IV. REDES DE SANEAMIENTO.

IV.1. SANEAMIENTO.

Saneamiento: conjunto de conducciones y elementos o piezas especiales cuya

misión es la evacuación, con mínimos perjuicios al medio ambiente y a los usuarios, y

con el mínimo coste, de las aguas residuales de áreas urbanas, evitando la destrucción

de los recursos e incrementándolos mediante reutilización.

Objetivos del saneamiento:

A) Evacuación de las aguas residuales de áreas urbanas, evitando la destrucción

de los recursos e incrementándolos mediante la reutilización

B) Evacuar con los mínimos perjuicios al medio ambiente y a los usuarios, y con

el mínimo coste (buscar entre las soluciones técnicas la que consigue una máxima

rentabilidad de las inversiones).

Factores que determinan un saneamiento:

� Cantidad de cada una de las aguas residuales.

� Sistema de evacuación.

� Calidad del efluente.

� Transporte de las aguas residuales.

De estos cuatro factores se derivan los problemas que van a surgir y las

soluciones técnicas que existen.

IV.2. EL PROBLEMA DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA.

IV.2.1. Introducción.

Contaminación (Ley de Aguas): Acción y efecto de introducir materias o formas

de energía, o inducir condiciones en el agua, que, de modo directo o indirecto,

impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores

o con su función ecológica.

Procesos de contaminación:

� Natural (sales disueltas).

� Artificial: Doméstico, industrial, agrícola.

Los efectos originados por la contaminación inciden sobre la salud física y

social, y sobre la economía de un país. Provoca los siguientes perjuicios:

� Disminución de los recursos hídricos disponibles.

� Daños que afectan a la salud pública.

� Necesidad de mayor control de la calidad del agua y tratamiento posterior.

� Ríos o zonas costeras contaminados.

� Perjuicios en las especies piscícolas y en la flora.

IV.2.2. Características de las aguas residuales.

Se denominan aguas residuales a aquellas aguas sobre las que se han inducido

condiciones, de forma directa o indirecta, que implican una alteración perjudicial de su

calidad en relación con sus usos posteriores. Los parámetros que definen la

composición del agua residual son los siguientes:

A) Parámetros físicos:

� Sólidos totales: S. sedimentables + SS (fijos (m.i) y volátiles (m.o)) + S.

disueltos.

� Temperatura: Es mayor debido a la actividad biológica.

� Color: Puede ser marrón (m.o) y grisáceo (sulfuros). A más sulfuros, más

negro.

� Olor: Función de la cantidad de m.o, 2O y tiempo de estancia. Los malos

olores son debidos principalmente a la presencia del 2SH .

B) Parámetros químicos:

� Referentes a la m.o: 5DBO , DQO, aceites y grasas, sustancias

tensoactivas, fenoles.

� Referentes a la m.i: Cloruros, nutrientes, S, compuestos tóxicos (Pb, Cu,

Ag), metales pesados (Ni, Cd).

� Referentes a los gases en disolución: 432222 ,,,,, CHNHSHCOON .

C) Parámetros biológicos

� Coliformes fecales y totales.

� Estreptococos.

� Bacterias anaerobias.

� Bacterias aerobias.

Definiciones:

A) Nutrientes (N y P): Su presencia en las R.S. está muy relacionada con la de la

m.o, ya que proceden principalmente de las aguas negras. El N se presenta

esencialmente en forma amoniacal y en Nitrógeno orgánico. El P se presenta en forma

de Ortofosfato y P orgánico.

B) 5DBO : Cantidad de 2O necesaria para oxidar por vía biológica la materia

orgánica presente en el agua (mide la cantidad de m.o. biodegradable). Un agua muy

contaminada tiene 5DBO =300 ppm. Si está poco contaminada sólo tendrá 100 ppm.

C) DQO: Cantidad de 2O necesaria para oxidar por vía química la materia

reductora presente en el agua (mide la cantidad de m.o, biodegradable o no, y ciertos

compuestos inorgánicos que son reductores). Un agua muy contaminada tiene

DQO=1.000 ppm. Si está poco contaminada sólo tendrá 250 ppm.

D) Factor de biodegradabilidad:

Fb =DQO

DBO5 < 1.

� Fb<0,2: Poco biodegradable (el 2O se consume en procesos

químicos).

� Fb (0,2-0,4): Biodegradable.

� Fb>0,5: Muy biodegradable.

Por tanto, este parámetro también nos indica el tipo de proceso que podrá ser

aplicado en el agua muestreada:

� Fb<0,2: No pueden utilizarse procesos biológicos, sólo tratamientos

físico-químicos.

� Fb (0,2-0,3): Procesos con mucha inercia (procesos de soporte fijo o

de biopelícula).

� Fb>0,3: Cualquier proceso es válido, utilizándose normalmente

procesos biológicos.

Además de este parámetro es necesario que el agua residual cumpla otros

condicionantes en los parámetros descritos anteriormente para poder realizar sobre

ella un proceso biológico (ver apartado de procesos metabólicos en el tema Biología

del agua):

� [ ]

N

DBO5 =20 y [ ]

P

DBO5 =100.

� Temperatura comprendida entre 10 y 25ºC y pH comprendido entre

6,5 y 8,5.

� Sulfatos < 200 ppm.

� SS < 3.000 ppm. de los cuales S. volátiles < 1800 ppm.

� Limitación de iones metálicos y tóxicos (Cianuros, Fenoles,

Sulfhídrico, etc.).

IV.2.3. Clases de aguas residuales.

IV.2.3.1. Aguas contaminadas.

A) Aguas domésticas:

Proceden de la actividad doméstica y se caracterizan por un caudal constante a

lo largo del tiempo, con máximos coincidentes con los del abastecimiento. Llevan

gran cantidad de m.o ( también sales disueltas y SS inorgánicos) y nutrientes (P y

N), y un bajo porcentaje de productos tóxicos. Tienen por tanto carácter

biodegradable. Pueden clasificarse en:

� Aguas grises: procedentes de la higiene personal y doméstica

(detergentes, m.o).

� Aguas negras: procedentes del inodoro (heces y orines).

B) Aguas industriales:

Caracterizadas por una fluctuación de caudales y cargas a lo largo del tiempo. El

tipo de contaminación depende del tipo de industria

Hay que analizar sustancias especcíficas vertidas que pueden deteriorar la Red

de Saneamiento o perjudicar el proceso de depuración.

IV.2.3.2. Aguas menos contaminadas.

A) Aguas blancas o pluviales:

Procedentes de la escorrentía de la lluvia, riegos, etc, caracterizadas por su

carácter estacional al depender de la climatología. En los primeros momentos de

lluvia llevan una gran carga contaminante, con una elevada carga de SS y poca m.o.

B) Aguas procedentes de la infiltración:

Su composición depende de su procedencia. Suelen llevar sustancias inorgánicas

y disueltas. A veces las aguas procedentes de la agricultura se encuentran en la red

de saneamiento, con fertilizantes y plaguicidas.

IV.2.4. Problemas con las aguas residuales.

IV.2.4.1 Problemas relacionados con la cantidad.

A) Contaminadas.

Para conocer la cantidad se considera un % del agua de abastecimiento. Este %

varía en función de:

� Tipo de comunidad y costumbres.

� Estado de la red de abastecimiento.

� Evaporación del agua.

B) No contaminadas:

B1) Pluviales: Se usan métodos estadísticos de carácter aleatorio. La

cantidad varía en función de:

� I de la lluvia, que depende del período de retorno y la

duración.

� Superficie de la cuenca.

� Coeficiente de escorrentía.

B2) De drenaje: Método específico en cada caso.

IV.2.4.2. Problemas relacionados con el sistema de evacuación.

Dilución, balsa de evaporación, reutilización, infiltración.

A) Vertido a cauces superficiales:

A1) Puede afectar:

� Especies piscícolas.

� Aspecto estético.

� Usos recreativos.

� Usos posteriores.

A2) Depende de:

� Concentración de contaminante del efluente.

� Cantidad de agua a donde se vierte.

A3) Estudio de:

� Características del vertido.

� Características del medio receptor.

B) Vertido en mares y océanos.

� Medios que permitan la dilución: emisarios.

C) Vertidos en lagos y embalses.

� Verter el agua a profundidad y con un coef de dilución

determinado.

� Problemas de eutrofización.

D) Vertido en estuarios o zonas influenciadas por las mareas.

� Casi no se emplean hoy en día pues destruyen la actividad

pesquera y marisquera.

� Al bajar la marea los vertidos quedan al descubierto.

IV.2.4.3. Problemas relacionados con el transporte.

A) Múltiples puntos de recogida y uno o varios de vertido.

B) Red ramificada, así que tenemos que ir aumentando el diámetro. Como

transportamos el agua en régimen de lámina libre se pueden presentar

problemas constructivos debido a las pendientes del terreno.

C) El transporte de aguas negras y pluviales se puede hacer conjuntamente o

por separado.

IV.2.4.4. Problemas relacionados con la calidad.

A) Para evitar la agresión al medio ambiente (masa de agua donde se vierte) y

al uso posterior: tratamientos.

