1.00 INTR 1. INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN La ciudad de Santo Domingo Tehuantepec, ehuantepec, se pretende construir un fraccionamiento el cual contara con un sistema de drenaje para así evitar la contaminación del rio principal de esta ciudad. Esta memoria de cálculo, tiene como objetivo determinar, revisar e integrar toda la nfo nform rmac ació iónn re!u re!uer erid idaa pa para ra elab elabor orar ar el pro" pro"ec ectoejec toejecut utiv ivoo denominado
“Santa “Santa Elena” Elena” ,
dell de
frac fracci cion onam amie ient ntoo
ubic ub icad adoo en la #ona #ona este este de la ciud ciudad ad,, pa para ra su
aprobación posterior por parte de la $omisión %acional del &gua " las gestiones de recursos correspondientes para su construcción. $omo consecuencia se presenta el problema de desalojo de las aguas servidas o aguas residuales. Se re!uiere así la construcción de un sistema de alcantarillado sanitario para eliminar las aguas residuales !ue produce una población, inclu"endo al comercio " a la industria. 'n sistema de alcantarillado está integrado por todos o algunos de los siguientes elementos( atarjeas, colectores, interceptores, emisores, plantas de tratamiento, estaciones de bombeo, descarga final " obras accesorias. El destino final fin al de las aguas servidas podrá ser previo tratamiento, desde un cuerpo receptor hasta el re)so, dependiendo del tratamiento !ue se le realice " de las condiciones particulares de la #ona de estudio. es tudio. Las aguas residuales de un n)cleo urbano, están constituidos, fundamentalmente, por las aguas de abastecimiento despu*s de haber pasado por diversas actividades de una población. Estas aguas residuales, se componen esencialmente de agua, más sólidos orgánicos disueltos " en suspensión.
E+iste la norma oficial me+icana %-//0E$L1223, !ue establece los límites má+imos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales provenien provenientes tes de la industria industria,, actividade actividadess agroindu agroindustria striales, les, de servicios servicios " del tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje " alcantarillado urbano o -unicipal4 sin embargo la industria, el comercio " el usuario en general, no siempre cumplen con dicha norma, vertiendo substancias !ue son peligrosas en un alcantari alcantarillado llado,, por lo !ue se debe tener especial especial cuidado cuidado en eliminar este tipo de substancias. $omo en todo pro"ecto de ingeniería, para el sistema de alcantarillado, se deben plan plante tear ar las las alte altern rnat ativ ivas as ne neces cesar aria ias, s, de defin finie iend ndoo a nive nivell de es!u es!uem emaa las las ob obra rass principales !ue re!uieran cada una de ellas. Se deben considerar los aspectos constructiv constructivos os " los costos de inversión inversión para cada una de las alternati alternativas. vas. Se selecciona la alternativa !ue asegure el funcionamiento adecuado con el mínimo costo. En el dise dise5o 5o de un sist sistem emaa de alca alcant ntar arililla lado do sani sanita tari rioo se de debe be cono conoce cerr la infraestructura e+istente en la localidad 6agua potable, ductos de gas, tel*fono, energía el*ctrica, alcantarillado pluvial, etc.7 para evitar !ue las tuberías dise5adas coincidan con estas instalaciones, " asegurar !ue, en los cruces con la red de agua potable, la tubería del alcantarillado siempre se localice por debajo. 1.1 OBJETIVO. El pro"ecto ejecutivo tiene entre otros como sus principales objetivos reali#ar todos los estudios " acciones necesarias para la elaboración del pro"ecto ejecutivo de alcantarillado sanitario del fraccionamiento “Santa Elena” " revisar e integrar toda la información del pro"ecto ejecutivo, de tal forma, !ue cumpla con la normatividad vigente en la materia " con las normas t*cnicas de la Comisión Nacional Del Agua. (CONAGUA).
Entre sus principales beneficios es el de mejorar la calidad de vida de los habitantes de esa #ona, " así evitar el brote de enfermedades gastrointestinales !ue pueden afectar a las personas por la descarga a cielo abierto de las aguas negras. 'n objetivo importante !ue trata de conseguir esta memoria, es !ue en alg)n futuro cuando se !uiera desarrollar este pro"ecto ejecutivo, "a se cuente con todos los cálculos, normas, planos " presupuesto.
INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO EJECUTIVO. Plan t!"#$%&' (el l)"a#* Es un unoo de los los da dato toss má máss impo import rtan ante tess pa para ra la real reali# i#ac ació iónn de todo todo pro"ecto pro"ecto de alcantari alcantarillado llado.. Este dará la parte para para la elección elección del tipo de configuración. Plan !#e(&al* Este dato nos indicará el n)mero de predios por frente de las calles, el n)mero de habitantes por man#ana, la locali#ación de edificios p)blicos, jardines e industrias, !ue se encuentren en nuestro pro"ecto. Plan (e l'al&+a'&,n (e l)"a#e- !a#a e-ta'&ne- (e /e #a- (e t#ata/&ent (e-'a#"a* En este plano se indicarán los sitios en donde de acuerdo a la topografía del terreno no es posible eliminar eliminar las aguas residual residuales es por el sistema de gravedad, gravedad, " en consecuencia es necesario pro"ectar una estación de bombeo. Plan (e la #e( (e al'anta#&lla( e2&-tente* Si este dato e+iste es necesario conocerlo, pero en este caso no e+iste ninguna red de alcantarillado e+istente. Plan (e a")a !tale* nformació nformaciónn de las áreas con servicio servicio actual de agua potable potable " de las futuras futuras ampliacio ampliaciones, nes, con sus programas programas de construcci construcción4 ón4 así como las densidades densidades de población " dotaciones para cada una de las etapas de pro"ecto consideradas. Plan (e )- %)t)# (el -)el* Es necesario identificar los planes de desarrollo de la localidad. En el plano deberán locali#arse las áreas !ue ocuparán en el futuro las diferentes #onas habitacionales conn su co suss nuev evas as den enssidad idades es de po pobl blac ació iónn, las las #o #ona nass co com merci ercial alees, las #o #ona nass industriales, las #onas p)blicas " las áreas verdes. Dta'&,n* Es necesario conocer la dotación de agua potable !ue se tiene en nuestra colonia. La cual se ane+a más adelante.
A!#ta'&,n (e a")a- #e-&()ale-* $onsiderando !ue el alcantarillado para aguas residuales de una localidad, debe ser el reflejo del servicio de agua potable, la $omisión %acional del &gua adopta un criterio de aceptar como aportación de aguas residuales, del 89: al ;/: de la dotación de agua potable. In%#/a'&,n a(&'&nal*
Sitios de vertido o disposición final de las aguas residuales. &foros de la corriente receptora " niveles de aguas mínimo, m ínimo, medio " má+imo de aguas má+imas e+traordinarias.
Secciones transversales de las corrientes naturales en los sitios !ue las crucen las tuberías " niveles de agua.
Emisores considerados.
$lasificación del terreno indicando el porcentaje de materiales &, = " $, para estimar vol)menes de terracerías.
=ombeo " tratamiento de las aguas negras.
$osto de terreno para su ad!uisición " nombre del propietario.
%ombre de las calles.
Longitud de crucero a crucero de las calles.
Elevacion Elevaciones es de todos todos los cruceros cruceros " sitios sitios en !ue cambie cambie la pendient pendientee del terreno " la dirección del eje de la calle.
Locali#ación de industrias " gastos !ue descargarán probablemente al alcantarillado.
%ivel del manto freático de la localidad.
