PLAN DE ASIGNATURA INGENIERIA INGENIERI A SANITARIA II 1 DATOS REFERENCIALES CARRERA
:
INGENIERIA CIVIL.
ASIGNATURA
:
INGENIERIA SANITARIA II
SEMESTRE
:
SEXTO
CÓDIGO
:
PES-CIV-06231
PRE REQUISITO
:
Ingeniería Sanitaria I
CARGA HORARIA: CARGA HORARIA SEMANAL SEMESTRAL
TEORIA 3 60
PRACTICA 2 40
LABORATORIO 0 0
TOTAL 5 100
2 JUSTIFICACION DE LA ASIGNATURA El crecimiento de las poblaciones, hace que sea necesario que éstas cuenten con los servicios básicos con el objeto de mejorar la calidad de vida, reducir tasas de mortalidad, morbilidad y contribuir en la reducción de la contaminación del medio ambiente. Uno de los servicios básicos que menor cobertura tiene nuestro país es el alcantarillado sanitario y el pluvial, por esta razón la asignatura está destinada a tener un conocimiento de los sistemas de alcantarillado sanitario, tratamiento de aguas residuales y sistemas de alcantarillado pluvial, cuya aplicación incluye el dimensionamiento de sistemas de alcantarillado en zonas urbanas y rurales.
3 OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: 3.1 OBJETIVO GENERAL Impartir al estudiante los conocimientos básicos necesarios para el diseño, construcción y supervisión de sistemas colectores sanitarios y
pluviales, así como la disposición final de los efluentes, haciendo uso de tecnologías clásicas apropiadas y modernas Capacitar al estudiante en el diseño de sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 3.2.1 Determinar e interpretar los datos básicos para el diseño de los sistemas de alcantarillado.
3.2.2 Conocer e interpretar la hidráulica de las alcantarillas. 3.2.3 Establecer las ventajas y desventajas de los tipos de redes de alcantarillado.
3.2.4 Diseñar redes de alcantarillado sanitario y pluvial. 3.2.5 Diseñar accesorios y dispositivos de una red de alcantarillado sanitario y pluvial.
3.2.6 Dimensionar estaciones de bombeo para aguas residuales. 3.2.7 Dimensionar sistemas de tratamiento de aguas residuales. 3.2.8 Dimensionar sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial en edificaciones.
4 CONTENIDO MINIMO Antecedentes históricos. 4.1 4.2 Planificación de proyectos de alcantarillado. Datos básicos para los sistemas de alcantarillado. 4.3 4.4 Hidráulica de las alcantarillas Alcantarillas parcialmente llenas. 4.5 4.6 Tipos de redes de alcantarillados. Normas básicas para el diseño de redes de alcantarillado. 4.7 4.8 Ejemplo práctico para los temas anteriores. Parámetros de diseño de los sistemas de alcantarillado sanitario. 4.9 4.10 Rutina para el cálculo de redes de alcantarillado sanitario. 4.11 Parámetros de diseño de los sistemas de alcantarillado pluvial. Método de cálculo para caudales de aporte en sistemas de 4.12 alcantarillado pluvial. Rutina para el cálculo de redes de alcantarillado pluvial. 4.13 4.14 Obras accesorias de una red de alcantarillado. 4.15 Estaciones elevatorias de aguas residuales. Sumideros. 4.16 4.17 Cargas sobre tuberías – seguridad estructural. Introducción al tratamiento de aguas residuales. 4.18 4.19 Tecnologías de bajo costo en los sistemas de alcantarillado sanitario.
4.20 4.21 4.22
Sistemas de alcantarillado pluvial de bajo costo. Diseño de redes de drenaje sanitario y pluvial en edificaciones. Programas computacionales – sistemas de alcantarillado pluvial y sanitario
5 PROGRAMA ANALITICO CAPITULO I ANTECEDENTES HISTORICOS 1.1 1.2 1.3
Antecedentes Históricos de los Sistemas de Alcantarillado en el Mundo Historia de los Sistemas de Alcantarillado en Bolivia Situación actual de los sistemas de alcantarillado en Bolivia, en el medio Rural y en el medio Urbano.
CAPITULO II PLANIFICACION DE PROYECTOS DE ALCANTARILLADO 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
Aspectos generales. Estudios necesarios para el diseño de sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial. Estudios preliminares. Estudios de factibilidad. Estudio definitivo o Diseño Final. Identificación socio económica de beneficiarios. Poblaciones rurales y poblaciones urbanas. Criterios de Diseño. Requisitos de sostenibilidad.
