“SECRETARÍA DE AGRICU AGRIC ULTURA,
GANADERÍA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN”
Subsecretaría de Desarrollo Rur al al Dirección General de Producción Rural Sustentable en Zonas Prioritarias
Tanques de almacenamiento en concreto y mampostería
CONTENIDO 1.
INTRODUCCIÓN ................................................... ...................................................................................................... .................................................................... ................. 1
2.
OBJETIVO ........................................... ............................................................................................. ..................................................................................... ................................... 1
3.
GENERALIDADES...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 1
4.
5.
6.
3.1
Clasificación Clasifi cación de tanques ..................................................... ......................................................................................................... ....................................................... ... 1
3.2
Materiales Material es empleados empleado s en la construcción construcció n de los tanques ..................................................... ........................................................ ... 2
3.3
Localización de los tanques....................................................................................................... tanques....................................................................................................... 4
ESTUDIOS BÁSICOS ................................................................................................................. ................................................................................................................... 5 4.1
Cálculo del suministro suminist ro de agua .................................................. ................................................................................................. ............................................... 5
4.2
Estudio geológico geológic o ...................................................... .......................................................................................................... ................................................................ ............ 5
4.3
Estudio de geotecnia geotecni a ................................................. ..................................................................................................... ................................................................ ............ 5
4.4
Estudio topográfico topográf ico ................................................... ....................................................................................................... ................................................................ ............ 6
TANQUE DE CONCRETO ............................................... .................................................................................................. ............................................................ ......... 6 5.1
Diseño hidráulico hidráuli co ...................................................... .......................................................................................................... ................................................................ ............ 6
5.2
Entrada ................................................... ......................................................................................................... ................................................................................... ............................. 7
5.3
Tubería de paso directo o by-pass ...................................................... ............................................................................................ ...................................... 7
5.4
Salida ...................................................... ............................................................................................................ ................................................................................... ............................. 7
5.5
Cajas rompedoras rompedo ras de presión .................................................... ................................................................................................... ............................................... 8
5.6
Desagüe de fondo ..................................................... ......................................................................................................... ................................................................ ............ 8
5.7
Tubería de demasías ................................................. ..................................................................................................... ................................................................ ............ 8
5.8
Análisis Análisi s y diseño estructural estructura l ...................................................... ..................................................................................................... ............................................... 9
5.9
Construcción Construcci ón ................................................... .......................................................................................................... .......................................................................... ................... 9
5.10
Vaciado del concreto ................................................ .................................................................................................... .............................................................. .......... 11
5.11
Curado del concreto .................................................. ...................................................................................................... .............................................................. .......... 11
5.12
Cimbras .................................................. ........................................................................................................ ................................................................................. ........................... 11
5.13
Requisitos Requisi tos de seguridad ..................................................... ......................................................................................................... ...................................................... 12
5.14
Planos de concreto reforzado reforza do .................................................... ................................................................................................. ............................................. 12
TANQUE DE MAMPOSTERÍA......................... MAMPOSTERÍA.......................................................................... .......................................................................... ......................... 20 6.1
Registros Registr os y tapas ............................................. .................................................................................................. ........................................................................ ................... 20
6.2
Escaleras marinas ...................................................... .......................................................................................................... .............................................................. .......... 20
i
CONTENIDO 1.
INTRODUCCIÓN ................................................... ...................................................................................................... .................................................................... ................. 1
2.
OBJETIVO ........................................... ............................................................................................. ..................................................................................... ................................... 1
3.
GENERALIDADES...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 1
4.
5.
6.
3.1
Clasificación Clasifi cación de tanques ..................................................... ......................................................................................................... ....................................................... ... 1
3.2
Materiales Material es empleados empleado s en la construcción construcció n de los tanques ..................................................... ........................................................ ... 2
3.3
Localización de los tanques....................................................................................................... tanques....................................................................................................... 4
ESTUDIOS BÁSICOS ................................................................................................................. ................................................................................................................... 5 4.1
Cálculo del suministro suminist ro de agua .................................................. ................................................................................................. ............................................... 5
4.2
Estudio geológico geológic o ...................................................... .......................................................................................................... ................................................................ ............ 5
4.3
Estudio de geotecnia geotecni a ................................................. ..................................................................................................... ................................................................ ............ 5
4.4
Estudio topográfico topográf ico ................................................... ....................................................................................................... ................................................................ ............ 6
TANQUE DE CONCRETO ............................................... .................................................................................................. ............................................................ ......... 6 5.1
Diseño hidráulico hidráuli co ...................................................... .......................................................................................................... ................................................................ ............ 6
5.2
Entrada ................................................... ......................................................................................................... ................................................................................... ............................. 7
5.3
Tubería de paso directo o by-pass ...................................................... ............................................................................................ ...................................... 7
5.4
Salida ...................................................... ............................................................................................................ ................................................................................... ............................. 7
5.5
Cajas rompedoras rompedo ras de presión .................................................... ................................................................................................... ............................................... 8
5.6
Desagüe de fondo ..................................................... ......................................................................................................... ................................................................ ............ 8
5.7
Tubería de demasías ................................................. ..................................................................................................... ................................................................ ............ 8
5.8
Análisis Análisi s y diseño estructural estructura l ...................................................... ..................................................................................................... ............................................... 9
5.9
Construcción Construcci ón ................................................... .......................................................................................................... .......................................................................... ................... 9
5.10
Vaciado del concreto ................................................ .................................................................................................... .............................................................. .......... 11
5.11
Curado del concreto .................................................. ...................................................................................................... .............................................................. .......... 11
5.12
Cimbras .................................................. ........................................................................................................ ................................................................................. ........................... 11
5.13
Requisitos Requisi tos de seguridad ..................................................... ......................................................................................................... ...................................................... 12
5.14
Planos de concreto reforzado reforza do .................................................... ................................................................................................. ............................................. 12
TANQUE DE MAMPOSTERÍA......................... MAMPOSTERÍA.......................................................................... .......................................................................... ......................... 20 6.1
Registros Registr os y tapas ............................................. .................................................................................................. ........................................................................ ................... 20
6.2
Escaleras marinas ...................................................... .......................................................................................................... .............................................................. .......... 20
i
7.
6.3
Caja de válvulas ............................................... ...................................................................................................... ........................................................................ ................. 20
6.4
Requisitos Requisi tos sanitarios sanitari os ................................................. ..................................................................................................... .............................................................. .......... 20
6.5
Estructuras Estructura s de mampostería mamposterí a ...................................................... ................................................................................................... ............................................. 21
6.6
Especificaciones Especifi caciones técnicas ................................................... ....................................................................................................... ...................................................... 21
6.7
Materiales Material es .............................................. .................................................................................................... ................................................................................. ........................... 21
6.8
Requisitos Requisi tos de construcción ................................................ .................................................................................................... ...................................................... 21
6.9
Elaboración Elaboraci ón y colocación de mortero ................................................. ..................................................................................... .................................... 22
6.10
Curado y protección protecció n de la mampostería............................ mamposter ía................................................................................ ...................................................... 23
6.11
Tanques de mampostería mamposter ía tipo ................................................... ................................................................................................ ............................................. 23
6.12
Planos de tanques de mampostería mamposterí a ................................................... ....................................................................................... .................................... 24
BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................... ........................................................................................................................ ......... 31
ii
TANQUES DE ALMACENAMIENTO EN CONCRETO Y MAMPOSTERÍA 1. INTRODUCCIÓN
mayor. Generalmente esta regulación se hace por períodos de 24 horas.
La derivación y distribución de agua, deben considerar una serie de acciones que permitan
En este documento se aborda el análisis y
garantizar su suministro en tiempo y forma.
diseño de tanques de almacenamiento de agua
Estos proyectos para que sean funcionales,
rectangular y construido a base de concreto
requieren considerar en su diseño:
reforzado o de mampostería, que por la facilidad de su construcción y operación, son
Cálculo del suministro.
los más comunes en zonas rurales.
Datos de proyecto.
2. OBJETIVO
Velocidades. Selección del tipo de tuberías.
