proyecto de un sistema de alc. sanitario

7/23/2019 Proyecto de Un Sistema de Alc. Sanitario

1/20

CAPITULO IV

PROYECTO DE UN SISTEMA DE

ALCANTARILLADO SANITARIO


2/20

IV.1.- TIPOS, DIMETROS Y PRUEBAS DE TUBERAS

1. Tipos y di!"#os d! "$%!#&'s.

Las tuberas que se usan actualmente en las obras de un sistema de alcantarilladosanitario y pluvial son las de concreto simple y concreto reforzado con junta normal o

junta hermtica, las de fibrocemento para alcantarillado y las de polietileno de altadensidad, an en casos muy particulares pueden usarse las tuberas de P.V.. oinclusive acero.

Los factores m!s importante que se deben considerar en la selecci"n del tipo de tuberapor usarse desde el dise#o y proyecto de los sistemas de alcantarillado son lossi$uientes%

&esistencia a la ruptura

&esistencia a la corrosi"n

'urabilidad

Peso

Propiedades hidr!ulicas (mpermeabilidad y

osto.

) continuaci"n se mencionan al$unas de las caractersticas m!s importantes de lastuberas que tienen mayor uso en los sistemas de alcantarillado en $eneral%

a* +uberas de concreto simple con junta normal

e entiende por tubera de concreto simple para alcantarillado aquellos conductos

construidos de concreto sin refuerzo y provistos de un sistema de junteo adecuadopara formar en condiciones satisfactorias una tubera continua.

Las dimensiones y especificaciones de los tubos ser!n las indicadas en la tabla (V.-V.. /011* y todos ser!n de macho y hembra.


3/20

Los di!metros comerciales de tuberas prefabricadas de concreto simple son lossi$uientes% -2, /0, /2, 30, 34, 52 y 1- centmetros y salvo que se especifique locontrario, las lon$itudes tiles de los tubos ser!n de 0.60 a -.// metros.

b* +uberas de concreto reforzado junta normal

e entiende por tubera de concreto reforzado para alcantarillado, aquellosconductos construidos de concreto reforzado y provistos de un sistema de junteoadecuado para formar en condiciones satisfactorias una tubera continua

Las dimensiones y especificaciones de los tubos ser!n las indicadas en la tabla (V./V.. /01-, V.. /01/ y V.. /013* y todos ser!n de espi$a y campana.

Los di!metros comerciales de tuberas prefabricadas de concreto reforzado son lossi$uientes% 52, 1-, 71, 6-, -07, -//, -2/, -43, /-3, y /55 centmetros y salvo que seespecifique lo contrario, las lon$itudes tiles de los tubos ser! de -./0, /.50, 3.10 y5.40 metros.

Las variaciones permisibles en las dimensiones preescritas en la tabla (V./, noe8ceder!n a las estipuladas en la tabla (V.3 V.. /015* y con respecto al !rea totaldel acero de refuerzo y la resistencia del concreto, no podr!n ser menores que lasestipuladas en la tabla (V./ V.. /01-*


4/20

(. P#$!%'s d! "$%!#&'s

)l construir un sistema de alcantarillado debe tenerse cuidado en la instalaci"n de

tuberas y verificaci"n de su calidad, pues cualquier falla de la tubera trae comoresultado el mal funcionamiento del sistema y en consecuencia se causa molestias a lapoblaci"n. Por estas razones las tuberas deben ser probadas antes y despus de suinstalaci"n.

Las pruebas fundamentales a que son sometidas las tuberas son las si$uientes%

(.1).- P#$!%'s d! *'%o#'"o#io.

a* Prueba de resistencia al aplastamiento.

b* Prueba de absorci"n.

c* Prueba de permeabilidad.

(.().- P#$!%'s d! +'po.

a* )lineamiento y niveles

b* Prueba hidrost!tica

Para realizar las pruebas de laboratorio, se hacen lotes de hasta mil piezas de unmismo di!metro, de donde se esco$en al azar el 39 de la tubera y con esto se formaun lote representativo, del cual se toma una tercera parte, teniendo cuidado de que lasmuestras cumplan con las especificaciones marcadas anteriormente, debiendo serrechazadas y sustituidos aquellos tubos que no cumplan.

Por otro lado, los especimenes desi$nados deben sujetarse a las dimensionesestablecidas en las tablas (V.- y (V.3 mencionadas anteriormente.

Posteriormente la mitad de los tubos desi$nados es sometida a la prueba deaplastamiento, bien sea por mtodo de apoyo en tres aristas o el apoyo en arena, nodebiendo presentar una resistencia menor que la se#alada en las tablas (V.- y (V./,se$n corresponda. on los fra$mentos de los tubos resistentes de la prueba alaplastamiento, se lleva a cabo la prueba de absorci"n y el resto de la tubera se sometea la prueba de permeabilidad.


