diseño y construcción de alcantarillado sanitario

Diseo y Construccin de Sistema de Alcantarillado con Lagunas de Estabilizacin y Puente-Tubera

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Instituto de Desarrollo e Investigacin Construir Ing. Lus Antonio Ramrez Morn Web: www.institutoconstruir.org

Diseo y Construccin de Sistema de Desage

1.1 DEFINICINES y CONCEPTOS

Marco legal Normas, Codigo, Reglamentos, dispositivos, Resoluciones Ministeriales, Constitucin y todo documento jurdico y legislativo que tiene que ver con el buen desempeo de la construccin civil en nuestro pas.

Normas Tcnicas del Reglamento Nacional de Edificaciones-RNE-Decreto Supremo N 015-2004-VIVIENDA, las mismas que se describe a continuacin:

OBRAS DE SANEAMIENTO

OS.010 Captacin y conduccin de agua para consumo humano. OS.020 Plantas de tratamiento de agua para consumo humano. OS.030 Almacenamiento de agua para consumo humano. OS.040 Estaciones de bombeo de agua para consumo humano. OS.050 Redes de distribucin de agua para consumo humano. OS.060 Drenaje pluvial urbano. OS.070 Redes de aguas residuales. OS.080 Estaciones de bombeo de aguas residuales. OS.090 Plantas de tratamiento de aguas residuales. OS.100 Consideraciones bsicas de diseo de infraestructura sanitaria.

1) Organizacin Mundial de la Salud (OMS) 2) Direccin General de Salud Ambiental (DIGESA) 3) Centro panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) 4) Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS) 5) Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) 6) Empresas prestadoras del servicio de agua potable y alcantarillado (SEDA ..., EPS,

EMAPA..) 7) Ley General de aguas Ley N 17752 8 (d) 8) Ley de Recursos hdricos, Ley N29338: arts. 79, 80, 81 y 82 9) Autoridad Nacional del Agua (ANA)

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1.1 DEFINICINES y CONCEPTOS

Afluente: Liquido que ingresa a una planta de tratamiento de aguas residuales.

Efluente: Liquido que sale de una planta de tratamiento de aguas residuales.

Unidades: mg/L: Miligramo por litro mg/100ml: Miligramo por cada 100 mililitro 1 mg/100ml = 10 mg/L NMP/100ml: Nmero ms probable por cada 100 mililitro NMP/100 ml = 10 NMP/L Ppm: Partes por milln

Emisario Submarino: Tubera y accesorios complementarios que permiten conducir las aguas residuales pretratadas hacia el mar.

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Agua residual. Agua que ha sido usada por una comunidad o industria.

Agua residual domstica. Agua de origen domstico, comercial o institucional que contiene desechos fisiolgicos y otros provenientes de la actividad humana.

Agua residual industrial. Agua de origen industrial, que contiene desechos qumicos y otros, provenientes de la actividad industrial.

y a donde van a parar esas aguas?

IMPACTO ECOLOGICO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DE LIMA METROPOLITANA

La poblacin de Lima que supera los 8 millones de habitantes recolecta 18.4 m3/s de aguas servidas, y solo el 20% tiene tratamiento: a travs de las diversas plantas de tratamiento de aguas residuales y el 80% son descargadas sin tratamiento alguno al mar y ros originado problemas como:

Contaminacin de Mar, Playas y Ros Contaminacin de los Recursos microbiolgicos de consumo directo Perdida de la esttica de playas Riesgo de proliferacin de enfermedades endmicas

PELIGROS PARA LA SALUD: Las enfermedades que pueden producirse con el solo contacto con las aguas infectadas son:

- Otitis externa - Conjuntivitis - Infeccin de heridas recientes.

Si se ingieren, el resultado puede ser:

- Gastroenteritis (nuseas, vmitos, diarreas), - Fiebre tifoidea y disentera. - Enteritis - Meningitis - Hepatitis - Poliomielitis

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Alteracin de ecosistema (modificacin del equilibrio del medio ambiente)

Segn el Instituto del Mar del Per (IMARPE) El Litoral del Callao es, sin lugar a dudas, el ms contaminado debido al drenaje de los colectores Comas, Centenario , Rio Rmac, Rio Chilln, entre otros, sus aguas infestadas de coliformes fecales, metales pesados, aceites e hidrocarburos del petrleo superan los lmites mximo permisibles de la Ley de Recursos Hdricos y advierte que entre el centro y el norte de la baha, se ha registrado 'anoxia' o bajos niveles de oxgeno, lo cual ha disminuido la temperatura de esta zona con relacin al resto de baha, afectando seriamente el ecosistema marino.