3.0 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO 3.1 SISTEMA DE ALCANTARILLADO Re( (e ata#4ea-. La red de atarjeas tiene por objeto recolectar " transportar las aportaciones de las descargas de aguas negras dom*sticas, comerciales e industriales, hacia los colectores, interceptores o emisores. La red está constituida por un conjunto de tuberías por las !ue son conducidas las aguas negras captadas. El ingreso del agua a las tuberías es paulatino o a largo de la red, acumulándose los caudales, lo !ue da lugar a ampliaciones sucesivas de la sección de los conductos en la medida en !ue se incrementan los caudales. De esta manera se obtienen en el dise5o las ma"ores secciones en los tramos finales de la red. %o es admisible dise5ar reducciones en los diámetros en el sentido del flujo. La red se inicia con la descarga domiciliaria o alba5al, a partir del parámetro e+terior de las edificaciones. El diámetro del alba5al en la ma"oría de los casos es de 15 '/., siendo *ste el /6n&/ a'e!tale. La cone+ión entre alba5al " atarjea debe ser herm*tica " la t)e#6a (e &nte#'ne2&,n (ee tene# )na !en(&ente /6n&/a (el 17. El diámetro /6n&/ !ue se utili#a en una red de atarjeas de un sistema de drenaje separado es de 80 '/, " su dise5o, en general debe seguir la pendiente natural del terreno, siempre " cuando cumpla con los límites má+imos " mínimos de velocidad " la condición mínima de tirante. 6>er figura 07.
>ivienda
=an!ueta
&lba5al &tarjeas
&tarjeas
$olector
Sub $olector
?ío Descarga
$olector
Emisor
de &guas ?esiduales
F&")#a 8.9 S&-te/a (e al'anta#&lla( -an&ta#&.
3.8 PARTES :UE INTE;RAN UNA RED DE ALCANTARILLADO. Ala
por todo el sistema de tuberías !ue constitu"e la red de alcantarillado hasta el lugar donde se trataran las aguas. 3.3 ESTRUCTURAS Y OBRAS ACCESORIAS. P+- (e =&-&ta.9 Tienen la finalidad principal de facilitar la inspección " limpie#a de los conductos del sistema, así como de permitir la ventilación de los mismos. Se instalan en el comien#o de las atarjeas en cambios de dirección " de pendiente, para permitir la cone+ión de otras atarjeas o colectores, " cuando ha" necesidad de cambiar de diámetro. En conclusión entre dos po#os de visita deberán de !uedar tramos rectos " uniformes de tubería. Los po#os de visita se clasifican en '/)ne- " e-!e'&ale-. P+- (e =&-&ta '/>n.9 Se utili#an para tuberías de 0/ a 31 cm de diámetro, siendo su base de 1.0/ m de diámetro. P+- (e =&-&ta e-!e'&ale-.9 Se utili#an para tuberías de 83 a 1/8 cm de diámetro, siendo el diámetro interior de la base de 1.9/ m como mínimo. La separación má+ima entre dos po#os de visita en tramos rectos " de pendiente uniforme será( D&-ET? 0/ C 31 cm 83 C 100 cm 19/ C 0 cm
SE<&?&$B% 109 m 67 1/: 19/ m 67 1/: 189 m 67 1/:
P+- (e 'a6(a.9
tramos en los !ue por efecto de la topografía los tubos tendrían pendientes mu" fuertes !ue ocasionarían velocidades más altas " gastos de e+cavación e+cesivos.
F&")#a 3.9 P+ (e =&-&ta '/>n. P+- (e 'a6(a a(-a(a.9 Son po#os de visita comunes a los cuales lateralmente se les constru"e una estructura menor " permita la caída en tuberías de 0/ a 09 cm de diámetro, con un desnivel hasta de 0 m. Este tipo de po#o se aplicara en nuestro pro"ecto del fraccionamiento Santa Elena "a !ue, debido a la topografía del lugar es necesario instalar este tipo de estructuras. 6ver figura 7 P+- (e 'a6(a 'n (&$/et# (e 30 a ?@ '/.9 & estos po#os se les constru"e una pantalla !ue funciona como deflector del gasto !ue cae del tubo más elevado disminu"endo además la velocidad del agua. Se constru"en hasta para un desnivel de 1.9m.
B
B
F&")#a .9 P+ 'n 'a6(a a(-a(a. E-t#)'t)#a- (e 'a6(a e-'alna(a.9 Son po#os con caída escalonada cu"a variación es de 9/ en 9/ cm, hasta llegar a 0.9 m, como má+imo, están provistas de una chimenea en la entrada de la tubería con ma"or elevación de la plantilla, " otra a la salida de la tubería con la menor elevación de plantilla. Se emplean en tuberías de diámetro de 21 a 0 cm. S&%ne- &n=e#t&(-.9 $uando se tienen cruces con alguna corriente de agua, depresión del terreno, estructura, tubería o viaductos subterráneos, !ue se encuentren al mismo nivel en !ue debe instalarse la tubería, generalmente se utili#an sifones invertidos en su dise5o, se debe tomar en cuenta lo siguiente(
•
•
>elocidad mínima de escurrimiento de 1.0/ mFs para evitar sedimentos. &nali#ar la conveniencia de emplear varias tuberías a diferentes niveles, para !ue, de acuerdo a los caudales por manejar, se obtengan siempre velocidades adecuadas. La primera tubería tendrá capacidad para conducir el gasto mínimo de pro"ecto.
•
En el caso de !ue el gasto re!uiera una sola tubería de diámetro mínimo de 0/ cm, se acepta como velocidad mínima de escurrimiento la de 3/ cmFs.
•
Se deben pro"ectar estructuras adecuadas 6cajas7, tanto a la entrada como a la salida del sifón, !ue permitan separar " encau#ar los caudales de dise5o asignados a cada tubería.
•
Se deben colocar rejillas en una estructura adecuada, aguas arriba del sifón, para detener objetos flotantes !ue puedan obstruir las tuberías del sifón.
C#)'e- ele=a(-.9 $uando por necesidad del tra#o, se tiene !ue cru#ar una depresión profunda como es el caso de algunas ca5adas o barrancas de poca anchura, generalmente se logra por medio de una estructura !ue soporta la tubería. La tubería puede ser de acero o polietileno, la estructura por construir puede ser un puente ligero de acero, de concreto o de madera, seg)n el caso. La tubería para el paso por un puente vial, ferroviario o peatonal, debe ser de acero " estar suspendida del piso del puente por medio de soportes !ue eviten la transmisión de las vibraciones a la tubería, la !ue debe colocarse en un sitio !ue permita su protección " su fácil inspección o reparación. & la entrada " a la salida del puente, se deben construir cajas de inspección o po#os de visita. E-ta'&ne- (e /e (e a")a- #e-&()ale-.9 Las estaciones de bombeo, son instalaciones integradas por infraestructura civil " electromecánica, destinadas a transferir vol)menes de aguas negras o tratadas de un determinado punto a otro, para satisfacer ciertas necesidades .
