

10

10.

Sistemas de drenajes y alcantarillado..................................

14

11.

Requisitos de un sistema de drenaje y alcantarillado...........

15

12.

Antecedentes para un sistema de drenaje y alcantarillado..

23

13.

Métodos de cálculo...............................................................

24

14.

Criterios de diseño................................................................

27

15.

Materiales de construcción...................................................

29

16.

Diseño estructural de tuberías..............................................

35

17.

Bibliografía............................................................................

43

18.

Concordancia con otras normas...........................................

43

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0.

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estimen pertinentes, dirigiendo su correspondencia a:

Introducción.

Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Pemex Exploración y Producción (PEP), se encuentran el diseño, construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones para extracción, recolección, procesamiento primario, almacenamiento, medición y transporte de hidrocarburos, así como la adquisición de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la empresa. En vista de esto, es necesaria la participación de las diversas disciplinas de la ingeniería, lo que involucra diferencia de criterios. Con el objeto de unificar criterios, aprovechar las experiencias dispersas, y conjuntar resultados de las investigaciones nacionales e internacionales, Pemex Exploración y Producción emite a través de la Unidad de Normatividad Técnica ésta especificación con el objeto de determinar, los requisitos necesarios para el diseño de drenajes en zonas industriales.

Pemex Exploración y Producción. Unidad de Normatividad Técnica. Dirección: Bahía de Ballenas # 5, 9° piso. Col. Verónica Anzures, México, D.F. C.P. 11300. Teléfono directo: 55-45-20-35 Conmutador 57-22-25-00, ext. 3-80-80. Fax: 3-26-54 E-mail: [email protected]

4.

Campo de aplicación.

Este documento normativo aplica en todas las áreas que elaboren Ingeniería de diseño para Pemex Exploración y Producción. 1.

Objetivo.

Esta especificación establece los criterios de diseño, métodos de cálculo y materiales recomendables para drenajes en zonas industriales.

2.

Referencias.

5.1 NOM-001-ECOL-1995 “Que establece los limites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales”.

Alcance.

Este documento establece la clasificación, identificación y selección del tipo de drenajes de acuerdo al área de trabajo en plantas industriales así como los requisitos mínimos que se deben aplicar en el diseño de los mismos.

3.

5.

5.2 NMX-B-006-1998 ”Varillas corrugadas y lisas de acero, procedentes de lingote o palanquilla para refuerzo de concreto”. 5.3 NMX-B-013-1946 “Alambre para usos generales”.

de

acero

5.4 NMX-B-018-1988 “Varilla corrugada y lisa de acero, procedentes de riel para refuerzo de concreto”.

Actualización.

A las personas e instituciones que hagan uso de este documento normativo técnico, se solicita comuniquen por escrito las observaciones que

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5.5 NMX-B-032-1988 “Varillas corrugadas y lisas de acero, procedentes de eje para refuerzo de concreto”.


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5.6 NMX-B-253-1988“Alambre de estirado en frío para refuerzo de concreto”.

acero

5.7 NMX-B-290-1988 “Malla soldada de alambre liso de acero para refuerzo de concreto”. 5.8 NMX-B-294-1986 “Varillas corrugadas de acero, torcidas en frío, procedentes de lingote o palanquilla, para refuerzo de concreto”. 5.10 NMX-C-020-1981 “Concreto reforzado.Tubos.- Especificaciones”. 5.11 NMX-C-039-1981 “Asbesto cementoTubo para alcantarillado.-Especificaciones”. 5.12 NMX-C-111-1988 Agregados.- Especificaciones”.

en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agro industriales de servicios y el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado”.

6.

Definiciones.

Para los propósitos de esta especificación se establecen las siguientes definiciones: 6.1 Area de efluentes.- Es el área destinada a la recolección, tratamiento y disposición de las corrientes de agua contaminadas que se generan en los centros de trabajo.

“Concreto.-

5.13 NMX-C-116-1978 “Tubos de concreto.Determinación de la resistencia a la compresión por el método de tres apoyos”. 5.14 NMX-C-414-ONNCCE-1999 “Cementos hidráulicos.- Especificaciones y métodos de prueba”. “Tubos de 5.15 NMX-E-216-SCFI-1994 polietileno de alta densidad (PEAD) para sistemas de alcantarillado.- Especificaciones”. “Tubos y 5.16 NMX-E-211/1-1999-SCFI conexiones.- Tubos de poli (cloruro de vinilo) (PVC) sin plastificante con junta hermética de material elastomerico, utilizado para sistemas de alcantarillado.- Especificaciones”. “Tubos y 5.17 NMX-E-222/1-1999-SCFI conexiones.- Tubos de poli (cloruro de vinilo) (PVC) sin plastificante de pared estructurada longitudinalmente, con junta hermética de material elastomerico, utilizado en sistemas de alcantarillado.- Especificaciones”. 5.18 NOM-002-ECOL-1996 “Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado”. 5.19 NOM-003-ECOL-1997 “Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes

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6.2 Boca de limpieza.- Es un accesorio abocinado que se coloca en los inicios o extremos muertos de los ramales de drenaje, que se emplea para efectuar limpieza; en tramos rectos no mayores de 15 metros, puede sustituir a los registros de limpieza. 6.3 Colector.- Es la tubería que recibe los líquidos aportados por los troncales y los conduce hacia los sistemas de tratamiento y emisores, según sean aguas provenientes de drenajes químicos, aceitosos o pluviales. 6.4 Copa o caja de purga.- Elemento en forma de copa, embudo o caja, empleado para recibir una o más purgas de recipientes u otros equipos. 6.5 Drenaje.- Es el sistema formado por el conjunto de tuberías, válvulas y accesorios que sirven para colectar y desalojar líquidos de desecho, incluye obras complementarias tales como: los carcamos colectores, pozos de visita, fosas y registros entre otros. 6.6 Drenaje aceitoso.- Es el sistema que se colecta y desaloja todas las aguas no corrosivas, contaminadas con hidrocarburos. 6.7 Drenaje pluvial.- Es el sistema que colecta y desaloja las aguas de lluvia de las calles y áreas pavimentadas, aguas de purgas de las torres de enfriamiento, así como todas aquellas


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aguas que no estén contaminadas con hidrocarburos, productos corrosivos o tóxicos. 6.8 Drenaje químico.- Es el sistema que utiliza para colectar y desalojar las aguas residuales contaminadas con productos ácidos, alcalinos o tóxicos; sus materiales de construcción no son afectados por estas substancias y su diseño no permite la generación de emanaciones que afecten la salud de los trabajadores y/o el medio ambiente. 6.9 Drenaje sanitario.- Es el sistema que se utiliza para desalojar las aguas negras y de servicio de los baños de oficinas, cuartos de control, talleres, almacenes y otras instalaciones similares. 6.10 Desarenador.- Es la parte inferior de los registros que permite la sedimentación de los sólidos arrastrados por el caudal. 6.11 Emisor.- Es la tubería o canal que conduce las aguas hacia el punto de descarga final, sin recibir nuevas aportaciones. 6.12 Fosa de neutralización.- Es aquella donde descarga el drenaje químico, su finalidad es la de neutralizar la acción de los ácidos y álcalis. 6.13 Ramal.- Es la tubería que capta los flujos provenientes de, entre otros: copas de purga, equipos, coladeras y rejillas hacia las tuberías troncales. 6.14 Reductor de flama. (Atajallama).- Es el accesorio instalado en las rejillas de los registros de drenajes, con objeto de reducir la altura de las flamas en caso de incendio. Obra 6.15 Registro de drenaje.complementaria de un sistema de drenaje, consistente en un receptáculo con una o más tuberías de entrada y una salida, cuya función es la de captar y dirigir los líquidos, propiciando el buen funcionamiento hidráulico del sistema. Sus dimensiones son tales que permiten en algunos casos la introducción de aparatos mecánicos y el acceso de personas.

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6.16 Sello hidráulico.- Es generalmente, el arribo ahogado de una tubería de drenaje dentro de un registro. Se emplean principalmente en registros de drenajes aceitosos y químicos y su principal función es la de evitar la conducción de gases o la propagación de flama en casos de incendio. 6.17 Separador de agua-aceite (Trampa).Instalación que aprovechando la separación del aceite y el agua debida a la diferencia de densidades, permite el libre paso de esta ultima, reteniendo el aceite para su posterior recuperación. 6.18 Troncales.- Son las tuberías que se utilizan para conducir los líquidos recolectados por los ramales hacia los colectores. 6.19 Tubería de cloruro de polivinilo (PVC).Se elabora a partir de compuestos formulados, usando la resina de Cloruro de Vinilo polimerizada, como materia prima básica. A esta se mezclan en proporciones adecuadas, aditivos que permiten transformar este material en un producto terminado con excelentes propiedades fisicoquimicas Los tubos y conexiones de (PVC) que se fabrican para trabajar a presión se emplean para conducción de agua, para conducción de gas natural y gas L.P. en estado de vapor, en redes generales de distribución. Los tubos y conexiones para trabajar sin presión incluyen las empleadas para conducir aguas de desecho domestico e industrial y para alojar y proteger conductos eléctricos. 6.20 Tubería de concreto reforzado.Conductos de sección circular, fabricados a base de cemento Portland, agregados minerales (arena y grava), agua y refuerzo metálico. En uno de sus extremos un ensanchamiento formando una embocadura que permite juntarlos, formando una tubería cuya superficie interior es continua y uniforme. 6.21

Tubería de asbesto-cemento.

Conducto cilíndrico elaborado de una mezcla intima y homogénea de fibras de asbesto, cementante hidráulico inorgánico y agua; con o sin adición de sílice, fabricados por cualquier proceso que cumpla con la Norma de Calidad NMX-C-039. La tubería de asbesto-cemento se emplea para


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conducción de desechos domésticos y algunos industriales, por gravedad y a la presión atmosférica. 6.22 Tubería de concreto sin refuerzo.- Son conductos de sección circular, fabricados a base de cemento Portland, agregados minerales (arena) y agua, sin refuerzo metálico. En uno de sus extremos lleva un ensanchamiento cilíndrico llamado campana, que se conecte con el extremo del tubo anterior, para formar una línea de tubería continua. a)

Albañal (interior y exterior)

Conductos generalmente circulares (tubos) que recogen las aguas pluviales, sanitarias (negras y jabonosas), aceitosas, de desechos químicos, de lavado de equipo, de contra-incendio, etc. El albañal puede ser interior, la cual es la parte comprendida dentro de las edificaciones y exterior a su prolongación hasta conectarse a las atarjeas. El diámetro de estos tubos generalmente son de 10 o 20 cm ser mayor según las necesidades particulares de cada caso. El tipo de tubo puede ser de barro vitrificado, concreto simple, concreto armado, asbesto-cemento, fierro fundido, acero y plástico. Su uso debe estar supeditado a la clase de producto a evacuar. b)

c)

Interceptor.

Cuando por alguna razón hay necesidad de interceptar y desviar parcial o totalmente el caudal de un colector y conducir su contenido a otro conducto. d)

Emisor.

Cuando el colector deja de recibir las aportaciones de las atarjeas y solo efectúa el papel de conductor hasta el sitio de descarga o desfogue de los desechos, se designa con el nombre de colector de descarga o Emisor. Este conducto por lo general que da fuera de las zonas urbanizadas y en la mayoría de los casos este conducto circular es substituido por un canal. e)

Accesorios.

Todas las obras conexas localizadas a lo largo de la red de tuberías, tienen como finalidad su buen funcionamiento hidráulico, su conservación y limpieza. Dentro de estos se encuentran los pozos de visita, registros de limpieza, coladeras de guarnición, sifones invertidos, drenes, etc. a) Pozos de registro de visita. b) Registros de limpieza. c) Coladera de guarnición. d) Coladera de piso.

Atarjea.

e) Trampas de grasa.

Conductos que van recogiendo las aportaciones de los albañales y en época de lluvias recogen el agua que se evacúa a través de las coladeras. Su localización en áreas habitacionales es por lo general en el eje central de las calles, En el caso de instalaciones industriales su localización debe hacerse no al centro de la calle para evitar interferencias en la operación de dichas instalaciones.

f)

h) Sifones invertidos. i)

Vertederos.

j)

Sub-drenes y drenes.

k) Copas. f)

Puede ser de dos tipos, simples o ramificados. Los simples como su nombre lo indica es una sola línea y ramificada cuando a su vez forman una red en la que unos tramos reciben el gasto de otros: en este caso el conducto central recibe el nombre de Atarjea principal o colectora y las concurrentes vienen a ser ramales, sub-ramales, tributarios, etc.

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Caídas.

g) Lavaderos.

Desfogue.