B) En función de la caliadd exigida se instalarán diferentes tipos de plantas de

tratamiento:

� Plantas de pretratamiento.

� Plantas de tratamiento primario.

� Plantas de tratamiento secundario.

� Plantas de tratamiento terciario.

IV.2.5. Partes de un sistema de saneamiento.

A) Elementos de recogida o entrada.

B) Red de alcantarillado.

C) Planta de depuración (EDAR).

D) Sistema de evacuación de aguas.

E) Sistema de eliminación de fangos.

IV.2.6. Características de las redes de alcantarillado.

A) Funcionan por gravedad en régimen de lámina libre. Excepcionalmente lo

hacen a presión.

B) régimen de velocidades:

smaV 6.05.0:min , limitada por la sedimentación.

smaV 53:max , limitada para evitar corrosiones en las conducciones.

C) Red ramificada.

Peligrosidad sanitaria de las aguas transportadas: hay que evitar

desbordamientos por el peligro de contaminación de acuíferos.

D) Características exigibles a los conductos:

� Resistencia a las cargas externas.

� Flexibilidad (y además es conveniente emplear juntas flexibles).

� Resistencia a la abrasión.

� Resistencia a la corrosión.

� Lisura interna.

� Impermeabilidad.

� Estanqueidad de las juntas.

� Resistencia al ataque interior (ataque directo y proceso de reoxidación

del 2SH ).

� Conservación.

E) Relación con los conductos de distribución: éstos estarán siempre en un

plano superior, con una distancia vertical y horizontal entre planos tangentes

verticales y horizontales más próximos entre sí m0.1≥ , siempre que sea posible.

En cualquier caso, el mínimo será de 50 cm en vertical y 60 cm en horizontal.

IV.2.7. Tipos de redes de saneamiento.

A) Según el modo en que pueden ser transportadas las diferentes clases de

aguas residuales existen los siguientes sistemas:

� Sistema unitario.

� Sistema separativo.

� Sistema doblemente separativo.

� Sistema pseudoseparativo.

B) Según el modelo de circulación de las aguas pueden existir los siguientes

sistemas (por su trazado):

� Sistema por gravedad.

� Sistema por gravedad pero con elevaciones.

� Sistemas por impulsión

� Sistemas a presión.

IV.2.7.1 Sistema unitario.

En el sistema unitario la red se dimensiona para absorber la totalidad de las

aguas residuales. Este sistema es barato ya que sólo precisa para su construcción de

una única red de canalizaciones.

Tiene su aplicación cuando la mezcla puede ser evacuada sin problemas, cuando el

agua de lluvia arrastra gran cantidad de m.o y cuando ésta ya existe y no se dispone de

medios económicos para una red separativa.

El sistema presenta los siguientes inconvenientes:

� Gran variación de caudales entre las aguas de lluvia y las negras, lo

que conlleva la aparición de importantes procesos de sedimentación.

� Necesidad de implantar aliviaderos de crecidas, que propician

vertidos con un cierto grado de contaminación (a pesar de la dilución) a

cauces naturales.

� Exigencia de mayores consumos energéticos en las elevaciones y en

plantas de depuración de gran entidad.

IV.2.7.2. Sistema separativo.

El sistema separativo utiliza dos redes de alcantarillado totalmente

independientes, con diferentes cometidos.

Una de las redes evacúa reducidos y conocidos caudales de aguas negras e

industriales, que no deben tener fermentaciones anaeróbicas prematuras y

espontáneas dentro de un alcantarillado con largos recorridos.

La otra conduce importantes caudales de lluvia, de difícil determinación, que

deben ser evacuados por los trayectos más cortos hacia cauces naturales idóneos.

Se utilizan cuando se puede dejar circular el agua por las calles, cuando hay

bombeo a la entrada de la EDAR, cuando hay lugares para descargas parciales de

agua de lluvia o cuando la red unitaria existente es insuficiente.

El sistema separativo presenta los siguientes inconvenientes:

� Se trata de un sistema de doble red, en ramales, con acometidas e

instalaciones en edificios, y por lo tanto eleva los costes de urbanización y

edificación.

� Por lo expuesto, el sistema separtivo tiene grandes gastos de

mantenimiento (casi el doble que el sistema unitario).

� La instalación del sistema separativo presenta notables dificultades (por

la doble red).

Las ventajas son las siguientes:

� Las estaciones de depuración en este sistema son más baratas porque son

más pequeñas, ya que sólo depuran aguas negras.

� Las alcantarillas tienen menores sedimentaciones.

� Los colectores de aguas pluviales pueden tener escaso desarrollo ya que

es posible una evacuación inmediata a cauces naturales.

� Los vertidos pluviales no son tan contaminantes.

� Las inundaciones pluviales no son tan nocivas.

IV.2.7.3. Sistemas pseudoseparativos.

El sistema pseudoseparativo se desarrolla con dos redes independientes. En una

de las redes se conducen escorrentías provenientes de viales, parques, plazas y

jardines; en la otra red se conducen las aguas negrás domésticas, las industriales y las

pluviales procedentes de cubiertas y de patios de edificaciones.

Este sistema se utiliza cuando se intenta implantar un sistema separativo y la

edificación cuenta con un sistema unitario.

V.2.7.4. Sistema doblemente separativo.

En este sistema las aguas residuales urbanas y las industriales discurren por

conducciones independientes, sin mezclarse.

Este sistema se adopta cuando las aguas residuales industriales manifiestan una

alta toxicidad o peligrosidad, o en aquellos supuestos en los que, sin ser problemáticas,

no hayan sido sometidos a un previo tratamiento de depuración.

IV.2.7.5. Sistemas por gravedad.

Las aguas discurren a lo largo de las redes a causa de las pendientes de los

conductos.

IV.2.7.6. Sistemas por gravedad pero con elevación.

En estos sistemas, el agua fluye por gravedad y en un cierto punto de la red

sufren una elevación por medios mecánicos para de nuevo fluir por gravedad.

IV.2.7.7. Sistemas por impulsión.

En estos sistemas las aguas residuales osn elevadas por impulsión en

determinados tramos de las redes.

IV.2.7.8. Sistemas a presión.

Las aguas residuales circulan por diferencia de presión.

IV.2.8. Criterios de selección del sistema.

� Existencia de una infraestructura sanitaria preexistente, tanto a nivel

territorial como a nivel local.

� Necesidad de verter a cauces naturales las aguas de lluvias por los recorridos

más cortos.

� Hay que evitar las elevaciones e impulsiones siempre que ello sea posible

pues incrementan los costes de construcción, elevan los gastos de mantenimiento,

provocan un consumo energético y se potencia el peligro de inundaciones y de

contaminación por vertidos cuando se producen fallos.

Cuando se opte por estas soluciones será fundamental asegurar el suministro

de energía eléctrica para los equipos de bombeo.

� Puede adoptarse un sistema de elevación o de impulsión cuando la velocidad

del agua no alcance los 0.6 sm a causa de las pendientes, cuando no sea posible o

sea muy caro resolver la red por gravedad, cuando la existencia de ingraestructuras

impida el paso de los conductos y resulte inviable la construcción de sifones, y

cuando sea necesario elevar el agua a cotas superiores.

En cualquier caso, a igualdad de circunstancias, es preferible la elevación

antes que la impulsión.

� Se recomienda usar el sistema separativo cuando:

• El terreno tenga escasas pendientes.

• Existan en las proximidades de los asentamientos cauces naturales

adecuados.

• Caudales de aguas negras e industriales escasos.

• Las aguas residuales se estén depurando.

• En zonas contiguas a las riberas del mar o de los ríos.

IV.3. DISEÑO DE UNA RED DE SANEAMIENTO.

Los factores a tener en cuenta en el diseño pueden varia según la Normativa

Técnica de la zona de estudio.

IV.3.1. Factores a considerar en el diseño.

Los factores que intervienen en el diseño y cálculo de una red de saneamiento

pueden ser naturales y/o urbanísticos. Entre otros, podemos señalar:

� Geología y geotecnia de la zona: Se determinarán los materiales del terreno y

su estratigrafía como base para definir el sistema constructivo, la utilidad de los

suelos excavados, la capacidad portante y la constitución de la cama bajo los

conductos, así como los materiales susceptibles de ser utilizados.

� Hidrogeología: Debiéndose conocer el nivel freático en relación con sus

condicionantes durante la construcción de la red, y la calidad de las aguas en

cuanto a una posible acción sobre el material.

� Topografía: Se obtendrá información suficiente en el plano altimétrico de la

zona, precisando los límites de las cuencas vertientes, los accidentes significativos

de la zona y las construcciones existentes. Es decir, todo aquello que pueda influir

en el diseño, o en la construcción de las obras.

Igualmente debe quedar reflejada la zona de ubicación de la depuradora y del

cauce receptor, todo esto para permitir optimizar el perfil longitudinal de la red.

� Urbanística: Ordenación de la zona a servir,incluyendo usos del suelo,

parcelación, densidad de población, número de viviendas, zonas verdes y trazado

viario, entre otras características; también las alturas de edificación permitidas en

las ordenanzas, así como las profundidades de los sótanos.

