principios básicos de ingeniería sanitaria

7/26/2019 Principios Bsicos de Ingeniera Sanitaria

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II

A mis padres, por su incondicional apoyo

A mis profesores, por su disposicin

A mis familiares y amigos

En Solidaridad


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III

NDICE

CAPITULO I...1

GENERALIDADES....1

1.1. INTRODUCCIN......11.2. OBJETIVO Y ALCANCE........21.3. DESCRIPCIN GENERAL DE LA ZONA........2

1.3.1. SITUACIN GEOGRFICA....2

1.3.1.1. UBICACIN GEOGRFICA........21.3.1.2. COORDENADA GEOGRFICA....31.3.1.3. DATOS IMPORTANTES DEL CANTN...........3

1.3.2. SITUACIN ECONMICA..41.3.2.1. DESCRIPCIN SOCIAL.....41.3.2.2. EDUCACIN...41.3.2.3. SALUD...51.3.2.4. SITUACIN ECONMICA....51.3.2.5. ASPECTOS PBLICOS......7

CAPITULO II...........10

INVESTIGACIN Y TRABAJO DE CAMPO.....10

2.1.OBJETIVO Y ALCANCE......102.2.HIDROLOGA......102.3.CLIMATOLOGIA.........................10

2.4.ESTUDIOS TOPOGRFICOS......122.4.1. PLANIMETRA DEL REA.........122.4.2. ALTIMETRA DEL REA......12

2.5.GEOLOGA DEL SECTOR.....132.5.1. ESTUDIO DE SUELOS.....132.5.2. RIESGO DE SSMICO.13

CAPITULO III.15

DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL...153.1.DISEO DE ALCANTARILLADO SANITARIO..153.1.1. OBJETIVO Y ALCANCE..153.1.2. DISPOSICIONES GENERALES...153.1.3. DISPOSICIONES ESPECIFICAS..163.1.4. BASES DE DISEO.16

3.1.4.1. PERIODO DE DISEO..163.1.4.2. POBLACIN..17


4/265

IV

3.1.4.3. REAS TRIBUTARIAS..233.1.4.4. DOTACIN.233.1.4.5. CAUDALES DE DISEO..25

3.1.4.5.1. CAUDAL DE AGUAS SERVIDAS.253.1.4.5.2. CAUDAL DE INFILTRACIN...273.1.4.5.3. CAUDAL DE AGUAS LLUVIAS ILCITAS...28

3.1.5. HIDRULICA DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO.283.1.5.1. RECOMENDACIONES PARA DISEO DE LA RED DE ALCANTARILLADO

SANITARIO303.1.5.1.1. VELOCIDAD MNIMA, MXIMA Y DE AUTO LIMPIEZA....303.1.5.1.2. PENDIENTES, LOCALIZACIN Y DIMETROS MNIMOS.323.1.5.1.3. TUBERAS.343.1.5.1.4. ACCESORIOS.....343.1.5.1.5. POZOS DE REVISIN, CAJAS DE REVISIN Y CONEXIONES

DOMICILIARIAS...34

3.1.5.2. CLCULOS HIDRULICOS DE LA RED DE ALCANTARILLADOSANITARIO........................................................................................36

3.1.5.2.1. CUADRO DE REAS DE APORTE Y CAUDALES DEDISEO...................................................................................39

3.1.5.2.2. RESULTADOS DEL DISEO DEL SISTEMA DEALCANTARILLADO SANITARIO.46

3.1.5.3. CALCULO DE PRESIN SOBRE TUBERA.513.1.5.3.1. CONDICIN CRITICA 1.513.1.5.3.2. CONDICIN CRITICA 2.53

3.1.6. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES543.1.6.1. GENERALIDADES..543.1.6.2. SISTEMA DE DEPURACIN DE AGUAS RESIDUALES.54

3.1.6.2.1. CARACTERSTICAS DEL TIPO DE AGUA A TRATAR....553.1.6.2.2. DISPONIBILIDAD DEL ESPACIO FSICO...553.1.6.2.3. CRITERIOS DE CONSTRUCCIN, OPERACIN Y

MANTENIMIENTO....553.1.6.3. TRATAMIENTO PRIMARIO56

3.1.6.3.1. TANQUE SPTICO563.1.6.3.2. FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE SPTICO..57

3.1.6.4. COMPONENTES DEL SISTEMA..583.1.6.4.1. TANQUE SPTICO.583.1.6.4.2. FILTROS DE ARENA Y GRAVA A LA SALIDA DEL TANQUE.58

3.1.6.4.2.1.LA ARENA..59

3.1.6.4.2.2.LA GRAVA.623.1.6.4.3. DESCARGA.....623.1.6.4.3.1.SISTEMA DE COLECTOR DEL AGUA FILTRADA..63

3.1.6.5. DISEO DEL SISTEMA643.1.6.5.1. DISEO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO...663.1.6.5.2. DISEO DEL FILTRO DE ARENA Y RIPIO...67

3.1.6.6. LIMPIEZA DE LOS TANQUES..683.1.6.6.1. INSPECCIN68


5/265

V

3.1.6.6.2. FRECUENCIA DE INSPECCIN..693.1.6.6.3. PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LA PROFUNDIDAD DE

NATA.69

3.1.6.6.4. PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LA PROFUNDIDAD DELODO..70

3.2.DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL..703.2.1. OBJETIVO Y ALCANCE..703.2.2. DISPOSICIONES GENERALES703.2.3. DISPOSICIONES ESPECIFICAS.713.2.4. ANLISIS CONCEPTUAL DE LA ALTERNATIVA DE DISEO....713.2.5. BASES DE DISEO....72

3.2.5.1. PERIODO DE DISEO..723.2.5.2. POBLACIN..733.2.5.3. REAS TRIBUTARIAS..743.2.5.4. CAUDAL DE DISEO.74

3.2.5.4.1. CAUDAL DE AGUAS LLUVIAS.743.2.5.4.1.1.COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO..753.2.5.4.1.2.INTENSIDAD DE PRECIPITACIN..77

3.2.5.4.1.2.1. INTENSIDAD DIARIA.793.2.5.4.1.2.2. TIEMPO DE CONCENTRACIN.793.2.5.4.1.2.3. PERIODO DE RETORNO O FRECUENCIA81

3.2.6. HIDRULICA DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO.823.2.6.1. RECOMENDACIONES PARA LA RED DE ALCANTARILLADO

PLUVIAL843.2.6.1.1. CAPACIDAD A UTILIZARSE.843.2.6.1.2. TRANSICIONES..843.2.6.1.3. VELOCIDAD MNIMA, MXIMA Y DE AUTO LIMPIEZA....863.2.6.1.4. PENDIENTE, LOCALIZACIN Y DIMETRO...873.2.6.1.5. POZOS DE REVISIN, CAJAS DE REVISIN Y CONEXIONES

DOMICILIARIAS...883.2.6.1.6. SUMIDEROS.88

3.2.6.2. CLCULOS HIDRULICOS PARA EL DISEO DE LA RED DEALCANTARILLADO PLUVIAL89

3.2.6.2.1. CAUDAL Y DIMETROS DE DISEO.....903.2.6.3. CALCULO DE PRESIN SOBRE LA TUBERA102

3.2.6.3.1. CONDICIN CRTICA 1....1023.2.6.3.2. CONDICIN CRTICA 2.104

CAPITULO IV..105

EVALUACIN DE LOS IMPACTOS..105

4.1.CARACTERSTICAS FSICAS AMBIENTALES....1054.1.1. MEDIO FSICO.105

4.1.1.1. RELIEVE, USO Y CALIDAD DEL SUELO....1054.1.2. ASPECTOS BITICOS..106

4.1.2.1. FLORA.106


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VI

4.1.2.2. FAUNA..1064.1.3. ASPECTOS ECONMICOS..107

4.2.NECESIDADES DE EVALUACIN DE LOS IMPACTO..107

4.3.DETERMINACIN Y EVALUACIN DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO.1084.3.1. BASES DE DISEO.1084.3.2. METODOLOGA DE EVALUACIN109

4.3.3. FACTORES AMBIENTALES1104.3.3.1. FACTORES AMBIENTALES EN LA ETAPA DE CONSTRUCCIN1104.3.3.2. FACTORES AMBIENTALES EN LA ETAPA DE OPERACIN.111

4.3.3.3. FACTORES AMBIENTALES EN LA ETAPA DE MANTENIMIENTO1124.3.4. ELEMENTOS DE CLASIFICACIN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES.1134.3.5. MATRIZ CAUSA-EFECTO...118

4.4.IMPACTOS POSITIVOS DURANTE TODAS LAS ETAPAS DEL PROYECTO.1194.4.1. DURANTE LA CONSTRUCCIN..119

4.4.2. DURANTE LA OPERACIN..119

4.4.3. DURANTE EL MANTENIMIENTO.1194.5.MEDIDAS DE MITIGACIN..120

4.5.1. MEDIDAS PARA MITIGAR LOS IMPACTOS NEGATIVOS1204.5.1.1. HIDROLOGA....1214.5.1.2. RELIEVE, USO Y CALIDAD DEL SUELO...1214.5.1.3. CALIDAD DEL AIRE...1224.5.1.4. AMBIENTAL-SOCIAL.....122

CAPTULO V........123

ESPECIFICACIONES TCNICAS DE CONSTRUCCIN Y MATERIALES.......123

5.1.ESPECIFICACIONES TCNICAS DE CONSTRUCCIN.1235.1.1. REPLANTEO Y NIVELACIN...1235.1.2. LIMPIEZA Y DESBROCE....1245.1.3. EXCAVACIONES....1265.1.4. RELLENOS......1345.1.5. ACARREO Y TRANSPORTE DE MATERIALES....1395.1.6. ENCOFRADO Y DESENCOFRADO....1425.1.7. TRABAJOS FINALES...1465.1.8. CONSTRUCCIN DE POZOS DE REVISIN......1465.1.9.CONSTRUCCIN DE CONEXIONES DOMICILIARIAS....1505.1.10. MANTENIMIENTO....1525.1.11. MEDIDAS PARA EL CONTROL DE POLVO...153

