UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA CIVILINGENIERIA SANITARIA 2SECCIN N

TAREA 3

OTTO CARLOS TELLO ITZEP201020809

GUATEMALA 05 DE AGOSTO DEL 2014

INTRODUCCINEn el desarrollo de las localidades urbanas, sus servicios en general se inician con un precario de abastecimiento de agua potable y van satisfaciendo sus necesidades con la base en obras escalonadas en bien de su economa. Como consecuencia se presenta el problema del desalojo de las aguas servidas o aguas residuales. Se requiere as la construccin de un sistema de alcantarillado sanitaria para eliminar las aguas negaras que produce la poblacin, incluyendo al comercio y la industria.Un sistema de alcantarillado est integrado por todos o algunos de los siguientes elementos, clasificndose en obras bsicas: colectores, pozos de visita, conexiones domiciliares, tragantes; obras complementarias: tanque de lavado, pozos de luz, derivadores de caudal, disipadores de energa, tuberas de ventilacin, sifones invertidos. El destino final de las aguas servidas podr ser, previo tratamiento, desde un cuerpo receptor hasta el reso, dependiendo del tratamiento que se realice y de las condiciones particulares de la zona de estudio.El encauzamiento de las aguas residuales evidencia la importancia de aplicar lineamientos tcnicos que permitan elaborar proyectos de alcantarillado econmicos, eficientes y seguros, considerando que deben ser atuolimpiantes, autoventilantes e hidrulicamente hermticos.

OBJETIVOS

General:

Conocer cules son las obras bsicas y complementarias en un sistema de alcantarillado.

Especficos

Aprender el funcionamiento de las obras accesorias en un sistema de alcantarillado. Saber cmo se construyen y con qu se construyen las obras accesorias.Identificar las situaciones en las que cada obra se debe utilizar.

OBRAS BSICAS DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO

COLECTORES

Se denominacolectoroalcantarilla colectoraal tramo delalcantarilladopblico que conecta diversos ramales de unaalcantarilla. Se construye bajo tierra, a menudo al medio de las calles importantes, de manera que cada una de las viviendas de esa va puedan conectarse para la evacuacin apropiada de lasaguas residuales.

Cada conexin perteneciente a una vivienda se llamaacometidaotoma domiciliaria. Comprende la tubera que va desde elpozo intrads o desde lacmara de inspeccinfinal de la vivienda hasta el colector.

Tanto los colectores como las uniones domiciliarias deben proyectarse con cierta pendiente para permitir el flujo de las aguas por gravedad, pero nunca extrema, para evitar velocidades excesivas y riesgo de erosin. As mismo, sus juntas deben ser hermticas para evitar filtraciones de aguas residuales al terreno y para impedir el ingreso del agua de lluvia, las infiltraciones del terreno circundante o la introduccin de races. Por otra parte, deben ser lisas a fin de que no se produzcan obstrucciones por acumulacin de pelos, telas, paales y otras elementos habitualmente arrojados al alcantarillado, a pesar de estar prohibido.

El libre flujo del agua dentro de las uniones domiciliarias y colectores se verifica habitualmente por medio de laprueba de la bola, artefacto que debe discurrir sin inconvenientes desde el sitio en que se introdujo hasta donde se est efectuando el examen.

Es indispensable que el diseo y la construccin de estas instalaciones los realicen profesionales o tcnicos autorizados.

POZOS DE VISITA

Los pozos de visita son estructuras construidas sobre las tuberas, a cuyo interior se tiene acceso por la superficie de la calle.

Su forma es cilndrica en la parte inferior y troncocnica en la parte superior, son suficientemente amplias para darle paso a un hombre y permitirle maniobrar en su interior (el piso es una plataforma con canales que prolongan los conductos y encauzan sus corrientes). Una escalera de peldaos de fierro fundido empotrados en las paredes del pozo permite el descenso y ascenso al personal encargado de la operacin y mantenimiento de los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial.

El acceso a la superficie se protege con un brocal de fierro fundido o de concreto y con una tapa perforada, tambin de fierro fundido o de concreto, permitiendo el acceso a su interior y la salida de gases.

A profundidades de 1.50 m o menores los pozos de visita tienen forma de botella y a mayores de 1.50 m se construye en la parte cilndrica con el dimetro interior necesario de acuerdo con los dimetros de las tuberas que a l concurran y la parte troncocnica con paredes inclinadas a 60 que rematar con otra cilndrica de 0.60 m de dimetro interior y 0.25 m de altura aproximada la cual recibir al brocal y su tapa.

Los pozos de visita pueden ser por el procedimiento de construccin construidos "in situ" o prefabricados, su eleccin depende de un anlisis econmico y en el caso de alcantarillado sanitario se debe asegurar la hermeticidad de la estructura y de la conexin de la tubera.