CAPITULO III DATOS BASICOS PARA LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO 3.1 3.2
3.3 3.4
Aspectos generales de diseño. Estudios de campo. 3.2.1 Levantamientos topográficos. 3.2.2 Estudios de suelos 3.2.3 Levantamientos de servicios existentes. 3.2.4 Otros levantamientos requeridos. Horizonte de proyecto – Periodo de diseño. Población de diseño. 3.4.1 Población residente 3.4.2 Población flotante 3.4.3 Proyección de la población 3.4.4 Desarrollo poblacional en Bolivia. 3.4.5 Datos estadísticos poblacionales – INE
CAPITULO IV HIDRAULICA DE ALCANTARILLAS
4.1 4.2 4.3 4.4
Aspectos generales de hidráulica Tipos de alcantarillas. Ecuación general de resistencia. Fórmulas prácticas para el diseño de alcantarillas 4.4.1 Fórmulas americanas – MANNING 4.4.2 Fórmulas europeas – KUTTER Y BAZIN
CAPITULO V ALCANTARILLAS PARCIALMENTE LLENAS 5.1 5.2 5.3 5.4
Elementos hidráulicos Cálculo de flujos en alcantarillas parcialmente llenas. Régimen Hidráulico Tipos de secciones más usuales. Requerimientos de funcionamiento a tirante parcial.
CAPITULO VI TIPOS DE REDES DE ALCANTARILLADO 6.1 6.2 6.3 6.4
Aspectos generales Tipos de sistemas Sistema separador - Importancia Desarrollo general del diseño y trazó de un sistema de alcantarillado 6.4.1 Delimitaciones de áreas tributarias. 6.4.2 Trazo de colectores. 6.4.3 Ubicación de pozos de visita y numeración. Anotaciones y nomenclatura en planos de 6.4.4 diseño.
CAPITULO VII NORMAS BASICAS PARA EL DISEÑO DE REDES DE ALCANTARILLADO 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6
Diámetros mínimos Velocidades mínimas Velocidades máximas en relación al tipo de material Coeficiente de rugosidad. Profundidad de alcantarillas. Optimización del trazado de redes de alcantarillado
CAPITULO VIII EJEMPLOS PRACTICOS PARA LOS TEMAS ANTERIORES 8.1 8.2 8.3
Cálculo de alcantarillas a sección llena. Cálculo de alcantarillas a tirante parcial. Cálculo de alcantarillas de secciones de diferente tipo.
CAPITULO IX PARAMETROS DE DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO SANITARIO
9.1 9.2
9.3 9.4 9.5 9.6
Coeficiente de aporte. Coeficiente de punta. 9.2.1 Coeficiente de HARMON 9.2.2 Coeficientes de BABBIT Y GIFFT 9.2.3 Validez poblacional de los coeficientes 9.2.4 Requerimientos de análisis de aplicación de estos coeficientes a nuestras condiciones. Coeficiente de malas conexiones Coeficiente de infiltración Caudales de aporte de aguas servidas Caudal de diseño
CAPITULO X RUTINA PARA EL CALCULO DE REDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO 10.1 Aspectos generales 10.1.1 Caudal mínimo en alcantarillas 10.1.2 Limitaciones de velocidad 10.1.3 Limitaciones de tirante 10.2 Metodología – rutina 10.2.1 Criterio de velocidad - diseño 10.2.2 Criterio de tensión tractiva – diseño 10.3 Planilla de cálculo 10.4 Ejemplo práctico detallado
CAPITULO XI PARAMETROS DE DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8
Aspectos generales Análisis de la intensidad de las precipitaciones Duración de las precipitaciones en áreas edificadas. Duración de las precipitaciones en áreas no edificadas. Frecuencia de las precipitaciones. Áreas de aporte Coeficientes de impermeabilidad Coeficiente de escorrentía
CAPITULO XII METODO DE CÁLCULO PARA CAUDALES DE APORTE EN SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6
Método racional – análisis Áreas de la cuenca tributaria Coeficiente de escorrentía Intensidad de lluvia Duración de la lluvia Aplicación del hidrograma unitario
CAPITULO XIII RUTINA PARA EL CALCULO DE REDES DE ALCANTARILLADO PLUVIAL 13.1 13.2 13.3
Aspectos generales Metodología – rutina Planilla tipo de cálculo para redes de alcantarillado pluvial
CAPITULO XIV OBRAS ACCESORIAS DE UNA RED DE ALCANTARILLADO 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6
Detalles del proyecto Detalles constructivos Anchos de zanja y tipos de apoyo de tuberías Cámaras de inspección simples Cámaras de inspección dobles Cámaras de inspección con caída
CAPITULO XV ESTACIONES ELEVATORIAS DE AGUAS RESIDUALES 15.1. 15.2. 15.3. 15.4. 15.5.
Aspectos generales Cálculo de caudales de bombeo Estaciones elevatorias con cámara seca y cámara húmeda Elección del tipo necesario Detalles constructivos
CAPITULO XVI SUMIDEROS 16.1. 16.2. 16.3.
Aspectos generales – constructivos Ubicación y separación Tipos de sumideros 16.3.1. Sumideros de rejas 16.3.2. Sumideros de ventana 16.3.3. Sumideros mixtos 16.3.4. Detalles constructivos
CAPITULO XVII CARGAS SOBRE TUBERIAS – SEGURIDAD ESTRUCTURAL 17.1. 17.2. 17.3. 17.4. 17.5. 17.6.