Siempre se procurará evitar la construcción de estaciones de bombeo para aguas negras, procurando !ue estas aguas escurran por gravedad hasta su sitio final de disposición4 de acuerdo con las condiciones topográficas de la localidad de !ue se trate habrá ocasiones en !ue sea obligado el bombeo. Las instalaciones civiles " electromecánicas básicas de una estación típica de bombeo son las siguientes( G $árcamo de bombeo. G Subestación el*ctrica. G E!uipo de bombeo. G -otor El*ctrico. G $ontroles El*ctricos. G &rreglo de la descarga. G E!uipo de maniobras. Planta- (e t#ata/&ent (e a")a- #e-&()ale-.9 Tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, !uímicos " biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia 6o efluente tratado7 o reutili#able en el ambiente " un residuo sólido o fango 6tambi*n llamado biosólido o lodo7 convenientes para su disposición o reusó. Es indispensable evitar la polución de corrientes superficiales destinadas a los diferentes usos necesarios e indispensables para el desarrollo económico de la nación, lo mismo !ue tratándose de lagos " de aguas marinas dedicadas a balnearios " sitios de recreo o pesca4 por lo tanto, no se descargarán aguas negras crudas a ninguna corriente receptora, debiendo ser tratadas previamente, respetando la norma NOM90019ECOL1@ !ue establece los límites má+imos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas " bienes nacionales. E-t#)'t)#a (e (e-'a#"a.9
Los vertidos pueden hacerse a ríos, lagos, al mar, a po#os de absorción a riego previo tratamiento. La elección del sitio de vertido del sitio se hará a una distancia adecuada de la localidad situándolo, respecto a la dirección de los vientos dominantes, de modo !ue *stos no lleven a ellas los malos olores. Es importante !ue el lugar de vertido est* suficientemente alejado cuando sea necesario ubicarlo en la dirección de alguna #ona de probable crecimiento. Si el vertido se hace al mar o a un lago se deben evitar los da5os !ue la polución de las aguas puede ocasionar a las especies marinas, así como la contaminación de las pla"as " #onas turísticas, por lo cual deberán tomarse en consideración las normas !ue e+isten al respecto 6tales como la norma NOM90019ECOL91@ de la $.%.&7, en lo relativo al contenido de las aguas negras, " efectuar previamente el tratamiento !ue se haga necesario para no perjudicar la e+plotación de los recursos naturales " del turismo. En el caso de vertido a corrientes es importante investigar los usos !ue aguas abajo hagan del agua, !ue pueden ser abastecimiento de agua para los usos dom*sticos, riego, etc., lo cual determina el tipo de tratamiento. $uando el emisor est* constituido por un conducto, para descargar el agua residual en una corriente receptora se utili#ará una estructura !ue
permita encau#ar
debidamente las aguas negras en la corriente " a un nivel !ue tome en cuenta el evitar al a#olves en el sitio de vertido " por otro lado el remanso de las aguas negras cuando se presenten avenidas má+imas en la corrientes receptora. La construcción de la estructura de descarga se hará preferentemente en un tramo recto del río, debiendo tomar en cuenta las características de socavación de la corriente en la sección de vertido. En las descargas al mar o lagos, es conveniente instalar el emisor subacuático a profundidades ma"ores !ue el nivel promedio de las mareas bajas, con una longitud
!ue puede variar, entre 9/ " 1// m, para su orientación, es necesario tomar en consideración la dirección de las corrientes marinas superficiales. $uando la descarga sea a po#os de absorción se efectuarán los estudios geohidrológicos necesarios a fin de evitar la polución de los mantos de agua subterráneos !ue fueran aprovechables para abastecimiento de agua u otros usos. Si la disposición final se hace a riego previo tratamiento no se utili#aran las aguas para cultivo de hortali#as. 3. MODELOS DE ALCANTARILLADO.
CONFI;URACIÓN
PARA
UN
SISTEMA
DE
Se denomina configuración de un sistema de alcantarillado al tra#o de alcantarillado de las principales tuberías, dependiendo de la topografía dominante, el sitio de vertido, de la disposición final de las aguas residuales " el tra#o de las calles de la población. Los más usuales son los siguientes( a Pe#!en(&')la#.9 & lo largo de una corriente con el terreno inclinado hacia ella, la mejor manera de conducir las aguas residuales se logra colocando tuberías perpendiculares a la corriente " !ue descarguen a un solo colector cercano a la corriente. 6>er Higura 97
F&")#a 5 M(el !e#!en(&')la#.
Ra(&al.9 En este modelo, las aguas residuales flu"en hacia afuera desde la #ona central de la localidad hacia las tuberías principales. Las líneas son relativamente pe!ue5as, pero pueden multiplicarse el n)mero de plantas de tratamiento. 6>er Higura 37
F&")#a @ M(el #a(&al
' Inte#'e!t#e-.9 Este tipo de modelo se emplea para recolectar las aguas residuales en #onas con curvas de nivel más o menos paralelas, sin grandes desniveles " cu"as tuberías principales se prestan para interceptar por una tubería ma"or !ue es la encargada de transportar las aguas residuales a la planta de tratamiento. 6>er figura 87 .
F&")#a ? M(el (e &nte#'e!t#e-
( Aan&'.9 $uando la localidad se encuentra colocada en un valle se pueden utili#ar líneas convergentes hacia una tubería principal locali#ada en el interior de la localidad originado una solo tubería de descarga.
3.5 MODELOS DE CONFI;URACIÓN DE ATARJEAS El tra#o de atarjeas generalmente se reali#a coincidiendo con el eje longitudinal de cada calle. bservando el plano topográfico se pueden constatar los problemas fundamentales " restricciones e+istentes en el lugar4 de ahí los tra#os alternativos de la red determinarán el dise5o final del es!ueleto de la misma. Las corrientes superficiales siguen la le" de escurrimiento dictadas por las pendientes del terreno, el sistema de alcantarillado debe construirse a semejan#a del sistema natural hidrológico de la superficie terrestre, con el objeto de conseguir una pendiente !ue produ#ca una velocidad apropiada " evitar fuertes e+cavaciones. Se considera !ue las líneas de conducción de aguas negras están alojadas en el eje de las calles. er Higura ;7.
F&")#a T#a+ en aneta
•
>entajas.
Las ventajas de utili#ar este tipo de tra#o son reducir el n)mero de cabe#as de atarjeas " permitir un ma"or desarrollo de las atarjeas, con lo !ue los conductos ad!uieren un r*gimen hidráulico establecido, logrando con ello aprovechar adecuadamente la capacidad de cada uno de los conductos. •
Desventajas.
Dificultad en su utili#ación, debido a !ue el tra#o re!uiere de terrenos con pendientes suaves más o menos estables " definidas. er Higura 27.
F&")#a T#a+ en Pe&ne
•
>entajas.
Se garanti#an aportaciones rápidas " directas de las cabe#as de atarjeas a la tubería com)n de cada peine, " de *stas a los colectores, propiciando !ue se presente rápidamente un r*gimen hidráulico establecido. Se tiene una amplia gama de valores para las pendientes de las cabe#as De atarjeas, lo cual resulta )til en el dise5o cuando la topografía es mu" irregular. •
Desventajas.
Debido al corto desarrollo !ue generalmente tienen las atarjeas iniciales antes de descargar a un conducto ma"or, en la ma"oría de los casos a!uellas trabajan por abajo de su capacidad, ocasionando !ue se desaproveche parte de dicha capacidad. ' T#a+ C/&na(.9 $orresponde a una combinación de los dos tra#os anteriores " a tra#os particulares obligados por los accidentes topográficos de la #ona. 6>er Higura 1/7
F&")#a 10 T#a+ C/&na(
3.@ RE:UERIMIENTOS :UE DEBE CUMPLIR UNA RED DE ALCANTARILLADO. Toda red de alcantarillado debe cumplir los re!uisitos mínimos siguientes( 1. Locali#ación adecuada 0. Seguridad en la eliminación J. $apacidad suficiente . ?esistencia adecuada 9.
Colect or
Atarje a
->-E%T $??E$T
Colect or
Contracorrien te Atarje a
->-E%T %$??E$T
Las pendientes de las tuberías deben ser tan semejantes como sea posible con la
superficie del terreno. Se procurará !ue las alcantarillas de la red trabajen siempre a gravedad, paralelamente al terreno, siguiendo sus pendientes " declives, evitando hasta donde sea posible el establecimiento de plantas de bombeo. Los colectores deberán !uedar alojados en las calles !ue tengan las cotas más bajas, para !ue de este modo sea más fácil el escurrimiento de las #onas !ue cuenta con una ma"or elevación. Se")#&(a( en la el&/&na'&,n.