Punto en donde el colector, interceptor o emisor descarga totalmente su contenido. En este caso dicho lugar puede ser un río, lago, laguna, el mar, una planta de tratamiento o cualquier otro punto fijado o determinado con anterioridad.


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Por lo que respecta al desfogue de los desechos industriales, la red debe ser independiente dentro de la instalación y descargarse a una planta de tratamiento o neutralización y una vez tratada se puede conectar al colector de descarga

8.2

a) Fosa séptica.

Tabla No. 1 Código de identificación de drenajes.

b) A laguna de oxidación.

Identificación de los drenajes.

La identificación en planos y físicamente en los registros de los diversos tipos de drenajes debe hacerse de acuerdo a la siguiente tabla.

c) A río previo separador. Tipo de drenaje Aceitoso

d) Al mar previo separador. e) A pantano previo separador. f)

A red municipal.

g) A áreas de aereacion. h) A fosas neutralizadoras. g)

Conexiones.

Las conexiones entre tuberías y en registros, deben ser siempre de un diámetro menor a uno mayor; y dependiendo de sus dimensiones son a clave, a eje o plantilla, de acuerdo a con la tabla No. 3.

letra A

Color de identificación (especificación Pantone) Café 502d (146 C).

Pluvial

P

Azul seguridad (300 C).

Químico

Q

Naranja 200 (21 C).

sanitario

S

Negro 001 (Black C).

8.2.2 Además de lo anterior, se debe indicar el sentido de flujo de las corrientes mediante flechas tanto en los planos, como marcadas sobre el piso o la tapa de registro. 8.3

Tipo de drenaje por área.

7.

Abreviaturas.

A continuación se describen las características que deben cumplir los drenajes en las áreas industriales más comunes en los centros de trabajo.

NOM

Norma Oficial Mexicana.

8.3.1

NMX

Norma Mexicana.

PEP

Pemex Exploración y Producción.

8.3.1.1 Deben contar con drenaje aceitoso, drenaje pluvial, sanitario y cuando se requiera, con drenaje químico.

Generalidades.

8.3.1.2 Por razones de seguridad y protección ambiental, los distintos tipos de drenaje deben ser independientes (segregados).

8.

Clasificación de los drenajes. 8.1 tipos.

Los drenajes se clasifican en cuatro

Drenaje en las áreas operativas.

8.3.1.3 El drenaje aceitoso para las áreas operativas, debe captar todos los derrames y purgas de hidrocarburos para su recuperación. 8.3.1.4 Debe verificarse que cualquier descarga que se envíe al drenaje aceitoso, tenga la temperatura lo suficientemente baja para reducir la vaporización de hidrocarburos, por ejemplo: Purgas de desaladoras, calderas y tanques de expansión súbita.

Drenaje aceitoso. Drenaje pluvial. Drenaje químico. Drenaje sanitario.

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8.3.1.5 Las aguas negras provenientes de los servicios sanitarios, deben ser desalojadas a través del drenaje sanitario hacia los sistemas de alcantarillado urbano, municipal o cuerpos receptores o bien, hacia una fosa séptica para su tratamiento y posterior disposición.

8.3.2.5 El nivel de arrastre de la tubería del drenaje pluvial, debe estar situado por encima del nivel de arrastre del ducto de drenaje aceitoso por lo menos una vez el diámetro de su tubería, medido a partir de la parte inferior del ducto del drenaje pluvial.

8.3.2 Drenaje en las almacenamiento atmosférico.

8.3.2.6 Las purgas de los tanques atmosféricos, incluyendo los sistemas de drene de las cúpulas flotantes, deben descargar directamente en las copas o registros conectados al drenaje aceitoso.

áreas

de

8.3.2.1 Los tanques de almacenamiento deben contar con un dique o muro de contención, que impida en caso de derrame del producto almacenado, que este salga del área circundada por el dique. 8.3.2.2 De acuerdo a cada instalación, los pisos de las áreas circundadas por los diques deben tener suficientes zonas de escurrimiento con pendientes, parteaguas o canaletas que aseguren el correcto flujo de las aguas contenidas hacia los registros (al menos uno) pluviales de captación. áreas de almacenamiento 8.3.2.3 Las atmosférico y específicamente las comprendidas dentro de los diques o muros de contención, deben contar con sistemas de drenaje pluvial y aceitoso independientes, con sus correspondientes válvulas de bloqueo (tipo poste con bandera indicadora, mariposa, macho esférico, o compuerta con vástago ascendente)colocadas fuera del dique y con una clara indicación de posición: “ABIERTOCERRADO”, así como la identificación con letreros señalando a que drenaje pertenece cada válvula. El sistema de válvulas debe permitir que se puedan emplear selectivamente el drenaje pluvial o el aceitoso, según se requiera. 8.3.2.4 Debe existir por fuera del dique de contención y antes de las válvulas de bloqueo de los drenajes pluviales y aceitoso, una interconexión con válvula entre otras dos tuberías que permita derivar por gravedad, corrientes del drenaje pluvial hacia el aceitoso. Esta válvula así como en las tuberías de descarga de los drenajes pluvial y aceitoso de los diques de contención, deben encontrarse normalmente cerradas (condición que debe indicarse en campo mediante letreros) y para su operación debe elaborarse un procedimiento especifico en cada centro de trabajo.

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8.3.2.7 Los registros abiertos de captación del drenaje aceitoso, deben estar rodeados de un sardinel o tener un brocal de la altura adecuada que minimice la captación de agua de lluvia. Los registros deben contar con tapas provistas de escotillas de inspección para reducir la entrada de material que pudiera azolvar o tapar el registro. 8.3.2.8 El patio interno de los diques de contención de cada tanque de almacenamiento atmosférico, debe contar como mínimo con un registro de drenaje pluvial. 8.3.2.9 Los registros del drenaje pluvial en el patio interno de los diques de contención, deben contar con sello hidráulico por lo menos en el registro de drenaje anterior a la descarga en los ramales o tuberías troncales. 8.3.3 Drenajes en las áreas de tanques de almacenamiento a presión. 8.3.3.1 EL patio interior de cada dique de contención, tanto de tanques esféricos como horizontales, deben contar con un canal de drenaje pluvial (trinchera) que en un extremo descargue a un registro con sello hidráulico y posteriormente a la tubería troncal de drenaje pluvial, por medio de una tubería de descarga que tenga integrada una válvula de bloqueo. 8.3.3.2 La toma para operaciones de purga y muestreo en tanques presurizados debe descargar directamente en el registro del drenaje pluvial provisto con sello hidráulico mencionado en el párrafo anterior. 8.3.3.3 La trinchera del drenaje pluvial debe ser construida de concreto reforzado, cubierta con rejilla “Irving” en la longitud comprendida dentro del


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dique de contención, con dimensiones y pendientes que garanticen la adecuada conducción del fluido hacia el registro mencionado. 8.3.3.4 La ubicación del canal de drenaje (trinchera) y la pendiente del piso dentro de los patios de tanques de almacenamiento a presión deben ser tales, que cualquier liquido vertido dentro del dique fluya hacia el citado canal evitando su acumulación abajo de los recipientes. 8.3.4 Drenajes en áreas de equipos térmicos y plantas de tratamiento de agua. 8.3.4.1 El área de equipo térmico debe contar con drenaje aceitoso y con drenaje pluvial, delimitándose las áreas tributarias de cada uno de ellos por medio de una guarnición. El agua caliente de las purgas no debe ser descargada al drenaje aceitoso. 8.3.4.2 Las zonas que reciben precipitación pluvial abundante, es necesario que sean delimitadas por guarniciones, su superficie únicamente debe tener las pendientes y parteaguas adecuados que conduzcan el caudal hacia los registros apropiados. 8.3.4.3 Las purgas de los domos de calderas deben ir a un tanque “separador instantáneo de fases” y posteriormente al drenaje pluvial. 8.3.4.4. Las áreas de las plantas de tratamiento de agua a base de desmineralización, y en general todas aquellas que manejan gran cantidad de sólidos en sus agua crudas, deben tener un drenaje químico que maneje por separado tanto los productos ácidos como los alcalinos y se debe contar además con fosas de neutralización y sistemas de separación antes de enviar sus efluentes con temperatura adecuada, al drenaje aceitoso. 8.3.4.5 Independientemente del sistema que se utilice para neutralizar las aguas residuales de las plantas de tratamiento, estas podrán ser enviadas a tratamientos secundarios para su rehusó. Si no esta considerado el rehusó, los efluentes de las fosas de neutralización se deben descargar al drenaje aceitoso con un valor de pH entre 6.0 y 8.0.

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8.3.5

Drenajes en áreas de talleres.

8.3.5.1 El área de talleres debe contar con drenaje pluvial, sanitario y donde se requiera, aceitoso o químico. 8.3.5.2 En los talleres en donde se utilicen solventes o productos de limpieza para el lavado de equipos, o se derraman aceites, como los talleres mecánico, de instrumentos, eléctrico y pintura, deben contar con una guarnición que limite dicha área, que descargara al drenaje aceitoso. 8.3.5.3 En los talleres de combustión interna, de reparación de equipo eléctrico, cambiadores de calor, maquinas herramientas o similares, las rampas, fosas de servicio y en general, las áreas destinadas a la neutralización y/o lavado de equipos o partes de los mismos, deben contar con drenaje sanitario, aceitoso y/o químico según corresponda. 8.3.6

Drenaje en áreas de laboratorios.

El área de trabajo de los laboratorios debe tener drenaje sanitario y drenaje químico, conectado en su extremo a una fosa de neutralización que descarga va a el drenaje aceitoso. 8.3.7 Drenaje en estaciones de compresión y generación de electricidad. Las áreas de estaciones de compresión o de generación eléctrica, deben contar con drenaje aceitoso. 8.3.8 Drenaje en áreas de pasos inferiores y trincheras para tuberías (ajenos a casas de bombas). Cuando las condiciones de diseño lo permitan, los pasos inferiores y trincheras para tuberías que transportan hidrocarburos deben contar con drenaje pluvial, cuyo flujo pueda ser derivado hacia el sistema de tratamiento de efluentes en caso de detectar una eventual contaminación. 8.3.9

Drenajes en casas de bombas.

Las casas de bombas deben contar con drenajes sanitarios para los cuartos de control y áreas de cambio de los trabajadores, con drenaje aceitoso


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para sardineles de equipo, purgas, cobertizo principal y trincheras de tuberías y con drenaje pluvial para las demás áreas.

9.

Diseño.

9.1

Generalidades.

comprendida de 1: 1000 a 1: 3000 donde se encuentre consignado lo siguiente: a) Poligonal de apoyo del levantamiento topográfico; relacionándola con las coordenadas geográficas del lugar, o las establecidas convencionalmente para construcción en zonas con obra existente. b)

Para desalojar las aguas residuales de 9.1.1 las áreas operativas dentro de los limites de batería deben considerarse por lo menos dos vertientes de descarga diferentes. Los troncales se deben disponer en 9.1.2 forma de peine, orientándose hacia los colectores y conectados entre sí en los registros iniciales (cabeza de registro), por medio de un drenaje auxiliar con el propósito de que cuando el troncal sé obtruya, se drenen las áreas ahogadas por vasos comunicantes. La profundidad mínima de la parte 9.1.3 superior de las tuberías de drenaje subterráneas debe estar de acuerdo con las cargas aplicadas al terreno en cada caso, pero nunca ser menor de 40 cm en áreas libres de rodamiento vehicular o de 60 cm en áreas con rodamiento veicular, con respecto al nivel de piso terminado. Las canalizaciones eléctricas 9.1.4 subterráneas, “ahogadas” en concreto o rodeadas de tierra compactada, deben tener como mínimo 10 y 30 cm de separación respectivamente, de las tuberías del drenaje subterráneo. Ningún drenaje debe ser alojado bajo 9.1.5 cimentaciones de una construcción. Si las plantas de tratamiento de efluentes 9.1.6 o los sistemas de detectores de gases y mezclas explosivas cuentan con elementos programables, se debe contar con programas de verificación y pruebas de funcionamiento, mantenimiento y actualización tecnológica para asegurar el correcto desempeño de estos. Para efectuar el diseño, calculo y dibujo 9.2 del drenaje de una área industrial o habitacional, es necesario contar con un plano general del área en estudio a una escala que puede estar

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Nombre de los vértices.

c) Orientación astronómica de un lado de la poligonal del área y como consecuencia los rumbos de cada uno de los lados de la poligonal envolvente del área en estudio. d) Longitud de cada uno de los lados de la poligonal. e) Curvas de nivel con equidistancia vertical a cada 25 cm, cuando el terreno sea sensiblemente plano; a cada 50 cm cuando el terreno este clasificado como lomerios y a cada 2 m cuando el terreno este clasificado montañoso. Relacionado a un banco de nivel (BN) preestablecido y referenciado al nivel del mar. f) De existir, indicar la localización de: arboles, posterias de líneas de conducción de corriente eléctrica, telégrafo, teléfono e instalaciones subterráneas existentes, indicando para estas ultimas características como: niveles de arrastre, pendiente, etc. g) Vías de comunicación de acceso, tales como calles, caminos, vías férreas, etc. h) Croquis de localización general y su situación con respecto a la ciudad o población más cercana; así como los parteaguas que afecten por su captación la superficie por beneficiar. i) Dirección de vientos dominantes y reinantes con frecuencia y velocidad. j) Sitio de desfogue de las aguas pluviales y desechos industriales, indicando los niveles. En el plano en cuestión se debe incluir un cuadro con resumen de datos, incluyendo coordenadas de los vértices.