5.1.12. MEDIDAS PARA LA PREVENCIN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIN DELAIRE.154

5.1.13. MEDIDAS PARA LA PREVENCIN Y CONTROL DE RUIDOS YVIBRACIONES.155

5.1.14. MEDIDAS EN CONSTRUCCIN O ADECUACIN DE CAMPAMENTO YTALLERES..155

5.1.15.MEDIDAS AMBIENTALES PARA EL TRATAMIENTO DE ESCOMBRERAS..1575.1.16.EDUCACIN Y CONCIENCIACIN AMBIENTAL...158


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VII

5.2.ESPECIFICACIONES TCNICAS DE MATERIALES.1595.2.1. ACERO DE REFUERZO...1595.2.2. HORMIGONES.161

5.2.3. JUNTAS DE CONSTRUCCIN.1655.2.4. MORTEROS.....1665.2.5. RTULOS Y SEALES.1685.2.6. PELDAOS1695.2.7. SUMINISTRO E INSTALACIN DE TUBERA DE PVC PARA

ALCANTARILLADO...1705.2.8. SUMINISTRO E INSTALACIN DE ACCESORIOS DE PVC PARA

ALCANTARILLADO...1795.2.9. TAPAS Y CERCOS.......1805.2.10.EMPATES..182

CAPTULO VI..184

PRESUPUESTO Y PROGRAMACIN DE OBRAS..184

6.1.COMPONENTE DE PRECIOS UNITARIOS.....1846.1.1. COSTO DIRECTO.....1846.1.2. COSTO INDIRECTO....185

6.1.2.1. GASTOS DE ADMINISTRACIN CENTRAL....1866.1.2.2. GASTOS EN OBRA..186

6.2.COSTOS BSICOS DE MATERIALES, MANO DE OBRA Y EQUIPOS.1866.3.ANLISIS DE PRECIOS UNITARIOS.191

6.3.1. ANLISIS DEL ALCANTARILLADO SANITARIO....1926.3.2. ANLISIS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO213

6.3.3. ANLISIS DEL ALCANTARILLADO PLUVIAL2306.4.PRESUPUESTO DEL PROYECTO.2446.5.CRONOGRAMA DE EJECUCIN..247

CAPITULO VII....251

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..251

7.1.CONCLUSIONES....2517.2.RECOMENDACIONES...252

BIBLIOGRAFA..254

TABLAS.257


8/265

VIII

RESUMEN

La presente tesis de grado fue elaborada como una contribucin hacia los

pobladores del sector Manab Libre, perteneciente al Cantn El Carmen Manab.

Consta de siete captulos en los cuales se detalla paulatinamente el anlisis y

diseo de un sistema de alcantarillado por separado y tratamiento de aguas

servidas.

En los dos captulos iniciales encontramos el alcance y beneficios de la

implementacin del proyecto, como tambin los datos generales y bsicos para su

elaboracin.

Los dos captulos subsiguientes se enfocan en el diseo de la red de alcantarillado

con su respectivo chequeo de presiones en la tubera, y las respectivas medidas de

mitigacin para evitar posibles impactos ambientales.

El captulo V tiene por objetivo dar las respectivas especificaciones de construccin

y forma de pago de la obra.

En el VI capitulo y el ms importante consta la elaboracin del presupuesto de la

obra y su cronograma de construccin.

Por ultimo tenemos el captulo de conclusiones y recomendaciones que se enfoca

en aspectos puntuales de la obra, que si se toman cautela, no se tendr

inconvenientes en ninguna de las etapas del proyecto.


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1

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1.INTRODUCCIN

Debido al gran crecimiento del sector Manab Libre, ubicado en el Cantn El

Carmen, Provincia de Manab, El Municipio se ha visto en la obligacin de

construir un sistema de alcantarillado separado para satisfacer las

necesidades de saneamiento de sus pobladores.

El Sector Manab Libre en la actualidad dispone de servicios como agua

potable y luz elctrica, pero an no cuentan an con el servicio de

alcantarillado sanitario. Esto ha provocado que la poblacin de dicha zona

opte por la construccin temprana de pozos spticos que demandan costos

elevados en la construccin como en el mantenimiento.

La construccin del sistema de alcantarillado proporcionar una mejor

calidad de vida e incrementar de manera notable la salubridad de las

personas de la zona y de zonas aledaas, evitndose de esta forma la

infeccin parastica y adems la proliferacin de insectos que son portadores

de enfermedades.

La presente disertacin est enfocada a la realizacin del estudio de

conduccin y tratamiento de las aguas residuales, y de esta manera no

afectar el medio ambiente.


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2

1.2.OBJETIVO Y ALCANCE

OBJETIVO:

Realizar el proyecto de alcantarillado sanitario y pluvial y tratamiento de

aguas servidas para 4 lotizaciones unidas (varios propietarios), del sector

Manab Libre, ubicado en el Cantn El Carmen, Provincia de Manab.

ALCANCE:

Suministrar el proyecto de alcantarillado sanitario y pluvial y

tratamiento de aguas servidas, para abastecer la actual y futura

poblacin del sector Manab Libre.

Proporcionar el correcto desalojo y tratamiento de las aguas residuales

para aumentar la calidad de vida de los pobladores del sector Manab

Libre.

1.3.DESCRIPCIN GENERAL DE LA ZONA

1.3.1.SITUACIN GEOGRFICA

1.3.1.1. UBICACIN GEOGRFICA1

El Cantn El Carmen est ubicado al Noreste con relacin a la provincia de

Manab, se encuentra en las estribaciones de la Cordillera Occidental de los

Andes. El Sector Manab Libre a su vez est ubicado al sur del Cantn El

1Municipalidad del Cantn El Carmen (2010).Planimetra del rea urbana del Cantn El Carmen


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3

Carmen y ha sido uno de los sectores de mayor crecimiento poblacional en

los ltimos aos. (Vase ANEXO IV)

1.3.1.2. COORDENADA GEOGRFICA UTM2

Latitud: N: 9969,218.44

Longitud: E: 672,020.50

1.3.1.3. DATOS IMPORTANTES DEL CANTN

Provincia: Manab

Cantonizacin: 3 de Julio de 1967

Temperatura promedio: 25C

Altitud: de 250 m.s.n.m. a 350 m.s.n.m.

Superficie: 1,256 Km2.

Poblacin Total: 69,998 hab.3

Tabla 1-1Datos poblacionales del Cantn

Zona Total (hab.) Hombres (hab.) Mujeres (hab.)

Urbana 33,382 16,302 17,080

Rural 36,616 19,435 17,181

2GPS Garmin 76CSx (2010). -Estudio Topogrfico para el diseo de la red de alcantarillado.

3Instituto Nacional de Estadstica y Censo (2001), VI Censo poblacional del cantn El Carmen ao

2001.


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4

1.3.2.SITUACIN ECONMICA4

1.3.2.1. DESCRIPCIN SOCIAL

El Sector de Manab Libre se encuentra en la periferia de la zona urbana del

Cantn El Carmen. La mayora de sus pobladores son mestizos, aunque se

puede apreciar personas de orgenes indgenas las cuales han tenido una

gran influencia cultural. Es por lo cual en el Cantn podemos apreciar una

mezcla de lo religioso con las festividades de la zona.

Las religiones predominantes son la catlica y la evanglica aunque destacan

muchas ms.

1.3.2.2. EDUCACIN

El Cantn dispone desde educacin bsica hasta superior. A pesar de contar

con universidades, gran parte de la poblacin, en su mayora jvenes,

emigran a las ciudades por las limitaciones de las carreras a seguir.

Aunque el sector Manab Libre no cuenta con centros educativos fiscales o

particulares, no es una problemtica ya que existen algunos muy cercanos al

sector. Por lo que todos los pobladores reciben la educacin bsica gracias ala gran facilidad de transporte pblico que poseen.

4Arq. Mara del Carmen Punguil (2002), Plan de desarrollo fsico cantonal y urbano para el Cantn

El Carmen, Provincia de Manab.


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5

1.3.2.3. SALUD

El Cantn El Carmen cuenta con el hospital que atiende alrededor de 400

personas diariamente entre reas de consulta externa, emergencia y

hospitalizacin. En la actualidad cuenta con equipos de ltima tecnologa, lo

que facilita la labor de los especialistas.

La falencia ms notoria del hospital de El Carmen reside en su

infraestructura, porque no cuenta con un espacio fsico adecuado para

atender a la gran cantidad de personas que asisten diariamente, a pesar de

tener un terreno amplio donde podra extenderse.

Adems el Cantn posee en su mayora servicio privado de asistencia y

hospitalizacin, siendo un factor que repercute mucho en la economa local.

1.3.2.4. SITUACIN ECONMICA

La economa del Cantn El Carmen es sostenible, y sus principales fuentes de

ingreso derivan de la agricultura, la ganadera, la construccin y el comercio.

Agricultura y Ganadera 44.11 %

Tcnicos y Construccin 42.48 %

Comercio y otros 13.41%


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6

La PEA, es decir, la poblacin econmicamente activa es la mayor de 12 aos

que en la ciudad representa el 70.67% de acuerdo al censo del ao 2001,

dedicndose a actividades productivas tpicas de la regin como lo son la

agropecuaria y el comercio.

Esta zona se caracteriza por la diversa produccin de cultivos de ciclo

permanente y ciclo corto, siendo el ms importante el pltano barraganete,

el cual es exportado tanto internamente en el pas como a pases vecinos

como Per y Colombia. Adems de la agricultura, la ganadera constituye un

sector sumamente importante en la economa del cantn, ya que las

especies ganaderas se distribuyen en aproximadamente 130.000 Has de

pastizales.

El Carmen cuenta con recursos forestales distribuidos de la siguiente

manera:

Bosque Protector ( 27.800 Ha )

Bosque Productor ( 15.700 Ha )

rea de descanso o rastrojo ( 9.890 Ha )

Siendo el de mayor predominio el protector el cual cumple con funciones

importantsimas como: purificacin del medio ambiente, conservacin del

suelo y la vida silvestre


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7

1.3.2.5. ASPECTOS PBLICOS

La ciudad en la actualidad posee un destacamento policial que cuenta con

los servicios indispensables para el desarrollo de las actividades para el cual

fue creado, pero carece de retenes que presten servicio a sectores de

determinados de la poblacin, ya que posee un solo retn el mismo que no

presta un adecuado servicio para la seguridad de la poblacin.

Con respecto al equipamiento educativo la zona se est convirtiendo en un

punto de apoyo al progreso que est experimentando toda la provincia en el

rea de la educacin ya que la existencia en El Carmen de prestigiosos

planteles de enseanza primaria, secundaria y ltimamente la creacin de la

extensin universitaria de la UTM y ULEAM contribuye al mejoramiento y

desarrollo pleno del cantn y toda la provincia.

El mercado del Cantn no cuenta con la infraestructura adecuada para este

servicio, por lo cual los comerciantes se vieron en la necesidad de suplantar

las instalaciones del mercado por las calles aledaas al mismo, causando una

saturacin de la zona, desorden vehicular, insalubridad e ndices delictivos.