Por que se produce la falta de oxgeno?

Las materias orgnicas que son las bacterias coliformes fecales demandan oxgeno y producen gases txicos durante su descomposicin, provocando la desoxigenacin del agua con el consecuente perjuicio a la respiracin de peces, crustceos y molscos".

CONCENTRACION CONTAMINANTE DE LAS AGUAS SERVIDAS QUE VAN AL MAR SIN TRATAMIETO

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BAHIA DEL CALLAO Y MIRAFLORES LIMA PERU

SISTEMA DE COLECTORES DE LIMA METROPOLITANA QUE VAN AL MAR

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AREAS DE INFLUENCIA DE AGUAS SERVIDAS QUE VAN AL MAR SIN TRATAMIETO

1) Colector Comas (que abarca todo el cono norte)., 2) Centenario (desde El Agustino hasta La Punta) 3) Costanero (Desde San Miguel hasta la Perla 4) Colector n6 (de San Juan de Lurigancho hasta el aeropuerto y que asoma en lo alto de una de las

mrgenes del Rmac a la altura de la cuadra 26 de la avenida Per, distrito de San Martn de Porres) 5) Surco (que abarca todo el cono sur).

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PLAN MAESTRO DE SEDAPAL PARA EL MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUAS SERVIDAS DE LIMA METROPOLITANA

Segn el Estudio del Manejo de Aguas Residuales de Lima Metropolitana segn, NJS-Parsons ES (1995) De las 5 alternativas sobre manejo y disposicin final de aguas servidas que presento NJS, se eligi la cuarta la que correspondi a la Descarga Marina Doble( Se trata de 2 Emisores Submarinos: Uno al sur en la Chira exactamente y el otro en el Norte en la Playa Oquendo), teniendo como base la reduccin de caudales descargados al mar y el mayor rehus de las aguas servidas tratadas dentro y en la periferia de la ciudad.

Zona Norte Proyecto de Mejoramiento del Sistema de Alcantarillado de la Zona Norte de Lima

Fase I: Proyecto Interceptor Norte Fase II: Proyecto Oquendo

Zona Sur Proyecto de Mejoramiento del Sistema de Alcantarillado de la Zona Sur de Lima Metropolitana- MESIAS

Fase I: Proyecto San Bartolo Fase II: Proyecto La Chira

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Segn el Estudio del Manejo de Aguas Residuales de Lima Metropolitana segn NJS-Parsons ES (1995) Descarga Marina Doble( Se trata de 2 Emisores Submarinos: Uno al sur en la Chira exactamente y el otro en el Norte en la Playa Oquendo)

Zona Norte Proyecto de Mejoramiento del Sistema de Alcantarillado de la Zona Norte de Lima

Fase II: Proyecto Oquendo Emisor Submarino ubicado en Oquendo-Callao de D=3.60 m , L=8 Km, Q= 14.9 m3/s y profundidad de descarga de 50 m.

Zona Sur Proyecto de Mejoramiento del Sistema de Alcantarillado de la Zona Sur de Lima Metropolitana- MESIAS

Fase II: Proyecto La Chira Emisor Submarino ubicado en la Chira Chorrillos de D=2.40 m , L=3 Km, Q= 9 m3/s y profundidad de descarga de 60m.

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Interceptor Norte en Taboada

Actualmente el 65% de las aguas servidas de todo Lima (11,9 m3/s) sern evacuadas hacia la playa de la Taboada, al final de la autopista Faucett, al norte del aeropuerto. Por eso, se construyo el interceptor norte que recolecta las aguas del colector Costanero, del colector n6, del colector Bocanegra, del colector Comas y del Colector Centenario, por lo que se ha invertido 160 millones de soles en la construccin de este interceptor, una tubera de casi 2 metros de dimetro y 19 kilmetros de largo que cruza los distritos de San Miguel, Bellavista, Carmen de la Legua y el Callao.

El proyecto de SEDAPAL, quiere enviar ms de la mitad de las aguas servidas de Lima a la playa Taboada, tal es as que en abril del 2008, colapso el colector San Miguel por lo que sus aguas fueron enviadas al interceptor norte.