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Teniendo el plano de conjunto con todos 9.3 los datos, enumerados anteriormente, se procede a la localización de las diferentes áreas dentro de la instalación, tales como:

ya sea por la red de evacuaciones o por infiltración, como por ejemplo en las áreas verdes o en ciertas áreas rojas (áreas cubiertas con grava, tezontle, etc.)

a) Area de proceso complementarias.

La división de las áreas en “inundables” 9.7 y “no inundables”, tienen como objeto disminuir el costo de la obra, aunque lo preferible es que el caudal de aguas de lluvia fuera absorbido por la red de evacuaciones.

servicios

auxiliares

y

b) Area de almacenamiento. c) Area administrativa. d) Area habitacional en caso que se incluya, etc. Habiendo hecho la planificación de 9.4 conjunto, se procede a la planificación de detalles, con los datos de necesidades de la planta industrial, o área habitacional en estudio. Tratándose de un área habitacional, se localizan las zonas de habitación propiamente, zona comercial, zona recreativa, áreas verdes, etc. Se fijan los aguales, procurando tener el mínimo volumen de terracerias (cortes y terraplenes), haciendo un anteproyecto de posición de cajas, registros, coladeras etc., así como el de los ramales de la tubería para cada tipo de drenaje. El diseñador debe realizar el 9.5 anteproyecto de las redes de tubería y localización de cajas, con el propósito de coordinar las secciones de tubería y el diseño eléctrico a fin de evitar cruzamientos al mismo nivel. Debe darse preferencia en cuanto a elevaciones y recorrido a este tipo de tubería en relación con los demás ductos ya que trabaja por gravedad y las tuberias de proceso generalmente lo hacen a presión. 9.6 Se debe planificar las áreas de forma de tener dos tipos de zonas. a) Zonas “no inundables”, las cuales no deben tener en ningún momento cantidades de agua que dificulten el transito y el movimiento de vehículos y peatones, perjudicando la operación. Dichas áreas son calles de intercomunicación, estacionamiento, áreas de trabajo de las plantas de proceso, área administrativa, etc. b) Zonas “inundables”, en donde momentáneamente y puede almacenar cierta cantidad de agua que se elimina posteriormente,

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Siempre se debe suministrar un desagüe 9.8 rápido de las aguas pluviales, sobre todo cuando la infiltración produzca cambios en el estado físico de los suelos, que puede afectar la cimentación de las instalaciones o provocar humedades perjudiciales. Antes de hacer el anteproyecto de las 9.9 diferentes redes de albañal, debe localizarse cuidadosamente y dibujarse sobre el plano maestro (de localización de equipo), todas las cimentaciones pequeñas y grandes de equipo, de columnas y de las edificaciones: también deben indicarse la posición y cimentación de las columnas que forman los marcos de soporte para tubos o conjuntos de tuberías, postes de alumbrado, sistemas de agua contraincendio, etc., los cuales sino son indicados, pueden resultar posteriormente interferencias con los sistemas de albañales. Lo mismo puede decirse de cualquier instalación eléctrica subterránea. 9.10 Conceptos generales para el diseño, cálculo y distribución de la tubería, alcantarillado y accesorios para los diferentes tipos de drenaje. 9.10.1 Los lineamientos generales para el diseño de los sistemas de drenaje y alcantarillado son los siguientes: 9.10.1.1 Las líneas de drenaje se dimensionan tomando como gasto de diseño (Q), el correspondiente a las necesidades futuras. Si el terreno es plano, el gradiente hidráulico (pendiente hidráulica) de las líneas de drenaje que desfoguen aguas pluviales, se puede basar en la elevación del brocal de la alcantarilla de captación del área. El diámetro mínimo de las líneas de drenaje pluvial es de 15 cm.


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9.10.1.2 La velocidad mínima permisible es de 0.75 m/s para los drenajes de aguas negras y de 0.60 m/s para los demás drenajes. La máxima velocidad permisible es de 2.50 m/s. Cuando haya de esperarse cantidades importantes de sedimentación o de lodos, la velocidad mínima permisible es de 1.20 m/s.

a)

Los drenes que sirven a una salida de equipo, con menos de 6.0 m de longitud; 10 cm de diámetro.

b)

Los drenes que den servicio a dos o más salidas de equipo o que tengan mas de 6.0 m de longitud; 15 cm de diámetro.

9.10.1.3 La profundidad recomendable para las líneas de drenaje es de 0.60 metros, en las zonas donde no circulen vehículos. En las zonas de circulación de vehículos (calles, áreas de estacionamiento, caminos, etc.), la profundidad es la que exija la carga H-20 y bajo las vías de ferrocarril el colchón será el necesario para la carga Cooper E-70. Cuando por circunstancias especiales de niveles, no sea posible cumplir con las profundidades mínimas especificadas anteriormente, sobre todo en las áreas de circulación de vehículos, se puede disminuir esta, siempre y cuando en dichas áreas se ponga tubería con alta resistencia mecánica (fierro fundido, acero, etc.), o protegiendo la tubería con una camisa o chaqueta.

c)

Cuando se utilice tubo de acero, asbestocemento plastico o de algún material especial, o de acero recubierto; para la recuperación de algún líquido especial o cuando este tipo de tubo este ahogado en concreto; el diámetro mínimo es el especificado en los valores siguientes: • Los drenes que sirvan a una salida o que tengan menos de 5.0 m de longitud; 5 cm de diámetro. • Los drenes que sirvan a dos o más salidas o que tengan más de 5.0 m de longitud; 10 cm de diámetro.

9.10.4 9.10.2

Sistema de drenaje de aguas negras.

Localización de alcantarillas.

Se debe proyectar en la red de drenaje; cajas, pozos de visita, etc., en los puntos siguientes:

Los drenajes de aguas negras deben conectar las aguas de las instalaciones sanitarias de excusados, lavabos, coladeras de piso de los edificios, etc.

a) En las uniones de tubería troncales. b) En las puntas muertas de las líneas troncales. c)

En los cambios de dirección, de pendiente o de diámetro de la tubería.

9.10.4.1 Los gastos de diseño están especificados en el subinciso 12.8.1 de esta especificación. El diámetro mínimo para las líneas troncales de drenaje de aguas negras es de 15 cm. 9.10.4.2 No se debe descargar a este sistema de drenaje, desechos ácidos, cáusticos, hidrocarburos ni contaminantes similares.

d) En donde existan caídas. e) En los cruces de calles. f)

En las uniones de ramales, subramales, etc., con líneas troncales, cuando la longitud del ramal, subramal, etc., exceda de 30 m.

9.10.3

9.10.4.3 Las aguas negras se deben descargar a una fosa séptica, o a una planta de tratamiento y finalmente al sistema de drenaje municipal. 9.10.4.4 Cuando la descarga de las aguas negras no sea posible hacerla al drenaje municipal; el efluente de la fosa séptica se debe descargar a un campo de oxidación y pozo de absorción.

Líneas de drenajes.

Las líneas de drenajes que sirvan a equipo, se dimensionan de acuerdo con el gasto provisto, con los diámetros mínimos que se fijan a continuación:

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9.10.4.5 Las fosas sépticas que descarguen a sistemas de drenajes industriales, deben tener un sello liquido de cuando menos 20 cm.


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9.10.4.6 En los registros debe darse una caída mínima de 3 cm entre la plantilla del tubo de entrada y la plantilla del tubo de salida. 9.10.5

En las áreas de proceso:

9.10.5.1 Se deben construir cárcamos para el drenaje de superficie. 9.10.5.2 Las líneas de drenaje se diseñan para la suma de gastos de aguas pluviales y de proceso o de aguas contra incendio y de proceso, tomando el gasto mayor de los dos. 9.10.5.3 Las líneas de drenaje que salgan de las áreas de proceso, deben tener cuando menos un pozo de visita sellado cerca de los límites de la planta. 9.10.5.4 Los pozos de vista sellados deben tener tapas macizas y venteadas. 9.10.6

9.10.9 Los drenajes indicados en el subinciso 9.10.7 deben descargar en un drenaje industrial exterior del dique. Si se proyectan sistemas de drenajes independientes industriales y de aguas limpias, se debe descargar a cualquiera de estos sistemas. 9.10.10 El diámetro mínimo de las líneas de drenaje de aguas pluviales es de 15 cm. 9.10.11 Sistemas de drenaje subterráneo y de canales para aguas limpias.

En las áreas generales de las plantas:

9.10.6.1 Se debe instalar cárcamos o cajas de captación de área en número suficiente para manejar el drenaje de superficie procedente de las áreas sujetas a contaminación. 9.10.6.2 .Las líneas de drenaje se deben diseñar para la suma de gastos de las aguas pluviales y de proceso o de las aguas contra incendio y de proceso, tomando el gasto mayor de los dos. El gasto de las aguas pluviales y de proceso es acumulativo. 9.10.6.3 No sé deben incluir los volúmenes correspondientes a las áreas que quedan encerradas dentro de los diques de tanques.

9.10.7

utilizarse cunetas poco 9.10.8 Pueden profundas dentro de las áreas de proceso o adyacentes a ellas para la recolección de aguas pluviales y de contraincendio, la pendiente mínima recomendable es de 0.002 m por metro de cuneta sin revestir y de 0.001 m por metro de cunetas revestidas. La profundidad mínima es de 7.5 cm y la máxima recomendable de 30 cm el ancho máximo de 1.5 m.

Los sistemas de aguas limpias recolectan las aguas pluviales y las de contraincendio de las áreas que ordinariamente no estas sujetas a contaminación. 9.10.11.1 No es necesario sellos líquidos para los pozos de visita o carcamos. 9.10.11.2 Se debe utilizar siempre que sea posible los lechos naturales de drenaje. 9.10.11.3 En el caso de proyectarse canales para la conducción de aguas limpias, estas deben ser normalmente de sección transversal trapezoidal, con un ancho mínimo de plantilla de 60 cm, los taludes de 2 horizontal por 1 vertical; pero puede ser 1.5 horizontal y 1.0 vertical en el caso que haya limitaciones de espacio y si lo permiten las condiciones del terreno.

Areas en zonas de tanques.

Las aguas pluviales procedentes de las áreas comprendidas dentro de los diques de tanques se deben colectar en uno o varios carcamos situados cerca de los diques. El volumen de descarga se controla mediante una válvula o compuerta normalmente cerrada, situada en el exterior del dique.

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9.10.11.4 Se pueden utilizar canales en forma de V para ramales que no pasen de 60 m de longitud. Los taludes seran normalmente de 1.5 horizontal a 1 vertical. La pendiente mínima para facilitar el escurrimiento es de 0.005 m por metro, la profundidad mínima es de 15 cm y la máxima de 60 cm.


10.

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Sistemas de drenaje y alcantarillado.

10.1 Se consideran básicamente divididos en dos grupos principales: a)

En zonas o áreas habitacionales.

b)

En zonas o áreas industriales.

A la vez, se puede hacer otra subdivisión 10.2 tanto en áreas habitacionales como en áreas industriales. a)

Sistema separado

b)

Sistema combinado

c)

Sistema mixto.

10.3.4 En este caso se permite tener un tramo o área donde el sistema seria combinado (agua pluvial y agua aceitosa) hasta un lugar en donde se coloque una válvula para desviar el drenaje a un tanque separador de aceites o trampa de grasa. 10.3.5 El albañal de agua aceitosa como un sistema separado, debe ser conectado a un separador de aceite.

Que consiste hacer en algunos casos una combinación de los sistemas separados y combinados. 10.3

10.3.3 El drenaje de las áreas con pavimento o sin pavimento, adyacentes a tanques de almacenamiento, torres, intercambiadores de calor, bombas, compresores y todo equipo que drene aceite, en forma considerable, deben desviarse a los albañales de aguas aceitosas.