Las actividades de recreacin urbana en los sectores del cantn son casi

nulas debido a la falta de un centro deportivo urbano que englobe todas las

actividades concernientes en un solo sitio.


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8

En lo referente al servicio de Bomberos la ciudad cuenta con un

departamento que en la actualidad abastece de manera adecuada a la

ciudadana; pero para el futuro (2031) El Carmen deber contar con una

estacin ms y con ello cubrir la demanda de este servicio.

El Carmen dispone en la actualidad de tres cementerios dos de los cuales se

encuentran totalmente completos y uno posee an terreno para continuar

prestando el servicio.

El sistema actual de agua potable cubre el 90% de la poblacin urbana de la

ciudad de El Carmen. El abastecimiento de agua hacia la planta de

tratamiento se realiza mediante dos sistemas de bombeo, uno proveniente

de la planta de captacin y el otro mediante un suministro de agua

proveniente de cuatro pozos profundos perforados en diferentes sectores de

la ciudad.

La Municipalidad de El Carmen presta el servicio de recoleccin de desechos

slidos en el rea urbana y rural del Cantn con tres recolectores sirviendo a

la poblacin.

La ciudad se encuentra abastecida por lneas de transporte Urbano e inter-

parroquial adems de las distintas lneas de transporte Interprovincial que

tienen sus rutas por la va Santo Domingo - Chone - Portoviejo.

El transporte urbano es atendido por una Cooperativa, adems de los


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9

distintos tipos de transporte (Chivas por ejemplo) que atienden las rutas

hacia las parroquias rurales como Suma, Bramadora, Wilfrido Loor.


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10

CAPITULO II

INVESTIGACIN Y TRABAJO DE CAMPO

2.1.OBJETIVO Y ALCANCE

Extraer los datos necesarios para tener una perspectiva desde el punto

tcnico constructivo y de esta forma llegar a determinar el mejor diseo de

un sistema de alcantarillado el cual sea eficiente, funcional y econmico.

2.2.HIDROLOGA

El Cantn se encuentra irrigado por un gran sistema hidrolgico que

comprende ros y esteros. Aunque en lo que respecta a la zona urbana del

Cantn, se encuentra atravesada por el Ro Suma en su forma longitudinal.

En las cercanas del Sector Manab Libre podemos encontrar el Estero El

Mudo que debido a la mala disposicin de los desechos sanitarios est con

un grado de contaminacin elevada.

2.3.CLIMATOLOGIA

El clima de la zona de Manab y en especial la del Cantn El Carmen est

determinado por factores como: la cercana al mar y la presencia de

elevaciones montaosas. Aunque la mayor parte de la superficie pertenece a


19/265

11

las tierras bajas excelentes para la agricultura, en su interior estn ubicadas

elevaciones montaosas que actan a manera de condensadores de

humedad y proporcionan una abundante presencia de cursos fluviales para la

zona.

El Cantn se encuentra entre los 300 y 600 metros sobre el nivel del mar,

que corresponde a una zona perteneciente al bosque hmedo tropical de la

regin litoral ecuatoriana, la temperatura flucta entre los 22 y 26C.

Tabla 2-1Precipitaciones Mensuales

MES PRECIPITACION (mm)

Enero 414.9

Febrero 517.8

Marzo 532.1

Abril 522.2

Mayo 273.1

Junio 135.2

Julio 76.9

Agosto 43.9

Septiembre 75.6

Octubre 87.4

Noviembre 73.6

Diciembre 193.6

MEDIA ANUAL 2946.30


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12

En el Carmen podemos observar que la temporada invernal empieza a partir

del mes de Diciembre, terminando en el mes de Junio, siendo Mayo y Abril

los meses de mayor precipitacin lluviosa.

Cabe recalcar que no se siente de manera tan intensa la estacin seca como

en otras zonas de Manab, y esto se debe a la gran cantidad de afluentes

hdricos que posee el Cantn.

2.4.ESTUDIOS TOPOGRFICOS

2.4.1.PLANIMETRA DEL REA

La planimetra de parte del sector Manab Libre que estamos estudiando est

conformada por manzanas en forma rectangular y similares entre s, que se

extienden a lo largo de las calles principales que atraviesan el sector.

Las calles que se pueden apreciar son de segundo y tercer orden, las cuales

en su gran mayora no cuentan con la construccin de bordillos y aceras. Lo

que podemos recalcar es que gracias a la presencia de calles de segundo

orden se ha ido extendiendo dicho sector hasta conformar lo antes

mencionado.

2.4.2.ALTIMETRA DEL REA

En general el terreno tiende a ser irregular en ciertos sectores, puesto que

tiene como colindante al Estero El Mudo. Esto ha provocado que la red de


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13

alcantarillado sanitario atraviese zonas de servidumbre para la construccin

de la misma.

2.5.GEOLOGA DEL SECTOR

En el Cantn El Carmen predominan suelos derivados de lapilli y cenizas

volcnicas de recientes erupciones. Por lo que su suelo es excelente para la

agricultura tanto por su composicin qumica como por su profundidad.

2.5.1.ESTUDIO DE SUELOS5

En el Cantn El Carmen predominan suelos de color pardo franco,

provenientes de cenizas volcnicas de recientes erupciones, de 80 a 150 cm

de espesor con una saturacin de bases menores al 50% y con una

capacidad de retencin de agua entre el 50% y 100%. Lo cual nos indica

que son arcillas arenosas saturadas en humedad.(Vase ANEXO I)

2.5.2.RIESGO DE SSMICO

El Cdigo Ecuatoriano de la Construccin establece un factor (Z), que va de

1 4 y nos permite diferenciar las zonas ssmicas del pas. Dicho factor (Z)nos proporciona la aceleracin mxima efectiva en roca esperada para el




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14

sismo de diseo; que est expresada en funcin de la aceleracin de la

gravedad.

Tabla 2-2Valor del factor Z en funcin de la zona ssmica adoptada6

Zona Ssmica I II III IV

Valor factor Z 0.15 0.25 0.30 0.40

La Provincia de Manab comparte dos zonas de riesgo ssmico que son: III y

IV. Aunque El Carmen se encuentre en la zona III, es de riesgo ssmico alto.

6Cdigo ecuatoriano de la construccin (2002), Clasificacin de la zonas ssmicas por sus

aceleraciones, P. 22.


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15

CAPITULO III

DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL

3.1.DISEO DE ALCANTARILLADO SANITARIO

3.1.1.OBJETIVO Y ALCANCE

Fijar criterios y bases de diseo que nos faciliten calcular un sistema de

alcantarillado sanitario y del tratamiento de aguas residuales que cumplan

con normas existentes y al mismo tiempo que sea econmico.

3.1.2.DISPOSICIONES GENERALES

Se disea el alcantarillado sanitario para recolectar, transportar y descargar

en un punto adecuado tanto las aguas negras, como las aguas provenientes

de la precipitacin pluvial e ilcita.

En el diseo consideraremos el caudal proveniente de las aguas lluvias

ilcitas.

Se considera que no existe infiltracin en la red de alcantarillado porque se

trabajara con tubera PCV que utiliza un sello elasto-mrico.


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16

3.1.3.DISPOSICIONES ESPECIFICAS

Para las bases de diseo se tomarn las normas INEN y las normas del

Instituto Ecuatoriano de Obras y Saneamiento (IEOS), perteneciente hoy en

da al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

3.1.4.BASES DE DISEO

Se utilizar una red de tuberas y colectores, como se describe en la seccin

5.2 de esta parte. En ciertas zonas de la ciudad especialmente en aquellas en

las que se inicia la produccin de las aguas residuales, se podr utilizar el

diseo del nivel 2 pero con dimetro mnimo de 150 mm, especialmente en

ciudades de topografa plana, con lo que se evita la innecesaria

profundizacin de las tuberas.7

3.1.4.1. PERIODO DE DISEO

Es el tiempo durante el cual una estructura trabaja satisfactoriamente, sin

necesidad de ampliaciones o mejoras.

Para determinar el periodo de diseo debemos tener en cuenta 5 aspectos

fundamentales:

.1.. ), (1).


25/265

17

Vida til de los elementos del sistema.

Facilidad de ampliacin de la obra y accesibilidad al sitio del

proyecto. (A obras de fcil ampliacin periodos de diseo cortos

y a la inversa).

Crecimiento poblacional. (Para tasas de crecimiento bajos se

opta por perodos de diseo mximos y a la inversa).

Caractersticas de financiamiento Nacional o Extranjero.

Capacidad de pago de los pobladores.

Considerando los factores ya antes mencionados se ha llegado tomar un

periodo de diseo de 25 aos. Por su fcil ampliacin y por el crecimiento

poblacional alto.

3.1.4.2. POBLACIN

Para calcular la poblacin futura, guindose por las normas del Ex IEOS, se

ha tomado el mtodo de proyeccin matemtico, puesto que no se cuenta

con suficientes datos para usar otro mtodo. (Vase ANEXO II)


26/265

18

incremento

geomtricoincremento

aritmtico

incremento

con tasa

decreciente

tiempo

poblacin

Curva tpica de crecimiento poblacional

El modelo matemtico representa al crecimiento poblacional en una curva.

Inicia con un crecimiento logartmico, hasta que factores geogrficos y/o

econmicos disminuyen su ritmo de desarrollo, pasando a una forma lineal o

incremento aritmtico, finalmente alcanza la tercera etapa, esta indica un

decrecimiento progresivo hasta alcanzar la poblacin de saturacin, en la

cual no se registra variaciones significativa en el nmero total de habitantes.8

En vista de que la poblacin de El Carmen es relativamente nueva, ya que

empieza a existir como Cantn desde 1963 se asumir un crecimiento

8 Burbano, Guillermo, (2009). Criterios Bsicos de Diseo para Sistemas de Agua Potable y

Alcantarillado.


27/265

19

geomtrico. El grfico producido por el crecimiento geomtrico sta

representada por una curva semi-logartmica.

Por falta de datos censales peridicos en el Cantn se usarn las normas

INEN que proponen adoptar para la proyeccin geomtrica los ndices de

crecimiento indicados en la siguiente tabla:9

Tabla 3-1Crecimiento Geomtrico

COEFICIENTES DE INCREMENTO GEOMTRICO

REGIN GEOGRFICA r (%)

Sierra 1

Costa, Oriente y Galpagos 1.5

Por tanto se tomar el ndice de crecimiento geomtrico 1.5, ya que en los

censos no figuran datos del sector en Manab Libre solo de la cabecera

parroquial El Carmen.