� Es preciso conocer los perfiles longitudinales y transversales de la red viaria

y de la posible zona de la traza de la red, siendo necesario relacionar estos perfiles

con la profundidad real o probable de las edificaciones y otras construcciones, de

acuerdo con las Ordenanzas Municipales.

� Servicios públicos: Es preciso conocer con exactitud la localización de las

instalaciones de servicios existentes o en proyecto que puedan afectar a la traza de

la red o de sus instalaciones complementarias.

� Condiciones de vertido: Deben definirse los puntos de vertido posibles, tanto

en planta como en alzado, así como las condiciones de calidad exigidas según los

usos del cauce receptor.

� Usos del suelo: Conocimiento del tráfico y movimiento peatonal de las

posibles zonas afectadas por el uso del suelo.

� Otros datos: Datos de posibles estudios previos, que puedan arrojar alguna

luz sobre los datos necesarios para redactar un proyecto o para construir las obras

correspondientes.

� Datos pluviométricos: Duración estimada del aguacero, período de retorno

establecido, caudal que llega a cada nudo de la red, cálculo de los caudales

acumulados.

� Cálculo hidráulico de las secciones necesarias y cálculo mecánico de las

tuberías.

IV.3.2. Periodo de diseño.

Deben diseñarse para la máxima aportación prevista dentro de un periodo de

validez. Se pueden considerar:

� 10 años en áreas rurales.

� 20-30 años en áreas urbanas.

� 50 años en el caso de pasos subterráneos de tráfico y ferroviarios.

IV.3.3. Datos base de diseño. Requisitos de comportamiento.

� Considerar los vertidos: urbanos, comerciales, de drenaje, de escorrentía e

industriales.

� Estimar PQ , medQ , minQ de aguas negras y maxQ con pluviales.

� Diámetros mínimos:

• En R.U. y en R.S. mm300≥

• En acometidas mm150≥ (mejor 200 mm).

• Conexión de imbornal con la red mm200≥ .

� Los colectores deben funcionar de modo general en régimen de lámina libre.

� Un 15 ó 20 % de la altura de la sección debe quedar libre para permitir la

circulación de aire. De esta manera aseguramos las condiciones aeróbicas.

� Se deben mantener unos estándares de calidad en el medio receptor.

� Se deben respetar los servicios existentes y se debe garantizar la calidad

estructural y la estanqueidad de los colectores.

� Se recomiendo utilizar un modelos de simulación para poder evaluar los

riesgos a la hora de diseñar una red, utilizando distintas lluvias de proyecto.

� En el diseño se debe considerar que la obra de saneamiento, por su ubicación

en zona urbana, tiene que cumplir unas características:

• Rapidez.

• Mínimas molestias.

• Durabilidad.

• Seguridad.

• Coste óptimo.

• Sensibilidad creciente hacie el repeto por el M.A.

IV.3.4. Trazado en planta.

� Condicionado por la situación de los puntos de recogida y vertido, por el

trazado de las calles y por la topografía de la ciudad.

� Debe discurrir por terrenos de uso público (viales), evitando colocar

alcantarillas en las aceras por la gran cantidad de servicios afectados. Cuando

tenemos aceras de gran anchura si pueden ir bajo éstas siempre que eviten la

afección a cimientos de edificios (distancia mínima de 2 m) y guarden las

distancias mínimas con el resto de servicios existentes.

� En calles de más de 25m. de ancho, hay que desdoblar la red.

� Si la tubería discurre paralela a una carretera o a un ferrocarril, deberá

ir por la zona de servidumbre.

� Debe tener pozos de registro para acceder la red y que a su vez sirvan de

transición hidráulica y de dirección.

IV.3.5. Trazado en alzado.

� La coronación del conducto de ir al menos a 2.0 m (pueden ser también

1.5 m) de profundidad, y siempre 1.0 m por debajo de las tuberías de

abastecimiento.

� Evitaremos la evacuación de sótanos y semisótanos por gravedad, en el

caso de redes unitarias, para evitar riesgos de entrada de agua residual por

retroceso en caso de inundaciones.

� En el caso de redes separativas, las redes de residuales deberán

proyectarse a cota inferior a las de pluviales, de manera que garanticen las

acometidas a todos los edificios (al menos a 0.3 m la clave del colector de agua

residual de la rasante de los de pluviales).

� Todo proyecto de alcantarillado deberá disponer de perfiles

longitudinales de la red proyectada, entre pozos de registro y cualquier punto

singular. Deberán indicar:

• Pendiente entre perfiles.

• Sección de la conducción.

• Número del pozo.

• Distancia al origen y parcial entre perfiles.

• Cotas de rasante del terreno, conducto y excavación.

� Profundidad adecuada según las acciones del terreno y la resistencia del

material utilizado en los conductos. En este sentido son importantes la situación

del N.F., las cimentaciones y la ubicación de otros servicios.

IV.3.6. Velocidades.

� minV (para un llenado superior a 51 del diámetro).

• En R.U.: sm6.0 , que es la velocidad de arrastre de las arenas.

• En R.S.:

() Conducto de aguas negras: sm3.0 (vel. de arrastre de S.S.).

() Conducto de pluviales: sm1 .

• En sifones: sm1 .

� maxV (para evitar el deterioro de los conductos debido al arrastre de

materiales abrasivos):

• Para PQ de aguas negras: sm35.2 − .

• Para maxQ en tiempo de lluvia: sm5 .

• Protección especial: cuando se admitan v> sm3 a PQ y s

m5 a

maxQ (soleras, rápidos, zonas de enlace de tramos).

IV.3.7. Pendientes.

� Determinadas por las condiciones orográficas y por V.

� Red paralela a la pendiente de la calle (cumpliendo minV de sm6.0 ), lo

que da lugar a una menor excavación.

� En el caso de que la pendiente de la calle sea mayor habrá que colocar

pozos de resalto o rápidos, ya que hay una minh y una maxV (según el material del

conducto y la naturaleza de las aguas a conducir).

� Si la calle es llana habrá que introducir bombeos ya que hay una máxh y

una minV que cumplir.

Por tanto, las pendientes admisibles vienen determinadas en función de:

minimizar las excavaciones necesarias, obtener un gradiente de velocidades

lo más regular posible a lo largo de todo el trazado, y mantener unas minV y

maxV que cumplan los valores establecidos.

IV.4. CONDUCTOS DE SANEAMIENTO.

IV.4.1. Criterios de clasificación.

A) Atendiendo a la sección:

� Tubulares no visitables: Gres, fibrocemento, hormigón, fundición y

material plástico.

� Semivisitables: Tubulares u ovales (gres, hormigón y fibrocemento).

� Visitables: Grandes caudales (a partir de unas dimensiones tubulares

superiores a 800 mm; in situ, de hormigón; o prefabricadas, de hormigón o

fibrocemento.

B) Atendiendo al comportamiento mecánico:

� Rígidas: Hormigón, gres y fundición. 1≤∆D

D(por mil).

� Semirrígidas: Fibrocemento. 1< ≤∆D

D30 (por mil).

� Flexibles: Plásticos (PVC, PRV, PE, PP). ≥∆D

D30 (por mil).

C ) Atendiendo al comportamiento hidráulico:

� Lisas: Si υ

uka ⋅<5

� Rugosas.

Con:

aK : rugosidad equivalente absoluta.

ρτ=u : velocidad del rozamiento.

τ : fuerza de rozamiento por unidad de superficie.

ρ : densidad del fluído.

υ : viscosidad cinemática del fluído.

IV.4.2. Tipos de tuberías. Materiales.

La elección del material del conducto de seaneamiento va en función de tes

factores fundamentales:

1.- El diámetro necesario.

2.- Si va a estar sometido a presión interior o no.

3.- Las características del agua residual que va a transportar. Estas

características dependerán de la procedencia del agua:

� Vertido doméstico: Inestable, biológicamente degradable y gran parte de

la materia residual es orgánica y capaz de originar olores.

� Vertido industrial: Su composición varía según la actividad industrial.

• Grasas, cal, cabellos y fibras: obstruyen los conductos.

• Ácidos (sulfhídrico): atacan el cementeo y los metales.

• Residuos calientes: estallan los conductos de barro y mampostería y

bajan la resistencia y la durabilidad de los plásticos.

• Productos químicos y microorganismos: pueden atacar fuertemente

el material de los conductos.

• Líquidos inflamables o explosivos: ponen en peligro la estructura de

los conductos.

• Vapores y gases tóxicos: peligrosos para los obreros.

Todos los criterios a considerar en la elección del material son económicos.

Los dividimos en:

� Sociales:

• Rapidez de ejecución.

• Mínimas molestias.

• Durabilidad.

• Seguridad en la instalación.

• Garantía sanitaria.

� Técnicos:

• Resistencia mecánica.

• Capacidad hidráulica.

• Rendimiento en el montaje.

• Sistema amplio y global.

• Durabiliad y funcionalidad.

