RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES 1. Partes de un sistema de alcantarillado 2. Normas para proyectos de sistemas de desagües sanitarios 3. Tipos de sistema de alcantarillado 4. Tipos de redes colectoras de desagües. 5. Teoría del cálculo de redes de alcantarillado 6. Criterios de diseño. 7. Dimensionamiento hidráulico 8. Concepción de las redes de desagües 9. Consideraciones del Reglamento Nacional de Edificaciones 10. Trazo geométrico de los colectores 11. Procedimientos Constructivos. 12. Presentación de planos.
RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES
1. PARTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO Red colectora.- Conjunto de tuberías destinadas a recibir y conducir los desagües de los edificios; el sistema de desagües predial se conecta directamente a la red colectora por una tubería denominada conexión domiciliaria. Una red colectora esta compuesta de colectores secundarios que reciben directamente las conexiones domiciliarías colectores principales. Un colector principal es un colector troncal de una cuenca de drenaje que recibe las contribuciones de los colectores secundarios, conduciendo sus efluentes a un interceptor o emisor. Interceptor .- Tubería que recibe colectores a lo largo de su recorrido o longitud, no recibiendo conexiones prediales directas. Emisor .- Tuberías destinadas a conducir los desagües a un destino conveniente – estación de tratamiento y/o vertimiento – sin recibir contribuciones en marcha. Cuerpo de agua receptor .- Cuerpo de agua donde son vertidos los desagües. Estación de bombeo o elevadora.- Conjunto de instalaciones destinadas a transferir los desagües de una cota más baja a otra más alta. Estación de Tratamiento o depuradora.- Conjunto de instalaciones destinadas a la depuración de los desagües, antes de su vertimiento. Sifones invertidos.- Obras destinadas a la transposición de desagües, funcionando a sobre presión. 2. NORMAS PARA PROYECTOS DE SISTEMAS DE DESAGUES SANITARIOS Reglamento Nacional de Edificaciones Redes de aguas Residuales Estaciones de Bombeo de Aguas Residuales Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Consideraciones Básicas de Diseño de Infraestructura Sanitaria
Norma OS.070 Norma OS.080 Norma OS.090 Norma OS.100
3. TIPOS DE SISTEMA DE ALCANTARILLADO Los tipos de sistema de alcantarillado se clasifican de la siguiente forma:
3.1.-
Por el tipo de aguas a recolectar. Alcantarillado separativo En este sistema se separan la recolección de las aguas residuales domésticas de las aguas de lluvia. Alcantarillado sanitario Alcantarillado pluvial o drenaje pluvial
Alcantarillado unitario En este sistema se recolectan las aguas residuales domésticas con las aguas de lluvia en un solo colector. 3.2.-
Por la tecnología de recolección Alcantarillado sanitario convencional. 1
En este sistema se recolectan las aguas residuales por gravedad, a través de colectores con diámetros de 200 mm, que se instalan en general por el eje de las vías.
Alcantarillado simplificado Este sistema se caracteriza por recolectar las aguas r esiduales a través de tuberías de 150 mm que van instaladas por los ejes de las vías o por las veredas sin necesidad de instalar trampas de grasa o sólidos. Alcantarillado de pequeño porte En este sistema se recolectan las aguas residuales a través de tuberías de 100 mm, previo tratamiento preliminar de las aguas mediante tanques sépticos donde se retienen las grasas. Luego se llevan los líquidos a través de una red de tuberías y buzones que pueden llevar los desagües con inflexiones negativas, aprovechando la carga hidráulica. Alcantarillado condominial En este sistema se recolectan las aguas residuales por gravedad, a través de colectores de 100 mm que se instalan por las veredas o jardines interiores o exteriores que incluyen trampas de grasas en la vivienda. Alcantarillado sanitario al vacío. En este sistema se recolectan las aguas residuales a través de conductos que trabajan al vacío, creando una succión para conducir las aguas residuales. 4. TIPOS DE REDES COLECTORAS DE DESAGUES Sistema perpendicular sin interceptor
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Sistema perpendicular con interceptor
Sistema perpendicular con interceptor y aliviadero
Sistema en abanico
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Sistema en bayoneta
5. TEORIA DEL CÁLCULO DE REDES DE ALCANTARILLADO 5.1. Cálculo de los caudales Procedimiento cuando no existen mediciones de caudal utilizables en el proyecto Para el inicio del Plan Qi = k2 Q pi + Qinfi + Qci Para el final del Plan Qf = k2 Q pf + Qinff + Qcf Donde:
Qi Qf K2 Qpi Qpf Qinf i Qinf f Qci Qcf
= Caudal máximo inicial y final en l/seg. = Coeficiente de máximo horario = Caudal promedio inicial y final en l/seg. = Caudal de contribución por infiltración en l/seg. = Caudal de contribución singular inicial en l/seg.