En algunos casos, para el gasto /6n&/ de aguas residuales, se puede aceptar una velocidad efectiva de 0.30 /-e". $omo uno de los factores determinantes de la velocidad es la pendiente, se procurará evitar los cambios bruscos de *sta, es decir, impedir !ue se produ#can remansos, contrapendientes, remolinos, etc. d7
b7 &segurar la correcta cone+ión de las descargas domiciliarias a las atarjeas " colectores. El colchón /6n&/ recomendable es de 0.0 /., esto es dependiendo del diámetro del tubo !ue tengamos, la profundidad má+ima de instalación, será a!uella !ue se obtenga del cálculo hidráulico del emisor " colectores, siendo obligado hacer un estudio económico de acuerdo con la mejor locali#ación !ue se puede hacer de tales alcantarillas " de las atarjeas, procurando obtener las e+cavaciones mínimas posibles, siempre " cuando se garantice el buen funcionamiento hidráulico de la red de alcantarillado. Fa'&l&(a(e- (e l&/!&e+a e &n-!e''&,n. $omo no es posible !ue una red de alcantarillado se conserve por sí sola "a !ue las materias en suspensión tienden a sedimentarse " adherirse a las paredes de los conductos, a)n cuando la velocidad del agua sea superior a los límites mínimos, provocando con esto el a#olve del conducto " así, reduciendo su radio hidráulico. $7 " polietileno de alta densidad 6
diversos tipos de tuberías para conducción de agua potable, siempre " cuando re)nan las características para conducir aguas negras. De acuerdo con la profundidad de instalación de la tubería, del ancho de las #anjas, de su condición de #anja o terrapl*n, " de la clase de plantilla o de cama !ue se utilice, será la clase de tubería !ue debe tenerse. & continuación, se detallan las características de las tuberías de alcantarillado mencionadas. a T)e#6a (e 'n'#et -&/!le CS.9 Se fabrican de acuerdo con las especificaciones de la norma -e+icana NMG9C9 019 1@. Los tubos de concreto simple se fabrican en diámetros de 1/,19, 0/, 09, J/, J;, 9 " 3/ cm, con campana " espiga " tienen una longitud )til variable de acuerdo al diámetro. T)e#6a (e 'n'#et #e%#+a(.9 Se fabrican de acuerdo a la norma me+icana NMG9C90891@.
Economía. =ajo costo de ad!uisición " mantenimiento.
•
ermeticidad. El empleo de la junta herm*tica con anillo de hule impide nfiltraciones de agua " contaminación debido a e+ filtraciones.
•
Diversidad en diámetros ma"ores. Se Suministran hasta de J./9 m.
•
Durabilidad. Larga vida )til de las tuberías
•
<a resistencia mecánica. ?esistencia especialmente a cargas e+ternas
Entre sus principales desventajas se tienen( •
Hragilidad. Los tubos re!uieren cuidados adicionales durante su transporte e instalación
•
$apacidad de conducción. La tubería de concreto presenta un coeficiente de rugosidad alto, lo !ue la hace menos eficiente hidráulicamente.
•
$orrosión. $uando se encuentra en condiciones ácidas o alcalinas.
' T)e#6a (e %&#'e/ent FC.9 La tubería de fibrocemento se fabrica de acuerdo a la norma me+icana NMG9C9039 11. Entre sus ventajas de estas tuberías se encuentran( •
Ligere#a. Debido a su bajo peso " su longitud de 9 m por tramo, su manejo e instalación es sencilla " rápida.
•
?esistencia " durabilidad. La tubería de fibrocemento presenta alta resistencia al aplastamiento, garanti#ando los valores mínimos de ruptura !ue para cada diámetro " clase e+ige la norma NMG9C90391
•
ermeticidad. Aaranti#ada por el empleo de anillo de hule en las juntas.
•
?esistencia a los sulfatos
•
$apacidad de conducción debido a su bajo coeficiente de fricción es posible instalar tubos de menor diámetro.
Entre sus desventajas se tiene( •
-a"or costo de ad!uisición de la tubería
•
Hragilidad, los tubos re!uieren cuidados en su transporte e instalación.
•
%)mero de coples. & menos longitud de tubo se re!uiere ma"or n)mero de coples.
' T)e#6a (e !l 'l#)# (e =&n&l PVC.9 Las tuberías de <>$ se fabrican en diámetros de 1/ a 3/ cm, en dos tipos de serie " cada serie con tres tipos de tubería de acuerdo a su espesor( la serie m*trica se fabrica de acuerdo a las normas %-ME019F1122J 6tuberías7 " %-M E019F0122J 6cone+iones7 en los tipos 13.9, 0/ " 09 4 por su parte la serie inglesa se fabrica de acuerdo a las normas %-ME011F1122J 6tuberías7 " %-M E011F0122J 6cone+iones7 en los tipos J9, 1 N 91. Estos valores con !ue se clasifica a las
tuberías representan la relación entre su diámetro e+terior " su
espesor de pared. Entre las ventajas de las tuberías de <>$ se tienen( •
ermeticidad, este tipo de tuberías son impermeables " herm*ticas, debido, por un lado, a la naturale#a intrínseca impermeable del material.
•
Ligere#a. Esta característica de los tubos de <>$ se traduce en facilidad de manejo.
•
Durabilidad.
•
?esistencia a la corrosión. Las tuberías de <>$ son inmunes a los tipos de corrosión !ue normalmente afectan a los sistemas de tubería enterradas, "a se corrosión !uímica o electro!uímica.
Entre sus desventajas se tiene( •
=aja resistencia mecánica
•
Susceptible al ata!ue de roedores
( T)e#6a (e !l&et&len (e alta (en-&(a( PEAD.9 Las tuberías de polietileno de alta densidad 6
Economía, los vol)menes de e+cavación en #anja son reducidos
•
?esistencia a la corrosión, eleva resistencia contra ata!ue de fluidos ácidos " alcalinos.
•
$apacidad de conducción
•
?apide# de instalación, su bajo peso, aunando a su presentación en tramos hasta 0 m " a la unión por termofusion sin pie#as especiales.
•
Ligere#a
•
ermeticidad
Entre sus principales desventajas se tienen( •
<o costo de ad!uisición
e T)e#6a (e a'e#.9 Las tuberías de acero se fabrican de acuerdo a las %ormas -e+icanas %-M =1/ " %-M=188. &mbas normas se refieren a los tubos de acero con o sin costura 6ongitudinal o helicoidal7, negros, o galvani#ados por inmersión en caliente para usos comunes 6conducción de agua, vapor, gas o aire7. Entre sus principales ventajas se tienen( •
<a resistencia mecánica resiste cargas de impacto " altas presiones internas.
•
Hácil transporte e instalación
Entre sus desventajas se tiene( •
3. CLASIFICACIÓN DE LAS A;UAS RESIDUALES. El t*rmino aguas residuales define un tipo de agua !ue está contaminada con sustancias fecales " o rin a, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal !ue re!uiere sistemas de canali#ación, tratamiento " desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación. & las aguas residuales tambi*n se les llama aguas servidas, fecales o cloacales. Son residuales, habiendo sido usada el agua, constitu"en un residuo, algo !ue no sirve para el usuario directo4 " cloacales por!ue son transportadas mediante cloacas 6del latín cloaca, alcantarilla7, nombre !ue se le da habitualmente al colector. &lgunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas " aguas residuales en el sentido !ue las primeras solo provendrían del uso dom*stico " las segundas corresponderían a la me#cla de aguas dom*sticas e industriales. En todo caso, están constituidas por todas a!uellas aguas !ue son conducidas por el alcantarillado e inclu"en, a veces, las aguas de lluvia " las infiltraciones de agua del terreno. Las aguas negras son las más peligrosas4 llevan toda clase de materias de desecho4 orgánicas " minerales4 en este caso sólido como materias fecales, arcillas, arenas, residuos de la industria, etc., " en estado lí!uido como orines, colorantes, etc., " en estado gaseoso como ácido sulfhídrico, amoniaco " demás productos derivados de la putrefacción de algunas sustancias. Las materias orgánicas pueden ser de origen animal como e+cretas o de origen vegetal como detritus de plantas. Las infiltraciones !ue se recogen en los alcantarillados son aguas del subsuelo cargadas con muchas sales en disolución " materias orgánicas e+istentes en el mismo, con gran cantidad de bacterias. Las aguas usadas de una población reciben el nombre gen*rico de aguas residuales " consistentes, como su nombre lo indica, en las propias aguas de abastecimiento
despu*s de !ue han sido impurificadas o contaminadas por sus diversos usos. $onvencionalmente pueden clasificarse en cinco grupos generales como son( a.9 A")a- #e-&()ale- (/H-t&'a-.9 Son las !ue contienen los desechos de las casas habitacionales " de los edificios institucionales como escuelas, hospitales, asilos, etc., se inclu"en tambi*n en *stas la infiltración de las aguas freáticas. .9 A")a- #e-&()ale- /)n&'&!ale- -an&ta#&a-.9 Kue comprenden las domesticas " tambi*n gran parte o todas las aguas industriales de desecho de la población. '.9 A")a- !l)=&ale-.9 Estas aun!ue no son aguas residuales propiamente dicho, así se consideran para los fines de su inclusión en los sistemas de alcantarillado " están integradas por todos los escurrimientos superficiales de las aguas de lluvia. (.9 A")a- #e-&()ale- '/&na(a-.9 Son una me#cla de las aguas residuales dom*sticas, municipales " pluviales, cuando se colectan en las mismas alcantarillas. e.9 A")a- #e-&()ale- &n()-t#&ale-.9 Son las aguas de desecho !ue se originan en los numerosos progresos industriales " !ue pueden colectarse " disponerse aisladamente o pueden agregarse " formar parte de las aguas residuales municipales o de las combinadas. Estas aguas, debido a la inmensa variedad de sustancias !ue pueden contener, dependiendo de su volumen " características, en la ma"oría de las ocasiones, no pueden agregarse directamente a las aguas residuales sanitarias, sino !ue en la ma"oría de los casos deben recibir un tratamiento preliminar antes de me#clarlas con a!uellas " otras veces, es necesario establecer sistemas especiales de alcantarillado para su recolección, tratamiento " disposición.