5/20

) continuaci"n se describen brevemente las pruebas de laboratorio%

a* Prueba de resistencia al aplastamiento

La prueba de resistencia al aplastamiento se puede realizar por dos mtodos, queson%

:todo de apoyo en arena

;ste mtodo consiste en colocar un tubo en un caj"n de arena que pase por la malla r$ido, de cuando menos -2 8 -2 centmetros de secci"n transversal. Lacar$a se aplica sobre el bloc> de madera a travs de una vi$a met!lica dedimensiones tales que permita la aplicaci"n de la car$a sin deformaciones.

)l aplicar la prueba, puede emplearse un motor adecuado, o bien usar la fuerza a

mano, siempre y cuando la car$a se aplique uniformemente.

b* Prueba de absorci"n

e denomina absorci"n a la cantidad de a$ua que es capaz de tomar un material,en este caso al material lo representan los fra$mentos procedentes de la tubera quese utiliz" en la prueba de aplastamiento.

;l resultado de esta prueba es importante, porque proporciona una idea de lacalidad del concreto con que fue elaborada la tubera. La absorci"n no debe sermayor de 69 del peso seco inicial al peso saturado? si la muestra proporciona en

promedio un valor superior al especificado, se espera que el concreto ten$a una$ran relaci"n de vacos. La relaci"n de vacos puede ser producto de al$uno de lossi$uientes factores%

o @na mala compactaci"n del concreto durante la fabricaci"n de la tubera

o @n consumo de cemento insuficiente

o @n proceso de curado insuficiente

o @na relaci"n a$uaAcemento inapropiada


6/20

o @na composici"n $ranulomtrica discontinua

La absorci"n se calcula como un porcentaje del peso inicial seco, anotandoseparadamente los resultados de cada muestra con una apro8imaci"n de 0.2

$ramos y se tomar! el promedio de los resultados de las muestras probadas dellote. La absorci"n se calcula mediante la si$uiente e8presi"n%

PB A P9 absorci"n C 8 -00

P

;n donde%

PB% Peso del material saturadoP% Peso del material seco

c* Prueba de permeabilidad

La realizaci"n de esta prueba tiene por objeto conocer el $rado de permeabilidad dela tubera, si sta presenta un $rado de permeabilidad e8cesiva, entonces lascausas son las mismas por las cuales se presenta un porcentaje mayor deabsorci"n y en el caso de que por al$una raz"n las tuberas son instaladas con esascaractersticas, se corre el ries$o de contaminar los mantos acuferos, las fuentes deabastecimiento de a$ua potable y las zonas cercanas al desarrollo que si$a elsistema de alcantarillado.

Previniendo stos problemas, que pueden ser ori$inados por una tubera con alto$rado de permeabilidad, se debe ejecutar la prueba correspondiente antes deinstalar la tubera.

La prueba consiste en colocar los especimenes del lote representativo en unasuperficie plana e impermeable con la campana hacia arriba, la parte interior deltubo se sella con yeso, con el fin de impedir las fu$as de a$ua, una vez que la pastahaya fra$uado se llena el tubo con a$ua hasta el borde inferior de la campana.'urante diez minutos se observa el tubo y si no se re$istra nin$una fu$a podr!darse como bueno el resultado.


7/20

IV.(.- CLCULO IDRULICO Y EOMTRICO DE ATAR/EAS,COLECTORES Y EMISORES

1. D!s'##o**o d!* p*'0o d!* p#oy!+"o.

;l desarrollo del plano de proyecto consta de las si$uientes fases%

a* e deber! hacer un levantamiento topo$r!fico de toda la localidad y posiblesdesarrollos de crecimiento, tanto de planimetra como de altimetra, utilizandonivel fijo, debiendo establecer bancos de nivel en puntos estrat$icos y a no m!sde 200 metros de lon$itud entre uno y otro.

b* ;n el plano que se obtuvo del levantamiento topo$r!fico, deben aparecer laselevaciones de los cambios de direcci"n y sentido, as como tambin de sitiosimportantes como ros, canales, zanjas, cruces de ferrocarriles, $asoductos yprincipalmente del sitio de descar$a.

c* on un l!piz se traza tenuemente el eje de las calles y en cada intersecci"n deellas debe e8istir un pozo de visita, independientemente de los obli$ados por loscambios de direcci"n, pendiente yDo di!metro, los cuales se deben encontrar auna distancia no mayor de -00 metros.

d* ;n cada uno de los pozos de visita se coloca una banderola, anotando en laparte superior de ella la elevaci"n de terreno en ese punto y en la inferior lacorrespondiente elevaci"n de plantilla o arrastre hidr!ulico, la cual depender! dela pendiente y di!metro que se le den a la tubera, para ello hay que observar losresultados de la tabla de c!lculo hidr!ulico para sistemas de alcantarillado, quese describe posteriormente. Lo anterior se ejemplifica en la si$uiente fi$ura%

11.( 11. 12.23

11.4 12.22 12.34


8/20

e* ;ntre pozo y pozo se anotan tres cantidades%

La primera corresponde a la lon$itud en metros, la cual se obtiene o se mide deacuerdo a los levantamientos topo$r!ficos o al plano topo$r!fico directamente con

un escalmetro.