Pozo fabricado en sitio (in situ)

Comnmente el pozo construido in situ puede ser de tabique rojo recocido, concreto reforzado o mampostera de piedra. Se usan frecuentemente los tabiques y los bloques de concreto, porque las formas necesarias para la construccin a base de concreto, aumentan el costo de la construccin. Las paredes del registro deben tener, por lo menos, un espesor de 0.20 m. Puede necesitarse un espesor mayor en suelos inestables en registros profundos o para evitar la humedad. Cuando se use tabique, se recomienda que el espesor mnimo sea de 0.28 m. Estos se deben aplanar y pulir interiormente con mortero (cemento-arena), el espesor del aplanado debe tener como mnimo 0.01 m. Para evitar la entrada de aguas freticas o pluviales, el aplanado se realiza exteriormente, nicamente en los pozos de visita del alcantarillado sanitario. Se deben aplanar las dos caras del pozo con mortero mezclado con impermeabilizante integral.

Las paredes de concreto pueden construirse con menor espesor que las de tabique, pero debe ser reforzado con varillas de acero.

La cimentacin del pozo puede ser de mampostera o de concreto; en terrenos suaves se har de concreto armado an cuando la chimenea sea de tabique.

Para formar la media caa se coloca el tubo en el fondo del pozo despus se construye el pozo. Cuando se ha terminado el trabajo, se corta la mitad superior del tubo dejando un canal liso y abierto a travs del pozo. El piso del pozo se construye con inclinacin hacia el centro y de tal modo que las aguas escurran al canal de forma semicircular o en U, de mayor capacidad que las atarjeas tributarias. Las paredes del canal deben tener altura suficiente para evitar que el agua rebose sobre el piso inclinado. Esto exige que las paredes laterales de la media caa se eleven casi hasta la altura de la clave de la atarjea. En algunas atarjeas el tirante del canal de escurrimiento a travs del registro se hace que sea igual al dimetro total del colector. El piso debe tener una pendiente de 0.1 a 0.083 (desnivel de 0.01 m en sentido vertical por 0.10 a 0.12 m en sentido horizontal) hacia el colector. En los pozos donde concurran dos o ms conductos, al mismo nivel aproximadamente, las medias caas del fondo deben colocarse a la misma altura o cota las claves de los tubos o los extremos de las tuberas de menor dimetro, cuando los ms grandes estn funcionando a toda su capacidad, ver tabla 2.1, En el caso del diseo de la atarjea, sea de bayoneta, la distancia mxima entre las dos medias caas dentro del pozo ser de 0.50 m.

Si el pozo se construye en planta de forma de elipse, no debe ser menor de 0.90 m de ancho, por 1.20 m de largo, para una altura de 1.20 m, y si son circulares, 1.20 m de dimetro.

En caso de colectores o subcolectores con tuberas de ms de 1.20 m de dimetro el pozo de visita debe centrarse en la interseccin de las tuberas y tener una cimentacin especial. Para tuberas de mayor dimetro, las paredes del pozo o caja se construyen en prolongacin de las paredes del conducto.

Son caractersticas importantes de estos diseos, el tamao del acceso y el espacio de trabajo, as como la resistencia de la estructura. Se debe evitar hacer entradas en los registros menores de 50 cm de dimetro, siendo comn entradas de 60 cm. Un hombre debe pasar a travs de cualquier entrada que permita el paso de sus caderas, siempre que pueda doblar las rodillas y volver los hombros inmediatamente despus de haber pasado por el orificio de entrada. Por tal razn, se recomienda el ensanchamiento de los pozos de visita por debajo de la estructura.

En el caso de requerir un pozo de visita exclusivo para la inspeccin y limpieza de la tubera, se opta por colocar una chimenea troncocnica de tabique rojo, la cual se une directamente a la tubera.

Pozos de visita prefabricados

Los pozos prefabricados son estructuras que aseguran el funcionamiento de los Sistemas de Alcantarillado Sanitario y Pluvial, evitan la contaminacin de los acuferos o la recepcin de sustancias peligrosas, su peso es relativamente ligero, lo cual asegura una fcil maniobra de instalacin, pueden ser fabricados de fibrocemento, concreto, policreto u otros materiales, se entregan en obra como una unidad completa.

CONEXIONES DOMICILIARES

La conexin domiciliar, es una tubera que permite el desalojo de las aguas residuales de las edificaciones a los colectores de la red urbana o municipal. La descarga se inicia en un registro principal localizado en el interior del predio, provisto de una tapa de cierre hermtico que impide la salida de malos olores, (ver figura).

La profundidad mnima de la zanja se recomienda que tenga un colchn de 0.90 m, sobre el lomo del tubo de la atarjea, en lugares con trfico vehicular, o 0.60 m sobre el lomo cuando no exista trfico.