La zona Norte es la que recibe mayores colectores como el : el colector centenario , el colector Comas, el colector Bocanegra , las aguas del ro Rimac (que reciben el colector n6) y del ro Chilln (que recibe las aguas del colector de Puente Piedra - La Cachaza). Esta concentracin de desages ha creado un problema social de contaminacin, por lo que el gobierno prometi construir la planta de tratamiento de aguas residuales de Taboada para descontaminar el Callao y Ventanilla.

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MESIAS El Proyecto Mejoramiento del Sistema de Alcantarillado de la Sur de Lima Metropolitana (MESAS). En el ao 1999 se consigui el financiamiento a travs de la JICA del Japn para hacerlo realidad este proyecto, valorizado en US $150 millones.

En marzo del 2001 se concluy la construccin de 33 km de tubera de desage que une Lima con San Bartolo, para conducir hasta 3,2 m3/s de aguas residuales hacia tres plantas de tratamiento que son:

San Juan de Miraflores

Parque 26 y Huscar

San Bartolo

El objetivo del proyecto fue derivar 3,2 m3/s de desage de los 6.4 m3/s del colector Surco o La Chira, para su tratamiento y reso

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Contratos de obra: Variante Lurn o Sistema de excedentes-San Bartolo (Contrato 102) Construccin Planta de Tratamiento de Aguas Residuales San Bartolo (Contrato 201)

Zona Sur Fase I(Obras Culminadas)

Sistema de Excedentes de San Juan Emisor Submarino ubicado en la Playa Venecia de D= 700 mm, L= 800m, Q=1 m3/s y una profundidad de descarga de 25m

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MESIAS

Emisor Submarino ubicado en la Playa Venecia de D= 700 mm, L= 800m, Q=1 m3/s y una profundidad de descarga de 25m

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Redes de recoleccin. Conjunto de tuberas principales y ramales colectores que permiten la recoleccin de las aguas residuales generadas de las viviendas.

Ramal Colector. Es la tubera que se ubica en la vereda de los lotes, recolecta el agua residual de una o ms viviendas y la descarga a una tubera principal.

Colector. Tubera horizontal en un sistema de desage que recibe la descarga de ramales.

Tubera Principal. Es el colector que recibe las aguas residuales provenientes de otras redes y/o ramales colectores.

Tensin Tractiva. Es el esfuerzo tangencial unitario asociado al escurrimiento por gravedad en la tubera de alcantarillado, ejercido por el lquido sobre el material depositado.

Pendiente Mnima. Valor mnimo de la pendiente determinada utilizando el criterio de tensin tractiva que garantiza la autolimpieza de la tubera.

Profundidad. Diferencia de nivel entre la superficie de terreno y la generatriz inferior interna de la tubera.

Recubrimiento. Diferencia de nivel entre la superficie de terreno y la generatriz superior externa de la tubera (clave de la tubera).

Dimetro efectivo. Dimetro interior, real til, con el que se definen los clculos. Dimetro del diseo hidrulico.

Dimetro nominal. Es un nmero de referencia del fabricante que no necesariamente corresponde al dimetro interior o efectivo.

Estudio de factibilidad. Documento donde se analiza con mayor profundidad los aspectos tcnicos, financieros, institucionales, ambientales, jurdicos, econmicos y sociales de un proyecto, para establecer la mejor alternativa de su viabilidad.

Estudio definitivo Conjunto de actividades sucesivas, que permiten obtener datos concretos para la elaboracin del o los Expedientes Tcnicos de obra. Estas actividades estn enmarcadas a la obtencin de disponibilidad de terreno, aseguramiento de la fuente de abastecimiento y financiamiento.

Expediente tcnico de obra. Conjunto de documentos consecuencia de la elaboracin de los estudios. Este contiene: Memoria descriptiva, Especificaciones Tcnicas del Proyecto, Planos de Ejecucin de Obra, Estudio de Suelos, Estudio Geolgico, planilla de metrados, Anlisis de Precios Unitarios y sus Especificaciones, Desconsolidado de Gastos Generales y Utilidad, Frmula Polinmica (s), Cronograma General de Ejecucin de obra y Cronograma de Desembolsos, Proforma de Contrato, Cdigo de Normas Tcnicas y otros documentos que la Disposicin Legal Vigente exija de acuerdo a la complejidad de la obra.