Sistema separado.

de dos o más redes 10.3.1 Costa independientes, una que recoge las aguas negras propiamente dichas y el agua pluvial que cae sobre las azoteas y patios de las edificaciones, siendo este gasto algunas veces considerable. Otras redes que recogen exclusivamente las aguas pluviales que caen en la vía publica o en las calles de intercomunicación, parques, zonas verdes, estacionamientos, áreas de tanques, etc. Las otras redes son con el objeto de recoger los desechos de aguas aceitosas de casas de bombas, purgas de tanques de almacenamiento, fugas de motores, torres, intercambiadores, áreas de tanques, etc. Para recolectar estas fugas, fugas o desperdicios aceitosos se hace usando campanas de drenaje de extremo abierto colocadas adyacente al equipo servido. 10.3.2 Durante los paros de las plantas para mantenimiento, revisiones, ampliaciones, pruebas, etc., estas campanas de drenaje se usan para drenar agua de los equipos que puedan adquirirla para pruebas hidrostática etc; también las bombas y compresoras deben estar provistas con campanas de drenaje de extremo abierto, localizadas en los extremos de sus bases.

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10.3.6 La cantidad de agua contra incendio por evacuar, proveniente de los hidrantes, debe estimarse a partir de los diagramas o planos maestros en donde vienen localizados los equipos. Se debe realizar un estudio comparativo entre el volumen a evacuar de agua pluvial y la de contra incendio y de acuerdo con el mayor gasto, debe diseñarse la tubería. 10.3.7 Además de las redes indicadas anteriormente hay que considerar el albañal de productos químicos (ácidos o alcalinos) el cual debe diseñarse para colectar desechos de agua fuertemente contaminantes de productos químicos corrosivos, consecuencia de la operación de una planta de proceso, tales como derrames, fuga, purgas y drenaje de válvulas en bombas y equipos de proceso. 10.3.8 Los drenajes grandes de torres y tanques conviene hacerlo por medio de cajas de tabique, concreto u otro material a prueba de ácido, o protegidos por un material anticorrosivo. 10.3.9 En las áreas en donde haya derrame de productos ácidos deben protegerse y limitarse con una guarnición y además, tanto el pavimento de esas superficies como la guarnición, deben protegerse con productos resistentes a los ácidos, o productos alcalinos, esto es conveniente en caso de derrame de productos ácidos dentro de esas áreas para confinarlo y colectarlo o encauzarlo al albañal de productos ácidos.


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10.3.10 Los drenajes de productos químicos ya sean ácidos o alcalinos, consecuencia de la operación de una planta industrial de proceso, se deben hacer en redes separadas, las cuales deben descargar a tanques o sitios para su neutralización o tratamiento.

11. Requisitos de un sistema de drenaje y alcantarillado. Los requisitos que debe satisfacer un 11.1 sistema de drenaje y alcantarillado son: 11.1.1

Localización adecuada.

11.1.1.1 Para hacer una localización adecuada del sistema de drenaje y alcantarillado de una área industrial o una zona habitacional, se debe tomar en cuenta: la topografía del área en estudio, la urbanización, la profundidad a que debe desplantarse la tubería de drenaje en relación con el proyecto de la tubería de proceso y el de conducción de productos, los ductos eléctricos y las cimentaciones para evitar que haya interferencias al mismo nivel. También para la localización de la tubería en elevación se debe tomar en cuenta el sitio de desfogue. La topografía del área es básica, tanto para la localización de las diferentes instalaciones, como para la red de drenajes: en donde siempre se debe seguir la pendiente del terreno, tanto para facilitar el drenaje superficial, como para evitar que la tubería se profundice. 11.1.1.2 De acuerdo con el recorrido de la tubería, las trazas aceptables son: a) En forma de abanico.- Adecuado para terreno plano en donde los colectores de gran longitud no convengan, teniendo que proyectarse los colectores que converjan, a un lugar central, formando un abanico. Los puntos de interconexión deben localizarse donde la pendiente lo permita (Ver figura No. 1).

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b) En forma de bayoneta.- Propio para los lugares cuyas condiciones topográficas son muy accidentadas. En este caso las atarjeas van cambiando de dirección en cada crucero, con el objeto de irse adaptando al terreno. y hay necesidad de efectuar lavados (Ver figura No. 2). c) En forma de peine.- la disposición en peine se presenta cuando un colector recibe las aportaciones de las atarjeas por un solo lado. Esta forma es adecuada en lugares donde se requiere un pronto desalojamiento, dejando sus aguas en un colector el cual a su vez desfoga a otro colector principal; este tipo es recomendable en zonas de poca pendiente (Ver figura No. 3). d) En forma de doble peine.- Cuando un colector es alimentado por ambos lados formando el colector el lomo de peine. También se utiliza en lugares de poca pendiente (Ver figura No, 4). e) En forma ramificada.- es aquella en que sus ramales parten del extremo del área por drenar, siguiendo la topografía del terreno más conveniente en donde el colector recibe las aportaciones de ramales y subramales (Ver figura No. 5). f) En forma radial.- este sistema es empleado en urbanizaciones en que su planificación es del tipo radial o cuando las condiciones topográficas lo ameriten como por ejemplo en una ladera de un cerro o en una cuenca, obteniéndose de esta manera la traza de la red colectora en forma radial, dando formas circulares que concurren a un punto de desfogue (ver figura no. 6). 11.1.1.3 Dentro de los factores que deben tomarse en cuenta para una buena localización es el punto escogido u obligado como desfogue, para que converjan a el todos los ramales de tubería y tratar de evitar recorridos innecesarios para evitar mayor excavación, mayor numero de cajas registro, y mayor longitud de tubo. En caso extremo se recurre al bombeo para el desalojamiento de las aguas, pero siempre debe evitarse esta solución.

subramal

Ramal Ramal

Colector Ramal

Figura No. 1.- Red colectora en abanico.

Tributario subramal Ramal Colector Ramal subramal Tributario

Figura No. 2.- Red colectora en bayoneta

DRENAJES EN ZONAS INDUSTRIALES

RAMAL

RAMAL

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RAMAL

Primera Edición

Colector

RAMAL

RAMAL

Figura No. 3.- Red colectora en peine.

RAMAL

RAMAL

Colector

Figura No. 4.- Red colectora en doble peine

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Ramal

Colector

Tributario

Subramal

Figura No. 5.-Red colectora en forma ramificada

Subramal

Ramal

Ramal

Subramal

Colector

Figura No. 6.- Red colectora en forma radial

11.1.2

Seguridad en la eliminación.

La eliminación de las aguas pluviales, sanitarias (negras y jabonosas), etc., debe hacerse lo más pronto posible del área por drenar y procurando no causar molestias y peligros sobre todo con los desechos químicos. Por lo tanto, aún cuando las aguas negras tardan algunas horas en entrar en

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franca descomposición, es preciso alejarlas tan pronto se produzcan, así como los desechos químicos resultado de la operación de una instalación industrial. Esto debe hacerse por lo general mediante conductos cerrados (tubos) para evitar a la vista las aguas sucias y a la vez resguardar a la atmósfera de gases nocivos y


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contaminaciones en los lugares por donde pasan los conductos. Para que la eliminación de las aguas de desecho sea segura, la red debe satisfacer además los siguientes requisitos.

velocidad mínima debe ser la especificada anteriormente, siendo dichas pendientes las anotadas a continuación, en función del diámetro de la tubería y el coeficiente de rugosidad (n= 0.013). Tabla No. 4 Pendiente mínima.

11.1.2.1 Velocidad. a) Con el objeto de que las materias sólidas que llevan en suspensión las aguas de desecho no se depositen en los conductos, además que estos depósitos pueden producir gases tóxicos e irritantes perjudiciales a la salud por lo que es necesario una velocidad mínima de escurrimiento de las aguas de desecho. b) Los sistemas de tuberías para drenaje, se deben proyectar para comportarse como canales abiertos, y no bajo presión, aunque en ocasiones pueden ir llenas. c) Por experiencias se ha llegado a la conclusión que la velocidad con la cual no se sedimentan las materias sólidas en suspensión en las aguas de desecho, tales como la arena fina u otra materia sedimentable. Dicha velocidad mínima requerida es de 0.005 m/s. Por consiguiente, la pendiente mínima admisible es por ello, la que produzca esta velocidad cuando la tubería se encuentre trabajando, pero si la topografía del terreno lo permite deben darse pendientes mayores. d) En el sistema de tuberías y alcantarillado con aguas de lluvia, se requieren mayores velocidades que en las aguas negras, debido a la presencia de arena gruesa, gravas, cascajo, etc., que arrastran las aguas en áreas descubiertas. En este caso la velocidad mínima admisible es de 0.75 m/s, pero conviene llegar a 0.90 m/s. e) Debido al carácter abrasivo de los materiales sólidos, debe evitarse que la velocidad de escurrimiento sea excesivamente alta, considerándose como valor limite superior 3.0 m/s. f) En terrenos muy planos, donde es difícil dar la pendiente mínima, se tiene la tendencia a emplear tuberías de mayor diámetro debido a que pueden utilizarse con pendientes más reducidas. Sin embargo, aún cuando puedan proyectarse las líneas de tuberías con pendientes bajas, la

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Diámetro del tubo (cm) 10 15 20 25 30 35 45 60

Pendiente mínima (%) 1.20 0.60 0.40 0.30 0.22 0.16 0.12 0.08

g) No es recomendable emplear tubos de mayor diámetro, ya que se reduce el radio hidráulico (r), y con ello la velocidad. Por consiguiente deben emplearse siempre tubos de las menores dimensiones posibles. Los valores dados en la tabla anterior fueron calculados por medio de las fórmulas de Manning y de Chezy. A continuacion se muestra la formula de Manning para canales abiertos v=

1 2 / 3 1/ 2 r s n

Para aplicar a tubos, se tiene la formula siguiente: v=

0.393 2 / 3 1 / 2 d s n

La formula de Chezy es: v = c

rS

0.00155 1   +  23 + s n  en donde C = 0.00155  n  1 + 23 +  s   r donde: v = velocidad media (m/s.). r = radio hidráulico (m) y cuyo valor es igual al área transversal de la sección entre el perímetro mojado.


s=

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pendiente hidráulica.

n = coeficiente de rugosidad de la superficie interior del tubo. C = coeficiente cuyo valor esta dado por la formula anterior. d = diámetro del tubo.

resinas fenolicas o tubo metálico con porcelanizado interior que resista la acción del producto de desecho. En la impermeabilidad de la red también debe considerarse el agua de infiltración para su mejor funcionamiento hidráulico. Para calcular la cantidad de agua que se infiltra se deben tomar en cuenta los siguientes factores: a) El cuidado y supervisión que se tenga en la construcción.

11.1.2.2 Ventilación. Una ventilación adecuada es necesaria para evitar la acumulación de gases explosivos y corrosivos que se producen por la putrefacción de la materia orgánica de las aguas negras o de los desperdicios industriales. Dichos gases deben eliminarse a través de perforaciones hechas en las tapas de los registros de visita, cajas de limpieza, etc., o ponerle ventilación adecuada a las líneas. 11.1.2.3 Impermeabilidad. Todas las aguas de desecho tanto industriales como negras, deben conducirse de manera que no causen contaminaciones en el manto freatico o a lugares por donde van pasando las tuberías para evitar esto debe seleccionarse la tubería adecuada como: barro vitrificado, concreto, concreto armado, asbesto-cemento, fierro fundido, acero y en el caso de desechos industriales corrosivos se emplea tubería de plástico, fibra de vidrio y resina epoxica, tubo metálico con recubrimiento especial con

b) Profundidad del manto freático. c) Tipo de suelo. d) Diámetro de la tubería. e) Tipo de tubería. 11.1.2.4 Capacidad suficiente. El sistema de drenaje y alcantarillado debe proyectarse con la capacidad suficiente para desalojar el volumen total de aguas y desechos industriales. Además se deben tomar en cuenta las posibles ampliaciones y dejar preparaciones. 11.1.2.5 Resistencia en la construcción. El sistema de drenaje y alcantarillado debe ser lo suficientemente fuerte para resistir los esfuerzos a que va estar expuesto, tanto internos como externos, antes y después de la construcción.

Tabla No. 2 Valores de (n) según Horton para usarse en la formula de Manning en tuberías. Tipo de tubo Tubería fierro forjado negro comercial Tubería fierro forjado galvanizado comercial.

Condiciones de las paredes Perfectas 0.012

Buenas 0.013

Regulares 0.014

Malas 0.015

0.013

0.014

0.015

0.017

Tubería de latón o vidrio.

0.009

0.010

0.011

0.013

Tubería de acero remachado en espiral.

0.013

0.015

0.017

0.017

Tubería de barro vitrificado.