Colector

Descarga domiciliaria con tubera de PVC

La conexin domiciliar se conecta al sistema de alcantarillado con una pendiente del 2 1 % como mnimo, y con un ngulo de 45. Las piezas necesarias segn el tipo de material de la descarga, deben garantizar que la conexin al colector sea hermtica.

Dependiendo del tipo de material del colector, se debe seleccionar de preferencia el mismo material en la tubera de la conexin domiciliar y el de las piezas especiales, as como el correspondiente procedimiento de conexin.

Adems, hay que considerar que en algunos casos el dimetro de la conexin domiciliar es muy pequeo en comparacin con el del colector, por lo que no es recomendable que se lleve a cabo la unin directa con un dimetro mucho mayor, sino que es necesario prever una atarjea madrina, la cual servir para ir interceptando las conexiones domiciliares hasta que el dimetro de dicha tubera sea adecuado para unirse al colector de la red municipal; si las dimensiones de las tuberas por unir no permiten el uso de las conexiones existentes, ser necesario hacer uso de un pozo de visita. A continuacin se describen los tipos de materiales que comnmente se emplean en los elementos que constituyen las conexiones domiciliarias.

Tubera de concreto Tubera de PVC Tubera de polietileno de alta densidad Concreto polimrico (policreto)

Conexiones domiciliares con accesorios PVC

TRAGANTES

Captacin

Las coladeras son las estructuras de captacin de un sistema de alcantarillado pluvial. Su nmero, tipo, capacidad y ubicacin dependen de varios factores: como son el tamao del rea de aportacin, la topografa y el tipo de urbanizacin.

La forma de cuantificar el volumen de escurrido es mediante relaciones lluvia - escurrimiento. El tipo de coladera mostrada en la figura es usualmente el estndar. Dado que no es posible dimensionar cada coladera segn su gasto de diseo, se dispone de coladeras tipo que tienen una capacidad estndar. Su uso implica la colocacin de tantas coladeras como sea necesario para captar el gasto de diseo y del rea de aportacin. De acuerdo a la topografa se pueden ubicar tres tipos de coladeras con relacin a la pendiente como las mostradas en la figura. Para calcular la capacidad de una alcantarilla se utiliza el procedimiento propuesto en el Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento, en el tomo de Alcantarillo Pluvial. Con el procedimiento de clculo hidrulico mostrado, se observa que la capacidad de la coladera es directamente proporcional al tirante de agua sobre la misma, por lo que para aumentar su confiabilidad, en ocasiones, se hacen arreglos a las rasantes del pavimento, tales como los mostrados en la figura, considerando pendientes transversales y longitudinales a la calle.

Existen tragantes estndar de: banqueta y piso combinados. De acuerdo a la capacidad y tipo de alcantarilla se pueden definir para cada una de ellas sus caractersticas principales, existen tragantes fabricados de concreto reforzado y acero estructural (que se proyectan en cada caso particular); actualmente las hay de polietileno pero no son muy comunes.

Tragante de banqueta

Son las de menor capacidad (15 l/s), el albaal de conexin con las atarjeas es de 0.15 m de dimetro. En la figura se muestran los detalles constructivos de los tragantes de banqueta. Con respecto a los materiales empleados y a la posicin que guardan con relacin a la banqueta y el piso de la calle, los tragantes de banqueta pueden ser con brocal y tapa de fierro fundido, con brocal y tapa de concreto con rejilla frontal de fierro fundido, con acero estructural y concreto reforzado, existen tambin coladeras de polietileno de media densidad nuevas en el mercado las cuales se presentan en la figura.

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La instalacin de los tragantes depende de la pendiente longitudinal de las calles y el caudal por colectar, las coladeras de banqueta se instalan comnmente en calles con pendientes menores al 2% como se ilustra en la figura.

Tragante de piso

Poseen mayor capacidad hidrulica que las de banqueta (25 l/s), el albaal de conexin con las atarjeas es de 0.15 m de dimetro. Con respecto al material existen coladeras de piso de rejillas de fierro fundido, de concreto reforzado y acero estructural.

En calles con una pendiente mayor al 5% se recomienda instalar este tipo de coladeras.La combinacin de las anteriores son las coladeras de piso y de banqueta, por lo que se posee mayor capacidad hidrulica (40 L/s). El dimetro del albaal de conexin en este caso es de 0.20m.

Tomando en cuenta la posicin de las coladeras y el tipo de material en que se fabrican se tienen los tipos siguientes:

Tipo A Tragante de piso y banqueta, con brocal y rejilla frontal de fierro fundido en banqueta y, brocal y rejilla de fierro fundido en piso.

Tipo B Tragante de piso y banqueta, con brocal de concreto (f'c = 175 kg / cm2) y rejilla frontal, de banqueta con brocal y rejilla frontal de concreto y de piso fabricadas de fierro fundido.