El presente trabajo tiene como objetivo fijar
Regulación.
parámetros y establecer criterios técnicos,
Almacenamiento.
para proponer tanques de regulación de agua
El tanque de regulación o almacenamiento en
construidos a base de concreto reforzado o
algunos casos, es la parte del sistema de
mampostería.
derivación/distribución que por una parte recibe
un
gasto
desde
la
fuente
3. GENERALIDADES
de
abastecimiento y por otra, debe satisfacer las
Existen
demandas variables de consumo humano y
diferentes
tipos
de
tanques
de
almacenamiento de agua que se pueden
pecuario a lo largo del día.
construir en función de las condiciones naturales del terreno, del tipo de material que
Los tanques de regulación tienen por objeto
hay en la zona y de la mano de obra disponible,
cambiar un régimen de aportaciones de una
entre otros.
fuente de abastecimiento, que siempre deriva caudales de forma constante (manantial,
3.1 Clasificación de tanques
galería, ariete, etc.), a un régimen de consumos o demandas de la red de distribución, que
Los tanques pueden ser clasificados en función
siempre es variable.
de su posición respecto al nivel del terreno, pudiendo ser enterrados, semienterrados y
El diseño para reducir al mínimo su costo de
superficiales,
inversión, debe considerar el almacenamiento
los
cuales
se
describen
a
continuación.
de un volumen de agua cuando la demanda es menor que el gasto de llegada y el agua
Los tanques enterrados se construyen bajo el
almacenada se utiliza cuando la demanda es
nivel del suelo y se emplean preferentemente
1
cuando existe terreno con una cota adecuada
ASTM). Para garantizar que cumplan con la
para
de
calidad especificada en el proyecto, en la obra
distribución y de fácil excavación. La ventaja
se deberán efectuar las pruebas de los
principal de los tanques enterrados, es que
materiales utilizados.
el
funcionamiento
de
la
red
protegen el agua de las variaciones de temperatura
y
ofrecen
una
La mampostería de piedra braza (del tipo
perfecta
conocido como de tercera), está formada con
adaptación al entorno.
piedras naturales sin labrar, ligadas con Los tanques semienterrados tienen parte de su
mortero (cemento-arena).
estructura bajo el nivel del terreno y parte sobre el nivel del terreno. Se emplean
La
generalmente cuando la altura topográfica
construcción de los muros de los tanques,
respecto al punto de alimentación es suficiente
deberá ser de buena calidad, homogénea,
y el terreno presenta dificultades para la
fuerte, durable y resistente a la acción de los
excavación.
agentes atmosféricos.
Los tanques superficiales están construidos
Los morteros que se empleen para ligar la
sobre la superficie del terreno. La construcción
mampostería de piedra braza natural, deberán
de este tipo de tanques es común cuando el
cumplir con los siguientes requisitos:
terreno es "firme" o no conviene perder altura
piedra
braza
que
se
utilice
en
la
La relación volumétrica entre el cemento
y se tiene la topografía adecuada.
y la arena será de 1:3, recomendando el
3.2 Materiales empleados en construcción de los tanques
uso de mortero de cal.
la
La resistencia mínima a la compresión 2
será de 50 kg/cm . Los materiales que se utilizan con más
El mezclado y la mezcla cumplirán con lo
frecuencia en la construcción de los tanques de
establecido en ASTM C 476.
regulación, son mampostería de piedra braza,
La
concreto reforzado o concreto presforzados.
determinará de conformidad con la
resistencia
de
los
morteros
se
norma NMX C 61.
Estos materiales deberán cumplir con lo mencionado en la última revisión de 1996, de
Los muros de un tanque de mampostería,
las normas de la Dirección General de Normas
tendrán que revestirse con un aplanado de
de la Secretaría de Comercio y Fomento
mortero con impermeabilizante integral.
Industrial (Norma Oficial Mexicana, NOM) y (Norma Mexicana, NMX) y/o las de la Sociedad
El concreto es un material compuesto, que
Americana
consiste
para
Pruebas
y
Materiales
esencialmente
de
un
medio
aglutinante en el que se encuentran partículas
(American Society for Testing and Materials,
2
o fragmentos de agregado. En el concreto
normalmente consisten de piedra o
hidráulico, el aglutinante es una mezcla de
sólidos, que combinados con cemento,
cemento y agua.
agua y aditivos, se emplean en la elaboración de concretos hidráulicos. En
Resistencia a la compresión : los concretos
algunos concretos especiales, se utilizan
clase 1 tendrán una resistencia especificada f’ c,
materiales orgánicos y algunos agregados
2
igual o mayor que250 kg/cm .
los hacen reaccionar lentamente con el cemento hidratado.
Módulo de elasticidad : para concretos clase 1
Agua. El agua tiene dos aplicaciones
se supondrá igual a:
principales,
como
ingrediente
en
elaboración de las mezclas de concreto y
(1)
para llevar a cabo acciones de lavado. En Los principales componentes del concreto son
el primer caso se recomienda emplear
los siguientes:
agua de una sola calidad para asegurar un buen curado. El agua de mezclado
a. Cemento. Es el producto obtenido de la
tiene tres funciones:
pulverización fina por calcinación a fusiones
inexpuesta
de
Reaccionar químicamente con el
materiales
cemento, lo que se conoce como
arcillosos y calizas, que contempla
hidratación.
óxidos de calcio, aluminio, silicio y fierro, en
cantidades
Humedecer el agregado.
adecuadamente
Lubricar la mezcla de concreto y
calculadas, sin más adición posterior a la
permitirle fluir.
calcinación que yeso natural.
Aditivos para concretos . Un aditivo es un
b. Cemento hidráulico . Es un material inorgánico
finamente
pulverizado
material diferente del agua, de los
y
agregados, del cemento hidráulico y de
comúnmente conocido como cemento,
las fibras de refuerzo, que se puede
que al agregarle agua, ya sea solo o
emplear como ingrediente de una mezcla
mezclado con arena, grava, asbesto u
cementante (del concreto plástico o
otros materiales similares, tiene la
mortero),
propiedad de fraguar y endurecer, químicas
durante
fresco o endurecido. Algunos aditivos se introducen a la mezcla como soluciones y
estabilidad (NMX –C –414 –ONNCCE). granulares
materiales
inorgánicos,
agrega
propiedades del concreto en estado
desarrolla su resistencia y conserva su Son
se
mezclado para modificar una o más
la
hidratación y que una vez endurecido,
Agregados.
que
inmediatamente antes o durante el
incluso bajo el agua, en virtud de reacciones
y
en
inertes
estos
casos,
el
líquido
debe
considerarse parte del agua de la mezcla.
que
3
Si los aditivos no pueden agregarse en
dinámicas en la red de distribución se
solución, se pesan o se miden por
encuentren dentro de los límites de servicio. El
volumen según recomendaciones de los
nivel mínimo de ubicación se fija para obtener
fabricantes.
las presiones mínimas y el nivel máximo es establece por la resistencia de las tuberías de
La mayoría de las estructuras de concreto se
la red de distribución. La presión dinámica en
refuerzan con acero, en forma de varillas,
la red debe estar referida al nivel de agua
malla de alambre o torones. El acero de
mínimo del tanque, mientras que la presión
refuerzo
estática al nivel de agua máximo.
le
imparte
gran
resistencia
y
tenacidad al concreto. Tipos muy comunes de refuerzo para estructuras no pre esforzadas,
Por razones económicas, es recomendable
son barras corrugadas laminadas en caliente y
ubicar el tanque próximo a la fuente de
malla de alambre.
abastecimiento y dentro o en la cercanía de la zona de mayores consumos. El área para
El acero es el material estructural más usado
colocar el tanque no debe situarse en lugares
para construcción de estructuras en el mundo.
que obstruyan el escurrimiento natural de
Es fundamentalmente una aleación de hierro
aguas de lluvia.
(mínimo 98%), con contenidos de carbono menores del 1% y otras pequeñas cantidades
La selección del sitio más adecuado para ubicar
de minerales como manganeso (para aumentar
un tanque de regulación, debe considerar los
su resistencia), así como fósforo, azufre, sílice y
siguientes factores:
vanadio, para mejorar su soldabilidad y
resistencia a la intemperie. Entre sus ventajas
Es preferible que la alimentación del
está la gran resistencia a tensión y compresión,
tanque se efectúe por gravedad (es más
y su costo relativamente bajo.
económico).
La distribución a la red debe efectuarse
Los materiales para rellenar las juntas en los
por gravedad, por lo que el tanque debe
tanques de regulación de concreto, deberán
tener la suficiente altura para asegurar,
reunir los siguientes requisitos:
en cualquier instante y en todos los puntos de la red, una presión suficiente.
Hermetismo al paso del agua. Compresibilidad.
La Norma Oficial Mexicana NOM-007-CNA-
Inexpandibles al contacto con el agua.