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1.1.1 PARTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO

El sistema de alcantarillado se puede conformar de 3 estructuraciones bsicas como son: RED DE ALCANTARILLADO PLANTA DE TRATAMIENTO CUERPO RECEPTOR

RED DE ALCANTARILLADO Esta formado principalmente por un sistema de conductos enterrados; generalmente tuberas, ubicados a lo largo de las calles y en el eje de las mismas o en ambas mrgenes; segn sea el caso o lo amerite la situacin, que recolectan las aguas residuales.

PLANTA DE TRATAMIENTO Es la parte del sistema que recibe las descargas de las aguas residuales, para luego ser depositadas en grandes extensiones para ser tratadas mediante un proceso de operaciones fsicas, biolgicas qumicas que remueven el material suspendido, coloidal o disuelto.

Laguna de estabilizacin de mampostera de piedra

CUERPO RECEPTOR

Es la parte del sistema que recibe las aguas residuales tratadas para ser conducidas a un depsito natural tal como el mar, canal, lago o un terreno agrcola.

1.1.2 PARTES DE LA RED DE ALCANTARILLADO

La red est compuesta por tuberas que reciben diferentes nombres a lo largo de su desarrollo y ubicacin y pueden ser:

a) Laterales Ramales (inciales): Son las primeras tuberas que recolectan las aguas residuales de origen domiciliario, industrial comercial, reciben nicamente los desages provenientes de los domicilios

b) Secundarias: Reciben el caudal de dos o ms tuberas laterales inciales

c) Subcolectores Colector Secundario: Recibe el desage de 2 o ms tuberas secundarias

d) Colector Principal o Troncales: Son aquellas tuberas usualmente de mayor dimetro que reciben las descargas que han colectado las tuberas de 2 mas sub colectores colectores secundarios, tambin se les conoce como interceptores cuando estn colocados en forma perpendicular a otros conductos de menor dimetro.

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e) Emisor. Son las tuberas de mayor dimetro de todo el desage, los que conducen el volumen total de aguas residuales captadas por todo el sistema de tuberas del desage al cual ya no le llegan mas descargas y cuyo objetivo final es conducir sus aguas a una planta de tratamiento un depsito natural.

Emisor con objetivo final Planta de tratamiento Puente tubera de Emisor Coasa- Puno-Per

Emisario Submarino; Tubera y accesorios complementarios que permiten conducir las aguas residuales pretratadas hacia el mar.

Emisor con objetivo final un deposito natural; El Mar - Emisor Submarino Venecia (1 m3/s)

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Consideraciones Generales para el diseo de un emisor submarino

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Consideraciones para el diseo de un emisor submarino segn D.S. N 022-2009- Vivienda

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1.1.3 SISTEMAS DE REDES DE ALCANTARILLADO

Los sistemas de alcantarillado se clasifican segn el tipo de agua que conducen as pueden ser

1 . Sistema Sanitario Este sistema se caracteriza por recolectar exclusivamente las aguas residuales domesticas e industriales servidas a travs de tuberas independientemente del sistema pluvial.

2 . Sistema pluvial Este sistema se caracteriza por evacuar exclusivamente las aguas de escorrenta superficial producida por la lluvia, a travs de canales o tuberas. Este tipo de sistema es muy utilizado en zonas donde el aporte de las aguas pluviales es significativo.

3. Sistema combinado o Unitario Este sistema se caracteriza por evacuar y conducir simultneamente las aguas residuales (domesticas e industriales servidas) y las aguas pluviales a travs en una sola red de tuberas. Este sistema es muy utilizado en zonas donde el aporte de aguas pluviales no es significativo o donde la densidad poblacional no es alta. El costo inicial es ms bajo comparado con los sistemas independientes o separativos.

El tipo de alcantarillado que se ha de usar depender de las caractersticas de zona, clima y topografa as como de las condiciones econmicas del proyecto. Por ejemplo en algunas localidades pequeas con determinadas condiciones topogrficas, se podra pensar en un sistema de alcantarillado sanitario inicialmente, dejando que las aguas provenientes de las lluvias corran por las calzadas de las calles, aplazando la construccin del sistema de alcantarillado pluvial hasta que las aguas de lluvias se transformen en un verdadero problema para la poblacin. Por otro lado al unir las aguas residuales y las aguas provenientes de las lluvias, es decir un sistema de alcantarillado combinado para una zona lluviosa, es una solucin econmica inicialmente desde el punto de vista de recoleccin, pero no lo ser la solucin global. Por lo que se debe procurar en lo posible una solucin separada al problema de la conduccin de aguas residuales y provenientes de lluvias.