M2
.0 DISEO IDRKULICO.
.1 CKLCULO DE LA POBLACIÓN DE PROYECTO. %ormalmente para el dise5o de una red de alcantarillado es necesario calcular la población de pro"ecto en el futuro, sobre todo al final del periodo económico de la obra, esto hace por varios m*todos como el aritm*tico, geom*trico, malthus, folOell, incrementos diferenciales, entre otros. er cuadro 17
Manzana
Longitud de la red Numero de Lotes Habitantes por lote Poblacion total por calle
M-1
832.17
106.11
7
5
610.38
75.57
5
5
1243.75
114.01
11
5
448
59.45
4
5
2031.52
168.54
15
5
76 M-2 50 M-3 110 M-4 40 M-5 150 M-6 5 M-7
2035.84
170.43 150
1221.90 87.57 100 1123.13 110.45
M-8
15 10
5
8
5
80 75 Total = 830
$ u a d r o 1
En ttal -e ten(#$ )na !la'&,n e-t&/a(a (e 30 a&tante-. La ln"&t)( (e #e( (e al'anta#&lla( -e#$ (e 8.13 /et#-. . 8 D O T A C I Ó N Se denomina DOTACIÓN, a la cantidad de agua diaria !ue se asigna a cada habitante para fines de cálculo " !ue comprende todos los consumos de los servicios !ue
se
hacen
en un día medio anual generalmente se e+presa en litrosFhabitantesFdía. 6lFabFd7. .8.1 T&!- (e 'n-)/ En el abastecimiento de una localidad, deben ser consideradas varias formas de consumo de agua, !ue se pueden discriminar así( 9 U- (/H-t&'* Descarga del e+cusado, aseo corporal, cocina, bebida, lavado de ropa, riego de jardines " patios, limpie#a en general, lavado de automóviles, aire acondicionado. 9 U- '/e#'&al* Tiendas, bares, restaurantes, estaciones de servicio. 9 U- &n()-t#&al* &gua como materia prima, agua consumida en procesamiento industrial, agua utili#ada para congelación, agua necesaria para las instalaciones sanitarias, comedores, etc.
9 U- !>l&'* Limpie#a de vías p)blicas, riego de jardines p)blicos, fuentes " bebederos, limpie#a de la red de alcantarillados sanitarios " de galería de aguas pluviales, edificios p)blicos, piscinas p)blicas " recreo, combate contra incendios. 9 U-- e-!e'&ale-* $ombate contra incendios, instalaciones deportivas, ferrocarriles " autobuses, puertos " aeropuertos, estaciones terminales de ómnibus. 9 PH#(&(a- (e-!e#(&'&-* <*rdidas en el conducto, p*rdidas en la depuración, p*rdidas en la red de distribución, p*rdidas domiciliares, desperdicios.
T< DE $L-& C$l&( Semi cálido Templado Semi frio Hrio
Tabla %o.0
. DOTACIÓN DE A;UA POTABLE POR CLIMA Y NMERO DE ABITANTES :UE ESTABLECE LA ;ERENCIA DE NORMAS TCNICAS DE LA COMISION NACIONAL DEL A;UA <=L&$B% DE
T< DE $L-& $RLD 19/ 0// 09/ J// J//
TE-
H?B 1// 109 189 0// 09/
Tabla %o. J
.5 APORTACIÓN DE A;UAS NE;RAS. &l volumen de agua desalojada por habitante en el día, se le llama A!#ta'&,n " representa un tanto por ciento de la dotación de agua potable, como "a se mencionó anteriormente la aportación de aguas negras es el reflejo del servicio de agua potable, la C/&-&,n Na'&nal (el A")a adopta el criterio de aceptar como aportación de aguas negras, del ?57 al 07 de la dotación de agua potable, considerando !ue el 09: o el 0/: restante se pierde antes de llegar a los conductos a causa de las perdidas en la distribución, de riego en jardines, par!ues " calles.
La cuantificación del gasto medio de aguas negras se hará en función de la longitud acumulativa de tuberías o del área acumulativa servida, de la densidad de población " del tipo de uso del área !ue cubra el servicio de la aportación de aguas negras, debiendo estar *sta de acuerdo con los planes de desarrollo probable del suministro para una periodo de 3 a 0/ a5os.
D&-ET? 6$-7 0/ 09 J/ J; 9 31 83 21 1/8 100 190 1;J 01J 0
%o. DES$&?A&S &<?T&$B% S-'LT&%E&S <? DE?$&?A& 6L.<.S.7 1 1.9 1 1.9 0 1.9 0 1.9 J 1.9 9 1.9 ; 1.9 10 1.9 18 1.9 0J 1.9 J/ 1.9 J; 1.9 8 1.9 98 1.9
A&ST -%- &A'&S %EA?&S 6L.<.S7 1.9 1.9 J./ J./ .9 8.9 10./ 1;./ 09.9 J.9 9./ 98./ 8/.9 ;9.9
Tabla %o. Los gastos mínimos !ue consigna esta tabla, son siempre menores !ue los considerados clásicamente como mínimos por la e+presión mu" conocida siguiente( : /&n Q 0.50 :/e(. Escurriendo por lo tanto en el conducto estos )ltimos gastos con ma"ores velocidades " tirantes !ue a!uellos con !ue lo hagan los contenidos en la tabla. .? COEFICIENTES DE VARIACIÓN DE LAS APORTACIONES DE A;UAS NE;RAS. Estos coeficientes son dos( 'no !ue cuantifica la variación má+ima instantánea 6coeficiente de armon7, de las aportaciones de aguas negras " otro de seguridad, el primero se aplica al gasto medio diario " el segundo al gasto má+imo instantáneo.