1997 "Sector Agua Requisitos de seguridad para la construcción y operación de tanques",
3.3 Localización de los tanques
establece que en el lugar donde se localizará el tanque, se debe determinar la zona de
La ubicación y nivel del tanque, deben ser
afectación por el súbito vertido de agua en el
fijados para garantizar que las presiones
caso de una posible falla total o parcial del
4
tanque, evaluando daños a zonas urbanas,
previa, así como con la investigación directa y
industriales,
con
vías
de
comunicación
y
al
ambiente.
los
resultados
de
estudios
complementarios necesarios, se podrá definir la configuración y las dimensiones adecuadas
Cuando se tengan desniveles mayores a 50
del tanque que den la máxima eficiencia al
1
mca , es conveniente ubicar varios tanques
menor costo posible.
para servir zonas determinadas, los cuales se
4.1 Cálculo del suministro de agua
interconectan entre sí, ya sea por gravedad si así es el abastecimiento o por tuberías de
La estimación de las demandas de agua, se
impulsión si el desnivel lo permite.
presentan en el Instructivo: “Estimación de las
demandas de consumo de agua” . Dicho
4. ESTUDIOS BÁSICOS
cálculo sirve para dimensionar el tanque y Los
estudios
socioeconómicos
básicos, que
se
técnicos deben
y
proyectar la capacidad de almacenamiento.
realizar
previamente al diseño hidráulico y estructural
El tanque se dimensiona en base al gasto
de un tanque de regulación o amortiguamiento
máximo diario y las demandas de la localidad;
de agua, son los siguientes:
además,
se
debe
considerar
en
el
dimensionamiento un volumen a extraer de Determinación del consumo promedio de
almacenamiento para cubrir la demanda de
agua y sus variaciones según la población
emergencia, como puede ser una falla en el
a beneficiar: actual, al inicio del proyecto
sistema de alimentación.
y al final del proyecto.
4.2 Estudio geológico
Estudio geológico del lugar donde será ubicado el tanque, para determinar las
El estudio geológico o de reconocimiento del
posibles fallas geológicas.
material parental, permitirá determinar la
Estudios geotécnicos para determinar las
existencia de fallas geológicas que puedan
condiciones y estabilidad del suelo del
dañar al tanque, así como la identificación del
lugar donde se construirá la obra.
material rocoso que se dispone para la
Estudio topográfico para conocer los
construcción de la estructura de soporte.
desniveles y diferencias de carga que se pueden dar en la localización de la obra.
4.3 Estudio de geotecnia
Una vez que se cuente con la información
Cuando se va a realizar un proyecto de construcción,
es
necesario
conocer
las
propiedades del suelo de soporte de la construcción. Para ello, se requiere de un
1
mca: metros columna de agua.
5
estudio de geotecnia, el cual comprende los
definirá el tipo de cimentación más adecuado y
siguientes trabajos, entre otros:
se revisará que no se rebase ninguno de los estados límite de falla.
Realización de pozos a cielo abierto.
4.4 Estudio topográfico
Obtención de la estratigrafía del lugar. Obtención de la capacidad de carga en
Al elegir el sitio donde debe ubicarse un
los diferentes estratos.
tanque, es conveniente considerar que la red
Obtención de humedad de campo.
de distribución sea lo más económica posible y
Densidad de campo.
se tenga la máxima uniformidad de presiones
Obtención de muestras inalteradas y
en toda la zona por abastecer, lo que se
alteradas para realizar granulometrías y
conseguirá si se sitúa el tanque en el baricentro
pesos volumétricos.
(Centroide) de la misma.
Realización de pruebas índices para clasificar el material.
En el caso de que las condiciones locales
Prueba de consolidación.
impidan que se cumpla este requisito, se
Pruebas triaxiales.
seleccionará la elevación del terreno más
Obtención del peso volumétrico seco
próxima a dicho punto de los que rodean la
máximo, entre otras.
población.
5. TANQUE DE CONCRETO
El proyecto de la cimentación de los tanques siempre deberá basarse en un estudio de
5.1 Diseño hidráulico
mecánica de suelos realizado en el sitio de su construcción, lo que permitirá definir las
El diseño hidráulico del tanque se basa en el
características mecánicas del subsuelo hasta
dimensionamiento de sus accesorios, los cuales
una profundidad en la que los esfuerzos
son: acceso al interior del tanque, caja de
transmitidos por la estructura dejen de ser significativos.
Para
ello,
se
válvulas, la salida a la red de distribución,
realizarán
respiración, escaleras marinas y tubería de
exploraciones de campo, pruebas de campo y
alimentación de excedencias (Figura 1).
de laboratorio y con base en los resultados, se
6
Ventilación o respiración
Acceso a Interior
Tubería de alimentación
Tubería de excedencias
Escalera marina
Caja de válvulas Salida a la distribución
Figura 1. Tanque superficial, arreglo general de fontanería.
5.2 Entrada El
diámetro
de
5.3 Tubería de paso directo o by-pass la
tubería
de
entrada
Para dar mantenimiento o hacer alguna
corresponde en general al de la fuente
reparación a los tanques de regulación, es
derivadora. La descarga podrá ser por encima
indispensable dotar a estas estructuras de un
del espejo de agua para tirantes pequeños, por
by-pass, entre las tuberías de entrada y salida,
un lado del tanque o por el fondo para tirantes
con
grandes.
seccionamiento. El gasto de diseño de las
sus
correspondientes
válvulas
de
tuberías de salida será el gasto máximo En cualquier caso, el proyectista debe tener
horario.
especial cuidado en revisar y tomar las
5.4 Salida
providencias necesarias para la protección de la losa de fondo, por efecto del impacto de la caída o velocidades altas de flujo de entrada,
La tubería de salida se puede ubicar en una de
para niveles mínimos en el tanque.
las paredes del tanque o en la losa de fondo. En
tanques
que
tienen
una
superficie
Es conveniente analizar la colocación de una
suficientemente grande o tuberías de salida de
válvula de control de niveles máximos en la
gran diámetro, resulta más conveniente que
tubería de entrada al tanque, que puede ser de
ésta quede ubicada en el fondo del tanque, ya
tipo flotador o de altitud y el gasto de diseño
que para niveles bajos en el tanque, el gasto de
para la tubería de entrada, debe ser el gasto
extracción puede manejarse en forma más
máximo diario o el máximo que proporcione la
eficiente que en una salida lateral. Las salidas
fuente de abastecimiento.
cuentan con varias estructuras de función específica (Figura 2).
7
son las tuberías de mayor diámetro. El volumen último remanente, se extraerá en función
del
tiempo
requerido
para
la
reparación del tanque. Generalmente se puede considerar un tiempo de 2 a 4 horas para el vaciado de este remanente, aunque este lapso puede variarse en función de las condiciones particulares de cada caso. El desagüe de fondo, lleva una serie de estructuras de función Figura 2. Tanque superficial y fontanería de la salida del tanque.
específica al igual que las salidas (Figura 3).
5.5 Cajas rompedoras de presión Cuando la alimentación al tanque sea por gravedad y como parte de las instalaciones del by-pass, se colocará una caja rompedora de presión, con el objeto de mantener la presión estática en las líneas de salida a la misma cota que la generada con los niveles dentro del tanque. Figura 3. Tanque superficial y fontanería de desagüe del fondo.
Esta caja puede eliminarse, si al revisar las condiciones de las tuberías de salida y de las redes de distribución abastecidas por el
5.7 Tubería de demasías
tanque, se determina que éstas pueden absorber el incremento de presión estática
La
tubería
de
demasías
se
instala
producida por la operación del by-pass.
principalmente en forma vertical en el interior del depósito y adosada a las paredes del
La caja rompedora debe incluir una obra de
mismo, con el propósito de impedir la entrada
excedencias y válvulas para controlar el flujo
de roedores y animales en general. En algunos
de entrada. Se recomienda instalar por lo
casos se proyecta la instalación con salida
menos una válvula de mariposa en la línea de
horizontal y bajada a 60 grados.
entrada a la caja. Es conveniente unir las líneas de descarga de
5.6 Desagüe de fondo
excedencias, desagüe de fondo y aguas pluviales, para tener una descarga general.
En caso de una fuga o reparación los tanques se vaciarán a través de las líneas de salida, que
8
Una instalación típica se muestra en la Figura
de iniciar la construcción de la cimentación se
4.
deberán colocar filtros y drenes para desalojar dicha
agua.
Así
mismo,
será
necesario
mantener un bombeo constante durante la excavación y la construcción de la cimentación. De este modo al mismo tiempo que se intenta eliminar el agua freática, se propicia que se trabaje en seco, evitándose la posible flotación del depósito cuando éste se encuentre vacío. En
general,
deberán
seguirse
las
recomendaciones del estudio de geotecnia. Figura 4. Tanque superficial y fontanería de demasías.
Se construirá una plantilla con un mínimo de 5 cm de espesor, con un concreto de f’c = 100
5.8 Análisis y diseño estructural
2
kg/cm , la que tendrá por objeto un trabajo de
más
las
cimentación, que evitará la contaminación del
dimensiones adecuadas de cada una de sus
acero de refuerzo y del concreto fresco en el
partes que aseguren su buen funcionamiento,
momento de su colocación.