1.2 TIPOS DE DISPOSICION DE REDES DE TUBERIAS

No existe una regla general sobre la disposicin, forma o distribucin de las redes de tuberas de alcantarillado, ya que esta en funcin a las condiciones topogrficas y econmicas del lugar y pueden clasificarse en:

1) Sistema de topografa llana 2) Sistema de topografa entre quebradas 3) Sistema de topografa dentro de la quebrada

1) Sistema de topografa llana Este sistema de alcantarillado se emplea en zonas llanas a semillanas y se caracteriza por tener un solo interceptor que da lugar al emisor ubicado en la zona mas baja de donde se asentado la poblacin. El interceptor recoge el caudal de aguas residuales de la red y empalma al emisor que lo transporta a una planta de tratamiento.

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2) Sistema de topografa entre quebradas

Este sistema es usualmente adoptado cuando la zona es accidentada y se ubica entre dos quebradas dando lugar a los interceptores que se encuentran lateralmente al ro quebrada, Los interceptores recoge el caudal de las aguas residuales de la red de cada quebrada y empalman al emisor que lo transporta a una planta de tratamiento. Por otro lado debido a las dificultades de construccin en estos terrenos otra alternativa de solucin es dividir el rea drenada en una serie de zonas paralelas.

3) Sistema de topografa dentro de la quebrada

Este tipo de sistema de alcantarillado se da en terrenos accidentados donde la poblacin se asentado dentro de la quebrada que concentra los flujos a drenar desde las orillas hacia su interior, originando una sola descarga, un solo interceptor que da lugar al emisor ubicado en la zona mas baja. El nico interceptor recoge el caudal de aguas residuales de la red y empalma al emisor.

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1.3 NORMAS Y CRITERIOS PARA EL DISEO DE LA RED DE TUBERIAS DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

1.3.1 Ubicacin y recubrimiento de tuberas

En las calles o avenidas de 20 m de ancho o menos se proyectar una sola tubera principal de preferencia en el eje de la va vehicular.

En avenidas de ms de 20 m de ancho se proyectar una tubera principal a cada lado de la calzada

La distancia entre la lnea de propiedad y el plano vertical tangente ms cercano de la tubera principal debe ser como mnimo 1,5 m.

La distancia mnima entre los planos verticales tangentes ms prximos de una tubera principal de agua y una tubera principal de aguas residuales, instaladas paralelamente, ser de 2 m, medido horizontalmente

La mnima distancia libre horizontal medida entre ramales distribuidores y ramales colectores, entre ramal distribuidor y tubera principal de agua o alcantarillado, entre ramal colector y tubera principal de agua o alcantarillado, ubicados paralelamente, ser de 0,20 m. Dicha distancia debe medirse entre los planos tangentes ms prximos de las tuberas

Las tuberas generalmente van enterradas en el medio de las calles, avenidas, etc. Estas tuberas deben protegerse para poder soportar los esfuerzos originados por la accin de las cargas fijas y mviles por lo que el recubrimiento sobre las tuberas no debe ser menor de 1,0 m en las vas vehiculares y de 0,6 m en las vas peatonales. Los recubrimientos menores deben ser justificados

En las vas peatonales, pueden reducirse las distancias entre las tuberas y entre stas y el lmite de propiedad, as como, los recubrimientos siempre y cuando se disee proteccin especial a las tuberas para evitar su fisuramiento o rotura. Si las vas peatonales presentan elementos (bancas, jardineras, etc.) que impidan el paso de vehculos.

En caso de posibles interferencias con otros servicios pblicos, se deber coordinar con las entidades afectadas con el fin de disear con ellas, la proteccin adecuada. La solucin que adopte debe contar con la aprobacin de la entidad respectiva.

En los puntos de cruce de tuberas principales de alcantarillado con tuberas principales de agua de consumo humano, el diseo debe contemplar el cruce de stas por encima de las tuberas de alcantarillado, con una distancia mnima de 0,25 m medida entre los planos horizontales tangentes ms cercanos. En el diseo se debe verificar que el punto de cruce evite la cercana a las uniones de las tuberas de agua para minimizar el riesgo de contaminacin del sistema de agua de consumo humano.

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1.3.2 Profundidades de instalacin de los colectores

El colchn para evitar rupturas de tuberas ocasionadas por cargas vivas debe ser de 1.00 m para dimetros iguales o menores a 450 mm. Para dimetros mayores en cambio este colchn, ser determinado mediante clculos de la seguridad estructural de la tubera.