$oeficiente de seguridad. Aeneralmente en los pro"ectos de redes de alcantarillado se considera un margen de seguridad previendo los e+cesos en las aportaciones !ue puede recibir la red por concepto de aguas pluviales, domiciliarias o bien negras, producto de un crecimiento demográfico e+plosivo. Los valores de este coeficiente de seguridad varían de 1.// a 0.//, en los pro"ectos se utili#a el valor de 1.9. Aasto má+imo nstantáneo. La estimación del gasto má+imo instantáneo, se reali#a multiplicando al gasto medio, por un coeficiente I-@ : /a2 In-t. Q M : /e(. $uando la población servida por el conducto sea menor de 1;0,09/ usuarios, !ue es la !ue corresponde al F#a''&na/&ent “Santa Elena” la e+presión !ue proporciona el valor I-@ es( M Q 1 1! Dn(e* - $oeficiente de variación del gasto má+imo de aguas negras con relación al medio. <
.?.1 ;a-t /$2&/ e2t#a#(&na#&.9 En función de este gasto, se determina el diámetro adecuado de los conductos " su valor debe calcularse de la siguiente manera(
: /a2 E2t. Q C/a2 In-t. Donde 4 K ma+ E+t. gasto má+imo e+traordinario. $ $oeficiente de seguridad 1.9/. K ma+ ns. Aasto -á+imo nstantáneo. . DETERMINACIÓN DEL DIKMETRO Y PENDIENTE ADECUADOS*
Deberá seleccionarse el diámetro de las tuberías de manera !ue su capacidad sea tal, !ue a gasto má+imo e+traordinario, el agua escurra sin presión a tubo lleno " con un tirante para gasto mínimo !ue permita arrastrar las partículas sólidas en suspensión. Debiendo como mínimo alcan#ar ese tirante el valor de un centímetro en casos e+cepcionales " en casos normales el de 1.9 cm. Lo anterior se logra aplicando lo asentado en los puntos siguientes(
..1 F,#/)la-* Se empleará la formula de -anning para calcular la velocidad del agua en las tuberías cuando trabajen llenas, utili#ando además, las relaciones hidráulicas " geom*tricas de esos conductos, al
operar parcialmente llenos, la e+presión
algebraica de la formula de -anning es(
> >elocidad media de escurrimiento en mFseg. n $oeficiente de rugosidad4 n/.//2 para tubos de plástico r ?adio idráulico 6m7 S
..8 Pen(&ente-* El objeto de limitar los valores de pendientes es evitar, hasta donde sea posible, el a#olve " la erosión de las tuberías. Las pendientes de las tuberías, deberán seguir hasta donde sea posible el perfil del terreno, con objeto de tener e+cavaciones mínimas, pero tomando en cuenta las restricciones de velocidad " de tirantes mínimos del apartado anterior " la ubicación " topografía de los lotes a los !ue se dará servicio. . VARIABLES IDRKULICAS* ..1 Vel'&(a(e-* a Vel'&(a( /6n&/a. La velocidad mínima se considera a!uella con la cual no se permite depósito de sólidos en las atarjeas !ue provo!uen a#olves " taponamientos. La velocidad mínima
/$2&/a-
Material de la Concreto Simple Concreto Acer $i%rocemento &olietileno o c or'ro e n o
Tala N. 5
/6n&/a-
Velocidad (m/s) Máxima Mínima 3.0 0.3 3.# 0.3 #.0 0.3 #.0 0.3 #.0 0.3 . .
!e#/&-&le-
en
t)e#6a-.
.10.1 D&$/et# /6n&/. La e+periencia en la conservación " operación de estos sistemas a trav*s de los a5os, ha demostrado !ue el diámetro mínimo !ue deben tener las tuberías, atendiendo a evitar las frecuentes obstrucciones de ellas, es de 80 '/.
.10.8 D&$/et# /$2&/. El diámetro má+imo de las tuberías por emplear, está prácticamente regido por los dos aspectos siguientes( •
$apacidad necesaria del conductor.
•
$aracterísticas topográficas del tramo en !ue se pretenda instalarse la tubería.
El primero determina el diámetro en función del resultado de un estudio t*cnico " comparativo de costos, conjugando los de ad!uisición e instalación de la tubería. El
segundo
determina
el
diámetro
en
función
de
la
capacidad
de
conducción re!uerida, tomando en cuenta los desniveles disponibles u obligados " considerando de carácter secundario el costo total del conducto instalado.
.11 PROFUNDIDAD DE WANJAS. .11.1 P#%)n(&(a( /6n&/a* La profundidad mínima la rigen dos factores( •
Evitar rupturas del conducto ocasionadas por cargas vivas, mediante un colchón mínimo !ue es función de la resistencia del tubo.
•
.11.8 P#%)n(&(a( /$2&/a* La profundidad má+ima será a!uella !ue no ofre#ca dificultades constructivas ma"ores durante la e+cavación, de acuerdo con la estabilidad del terreno en !ue !uedará alojada la tubería, variando en función de las características particulares de la resistencia a la compresión o rigide# de las tuberías, haciendo el análisis respectivo en el !ue se tomará en cuenta el peso volum*trico del material de relleno, las posibles cargas vivas " el factor de carga proporcionado por la plantilla a usar. En el caso de atarjeas se debe determinar con un estudio económico comparativo entre el costo de instalación del conducto principal con sus alba5ales correspondientes, " el de la atarjea o atarjeas laterales, Imadrinas@, inclu"endo los alba5ales respectivos4 no obstante, la e+periencia ha demostrado !ue entre J.// " .// metros de
profundidad, el conducto principal puede recibir directamente los alba5ales de las descargas " !ue a profundidades ma"ores, resulta más económico el empleo de atarjeas laterales. .18 An' (e +an4a-. Todas las tuberías deben instalarse en Icondición de #anja@ debiendo ser esta de paredes verticales como mínimo hasta el lomo de tubo, el ancho mínimo de #anjas necesarias para la instalación de las tuberías seg)n la magnitud de su diámetro Satisfacen el ancho de la #anja !ue a continuación se indican. 6>er tabla 37 DIKMETRO DE TUBO '/
ANCO DE WANJA '/
80
@5
85
?0
30
0
3
0
5
100
@1
180
?@
10
1
1?5
10?
15
188
815
158
850
13
85
813
380
8
355 Tala N. @
.13 Plant&lla Ca/a* $uando el fondo de las #anjas en !ue se instalen las tuberías no ofre#ca la consistencia necesaria para mantenerlas en su posición en forma estable, o cuando la e+cavación se efect)e en roca !ue por su naturale#a " características no puede afinarse en grado tal !ue la tubería tenga el asiento correcto en toda su longitud se construirá una cama !ue puede ser de los tipos o clases !ue a continuación se detallan.
Cla-e “A”.9 La parte e+terna inferior de la tubería debe apo"arse en concreto simple de espesor mínimo de del diámetro interior. En la parte más baja del tubo, se e+tiende hacia arriba por ambos lados hasta una altura ma"or o menor !ue el diámetro e+terior " mínimo de de este. El factor de carga varía de 0.09 a J tomándose 0.09 normalmente. La cama de arena h)meda compactada, produce a las tuberías efectos comparables al !ue se obtiene con la de concreto simple. Cla-e “B”.9 La tubería se apo"a en un piso de material fino colocado sobre el fondo de la #anja !ue previamente ha sido arreglado con la concavidad necesaria para ajustarse a la superficie e+terna inferior de la tubería, en un ancho cuando menos igual al 3/: de su diámetro e+terior. El resto de la tubería deberá ser cubierto hasta una altura cuando menos de J/ cm arriba de su lomo, con material granular fino colocado cuidadosamente a mano " perfectamente compactado, llenando todos los espacios libres bajo " ad"acentes a la tubería. Ese relleno se hará en capas !ue no e+cedan los 19 cm de espesor. El factor de esta cama es de 1.2/. Cla-e “C”.9 La constitu"e el encamado en el !ue el fondo de la #anja ha sido previamente arreglado para ajustarse a la parte inferior de la tubería en un ancho apro+imado al 9/ : de su diámetro e+terior. El resto de la tubería será cubierto hasta una altura de cuando menos 19 cm.
.1 Cne2&ne-. Las cone+iones entre dos conductos con e+cepción de las descargas domiciliarias, se harán empleando po#os de visita como sigue( $omunes, si los diámetros por conectar varían entre 0/ " 31 cm. Especiales, cuando los diámetros est*n comprometidos entre 83 " 100 cm, si los diámetros son ma"ores de 100 cm, la cone+ión se hará utili#ando un po#o caja de visita.