Para obtener la poblacin inicial se realizar una relacin de densidades

poblacionales con la poblacin actual de la zona urbana del Cantn, ya que

no se disponen de datos del sector en especfico.

9INEN. CPE INEN 5 Parte 9.2:97 Segunda Revisin. 1998, p. 34.


28/265

20

DENSIDAD POBLACIONAL DEL CANTON

D = P/ADp = Densidad Poblacional

P = Poblacin actual

A = rea de aportacin

DENSIDAD POBLACIONAL ACTUAL

DATOS:

P1 = 33,382 hab.

A1 = 516.82 Ha

Dpai = 64.59 hab. / ha10

POBLACION INICIAL DEL SECTOR

P= Dai AP= Poblacin inicialDpai = Densidad poblacional actual





29/265

21

POBLACION INICIAL

DATOS:

Dpai = 64.59 (hab. / ha.)

A = 5.84 ha

P= 64.59 habha 5.84 ha = 378 ha

MTODOMATEMTICO

CRECIMIENTOGEOMTRICODELSECTOR

P= P eEn donde:

r = Coeficiente de incremento geomtrico.

P= Poblacin futura.P= Poblacin inicial.

= tiempo final

= tiempo inicial.


30/265

22

POBLACINFUTURADELSECTOR

DATOS:r = 1.5 %

P2001= 378 habitantes

tf = 2035

ti = 2001

P= P= Pblaci fa = 378 e.= 630 hab

DENSIDADPOBLACIONALFUTURADELSECTOR

D=PfA En donde:

D= Densidad PoblacionalPf = Poblacin


DATOS:

Pf= 630 hab.

A = 5.84 Ha

D=630 hab5.84 ha = 107.88 habha


31/265

23

3.1.4.3. REAS TRIBUTARIAS

Para el diseo se establecen reas tributarias de la poblacin actual y de las

proyecciones futuras.

Las reas tributarias son el conjunto de superficies, que resultan de dividir el

rea original a ser estudiada. Los criterios que se toman para determinar

estas reas de aportacin son:

Si el rea es sensiblemente cuadrada la superficie de drenaje, para

cada tramo de tubera, se obtiene trazando diagonales entre los pozos

de revisin.

Si son sensiblemente rectangulares, se divide el rectngulo en dos

mitades por los lados menores y luego se trazan rectas inclinadas a

45, teniendo como base los lados menores, para formar tringulos y

trapecios como reas de drenaje.

Este mtodo es vlido cuando la topografa de la poblacin es ms o menos

plana, en el caso del Sector Manab Libre, este cumple con dichas

condiciones. (Vase ANEXO V)

3.1.4.4. DOTACIN

Dotacin es la cantidad de agua por habitante, por da, que debe

proporcionar un sistema de abastecimiento pblico, para satisfacer las


32/265

24

necesidades de consumo domstico, industrial, comercial y de servicio

pblico.

Se puede obtener la dotacin futura a travs de las normas SSA (Ex IEOS).

En la siguiente tabla, se presentan las dotaciones futuras, segn el nmero

de habitantes.11

Tabla 3-2 Dotacin de agua futura

DOTACINMEDIAFUTURA

POBLACIN

(HABITANTES)CLIMA

DOTACINMEDIAFUTURA

(L/HAB/DA)

Hasta 5000

Fro

Templado

Clido

120 150

130 160

170 - 200

5000 a 50000

Fro

Templado

Clido

180 200

190 220

200 - 230

Ms de 50000

Fro

Templado

Clido

> 200

> 220

>230

11SSA. Normas para estudio y diseo de sistemas de agua potable y disposicin de aguas residuale

(1993). P.60.


33/265

25

Debido a que la poblacin pertenece a clima templado, y de acuerdo a la

poblacin futura, la dotacin escogida fue 160 (l/hab./da).

3.1.4.5. CAUDALES DE DISEO12

A continuacin se detallan los caudales necesarios para el diseo del

alcantarillado sanitario.

3.1.4.5.1. CAUDAL DE AGUAS SERVIDAS

a) Caudal medio final: Sirve de referencia para el dimensionamiento de

estaciones de bombeo, plantas de tratamiento y otras obras anexas.

Q= Pblaci fial Daci fial86400 da Fac A

La dotacin se expresa en (l/hab *da).

El Factor A tiene un valor tiene un valor de 0.7 a 0.8 y en el mismo se

considera la cantidad de agua potable, que despus de ingresar a los

domicilios, no regresa al sistema de alcantarillado en forma de aguas

12 Burbano, Guillermo (2009). Criterios Bsicos de Diseo para Sistemas de Agua Potable y

Alcantarillado.


34/265

26

servidas. Esta agua es la que generalmente se destina a riego de jardines,

lavado de carros en el exterior de la vivienda, etc. Para este caso se adopta

0.8 por razones de seguridad.

b) Caudal mximo instantneo final: Este caudal se obtiene multiplicando

el caudal medio diario al final del periodo de diseo por un coeficiente

de mayoracin que toma en cuenta el aporte simultneo de aguas

servidas desde los aparatos sanitarios. (k)

Qmx inst.= Qmf * k

El coeficiente k, para caudales medios, que varen entre 0.004 m3/s, y

5.0 m3/s, es igual a:

K = 2.228

Q0.073325

Q = Caudal medio diario de aguas servidas domesticas en m3/s.

K = Relacin entre el caudal mximo instantneo y el caudal medio

diario.


35/265

27

Este caudal mximo instantneo se lo utiliza para el

dimensionamiento de la red y las estaciones de bombeo.

Para el diseo de tuberas cuyo caudal medio futuro sea inferior a 4

l/s el factor k puede ser tomado constante e igual a 4.

3.1.4.5.2. CAUDAL DE INFILTRACIN

En el diseo de sistemas de alcantarillado sanitario, se debe considerar un

caudal de infiltracin, el mismo que ingresa a las tuberas a travs de juntas

mal confeccionadas o de las paredes de los pozos de revisin, cuando el

nivel fretico alcanza estos elementos.

Los valores que se recomienda considerar en el diseo son:

1) Para alcantarillado con juntas de mortero:

Qinf= 67.34*A-0.1425

En donde:

Q = Qmx.Instantneo de infiltracin (m3/ha/da)

A = rea servida por el alcantarillado (ha)

Esta ecuacin se aplica para reas comprendidas entre 10 y 5000 ha.


36/265

28

Si el rea es menor a 10 ha, el caudal de infiltracin se hace

constante e igual a 48.5 m3/ha * da.

2) Para sistemas de alcantarillado que utiliza juntas resistentes a la

infiltracin:

Qinf = 42.51*A-0.3; si A est entre 40.5 y 5000 ha.

Qinf = 14 m3/ha * da; si A es menor a 40.5 ha.

3.1.4.5.3. CAUDAL DE AGUAS LLUVIAS ILCITAS

Para los alcantarillados sanitarios existe la posibilidad que ingresen aguas

lluvias ilcitas a travs de conexiones prohibidas ubicadas dentro de patios,

de jardineras, desde las cubiertas e inclusive a travs de las tapas de los

pozos o cajas de revisin del alcantarillado sanitario.

Para tomar en cuenta esta caudal se considera, a falta de datos reales, un

valor mnimo de 80 (l/hab.*da).

3.1.5.HIDRULICA DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

Las aguas servidas se conducirn desde las edificaciones hacia una

disposicin final donde los efectos para la comunidad y el ambiente, tengan

el menor impacto posible. El mtodo ms utilizado para el transporte de

estos residuos es a travs de tuberas subterrneas.


37/265

29

Los conductos se disean como canales abiertos y parcialmente llenos. El

lquido circula de manera estable y uniforme, su movimiento est

influenciado principalmente por gravedad.

FLUJOATUBOLLENO

FORMULADEMANNING

V = l R S

Q = V/AEn Donde:

V= velocidad flujo totalmente lleno. (m/s)

n= coeficiente de rugosidad.

Rh= radio hidrulico. (m)

S= gradiente de energa.

Q= caudal flujo totalmente lleno. (m3/s)

A= rea. (m2)

FLUJOENTUBERASPARCIALMENTE LLENAS

V= 1 e


38/265

30

Q=

2 1 e

C 2 = 1 2 dDEn Donde:

V= velocidad flujo totalmente lleno. (m/s)

v= velocidad flujo parcialmente lleno. (m/s)

d= calado. (m)

3.1.5.1.RECOMENDACIONES PARA DISEO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO

3.1.5.1.1. VELOCIDAD MNIMA, MXIMA Y DE AUTO LIMPIEZA13

La velocidad para aguas servidas en los colectores tiene importancia en

proyectos de alcantarillado, la cual debe controlarse por dos razones

fundamentales.

1) Si la velocidad es muy baja se produce la sedimentacin de los slidos

en la tubera y, consecuentemente el taponamiento y destruccin de

los conductos, como tambin la acumulacin de gas sulfhdrico en el

lquido.

. . . . , .


39/265

31

2)Al tener un valor alto de velocidad se produce la erosin del material.

La velocidad mnima del lquido en colectores del sistemas de alcantarillado

sanitario, no deber ser menor que 0.30 (m/s), para garantizar condiciones

de auto limpieza.

Si no se cumple con la normativa de velocidad mnima del flujo y si la

topografa lo permite, para evitar la formacin de depsitos en las

alcantarillas sanitarias, se incrementar la pendiente de la tubera hasta que

se tenga accin auto limpiante. Si esta solucin no es practicable, se

disear un programa especial de limpieza y mantenimiento para los tramos

afectados.

Las velocidades mximas admisibles en tuberas o colectores de sistemas de

alcantarillado, tanto sanitario como pluvial, dependen del material de

fabricacin. Se recomienda usar los valores que constan en las siguientes

tablas:14

14SSA. Normas para estudio y diseo 1993. P.277.


40/265

32

Tabla 3-3 Velocidades admisibles

VELOCIDADES MXIMAS ADMISIBLES EN TUBERAS

MATERIALVELOCIDAD MXIMA

(m/s)

COEFICIENTE DE

RUGOSIDAD

Hormign simple:

- Con uniones de

mortero.

- Con uniones de

neopreno para nivel

Asbesto Cemento

Plstico

4

3.5 4

4.5 5

4.5

0.013

0.013

0.011

0.011

En la actualidad tienen aprobacin certificada del INEN velocidades de hasta

9 m/s en tubos plsticos, segn la recomendacin de los fabricantes.