Tipos de

tuberías

(Rango de O)

Descripción

Gres

Circulares:

(100-1400)

Ovoides:

(200-900)

• Características: Según composición de la arcilla, Tª y cocción.

• Pasividad en relación con efluentes agresivos: aconsejables en zonas industriales.

• Son lisas, con escaso coeficiente de frotamiento.

• No es atacada por SH2.

• Frágil y permeable si es de mala calidad.

• Resistentes a la agresión de compuestos orgánicos y agentes destructores

biológicos: aconsejables para la red de saneamiento.

• Resistentes al ataque de compuestos inorgánicos (ácidos, bases y sales), a

excepción del ácido fluorhídrico y sus compuestos.

• Buena resistencia mecánica.

• Buena estanqueidad.

Juntas • Plásticas, fijadas en el macho y en la hembra (soldadas por

simple presión), y especiales.

Hormigón

en masa

o armado

(300-3500)

• Atacadas por agua residual y freática, aceite, petróleo y SO4H2.

• Son perjudiciales las aguas industriales vertidas a alta Tª.

Juntas

para H.M

• Enchufe y campana, machihembrada (con o sin manguito) y

a tope (con manguito).

Juntas

para H.A

• Revestimiento exterior con manguito de H.A, interior de H (y

junta con anillo de neopreno) o soldada.

Fibro

Cemento

(100-1200)

• Amianto cemento: Material incombustible, mal conductor del calor,

impermeable, bajo coeficiente de dilatación, gran resistencia a la

abrasión e insensible a corrientes erráticas.

• Mayor peso que otras tuberías rígidas.

• Susceptible a corrosión por ácidos y por ataque de SH2 (si el contenido

en sulfatos > 200 ppm utilizar cementos especiales).

• Si el curado ha sido correctamente efectuado (al vapor y alta presión)

soporta incluso aguas agresivas y con sulfatos.

Juntas • RK, SK, RKT y en tubo encopado.

Poliéster con F.V.

(150-2000)

• Formada por centrifugación de resina de poliéster (adecuado para

resistir la acción agresiva de las aguas, filler, arena de sílice y fibra de

vidrio.

• Pueden trabajar a temperaturas de hasta 80ºC.

• Mirar en el tema de distribución.

PVC

(110-800)

• Alternativa de las tuberías de fibrocemento y gres. Características:

• Ligeras.

• Inertes a las aguas agresivas y a la corrosión de las tierras.

• No existe peligro de obstrucción en los tubos.

• Superficie interior lisa.

• Buen comportamiento ante sobrepresiones y heladas.

• No favorecen el desarrollo de algas y hongos.

• Roedores y termitas no atacan a los tubos de PVC rígido.

• Sus características mecánicas se ven afectadas por la Tª.

• Envejecimiento.

Juntas • Manguito de unión con junta elástica (recomendada).

Polietileno y PP

(110-600)

• Se obtiene por polimeración del etileno y es de características similares a

las restantes tuberías plásticas.

• Sólo se permite utilizar polietileno de alta densidad.

• Tienen buena resistencia a los productos químicos.

El PP mantiene la resistencia química incluso a alta temperatura

Fundición dúctil

(80-1000)

• Buena resistencia a la presión interior y acciones exteriores, buena

estanqueidad y características hidráulicas, y durabilidad.

• Sensibles a la corrosión por ácidos y al ataque del SH2: No se emplean

en suelos salobres sin la protección adecuada.

• Se usan en: cruces de ríos, cuando la tubería tenga que soportar cargas

muy altas, cuando se requiera un alto grado de estanqueidad o cuando

se puedan producir problemas por las raíces.

Juntas

• De bridas o por soldadura.

• Soldadura (a tope, por extrusión o con aire caliente), junta

de goma o mediante masilla.

Tipos de

colectores Utilización

Prefabricados

• En situaciones que se requiera gran velocidad de ejecución. Solución económica en terrenos de mala calidad.

• Juntas: del tipo machihembrado

Construidos

in situ

• Para disminuir el numero de juntas.

• Cuando el transporte de tubos es costoso.

• Si las tuberías tienen que resistir cargas exteriores elevadas.

• Se emplean tuberías moldes sobre las que se vierte el H.

Propiedades Metales Plásticos Con cemento

Comportamiento

Elástico. Superado el

lim.

elástico pueden trabajar

en una cierta zona

plástica

No elásticos.

Susceptibles a Tª altas.

Relajación

y

plastodeformación

Materiales compuest:

Matriz pétrea y otros

para resistir a

tracción

Resistencia mecánica Alta (sobre todo a

tracción) Media

Alta (escepto a

tracción)

Presiones de servicio Altas o medias Bajas o medias Medias o altas

Estanqueidad Alta Alta Baja

Resistencia a la corrosión Baja, precisan sistemas

de protección.

Alta, no precisan

sistemas de protección

Baja, precisan

sistemas de protección

Rugosidad

No muy alta

(disminuida con los

revestimientos)

Baja Alta

Densidad Alta Baja Alta. Espesor

importante

IV.5. RESUMEN DE TIPOS DE JUNTAS Y SUS CARACTERÍSTICAS.

En la elección del tipo de junta deberán tenerse en cuenta:

� Solicitaciones a que ha de estar sometido la tubería, especialmente las

externas.

� Rigidez de la cama de apoyo.

� La agresividad del terreno, del efluente y de la temperatura de éste y

otros agentes que pueden alterar los materiales que constituyen las juntas.

En cualquier caso, las juntas deberán cumplir los siguientes requisitos:

� Ser estancas a la presión de prueba de estanqueidad de tubos.

� Ser estancas a posibles infiltraciones exteriores.

� Resistencia a los esfuerzos mecánicos.

� No alteración del régimen hidráulico de la tubería.

Las juntas que se utilizan dependerán del material con que esté fabricado el

tubo pudiendo ser básicamente:

� Manguito del mismo material y características del tubo con anillos

elásticos.

� Copa con anillo elástico.

� Soldadura.

� Encolado (sólo en diámetros pequeños de PVC).

Los anillos deber ser de caucho natural o sintético, siendo las secciones más

normales las circulares o en V.

Se adjunta a continuación una tabla en la que se recogen las diferentes

posibilidades de juntas para cada uno de los materiales constructivos a emplear.

Material Junta

Gres

� Plástica (con o sin intervención filástica)

� Machihembrada a presión

� Juntas especiales

Hormigón

vibrocentrifugado

� Enchufe-campana

� Machihembrada (con todo o sin manguito)

� A tope, con manguito.

En cualquier caso se recomienda el empleo de juntas elásticas

Hormigón

armado

� Revestimiento exterior con manguito de hormigón armado

� Junta soldada en obra (tipo JS)

� Junta con anillo de neopreno (tipo JE)

� Juntas especiales para tuberías hincadas, sometidas a tracción

Fibrocemento

� Junta SK

� Junta RK

� Junta RKT

� Junta en tubo encopado

� Juntas especiales para cambio de serie, alineación, diámetro,etc

P.R.V.

� Manguito de unión con junta elástica

� Juntas especiales para tuberías hincadas, sometidas a

tracción,etc

P.V.C.

� Unión encopada con junta elástica

� Encolado (sólo para diámetros pequeños)

� Unión Gibault

� Junta roscable

Polietileno

Para tuberías con ambos extremos lisos:

� Soldadura a tope

� Soldadura por extrusión

� Soldadura con aire caliente

� Unión por manguito electrosoldable

� Mediante pastilla plástica.

Polipropileno Para tuberías con ambos extremos lisos:

� Soldadura por a tope

� Soldadura por extrusión

� Soldadura con aire caliente

Para tuberías con un extremo abocardado:

� Junta de goma

� Mediante masilla plástica

Fundición

� Junta mecánica con bridas

� Junta push-on

� Soldadura

IV.6. INSTALACIONES AUXILIARES Y ELEMENTOS ESPECIALES DE UNA R.A.

� Elementos de entrada:

• Imbornales y sumideros.

() De bordillo.

() De cuneta.

() Mixtos.

() Rejas interceptoras.

• Acometidas.

� Instalaciones intermedias:

• Pozos de registro.

• Cámaras de descarga.

• Confluencias.

• Rápidos.

• Ventilación.

� Elementos de salida:

• Aliviaderos:

() Laterales.

() Laterales con tabiques deflectores.

() Transversales.

() De salto.

() Sifones aliviadero.

• Compuertas de marea.

� Elementos especiales:

• Sifones.

• Depósitos reguladores.

• Instalaciones de bombeo.

IV.6.1. Estructuras de captación (imbornales y sumideros).

El diseño de estas estructuras es muy importante pues conectan los aspectos

hidrológicos e hidráulicos de una red de drenaje urbano.

Los imbornales son aberturas concectadas con la R.S. que se disponene en las

cunetas de las calles para que por ellas penetre en el alcantarillado el agua de lluvia

que no se pierde por evaporación o filtración.

Los imbornales pueden estar conectados directamente en la R.U. o con la Red

Pluvial. Esta conexión puede ser directa (a la red de alcantarillado) o a través de una

tubería de d=200 mm, de cierta longitud, y un pozo de registro de la red (en este caso

se denominan sumideros).