La se$unda cantidad corresponde a la pendiente en milsimas y en cantidadcerrada a la m!s pr"8ima. ;sta se obtiene restando a la elevaci"n de terreno 60centmetros, m!s el di!metro del tubo del pozo de visita ele$ido en el inicio delc!lculo pozo m!s crtico*, en el pozo si$uiente se resta a la elevaci"n de terreno 60centmetros, m!s el di!metro del tubo. ) continuaci"n se resta de la elevaci"nobtenida en el primer pozo la del se$undo y se obtiene un d5 6di7!#!0+i'* d!'*"$#'), que dividido entre la lon$itud da como resultado la pendiente, la cual tienepocas posibilidades de ser una cantidad cerrada por lo que se apro8ima a lainmediata superior o inferior de acuerdo a la topo$rafa.

La tercera cantidad corresponde al di!metro que se obtiene de la tabla de c!lculohidr!ulico, de acuerdo al $asto de dise#o.

Las tres cantidades anteriores se muestran ejemplificadas en la si$uiente fi$ura%

P.V. P.V.

62 E -/ E 34

Lon$itud en metros

Pendiente en milsimas

'i!metro en centmetros

f* ;l colch"n mnimo sobre el lomo del tubo en nin$n caso debe ser menor de 60centmetros.

$* 'e los pasos anteriores se obtiene la traza de la red de atarjeas, el colector ocolectores y del emisor o emisores. e enumeran los pozos de visita iniciandocon las atarjeas m!s lejanas a la descar$a, en forma continua junto con elcolector o colectores y el emisor o emisores, si$uiendo el sentido de flujo definidoen la red y tratando de darle una forma re$ular a sta, lo cual se lo$ra colocandolas cabezas de atarjea estrat$icamente.


9/20

h* e obtiene la lon$itud total de la red y lue$o la densidad de poblaci"n de acuerdocon la si$uiente e8presi"n%

Po%*'+i80 d! p#oy!+"oD!0sid'd 9Lo0:i"$d "o"'*

i* on lo anterior se llena la hoja de c!lculo, de manera que se cumplan lassi$uientes condiciones%

;l $asto a tubo lleno debe ser mayor que el $asto m!8imo e8traordinario

La velocidad mnima efectiva para casos e8traordinarios debe ser mayor

de 0.30 mDse$.

La velocidad m!8ima efectiva debe ser menor de 3.00 mDse$.

No"'; ;l di!metro mnimo a utilizar en un sistema de alcantarillado sanitario esde 30 centmetros y las pendientes mnimas a utilizar para casos normales conuna velocidad mnima de 0.10 mDse$ se obtienen de la f"rmula de :annin$, en laque si consideramos una velocidad de 0.10 mDse$, un coeficiente de ru$osidadde 0.0-3 y un radio hidr!ulico i$ual a dD5, se obtiene la si$uiente raz"n%

&/D3 -D/

V Cn

i consideramos que%V C 0.10 mDse$n C 0.0-3& C dD5 ;ntonces%

0.0003413

C d-1D3

iendo d% di!metro de la tubera en metros


10/20

(. D!s'##o**o d! *' "'%*' d! +*+$*o 5id#$*i+o p'#' '*+'0"'#i**'do s'0i"'#io;n la tabla de c!lculo hidr!ulico deben aparecer los datos de todos los tramos de la redobtenidos de la si$uiente forma%

a* ;n la primera columna se escriben los nmeros de los pozos de visita entre loscuales se desean los datos, empezando por el pozo o pozos de visita m!salejados a la descar$a. La forma de escribir los nmeros ser!%


11/20

$* ;n la sptima columna se escribe el $asto mnimo, el cual se determina con lasi$uiente e8presi"n%

>&0 9 .4 < >!d

h* ;n la columna nueve aparece el $asto m!8imo instant!neo, que se obtiene conla e8presi"n%

>* ;n la columna doce se proponen los di!metros de las tuberas.

on la ayuda del nomo$rama de :annin$ ver plano V.. -671*, o bienanalticamente mediante la f"rmula de :annin$, se obtendr!n los $astos yvelocidades trabajando la red a tubo lleno.