3.1.5.1.2. PENDIENTES, LOCALIZACION Y DIAMETROS MINIMOS

Las tuberas y colectores seguirn, de manera general, pendientes del

terreno natural, debiendo calcularse como canales o conductos sin presin.

El clculo se realizar tramo por tramo.

La red de alcantarillado sanitario se disear procurando que todas las

tuberas pasen por debajo de las de agua potable, debiendo dejarse una


41/265

33

altura libre proyectada de 0.3 m cuando sean paralelas y 0.2 m cuando se

crucen.15

Las tuberas sanitarias se proyectarn en los lados opuestos a los indicados

para agua potable, es decir hacia el sur y oeste de la calzada. Las tuberas de

aguas lluvias se proyectarn en el centro de la calzada; en igual forma, si se

disea alcantarillado combinado, las tuberas se proyectarn por el centro de

la misma.

Las tuberas se proyectarn con una profundidad suficiente para recoger

aguas servidas o lluvias de las viviendas o lotes ms bajos a uno y a otro

lado de la calzada.

La profundidad mnima de la zanja se determinar considerando la

profundidad de colocacin de tuberas de agua potable, a la que se sumar

la separacin vertical mnima que es 0.20 m, en donde existan cruces, y el

dimetro exterior de la tubera.

El dimetro mnimo interno ser 20 cm y para sistemas de alcantarillado

pluvial o combinado de 25 cm. Para conexiones domiciliarias se utilizar 10

cm como mnimo para alcantarillado sanitario, y 15cm, para alcantarillado

pluvial o combinado. La pendiente mnima de las conexiones domiciliarias

ser de 1 .

15 Burbano, Guillermo (2009). Criterios Bsicos de Diseo para Sistemas de Agua Potable y

Alcantarillado.


42/265

34

3.1.5.1.3. TUBERAS

En este proyecto se utilizarn tuberas de PVC rgido de pared estructurada e

interior lisa, por calidad de producto, mejor manejabilidad, mayor disposicin

en el mercado y su instalacin por ser un plstico requiere menor cuidado y

es de mayor facilidad.

3.1.5.1.4. ACCESORIOS

La curvatura de la silleta (accesorios de PVC para tubera de alcantarillado)

depender del dimetro y posicin de la tubera domiciliaria y de la matriz

colectora de recepcin.

3.1.5.1.5. POZOS DE REVISIN, CAJAS DE REVISIN Y CONEXIONES 16

Los pozos de revisin son aquellos elementos que permiten el acceso a las

alcantarillas, para su inspeccin y limpieza. Se proyectarn pozos en las

siguientes condiciones.

En toda interseccin de tubera o colector. En el comienzo de todatubera o colector.

En todo cambio de dimetro, de direccin o de pendiente.

16SSA. Normas para Estudio y Diseo 1993. P. 278.


43/265

35

En tramos rectos a distancias no mayores de las indicadas en la

tabla siguiente, salvo casos justificados por aspectos tcnicos o

econmicos.

Tabla 3-4Distancia mxima entre pozos

DISTANCIAS MXIMAS PARA POZOS DE REVISIN

DIMETRO (mm) DISTANCIA (m)

< 350 100

400 800 150

> 800 200

El dimetro del cuerpo del pozo estar en funcin del dimetro de la mxima

tubera conectada al mismo, de acuerdo a la siguiente tabla.17

Tabla 3-5Dimetros internos en pozos de revisin

DIMETROS PARA POZOS DE REVISIN

DIMETRO DE LA TUBERA

(mm)

DIMETRO DEL POZO

(m)

Menor e igual a 550Mayor a 550

0.9Diseo especial

17SSA. Normas para Estudio y Diseo 1993. P. 278.


44/265

36

La conexin domiciliaria se iniciar con una estructura denominada caja de

revisin (o caja domiciliaria), a la cual llegar la conexin intradomiciliaria. La

seccin mnima interior de una caja de revisin ser de 0.6 x 0.6 m y su

profundidad ser la necesaria para cada caso.

Las conexiones domiciliarias son tuberas con dimetro mnimo de 0.1 m para

el sistema sanitario. La profundidad no ser menor de 0.80 m y se procurar

una pendiente mnima de 1%. El empate con la tubera central se har en un

ngulo de 45. (Vase ANEXO X)

3.1.5.2.CLCULOS HIDRULICOS DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO

CLCULO DEL CAUDAL MEDIO:

CAUDAL MEDIO FINAL:

Q= Pblaci fial Daci fial86400 da Fac A

Q= 630 hab 160 lhabda86400 da 0.8 = 0.933

lPara expresarlo en unidades de rea, dividimos para el rea futura.

Q=0.933 l5.84ha= 0.160 l ha


45/265

37

CAUDAL MXIMO INSTANTNEO FINAL:

Q..= Q k

Q.. = 0.933 l 4 = 3.732 lPara expresarlo en unidades de rea, dividimos para el rea futura.

Q..= 3.732l

5.84 ha= 0.639 l

ha

CAUDAL DE INFILTRACIN:

Q= 0No se incluyen infiltraciones ya que se usar en tuberas de PVC uniones de

sello elasto-mrico, con una adecuada supervisin a los trabajadores en este

proceso.

CAUDAL DE AGUAS LLUVIAS ILCITAS:

Q. . .= 80 l/hab/da

Q. . .=80 lhabda 630 hab86400da = 0.583 l


46/265

38

Para expresarlo en unidades de rea, dividimos para el rea futura.

Q. . . = 0.583l5.84 ha= 0.010 l ha

CAUDAL SANITARIO TOTAL:

Q = Q. .+ Q.+ Q. . .

Q = 0.639 l ha+ 0 + 0.010 l haQ = 0.649 l ha


47/265

39

3.1.5.2.1.

CU

ADRODEREASDEAPORTE

YCAUDALESDEDISEO

N

Tubo

Calle

Pozo

N

Altura

(m)

Longitud

(m)

rea

Caudales

Izquierda

(Ha)

Derecha

(Ha)

Parcial

(H

a)

Acumulada

(Ha)

Sanitario

Total

(l/s*Ha)

Diseo

Parcial

(l/s

)

Diseo

Acumulado

(l/s)