Tipo C Tragante de piso de fierro fundido.

OBRAS COMPLEMENTARIAS DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO

DISIPADORES DE ENERGA (CADAS)

Por razones de carcter topogrfico o por tener elevaciones obligadas para las plantillas de algunas tuberas, suele presentarse la necesidad de construir estructuras que permitan efectuar en su interior los cambios bruscos de nivel.

El empleo de estas estructuras se hace atendiendo las consideraciones siguientes:

- Cuando en el pozo las uniones de las tuberas se hagan eje con eje o clave con clave, no se requiere emplear ninguna de las estructuras mencionadas en el prrafo anterior, unindose las plantillas de las tuberas mediante una rpida. - Si la elevacin de proyecto de la plantilla del tubo del cual cae el agua, es mayor que la requerida para hacer la conexin clave con clave y la diferencia entre ellas no excede al valor de 50 cm, se hace la cada libre dentro del pozo unindose las plantillas de las tuberas mediante una rpida, sin utilizar ninguna de las estructuras mencionadas; pero en el caso de que esta diferencia sea mayor de 50 cm, para salvar la cada, se emplea una estructura de alguno de los tipos mencionados.

Si la diferencia de nivel entre las plantillas de tubera, es mayor que las especificadas para los pozos con cada y caja de cada adosada, se construye el nmero de pozos con cada que sea necesario para ajustarse a esas recomendaciones.

Cabe mencionar que en ocasiones los gases de las alcantarillas han causado desgracias personales generalmente cuando la agitacin de las aguas residuales hace que se liberen cantidades excesivas de gas, como sucede con este tipo de pozos, por lo que es necesario tener cuidado en este tipo de estructuras sobre todo cuando se conozca que el agua a conducir pueda liberar gases txicos o explosivos. Las estructuras que se utilizan son pozos de visita con cada adosada, pozo de visita con cada natural y pozos de visita con cada escalonada.

Pozos de visita con cada natural

Se permiten cadas hasta de 0.5 m sin la necesidad de utilizar alguna estructura especial, nicamente una rpida.

Pozos con cada adosada.

Son formados por una caja y una chimenea, a los cuales en su interior se les construye una pantalla que funciona como deflector del caudal que cae. Se construyen para tuberas de 0.30 a 0.76 m de dimetro y con un desnivel hasta de 1.5 m.

Estructuras de cada escalonada

Son pozos caja con cada escalonada cuya variacin es de 0.50 en 0.50 m hasta llegar a 2.50m como mximo, estn provistos de una chimenea a la entrada de la tubera con mayor elevacin de plantilla y otra a la salida de la tubera con menor elevacin de plantilla. Se emplean en tuberas con dimetros de 0.91 a 2.44 m

SIFONES INVERTIDOS

Cuando sea necesario cruzar alguna corriente de agua, depresin del terreno, estructura, conducto o viaductos subterrneos, que se encuentren al mismo nivel en que debe instalarse la tubera, normalmente se utilizan sifones invertidos (ver figura).

El sifn invertido tiene la caracterstica de funcionar totalmente lleno bajo la accin de la gravedad y bajo presin, debido a que se encuentra en un nivel inferior al del gradiente hidrulico.

En el diseo de los sifones invertidos, se debe tomar en cuenta lo siguiente:

La velocidad mnima de escurrimiento en el sifn, ser de 1.2 m/s para evitar depsitos Se debe analizar la conveniencia de emplear varios conductos a diferentes niveles para que, de acuerdo a los caudales por manejar, se obtengan siempre velocidades adecuadas. En estos casos el primer tubo tendr capacidad para conducir el gasto mnimo de proyecto En el caso de que el gasto requiera un solo tubo de dimetro mnimo de 0.2 m, se acepta como velocidad mnima de escurrimiento la de 0.6 m/s Se deben proyectar estructuras adecuadas, tanto a la entrada como a la salida del sifn, que permitan separar y encauzar los caudales de diseo asignados a cada tubera Se deben colocar rejillas en una estructura adecuada, aguas arriba del sifn, para detener objetos flotantes que puedan obstruir las tuberas del sifn.

En el clculo hidrulico se usan las frmulas de continuidad y de Darcy Weisbach, para conocer las prdidas y elevaciones de entrada y salida en el sifn, respetando las restricciones de velocidad sealadas.

Tuberas de Ventilacin:

Derivadores de Caudal:

BIBLIOGRAFIA

Obras accesorias para alcantarillado sanitario y pluvial. Comisin Nacional del Agua. Mxico. Diciembre 2007. Disponible en:ftp://ftp.conagua.gob.mx/Mapas/libros%20pdf%202007/Obras%20accesorias%20para%20alcantarillado%20sanitario%20y%20pluvial.pdf