Están ubicados de forma que intercepten el agua antes de llegar a los pasos de

peatones, para que éstos no se inunden. Por ellos, suelen situarse en los cruces de

calles, ligeramente remetidos con respecto a la línea de fachadas perpendicular a la

calle considerada.

Se sitúan de manera que cada uno de ellos recoja el agua caída en una

superficie de 300 a 8002m , lo que supone un caudal de 5 a 10 sl ; o bien a distancias

comprendidas entre 30 y 70 m.

El diseño de estas estructuras consiste en:

� Selección de la tipología y modelo de estructura.

� Determinación del número y separación entre ellos.

El diseño va unido al concepto de eficiencia:

iQ =Flujo interceptado, en sm3

Q

QE i= , siendo Q el caudal total circulante por la cuneta y E la eficiencia.

Las condiciones hidráulicas de las calles, los diversos tipos de imbornales y los

métodos de construcción hacen que el diseño hidráulico sea difícil.

Es adecuado realizar ensayos en el terreno para conseguir determinaciones

precisas. El objetivo es conseguir un equilibrio entre la capacidad hidráulica del

sistema y el coste económico.

IV.6.1.1. Tipos de imbornales.

� Imbornales de bordillo (de ventana o lateral): Aquellos cuya boca o abertura

se abre a modo de ventana en la superficie vertical de un bordillo de acera. El agua

penetra realizando un giro de 90º sobre la dirección del flujo. La longitud de

abertura oscila entre 40 cm y 1m. La altura de la ventana es ≤ 15 cm.

En su capacidad influyen la longitud, la pendiente transversal y el espesor de

la lámina de agua.

Conviene realizar una depresión en la calzada a su alrededor.

La ventaja que tienen es que interfieren poco con el tráfico.

� Imbornales de cuneta (de reja u horizontal): Abertura horizontal situada en la

propia cuneta protegida por una o varias rejillas para retener sólidos y proteger al

tráfico.

La posición de los barrotes puede ser longitudinal, transversal u oblícua. La

posición longitudinal tiene mayor capacidad, pero como inconveniente resulta que

son molestas al tráfico de bicicletas.

Estos imbornales tiene mayor capacidad que los de bordillo, sobre todo

frente a pendientes longitudinales pronunciadas.

� Imbornales mixtos: Con dos aberturas: De bordillo y de cuneta. Estos

imbornales tienen gran capacidad de absorción, ya que si se tapona la reja por el

material arrastrado por la lluvia, la abertura del bordillo absorbe el agua

acumulada en la reja.

� Rejas interceptoras: Iguales que el imbornal de reja, pero mucho mayores, así

presentan una mayor superficie de captación.

Se emplean generalmente para soluciones a posteriori, por no haber

colocado suficientes imbornales o en el caso de viales con mala captación de

flujo por combinación de pendientes longitudinales y transversales desfavorables.

Presentan el inconveniente de que su gran tamaño las hace molestas para el

tráfico.

IV.6.1.2. Sumideros.

Cuando las pendientes de las alcantarillas de pluviales sean suficientes para dar

lugar a velocidades que aseguren su limpieza, el riego de las calles es un método

corriente de limpieza. En este caso no conviene disponer de sumideros.

Cuando las pendientes del alcantarillado sean reducidas es conveniente dotar al

imbornal con un depósito de fangos que retenga una gran parte de los sólidos

arrastrados o en suspensión del agua. Se reduce así la formación de sedimentos en las

conducciones, siempre y cuando se limpien con suficiente periodicidad, pues en caso

contrario se produce una obturación del sumidero, y no puede cumplir su función.

IV.6.2. Conexiones domiciliarias.

Son tuberías, generalmente de pequeño diámetro, que unen los edificios con la

red general de alcantarillado. Características:

� Diámetro mínimo de las acometidas: 200 mm.

� Pendiente mínima: 2%. Un 3% es muy recomendable. La conexión con la

alcantarilla ha de hacerse mediante piezas especiales o pequeños registros.

� Si la alcantarilla está a gran profundidad se coloca una tubería vertical

forrada de hormigón llamada chimenea. En este caso, las acometidas se conectan a

la red por la parte superior de la chimenea.

� Las conducciones de las acometidas serán rectas siempre que sea posible. Si

es necesario realizar un cambio de dirección o una unión de dos o más acometidas

hay que establecer registros de limpieza.

� Cuando exista el temor de que las alcantarillas se pongan en carga y refluyan

las aguas a los sótanos a causa de aguaceros intensos, deben emplearse válvulas de

retención.

IV.6.3. Pozos de registro.

Son pozos visitables que se establecen en ciertos puntos clave de la red de

alcantarillado y son uno de los elementos más frecuentes en ellas.

Características:

� Deben ser lo suficientemente grandes como para permitir un fácil acceso a las

alcantarillas.

� En alcantarillas pequeñas de sección circular son generalmente del orden de

1.2 m de diámetro.

� Las alcantarillas de diámetro superor a 600 mm exigen que las bases o

soleras de los pozos sean de mayor tamaño.

� En ocasiones, y sólo en alcantarillas muy grandes, los pozos de registro se

construyen totalmente aparte de la alcantarilla, y se hacen accesos para entrar en

ella.

Situación de los pozos de registro:

� En los cambios de dirección, vertical u horizontal, de las. conducciones de la

red de alcantarillado.

� En las confluencias de dos o más colectores (no es obligatorio en las

acometidas domésticas).

� En los principios de los colectores.

� En los cambios de sección.

� En las alineaciones rectas cada:

• 150-450 m en los colectores de fácil visita (h> 1.7 m).

• 100-140 m en los tramos de h>1.2 m.

• 60-100 m en los tramos de 0.7 m<h<1.2 m.

• 40-60 m en las no visitables (h< 0.7 m).

IV.6.3.1. Construcción de pozos de registro.

El sistema actual de construcción de pozos de registro es el de prefabricados de

hormigón basados en anillos. También se pueden utilizar pozos de registro

prefabricados construidos a base de plástico reforzado con fibra de vidrio, de fundición

o de PVC corrugado.

Un pozo de registro consta de las siguientes partes:

� Una solera, generalmente de hormigón, de espesor superior a 20 cm,

convenientemente cimentada. Sobre esta solera deben formarse los canales de

circulación.

� Un cuerpo cilíndrico cuyo diámetro, condicionado por la posibilidad de

operar en su interior, debe ser no menor de 1.2 m.

� Un cuerpo troncocónico en el que el diámetro se reduce a un valor

comprendido entre 0.6 y 0.8 m.

� Pates de aluminio cada 30 cm.

� Una tapa con marco, metálica, generalmente de fundición, cuya misión

fundamental es la de dar continuidad al pavimento. Condiciones para un buen

diseño:

• Seguridad, de manera que las tapas no se suelten.

• Facilidad de reparación y sustitución.

• Resistencia suficiente para soportar el paso de los vehículos pesados.

• Que no sean ruidosas y trepiden.

• Que sean pesadas, para que no las roben los kinkis.

• Ventilación: Deben facilitar la salida de gases y la entrada de aire.

• Deben estar protegidas contra la entrada de cigarrillos encendidos y

otras basuras.

� Cuando la diferencia de cota entre una de las alcantarillas entrantes y una de

las alcantarillas salientes exceda de 0.5 m, el caudel afluente, alto, puede vertersee a

la cota de la alcantarilla saliente por un pozo de registro denominado boca de caída,

pozo de registro con caída incorporada o pozo de registro con enlacen en desnivel.

IV.6.4. Cámaras de descarga.

Son ciertos depósitos que pueden situarse en los extremos superiors de las

derivaciones y que tienen por misiñon realizar una descarga de su contenido de forma

brusca consiguiendo así velocidades suficientes para la autolimpieza de la alcantarilla,

evitando la aparición de sedimentaciones permanentes.

Hace años se usaron en las alcantarillas con pequeña pendiente, pero

actualmente se usan muy raras veces. La práctica actual consiste en dar a las

alcantarillas pendientes tales que el agua residual tenga suficiente velocidad par

limpiarlas; en caso contrario, se aconseja la limpieza mediante riego con una

manguera.

Una cámara de descarga consta de:

� Un depósito cuya capacidad puede oscilar entre 500 l y 10 3m , según la

importancia de la alcantarilla.

� Una entrada de agua provista de un regulador que garantice un llenado lento

del depósito.

� Un sistema de descarga brusca que puede ser manueal aunque generalmente

es automático.

� Un tuvo aliviadero que impide el desbordamiento del depósito en caso de fallo

del sistema de descarga.

IV.6.5. Confluencias.

Son las zonas de unión de dos o más colectores. En alcantarillas pequeñas estas

confluencias se ejecutan siempre en el interior de un pozo de registro, sin embargo, en

grandes colectores no puede hacerse debido a la apreciable superficie que ocupan.

En el diseño de una confluencia se debe tener en cuenta:

� No producir cambios bruscos de sección: la variación de velocidad puede

ocasionar formación de depósitos.