1

251.4

1

P-1

C

alleC

56.2

7

0.1

352

0.1

021

0.2

373

0.2

373

0.6

49

0.15

4

0.1

54

2

247.8

7

3

250.6

1

P-2

C

alleH

54.0

0

0.0

729

0.0

729

0.1

458

0.1

458

0.6

49

0.09

5

0.0

95

2

247.8

7

4

248.3

1

P-3

C

alleH

35.0

0

0.0

723

0.0

609

0.1

332

0.1

332

0.6

49

0.08

6

0.0

86

2

247.8

7

2

247.8

7

P-4

C

alleC

70.0

1

0.1

017

0.1

153

0.217

0.7

333

0.6

49

0.14

1

0.4

76

5

247.4

5


48/265

40

6

249.9

7

P-5

C

alleF

54.1

0

0.0

732

0.0

732

0.1

464

0.1

464

0.6

49

0.09

5

0.0

95

5

247.4

5

7

246.5

4

P-6

C

alleF

36.3

3

0.0

655

0.0

741

0.1

396

0.1

396

0.6

49

0.09

1

0.0

91

5

247.4

5

5

247.4

5

P-7

C

alleC

65.0

5

0.1

584

0.1

537

0.3

121

1.3

314

0.6

49

0.20

3

0.8

64

8

245.4

7

8

245.4

7

P-8

C

alleC

65.0

5

0.2

361

0.1

214

0.3

575

1.6

889

0.6

49

0.23

2

1.0

96

9

243.7

5

9

243.7

5

P-9

CalleGa

rcaMoreno

53.9

9

0.0

729

0.0

729

0.1

458

1.8

347

0.6

49

0.09

5

1.1

91

10

243.6

7

11

251.6

5

P-10

C

alleB

56.1

5

0.1

27

0.1

155

0.2

425

0.2

425

0.6

49

0.15

7

0.1

57

3

250.6

1


49/265

41

12

252.2

6

P-11

C

alleH

27.0

0

0.0

363

0.0

355

0.0

718

0.0

718

0.6

49

0.04

7

0.0

47

3

250.6

1

3

250.6

1

P-12

C

alleB

70.1

2

0.1

153

0.1

156

0.2

309

0.5

452

0.6

49

0.15

0

0.3

54

6

249.9

7

13

251.3

3

P-13

C

alleF

26.9

0

0.0

36

0.0

359

0.0

719

0.0

719

0.6

49

0.04

7

0.0

47

6

249.9

7

6

249.9

7

P-14

C

alleB

64.9

8

0.1

217

0.1

441

0.3

028

0.9

199

0.6

49

0.19

7

0.5

97

14

248.8

6

14

248.8

6

P-15

C

alleB

64.9

8

0.1

539

0.1

345

0.2

884

1.2

083

0.6

49

0.18

7

0.7

84

10

243.6

7

10

243.6

7

P-16

CalleGa

rcaMoreno

27.5

5

0.0

19

0.0

376

0.0

566

3.0

996

0.6

49

0.03

7

2.0

12

15

242.6

9


50/265

42

15

242.6

9

P-17

CalleGa

rcaMoreno

42.3

8

0.0

449

0.0

777

0.1

226

3.2

222

0.6

49

0.08

0

2.0

91

16

241.6

2

16

241.6

2

P-18

C

alleA

53.1

4

0.0

651

0.0

706

0.1

357

3.3

579

0.6

49

0.08

8

2.1

79

17

242.7

9

18

247.3

5

P-19

C

alleD

40.1

0

0.0

696

0.0

827

0.1

523

0.1

523

0.6

49

0.09

9

0.0

99

17

242.7

9

19

248.2

6

P-20

C

alleA

69.3

8

0.1

203

0.0

943

0.2

146

0.2

146

0.6

49

0.13

9

0.1

39

17

242.7

9

17

242.7

9

P-21

C

alleD

51.6

7

0.0

642

0.0

536

0.1

178

3.8

426

0.6

49

0.07

6

2.4

94

20

241.7

9

16

241.6

2

P-22

CalleGa

rcaMoreno

48.7

2

0.0

643

0.0

643

0.1

286

0.1

286

0.6

49

0.08

3

0.0

83

21

240


51/265

43

21

240

P-23

Pasode

Servidumbre

52.4

9

0.0

502

0.0

635

0.1

137

0.2

423

0.6

49

0.07

4

0.1

57

20

241.7

9

22

244.8

5

P-24

P

asaje

42.3

0

0.0

453

0.0

28

0.0

733

0.0

733

0.6

49

0.04

8

0.0

48

20

241.7

9

20

241.7

9

P-25

C

alleD

15.6

0

0.0

168

0.0

195

0.0

363

4.1

945

0.6

49

0.02

4

2.7

22

23

241.0

9

23

241.0

9

P-26

PasodeS

ervidumbre

2

67.0

4

0

0.0

703

0.0

703

4.2

648

0.6

49

0.04

6

2.7

68

24

242.9

5

25

249.9

1

P-27

C

alleE

38.4

6

0.0

744

0.0

452

0.1

196

0.1

196

0.6

49

0.07

8

0.0

78

19

248.2

6

26

248.5

9

P-28

C

alleA

29.0

0

0.0

21

0.0

21

0.042

0.0

42

0.6

49

0.02

7

0.0

27

19

248.2

6


52/265

44

19

248.2

6

P-29

C

alleE

40.3

2

0.1

292

0.0

499

0.1

791

0.3

407

0.6

49

0.11

6

0.2

21

27

245.3

8

27

245.3

8

P-30

C

alleE

34.1

5

0.0

427

0.0

5

0.0

927

0.4

334

0.6

49

0.06

0

0.2

81

24

242.9

5

24

242.9

5

P-31

Paso

Lindero1

29.2

0

0

0.0

147

0.0

147

4.7

129

0.6

49

0.01

0

3.0

59

28

240.7

29

252.3

8

P-32

C

alleG

38.3

6

0.0

452

0.0

865

0.1

317

0.1

317

0.6

49

0.08

5

0.0

85

26

248.5

9

26

248.5

9

P-33

C

alleG

42.2

7

0.0

49

0.0

985

0.1

475

0.2

792

0.6

49

0.09

6

0.1

81

30

244.7

9

30

244.7

9

P-34

C

alleG

35.9

5

0.0

379

0.0

559

0.0

938

0.3

73

0.6

49

0.06

1

0.2

42

28

240.7


53/265

45

12

252.2

6

P-35

C

alleH

55.0

0

0.1

334

0.3

011

0.4

345

0.4

345

0.6

49

0.28

2

0.2

82

31

247.7

3

31

247.7

3

P-36

C

alleH

55.0

0

0.1

233

0.3

129

0.4

362

0.8

707

0.6

49

0.28

3

0.5

65

32

238.8

4

32

238.8

4

P-37

Paso

Lindero2

51.5

7

0.0

514

0

0.0

514

0.9

221

0.6

49

0.03

3

0.5

98

28

240.7

28

240.7

P-38

Cajad

eRevisin

5.0

0

0

0

0

6.0

08

0.6

49

-

3.8

99

Caja

240.1

8

Empleandolosdatosyaexpuestosenpginas

anterioresseprocediaingresarlosalprogramaSewerCAD,programaideal

paraeldiseod

esistemasyrehabilitacinde

alcantarilladosanitario,enelc

ualseobtuvieronlossiguiente

sresultados.


54/265

46

3.1.5.2.2.

RE

SULTADOSDELDISEODELSISTEMADEALCANTARILLADO

SANITARIO

N

Tubo

Tamao

dela

Seccin

Elevacin

Aguas

Arriba

(m)

Elevacin

Aguas

Abajo

(m)

Velocidad

(m/s)

Pen

diente

(m/m)

Caudal

Total(l/s)

Capacidad.

deTotal

(l/s)

Carga

de

energ

a

alinic

io

(m)

Cargade

energa

alfinal

(m)

Carga

de

Energa

(m)

Descripcin

P-1

200mm

249.8

1

244.2

2

0.4

84

0

.0993

0.1

54

94.1

92

249.817

244.2

22

5.5

95

P-2

200mm

249.2

1

244.2

2

0.4

13

0

.0924

0.0

95

50.8

63

249.215

244.2

21

4.9

94

P-3

200mm

246.9

1

244.2

2

0.3

82

0

.0769

0.0

86

82.8

46

246.914

244.2

21

2.6

93

P-4

200mm

200mm

244.1

3

243.4

3

0

.394

0.0

1

0.4

76

16.73

2

244.1

45

243.4

42

P-5

200mm

248.5

7

243.4

3

0.4

16

0

.095

0.0

95

51.5

75

248.575

243.4

31

5.1

44

P-6

200mm

245.1

4

243.4

3

0.3

46

0

.0471

0.0

91

36.3

01

245.145

243.4

32

1.7

13


55/265

47

P-7

200mm

243.3

4

242.6

9

0.4

71

0.0

1

0.8

65

16.7

32

243.361

242.7

06

0.6

55

P-8

200mm

242.6

6

242.0

1

0.5

04

0.0

1

1.0

97

16.7

32

242.683

242.0

28

0.6

56

P-9

200mm

241.9

8

241.4

4

0.5

14

0.0

1

1.1

92

16.7

32

242.004

241.4

59

0.5

45

P-10

200mm

250.2

5

248.9

1

0.3

49

0

.0238

0.1

57

25.8

18

250.257

248.9

17

1.3

4

P-11

200mm

250.8

6

248.9

1

0.3

24

0

.0721

0.0

47

44.9

3

250.862

248.9

13

1.9

49

P-12

200mm

248.8

5

248.1

5

0.3

64

0.0

1

0.3

54

16.7

32

248.865

248.1

62

0.7

04

P-13

200mm

249.9

3

248.2

7

0.3

1

0

.0616

0.0

47

41.5

26

249.932

248.2

73

1.6

59

P-14

200mm

248.0

9

247.4

4

0.4

23

0.0

1

0.5

98

16.7

32

248.109

247.4

56

0.6

53

P-15

200mm

247.4

1

241.4

5

0.7

61

0

.0917

0.7

85

50.6

62

247.432

241.4

63

5.9

69


56/265

48

P-16

200mm

241.3

8

241.1

0.5

97

0.0

1

2.0

14

16.7

32

241.413

241.1

3

0.2

83

P-17

200mm

241.0

7

239.9

5

0.7

49

0

.0264

2.0

94

27.2

06

241.108

239.9

74

1.1

34

P-18

200mm

239.9

2

239.3

7

0.6

15

0

.0104

2.1

82

17.0

23

239.958

239.4

0.5

58

P-19

200mm

243.3

8

239.3

7

0.4

26

0.1

0.0

99

94.5

03

243.388

239.3

74

4.0

14

P-20

200mm

245.1

4

239.3

7

0.4

49

0

.0832

0.1

39

75.1

34

245.1

5

239.3

75

5.7

75

P-21

200mm

239.2

8

238.0

7

0.7

64

0

.0234

2.4

96

25.6

06

239.321

238.0

97

1.2

25

P-22

150mm

240.2

2

238.6

3

0.3

25

0

.0326

0.0

83

14.0

36

240.228

238.6

35

1.5

93

P-23

150mm

238.6

238.0

7

0.3

02

0.0

1

0.1

57

7.7

78

238.611

238.0

83

0.5

27

P-24

150mm

241.2

7

238.1

7

0.3

37

0

.0733

0.0

48

21.0

3

241.275

238.1

73

3.1

02


57/265

49

P-25

200mm

238.2

2

238.0

7

0.6

52

0.0

1

2.7

25

16.7

32

238.268

238.1

03

0.1

65

P-26

200mm

237.8

8

237.2

1

0.6

54

0.0

1

2.7

71

16.7

32

237.923

237.2

44

0.6

79

P-27

200mm

248

244.5

3

0.3

91

0

.0902

0.0

78

50.2

6

248.007

244.5

34

3.4

73

P-28

150mm

247.1

9

244.5

3

0.3

03

0

.0916

0.0

27

23.5

16

247.191

244.5

32

2.6

59

P-29

200mm

244.5

240.7

7

0.5

27

0

.0925

0.2

21

50.8

93

244.512

240.7

76

3.7

36

P-30

200mm

240.7

5

237.4

5

0.5

81

0

.0966

0.2

81

52.0

14

240.764

237.4

57

3.3

07

P-31

200mm

237.1

5

236.8

6

0.6

74

0.0

1

3.0

62

16.7

32

237.195

236.8

94

0.3

02

P-32

200mm

247.9

8

244.1

9

0.4

07

0

.0988

0.0

85

52.5

95

247.985

244.1

91

3.7

94

P-33

200mm

244.1

6

240.5

3

0.4

9

0

.0858

0.1

81

49.0

14

244.168

240.5

36

3.6

32


58/265

50

P-34

200mm

240.5

237

0.5

47

0

.0974

0.2

42

52.2

09

240.513

237.0

06

3.5

06

P-35

200mm

248.2

6

242.7

8

0.5

86

0

.0996

0.2

82

52.8

16

248.274

242.7

87

5.4

87

P-36

200mm

242.7

6

237.4

4

0.7

03

0

.0968

0.5

65

52.0

55

242.779

237.4

46

5.3

33

P-37

200mm

237.4

1

236.8

6

0.4

28

0

.0106

0.5

98

17.2

67

237.427

236.8

74

0.5

53

P-38

200mm

236.7

7

236.7

2

0.7

22

0.0

1

3.9

02

16.7

32

236.819

236.7

58

0.0

61

D

escarga


59/265

51

3.1.5.3. CALCULO DE PRESIN SOBRE TUBERA

El diseo de los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial se los realizo

utilizando tubera de PVC. La capacidad de carga admisible de la tubera

segn el fabricante se aproxima a 40 ton/m2. Por lo cual debemos verificar

que ese valor no sea superado por las condiciones ms crticas a las que

puede estar expuesta la tubera.

3.1.5.3.1. CONDICIN CRITICA 1

Se refiere a la cantidad de peso que puede soportar la tubera a una altura

mxima de relleno.

Segn las Especificaciones Generales MOP 001, Normas Nacionales para

diseo de pavimentos y puentes, el camin de mayor peso que puede pasar

por encima de la tubera, es el camin HS MOP 2000 que pesa 25

Toneladas. Adems se tomar la mayor profundidad a la que se encuentre

cualquiera de las tuberas de la red diseada.

La evaluacin de este efecto se puede hacer usando la expresin aplicable

para cargas puntuales:

= 3 P2 Z


60/265

52

En donde:

= Esfuerzo vertical sobre el suelo.P = Carga Puntual

Z = Mxima Profundidad a la que se encuentra la tubera

El camin HS MOP 2000 posee tres ejes; cada llanta de los dos ejes de

atrs que son los ms pesados imprimen una carga puntual equivalente al 40

% de la carga total.

Por lo tanto:

P = 0.40 25 T = 10 T= 3 10 T

2 Z

= 4.7746

Z T

La presin ejercida por la capa de suelo es el resultado de multiplicar su peso

especfico en estado seco (estado crtico) por su espesor (Z).