0.010

0.013

0.015

0.017

Tubos comunes de barro para drenajes.

0.011

0.012

0.014

0.017

Tubería de concreto.

0.012

0.013

0.015

0.016

0.009

0.011

0.013

0.010

0.011

0.012

0.013

Tubería de asbesto-cemento. Tubería de cemento pulido.

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En el calculo de resistencia para elegir el tipo de conducto adecuado y la forma apropiada hay que considerar: a)

b)

Cargas externas: Resistencia del suelo, empuje de los terrenos naturales, las cargas muertas y vivas sobre los conductos, representadas por el relleno de tierra que los cubre y las presiones transmitidas por el transito en las áreas de circulación o estacionamiento de vehículos. Cargas internas: El movimiento y presión del agua, de existir, y las fluctuaciones del gasto que puede hacer trabajar los conductos como canal o como tubo forzado.

11.1.2.6 Facilidad de inspección y limpieza. Las obras complementarias requieren para la inspección y limpieza del sistema deben tener la suficiente amplitud para facilitar la introducción de aparatos mecánicos y el acceso de personas que ayuden a limpiar y desazolvar la red en cualquier tramo del sistema proyectado. Generalmente estas obras complementarias deben localizarse en todo cruzamiento, cambio de pendiente, cambio de diámetro, etc., y su espaciamiento entre sí esta supeditado a las condiciones especiales de cada proyecto. De una manera general las distancias a las que se localizan los accesorios (coladeras, pozos de visita, etc.,) se hace en función del diámetro de la tubería: Para tubos hasta de 30 cm de diámetro a cada 30 m; de 30 a 50 cm de diámetro a cada 50 m y para mayores de 50 cm de diámetro, las obras accesorias se colocan a distancias de 70 m. 11.2 Partes componentes de un sistema de alcantarillado. 11.2.1 Todo sistema de drenaje y alcantarillado debe estar constituido por las siguientes partes: 11.2.1.1 Tubería: f)

Albañal (interior y exterior)

Conductos generalmente circulares (tubos) que recogen las aguas pluviales, sanitarias (negras y

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jabonosas), aceitosas, de desechos químicos, de lavado de equipo, de contra-incendio, etc. El albañal puede ser interior, la cual es la parte comprendida dentro de las edificaciones y exterior a su prolongación hasta conectarse a las atarjeas. El diámetro de estos tubos generalmente son de 10 o 20 cm ser mayor según las necesidades particulares de cada caso. El tipo de tubo puede ser de barro vitrificado, concreto simple, concreto armado, asbesto-cemento, fierro fundido, acero y plástico. Su uso debe estar supeditado a la clase de producto a evacuar. g)

Atarjea.

Conductos que van recogiendo las aportaciones de los albañales y en época de lluvias recogen el agua que se evacúa a través de las coladeras. Su localización en áreas habitacionales es por lo general en el eje central de las calles, En el caso de instalaciones industriales su localización debe hacerse no al centro de la calle para evitar interferencias en la operación de dichas instalaciones. Puede ser de dos tipos, simples o ramificados. Los simples como su nombre lo indica es una sola línea y ramificada cuando a su vez forman una red en la que unos tramos reciben el gasto de otros: en este caso el conducto central recibe el nombre de Atarjea principal o colectora y las concurrentes vienen a ser ramales, sub-ramales, tributarios, etc. h)

Interceptor.

Cuando por alguna razón hay necesidad de interceptar y desviar parcial o totalmente el caudal de un colector y conducir su contenido a otro conducto. i)

Emisor.

Cuando el colector deja de recibir las aportaciones de las atarjeas y solo efectúa el papel de conductor hasta el sitio de descarga o desfogue de los desechos, se designa con el nombre de colector de descarga o Emisor. Este conducto por lo general que da fuera de las zonas urbanizadas y en la mayoría de los casos este conducto circular es substituido por un canal.


f)

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una planta de tratamiento o cualquier otro punto fijado o determinado con anterioridad.

Accesorios.

Todas las obras conexas localizadas a lo largo de la red de tuberías, tienen como finalidad su buen funcionamiento hidráulico, su conservación y limpieza. Dentro de estos se encuentran los pozos de visita, registros de limpieza, coladeras de guarnición, sifones invertidos, drenes, etc.

Por lo que respecta al desfogue de los desechos industriales, la red debe ser independiente dentro de la instalación y descargarse a una planta de tratamiento o neutralización y una vez tratada se puede conectar al colector de descarga

h) Pozos de registro de visita.

i)

Fosa séptica.

i)

Registros de limpieza.

j)

A laguna de oxidación.

j)

Coladera de guarnición.

k) A río, previo separador.

k) Coladera de piso.

l)

l)

m) A pantano, previo separador.

Trampas de grasa.

Al mar, previo separador.

m) Caídas.

n) A red municipal.

n) Lavaderos.

o) A áreas de aereacion.

o) Sifones invertidos.

p) A fosas neutralizadoras.

p) Vertederos. 11.2.2

q) Sub-drenes y drenes. r) g)

Copas. Desfogue.

Punto en donde el colector, interceptor o emisor descarga totalmente su contenido. En este caso dicho lugar puede ser un río, lago, laguna, el mar,

Conexiones.

Las conexiones entre tuberías y en registros, deben ser siempre de un diámetro menor a uno mayor; y dependiendo de sus dimensiones son a clave, a eje o plantilla, de acuerdo a con la tabla No. 3.

Tabla No. 3 Conexiones. Diámetro (cm) 25 30 38 45 60 76 91 107 122

25

30

38

45

60

76

91

107

122

P

PEC P

PEC PEC P

EC PEC PEC P

EC EC PEC PEC P

C EC EC PEC PEC P

C C EC EC PEC PEC P

C C C EC EC PEC PEC P

C C C C EC EC PEC PEC P

P= Conexión Plantilla con Plantilla (ver figura 7). E= Conexión Eje con Eje (ver figura 7). C= Conexión Clave con Clave (ver figura 7). En los “Registros de Caída” la altura máxima entre plantillas de conductos es de 1.5 m.

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1.- Clave con clave

2.- Eje con eje

3.- Plantilla con plantilla

Figura No. 7 Diferentes tipos de conexión de albañales a líneas subramales, ramales o troncales 11.2.3

e)

Sellos hidráulicos.

Deben colocarse en los registros indicados en el proyecto tales como: a)

En el primer registro a la salida de los diques circundantes a los tanques de almacenamiento.

b)

En el primer registro a la salida de la casa de bombas.

c)

En el primer registro a la salida de trincheras que recolectan agua aceitosa.

d)

Ultimo registro antes de entregar el caudal de desechos al separador de aceites.

23/43

Primer registro después del separador de aceite.

Los sellos se pueden formar dentro de los registros con codos de 90 grados o “Y” es de fierro fundido y colocados en tal forma que queden ahogados 15 cm abajo del nivel de arrastre del tubo de salida.

12. Antecedentes para un sistema de drenaje y alcantarillado. Básicamente se pueden dividir en dos 12.1 partes principales. a) En zonas habitacionales.


b)

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En zonas industriales.

En el caso de áreas habitacionales para 12.2 personal obrero y técnico de plantas industriales, se puede conocer un dato especifico de población en función del numero de obreros y técnicos que operan dicha planta dato con el cual podemos calcular la población futura. 12.2.1

Volumen de aguas negras:

El gasto de aguas negras se calcula tomando como base él numero y el tipo de las instalaciones sanitarias, y el volumen de agua a considerar es de 125 Lts, por persona y por turno. 12.2.2

Volumen de agua contra incendio.

En caso de incendio o derrame de hidrocarburos, la válvula del drenaje pluvial debe mantenerse cerrada, canalizando y dosificando posteriormente el flujo a través del drenaje aceitoso. En las operaciones de purgado de tanques, la válvula del drenaje pluvial debe mantenerse invariablemente cerrada y se abrirá la válvula del aceitoso, para dosificar el purgado y posteriormente se debe volver a cerrar; las descargas de las purgas deben ser visibles. En los centros de trabajo donde se justifique, la descarga del drenaje pluvial debe contar con detectores de gases y mezclas explosivas que funcionen de manera continua y alarmen en caso de existir contaminación del agua con hidrocarburos, antes de su desalojo por el emisor.

El las líneas de drenaje que están sujetas a recibir cargas de agua contra incendio se utilizaran los siguientes datos de diseño.

12.5

a) 2000 lts/min. hasta el primer registro.

Las aguas de los drenajes químicos deben ser neutralizadas y/o tratadas antes de ser vertidas al drenaje aceitoso.

Drenaje químico.

b) 1000 lts/min. para cada registro subsecuente. c) 3800 lts/min. como máximo para un ramal. d) 7600 lts/min. como máximo para una línea troncal. 12.3

12.6

Drenaje aceitoso.

Los volúmenes colectados por el drenaje aceitoso, deben conducirse a los sistemas de tratamiento de efluentes que permitan la recuperación de hidrocarburos y que las aguas residuales cumplan con los limites máximos permisibles de contaminantes de acuerdo con la NOM–001ECOL, NOM–002-ECOL y NOM–003-ECOL. 12.4

No deben mezclarse en los drenajes las aguas residuales que contengan sustancias que reaccionen en forma violenta o formen compuestos peligrosos. Drenaje sanitario.

Las aguas negras deben ser tratadas antes de ser enviadas a los cuerpos receptores o bien, pueden ser enviadas a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, siempre y cuando cumplan con los limites máximos de contaminantes permitidos por las normas NOM–01-ECOL, NOM– 002-ECOL y NOM–003-ECOL. Antes de su tratamiento, no se deben unir drenajes de aguas negras con el drenaje pluvial.

Drenaje pluvial.

Las aguas de drenaje pluvial pueden enviarse fuera del centro de trabajo siempre y cuando la descarga no rebase los limites máximos permisibles de contaminantes de acuerdo con las normas NOM-001-ECOL, NOM-002-ECOL y NOM003-ECOL; en caso contrario deben enviarse a fosas de retención para su tratamiento y neutralización.

24/43

13.

Métodos de calculo.

El cálculo de una red de drenaje y 13.1 alcantarillado básicamente consiste en desalojar un determinado caudal de agua, el cual esta expresado por la siguiente ecuación.


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Q = CAi

d) Procedimiento Gráfico Alemán.

En donde el caudal de agua a desalojar es igual al producto del área (A) por la intensidad máxima de lluvia (i): afectado por el coeficiente de impermeabilidad o escurrimiento (C). Esta fórmula no se debe utilizar para calcular la capacidad de los conductos ya que no considera el fenomeno de concentración de las aguas, o sea que no toda el agua de lluvia que cae al mismo tiempo sobre una zona se concentra en el conducto que la evacuar:

En cualesquiera de estos procedimientos la cantidad calculada de agua de lluvia a desaguar esta en función directa de:

Todos los conceptos enlistados a 13.2 continuación se deben considerar en el análisis y cálculo de una red de drenaje y alcantarillado.

d) Del máximo caudal.

13.2.1 Cantidad e intensidad de las lluvias. El primer dato que se debe conocer para el estudio del drenaje superficial, es la cantidad de agua que cae en el área en estudio en forma de lluvia, que se mide en milímetros de altura. La relación entre la cantidad de agua a evacuar y la cantidad de agua de lluvia, se denomina “coeficiente de escurrimiento”, y tiene los valores medios deducidos de la experiencia, los cuales se indican en la tabla No. 4.

a) Del área a desaguar expresada en hectáreas. b)

De la intensidad, duración y cantidad de las lluvias, cuyo valor se deduce de un análisis de los datos pluviometricos.

c) De la frecuencia de las precipitaciones.

e) Del coeficiente de escurrimiento. f)

De la inclinación de la superficie.

Del estado de la zona a desaguar. 13.2.2.1 Procedimiento racional americano. Este procedimiento de calculo esta basado en el hecho de que la lluvia, cuando más intensa es, es menor su duración, es decir, que la intensidad es una función del tiempo, siendo su expresión matemática:

Q=

AIR 3600

13.2.2 Para calcular la cantidad de agua a desaguar, el diseñador debe emplear cualesquiera de los siguientes procedimientos.

en donde:

a) Procedimiento Acional Americano.

Q =Caudal o gasto a desaguar (lts/seg.).

b) Métodos empíricos. c) Métodos racionales. Tabla No. 4 Coeficientes de escurrimiento. Naturaleza de la superficie. Cubierta de edificios.

Valores de Ι De 0.70 a 0.95

Pavimentos asfálticos de buena calidad.

De 0.85 a 0.90

Pavimentos de concreto, adoquinados, etc., con juntas permeables.

De 0.50 a 0.70

Pavimentos de concreto, adoquinados, etc., con juntas impermeables.