12/20

Para hacer uso del nomo$rama de :annin$ se procede de la si$uiente manera%

on la ayuda de una re$la se une la pendiente columna nmero uno del

nomo$rama* que hay entre dos pozos de visita consecutivos, con el di!metro detubera propuesto columna cuatro* Becho lo anterior, se observar! que $asto yque velocidad se obtienen en el mismo nomo$rama columnas tres y cuatro delnomo$rama respectivamente*

e debe verificar si el $asto que se obtuvo en el nomo$rama de :annin$ esmayor que el $asto m!8imo e8traordinario. i es as, el di!metro de tubera escorrecto? en caso contrario, se propone otro di!metro de tubera y se repetir! elproceso, hasta que el $asto sea mayor que el $asto m!8imo e8traordinario.

l* ;n la columna trece se escribe el $asto obtenido del nomo$rama de :annin$ ode la f"rmula de :annin$, que es el referente al $asto a tubo lleno.

m* on el di!metro correcto, se obtiene la velocidad de las a$uas ne$ras a tubolleno y se escribe en la columna catorce.

n* ;n la columna quince se escribe el valor de la velocidad real a $asto mnimo, lacual se obtiene de la si$uiente manera% e obtiene la relaci"n de $astos, entre el$asto mnimo y el $asto a tubo lleno con la e8presi"n%

>&0 R> 9

>"**

on sta relaci"n se pasa al nomo$rama de :annin$ en la columna seis de laparte izquierda y se observa el valor que se obtiene en la parte derecha delmismo, dicho valor corresponde a la relaci"n de velocidades del tuboparcialmente lleno y del tubo lleno%

V! RV 9

V"**


13/20

on la ayuda de la relaci"n de velocidades anterior y conociendo la velocidad atubo lleno, se obtiene la velocidad efectiva para $asto mnimo, utilizando la

relaci"n anterior en donde se despeja al$ebraicamenteV!.La velocidad efectiva deber! ser mayor de 0.30 mDse$ y menor de 3.00 mDse$.

;n forma an!lo$a se obtiene la relaci"n de $astos, entre el m!8imoe8traordinario y el $asto a tubo lleno%

>


14/20

)portaci"n%

onsiderando que el /09 de la dotaci"n se pierde antes de lle$ar a los conductos, laaportaci"n ser!%

)portaci"n C 0.40 8 'otaci"n

)portaci"n C 0.40 8 /20 entonces%

Do"'+i80; ( *i"#os po# 5'%i"'0"! y po# d&'.

Gasto :edio%

;l $asto medio se obtiene de la e8presi"n%

Poblaci"n a beneficiar 8 )portaci"nH med C

41500 esto es%

52,000 8 /00 H med C

41500 por lo tanto%

> !d 9 [email protected] *.p.s.

Gasto :nimo%

;l $asto mnimo se obtiene de la e8presi"n%

Hmn C 0.20 8 Hmed esto es%

Hmn C 0.20 8 -05.-7 por lo tanto%

> &0 9 4(.3 *.p.s.


15/20

Gasto :!8imo instant!neo%

;l $asto m!8imo instant!neo se obtiene de la e8presi"n

%

Hm!8. (nst. C : 8 Hmed

'onde : est! dado por%

-5: C - I

5 I P esto es%

-5: C - I

5 I 52,000

M 9 (.1 entonces

Hm!8. (nst. C /.3- 8 -05.-7 por lo tanto

>


16/20

Fi:. IV.(.1; L!G'0"'i!0"o Topo:#7i+o


17/20

;n esta fi$ura se muestra que se considero, de acuerdo a la topo$rafa, una traza deltipo peine y en al$unos tramos de doble peine, as mismo, se observa la numeraci"n delos pozos de visita y el escurrimiento que llevar! el a$ua en cada tramo hasta ladescar$a.


18/20

;n esta fi$ura se muestra la determinaci"n de las pendientes y elevaciones de plantilladel tramo con mayor recorrido del a$ua desde el punto m!s alejado a la descar$a quees el 5 E 2 E 1 E 7 E -/ E -7 E /3 A descar$a.


19/20

;n esta fi$ura se muestra la determinaci"n de las pendientes y elevaciones de plantillade todos los tramos, en el cual se observa como se realiza el ajuste de las elevacionesde plantilla en las cabezas de atarjea.


20/20

on esta informaci"n y con los criterios establecidos, se procede al llenado de la tablade c!lculo, como se muestra a continuaci"n ver tabla de c!lculo*

proyecto de un sistema de alc. sanitario

Documents