5.2. Determinación de coeficientes para cálculo de las redes Los coeficientes para el cálculo de las redes de desagüe son normalmente referidos a unidades de longitud de los colectores o a unidades de área desaguada hectáreas. Para cada área de ocupación homogénea debe ser definido un determinado coeficiente. Por tanto en una cuenca puede haber más de un coeficiente de contribución. El coeficiente referido a área generalmente es utilizado en la estimación de caudales de áreas previstas para la expansión futura, donde no están definidos los trazos de las vías públicas. Para la determinación de los coeficientes de cálculo es necesario considerar las siguientes contribuciones a la red: Desagües domésticos y aguas de infiltración. Si en el área existen contribuciones significativas, tales como: industrias, escuelas, hospitales, etc., esas contribuciones no serán consideradas en el cálculo del coeficiente de contribución. Tales caudales, como son concentrados, deben ser incrementados a los caudales ya calculados en determinado punto de un tramo de red de desagües.
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La tasa de contribución por unidad de longitud para el inicio del plan será: k2 Qpi Txi = ---------- + Tl i Li La tasa de contribución por unidad de longitud para el final del plan será: k2 Qpf Txf = ---------- + Tl f Lf Donde:
Li Tl
Lf
= Longitud de colectores de desagües inicial y final = Tasa de contribución de infiltración por metros de Colector en l/seg.m
La tasa de contribución por unidad de área para el inicio del plan será: k2 Qpi Tai = ---------- + Tla i ai La tasa de contribución por unidad de área para el final del plan será: k2 Qpf Taf = ---------- + Tla f af Donde:
ai af Tla i Tla f
= área de contribución de desagües inicial y final = Tasa de contribución de infiltración por unidad de área en l/seg.ha
6. CRITERIOS DE DISEÑO Criterios hidráulicos para el dimensionamiento de las tuberías de desagües a) Hidráulico: Las tuberías funcionarán como conductos libres y deberán transportar los caudales máximos y mínimos previstos en el proyecto. b) Operacional: Auto limpieza bajo el criterio de la tensión tractiva. c) Químico: Control del sulfito de hidrógeno considerando el índice de Pomeroy
6.1. Régimen hidráulico de escurrimiento en tuberías de desagües Las tuberías de los colectores e interceptores de desagües deben ser proyectados para funcionar siempre como conducto libre. Los sifones invertidos y líneas de impulsión de las estaciones de bombeo funcionan como conductos forzados. Los emisarios pueden funcionar como conductos libres o forzados, no reciben contribuciones en marcha. Son conductos forzados en el caso de líneas de impulsión y emisarios submarinos.
6.2. Criterio Operacional de auto limpieza Actualmente se utiliza el criterio de la tensión tractiva en substitución al criterio de la velocidad de auto limpieza (establecido en el campo de transporte de sedimentos).
6.2.1. Velocidades de auto limpieza
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El criterio convencional adoptado para acciones de auto limpieza es proyectar las tuberías de desagüe con pendientes suficientes para tener velocidades mínimas de 0.60 m/seg, con un escurrimiento a media o a sección plena. En esas condiciones, para laminas menores que la media sección, la velocidad será menor que 0.60 m/seg y para láminas mayores, la velocidad será mayor. Para Metcalf y Eddy, la velocidad media de 0.30 m/seg., en general es suficiente para prevenir la deposición de partículas orgánicas de desagüe, en tanto para que no haya la sedimentación de partículas inorgánicas, tales como la arena, la velocidad media de 0.75 m/seg es considerada adecuada para el proyecto de las tuberías de desagüe.