De 0.75 a 0.85

Pavimentos de macadam ordinario.

De 0.25 a 0.60

Pavimentos de piedra o ladrillos etc., con juntas impermeables.

De 0.75 a 0.80

Pavimentos de gravas gruesas (piedra bola).

De 0.15 a 0.30

Superficies no pavimentadas (terracerias revestimientos, etc.).

De 0.10 a 0.40

Parques, prados, bosques (muy variables con la pendiente del suelo y con la clase del subsuelo).

De 0.05 a 0.25

25/43


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A =Superficie del área por drenar y que ha de dotarse de alcantarillas (m2). Ι =Coeficiente de escurrimiento que le corresponde en función del tipo de suelo (impermeabilidadrelativa). R = Cantidad de lluvia (mm/h). Como el coeficiente de escurrimiento (Ι) de una área, no se mantiene fijo en todas las condiciones, sino que tiende a aumentar cuando persiste la lluvia, debido a que se satura el suelo y se llenan las depresiones de las superficies, se sugiere corregir el coeficiente de escurrimiento de acuerdo a la fórmula que C.E. Gregory ha deducido como fórmula del coeficiente de escurrimiento en superficies impermeables, la expresión:

Q =Es el caudal en litros por segundo y por a hectárea (lt/sh . ∂ =Es la cantidad de agua a evacuar (mm). M = Es un factor que depende la turbulencia de la corriente. t=

Es el tiempo transcurrido desde el comienzo de la lluvia (tiempo de duración).

K = Es una constante que depende la rugosidad de la superficie, de la pendiente, del coeficiente de turbulencia y del recorrido máximo de la corriente, de acuerdo con la ecuación: K=

414 5 (3 − M)nL

en donde:

Ι = 0.175 T

1/3

en donde:

S = Es la pendiente.

Ι = Coeficiente de escurrimiento.

n = Coeficiente de rugosidad L = Recorrido máximo de la corriente (m).

T = Duración de la lluvia (mm). Para otro tipo de superficie, W.C. Hoad y H.G.Mc Gee sugieren las siguientes expresiones para determinar los coeficientes de escurrimiento siguientes: a) Para superficies impermeables: Ι=

T 8 +T

b) Para superficies permeables: Ι=

0.3T 20 + T

a) Una de las fórmulas empleadas para determinar el caudal (gasto) de la corriente a desaguar por una alcantarilla es aplicando la ecuación de Robert F, Horton. Dicha ecuación es: Q = 2.756

∂+ g h

El factor M varia entre 1.0 para corrientes muy turbulentas y 3.0 para corrientes laminares: pero en promedio se toma un valor de M = 2.0 en todos los casos, que corresponde a turbulencias de 75%; aunque debe tomarse un valor más bajo para superficies cubiertas de hierba muy densa (áreas verdes, jardines, etc.) y más alto para superficies muy lisas. Los valores del coeficiente de rugosidad (n) para diferentes tipos de superficies, se indican en la tabla No. 5.

13.2.2.2 Métodos empíricos.

M

M = Factor que depende de la turbulencia de la corriente.

1     M + ∂ M 1 K t        M  25.4  60     

Cuando la superficie esta compuesta por pavimentos de diferentes clases, se debe tomar un coeficiente promedio proporcional a la superficie de cada uno de los pavimentos que intervienen. Considerando valores de M = 2.00 que la pendiente comúnmente usada es del 2% K es igual: 58.5 K= nL

en donde:

26/43


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Sustituyendo los valores de M y K en la expresión que nos da el valor del gasto (Q) se tiene:

consideraciones, incrementándose este con las aportaciones constantes del área de estudio:

 2.3∂  1/2  2  Q = 2.756 ∂ tgh 0.025t     nL   

a) Del gasto de agua colectada durante la precipitación pluvial máxima horaria, según los datos estadísticos meteorológicos de la zona, de los diez años anteriores a la fecha del diseño.

b) Formula de Talbot: A = 0.183 C

4

3

A

b) Del volumen colectado de agua contraincendio que se requiere para atender el riesgo mayor en el área considerada.

en donde: a = área hidráulica necesaria que debe tener la 2 alcantarilla (m ). C = Coeficiente cuyo valor esta en función del tipo de terreno.

Los registros del drenaje aceitoso deben tener sello hidráulico en cada una de las tuberías de llegada a los mismos.

C = 0.20 para terreno plano. C = 0.30 para terreno casi plano. C = 0.40 para terreno poco ondulado. C = 0.50 para terreno muy ondulado. A = Superficie por drenar en (ha). De acuerdo con las intensidades de lluvias en el lugar de que se trate el diseñador debe modificar en mas o en menos el área hidráulica dada por la formula de Talbot. Esta considerada para lluvias de 100 mm/hr.

14.

Criterios de diseño.

14.1

Drenajes aceitosos.

El drenaje aceitoso puede contar con 14.1.2 uno o más cárcamos reguladores para controlar el flujo hacia los separadores.

14.1.1 La capacidad de drenaje en las áreas operativas, debe calcularse tomando en cuenta el volumen mayor que resulte de las siguientes

14.1.3 En las áreas de almacenamiento, las copas y registros de purga del drenaje aceitoso deben estar diseñados de tal manera que se evite la introducción de materiales que se hayan acumulado dentro del dique. 14.2

Drenaje pluvial.

14.2.1 La capacidad del drenaje pluvial debe calcularse de acuerdo con el volumen mayor de las siguientes consideraciones. a) El gasto de agua colectada en las áreas consideradas, durante la precipitación pluvial máxima horaria, para lo cual se tomaran los datos estadísticos meteorológicos de la zona correspondiente a diez años anteriores a la fecha del diseño.

Tabla No. 5 Coeficientes de rugosidad. Tipo de superficie.

Valores de n.

Pavimentos muy lisos.

0.02

Pavimentos lisos y compactos, sin piedras en la superficie.

0.10

Pavimentos con poca hierba o firmes de alguna rugosidad.

0.20

Pavimentos de hierba normal.

0.40

Pavimentos de hierba muy densa.

0.80

27/43


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b) El volumen de agua colectada en las áreas pluviales el día más lluvioso, según datos estadísticos meteorológicos de la zona, de los diez años anteriores a la fecha del diseño. c) En el caso de las áreas operativas, el gasto de agua contraincendio captado, empleado en el combate del riesgo mayor. 14.2.2 Las aguas del drenaje pluvial deben descargar directamente a un colector, el cual las conduce al cuerpo receptor o a un cárcamo regulador, que debe tener una derivación con bloqueos hacia el sistema de tratamiento de efluentes, para ser utilizada en caso de contaminacion del drenaje pluvial. 14.2.3 El emisor del centro de trabajo debe ser diseñado para eliminar la posibilidad de contaminar el alcantarillado municipal, urbano o cuerpo receptor.

14.4 Drenaje sanitario. 14.4.1 La capacidad del drenaje sanitario debe calcularse tomando como base el número de muebles sanitarios. 14.4.2 Las aguas del drenaje sanitario que no puedan enviarse directamente al drenaje urbano, municipal o cuerpo receptor, deben enviarse a sistemas de tratamiento o fosas sépticas, pudiéndose conectar su efluente al drenaje pluvial o al emisor directamente, previa verificación que las corrientes vertidas no rebasan los limites máximos permitidos de contaminantes que establece la Norma NOM-001-ECOL. 14.4.3 Las aguas provenientes de lavabos y regaderas de los baños, antes de ser enviadas al drenaje municipal o fosa séptica, deben pasar por una trampa de grasas. 14.5

14.3

Registros.

Drenaje químico.

14.3.1 La capacidad del drenaje químico debe calcularse tomando en cuenta la suma de aportaciones de cada instalación en particular. 14.3.2 El tratamiento de las corrientes particulares debe hacerse localmente en cada instalación mediante plantas de tratamiento (cuando así se requiera) y fosas de neutralización; una vez neutralizadas, y previa verificación que las corrientes cumplen con los limite máximos permisibles de contaminantes de acuerdo con la normatividad local, estas pueden ser enviadas al drenaje aceitoso. 14.3.3 De acuerdo a cada diseño, la distancia recorrida por la corriente del drenaje químico a ser tratada, neutralizada y reutilizada o vertida al drenaje aceitoso, debe ser lo más corta posible con el objeto de minimizar los riesgos inherentes a su conducción. 14.3.4 La conducción de las aguas de los drenajes químicos hacia las plantas de tratamiento y neutralización debe ser mediante un sistema hermético cuyos registros puedan ser abiertos eventualmente para efectuar inspecciones.

28/43

La ubicación de los registros en tuberías de drenaje debe ser tal que la distancia entre ellos sea equivalente en metros a los centímetros que tenga el diámetro nominal de los tubos, pero nunca mayor a 50 m. 14.6 Bocas de limpieza. 14.6.1 Se deben instalar bocas de limpieza en los extremos muertos de las tuberías de los ramales; su dimensión mínima, es el mismo diámetro comercial de la tubería del ramal. 14.6.2 Se deben instalar bocas de limpieza en los sellos hidráulicos de los registros del drenaje aceitoso. Cuando estos estén constituidos por una conexión tipo “T”, “Y” o similar, la boca de limpieza quedar localizada en el extremo muerto taponado de dicha conexión, teniendo un diámetro igual al de la tubería del drenaje aceitoso hasta cuando ésta tenga un diámetro de 254 mm (10 pulg.) y manteniéndose esta dimensión para tuberías con mayor diámetro. Cualquier elemento de fijación de tapas 14.6.3 en las bocas de limpieza (tornillos, grapas, anclas etc.) deben ser construidos de material resistente a


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la corrosión y estar debidamente aislados para evitar la formación de pares galvánicos.

15.2

Tuberías para drenaje aceitoso.

15.2.1

Son aceptables los siguientes materiales:

14.7 Sello hidráulico. 14.7.1 Se deben instalar sellos hidráulicos en aquellos registros donde se deba evitar el retorno de vapores tóxicos o explosivos, así como la propagación de explosiones, algunos ejemplos son: todo el drenaje aceitoso, llegada a cárcamos reguladores de demasías, llegadas y salidas de los separadores de aceite-agua, último registro pluvial en patios de tanques de almacenamiento antes de troncales, llegadas al sistema de tratamiento de efluentes y/o plantas de tratamiento de aguas y último registro antes de la descarga del emisor. 14.7.2 El tirante mínimo de agua, necesario para formar el sello hidráulico puede varia y de acuerdo a cada diseño, el cual debe asegurar el correcto funcionamiento del sello bajo condiciones normales de operación.

a)

Acero al carbono.

b)

Concreto simple (hasta diámetros de 30 cm).

c)

Concreto armado (en diámetros mayores de 30 cm).

d)

Asbesto-cemento.

15.2.2 No se deben emplear materiales a base de polímeros tales como: Cloruro de polivinilo (PVC) o polietileno de alta densidad (PEAD) en la construcción de estos drenajes. 15.3

Tubería para drenaje pluvial.

15.3.1

Son aceptables los siguientes materiales.

a) Acero al carbón. b) Concreto simple. 15.

Materiales de construcción.

c) Concreto armado.

15.1

Generalidades.

d) Asbesto-cemento (el empleo de tuberías de este material estará sujeto a la decisión de la Subdirección Operativa correspondiente).

15.1.1 La selección del material de los tubos empleados para la construcción de los distintos tipos de drenajes debe efectuarse en función del lugar o instalación a la que darán servicio, características del fluido, diámetro del tubo, disponibilidad de material, resistencia de la tubería, técnicas de instalación, características del terreno, etc. 15.1.2 El material de la tubería empleada debe ser compatible con las características de la corriente transportada, para su adecuada conducción, mínima degradación de la tubería y ausencia de filtraciones hacia el subsuelo. 15.1.3 Cualquier material de construcción distinto a los especificados en este documento, es motivo de análisis entre entidades operativa, de proyecto y construcción y de seguridad del organismo.

29/43

e) Cloruro de polivinilo (PVC). f)

Polietileno de alta densidad (PEAD).

15.3.2 El empleo de los materiales a base de polímeros debe ser utilizado cuidadosamente de acuerdo al tipo de instalación, condiciones de operación, tipo de influentes y esfuerzos a los que es sometida la tubería, estos materiales se utilizan normalmente dentro de los edificios, áreas verdes, calles, etc., este tipo de materiales no debe ser empleado en aquellas áreas susceptibles de recibir descargas de hidrocarburos (entre otros: interior de diques, llenaderas y casas de bombas). 15.4

Tubería para drenaje químico.