Para sistemas de alcantarillado pluvial, el recubrimiento mnimo deber ser de 1.00m pudiendo aceptarse, por requerimientos de proyecto hasta 0.50 m, debiendo justificar debidamente.

1.3.3 Ubicacin de las conexiones prediales o domiciliarias

La conexin predial de redes de aguas residuales, se ubicar a una distancia entre 1.20 y 2.0 del lmite izquierdo o derecho de la propiedad.

La red de alcantarillado, adems de los colectores o tuberas, est constituida por las estructuras hidrulicas diseadas para permitir el correcto funcionamiento del sistema, de las cuales podemos mencionar lo siguiente:

1. Cmaras de inspeccin (buzn) 2. Cmara de cada 3. Conexiones domiciliarias

1.4 DISEO DE CAMARAS DE INSPECCION (buzones)

Son cilindros de concreto armado de un cierto espesor provisto de una tapa de hierro o concreto, Las cmaras de inspeccin podrn ser prefabricadas o construidas en obra en cuyo fondo se proyectarn canaletas en la direccin del flujo. Las cmaras de Inspeccin podrn ser cajas de inspeccin, buzonetas y/o buzones de inspeccin.

1.4.1 Ubicacin de las cmaras de inspeccin

Los buzones y buzonetas se ubicaran en todos los lugares donde sea necesario por razones de inspeccin, limpieza y ventilacin en los siguientes casos:

- En el arranque o comienzo de las tuberas laterales. - En todos los empalmes de tuberas - En los cambios de direccin. - En los cambios de pendiente. - En los cambios de dimetro. - En los cambios de material de las tuberas. - En todos los cruceros o esquinas de las vas. - En los puntos donde se disean cadas en los colectores. - En los puntos de concurrencia de ms de dos colectores. -

- En los cambios de dimetro, debido a variaciones de pendiente o aumento de caudal, las buzonetas y/o buzones se disearn de manera tal que las tuberas coincidan en la clave, cuando el cambio sea de menor a mayor dimetro y en el fondo cuando el cambio sea de mayor a menor dimetro.

- Para tuberas principales de dimetro menor de 400 mm; si el dimetro inmediato aguas abajo, por mayor pendiente puede conducir un mismo caudal en menor dimetro, no se usar este menor dimetro; debiendo emplearse el mismo del tramo aguas arriba.

- Las buzonetas se utilizan en las tuberas principales en vas peatonales cuando la profundidad sea menor de 1,00 m sobre la clave del tubo. Se proyectarn slo para tuberas principales de hasta 200 mm de dimetro. El dimetro de las buzonetas ser de 0.60 m.

- Los buzones de inspeccin se usarn cuando la profundidad sea mayor de 1,0 m sobre la clave de la tubera.

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- El dimetro interior de los buzones ser de 1,20 m para tuberas de hasta 800 mm (32) de dimetro y de 1,50 m para las tuberas de hasta 1200 mm (48), de manera que permita el manejo de las barras de limpieza. Para tuberas de mayor dimetro las cmaras de inspeccin sern de diseo especial. Los techos de los buzones contarn con una tapa de acceso de 0,60 m de dimetro.

1.4.2 Separacin entre Cmaras de Inspeccin (Distancias)

La distancia entre cmaras de inspeccin depender de la topografa del terreno y de la estructuracin de las urbanizaciones. Teniendo en cuenta el sistema que se adopte para la limpieza:

La distancia entre cmaras de inspeccin y limpieza consecutivas est limitada por el alcance de los equipos de limpieza. La separacin mxima depende del dimetro de las tuberas. Para el caso de las tuberas principales la separacin ser de acuerdo a la siguiente tabla:

DIMETRO NOMINAL DE LA TUBERA (mm)

DISTANCIA MXIMA (m)

100(4)-150(6) 60 200(8) 80

250(10) 300(12) 100 Dimetros mayores12 150

Recomendaciones para los buzones:

Si la altura del buzn es menor que 1.50 m, la tapa del buzn podr ir en medio de la tapa del buzn. Si la altura del buzn es mayor que 1.50 m, la tapa de buzn deber ir junta al borde la tapa del

buzn preferiblemente para evitar accidentes en el mantenimiento

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1.5 DISEO DE CAMARAS DE CAIDA