6.2.2. Lámina mínima Antiguamente en el Brasil se recomendaba en zonas de franco pendiente, láminas o tirantes de agua de 20% del Diámetro con v elocidad mínima de escurrimiento de 0.60 m/*seg. Para el caudal inicial. Hasta hace poco se recomendaba que para velocidades inicial variando entre 0.50 a 0.60 m/seg., la relación yi/D deberá ser superior a 20% siendo yi la lámina correspondiente a caudal de dimensionamiento para inicio del plan. Para velocidades superiores a 0.60 m/seg pueden ser tolerados valores menores que 20%. Las instituciones técnicas interministeriales de Francia sugieren como límites mínimos para lámina en las tuberías de desagüe, los valores D/4 o D/5.
6.2.3. Tensión Tractiva
Pt
L
P
θ
Pt P sen θ σ = --------- = ------------pL pL
θ
En la figura: p = Perímetro mojado L = Longitud del tramo
γ A L sen θ σ = ------------------- = γ Rh sen θ pL Para un ángulo pequeño θ, el sen θ ≈ tang
θ
o tang θ = S; luego:
Pt P sen θ σ = --------- = ------------pL S pL S
γ A L sen θ σ = ------------------- = γ Rh sen θ pL σ = γ Rh S
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Donde: σ = Tensión tractiva media en Pa P = Peso de un tramo L del líquido de desagüe, N Pt = Componente tangencial de P, N Θ = Ángulo de inclinación del condu cto, grados γ = Peso específico del líquido, 104 N/m3, para desagües Rh = Radio hidráulico, m I = pendiente de la tubería, m/m La tensión tractiva calculada por la ecuación representa un valor medio de la tensión a lo largo del perímetro mojado del conducto. Las partículas sólidas son normalmente depositadas en las tuberías de desagüe en las horas de menor contribución. La tensión tractiva crítica es definida como una tensión mínima necesaria para el inicio del movimiento de las partículas depositadas en las tuberías de desagüe. Su valor es normalmente determinado a través de investigaciones de campo, o en laboratorio, pues depende de varios factores, tales como:
6.2.4
Peso específico de la partícula y del líquido Dimensiones de la partícula, y Viscosidad del líquido.
Determinación Empírica de la Tensión Tractiva Mínima La tensión tractiva mínima del flujo debe superar la resistencia del sedimento al movimiento. Al respecto como resultado de la experiencia en campo y laboratorio realizada por SHIELDS, se tiene la siguiente expresión:
Donde:
= Resistencia del Sedimento al Movimiento (Tensión Tractiva) (Kg/m2) = Constante = 0,04 – 0,8 (adimensional) f = Peso específico del material de fondo (arena) (kg/m3) ɣa = Peso específico del agua (kg/m3) ɣw d 90%-95% = Diámetro específico en metros, del 90% al 95% de las partículas que deben ser transportadas. El valor será obtenido de la frecuencia de distribución del análisis granulométrico del material de fondo o sólidos sedimentables que ingresan al sistema de alcantarillado. En el colector quedarían retenidas partículas de un diámetro mayor al porcentaje indicado. t
es la constante (adimensional) de la ecuación y fue determinada en laboratorio con modelos hidráulicos, su valor es de 0,04 para arena limpia hasta 0,8 para sedimentos de arena pegajosa del fondo de los conductos. Según las experiencias de laboratorio, la sedimentación de arena se produce a caudales mínimos, cuando cambia la condición de flujo, la arena es suspendida (a mayor caudal), por este motivo, las tuberías se diseñan considerando arena en suspensión . f
La constante f para colectores de alcantarillado con arena en suspensión es 0,05 – 0,06. Esta arena puede ser considerada limpia, aunque las partículas están cubiertas con materia orgánica que les da una apariencia negra.
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Cuadro Tensiones tractiva crítica para ser utilizada en el dimensionamiento de las tuberías de desagüe, obtenida por diferentes investigadores Autor Gustatsson Schultz Lynse Paintal Yao
Tensión Tractiva Kg/m2 0.10 – 0.15 0.15 – 0.20 0.20 – 0.39 0.39 0.10 – 0.20
Pa 1.0 – 1.5 1.5 – 2.0 2.0 – 3.9 3.9 1.0 – 2.0
Fuente: Concepción de Sistemas de Desagües Sanitarios. Dpto. de Desagües Sanitarios de la Universidad de Sao Paulo
6.3. Criterio Químico de la tensión tractiva y el control de sulfitos Formación del sulfuro de hidrógeno El sulfuro de hidrógeno presente en los sistemas de saneamiento es producido por la actividad metabólica de un grupo de bacterias denominadas sulfato-reductoras. Estos microorganismos residen indiferentemente en las aguas residuales, en los depósitos de fondo y en las biopelículas que cubren los paramentos sumergidos de las estructuras. Sin embargo, por sus características físicas las biopelículas son los medios donde las bacterias sulfato-reductoras desarrollan los máximos niveles de actividad metabólica (Nielsen y Hvitved-Jacobsen, 1988).