� Realizar los cambios de dirección de forma progresiva para no modificar la

energía de la corriente, evitando así la formación de remansos y remolinos.

� Evitar totalmente las corrientes de retroceso en algunas de las alcantarillas.

� Debe existir una ventilación fácil.

Recomendaciones:

� En el punto de confluencia los flujos de ambas alcantarillas deben tener la

misma direción, por lo que al menos una de las alcantarillas debe estar dotada de

una curva que permita el cambio de dirección del flujo.

� Cuando se disponga de pendiente suficiente deberán situarse los colectores

afluentes algo más elevados que el colector efluente, y la caída de agua de forma

progresiva.

� Cuando las pendientes sean mínimas, podrá optarse por proyectar los

colectores de forma que coincidan las superficies líquidas a caudales mínimos.

IV.6.6 Rápidos.

Son puntos singulares en los que se pretende romper la carga del agua sin

provocar velocidades excesivas.

Pueden ser de solera en pendiente (de gola o S), o en cascada, a base de realizar

un escalonade de material resistente a la erosión.

En casos especiales, la rotura de carga también puede hacerse en pozos de una o

varias alturas, con o sin colchón de agua para el amorguamiento de la energía. Por

ejemplo, cuandose vierten las aguas residuales de alcantarillas pequeñas que discurren

a poca profundidad a colectores mayores que se encuentras a cotas más bajas.

Es recomendable realizar los rápidos duplicados, de forma que uno esté en

funcionamiento y otro cerrado de forma alternativa.

IV.6.7. Ventilación de alcantarillas y colectores.

Su función es la de garantizar las condiciones aeróbicas en las aguas que

circulan por los colectores y evitar la retención de gases en puntos altos de sumideros

que afecten a viandantes y habitantes de la zona.

Los sistemas de ventilación pueden dividirse en ventilación natural y forzada.

Los métodos de ventilación natural son:

� Chimeneas de tiro desembocando sobre los tejados de los edificios. Por

diferencia entre las temperatura casi constante en el colector y las temperaturas

exteriores se establece una corriente de aire que garantiza la ventilación adecuada.

Altura de las chimeneas: 9 m sobre la calzada. Diámetro interior: 20 cm.

Colocación cada 250 m.

� Utilización de los tubos de bajada de aguas pluviales como tubos de

ventilación. Su resultado ha sido, a veces, satisfactorio, pero resulta algo molesto

para ciertas casas por la posibilidasd de sufrir algún mal olor.

Los métodos de ventilación forzada son:

� Producir un tiro forzado mediante extractores de aire colocados en puntos

altos de las redes. Es un buen sistema, pero como inconvenientes: carestía de sus

instalaciones; longitud de las tuberías, que disminuye la acción de la aspiración; y

alto precio de explotación.

� Registros de ventilación en la calzada. Consisten en una chimemeas tubulares

terminadas por un registro con una rejilla colocada en la calzada. Defecto; se

obstruyen con frecuencia.

La mejor solución es la libre comunicación de la alcantarilla con el exterior por

medio de registros de acceso, y si acaso, algunos de ventilación debidamente

emplazados.

En ocasiones, antes de hacer operaciones de limpieza y conservación: Eliminar

gases mediante desgasificadores compuestos de un grupo ventilador, motor propulsor,

tuberías flexibles y rígidas, cabezal flotante de aspiración y tubo desmontable para

soplar.

IV.6.8. Estructuras de aliviado y desviación.

Se emplean para limitar el paso de agua de un colector hacia la sección de

aguas abajo, vertiendo caudales hacia un cauce superficial, el mar o hacia depósitos de

regulación. Esto implicará un ahorro importante de secciones de red.

El vertido vendrá en función de:

� La capacidad receptora del cauce y de la dilución obtenida en el colector.

� La capacidad máxima de transporte del colector aguas abajo, o bien de otras

limitaciones impuestas, como por ejemplo las existentes a la entrada de las

estaciones depuradoras.

La función del aliviadero consiste en evitar cualquier vertido directo cuando

no hay dilución y permitir el vertido directo a partir de una dilución determinada.

Los vertido no se pueden realizar de cualquier forma, sino que la carga

contaminante del agua vertida tiene que estar lo suficientemente diluida. Se define el

coeficiente de dilución:

Valores admitidos para este coeficiente de dilución son:

� Entrada a depuradora:

� Vertido a cauces superficiales pequeños:

� Vertido a ríos importantes con caudal grande:

� Valor mínimo del coeficiente de dilución.

IV.6.8.1 Aliviaderos laterales.

Vertedero paralelo al flujo del agua, y construido en un la do de la alcantarilla.

Deberá tener suficiente altura para impedir que se produzca vertido de agua residual

durante el tiempo seco, y ser lo suficientemente bajo y largo como para descargar el

caudal en exceso durante las tormentas.

El caudal de descarga sobre el vertedero varía a lo largo de su coronación. Ésta

está longitudinalmente inclinada siguiendo la pendiente i del fondo.

Se pueden dar tres tipos de perfiles de la lámina de vertido en función de la

pendiente de la alcantarilla:

� Supercrítico: Pendiente de la alcantarilla pronunciada. Influencia aguas

abajo.

� Subcrítico: Poca pendiente, influencia aguas arriba.

� Crítico-supercrítico-subcrítico: Poca pendiente y suficientemente largo

IV.6.8.2. Aliviaderos laterales con tabiques deflectores.

Igual que los anteriores, salvo que están dotados de uno o varios tabiques

deflectores en el canal principal, con objeto de aumentar la capacidad del vertedero

lateral por aumento de la altura de vertido.

Estos deflectores se construirán de forma que tan sólo ocupen la parte superior

del canal, dejando pasar por debajo los caudales de tiempo seco.

IV.6.8.3. Aliviaderos transversales.

Los aliviaderos transversales son aquellos cuya coronación es perpendicular al

flujo del colector. En este caso se evita la incertidumbre que suponen los aliviaderos

laterales y su variable nivel de agua, pero es obligado desviar la prolongación de la

alcantarilla. Esta desviación puede hacerse por la parte inferior del vertedero o

lateralmente a éste.

Con estos aliviaderos podemos determinar la descarga mediante las ecuaciones

generales de los aliviaderos.

IV.6.8.4. Aliviaderos de salto.

Un aliviadero de salto está constituido por un canal realizado

perpendicularmente a la solera de la alcantarilla, de forma que el caudal ordinario de

aguas residuales vierta en él por el desnivel existente entre ambos, y pase a la

alcantarilla interceptora.

En tiempo lluvioso, la mayor velocidad del flujo hace que la mayor parte de éste

salte por encima del canal y pase al efluente de aguas pluviales. Una placa inclinada

de acero regulable se proyecta de forma que pueda ajustarse a las distintas condiciones

de flujo.

IV.6.8.5. Sifones aliviadero.

Un sifón aliviadero es una instalación de vertido que aprovecha las

características de los sifones hidráulicos, para realizar el vertido de los caudales

excedentes cuando el nivel de agua en la alcantarilla un cierto valor.

El sifón es pues, el sistema que permite regular la elevación máxima del nivel de

agua en la alcantarilla. Funciona automáticamente y sin mecanismo ninguno. Puesto

que utiliza toda la altura de agua disponible, descarga a mayor velocidad que los

aliviaderos de rebose.

Este dispositivo ofrece indudables ventajas y su poco uso es achacable a la falta

de información que existe sobre ciertos aspectos relativos a su diseño y funcionamiento,

tales como la altura requerida para su cebado, posibles ruido y vibración motivados

por el arranque y la detención del sifón, etc...

IV.6.8.6. Compuertas de marea.

Se emplean cuando la salida de una alcantarilla esté situada en una masa de

agua sujeta a apreciables fluctuaciones de nivel. Este elementoes, a fin de cuentas, muy

parecido a una válvula de retención.

Consiste en una clapeta oscilante situada sobre un marco de asiento inclinado.

Ésta se abre cuando la presión en la alcantarilla es superior a la presión en el punto de

vertido, en se cierra en caso contrario.

IV.6.8.7. Sifones.

Son tramos de las alcantarillas que se proyectan por debajo de la línea

piezométrica para salvar un obstáculo, tal como una trinchera, otras conducciones, un

ferrocarril, un paso subterráneo, o un curso de agua. La tubería de la conducción

trabaja a presión interior.

Los diámetros mínimos de los sifones invertidos son parecidos a los de las

alcantarillas corrientes.

Las velocidades son de 1m/s o más para aguas residuales domésticas, y de 1.25

a 1.5 m/s para aguas pluviales.

Conviene instalar varias tuberías en lugar de una sola, para así mantener las

velocidades adecuadas en todo momento.

En el caso de sifones invertidos para caudales bajos se proponen dos

soluciones, y ambas necesitan de equipos mecánicos que garanticen la limpieza del

sifón.

� Mediante instalación de bombeo: El punto inferior del sifón se conecta a una

tubería con un pozo de bombeo. Durante ciertas horas se funciona con el bombeo y

cuando el caudal aumenta, con el sifón.