En todos los casos anteriores, se indicarán en el plano !ue muestre el pro"ecto de alcantarillado, las elevaciones de las plantillas de los conductos en la inteligencia de !ue las cone+iones se harán de preferencia desde el punto de vista hidráulico, instalando al mismo nivel Iclaves@ de los conductos por unir en la estructura correspondiente. Desde el punto de vista hidráulico se recomienda !ue en las cone+iones, se igualen los niveles de las claves de los conductos por unir. $on este tipo de cone+ión, se evita el efecto del remanso aguas arriba. &tendiendo a las características del pro"ecto, se pueden efectuar las cone+iones de las tuberías, haciendo coincidir las claves, los ejes o las plantillas de los tramos de diámetro diferente. En la Tabla 8 aparecen seg)n el tipo " diámetro de la tubería, las limitaciones para las cone+iones a ejes o a plantillas. Tala (e 'ne2&ne- ent#e t)e#6a- (e (&%e#ente- (&$/et#- en l- !+- (e =&-&ta D
80
85
30
80
P
PEC P
85 30 3
3
A5
PEC
EC
EC
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
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PEC
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C
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C
P
PEC
PEC
EC
EC
P
PEC
PEC
EC
P
PEC
PEC
P
PEC
A5 @1 ?@ B1 10? 188 158 13 813 8AA 305
Tala N. ?
En la cual( < $one+ión a plantillas E $one+ión a ejes. $ cone+ión a claves.
@1
?@
B1
10?
188
158
13
813
8AA
305
P
.15 P+- (e =&-&ta. a7 Separación entre po#os de visita. La separación má+ima entre los po#os de visita debe ser la adecuada para facilitar las operaciones de inspección " limpie#a. Se recomiendan las siguientes distancias de acuerdo con el diámetro. G En tramos de 0/ hasta 31 cm de diámetro, 109 m. G En tramos de diámetro ma"or a 31 cm " menor ó igual a 100 cm, 19/ m. G En tramos de diámetro ma"or a 100 cm " menor ó igual a J/9 cm, 189 m. Estas separaciones pueden incrementarse de acuerdo con las distancias de los cruceros de las calles, como má+imo un 1/:.
b7 $ambios de dirección.
Si se re!uieren dar defle+iones más grandes !ue las permitidas, deberán emplearse el n)mero de po#os !ue sean necesarios, respetando el rango de defle+ión permisible para el tipo de po#o. .1@ T#a+ (e la Re(. Se colocarán elevaciones de terreno en cada po#o, plantilla " su nomenclatura será de la siguiente manera( Lla/a(a-.9 rán en la parte superior de los po#os de visita, cuando las atarjeas se encuentren hori#ontalmente4 si su ubicación es vertical, irá de lado derecho. En cabe#as de atarjea, caída libre o adosada, se coloca en la parte inferior, si la atarjea se encuentra hori#ontal " a la i#!uierda si se encuentra vertical.
Elevaciones de terreno 6cota de terreno7, se colocan en la parte superior de las llamadas. Cta (e Plant&lla.9 Se obtiene de la resta de la cota de terreno menos la profundidad de la #anja " se colocan debajo de la cota de terreno.
.1? Ca#a'te#6-t&'a- !a#a !#%)n(&(a(e- (e +an4a-. De acuerdo a las curvas de nivel se tienen tres tipos( a7 El caso más desfavorable es cuando el tra#o de las atarjeas va paralelo a las curvas de nivel, estando estas mu" juntas, ocasionando la dificultad para la cone+ión de los usuarios, se propone una profundidad en las cabe#as de atarjea de 1.;/ m., a 0.//., " de 0.9/ m. en atarjeas.
b7 $uando las curvas de nivel est*n cru#ando diagonalmente las atarjeas, se propone !ue las profundidades sean de 1.3/ m. en las cabe#as de atarjea " de 0.// m., en las atarjeas.
c7 $uando las curvas de nivel est*n perpendiculares a las atarjeas, es cuando no e+isten problemas de cone+ión de los usuarios, para este caso se propone una profundidad de 1.J/ m., en cabe#as de atarjea " 1.3/ m. en atarjeas. La topografía de la colonia las torres, se adecua para esta profundidad de #anjas, "a !ue las curvas de nivel !uedan perpendiculares a los ejes de las calles.
5.0 PROYECTO EJECUTIVO. 5.1 PROCEDIMIENTOS DE DISEO IDRAULICO DE LA RED ALCANTARILLADO SANITARIO.
DE
P#'e(&/&ent "ene#al 'n a-e en %,#/)la- ane2- (e (&a"#a/a- /e(&(a#e"la/enta#&a-. Hormulación de la tabla de cálculo " determinación de la longitud acumulada. Unicamente se presenta el desarrollo del cálculo para un tramo, los demás tramos se dise5arán de la misma forma " se concentran sus resultados en las tablas de cálculo ane+adas posteriormente. La siguiente tabla contiene 08 columnas, las cuales se utili#an de la siguiente manera( Cl)/na N. 1* En esta columna se indica el tramo comprendido entre dos po#os de visita consecutivos. Se tomara como ejemplo la tabla de cálculo %o. 1 del pro"ecto del fraccionamiento Santa Elena. Cl)/na N. 8* En esta columna indica la longitud propia del tramo, es decir se colocará la distancia entre po#os de visita. Del po#o 1 al po#o 0, ha" 8.00 m. Cl)/na N. 3* En este apartado se colocara la longitud tributaria !ue es la suma progresiva de la longitud de los tramos anteriores, en nuestro caso será I/@ "a !ue no contamos con longitudes anteriores. Cl)/na N. * En esta columna colocaremos la longitud acumulada para el tramo es la suma de las dos columnas anteriores la propia del tramo " la tributaria para nuestro caso será 8.00 /.
Cl)/na N. 5* Es la densidad de población !ue consiste en la división de la población de pro"ecto entre la longitud total de la red, esto sería 30 8.13 Q 0.3. Cl)/na N. @* Esta columna contiene la población de pro"ecto en el tramo " es igual a multiplicar la columna n)mero !ue es la longitud acumulada por la columna n)mero 9 !ue es la densidad de población. 8.00 0.3 Q ?@ a&tante-. Cl)/na N. ?* Es el $oeficiente de variación del gasto má+imo de aguas negras con relación al medio, recordando la fórmula es( - 1 1F6Vp7 para est* caso esto sería( - 617 6617 F 6 V/./8/77 .0; pero como por norma a una población menor a 1,/// habitantes el coeficiente de variación es constante e igual a 3. Cl)/na N. * Aasto I-edio@ de aguas residuales en lFs. Este gasto se calcula en función del n)mero de aportaciones por metro de tubería, esto es multiplicar la aportación !ue tenemos !ue es de 0//.// ltsFhabFdia., por la población de pro"ecto !ue tenemos en la columna n)mero 3 " a este resultado lo dividimos entre ;3,// !ue son el n)mero de segundos !ue tiene un día. : /e( Q 180.00 ?0 @00 Q 0.0? l.!.En este caso como el gasto mínimo debe ser la mitad del gasto medio " a su ve# este no debe ser menor de 1.9 consideramos !ue el gasto medio es de 1.50 l.!.-. Cl)/na N. * Aasto I-ínimo@ de aguas residuales en lFs se obtiene dividiendo el gasto medio entre 0, o se anota el n)mero de descargas simultáneamente dependiendo del diámetro de tubería a la cual llegan.