El
diseño
estructural
amortiguamiento,
del
debe
tanque
considerar
así como analizar las que actuarán sobre él y
limpio
en
la
construcción
de
la
Al final del apartado 5, se dan a conocer los
definir el material de refuerzo necesario para
planos con las dimensiones recomendadas
amortiguar los efectos de las cargas que actúan
para tanques de concreto reforzado. Dichas
en cada uno de sus elementos.
propuestas han sido analizadas en su diseño estructural, además de que algunos de estos
5.9 Construcción
han
sido
construidos
funcionando
El terreno donde se vaya a construir un tanque
adecuadamente.
o los depósitos debe estar nivelado, libre de
especificaciones técnicas de la varilla de
material orgánico y previamente compactado.
acuerdo a la norma oficial mexicana NMX-C-
Se evitará que el desplante del depósito se
407 y especificaciones de su construcción de
haga sobre suelos cuyas características difieran
los tanques respectivamente.
Además,
se
presentan
entre sí (ej. entre áreas de cortes y relleno), lo que
podría
dar
lugar
a
El contratista deberá someter a la dirección de
asentamientos
la obra, para su revisión, las composiciones de
diferenciales.
las mezclas preparadas por el laboratorio de Cuando el nivel de agua freática pueda causar
prueba autorizado por dicha dirección de obra.
una subpresión en la base del depósito, antes
Las proporciones de la mezcla se seleccionarán
9
de acuerdo a su trabajabilidad, densidad,
Un
resistencia, impermeabilidad y durabilidad en
horizontal entre caras de los moldes.
el concreto.
Un tercio del espesor de losas.
quinto
de
la
menor
distancia
Tres cuartos de la separación horizontal
Las especificaciones para el concreto en obra,
libre mínima entre barras, paquetes de
establecerán algunos o todos los siguientes
barras o tendones de preesfuerzo.
requisitos:
Estos requisitos pueden omitirse cuando las
Una relación máxima agua-cemento.
condiciones
Un contenido mínimo de materiales
del
procedimientos
cementantes.
concreto de
fresco
compactación
y
los
que
se
apliquen, permitan colocar el concreto sin que
El contenido de aire.
queden huecos.
El revenimiento. El tamaño máximo de los agregados.
Para
impermeabilizar
el
concreto,
se
La resistencia.
recomienda usar un aditivo inclusor de aire y
Otros requisitos tales como aditivos y
algún otro aditivo que se requiera, según las
tipos especiales de cementos o de
condiciones del proyecto o las condiciones del
agregados.
lugar donde se construye.
Hasta donde sea posible, la selección de las
El concreto podrá ser premezclado o mezclado
proporciones de los ingredientes del concreto
a pie de obra y para obtener un concreto
se deberá basar en datos de pruebas o en la
impermeable
experiencia con materiales a emplear.
uniformidad de la mezcla, los ingredientes se
es
muy
importante
la
mezclarán por un periodo de tiempo suficiente Además de los parámetros de diseño de la
para
mezcla tendientes a obtener un concreto que
consistencia uniformes a efecto de lograr el
reúna las características apropiadas desde el
revenimiento especificado.
producir
un
concreto
de
color
y
punto de vista estructural, resistencia a los agentes químicos y que cumpla con los
Si la mezcla se ejecuta en la obra, se empleará
requisitos de impermeabilidad y durabilidad,
una revolvedora que sea capaz de combinar
las mezclas de concreto deberán ser adecuadas
apropiadamente los agregados, el cemento y el
para cada sistema de colocación que se elija.
agua, a fin de producir una masa uniforme en el tiempo especificado de mezclado y capaz de
De acuerdo a la sección 5.3 de las NTC-
descargar el concreto sin una segregación que
Concreto, el tamaño nominal máximo de los
resulte dañina.
agregados no debe ser mayor que: En general, para este tipo de obras es más recomendable usar concreto premezclado.
10
5.10 Vaciado del concreto
5.11 Curado del concreto
Antes de vaciar el concreto la cimbra deberá
La CFE recomienda que el cemento normal
haber
terminada,
reciba curado durante 7 días y el cemento de
retirando toda el agua existente en el sitio. El
sentencia rápida durante 3 días a humedad
refuerzo estará ya colocado y asegurado en su
continúa. El curado posterior puede ser
lugar. El material de las juntas de todo tipo, las
mediante compuestos que forman membrana
anclas y demás dispositivos embebidos, habrán
impermeable.
sido previamente colocados y verificada su
inmediatamente después del fraguado inicial, o
correcta colocación, posición y alineamiento.
tan pronto como se realice el acabado de la
Todas las preparaciones deberán aprobarse
superficie; sin embargo, debe evitarse rociar
previamente a la colocación del concreto.
con agua fría superficies de concreto que aún
quedado
totalmente
El
curado
debe
iniciarse
estén calientes por su fraguado. En general, El concreto se depositará en forma continua o
durante los primeros días debe protegerse el
en capas de un espesor tal, que no se coloque
concreto
concreto
temperatura.
fresco
sobre
el
que
ya
haya
contra
cambios
bruscos
de
endurecido lo suficiente como para provocar
5.12 Cimbras
juntas visibles o planos débiles en una sección. Si una porción no puede depositarse en forma continua, se localizarán juntas de construcción
La cimbra es una estructura provisional, que
como lo prevengan los planos estructurales o
soporta al concreto, mientras se encuentra en
que en su defecto, hayan sido previamente
su
aprobadas.
resistencia necesaria para sostener su propio
proceso
de
fraguado
y
adquiere
la
peso. La cimbra puede ser de madera, de acero El vertido se desarrollará a un ritmo tal, que la
o de una combinación de los dos materiales.
mezcla quede integrada al concreto fresco aún en estado plástico. No se depositará ningún
La cimbra se diseñará de tal manera que todos
concreto que haya endurecido parcialmente o
los componentes y elementos de la estructura
se haya contaminado con materiales extraños.
queden moldeados con sus dimensiones, forma, alineamiento, elevación y posición
Todo el concreto se consolidará mediante
correctos. Así mismo, dicho diseño tomará en
picado, vibrado o apisonado, de tal manera
consideración que su montaje, soportes y
que confine totalmente al refuerzo a los
contravientos, sean capaces de resistir todas
elementos embebidos, llene las esquinas de los
las cargas verticales y horizontales que le son
moldes y se eliminen las bolsas de aire que
aplicadas, en tanto que la estructura de
puedan provocar la presencia de huecos o de
concreto no sea capaz de soportarlas por sí
planos débiles.
sola.
11
Antes de la colocación del concreto, los moldes
Elaborar los planos con las adecuaciones
se
su
realizadas al proyecto ejecutivo durante
alineamiento y la posición adecuada del
la construcción o rehabilitación del
refuerzo.
tanque, además de la documentación
inspeccionarán
para
verificar
fotográfica según los avances de la Los moldes y puntales de la cimbra que
construcción.
soporten el peso del concreto de las vigas,
Suspender
losas, muros y otros elementos estructurales
la
resistencia
cuando
las
consideradas en el proyecto ejecutivo,
mantenerse en su sitio hasta que el concreto alcanzado
trabajos
condiciones del sitio difieran de las
que formen parte de los depósitos, deberán haya
los
hasta que se implementen los cambios
mínima
necesarios en el diseño y construcción.
especificada en los contratos de obra o por la
Mantener un cuerpo de personal técnico
Dirección de la misma.
de supervisión y diseño, que lleven a
El Instituto Mexicano del cemento y el
cabo la inspección y aceptación de las
concreto (IMCYC), ha producido excelentes
diferentes etapas de trabajo.
publicaciones
la
Realizar la inspección durante el primer
construcción de tanques, mismas que puede
llenado del tanque para verificar la
ser conveniente consultarlas. Ejemplo: Diseño
estanquidad y seguridad estructural.
de
aplicación
para
y control de mezclas de concreto, Aditivos
5.14 Planos de concreto reforzado
químicos y Guía para el diseño y construcción de cimbras.
En las Figuras del 5 a la 7, se muestran los planos de tanques de concreto reforzado con
5.13 Requisitos de seguridad
las dimensiones recomendadas para cada una
Para el control durante la construcción o
de las variables descritas en los Cuadros 1, 2 y
durante los trabajos de rehabilitación, se
3 enlistados posteriormente a cada figura
requiere llevar a cabo las siguientes acciones:
respectivamente; dichas propuestas han sido analizadas en su diseño estructural.
Mantener actualizada la bitácora de los trabajos, así como la documentación de respaldo.
12
Escalera
B'
Marco con tapa de Fo.Fo. de 97 kg Contramarco de 100 mm ( 4" )
Ventilación
A
A' A la red de distribución Fo.Go. 38mm 1 1/2" de Ø
Registro de 60x60cm
Llegada de la línea de Conducción Fo.Go. 1 1/2" diam.