Representación esquemática de las transformaciones del ciclo del azufre en colectores de aguas residuales. Adaptado de: Vincke et al. (2000) y Beeldens y Van Gemert (2000).
Las bacterias sulfato-reductoras son un grupo muy heterogéneo de organismos heterótrofos anaerobios facultativos. Algunos autores (Widdel y Hansen, 1991) consideran que las bacterias sulfato-reductoras son estrictamente anaerobias y sostienen que, por lo general, son muy sensibles a los medios óxicos y mueren de forma más o menos rápida expuestos a éstos. Sin embargo, estudios recientes apuntan hacia la tesis de que la respiración del oxígeno limita la actividad de las bacterias sulfato-reductoras mediante la competencia por los sustratos orgánicos y no tanto por la toxicidad del oxígeno (Norsker et al., 1995). Gottschalk (1986) y Vincke et al. (2000) presentan dos grupos principales de bacterias sulfato-reductoras (tabla 3.1). El primer grupo lo comprenden especies cuyo metabolismo implica la oxidación incompleta del sustrato orgánico a acetato, mientras que el segundo grupo abarca aquellos microorganismos capaces de oxidar completamente la materia orgánica excretando dióxido de carbono. En general, las bacterias que realizan la oxidación incompleta se caracterizan por ser nutricionalmente menos versátiles que las especies 8
oxidantes completas y presentar velocidades de crecimiento más rápidas (Vincke et al., 2000).
Formación de ácido sulfúrico Las características físicas del sulfuro de hidrógeno permiten la acumulación de concentraciones muy importantes de este gas en el interior de los colectores, circunstancia que se agrava debido a que la ventilación espontánea de estas instalaciones está limitada básicamente a las variaciones del régimen hidráulico (Pescod y Price, 1982). Los problemas derivados de la falta de ventilación se incrementan con la condensación de vapor de agua en la corona de la sección por efecto del gradiente térmico entre la atmósfera de la conducción y el terreno, siendo esta superficie húmeda un hábitat adecuado para las bacterias responsables de la oxidación del sulfuro a ASB (Islander et al., 1991). Sin embargo, es necesaria una secuencia de colonización para que la producción de ASB alcance los niveles que generan episodios de corrosión severa (figura 3.4). Las bacterias responsables de la formación de Ácido Sulfúrico Biogénico pertenecen al género Thiobacillus. Son organismos generalmente aerobios acidófilos y cada grupo metabólico se caracteriza por estar facultado para soportar un rango de pH característico dentro del intervalo de 0,5 a 10 (Islander et al., 1991; Kuenen et al., 1991). Aunque existen determinados grupos heterótrofos facultativos, por lo común son bacterias autótrofas estrictas y necesitan formar comunidades mutualistas con otros microorganismos para poder superar la autoinhibición del metabolismo que provoca la secreción de subproductos orgánicos (Islander et al., 1991). Una vez establecidas las condiciones necesarias para la actividad de las bacterias sulfooxidantes, se desarrollan dos tipos de corrosión: corrosión directa por neutralización de los compuestos alcalinos del hormigón, y corrosión indirecta por la acción de ettringita o thaumasita secundarias, también conocido como ataque por sulfatos (Beeldens y Van Gemert, 2000; Cho y Mori, 1995). En el caso de la corrosión por ASB la profundidad de penetración del proceso de carbonatación no reviste importancia. Únicamente adquiere significación en la fase de aclimatación de las bacterias sulfo-oxidantes puesto que, estrictamente, el proceso explícito de corrosión por ASB se desarrolla en la superficie del hormigón. La primera reacción constituye un proceso de neutralización donde el Ácido Sulfúrico Biogénico reacciona con los constituyentes principales del cemento (tabla 3.2) resultando como principal subproducto la formación de yeso. Éste subproducto es poco soluble en agua, tiene propiedades resistentes muy limitadas y forma coronas interiores a la conducción muy poco cohesionadas. Sin embargo, la formación de estas capas de sulfato cálcico hidratado sobre la superficie degradada de hormigón genera una resistencia secundaria al proceso de corrosión (Letourneux, 2002, jul. 02). La segunda reacción que capitaliza el proceso de corrosión por ASB es la formación de ettringita secundaria. Estudios piloto de Mori et al. (1991) revelan que la formación de sulfato cálcico tiene lugar en la superficie de hormigón expuesta a pH inferiores a 3, mientras que en coronas más protegidas pero con suministro de iones sulfato la mayor alcalinidad del material genera ettingita secundaria. Este compuesto cristaliza de forma expansiva con relación a la ettringita primaria (constitutiva del cemento hidratado), lo que deriva en la generación de tensiones internas importantes en la matriz de cemento y da lugar a la patología conocida como ataque por sulfatos.