Cl)/na N. 13* En esta columna !ue corresponde a la cota final del terreno natural se colocara la cota del segundo po#o !ue se esta anali#ando, para este caso es de 3.500. Cl)/na N. 1* $orresponde a la cota inicial de plantilla, con esta cota se podra saber cuando tiene de altura nuestro po#o de visita, en este ejemplo la cota es de 33.3@0. Cl)/na N. 15* $orresponde a la cota final de plantilla, 35.00. Cl)/na N. 1@* $álculo geom*trico !ue corresponde a la obtención de la pendiente de la tubería para cada tramo de redes. Se obtiene restando la cota de plantilla de un po#o menos la del siguiente po#o, dividi*ndola entre la distancia !ue los separe, las cuales se podrán en mil*simas " se redondearan a n)meros cerrados. Ejemplo(
3*.00
3.#0
33.3,
3#.+0
-2.00
S 6JJ.J3 C J9.2/7 F 6;0.//7 J1 mil*simas
Cl)/na N. 1?* En esta columna se colocará el diámetro comercial de la tubería, en los primeros tramos se coloca una tubería de 0/ cm de diámetro " en los tramos subsecuentes se coloca el diámetro !ue resulte adecuado para transportar el gasto má+imo. : Q AV 'n la %,#/)la AQ :V AQ0.088?@ / 8 AQ # 8 RQ
√
A π
RQ0.0008?5 / DQ # 2 8
DQ .550 '/.
Cl)/na N. 1* Huncionamiento idráulico IAasto@ en L.<.S a tubo lleno. El cálculo del gasto a tubo lleno, se hace con la fórmula de continuidad o en el nomograma de -anning. Hórmula de la $ontinuidad( Q = (A)(V) o con la fórmla
onde 3 Q 1asto a t'%o a t'%o lleno en m /se. n Coe!iciente de r'osidad (para t'%ería de &VC) n = 0.009 ! &endiente idrá'lica en mil4simas d iámetro del t'%o en metros. 5jemplo Calc'lar el asto 6789 a t'%o lleno9 de la t'%ería de 0.20 m.9 de diámetro : 'na pendiente de 3, mil4simas. Q (0.3;;* / 0.00+) < (0.20)-/3 < (0.03;);/2 Q 0.0-3-2 m3 = Q = 83.82 l.".!.
Cl)/na N. 1* Huncionamiento idráulico Ivelocidad@ a tubo lleno.
> >elocidad a tubo lleno en mFseg. n $oeficiente de rugosidad4 n/.//2 para tubos de <>$ r ?adio idráulico 6m7 S
Tomando el ejemplo anterior(
V Q 10.000.80 83 0.03118 V Q 8.@@ /Esta velocidad es mu" &/!#tante "a !ue esta velocidad no tiene !ue ser ma"or de 5.00 /- para este caso !ue estamos trabajando con <>$, en caso de !ue esta velocidad sea ma"or de 9.// se tendrá !ue ajustar la pendiente entre cada po#o para !ue esta velocidad este dentro del límite antes mencionado $ !ue n tiene !ue ser menor de /.J mFs, así tambi*n se obtendrá el tirante de nuestra tubería, el tirante es la altura !ue tiene el espejo del agua con respecto a la tubería por lógica este tirante debe ser menor a X del diámetro del tubo.
En algunas ocasiones obtendremos un gasto !ue no está relacionado en nuestra tabla pero lo podremos obtener interpolando los datos. Cl)/na N. 88* En esta columna se procedera a obtener el tirante, con a"uda de las tablas ane+adas tendremos !ue checar el gasto obtenido en la columna n)mero 0/ " así poder obtener el tirante, es similar el proceso a la columna n)mero 01 para este caso !ue es un gasto de 0.108 el tirante !ue le corresponde es de 0.81@. Cl)/na N. 83* En esta columna se obtendrá la velocidad má+ima a tubo parcialmente lleno, esta velocidad nos servirá posteriormente para obtener la velocidad mínima !ue es la !ue nos interesa, esta velocidad no tiene parámetros !ue seguir "a !ue como anteriormente se anali#ó la velocidad a tubo lleno la cual debió ser menor de 9./ mFs, por lógica esta velocidad a tubo parcialmente lleno tiene !ue ser menor !ue la velocidad a tubo lleno., Esta velocidad se obtiene de multiplicar la velocidad obtenida en la columna n)mero 01 por la velocidad a tubo lleno.,
Tirante
Cl)/na N. 85* En esta columna obtendremos la relación entre gasto mínimo " gasto a tubo lleno " este valor se obtiene dividiendo ambos valores.,
Cl)/na N. 8?*
5.8 RELACIONES DE ;ASTOS 9 VELOCIDADES 9 TIRANTES DE TUBO PARCIALMENTE LLENO A TUBO LLENO RELACIONES DE ;ASTOS 9 VELOCIDADES 9 TIRANTES DE TUBO PARCIALMENTE LLENO A TUBO LLENO Aasto /.//1 /.//0 /.//J /.// /.//9 /.//3 /.//8 /.//; /.//2 /./1/ /./19 /./0/ /./09 /./J/ /./J9 /.// /./9 /./9/ /./99 /./3/ /./39 /./8/ /./89 /./;/
>el. /.193 /.12J /.001 /.0J; /.093 /.081 /.0;8 /.022 /.J1/ /.J01 /.J30 /.J29 /.0 /.8 /.3; /.;8 /.9/9 /.901 /.9J3 /.99/ /.93J /.989 /.9;8 /.922
Tirante /./0 /./JJ /.// /./9 /./9/ /./99 /./92 /./3J /./38 /./81 /./;9 /./2; /.1/2 /.112 /.10; /.1J3 /.1 /.190 /.192 /.133 /.18J /.182 /.1;9 /.121
Aasto /./;9 /./2/ /./29 /.1// /.1/9 /.11/ /.119 /.10/ /.109 /.1J/ /.1J9 /.1/ /.19 /.19/ /.199 /.13/ /.139 /.18/ /.189 /.1;/ /.1;9 /.12/ /.129 /.0//
>el. /.31/ /.30/ /.3J/ /.3J2 /.32 /.398 /.333 /.38 /.3;J /.32/ /.328 /.8/9 /.810 /.812 /.803 /.8JJ /.8J2 /.89 /.891 /.898 /.83J /.832 /.889 /.8;/
Tirante /.128 /.0/J /.0/; /.01J /.012 /.00 /.002 /.0J /.0J; /.0J /.0; /.09J /.098 /.03; /.033 /.08/ /.089 /.082 /.0;J /.0;8 /.021 /.029 /.022 /.J/J
Aasto /.0/1 /.0/0 /.0/ /.0/3 /.0/; /.0/2 /.01/ /.011 /.010 /.01 /.013 /.01; /.00; /.0J; /.02 /.03/ /.081 /.0;J /.029 /.J/; /.J01 /.JJ /.J; /.J3J
>el. /.8;1 /.8;J /.8;9 /.8;8 /.8;2 /.82/ /.821 /.820 /.82J /.823 /.82; /.;// /.;1/ /.;0/ /.;J/ /.;/ /.;9/ /.;3/ /.;8/ /.;;/ /.;2/ /.2// /.21/ /.20/
Tirante /.J/ /.J/9 /.J/3 /.J/; /.J/2 /.J1/ /.J11 /.J10 /.J1J /.J1 /.J13 /.J18 /.J09 /.JJ0 /.J/ /.J; /.J99 /.J3J /.J80 /.J;1 /.J;2 /.J2; /./8 /.18
Aasto /.J8; /.J2J /./2 /.03 /. /.31 /.;1 /.9// /.90/ /.91 /.93 /.9;8 /.310 /.3J; /.339 /.329 /.809 /.83/ /.828 /.;J; /.;2/ /.289 1.///
>el. /.2J/ /.2/ /.29/ /.23/ /.28/ /.2;/ /.22/ 1./// 1./1/ 1./0/ 1./J/ 1.// 1./9/ 1./3/ 1./8/ 1./;/ 1./2/ 1.1// 1.11/ 1.10/ 1.1J/ 1.1/ 1.1/
Tirante /.03 /.J3 /.9 /.93 /.33 /.88 /.;; /.9// /.910 /.90 /.9J8 /.991 /.939 /.9;/ /.923 /.31 /.3J0 /.390 /.389 /.8// /.8J9 /.82; /.;0/