Transmisión de cargas en tuberías Carga muerta o de relleno Carga viva – de vehículos Tipos de apoyo – factores de seguridad Cálculo total de cargas de tubería Ejemplos de cálculo
CAPITULO XVIII INTRODUCCION AL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
18.1. 18.2. 18.3. 18.4.
18.5.
Conceptos del tratamiento de aguas residuales Procedimiento de tratamiento de aguas residuales – sistema convencional Componentes de un sistema convencional de tratamiento de aguas residuales Tipos de tratamiento por sistemas no convencionales 18.4.1. Tratamiento por tanques sépticos 18.4.2. Tratamiento por tanques IMHOFF 18.4.3. Tratamiento sedimentadores 18.4.4. Tratamiento por reactores anaerobios 18.4.5. Tratamiento por filtros biológicos Tratamiento por lagunas de estabilización 18.5.1. Lagunas anaerobias 18.5.2. Lagunas facultativas 18.5.3. Lagunas de maduración
CAPITULO XIX TECNOLOGIAS DE BAJO COSTO ALCANTARILLADO SANITARIO 19.1.
19.2.
19.3.
EN
LOS
SISTEMAS
Sistema simplificado 19.1.1. Normas y criterios de diseño 19.1.2. Innovaciones principales 19.1.3. Requerimientos de operación y mantenimiento Sistemas en régimen de condominio 19.2.1. Características hidráulicas y criterios de diseño 19.2.2. Origen y condiciones para su aplicación 19.2.3. Ventajas y desventajas 19.2.4. Operación y mantenimiento Sistemas de pequeño diámetro 19.3.1. Características hidráulicas 19.3.2. Criterios de diseño 19.3.3. Condiciones para su aplicación 19.3.4. Ventajas y desventajas 19.3.5. Costos operacionales
CAPITULO XX SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL DE BAJO COSTO 20.1. 20.2. 20.3.
Repercusiones en la planificación urbana. Opciones de desagüe Participación de la comunidad
CAPITULO XXI
DE
DISEÑO DE REDES DE DRENAJE SANITARIO Y PLUVIAL EN EDIFICACIONES 21.1. Redes de drenaje sanitario 21.2. Redes de drenaje pluvial 21.3. Ubicación de accesorios y cámaras
CAPITULO XXII PROGRAMAS COMPUTACIONALES – SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL Y SANITARIO 22.1. Hidráulica de canales. 22.2. Programa SEWER – redes de alcantarillado sanitario 22.3. Programa CYPECAD – redes de alcantarillado sanitario, pluvial, plomeria 22.4. Programa STORN-CAD Redes de alcantarillado pluvial
6 BIBLIOGRAFIA -
SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO, Mark Hammer – USA TÉCNICA MODERNA DEL ALCANTARILLADO, Vitorio Nanni – ITALIA SISTEMAS DE ALCANTARILLADO SANITARIO, Rivas Mijares – VENEZUELA REDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL, Metcalf y Eddy – USA REDES URBANAS DE SANEAMIENTO, Purshel – ALEMANIA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO, Ernest – Steel – USA SISTEMAS DE ALCANTARILLADO, Folwell – USA MANUAL DE SANEAMIENTO DE POBLACIONES URBANAS, Karl Immoff – ALEMANIA CONSTRUCCIÓN DE REDES DE ESGOTOS –SANITARIOS, Adhemar Della Nina – BRASIL LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN, CETESB – BRASIL TRATAMIENTO DE ESGOTOS DOMÉSTICOS, Eduardo Pacheco – BRASIL Constantino Arruda LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN BANCO MUNDIAL Y DINASBA, Marcelo Juanico Heim Weimberg – BOLIVIA ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS Y CONSTRUCCIÓN DE ALCANTARILLAS, ASCE – USA SISTEMAS DE ESGOTOS SANITARIOS, CETESB – BNH – BRASIL SANEAMIENTO BÁSICO, Nelson Gandur D. – BRASIL SISTEMAS DE ALCANTARILLADO, Lucas Nogueira Garces –BRASIL TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS, Departamento de sanidad Nueva York.
-
INGENIERÍA SANITARIA, Unda Opaso – ARGENTINA REGLAMENTOS TÉCNICOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO, Norma Boliviana DINASBA NORMA TÉCNICA DE DISEÑO DE SISTEMA DE ALCANTARILLADO, Norma Boliviana DINASBA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN PEQUEÑAS COMUNIDADES, CRITES Y TROVANOCULUS TRATAMIENTO DE ESGOTOS, Azebedo Neto Max Lothar Hess – BRASIL REDES DE ALCANTARILLADO SIMPLIFICADO, CEPIS – PERU REDES DE ALCANTARILLADO CONDOMINIAL, CEPIS – PERU REDES DE ALCANTARILLADO DE PEQUEÑO DIÁMETRO, US – Departament of agriculture MANUAL DE DEPURACIÓN URALITA, Aurelio Hernández – ESPAÑA ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE REDES DE ALCANTARILLADO, BNH – BRASIL WASTE WATER ENGEENERING, Parker – USA INGENIERÍA SANITARIA, Handerberg y Rodie – USA