Modelos de predicción Los modelos que se presentan a continuación son aproximaciones analíticas a expresiones formales obtenidas mediante la combinación de diferentes leyes físico-químicas y biológicas. Estas aproximaciones emanan del conocimiento científico y reproducen con un determinado grado de fiabilidad los procesos que tienen lugar en los sistemas reales. Sin embargo, la adopción de un número limitado de variables frente a la complejidad de los sistemas implicados introduce niveles de incertidumbre considerables. Como respuesta, los
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modelos revisados presentan determinados coeficientes que precisan de un ajuste experimental y cuya función principal es cubrir los grados de incertidumbre introducidos. En la práctica, el calibrado de los modelos de acuerdo a los sistemas reales donde se implementan supone el desarrollo de correlaciones numéricas específicas para cada sistema que restringen la validez del modelo al ámbito de calibrado. Los modelos de predicción se pueden agrupar de acuerdo al elemento que se desea pronosticar, teniendo en cuanta las variables estudiadas por los investigadores.
• Predicción de la velocidad de formación de sulfuro de hidrógeno, • Predicción de la acumulación de sulfuro de hidrógeno en fase gaseosa, y • Predicción de la velocidad de corrosión por ASB.
Cuadro: Ecuaciones empíricas para la predicción de la velocidad de formación de sulfuro en conducciones.
De las fórmulas empíricas indicadas, la más usada es la de Pomeroy, que relaciona la pendiente S de los conductos, de la cual se puede estimar la tensión tractiva. El índice de Pomeroy tiene en cuenta el fenómeno de corrosión de las tuberías, en tuberías de concreto, asbesto cemento, hierro solubles en ácido, que puede llevar a la falla de la tubería por destrucción de la corona de la misma. Z = 3 (DBO5) (1.07) t-20. P/ (S½. Q1/3. H) Donde: Z = Índice de Pomeroy DBO5 = Demanda Bioquímica de Oxigeno de las aguas residuales, mgr/l t = Temperatura °C, P = Perímetro, m, S = Pendiente del colector, m/m, Q = Caudal promedio, m3/seg. H = Ancho del pelo de agua m.
Generación de H2S Poco probable Posible Muy probable
Índice de Pomeroy, Z < 5.000 5.000 – 10.000 > 10.000
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7. DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO 7.1 Fórmulas para diseño La técnica de cálculo admite el escurrimiento en el régimen permanente y uniforme, donde el caudal y la velocidad media permanecen constantes en una determinada longitud de conducto. Para los cálculos hidráulicos, podrán ser utilizadas las siguientes fórmulas:
7.1.1 Fórmula de Colebrook - White Desarrollo a partir de la fórmula de Darcy - Weisbach con la siguiente expresión:
Donde: V = Velocidad (m/s) D = Diámetro (m ) S = Pendiente (m/m) K/D= Rugosidad relativa de la pared de la tubería (m/m) n = Viscosidad cinemática (m2/s) (varía con la temperatura del líquido)
7.1.2 Fórmula de Manning Tiene la siguiente expresión:
Donde: V = Velocidad (m/s) n = Coeficiente de rugosidad (adimensional) R = Radio hidráulico (m) S = Pendiente (m/m) Para tuberías con sección llena:
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Para tuberías con sección parcialmente llena:
8. CONCEPCIÓN DE LAS REDES DE DESAGÜES Desarrollo del conc epto de las diversas fases del proyecto
En la fase de informe preliminar son desarrolladas las siguientes actividades relativas al concepto de red colectora: - Estudio de la población de la ciudad y de su distribución en el área; delimitación en planta de los sectores de densidades demográficas diferentes. - Establecimiento de criterios para provisión de caudales, dotación de consumo de agua por habitante por día; relación entre consumo de agua y contribución de desagües; coeficientes de día y hora de mayor contribución; caudal de infiltración - Estimación de caudales de los grandes contribuyentes: Industrias, hospitales, grandes edificios en general. Estos contribuyentes deben ser localizados en planta de la ciudad, con el valor de su caudal. - Determinación para cada sector de la densidad demográfica, de su caudal de desagües especifico en l/seg.ha o l/seg por metro de tubería. - División de la ciudad en cuencas y sub cuencas de contribución. 12
-
Trazado y predimensionado de los colectores principales Cuantificación preliminar de las cantidades de servicios que serán ejecutados; para la red de colectores, será hecha una pre estimación de la extensión de los diversos diámetros, con base a los caudales de los desagües.