T-1
Demasías
Fo.Go. 51 mm
B
Figura 5. Tanque de concreto reforzado, planta general. Cuadro 1. Dimensiones en los elementos de un tanque de concreto reforzado (1a parte de 3). 3
Sección
Descripción
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 30
50
70
80
100
120
140
160
180
200
Dimensiones (m) A
Longitud
5.00
8.00
7.00
8.00
7.50
8.00
8.00
9.20
10.00
10.00
B
Longitud interior
4.70
7.70
6.70
7.70
7.10
7.60
7.60
8.80
9.60
9.60
C
Ancho
3.00
3.20
5.00
5.00
6.50
6.00
7.00
7.00
9.00
10.00
D
Ancho interior
2.70
2.90
4.70
4.70
6.10
5.60
6.60
6.60
8.60
9.60
13
Acceso a Inte rior
Ventilación de Fo.Go. de 2" Ø
Muro de concreto f´c=200kg/cm2
Relleno con material producto de excavación Plantilla de concreto simple f´c = 100 kg/cm2 Losa de Piso
Figura 6. Tanque de concreto reforzado, corte A-A´. Cuadro 2. Dimensiones en los elementos de un tanque de concreto reforzado (2a parte de 3). 3
Sección
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m )
Descripción
30
50
70
80
100
120
140
160
180
200
Dimensiones (m) E
Altura
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.50
2.50
2.50
2.00
2.00
F
Ancho
3.00
3.20
5.00
5.00
6.50
6.00
7.00
7.00
9.00
10.00
G
Espesor Muros
0.15
0.15
0.15
0.15
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
H
Espesor Losa Inferior
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.20
0.20
I
Espesor Losa Superior
0.10
0.10
0.10
0.10
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
Acceso a Interior
Ventilación de Fo.Go. de 2" Ø
Muro de concreto f´c=200kg/cm2
Escalera Marina
Relleno con material producto de excavación Plantilla de concreto simple f´c = 100 kg/cm2 Losa de Piso
Figura 7. Tanque de concreto reforzado, corte B-B´.
14
Cuadro 3. Dimensiones en los elementos de un tanque de concreto reforzado (3a parte de 3). 3
Sección
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m )
Descripción
30
50
70
80
100
120
140
160
180
200
Dimensiones (m) J
Altura de Trabe
0.10
0.10
0.20
0.20
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
K
Ancho de Trabe
0.10
0.10
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
En el Cuadro 4 se dan las especificaciones
almacenamiento y que están normadas de
técnicas que debe cumplir la varilla para la
acuerdo a la norma oficial mexicana NMX-C-
construcción
407.
de
obras
de
tanque
de
Cuadro 4. Especificaciones técnicas de la varilla con la norma oficial mexicana NMX-C-407. Especificaciones Técnicas de la Varilla
En
No. varillas
Diámetro Nominal mm
Diámetro Nominal in
Perímetro mm
Área 2 cm
Peso kg/m
Varillas 12 m por tonelada
2
6.4
1/4"
20.1
0.32
0.251
-
2.5
7.9
5/16"
24.8
0.49
0.384
217
3
9.5
3/8"
29.8
0.71
0.557
150
4
12.7
1/2"
39.9
1.27
0.996
84
5
15.9
5/8"
50
1.99
1,560
53
6
19.1
3/4"
60
2.87
2,250
37
8
25.4
1"
79.8
5.07
3,975
21
la
construcción
de
tanques
de
para longitudes de anclaje, traslape, escuadras
almacenamiento hasta una capacidad de 200
y ganchos se muestran en el Cuadro 5.
3
m de almacenamiento, las recomendaciones Cuadro 5. Longitudes de anclaje, traslape, escuadras y ganchos. Longitudes de anclaje, traslape, escuadras y ganchos Diámetro
No. varillas
cm
Traslape Lt= 40d
Anclaje La= 20d
Escuadra Le= 16d
pulg
2
1/4"
0.64
30
15
10
3
3/8"
0.95
40
20
15
4
1/2"
1.27
50
25
20
10
5
5/8"
1.59
60
30
25
13
6
3/4"
1.9
75
40
30
15
8
1"
2.54
100
50
40
20
15
Ganchos L= 8d
Para la distribución de acero en losas en tanques de concreto reforzado, en la Figura 8
Vars.# (c) @ (d) cm
se muestra un esquema con variables de las dimensiones largo y ancho de la losa, así como número y/o diámetro de las varillas al igual que la separación que debe existir entre cada una de ellas para su armado. Además, en los
Vars.# (a) @ (b) cm
Cuadros 6 y 7 se dan las recomendaciones para cada una de estas variables para tanques con capacidad
entre
los
30
y
200
m
3
de Figura 8. Armado de losas.
almacenamiento.
Cuadro 6. Distribución del acero en losas en tanques de concreto reforzado (1ª parte de 2). 3
Varillas
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 50 70 80
30
Letra Descripción Pulgadas
s a s o L
(a)
#
(b)
Separación
(c)
#
(d)
Separación
3/8 "
No.
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
30 cm 3/8"
100
30 cm 3.00
30 cm
3/8"
30 cm 3.00
30 cm
3/8"
30 cm 3.00
30 cm
3/8"
30 cm 3.00
3/8"
30 cm
3.00
30 cm
Cuadro 7. Distribución del acero en losas en tanques de concreto reforzado (2 ª parte de 2). 3
Varillas
s a s o L
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 120
140
160
180
200
Letra
Descripción
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
Pulgadas
No.
(a)
#
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
(b)
Separación
(c)
#
(d)
Separación
15 cm 4/8 " 15 cm
15 cm 4.00
4/8 "
15 cm 4.00
15 cm
4/8 "
15 cm 4.00
15 cm
4/8 " 15 cm
15 cm 4.00
4/8 "
4.00
15 cm
En la Figura 9 se muestra un esquema del
acuerdo a las diferentes capacidades de un
armado de trabes de tanques de concreto
tanque de almacenamiento que comprende de
reforzado, especificando las variables que
30 y 200 m , donde las cantidades para estos
intervienen en la distribución de acero de
conceptos se muestran en los Cuadros 8 y 9.
3
16
4 vars. # (e) Estribos # (f) @ (g) cm
Figura 9. Armado de trabe. Cuadro 8. Distribución del acero en trabes de tanques de concreto reforzado (1ª parte de 2). 3
Varillas
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 30
50
70
80
100
Letra Descripción Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. s e b a r T
(e)
#
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
(f)
#
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
3/8 "
3.00
(g)
Separación Piezas
30 cm
30 cm
30 cm
30 cm
30 cm
2
3.00
2.00
3.00
2.00
Cuadro 9. Distribución del acero en trabes de tanques de concreto reforzado (2ª parte de 2). 3
Varillas
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 120
140
160
180
200
Letra Descripción Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. s e b a r T
(e)
#
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
(f) (g)
#
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
4/8 "
4.00
Separación Piezas
15 cm
15 cm
15 cm
15 cm
15 cm
3.00
3.00
3.00
4.00
4.00
Para el armado de muros de tanques de
para el armado del muro. En acorde al armado
concreto reforzado, en la Figura 10 se muestra
de muros, en los Cuadros 10 y 11 se dan las
un esquema con variables de las dimensiones
recomendaciones para cada una de estas
largo y ancho del tanque, así como número y/o
variables aplicables a tanques con capacidad
diámetro de las varillas al igual que la
entre los 30 y 200 m de almacenamiento.