� Mediante tornillo sin fin:

IV.6.8.8. Elementos de retención: Depósitos reguladores.

Para proteger una cierta zona de la red y su correspondiente porción de

población servida por esa red, podemos pensar en reducir los caudales de paso por un

colector intercalando algún elemento que actúe de la misma forma que un embalse de

laminación.

Los depósitos reguladores son instalaciones naturales o artificiales que

almacenan un gran volumen de agua en períodos de gran afluencia, desaguando luego

paulatinamente en la red de saneamiento.

Pueden construirse cerrados o a cielo abierto, bien excavando la superficie

actual, bien aprovechando alguna depresión ya existente del terreno.

De acuerdo con la ubicación en la red de drenaje, pueden clasificarse como:

� Depósitos en serie (almacenamiento on line): Tienen un elemento regulador

que limita el caudal de salida a un valor deseado, acorde con las condiciones de la

red aguas abajo, y menor que la capacidad de entrada en el depósito. Una vez que

el depósito está lleno, el exceso de caudal se vierte a través de un vertedero de

seguridad.

� Depósitos en paralelo (almacenamiento off line): Un depósito en paralelo

está conectado con la red de drenaje de manera que el caudal de aguas bajas no

atraviesa el depósito, existiendo algún elemento, por ejemplo un aliviadero lateral,

compuerta automática, etc, que cuando el caudal de paso por la red aumenta,

deriva caudales hacie el depósito. De manera que en el caso anterior, una vez está

lleno el depósito, el exceso de caudal se vierte a través de un vertedero de

seguridad.

Pueden ubicarse más separados de la red, debiendo construirse las

correspondientes conexiones: Dan un cierto grado de libertad, pero se encarece su

construcción.

En tiempo seco son visitables, lo cual redunda en un mejor mantenimiento.

Si no es posible vaciarlos por gravedad hay que añadir el coste del bombeo.

� Combinaciones de depósitos serie/paralelo: Es posible combinar ambas

filosofías disponiendo dos unidades conjuntas de manera que una funcione en serie y

otra en paralelo.

IV.6.8.8.1. Elementos de un depósito de retención.

� Situación en vertical: Se recomienda que las dimensiones en altura del

depósito no excedan de 3.5 m.

� Situación en planta: Una forma rectangular tiene ventajas de minimización de

costos de construcción. Los depósitos circulares u octogonales serán más caros de

construcción, pero tienen facilidades de limpieza (no hay que barrer las esquinas ☺)

� Entrada en el depósito: Depósitos en serie no necesitan un elemento especial

de entrada en el depósito. En depósitos en paralelo la entrada en los mismos se

realiza a través de alguna estructura, habitualmente un aliviadero lateral.

� Consideraciones sobre el fondo del depósito: Para facilitar la limpieza del

depósito y la eliminación de sedimentos, se deben disponer fondos con pendientes

laterales y canaletas de recogida de fondo.

� Estructuras de salida: Sería deseable poder mantener un caudal de salida

constante. Sin embargo, ello depende del elemento de desagüe existente.

� Vertedero de seguridad: El depósito de retención, una vez lleno, eliminará los

excesos de caudal a través de un elemento de vertido. Como criterios de diseño,

dimensionar el vertedero con un nivel de seguridad elevado como mínimo, para

poder desaguar todo el caudal de entrada en el depósito, previendo la posibilidad de

que la salida quede inutilizada.

� Elementos auxiliares: Suministro eléctrico para iluminación, labores de

limpieza y bombeo, etc. Ventilación para los depósitos enterrados.

� Elementos de limitación del caudal de salida: Un regulador de caudal puede

ser desde un simple orificio hasta cualquier mecanismo, válvula o compuerta,

manejado de forma mecánica.

Dentro de lo que se denominan mecanismos fijos, tenemos los orificios, los

vertederos o algunos mecanismo como las válvulas de vórtice (hydrobrakes). Los

más sencillos son los orificios o “bujeros”.

El empleo de vertederos es muy habitual en el caso de depósitos de retención,

bien como elementos del sistema de vaciado o bien como elemento de seguridad del

depósito. Las formas habituales suelen ser triangular o rectangular.

Otros reguladores son las válvulas de vórtice o de torbellino, a veces

conocidas como hydrobrake. Consisten en un cilindro excéntrico para la salida,

estando la entrada situada en un lateral. El agua entra tangencialmente a medida

que se llena el depósito, y sale por el orificio central con un movimiento helicoidal.

El elevado régimen de velocidad que se logra en la válvula reduce algo el nivel de

sedimentación.

IV.6.8.9. Instalaciones de bombeo.

Las condiciones que más frecuentemente obligan a la instalación de bombeos en

las redes de saneamiento son:

� Existencia de sótanos en las edificaciones.

� Cuando la topografía urbana es tal que las alcantarillas, para obtener

suficiente pendiente, han de ser tan profundas que su coste de construcción

resultaría muy elevado, y se realizan escalones de bombeo.

� Cuando el punto de vertido de la alcantarilla esté a un nivel inferior al del

curso de agua donde ha de desaguar.

� Cuando es preciso elevar las aguas residuales con el fin de que adquieran la

altura suficiente para circular por gravedad a través de la instalación de

tratamiento.

Las bombas que se utilizan en el bombeo de aguas residuales son, en principio,

las mismas que se emplean en el bombeo de aguas limpias, considerando el alto

contenido en sólidos (incluso de dimensiones apreciables) en suspensión. Esto hace que

las bombas alternativas y gran parte de las bombas rotativas sean inadecuadas.

Son de uso frecuente las bombas de eyector y las bombas centrífugas, sin

embargo, éstas últimas deben adaptarse al paso de sólidos por su interior. Se trata en

general de bombas de rodete abierto o con un pequeño número de álabes, con

aspiración por un solo lado.

Debe disponerse también de una boca de limpieza por succión que facilite la

eliminación de los sólidos cuyo tamaño sea excesivo para pasar por la bomba.

Las instalaciones de cierta importancia deben protegerse con rejillas.

Normalmente, las bombas para aguas residuales se instalan de forma que queden

en seco

Como la altura a la que las bombas deben elevar el agua residual será

probablemente variable, es conveniente que la curva de rendimiento sea plana.

Otro tipo de bombas utilizadas en aguas residuales son las denominadas

trituradoras (al mismo tiempo que dan elevaciones no muy grandes triturasn los

residuos de tamaño variable, evitando su obstrucción), y las bombas de tornillo de

Arquímedes (tornillo que gira sobre su eje en el interor de un cilindro o semicilindro,

pudiendo fácilmente elevar sólidos de tamaño considerable; tiene caudales de retorno

altos y rendimiento bajo).

Es frecuente en instalaciones elevadoras de cierta importancia disponer de

bombas en número mínimo de tres, de distinta potencia. En pequeñas instalaciones, en

cmabio, pueden proyectarse depósitos relativamente grandes y preverse un

funcionamiento intermitente de las bombas.

Los elementos más importantes que integran una estación de bombeo son:

� El depósito de bombeo.

� Las bombas propiamente dichas.

� Los sistemas de tuberías a presión complementarias, que pueden tener

longitud desde escasa a significativa.

� El suministro energético al sistema hidráulico, generalmente eléctrico.

� Suministro energético alternativo, por lo general por parte de grupos

electrógenos.

� La instrumentación y control de todas las variables significativas que conlleva

una estación de bombeo.

IV.7. EL PROYECTO DE SANEAMIENTO.

IV.7.1. Anteproyecto.

B) Indicar sobre un plano topográfico a escala 1/25000 ó 1/10000:

� Áreas a desaguar (estudio de cuencas).

� Ubicación de los aliviaderos de crecidas.

� Emplazamiento de las E.D.

� Localización de los cauces receptores.

C) Adjuntar los perfiles longitudinales de los colectores.

D) Disponer de datos de sondeo en las zonas que van a ser ocupadas por las

E.D. y por puntos importantes de los colectores.

E) Calcular las secciones de los colectores.

F) Establecer los grados de dilución en los puntos de descarga.

IV.7.2. Proyecto.

Hay que tener conocimientos sobre:

� Topografía del área en estudio.

� Desarrollo urbanístico del área en estudio.

� Ubicación de los cauces naturales.

� Datos sobre evolución de la población.

� Evolución de las intensidades pluviométricas (períodos de retorno: 2, 5, 10,

50, 100, 1000 años).

En el desarrollo del proyecto hay que tener en cuenta:

� Las estrategias a mantener en el trazado de redes (aprovechamiento de

cuencas, puntos de vertido, desarrollo de colectores...)

� Proponer los trazados de las redes más idóneos y en su caso, posibles

trazados alternativos.

� Los sistemas de redes que se emplean.

� El aspecto de la red viaria.

� El suelo, para la determinación del coeficiente de escorrentía.

� Estimar los diferentes caudales de aguas a evacuar.

� El método de cálculo a emplear en la determinación de secciones del

alcantarillado, estableciendo velocidades, calados y pendientes en las redes.

IV.7.2.1. Documentos del proyecto.