15.4.1 Para los drenajes químicos deben especificarse los materiales adecuados en cada caso, según los fluidos que se manejen;


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a)

Barro vetrificado.

b)

Cloruro de polivinilo (PVC).

c)


d)

Acero inoxidable.

e)

Fibra de vidrio con resina epoxicas.

f)

Concreto con aditivos que resistencia a ácidos y álcalis.

Diámetro interior en cm.

le impriman

15.5

Tubería para drenaje sanitario.

15.5.1

Son aceptables los siguientes materiales:

a)

Asbesto-cemento

b)

Concreto simple (hasta diámetros de 30 cm).

c)

Concreto armado (en diámetros mayores de 30 cm).

d)

Cloruro de polivinilo (PVC).

e)


15.6

15.6.2 El tubo de barro vitrificado se recomienda para substancias abrasivas, a la humedad permanente, a la alta alcalinidad, al salitre, a los gases y substancias corrosivas como el ácido sulfúrico concentrado, agua a altas temperaturas, vapor, a los desperdicios químicos domésticos. 15.6.3 Los tubos de barro vitrificado deben tener las siguientes medidas aproximadas: Largo neto (cm) 60-75-100 60-75-100 60-75-100 60-75-100 60-75-100 60-75-100 60-75-100

Espesor (mm) 12.7 15.9 19.0 22.2 25.4 27.0 38.1

15.6.4 El tubo de barro vitrificado debe cumplir con la resistencia al aplastamiento requerido de acuerdo con la Norma NMX-C-007.

30/43

Nota

Tubería de concreto sin refuerzo.

15.7.1 La tubería de concreto sin refuerzo se emplea en la conducción de aguas pluviales, aguas negras y jabonosas (aguas sanitarias domesticas y aguas aceitosas con baja presión hidrostática. 15.7.2

15.6.1 La tubería de barro vitrificado debe cumplir con las pruebas indicadas en la Norma NMX-C-007.

1.488 1.488 1.488 1.637 1.786 2.184

NOTAS. Cuando se especifique la prueba por el método de apoyos de arena, se debe aumentar la resistencia especificada en el método de 3 apoyos en 30%.

15.7

Tubería de barro vetrificado.

Diámetro (cm) 10 15 20 25 30 40 45

10 15 20 25 30 40 45

Resistencia media en Kg/m. Método de los Método de tres apoyos. apoyos de arena

Clasificación y especificaciones.

15.7.2.1 Los tubos de concreto sin refuerzo son de tres clases y de un solo grado de calidad. 15.7.2.2 Las especificaciones que deben cumplir los tubos de concreto sin refuerzo del Grado citado anteriormente son las que a continuación se indican. a) Resistencia a la ruptura: Se debe determinar por el método de los tres (3) apoyos de acuerdo a la Norma Pemex 3.143.04 y la especificación P.3.014304, y en ningún debe ser será menor que los valores indicados en la tabla No. 7. b) Dimensiones; Las dimensiones de los tubos de concreto sin refuerzo, son los especificados en la tabla No. 7, según la Norma NMX-C-009. c) Acabado.- Los tubos deben ser concentricos, sin fracturas ni grietas largas o profundas, sin rugosidad superficial interior, excepto la producida normalmente en la manufactura del tubo. Los planos que pasan por los extremos de los tubos, deben ser perpendiculares a su eje longitudinal.


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d) Tolerancias permitidas en las dimensiones: En los tubos con diámetro menor o igual que 250 mm, se permite que el espesor tenga hasta 2.0 mm menos que el espesor correspondiente de la tabla No.7, en los tubos con diámetro entre 300 y 600 mm se admite una reducción en el espesor de hasta 3.0 mm; y en los tubos con diámetro mayor que 600 mm, esta reducción esta limitada a 5.0 mm. Las variaciones locales de espesor de pared de tubo que excedan las variaciones aquí especificadas deben aceptarse si el tubo cumple con los demás requisitos físicos descritos. 15.8

Tubería de concreto reforzado.

15.8.2

Clasificación.

• Grado 1 • Grado 2 • Grado 3 • Grado 4 15.8.3

Empleo.

Los tubos de concreto reforzado se emplean para la conducción de aguas pluviales, aguas negras y algunas aguas industriales. 15.8.4 Requisitos físicos. Los tubos de concreto reforzado deben satisfacer los siguientes requisitos físicos:

Los tubos de concreto reforzado se clasifican en cuatro grados, de acuerdo a su resistencia a la compresión. Tabla No. 7 Propiedades físicas. Clase Ι Diámetro Tolerancias (+) del Espesor mínimo Carga mínima de ruptura interno nominal diámetro interno para de la pared del (mm) todas las clases (mm) tubo (mm) kN/m kfg/m 100 10 16 22.0 2240 150 10 16 22.0 2240 200 10 19 22.0 2240 250 10 22 23.5 2390 300 10 25 26.5 2700 380 15 32 29.0 2960 450 15 38 32.0 3260 600 20 54 38.0 3880 760 25 88 44.0 4490 Clase II Clase III Espesor mínimo Carga mínima de ruptura Espesor mínimo Carga mínima de ruptura de la pared del de la pared del tubo (mm) tubo (mm) kN/m kgf/m kN/m kgf/m 19 29.0 2960 19 35.0 3570 19 29.0 2960 22 35.0 3570 22 29.0 2960 29 35.0 3570 25 29.0 2960 32 35.0 3570 35 33.0 3370 44 38.0 3880 41 38.0 3880 47 42.0 4280 50 44.0 4490 57 48.0 4900 75 52.5 5350 94 64.0 6530 107 63.0 6430 107 69.5 7090 3 NOTA 1).- En ningún caso la cantidad de cemento utilizado puede ser menor que 330 kg/m .

31/43

15.8.4.2 Materiales: a) Cemento. El cemento que se utiliza para el concreto debe cumplir las especificaciones establecidas en las Normas NMX-C-414ONNCCE, según la clase de cemento que se emplee en su fabricación.

Los tubos de asbesto-cemento para alcantarillado se clasifican en cuatro clases para cada diámetro nominal, de acuerdo con su carga mínima de 2 ruptura al aplastamiento expresados en Kg/m : esta clasificación es: • B-6 • B-7.5

b) Agregados. Los agregados para la elaboración del deben cumplir lo especificado en la Norma NMX-C-111. c) Acero de refuerzo. El acero de refuerzo que se utilice en la fabricación de los tubos debe cumplir con las especificaciones que se establecen en las Normas NMX-B-006, NMXB-013, NMX-B-018, NMX-B-032, NMX-B-253, NMX-B-290 y NMX-B-294, según la clase de refuerzo que se emplee.

• B-9 • B-12.5 15.9.3

Diámetros.

Los diámetros nominales de la tubería de asbestocemento se indican en la tabla No. 9. 15.9.4

Estanquidad. 2

15.8.5

Características físicas.

Los diferentes grados de la tubería de concreto reforzado deben cumplir con lo estipulado en la especificación P.3.0143.04 y la Norma NMX-C020, de acuerdo a la tabla No. 8. 15.9

Tubería de asbesto-cemento.

15.9.2

Clasificación.

Los tubos deben resistir una presión de 3.5 Kg/cm durante 5 segundos, y al cabo de los cuales los tubos no deben presentar perdidas ni exudaciones. 15.9.5

Cargas.

15.9.4.1 Resistencia a la flexión. Deben resistir los tubos de 150 mm, de diámetro, una carga de 450 kg, aplicada en los puntos tercios de un claro de 2.70 m, en tubos de 3.00 m, de largo.

Tabla No. 8.Espesor de pared para tubos de concreto reforzado. Grado 1

Grado 2

Grado 3

Grado 4

Diámetro nominal (mm)

Espesor de pared A (mm)

Espesor de pared B (mm)










30

44

51

30

44

51

30

44

51

30

(1)

51

38

47

57

38

47

57

38

47

57

38

(1)

57

45

50

63

45

50

63

45

51

63

45

(1)

63

60

63

76

60

63

76

60

63

76

60

(1)

76

76

70

89

76

70

89

76

70

89

76

(1)

89

91

76

101

91

76

101

91

(1)

101

91

(1)

101

107

89

114

107

89

114

107

(1)

114

109

(1)

114

122

101

127

122

101

127

122

(1)

127

122

(1)

127

152

127

152

152

127

152

152

(1)

183

152

178

183

152

178

212

203

183

(1)

212

(1)

NOTAS: 1.- Diseño especial del fabricante. Para su aprobación debe entregar los resultados de las pruebas mecánicas a Pemex Exploración y Producción.

15.9.4.2 Resistencia de aplastamiento.

15.9.6

Las longitudes de los tubos de asbesto-cemento son de 3.0 y 3.75, 4.0, 4.75 y 5.0 m. Para tubos con extremos planos y longitud efectiva para tubos con campana.

La prueba de resistencia al aplastamiento debe realizarse por el método de apoyo en tres puntos, en tubos de 20 cm, de longitud para tubos hasta de 30 cm, de diámetro. 15.9.5

Longitud.

15.10

Acabado.

Tubería de cloruro de polivinilo (PVC).

La tubería de PVC debe tener las características indicadas en la tabla 10 y cumplir con las especificaciones y pruebas indicas en las Normas NMX-E-211/1 y NMX-E-222/1.

La superficie interior de los tubos debe ser lisa y regular, no debe presentar irregularidades (grietas, depresiones, abolladura y protuberancias).

Tabla No. 9. Resistencia por aplastamiento. Diámetro nominal (mm)

B-6 (Kg/cm ).

150 200 250 300 350 400 450 500 600 750 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000

1500 1800 2100 2400 2700 3000 3600 4500 5400 6000 6275 7500 8400 9600 10800 12000

2

C L A S E 2 2 B-7.5 (Kg/cm ). B-9 (Kg/cm ) 1500 1875 2275 2625 3000 3375 3750 4500 5625 6750 7500 8400 9375 10500 12000 12500 15000

1500 1800 2250 2700 3150 3600 4050 4500 5400 6750 8100 9000 10080 11250 12600 14400 16200 18000

2

B-12.5 (Kg/cm ) 1875 2500 3125 3750 4375 5000 5625 6250 7500 9375 11250 14000 15625 17500 20000 22500 25000

Tabla No. 9. Diámetro y espesores de pared de tubería de PVC. Diámetro nominal (mm) 100 150 160 200 250 300 315 355 375 400 450 500 525 600 630

Tipo 35 3.1 4.6 6.1 7.6 9.1 11.1 13.6 18.0

Espesor mínimo (mm) Tipo 41 Tipo 51 2.6 3.9 5.2 6.5 7.7 9.5 -

2.1 3.1 4.2 5.2 6.2 -

Pared estructurada 4.1 5.1 6.4 8.1 9.1 10.3 11.5 12.8 16.2


15.11

P.2.0143.01:2001 UNT

Tubería de polietileno de alta densidad (PEAD).

AC

Asbesto-cemento.

A

15.11.1 La tubería de PEAD debe tener las características indicadas en la tabla 11 y cumplir con las especificaciones y pruebas indicadas en la Norma NMX-E-216-SCFI. Tabla 11 Diámetros nominales y espesores mínimos de tubería de PEAD. Diámetro nominal (mm)

RD21

100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 810 850 900 1050 1200

5.4 8.0 10.4 12.9 15.3 16.9 19.3 21.8 24.8 26.6 29.0 31.4 33.8 36.2 38.1 38.7 41.1 43.5 50.8 58.1

Espesor mínimo (mm) RD26 RD32.5 RD41 4.4 6.5 8.4 10.5 12.5 13.7 15.6 17.6 19.5 21.5 23.4 25.4 27.3 29.3 30.8 31.3 33.2 35.2 41.0 46.9

3.5 5.2 6.7 8.4 9.9 10.9 12.5 14.0 15.6 17.2 18.7 20.3 21.8 23.4 24.6 25.0 26.5 28.1 32.8 36.5

2.8 4.1 5.3 6.6 7.8 8.6 9.9 11.1 12.4 13.6 14.8 16.1 17.3 18.5 19.5 19.8 21.0 22.3 26.0 29.7

Acero.

AI

Acero inoxidable. Cloruro de polivinilo (Poli-Vinil-Cloride).

PVC

PEAD

Polietileno densidad.

15.12.3 Conexiones.

Codos a 45º “Y” sencilla a 45º “Y” doble a 45º “T” Desviación.

15.12.4 Accesorios (alcantarillas). Símbolo

Descripción

CR

Coladera con rejilla para superficies de rodamiento.

Drenaje Pluvial.

CP

Coladera con rejilla para patios.

Drenaje sanitario.

CI

Coladera de cuneta.

CC

Caja ciega.

Drenaje aceitoso. Drenaje químico (ácido o alcalino) 15.12.2 Siglas que indican el tipo de material del tubo.