3
separación debe existir entre cada una de ellas
17
Vars. # (j) @ (k) cm Vars. # (h) @ (i) cm Vars. # (h) @ (i) cm
4 vars. # (e) Estribos # (f) @ (g) cm
T-1 Vars. # (j) @ (k) cm
Vars. # (j) @ (k) cm
Vars. # (h) @ (i) cm
Figura 10. Armado de muros. Cuadro 10. Distribución del acero en muros de tanques de concreto reforzado (1ª parte de 2). 3
Varillas
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 30
50
70
80
100
Letra Descripción Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. s o r u M
(h)
#
(i)
Separación
(j)
#
(k)
Separación
3/8"
3.00
30 cm 3/8"
3/8 "
3.00
30 cm 3.00
30 cm
3/8 "
3/8 "
3.00
30 cm 3.00
30 cm
3/8 "
3/8 "
3.00
30 cm 3.00
30 cm
3/8 "
3/8 "
3.00
30 cm 3.00
30 cm
3/8 "
3.00
30 cm
Cuadro 11. Distribución del acero en muros de tanques de concreto reforzado (2ª parte de 2). 3
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m )
Varillas
120 140 160 180 200 Letra Descripción Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. s o r u M
(h) (i) (j) (k)
# Separación # Separación
4/8 "
4.00
15 cm 4/8 " 15 cm
4/8 "
4.00
15 cm 4.00
4/8 "
4/8 "
4.00
15 cm 4.00
15 cm
18
4/8 " 15 cm
4/8 "
4.00
15 cm 4.00
4/8 " 15 cm
4/8 "
4.00
15 cm 4.00
4/8 " 15 cm
4.00
Con relación al armado de dalas en tanques de concreto reforzado, en la Figura 11 se muestra un esquema con variables de las dimensiones
Anclaje = 40Ø
ancho y alto del tanque, así como el número
4 vars. # (l)
Vars. # (j) @ (k) cm 4 vars. # (l)
y/o diámetro de las varillas al igual que la separación que debe existir entre cada una de ellas para el armado del muro, así como la
Vars. # (a) @ (c) cm
especificación del armado de la dala con sus respectivo número y/o diámetro de las varillas. En acorde al armado de las dalas, en los
Vars. # (d) @ (e) cm
Cuadros 12 y 13 se dan las recomendaciones de distribución de acero para cada una de estas
Vars. # (h) @ (i) cm
variables aplicables a tanques con capacidad
Vars. # (h) @ (i) cm 4 vars. # (l)
3
entre los 30 y 200 m de almacenamiento. 4 vars. # (l)
Anclaje = 40Ø
Figura 11. Armado de muros y dalas . Cuadro 12. Distribución del acero en dalas de tanques de concreto reforzado (1ª parte de 2). Varillas
a l a D
Letra (l)
30 Descripción Pulgadas # Separación
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m 3 ) 50 70 80 100 No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No.
3/8" 3.00 0.10
3/8 " 3.00 0.10
3/8 " 3.00 0.10
3/8 " 3.00 0.10
3/8 " 3.00 0.15
2209.4268
2818.71984
Acero Utilizado (Kg) 763.39078
954.49748
1241.29678
Cuadro 13. Distribución del acero en dalas de tanques de concreto reforzado (2ª pa rte de 2). 3
Varillas a l a D
Letra (l)
Descripción
120 Pulgadas No.
# Separación
4/8 " 4.00 0.15
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO (m ) 140 160 180 Pulgadas No. Pulgadas No. Pulgadas No. 4/8 " 4.00 0.15
4/8 " 4.00 0.15
200 Pulgadas No.
4/8 " 4.00 0.15
4/8 " 4.00 0.15
4301.76384
4718.09184
Acero Utilizado (Kg) 2989.2948
3379.7268
19
3611.1972
6. TANQUE DE MAMPOSTERÍA
corrosiva para disminuir su oxidación y la contaminación del agua.
Durante la construcción de un tanque de
6.2 Escaleras marinas
mampostería, se deberá verificar que el nivel de la iniciación de descarga del dispositivo de
El contratista o el ejecutor de la obra,
desfogue, corresponda exactamente con el
instalarán a las líneas y niveles señalados por el
nivel de agua máxima señalada por el proyecto
proyecto
para el tanque correspondiente.
las
escaleras
marinas
y
otros
elementos que permitan y faciliten el acceso al
Todos los tanques de mampostería para
interior del tanque. Así mismo, las escaleras se
regularización de agua potable, deberán estar
someterán a un paso de pintura anticorrosiva
dotados de dispositivos que aseguren una
al igual que los demás dispositivos de acero
efectiva ventilación a sus interiores.
que estén en contacto con el agua.
6.3 Caja de válvulas
Cuando el techo del tanque este formado por una losa llevando en su parte inferior una
Todos los tanques de mampostería, deberán
retícula de trabes, cuando menos deberá
incluir una caja de válvulas necesarias y
instalarse un dispositivo de ventilación para
suficientes para poder aislar el tanque, tanto
cada retícula comprendida por las trabes de la losa,
a
fin
de
garantizar
una
de la línea alimentadora de conducción como
correcta
de las líneas correspondientes a la red de
ventilación.
distribución, para poder vaciar el tanque a
Los dispositivos de ventilación deberán de
voluntad para fines de inspección y limpieza.
estar formados por tubos y piezas especiales
En la caja de válvulas, quedarán instaladas
de fierro fundido u otro material resistente a la
tanto las válvulas como todas las piezas
corrosión, debiendo quedar instalados en
especiales necesarias y suficientes para las
forma tal que impidan en forma efectiva la
conexiones requeridas. La caja de válvulas
entrada al interior del tanque, de basura,
deberá estar dotada de los dispositivos
tierra, animales, etc.
necesarios y suficientes para que se puedan manipular sin contratiempos las válvulas
6.1 Registros y tapas
correspondientes.
Los registros y sus tapas de los tanques de
6.4 Requisitos sanitarios
mampostería, quedarán instalados a las líneas Un tanque deberá:
y niveles señalados por el proyecto y serán de los materiales señalados en el mismo. Se
Estar cerrado para evitar la entrada de
recomienda que las tapas sean de acero y se
contaminación.
les coloque un primario de pintura anti-
20
No dejar entrar la luz para evitar el
complementarias para la construcción de
crecimiento de algas.
estructuras de mampostería (DDF-NT, 1995).
Tener sistema de limpieza.
6.7 Materiales
Estar provisto de escotilla de visitas para inspección de mantenimiento, operación
Piedra: La piedra puede ser canto rodado
y de limpieza.
o material de cantera labrada o no labrada. La piedra debe ser dura, sana,
6.5 Estructuras de mampostería
libre
de
grietas
u
otros
defectos
Las estructuras de mampostería, son las
estructurales que tiendan a reducir su
formadas por piedras labradas o no labradas
resistencia
unidas con mortero, que se utilizan para
superficies de las piedras deben estar
construir
o
exentas de tierra, arcilla o cualquier
distribución de agua y otros trabajos como
materia extraña que pueda obstaculizar
cajas y cabezales de alcantarillas, muros de
la buena adherencia del mortero. Las
protección y retención, pilas y estribos de
piedras pueden ser de forma cualquiera y
puentes. En sí, son estructuras indispensables
sus dimensiones pueden variar entre 10 y
cuya misión es satisfacer múltiples necesidades
20 centímetros (chicas) y entre 20 y 30
en nuestro medio rural.
centímetros (grandes). Las piedras deben
tanques
de
almacenamiento
a
la
intemperie.
Las
tener un peso específico mínimo de 1.39 Las cotas de cimentación, las dimensiones,
g /cm .
tipos
y
formas
mampostería
de
de
las
piedra,
3
estructuras
de
Mortero: El mortero debe estar formado
deben
las
por una parte de cemento (normal) y tres
ser
indicadas en los planos. El tipo y forma a
partes de agregados finos (arenas).
colocar en cada caso, debe ser determinado en
6.8 Requisitos de construcción
el campo por el Prestador de Servicios Profesionales o el supervisor del proyecto.
Las superficies de las piedras se deben
6.6 Especificaciones técnicas
humedecer antes de colocarlas, para quitar la tierra, arcilla o cualquier materia extraña;
En lo que se refiere al diseño estructural, los
deben ser rechazadas las piedras cuyos
procedimientos
construcción,
defectos no se pueden remover por medio de
recomendaciones sobre los materiales a usar,
agua y cepillo. Las piedras limpias se deben ir
calidad y resistencia de los mismos, están
colocando cuidadosamente en su lugar, de tal
basadas en las especificaciones dadas por el
manera de formar en lo posible hiladas
reglamento de las Normas Mexicanas NMX-C-
regulares. Las separaciones entre piedra y
36,
piedra deberán estar comprendidas entre 1.5 y
37,314
de
y
las
Normas
Técnicas
3.0 cm.
21
Se deben colocar las piedras de mayores
consistencia, que se pueda manejar y extender
dimensiones en la base o parte inferior y una
fácilmente en las superficies de las uniones. Si
selección de ellas en las esquinas, de cualquier
no se usa mezcladora para la elaboración del
estructura. Incluyendo la primera hilada, las
mortero, el cemento y agregados fino, se
piedras se deben colocar de tal manera que las
deben mezclar en seco en un recipiente sin
caras de mayores dimensiones queden en un
fugas, hasta que la mezcla tenga un color
plano horizontal. Los lechos de cada hilada y la
uniforme, después de lo cual se le agregará el
nivelación de sus uniones, se deben llenar y
agua
conformar totalmente con mortero.
consistencia deseada. El mortero se debe
para
producir
el
mortero
de
la
preparar en cantidades necesarias para uso Cuando
las
piedras
sean
de
origen
inmediato, siendo 30 minutos el máximo de
sedimentario, se deben colocar de manera que
tiempo para emplearlo y en ningún caso se
los planos de estratificación queden en lo
debe
posible normales a la dirección de los
mortero. Las separaciones entre piedra y
esfuerzos. Excepto en las superficies visibles,
piedra que den espacios mayores de las
cada piedra debe ir completamente recubierta
dimensiones indicadas anteriormente, deben
por el mortero.
ser llenadas con fragmentos o astillas de piedra
permitir
el
retemple
(reavive)
del
y mortero; no se permiten porciones vacías en
Las piedras se deben manipular en tal forma,
ninguna de las partes de las estructuras de
que no golpeen a las ya colocadas para que no
mampostería de piedra.
alteren su posición. Se debe usar el equipo adecuado para la colocación de las piedras
Inmediatamente después de la colocación de la
grandes que no puedan ser manejadas por
mampostería, todas las superficies visibles de
medios manuales. No se debe permitir rodar o
las piedras se deben limpiar de las manchas de
dar vueltas a las piedras sobre el muro, ni
mortero y mantenerse limpias hasta que la
golpearlas o martillarlas una vez colocadas. Si
obra esté terminada.
una piedra se afloja después de que el mortero haya alcanzado el fraguado inicial, se debe
La mampostería se debe mantener húmeda
remover la piedra y el mortero circundante y
durante 3 días después de haber sido
colocarlos de nuevo.
terminada. No se debe aplicar ninguna carga exterior sobre o contra la mampostería de
6.9 Elaboración y colocación de mortero
piedra terminada, por lo menos durante 14 días después de haber terminado el trabajo.