El peso especfico del suelo en la zona analizada es = 1.32 Ton/m3.

= Z

= 1.32 T Z= 1.32 Z T

Pei Tal = = +


61/265

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Entonces:

Si Z = 6.02 m

= 4.77466.02 T + 1.32 6.02 T = 0.132 T + 7.946 T = 8.078 T

8.078 T < 40.00

T

3.1.5.3.2. CONDICIN CRITICA 2

Resulta una condicin crtica con la menor profundidad en la que se

encuentra la tubera, con las condiciones en las normas antes descritas.

Entonces:

Si Z=1.20 m

= + = 4.77461.20 T + 1.32 1.20 T

= 3.316 T + 1.578 T = 4.894 T4.894 T < 40.00 T


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3.1.6.TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

3.1.6.1. GENERALIDADES

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos fsicos,

qumicos y biolgicos que tienen como fin eliminar los contaminantes fsicos,

qumicos y biolgicos presentes en el agua efluente del uso humano. El

objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o

reutilizable en el ambiente y un residuo slido o fango (tambin llamado bio-

slido o lodo) convenientes para su disposicin o reso.

El diseo consta de una planta de tratamiento ubicada en las proximidades

del estero El Mudo, la cual mitigar en cierta medida la inclusin la

contaminacin de mismo. Es por este motivo que se debe disear y construir

plantas de tratamientos.

3.1.6.2. SISTEMA DE DEPURACIN DE AGUAS RESIDUALES

Para seleccionar el mejor sistema de tratamiento de aguas residuales

debemos tener en cuenta varios aspectos como los son:

Caractersticas del tipo de agua a tratar

Disponibilidad de espacio fsico

Criterios de construccin, operacin y mantenimiento


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3.1.6.2.1. CARACTERSTICAS DEL TIPO DE AGUA A TRATAR

Al tratarse de un sector del Cantn el Carmen comprendido por 4

lotizaciones, podemos establecer que los caudales de diseo son muy

pequeos, y al no existir ningn tipo de industria en el sector podemos

obviar el diseo de tratamiento de depuracin avanzados o con trampas de

grasa. Por lo tanto para este tipo de poblaciones el tratamiento ms

recomendable es el tanque sptico debido a su eficiencia y economa.

3.1.6.2.2. DISPONIBILIDAD DEL ESPACIO FSICO

El espacio que se tiene para la implantacin y construccin de la planta de

tratamiento es reducido, a orillas del estero El Mudo. Es as que la

construccin de un tanque sptico garantiza no perturbar las actividades

diarias de la poblacin con problemas como ruido, malos olores o posibles

contaminaciones en el rea circundante.

3.1.6.2.3. CRITERIOS DE CONSTRUCCIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO

Es importante tener en cuenta la condicin econmica de la poblacin, por lo

que se debe prever plantas de tratamiento con costos de construccin y

operacin bajos, y adems debemos eliminar al mximo todos los procesos


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que requieran conocimientos avanzados y permanentes, ya sea en operacin

y mantenimiento de la planta.

3.1.6.3. TRATAMIENTO PRIMARIO

El objetivo de este tratamiento es separar los slidos sedimentables y el

material flotante (detergentes, grasas y aceites, natas y espumas, entre

otros materiales), para reducir en contenido de slidos suspendidos. Se

aplica en un tanque circular o rectangular donde se introduce el agua por

determinado tiempo para propiciar la separacin de los slidos del lquido. La

eficiencia de este sistema es del 30 al 40% con respecto a la DBO (Demanda

Bioqumica de Oxigeno).

3.1.6.3.1. TANQUE SPTICO

Se trata de una especie de cajn forma rectangular que debe estar enterrado

y ser hermtico. Est diseada para la sedimentacin y eliminacin de

elementos flotantes, actuando como digestor anaerbico. Podemos concluir

que el tanque sptico realiza:

Eliminacin y digestin de solidos

Tratamiento biolgico

Almacenamiento de natas y lodos


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3.1.6.3.2. FUNCIONAMIENTO DEL TANQUE SPTICO

Al ingresar las aguas residuales en el tanque pasan por una primera cmara

(cmara de digestin) en donde el material sedimentable se decanta

produciendo un lquido ms clarificado que puede infiltrarse con facilidad en

el suelo. El material decantado se descompone bajo condiciones anaerbicas

por accin de microorganismos propios de estas aguas, como resultado se

obtiene un aumento en el contenido de solidos totales.

La descomposicin de los sedimentos y la presencia de algunos aceitas y

grasas dan origen a la formacin de natas que se ubican en la parte superior

del tanque, adems se tiene una produccin de gases que deben ser

eliminados a travs de placas o tubos deflectores para evitar su escape a la

entrada o salida del tanque.

El agua libre de slidos pasa por una segunda cmara ( cmara de

pulimiento) en donde se repite el proceso inicial, de esta manera se tiene

una mayor depuracin de los sedimentos y a su vez de los gases.

Como apoyo a este proceso, el agua tratada y clarificada pasar por un filtro

de arena y ripio que retendr el material remanente del tratamiento anterior.

Finalmente se descargar al cuerpo receptor natural


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3.1.6.4. COMPONENTES DEL SISTEMA

3.1.6.4.1. TANQUE SPTICO

Cada tanque sptico se dise con dos compartimientos, para proporcionar

una mejor eliminacin de slidos. El primer compartimiento se llama cmara

de digestin, este tanque poseer 2/3 del volumen total del tanque. El

segundo compartimiento se llama cmara de pulimento y tendr el

volumen restante de 1/3 del tanque total.18

La relacin largo-ancho estar en un rango de 3 a 7. Mientras ms largo es

el tanque mayor es la eficiencia de depuracin.

La profundidad mnima del lquido ser de 1.2 m.

El espacio libre sobre el lquido estar entre los 25 y 30 cm.19

3.1.6.4.2. FILTROS DE ARENA Y GRAVA A LA SALIDA DEL TANQUE20

El diseo de un filtro rpido deber tener las siguientes caractersticas:

Buen tratamiento previo de aguas.

18Asociacin de Ingenieros Sanitarios de Antioquia, AINSA. Sistemas individuales para tratamiento

de agua a nivel rural. Captacin, Filtracin, Desinfeccin. Medelln: AINSA, 1991, p.47.19

Apuntes Sanitaria 2, Ingeniero Pablo Iturralde.20

Abastecimiento de agua y alcantarillado Ernest W. Steel y J. Bagaria Blanxart 3ra edicin p.

270-277.


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Elevado rgimen de filtracin (80 a 120 litros por m2 y por minuto). se

tomar una velocidad de filtracin de 80 lt/min, la cual determinar el

tamao del filtro.

Lavado de las unidades de filtracin con agua filtrada en

contracorriente a travs del lecho del filtro, para arrastrar y eliminar el

barro y otras impurezas que hayan colmatado la arena.

El filtro consiste en una capa de arena de 60 a 75 cm de espesor y una capa

de grava de 40 a 60 cm de espesor por los cuales transcurre el agua antes

de ser depositada finalmente en el cauce natural.

3.1.6.4.2.1. LA ARENA

La arena empleada en los filtros rpidos no debe tener suciedad, ser dura y

resistente, preferentemente de cuarzo o cuarcita. No debe perder ms de un

5% en peso despus de una digestin durante 24 horas en cido clorhdrico

del 40%. Se especifica su tamao efectivo, que es el tamao en milmetros

del tamiz que deja pasar el 10% en peso de la arena. La uniformidad de

tamao se especifica mediante el coeficiente de uniformidad, que es la

relacin entre el tamao del tamiz que dejar pasar el 60% de la arena, y su

tamao efectivo. El espesor de la capa de arena en los lechos oscila entre 60

y 75 cm, si bien en las instalaciones ms recientes se tiende a proyectarlos

con lechos de 60 a 68 cm.


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Las arenas para filtros se clasifican en gruesas, medias y finas.

Arenas Gruesas.- Son apropiadas para aquellos casos en que:

Cabe esperar un buen tratamiento previo;

El agua a tratar no estar fuertemente polucionada;

Las ventajas inherentes a los ciclos de filtracin ms largos que se

obtendrn y a la menor cantidad de agua de lavado empleada,

compensan cualquier desventaja propia de un agua de inferior

calidad;

El diseo del filtro permite velocidades de lavado necesariamente

elevadas.

Arenas finas.-

Cuando el tratamiento previo pueda ser a veces deficientes;

Cuando se precisa una gran eficacia en la eliminacin de bacterias y

de la turbidez;

Cuando el ahorro de agua de lavado y otras ventajas de los ciclos de

filtracin ms largos, carecen de importancia;

Cuando el diseo del filtro permite velocidades de lavado bajas que

limpiarn solamente la arena ms fina;


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Si se ha de practicar el ablandamiento del agua y es de esperar un

rpido aumento del tamao de la arena a causa del carbonato clcico.

Las arenas medias constituyen una solucin de compromiso entre las

gruesas y las finas y resultan adecuadas para condiciones intermedias.

Tabla 3-6Calcificacin del filtro de arena

Tamao

%

Fino Medio Grueso

Mnimo

(mm)

Mximo

(mm)

Mnimo

(mm)

Mximo

(mm)

Mnimo

(mm)

Mximo

(mm)

1

10

60

99

0.26

0.35

0.53

0.93

0.32

0.45

0.75

1.50

0.34

0.45

0.68

1.19

0.39

0.55

0.91

1.80

0.41

0.55

0.83

1.46

0.45

0.65

1.08

2.00

NOTA: Un tamao 10, expresado en tanto por ciento, significa que el 10%

de la arena es ms pequea que el tamao dado.


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3.1.6.4.2.2. LA GRAVA

La grava tiene varias funciones. Acta como soporte de la arena y hace que

el agua filtrada pueda discurrir libremente hacia el sistema colector y que el

agua de lavado se dirija hacia el lecho de arena de un modo ms o menos

uniforme. Se la dispone en 5 6 capas de distintos tamaos totalizando un

espesor de 40 a 60 cm colocando la ms fina en la parte superior. Debe ser

dura, redondeada, resistente y de un peso aproximado de 1600 kg/m3; no

debe contener piezas llanas, delgadas, o alargadas; ni debe contener

margas, arena, arcilla, conchas u otros materiales extraos.