La presentación de los trabajos debe ser hecha en: - Memoria descriptiva y sustentada, donde son reunidos todos los criterios de cálculos, descripción del sistema, cálculos hidráulicos, etc. - Planta altimétrica de la ciudad, en escala 1/5.000 o 1/10.000 con curvas de nivel cada 5 metros, en que son diseñadas: la sectorización de las densidades demográficas, la división de cuencas y sub cuencas de contribución y el trazado de los colectores principales con sus diámetros y extensiones. - Pre estimación de las cantidades de servicios y costos. El concepto de red de colectores secundarios es normalmente desarrollado en la fase de proyecto propiamente dicho y constituye en resumen, en trazado de la red de colectores. Para el estudio del trazado se necesita la planta topográfica planí altimétrica en escala 1/2000 o 1/1000, con nivelación geométrica de los puntos donde deben ser proyectados los órganos accesorios (buzones). Las actividades que deben ser desarrolladas deben ser las siguientes: - Delimitación de la planta en escala 1/2000 o 1/1000 de las cuencas y sub cuencas de contribución y de los sectores de densidades demográficas diferentes. - Localización de los órganos accesorios de la red en planta, identificándolos por convención adecuada. - Localización de tuberías, uniendo los órganos accesorios con la indicación del sentido de escurrimiento por una flecha en el trazado de la tubería.
9. CONSIDERACIONES DEL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES 9.1 Caudal mínimo Cuando no existen datos investigados o comprobados, con valides estadística, el menor valor de caudal a ser considerado debe ser 1.5 l/seg., en cualquier tramo.
9.2 Diámetro mínimo El diámetro mínimo no debe ser menor a 100 mm 9.3 Pendiente mínima La pendiente mínima a ser adoptada deberá proporcionar una tensión tractiva media no inferior a 1 Pa, calculada para el caudal inicial. La pendiente que satisface esa c ondición es la determinada por la expresión: I o min = 0.0055. Qi -0.47 Donde: I o min = pendiente en m/m Qi = Caudal al inicio del plan en l/seg. Cada tramo debe ser verificado por el criterio de la tensión tractiva media, con un valor mínimo de 1 Pa, calculada para el caudal inicial, valor correspondiente para un coeficiente de Manning n= 0.013.
9.4 Pendiente máxima La pendiente máxima admisible es la que corresponde a una velocidad final Vf = 5 m/seg. Cuando la velocidad final es superior a la velocidad crítica (Vc), la mayor altura de lámina de agua admisible debe ser 50% del diámetro del colector, asegurando la ventilación del tramo. La velocidad crítica es definida por la siguiente expresión:
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Vc = 6 √ g. Rh Donde: g = aceleración de la gravedad (m/seg 2) Rh = Radio hidráulico (m) Resumiendo:
9.5 condiciones para el dimensionamiento
El menor valor de caudal a ser considerado debe ser 1.5 l/seg., en cualquier tramo. El diámetro mínimo no debe ser menor a 100 mm La pendiente mínima I o min = 0.0055. Qi -0.47 La pendiente máxima admisible es la que corresponde a una velocidad final Vf = 5 m/seg. Cuando la velocidad final es superior a la velocidad crítica (Vc), la mayor altura de lámina de agua admisible debe ser 50% del diámetro del colector, asegurando la ventilación del tramo. Las tuberías tendrán un enterramiento mínimo considerando el criterio estructural para protegerla del bulbo de presiones sobre la tubería por efectos de la carga viva.