El mortero se debe preparar en la proporción y
Las superficies y las uniones de las piedras de
con los materiales como se indica en los
las estructuras de mampostería de piedra, no
planos, con agua limpia exenta de sales
se deben repellar si los planos no indican lo
perjudiciales al cemento, y en la cantidad
contrario.
necesaria para formar un mortero de tal
22
6.10 Curado y protección mampostería
de
la
superior para tanques de mampostería para diferentes volúmenes de almacenamiento, siendo las demás medidas constantes.
Toda obra de concreto debe protegerse debidamente,
a
efecto
de
prevenir
Cuadro 14. Dimensiones para tanques tipo de 3 mampostería con capacidad entre 10 a 100 m .
la
evaporación del agua durante el proceso de
DIMENSIONES VARIABLES (m) CAPACIDAD N L
fraguado, por lo menos durante un período de 7
días
ininterrumpidos
a
partir
de
la
3
10 m 3 20 m 3 30 m 3 40 m 3 50 m 3 60 m 3 70 m 3 80 m 3 90 m 3 100 m
finalización de la fundición.
6.11 Tanques de mampostería tipo La propuesta de diseño de tanques de mampostería que se presenta esta basada en la experiencia de otros que ya han sido construidos, quedando a la consideración del proyectista hacer los ajustes necesarios para su
2.10 2.90 3.60 4.10 4.60 7.00 7.70 8.20 8.70 9.10
2.10 2.90 3.60 4.10 4.60 3.00 3.80 4.10 4.30 4.80
En los Cuadros 15 y 16 se presentan las
correcta ejecución.
cantidades de obra correspondientes a cada tanque.
En el Cuadro 14 se presenta las medidas de las
2
dimensiones, largo “N” y ancho “L” de la losa 3
Cuadro 15. Cantidades de obra para tanques de mampostería con capacidad de 10 a 50 m . Concepto Despalme Excavación 2 Plantilla f'c = 100 kg/cm 2 Losa Piso f'c = 150 kg/cm 2 Losa Cubierta f'c = 200kg/cm 2 Acero de refuerzo f's = 1265 kg/cm Mampostería de piedra de 3a Cimbra Aplanados Interiores Tapa registro en la cubierta Ventilación Demasías Limpieza Escalera marina Junta de cloruro polivinilo Gusaneo
CANTIDADES DE OBRA 3 3 Unidad 10 m 20 m 3
m 3 m 3 m 3 m 3 m kg 3 m 2 m 2 m PZA PZA PZA PZA PZA m 2 m
62 32 1.8 0.9 1.4 140 51 12 23 1 1 2 1 1 24
23
75 45 2.1 1.5 1.7 219 64 17 31 1 1 2 1 1 58 67.55
30 m
3
88 53 2.8 2.1 2.7 300 74 23 39 1 2 2 1 1 84 76.27
3
3
40 m
50 m
97 58 3.1 2.6 3.2 366 81 29 44 1 2 2 1 1 104 92.58
107 64 3.6 3.4 3.9 522 89 34 49 1 2 2 1 1 124 88.56
3
Cuadro 16. Cantidades de obra en tanques de mampostería con capacidad de 60 a 100 m . Cantidades de Obra Concepto Despalme
70 m
2
1220
13.2
14.2
14.9
15.8
3
74
79
85
90
95
3
6.1
6.6
7.1
7.5
7.8
m
3
3.4
4
4.4
4.7
5.2
m
3
4.8
5
5.6
6
6.6
kg
m
Excavación Plantilla f'c=100 kg/cm
3
Unidad
60 m
m 2
Losa piso f'c=150 kg/cm
m 2
Loca cubierta f'c=200kg/cm
2
Acero de refuerzo f's=1255 kg/cm Mampostería de piedra de 3a
2
m
3
80 m
3
90 m
3
3
100 m
573
637
731
763
901
3
93
102
109
115
121
2
45
51
57
62
69
2
Cimbra
m
Aplanados de interiores
m
64
69
74
78
82
Tapa de registro en la cubierta
pza
1
1
1
1
1
Escala marina
pza
1
1
1
1
1
Junta cloruro P.V.C
m
17
17
19
20
21
Ventilación
pza
2
2
2
2
2
Demasías
pza
2
2
2
2
2
Limpieza
pza
1
1
1
1
1
Gusaneo
m
99.27
105.25
110.98
115.78
120.56
2
6.12 Planos de tanques de mampostería
para diferentes volúmenes de almacenamiento 3
(10 a 100 m ) donde se incluyen medidas En las Figuras 12 y 13 se presenta las vistas en
constantes y variables de sus dimensiones.
planta y perfil de un tanque de mampostería
24
4 VARS. G
Caja de tipo de acuerdo al diámetro de la válvula
1er. COLADO 2 VARS. G
2o. COLADO 2 VARS. G
A
Registro de cubierta
A'
2 VARS. H VARS. B 2 VARS. H VARS. A
Caja tipo deacuerdo al diámetro de la válvula
4 VARS. G
Figura 12. Tanque de mampostería, vista en planta.
Aplanado Mo rtero Cemento:Arena 1:3 Caja de tipo de acuerdo al diámetro de la válvula
Escalera Marina Chaflán Cemento Pulido Relleno Asfáltico Junta de Dilatación
Pendiente 3%
VARS. B
VARS. K
Demasías
Salida a la Red VARS. A
Alimentación
Chaflán
VARS. E Limpieza
Plantilla de Concreto F'C = 90 kg/cm2
Figura 13. Tanque de mampostería corte A-A.
25
En los Cuadros del 17 al 20 se presenta la lista
para tanques de mampostería de entre 10 a 50
de tipo de varillas, diámetro, las dimensiones y
m de almacenamiento.