He aqu una gradacin y disposicin de capas corrientemente empleadas:

Tabla 3-7Clasificacin del filtro de grava por profundidad

Tamao de la Grava (cm) Espesor (cm)

0.25 0.50 5 8

0.50 1.30 5 8

1.30 2.00 8 13

2.00 4.00 8 13

4.00 6.30 13 20

Espesor Total 39 a 62 cm

3.1.6.4.3. DESCARGA

El material retirado debe ser enterrado en lugares previamente estudiados

por la municipalidad del sector, lejos de centros poblados, reas de cultivos o


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sectores donde el nivel fretico no sea tan alto para evitar contaminacin.

Este proceso debe ser aprobado por las autoridades de salud.

Las Aguas procesadas, libres de contaminantes en un 65%, sern re

direccionadas al Estero El mudo.

3.1.6.4.3.1. SISTEMA DE COLECTOR DEL AGUA FILTRADA21

El agua filtrada que llega a la grava se recoge en tubos colectores que al

propio tiempo sirven para distribuir el agua de lavado durante este proceso.

Para cumplir adecuadamente su misin debe recoger y distribuir el agua en

forma tan homognea como sea posible, aunque esto no llega a conseguirse

plenamente debido a la ligera diferencia de prdida de carga que se produce

en los diversos puntos del sistema. Se emplean varios tipos de sistemas

colectores o fondos de filtros. Uno de los ms empleados es el de tubos

perforados.

Mediante este sistema, las diferencias de carga sobre el lecho se reducen

considerablemente, al mantener un valor adecuado de las velocidades del

agua en los tubos o conducciones del sistema, as como de las dimensiones

de los orificios, de su nmero y de su distribucin. La superficie total de los

orificios debe ser del 0.2 al 0.33 % de la superficie filtrante. Un tipo sencillo

21Granda Romel. Tesis de grado Recoleccin de aguas servidas Pedro Vicente Maldonado. PUCE

2006.


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de sistema colector consta de un tubo principal de hierro fundido con

aberturas en las que pueden atornillarse, o unirse con plomo, otras tuberas

laterales de hierro fundido. Tanto para el colector principal como para los

laterales se emplea tambin el fibro-cemento, y la fundicin revestida de

cemento, y para los laterales tambin se ha usado el acero. Estos laterales

se disponen generalmente a distancias de 15 20 cm entre centros y

perforados por la parte inferior con agujeros de 6.5 a 12.5 mm. Las

perforaciones se disponen, a veces, alternadas en la parte inferior, pero a

30 de la vertical central. La disposicin de los agujeros en la parte inferior

exige el apoyo de estos laterales en bloques de hormign y a unos 3.5 cm

por encima del fondo del filtro. Tienen la ventaja de que reducen la accin

de choque del agua de lavado. A veces, las perforaciones se forran con

anillos de bronce para evitar la corrosin.

3.1.6.5. DISEO DEL SISTEMA

Para el presente proyecto de alcantarillado sanitario se estableci un tanque

sptico el cual va estar diseado con el caudal mximo instantneo. Este

caudal es crtico, aunque su ocurrencia es poco probable, aunque brinda la

ventaja de que el tratamiento de aguas negras sea ms eficiente, ya que el

tiempo de retencin aumenta.


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El tiempo de retencin adoptado es de 2 horas; de esta manera se mantiene

dentro de las normas de la Subsecretaria de Saneamiento Ambiental.22

Caudal Sanitario = Caudal Mximo Instantneo = Qs

Se tiene el siguiente caudal mximo instantneo para nuestra rea de

5.84ha:

Q die = Q

= Q..

= 3.732 l

Los filtros sern calculados para una velocidad mnima de 80 l/m2 por minuto,

por las razones ya mencionadas anteriormente, y se encontrarn a

continuacin de la cmara de pulimento del tanque sptico.

22SSA. Normas para Estudio y Diseo[] Op. Cit. P. 337.


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3.1.6.5.1. DISEO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

CALCULO DEL SISTEMA PARA TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS

Caudal de entrada Qs = 3.900 lt/sTiempo de retencin Tret. = 2 horas = 7200 segRelacin largo-ancho l/a = 2.5 mProfundidad estimada h = 1.25 mAltura Total H= h + 0.20h = 1.50 m

Volumen del Total V = Qs*Tret. = 28080.00 lt = 28.08 m

rea de implantacin A = V / h = 22.46 m =Tenemos: A = V / hSi : l = 3*a m

Entonces l * a = V / h

3*a= V / h

a=( V / (3*h) )

a = 2.998 m

Ancho adoptado a = 3.00 mEntonces: l = 3*a = 7.50 mVolumen Real V = 28.13 m

Tiempo de retencin Tret. = 2.00 horas

Dimensiones:Sedimentador V *2/3

a = 3.00 m

L 1 = 5.00 m

Clarificador V*1/3a = 3.00 m

L2 = 2.50 m

Ancho del tabiquedivisor = 0.15 mLargo del tanque L total = 7.50 mAltura del tanque H = 1.50 mAncho del tanque a = 3.00 m


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3.1.6.5.2. DISEO DEL FILTRO DE ARENA Y RIPIO

CALCULO DEL FILTRO DE ARENA Y RIPIO

Caudal de entrada Qs = 3.90 lt/s = 234.00 lt/minCarga del filtro adoptada Vmin = 80.00 lt/m*minAncho del tanque sptico a = 3.00 m

rea del filtro A=Qs/Vmin = 2.93 mAncho de filtro L 3 = A / a = 0.975 mAncho de filtro adoptado L 3 = 1.00 m

Calculo tubo recolector delfondo:Profundidad adoptada Arena = 0.60 m

Ripio = 0.40 m

Velocidad Asumida = 0.60 m/segrea Q/V = 0.01 m

Dimetro A=(*d^2)/4 =

d = (4*A/)^ = 0.09 m = 90.97 mm

Seleccin de 2 tubos de = 50.00 mmAltura de tubos

recolectores : ramal * pendiente= 15.00

mm

colector pendiente = 16.00 mm

Dimetro = 50.00 mm

Altura total = 81.00 mm = 0.08 m

Dimensiones :Altura de arena = 0.60 mAltura de ripio = 0.40 mAltura sobre espejo de agua 0.20*h = 0.22 mAltura para tubosrecolectores = 0.08 m

Altura total interior = 1.297 mAltura recomendada h = 1.30 mAncho del tanque a = 3.00 mLargo total del tanque l = L1+L2+L3 = 8.50 m


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Los filtros consisten esencialmente en un lecho de arena de 60 a 75 cm de

espesor y una capa de grava con un espesor de 40 a 60 cm de espesor por

los cuales transcurre el agua antes de ser depositada finalmente en el cauce

natural.

3.1.6.6. LIMPIEZA DE LOS TANQUES23

El mantenimiento preventivo de los tanques spticos es muy importante para

su buen funcionamiento, ya que en grandes cantidades provoca que el

tiempo de retencin disminuya. La limpieza del tanque antes que llegue a

acumularse demasiado lodo o nata es primordial, ya que si llegaran a

escapar por el dispositivo de salida, stos contaminaran la descarga.

Tambin es importante tener en cuenta la posibilidad de obstruccin de

tuberas de entrada o de salida del tanque.

3.1.6.6.1. INSPECCIN

Se debe realizar inspecciones del lodo y nata acumulados en cada tanque,

esto para determinar el momento adecuado de realizar la limpieza del

mismo.

La inspeccin tendr por objeto determinar:

23Asociacin de Ingenieros Sanitarios de Antioquia, AINSA. Sistemas individuales para tratamiento

de agua a nivel rural. Captacin, Filtracin, Desinfeccin. Medelln: AINSA, 1991, p. 63.


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la distancia desde el fondo de la nata al fondo del dispositivo de

salida. esta distancia no deber ser menor a 15 cm.

la distancia desde el fondo del dispositivo de salida hasta la porcin

superior del lodo. esta distancia no deber ser menor a 25 cm.

3.1.6.6.2. FRECUENCIA DE INSPECCIN

Es difcil programar inspecciones para el control de niveles de lodo y nata, ya

que stos suelen cambiar frecuentemente dependiendo de los volmenes de

caudal de aguas negras, pero se ha comprobado que, en la prctica, un

lapso de tiempo de 6 meses entre inspecciones consecutivas es aceptable.

3.1.6.6.3. PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LA PROFUNDIDAD DE NATA

Se construir una vara de 3 m de largo con una aleta de 15 cm x 15 cm.

La vara se empujar a travs de la capa de nata hasta el fondo del

dispositivo de salida.

Se har una marca con tiza en la vara.

Se elevar la vara, la aleta se pondr en posicin horizontal, y se

levantar hasta que la resistencia de la nata se sienta.

Se har una marca con tiza en la vara.

El espacio entre las dos marcas determinar la distancia que hay entre el

fondo del dispositivo de salida y la parte inferior de la nata.


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3.1.6.6.4. PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LA PROFUNDIDAD DE LODO

Se construir una vara de 6 m de largo, a la cual se le envolver 2.5 m en

tela de toalla blanca.

Se meter la vara hasta que toque el fondo del tanque.

Despus de varios minutos, la vara se retirar cuidadosamente

mostrando la profundidad de los lodos y la profundidad del lquido del

tanque.

3.2.DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL

3.2.1.OBJETIVO Y ALCANCE

Establecer los criterios generales de diseo que permitan la elaboracin de

proyectos de drenaje pluvial que comprendan la recoleccin, transporte y

evacuacin a un cuerpo receptor de las aguas pluviales que se precipitan

sobre un rea urbana, procurando cumplir con la norma existente.

3.2.2.DISPOSICIONES GENERALES

Se realiz el diseo de alcantarillado sanitario para disminuir al mximo losdaos que las aguas de lluvia pueden ocasionar a la ciudadana y a las

diferentes obras en el entorno urbano. Por otra parte se garantizar el


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normal desenvolvimiento de la vida diaria de los ciudadanos durante la

ocurrencia de precipitaciones.

3.2.3.DISPOSICIONES ESPECIFICAS

Para las bases de diseo se tomarn las normas de INEN y las normas del

Instituto Ecuatoriano de Obras y Saneamiento (IEOS), perteneciente hoy en

da al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

3.2.4.ANLISIS CONCEPTUAL DE LA ALTERNATIVA DE DISEO

Dependiendo del tipo de rea urbana a servirse, se considerar la posibilidad

de utilizar el nivel del sistema de recoleccin de aguas pluviales que

corresponda a dicha rea urbana. En general se considerarn tres niveles,

incrementando su complejidad desde el nivel 1 (el ms simple) al nivel 3

(alcantarillado convencional).

En el presente proyecto se ha considerado un nivel 3 de diseo. Por lo que

se utilizar una red de tu

principios básicos de ingeniería sanitaria

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