9.6 CONDICIONES PARA EL DISEÑO DE LA RED COLECTORA Adicionalmente a los criterios y las condiciones, para el dimensionamiento de las tuberías de la red colectora, se deben cumplir ciertas condiciones, para facilitar la operación y mantenimiento de la red (por razones operacionales), como son: Cámaras de inspección Las cámaras de inspección podrán ser buzonetas y buzones de inspección. Las buzonetas se utilizarán en vías peatonales cuando la profundidad sea menor a 1. 00 m sobre la clave del tubo. Se proyectarán solo para colectores de hasta 200 mm de diámetro. Los buzones de inspección se usan cuando la profundidad sea mayor a 1.00 m sobre la clave del tubo. Se proyectarán cámaras de inspección en todos los lugares donde sea necesario por razones de inspección, limpieza y en los siguientes casos: En el inicio de todo colector En todos los empalmes de colectores En los cambios de dirección En los cambios de pendiente En los cambios de diámetro En los cambios de materiales de las tuberías. 10. TRAZO GEOMÉTRICO DE LOS COLECTORES Requerimientos 1.- Levantamiento topográfico a escala 1/1000 ó 1/500 y curvas de nivel cada 0.50 m. 2.- Levantamiento del perfil longitudinal de las vías o colectores en caso que existan, mediante nivelación cada 20 m. Procedimiento 1.- Trazar el eje de las vías y proyectar los colectores en el eje. 2.- Ubicar los buzones en las intersecciones de los ejes de las vías. 3.- Identificar el sentido de los flujos aprovechando el desnivel geométrico entre las cotas de tapa de los buzones. 4.- Establecer el sentido de los flujos en los colectores, teniendo en cuenta las cotas de tapa de los buzones. 5.- Codificar el número de los buzones de tal manera que el número de buzón aguas arriba sea menor que el número del buzón de aguas abajo.
11. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
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Trazo y replanteo inicial y final (ml) Excavación de zanjas (m3) Conformación y nivelación de fondos (ml) Cama de apoyo (m3) Relleno compactado (m3) Entibado de zanjas (ml) Drenaje de zanjas (hr/ml) Suministro e instalación de tuberías (ml) Doble prueba hidráulica (ml) Pruebas de compactación (Und)
12. PRESENTACIÓN DEL PROYECTO Plano de la red colectora a escala 1/500, que incluye tuberías y cámaras de inspección (buzones), especificando diámetro de tuberías, longitudes de los tramos, pendiente de las tuberías, cotas de tapa y fondo de los buzones, numeración de los buzones, cotas de llegada de las tuberías, sentidos de flujo de las aguas residuales, coordenadas, curvas de nivel cada 0.50 m, manzaneo, nombres de calles, especificaciones técnicas y normas que deberán cumplir los materiales, secciones transversales de las v ías. Plano de los perfiles longitudinales de los colectores incluyendo distancias parciales y acumuladas de los colectores, nombre de los colectores por calles, número de los buzones, pendiente de las tuberías, diámetro de las tuberías, profundidad de los buzones, nombre de las intersecciones de calles, leyenda. Escalas H= 1/2000 V= 1/50. Plano de diagrama de flujos en el que se traza como serán las medias canas de los buzones, incluyendo codificación de los buzones, nombres de las calles, diámetros de las tuberías, sentidos de los flujos. Escala 1/500 a 1/2000. Plano de buzones a escala 1/20 o 1/25 en el que se muestra el diámetro interior, espesor de los muros, tipo de concreto, diámetro de las tuberías de ingreso y salida, diámetro del orificio de ingreso y la armadura de fierro si el buzón es de mas de 3.00 m de profundidad. Bibliografía Reglamento Nacional de Edificaciones. 2006. Concepcao de Sistemas de Esgotos Sanitarios. Departamento de Engenharia Hidraulica e Sanitaria. Escuela Politécnica de la Universidad de Sao Paulo. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. Rica rdo Alfredo López Cualla. Segunda Edición. 2003. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. TECNICAS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL. 2002. Norma Boliviana NB 688 Guías para el Diseño de Tecnologías de Alcantarillado. CEPIS. Li ma 2005. Alcides Franco. 2002. La Paz Bolivia. Revisión Recoleccion de Aguas Residuales Setiembre 2014
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