CA

complementarios

Clave

15.12.1 Tuberías:

CS

alta

Codos a 90º

Símbolos convencionales empleados en 15.12 el dibujo de drenaje y alcantarillado.

BV

de

CCS RV

Concreto armado.

34/43

Registro de visita.

RVS

Registro de visita con sello hidráulico.

RVC

Registro de visita con coladera.

Barro vétrificado. Concreto simple.

Caja ciega con sello hidráulico.


P.2.0143.01:2001 UNT

W = CwB

RE

Registro especial.

CP

Caja para purgas.

RPI

Registro con paso a través de tubería.

2

donde: W = Carga vertical por metro lineal que soporta la tubería (kg/m o lb pie lineal). C = Coeficiente que incluye el efecto de: C

Cárcamo o cisterna.

CP

Copa para purga de tanque y equipo.

TR

Tapón registro.

1. Relación de la altura del relleno al ancho de la zanja o diámetro de la tubería. 2. Fuerzas cortantes entre los prismas de tierra interior y adyacentes. 3. Dirección y cantidad del ajuste relativo entre los prismas de tierra interior y adyacentes a causa de las condiciones del relleno.

FS-Po Fosa séptica de Asbestocemento prefabricado (Asbestolit o similar), indicando su capacidad. SEP

4. Rigidéz del soporte de la tubería a causa de las condiciones del relleno.

SEP

Separador Agua-Aceite.

RTL

Registro especial tipo lumbrera.

CD

Cajón para drenaje.

El valor del coeficiente G depende de las condiciones de encamado. El encamado de la tubería puede ser en terraplén o en zanja.

Trinchera o dren con rejilla.

El encamado de la tubería en terraplén se

16.

Diseño estructural de tuberías.

16.1

Cargas sobre tuberías.

consideran los siguientes casos.

1

Para el diseño de tuberías se debe considerara básicamente dos tipos de cargas.

2 3

100% 70% 50%

a)

b)

Aquellas debidas a la gravedad, como es el peso del volumen de tierra o colchón que actúa sobre el lomo del tubo, en donde la magnitud de esta carga depende de las características propias del material de relleno (Carga muerta). Otras que son debidas a las cargas adicionales (carga viva) y que pueden ser estáticas o móviles.

16.1.1

Cargas muertas.-

Condiciones de terraplen incompleta

Figura No. 8 100% de proyección proyectante. 70% de condición proyectante. 50% de condición proyectante. El encamado de la tubería en zanja puede ser:

La magnitud de estas cargas se determina empleando la teoría del Dr Manson Marston en función del tipo de material, el ancho de la cepa y la profundidad de la misma.

35/43

•

Clase A En grava o a base de arena con relleno apisonado.


P.2.0143.01:2001 UNT

•

Clase B En grava o base de arena con relleno no apisonado.

•

Clase C Tubería apoyada sobre montículos de tierra o mediante conchas de acoplamiento con relleno apisonado.

•

Tabla No. 12. Factor de carga para diferentes condiciones de encamado. Condiciones de encamado Clase A

De 100 hasta 300

1.7

De 350 hasta 500

1.8

De 600 hasta 900

2.0

Clase B

De 100 hasta 900

1.5

Clase C

De 100 hasta 300

1.3

De 350 hasta 500

1.4

De 600 hasta 9

1.5

De 100 hasta 900

1.1

Clase D Tubería apoyada sobre montículos de tierra o mediante conchas de acoplamiento con relleno no apisonado.

16.2

Partes principales de un tubo. clave

Arranque o riñon

Arranque o riñon

Diámetro del Factor carga tubo (mm)

Clase D Nivel de arrastre

En función de la forma de la zanja, la determinación de la carga sobre la tubería se puede determinar según sea el caso por las siguientes formulas:

apoyo d e

D

e

16.3.1 Para anchos de zanja mayor de 2 a 3 veces el diámetro exterior del tubo:

Figura No.9

2

(Bc ) Wc = Cc 100

D = diámetro exterior. d = diámetro interior. e = espesor. en donde: 16.3

Factores de carga.

Wc = Carga sobre el conducto (Kg-m).

Un método conveniente de probar la tubería por cargas de aplastamiento (W) es el de los tres (3) apoyos.

3

w = Peso volumétrico del suelo de relleno (Kg m ). Bc = Diámetro exterior del tubo (cm).

Sin embargo ya que la resistencia del soporte está influenciada por las condiciones del encamado y la presión lateral actuando contra los lados del tubo, es necesario aplicar un factor de carga al método de los tres (3) apoyos para relacionar los esfuerzos del mismo con aquellos, la relación puede expresarse por la siguiente fórmula. Carga externa = Factor de carga x la carga del método de los tres apoyos.

36/43

Cc = Coeficiente de carga cuyo valor está en función de: H , p , Rsd , u , K. Bc Donde: H es la altura de relleno sobre la tubería en m; p es la relación de proyección y es igual a la altura entre la parte superior de la tubería al nivel de la tierra y el diámetro exterior de la tubería. Rsd es una relación de ajuste. u coeficiente de fricción


P.2.0143.01:2001 UNT

interna del suelo. y K relación de Rankine de la presión lateral a la presión vertical. Para valores de

H mayores de 1.3 y Rsd. de 0.70, Bc

Cc es lineal y los valores se pueden determinar por la ecuación empírica: Cc = 1.592

Donde

Diferentes condiciones de encamado

Bc

Bc

RELLENO SELECCIONADO Y APISONADO

RELLENO SELECCIONADO APISONADO GRAVA

16.4

H - 0.96 Bc

1/4 Bc min. 0.6 Bc

Arena 50 mm Tubo encamado en base de grava

Tubo sobre concha circular de arena

Clase A Bc

Bc

RELLENO SELECCIONADO Y APISONADO

RELLENO CUIDADOSAMENTE APISONADO EN CAPAS DE 10 cm.

Tubo sobre montuculo de tierra

Tubo sobre piso plano

Clase C Figura No. 10.- Condiciones de encamado de tubería

37/43


P.2.0143.01:2001 UNT

Condiciones de carga según la forma de la zanja. Relleno

A) En zanja

ANCHO DE LA ZANJA MENOR QUE 2 ó 3 VECES Bc .

Bc

Usar W d para ancho de zanja menor de 2 a 3 veces el exterior Bc

diametro

Relleno

B) En Proyeccion positiva del conducto.

ANCHO DE LA ZANJA MAYOR QUE 2 ó 3 VECES Bc.

Bc

Usar W d para ancho de zanja mayor de 2 a 3 veces el exterior B c.

diametro

Figura No. 11 Condiciones de carga según la forma de la zanja

16.4.2 Cuando ocasionalmente el ancho de la zanja es menor de 2 a 3 veces el diámetro de la tubería. En tales casos las cargas verticales por gravedad se pueden determinar por medio de la fórmula: Wd = Cd w(Bd)

2

donde: Wd = Es la carga muerta por metro lineal. Bd = Ancho de la zanja (m). 3

w = Peso del relleno (Kg m ).

38/43


P.2.0143.01:2001 UNT

Cd = Coeficiente de carga (ver la tabla No.14 para valores de Cd). 16.4.3 Para determinar las cargas adicionales (de peso o impacto), su magnitud puede calcularse ya sea por una carga concentrada, como por ejemplo un camión cargado, por una carga distribuida. Cuando la profundidad del tubo es mayor de 1.80 m, la carga viva y la de impacto no deben considerarse. El valor de la carga adicional producida por una carga concentrada, se determina por la fórmula:

Wsc = Cs

PF L

F = Factor de impacto usado según los efectos de las cargas dinámicas debidas al movimiento de vehículos. Dichos valores son: Tabla 13 Factores de impacto Trafico Factor de impacto Carreteras, calles Vías férreas Pistas de aterrizaje Pistas de taxco

1.50 1.75 1.00 1.50

Cs = Es el coeficiente de carga y una función de Bc (Véase tabla III o IV). 2H

donde: Wsd = Carga sobre la tubería en kilogramos por unidad de longitud. 2

P = Intensidad de la carga distribuida en Kg m .

Bc = Diámetro exterior de la tabla en centímetros. H = Altura de relleno sobre el lomo del tubo, en metros.

F = Factor de impacto. Bc = Diámetro de la tubería en milímetros. Cs = Coeficiente de carga y cuyo valor esta en función de:

L = Longitud efectiva del tubo en metros, L = 0.90 metros para tubos cuya longitud sea mayor que 0.90 metros y I = Longitud del tubo para tubos de 0.90 metros o menores. Finalmente para el caso de una carga viva uniformemente distribuida queda:

D M y 2H 2H

Wsd = (ver tabla III únicamente)

Cs P F Bc 1000

H = Altura del terraplén sobre el lomo de la tubería.

Las formulas para el calculo del momento y del cortante son:

D y M = Ancho y longitud respectivamente, del área sobre la que la carga distribuida actúa, en metros.

Para momento:

M = CWD

Para cortante:

V = CW

en donde:

siendo:

Wsc = Es la carga sobre la tubería en Kg por unidad de longitud. P = Carga concentrada en Kg.

c = coeficiente cuyo valor depende del tipo de carga. W = Carga total que soporta la alcantarilla.

39/43


P.2.0143.01:2001 UNT

Carga viva concentrada

Superficie del terreno

F

H

Bc Figura No. 12

40/43


P.2.0143.01:2001 UNT

Carga uniformemente repartida.

Carga uniformemente repartida “F” en Kg 2 por m actuando en el area D x M.

Superficie del terreno

Bc

Figura No. 13

41/43


P.2.0143.01:2001 UNT

Tabla No. 14 para determinar momentos y cortantes en tubos, bajo diferentes condiciones de carga.

Tipo de carga

Momento en la clave

Momento en el apoyo

Momento en el diámetro horizontal

Esfuerzo cortante en la clave

Esfuerzo cortante en el apoyo

Esfuerzo cortante en el diámetro horizontal

+0.159

+0.159

-0.091

0

0

+0.5

+0.147

+0.075

-0.077

+0.053

-0.053

+0.5

+0.0625

+0.0625

-0.0625

0

0

+0.5

+0.096

+0.153

-0.084

-0.0265

+0.0265

+0.5

-0.052

-0.073

+0.0625

+0.3125

+0.6875

0

+0.090

+0.090

-0.077

0

0

+0.5

+0.084

+0.068

-0.070

+0.0265

-0.0265

+0.5

42/43


P.2.0143.01:2001 UNT

D = Diámetro total de la alcantarilla incluyendo espesor del tubo (Diam. Exterior)

17.2 King.

Notas aclaratorias para el uso de las tablas anteriores.

Alcantarillado y Tratamiento de Aguas 17.3 Negras. Harold E. Babbit y E. Robert Baumann.

1) Este caso es cuando se tiene una alcantarilla colocada con un colchón menor de 90 cm (3 pies) Es cuando se tienen las cargas concentradas. Con material de alta cohesión (Roca, pizarra, tepetate duro, etc.).

Drenaje y Sanidad (Drainage and 17.4 Sanitation). Blake y revisado por Sydney Webster.

2) En este caso también con un colchón menor de 90 cm, (3 pies) y apoyada la alcantarilla en terreno plástico (arcilla, tierra o tierras arcilloarenosas con un porcentaje mayor de tierra). 3) Alcantarilla con colchón mayor de 90 cm. (3 pies) colocada en un terreno plástico. 4) Colchón mayor de 90 cm, (3 pies) peso cuyo relleno es granular (grava, arena, cantos rodados), apoyada la alcantarilla en terreno resistente (roca, pizarra, tepetate compacto, etc.) 5) Actuando carga que produce empuje horizontal (Empuje de tierras) con materiales sin cohesión (arena, arcilla, limo, etc.) 6) Alcantarilla con terreno granular con colchón mayor de 90 cm, (3 pies) y apoyada en material granular. 7) Relleno granular con colchón mayor de 90 cm, (3 pies) y apoyada la alcantarilla en terreno plástico.

17.

Bibliografía.

Para la elaboración de esta especificación se tomaron como referencia las siguientes publicaciones: Ingeniería sanitaria (Water Supply and 17.1 Waste Disposal). W.A. Hardenbergh y Edward B. Rodie.

43/43

17.5

Manual de Hidráulica. Horace Williams

Hidráulica. Samuel Trueba Coronel.

Abastecimiento de agua y alcantarillado. 17.6 Ernest W. Steel. Hidráulica del Alcantarillado. Anastacio 17.7 Guzmán. 17.8

Pemex.

17.8.1

3.143.04 Drenajes de tubos de concreto.

18.

Concordancia con otras normas.

Esta especificación no tiene concordancia con alguna otra norma.

p.2.0143.01 Drenajes Zonas Industriales

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