3
cantidad de kilos de acero en la losa superior, 3
Cuadro 17. Lista de varillas para tanques de mampostería con capacidad de 10 y 20 m . . T N A C
VARS. TIPO A B C D E2 E1 E F F1 F2 F3 G H I I1 J J1 J2 K
CAPACIDAD 10 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c
S
PESO kg 33 3 3 15 10 3 3 9 1
3 3 3 3 3 3 3 3 3
21 3 4 8 5 4 2 14 3
254 174 94 314 314 119 192 89 44
280 200 120 340 340 145 220 115 70
20 20 20 25 50 50 50 50 50
3 3 3 2 3 3 3 3 3
1 12 4 44 2 7 2 1 5
108 224 224 17 54 126 25 100 54
134 250 300 62 272 344 147 222 222
1
7 54 89 89 89 12
20.5 7 12 89
44
1 17 7 20 9 25 3 50 14 50 2 50 1 20 6 TOTAL =140 kg
. T N A C
VARS. TIPO A B C D E E1 E2 F F1 F2 F3 G H I I1 J J1 J2 K
CAPACIDAD 20 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c
3 3 3 3 3 3 3 3 3
31 3 4 8 9 4 2 22 3
334 254 134 394 394
3 3 3 2 3 3 3 3 3
1 12 4 60 2 8 2 1 5
PESO kg
S
274 119 44
360 280 160 420 420 185 300 145 70
20 20 20 25 50 50 50 50 50
108 304 304 17 54 146 35 146 54
134 330 230 82 272 424 187 298 227
1 22 9 20 12 25 3 50 19 50 2 50 2 20 6 TOTAL = 219 kg
7 54 119 119 119 12
20.5 7 12 119
44
68 5 4 19 21 4 3 18 1
3
Cuadro 18. Lista de varillas para tanques de mampostería con capacidad de 30 y 40 m . . T N A C
VARS. TIPO A B C D E E1 E2 F F1 F2 F3 G H I I1 J J1 J2 K
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3
39 3 4 8 12 4 2 30 3 2 1 12 4 72 2 12 2 1 5
CAPACIDAD 30 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c 404 324 169 464 464 194 344 147 44 55 108 374 374 17 54 160 42 160 54
17 54 147 147 147 2
20.5 7 12 147 27 44
430 350 195 490 490 220 370 173 70 81 134 400 450 82 272 494 22 374 227
S 20 20 20 25 50 50 50 50 50 50
20 25 50 50 50 20
. T N A C
VARS. TIPO
PESO kg 95 6 4 22 33 5 4 29 1 1 1 27 10 15 3 34 3 2 6
A B C D E E1 E2 F F1 F2 F3 G H I I1 J J1 J2 K
TOTAL = 301 kg
26
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3
43 3 4 8 15 4 2 30 3 2 1 12 4 84 2 15 2 1 5
CAPACIDAD 40 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c 454 374 194 314 514 219 394 167 44 55 108 424 424 17 54 170 47 170 54
7 54 167 167 167 12
20.5 7 12 167 47 44
480 400 220 540 540 245 420 193 70 81 134 450 500 82 272 544 247 424 227
S 20 20 20 44 44 50 50 44 50 50
20 25 44 44 44 20
PESO kg 117 7 7 48 48 6 5 33 1 1 1 31 11 17 3 46 2 1 6
TOTAL = 366 kg
3
Cuadro 19. Lista de varillas para tanques de mampostería con capacidad de 50 m . VARS. TIPO
. T N A C
CAPACIDAD 50 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c
S
PESO kg
A
3
49
504
550
20
147
B
3
3
424
450
20
8
C
3
4
219
245
20
6
D
3
8
564
590
25
27
E
3
16
564
590
50
53
E1
3
4
244
270
50
8
E2
3
2
444
470
50
5
F
3
108
100
214
125
131
F1
3
5
44
70
50
1
F2
3
4
76
102
50
1
F3
3
1
198
134
1
G
3
12
474
500
34
H
3
4
474
20.5
550
12
I
3
92
17
7
82
I1
3
2
54
54
12
272
25
3
J
3
16
178
188
188
594
50
54
J1
3
2
51
188
272
50
3
J2
3
1
178
188
68
474
50
3
K
3
5
54
12
44
227
20
6
7
20
Croquis a
a
a
b
b
b
4 5 °
19
c b
b
c
TOTAL = 522 kg 3
Cuadro 20. Lista de varillas para tanques de mampostería con capacidad de 80 m . VARS. TIPO A A1 B B1 C C1 D D1 D2 D4 D5 D6 D7 E E1 E2 F F1 G G1 G2 H H1 I
3 3 43 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 7 3 3 3
. T N A C
21 3 3 4 4 4 4 10 6 2 2 5 2 9 20 2 4 8 4 2 2 18 3 28
CAPACIDAD 80 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c
20.5 7 12 89
205 205 535 262 262 162
164 164
44
890 810 480 220 540 950 950 190 288 830 70 70 70 540 188 245 450 860 500 500 594 958 838 544
Croquis
PESO kg
S 20 20 20 20 25 25 85 80 80 80 80 80 80 92 92
106 14 117 3 12 22 22 11 10 9 1 2 1 28 21 3 10 39 11 6 37 98 14 86
20 20 23
27
a 45
b
c
b
a
VARS. TIPO I1 J J1 J2 K
3 2 3 3 3
. T N A C
4 124 21 2 5
CAPACIDAD 80 m3 DIMENSIONES LONG. TOTAL a b c 162 7 11 54 12
247 82 117 272 227
7 11 12 44
S
PESO kg
46 20 20 25 20
6 25 6 3 6
Croquis
a b 45
c
TOTAL = 731 kg
En la Figura 14 se presenta las medidas del
de mampostería con capacidad de 10, 20, 30,
armado de losa superior, aplicables en tanques
40 y 50 m .
A
3
C
B
4 Vars. F1
Vars. J1
1 1er. Colado 2 Vars. G
2o. Colado 2 Vars. G
Vars. G1 y G2
Registro de Cubierta
Pendiente 3% Vars. B
A
Alimentación
A'
Limpieza 2 VARS. F Vars. A Junta de Polivinilo
Demasías
2 4 Vars. F1
Figura 14. Armado de losa superior en tanques de mampostería, planta elevación 2.90.
En los Cuadros 21 y 22, se presenta la lista
describen las dimensiones de las varillas en
ganchos
centímetros para tanques con capacidad de 10,
y
conexiones
en
tanque
de
mampostería con capacidad entre 10 a 100 m
3
3
20, 30, 40 y 50 m .
de almacenamiento y en el Cuadro 23 se
28
3
Cuadro 21. Ganchos y conexiones en el armado de tanques de mampostería con capacidad de 10, 2 0, 30, 40 y 50 m . Ganchos Ф
a
2 3
b
3.8 5.7
c
10 13
Conexiones Demasías
Capacidad 3
7 8
10 m 3 20 m 3 30 m 3 40 m 3 50 m
Registro
A
Limpieza
2 Tubos de 3" 2 Tubos de 3" 2 Tubos de 4" 2 Tubos de 4" 2 Tubos de 4"
B
1 Tubo de 3" 1 Tubo de 3" 1 Tubo de 4" 1 Tubo de 4" 1 Tubo de 4"
Tabla de Registro Exterior Soleras Armado en ambos Marco Marco sentidos
No. de ancla
1
60 70 2" x 1/8
2" x 1/8
1/4" a/c
10 8
2
60 70 2" x 1/8
2" x 1/8
1/4" a/c
10 8
Cuadro 22. Ganchos y conexiones en tanques de mampostería con capacidad de 60, 70, 80, 9 0 y 100 m 3. Ganchos Ф
a
b
c
2 3 6 7 8
3.8 5.7 11.4 13.4 15.2
10 13 22 25 28
7 8 11 12 13
b
Capacidad
2 Tubos de 3"
1 Tubo de 3"
3
2 Tubos de 3"
1 Tubo de 3"
3
2 Tubos de 4"
1 Tubo de 4"
3
2 Tubos de 4"
1 Tubo de 4"
2 Tubos de 4"
1 Tubo de 4"
70 m 80 m
90 m
3
c
100 m
Cuadro 23. Dimensiones para tanques de 3 mampostería con capacidad de 10, 20, 30, 40 y 50 m . 3
10
Capacidad ( m ) 20 30 40
50
225 30 255 15
320 30 350 15
390 30 420 15
450 30 480 15
500 30 530 15
e f g h i
215 30 210 50 245
215 30 210 50 245
215 30 210 50 245
215 30 210 50 245
215 30 210 50 245
j k
15 30
15 30
15 30
15 30
15 30
Dimensiones (cm) a b c d
Limpieza
3
60 m
a
Conexiones Demasías
29
10
Capacidad ( m3 ) 20 30 40
50
215 25 190 70 15
215 25 190 70 15
215 25 190 70 15
215 25 190 70 15
215 25 190 70 15
q r s t
60 20 65 145
60 20 65 145
60 20 65 145
60 20 65 145
60 20 65 145
u
100
100
100
100
100
Dimensiones (cm) l m n o p
En las Figuras de la 15 a la 19, se presentan los
y
del
registro
en
la
losa
de
cubierta
detalles del armado de la losa superior, de la
respectivamente en tanques de mampostería.
junta de polivinilo, ventilación, escalera marina
VARS. D. VARS. I.
DALA DE 15 X 25
VARS. E.
VARS. JF.
VARS. F.
VARS. J.
VARS. I.
VARS. JF.
VARS. D.
DALA DE 15 X 25
VARS. H.
VARS. H.
Figura 15. Detalle de armado de la losa corte C-C´ en tanques de mampostería. Ángulo de 4.8X38 m m ( 3/16"x1 1/2" ) Muro de Mampostería
Anclaje a Muro
Aplanado con Mortero de C emento Arena 1:3 y 2 cm. de espes or Detalle 2 Relleno asfáltico VARS. B
Tubo de 16 mm (5/8")Ø, con 40 cm de especiamiento entre escalones
PERFIL
VARS. B
Figura 166. Detalle junta de polivinilo en tanques de mampostería.
Figura 18. Detalle de escalera marina en tanques de mampostería.
Ángulo de 2" x 2"
Tela de Alambre para mosquitero Niple de cuerda corrida
Losa de cubierta
Anclas de 3/8 " Losa de Concreto
Escalera Marina
Figura 19. Detalle de registro en losa de cubierta en tanques de mampostería.
Figura 177. Detalle de ventilación en tanques de mampostería.
30
7. BIBLIOGRAFÍA
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