� Memoria: Situación actual del saneamiento, soluciones recomendadas,

disposiciones constructivas elegidas, materiales y unidades de obras proyectados,

sistemas de redes que se pueden utilizar, depuración de las aguas.

� Anexos a la memoria: Cálculos hidrológicos, hidráulicos y mecánicos de

todos los elementos que se implanten en las redes.

� Planos:

• De planta general a E: 1/25000 ó 1/10000, señalando la red de colectores y

dibujando flechas para señalar el sentido de circulación que tienen las aguas

dentro de esas redes.

• Sectoriales a E: 1/5000, 1/2000 ó 1/1000. señalando límites de los polígonos,

red viaria, trazado de la red, ubicación de los pozos de registro, imbornales...

• De perfiles longitudinales a E: 1/500.

• Planos de detalle: Zanjas, canalizaciones, pozos de registro...

• Planos de desagüe en las redes, para la representación del trazado de los

emisarios.

• Planos de las estaciones depuradoras.

• Planos de obras accesorias (encauzamientos, protecciones, etc).

� Pliego de condiciones:

• Características técnicas de los materiales y de los elementeos

complementarios.

• Normativa a cumplir (hace referencia a las Normas UNE).

• Control de calidad: Pruebas preceptivas, pruebas de la tubería

instalada, pruebas de tramos, revisión general).

• Uso y mantenimiento de las redes y elementos complementarios.

• Especificaciones de montaje (definición de operaciones, ensayos

preciosos...)

� Presupuesto que se tendrá que componer de los capítulos de:

• Mediciones: Movimientos de tierra, pavimentación y firmaes,

conducciones, obras de fábrica, obras varias, depuración y vertido, obras

accesorias, obras especiales, señalizaciones, etc).

• Cuadro de precios: Donde se deben reflejar los precios de las unidades

y elementos que figuran en el capítulo anterior.

• Presupuesto general: Con descomposición de los mismos artículos

expresados en el capítulo de mediciones, a cuyas partidas se aplicarán los

precios del capítulo de cuadro de precios.

IV.8. OPERACIONES DE MANTENIMIENTO Y EXPLOTACIÓN.

PROBLEMAS EXISTENTES.

Explotación: Conjunto de operaciones o actividades cuya finalidad es hacer

cumplir a la red de saneamiento los objetivos inicialmente previstos:

� Limpieza de los conductos de la red.

� Limpieza de las instalaciones complementarias a la red.

� Conservación y mantenimiento de la red.

� Reparación y renovación de la red.

� Reparación y renovación de las instalaciones complementarias.

� Control de inspección de las alcantarillas.

� Control de vertidos en la red.

� Control de calidad de las aguas y Q en puntos de la red.

� Control del agua vertida por aliviaderos y Q y calidad del agua depurada o

del cauce.

� Control de ventilación y gases en la red.

Problemas existentes: Infiltración y caudales incontralados, corrosión y olores.

Los hay imputables a la red y a causas externas.

Imputables a la red:

� Insuficiencia de la capacidad portante.

� Cierres hidráulicos.

� Erosiones.

� Sedimentaciones.

� Pérdidas de agua.

� Introducción de aguas exteriores.

� Dos de los problemas más importantes del funcionamiento de una red de

saneamientos están asociados fundamentalmente a la producción de 2SH :

• Corrosión: el 2SH puede ser oxidado a 42SOH por la acción de

bacterias que se desarrollan en las paredes de los conductos dando

importantes problemas de corrosión.

• Emanaciones de gases malolientes y tóxicos: El gas 2SH es tóxico para

los seres humanos y provoca olores muy fuertes. Existen también otros gases

tóxicos que son un peligro potencial para los operarios.

� Explosiones.

Imputables a causas externas:

� Roturas de conductos (raíces, sobrecargas).

� Asentamientos.

� Perforaciones.

� Uso de pozos de registro como vertederos.

� Interferencias con tuberías de gas o cables de A.T.

� Agresividad del terreno: Ataque químico exterior.

� Vertidos de ácidos corrosivos: Ataque químico interior.

IV.8.1. Métodos de control de gases malolientes en redes de alcantarillado.

IV.8.1.1. Métodos biológicos.

� Torres biológicas especiales de Stripping: Este tipo de torres pueden

utilizarse para arrastrar los compuestos malolientes de la armósfera de las

alcantarillas. Normalmente las torres se rellenan con medios plásticos de diversos

tipos en los que se desarrollan los crecimientos biológicos.

� Filtros percoladores o tanques de fangos activados: Los gases de ls

alcantarillas y estaciones de bombeo se pueden hacer pasar a través de filtros

percoladores o ser inyectados en tanques de fangos activados para eliminar los

compuestos malolientes.

IV.8.1.2. Métodos químicos.

� Oxidación química: La oxidación de los compuestos causantes de olores es

uno de los métodos de control más comunmente utilizados. Entre los oxidantes de

uso más extendido están el Cloro (contribuye a limitar el desarrollo de la película

biológica), el Cloruro férrico, el Peróxido de hidrógeno, el Ozono y el Dióxido de

azufre.

� Lavado con álcalis: Los gases pueden pasarse a través de soluciones de

álcalis, tales como cal apagada e Hidróxido de sodio, para eliminar los olores. Si el

nivel de Dióxido de carbono es muy elevado los costes pueden ser prohibitivos.

IV.8.1.3. Métodos físicos.

� Aborción con carbón activo: Los gases pueden hacerse pasar a través de

lechos de carbón activo para eliminar los olores. La regeneración del carbón puede

contribuir a reducir los costes.

� Aborción sobre arena o el suelo: Los gases pueden hacerse pasar a través de

arena o del suelo. A menudo, los gases malolientes precedentes de las estaciones de

bombeo son conducidos a suelos circundantes o a unos lechos especialmente que

contienen arena o tierra. El papel de las bacterias en la operación de estos sistemas

no es bien conocido en el momento presente.

� Combustión: Los olores de los pueden eliminarse por combustión a

temperaturas variables entre 650 y 760 ºC. Las temperaturas necesarias pueden

reducirse por medio de catalizadores. A menudo los gases de las alcantarillas se

incineran conjuntamente con los fangos de las plantas de tratamiento.

� Agentes enmascarantes: Se pueden añadir productos perfumados al agua

residual para contrarrestar o enmascarar los malos olores. En algunos casos, el

olor de los agentes empleados es peor que el original.

� Inyección de Oxígeno: La inyección de Oxígeno (tanto aire como Oxígeno

puro) en el agua residual para controlar el desarrollo de condiciones anaeróbicas es

un método efectivo. Para ello se ha empleado la inyección direta en las

conducciones mediante difusores, aireadores u otras técnicas.

� Torres de lavado de gases: Los gases se pueden hacer pasar a través de torres

de lavado de diseño especial para eliminar los olores. Generalmente se utiliza un

agente químico o biológico conjuntamente con la torre.

IV.9. SEGURIDAD (CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN).

Las Normas para la construcción estarán incluidas en el Estudio de Seguridad

del Proyecto.

Durante la explotación se debeerán dar unas Normas a los equipos.

IV.9.1 Elementos de seguridad para la detección de gases.

� Detector de gases.

� Explosímetro.

� Pastillas detectoras de CO.

� Detector de falta de O.

� Ventiladores forzados.

IV.9.2. Gases peligrosos.

� 2SH : Procede de humos de petróleo y procesos de anaerobiosis. Incoloro,

inflamable, explosivo y venemoso (paraliza los centros nerviosos).

� 4CH : Incoloro, inodoro, insípido, no venenoso, inflamable y explosivo.

Provoca asfixia.

� CO: Incoloro, inodoro, no irritante, insípido, inflamable y explosivo. Se

produce como subproducto de combustión con falta de 2O . Causa la muerte por

asfixia.

� 2CO : Incoloro, inodoro y no inflamable. Se desprende de los estratos

carbonosos de la combustión. Actúa sobre los centros nerviosos de la respiración.

� N: Incoloro, inodoro, insípido, no venenoso y no inflamable. Actúa

desalojando el O de los tejidos.

IV.10. TENDENCIAS Y AVANCES RECIENTES. NUEVOS SISTEMAS

DESANEAMIENTO.

IV.10.1. En gestión.

� Cada vez se realiza un mayor control de la infiltración y caudales

incontrolados al alcantarillado, por lo que normalmente no se ocnsideran estos

caudales en el cálculo.

� Se tien en cuenta que la red de saneamiento y la estación depuradora forman

un conjunto, entendiendo que para el correcto funcionamiento de ambas hay que

considerar las transformaciones que se producen en las aguas residuales durante su

transporte.

IV.10.2. Control y nueva gestión de las aguas pluviales.

� Se tiende a construir infraestructuras que minimicen los impactos de la

escorrentía urbana, ya sea por generación de reboses en alcantarillas unitarias

como por vertido directo en redes de pluviales.

� En esta nueva gestión de las aguas pluviales se tiene a construir depósitos de

retención para laminar aguas pluviales, o bien dispositivos de retención de

contaminación previos a la entrada de agua en la red o antes de aliviar, como puede

ser un pretratamiento.