Se utilizan cuando las tuberas no llegan al mismo nivel es decir cuando exista un cambio bruscos de pendiente o desnivel, debido a la topografa accidentada del lugar, consistente en algunos casos de una tubera vertical o montante colocada antes de la llegada al cilindro de los dimetros que se indican a continuacin:

Tubera de entrada llegada

Tubera de la cmara de cada

6 8-10 8 10-12 10 12-16

Si no se emplearan estas cmaras las tuberas tendran pendientes fuertes que ocasionaran velocidades ms altas que las permitidas por el reglamento y generaran excavaciones de zanja mas profundas que haran ms costosa la obra. Segn EL R.N.C. Se deber proyectar un dispositivo de cada cuando la altura de descarga o cada con respecto al fondo de la cmara sea mayor de 1 m.

Las cmaras de cada se pueden clasificar en:

1.5.1 Buzn de cada adosada. Son cmaras de inspeccin comn a los cuales lateralmente se le construye una estructura menor que permita la cada del caudal a travs de tuberas verticales montantes.

Cmara de Cada adosada (Segn R.N.C)

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Cmara de Cada adosada

Si el cambio de pendiente es demasiado la cmara de cada debe colocarse escalonadamente, en la base del cilindro pueden concurrir uno o varios colectores y en ella puede hacerse un cambio de direccin

1.5.2 Buzn de cada escalonada Son pozos que si bien es cierto, no permite la inspeccin hasta el fondo de la cmara, pero si permite la cada del caudal en forma escalonada, reduciendo su capacidad erosiva. Se emplean generalmente en dimetros mayores a 6.

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1.6 Diseo e Instalacin de Conexin Domiciliarias

Conjunto de elementos sanitarios instalados con la finalidad de permitir la evacuacin del agua residual proveniente de cada lote.

Esquema de una Conexin Domiciliaria a la Red de Alcantarillado

Tubera con codo de 45

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INSTALACION DE CONEXIN DOMICILIARIA

1.- Presentar la silla Tee con su respectivo codo y alinear en relacin a la caja domiciliaria, marcar el lugar donde se asentara la conexin en forma definitiva trazando el contorno exterior y la seccin a

perforar.

2.- Luego de perforar la tubera con un taladro o berbiqu, abrir con ayuda de una sierra el agujero trazado, ligar los bordes para eliminar rebabas y limpiar la superficie del tubo y la silla Tee a ser instalada.

3.- Aplicar a la zona de contacto del tubo y a la parte interior de la silla Tee acondicionador, utilizando una broca de 1 cuidando que penetre en la superficie del tubo y esperar 20 minutos antes de continuar con el 4 paso.

4.- Rellenar los surcos de la superficie del tubo con el adhesivo presionando con la ayuda de una esptula de 1 de ancho, tratando que penetre en la superficie rugosa, alrededor del corte a la vez que se uniformiza la superficie, luego a una distancia de 2.5 cm del borde de la perforacin, aplicando un cordn adhesivo alrededor de esta que va a funcionar como cordn de seguridad, seguidamente asentar la silla sobre el tubo matriz en el lugar marcado haciendo presin por 30 segundos aproximadamente, asegure la conexin con un zuncho o alambre.

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5.- Aplicar pegamento PVC en la parte externa del codo e interna de la campana de la silla Tee e instalar (superficie lisas)

6.- El empalme del tubo que parte hacia la caja de concreto domiciliaria puede realizarse despus de una hora, utilizando pegamento PVC en la parte interna del codo y externa del tubo a instalar

CONEXIN A BUZON Y CAJA DE REGISTRO

1.- Antes de instalar el tubo de PVC Corrugado ya sea en la caja de registro o en el buzn, rayar el rea respectiva, aplicando pegamento y echar una capa de arena gruesa para una mejor adherencia entre el PVC y el mortero de concreto. 2.- Terminada esta operacin construya los bloques de anclaje de concreto con un fc=140 kg/cm2

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1.7 DISPOSICIONES ESPECFICAS PARA EL LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO Y MECANICA DE SUELOS

1.7.1 Topografa La informacin topogrfica para la elaboracin de proyectos incluir:

Plano de lotizacin del rea de estudio con curvas de nivel cada 1 m. indicando la ubicacin y detalles de los servicios existentes y/o cualquier referencia importante

Perfil longitudinal a nivel del eje del trazo de las tuberas principales y/o ramales colectores en todas las calles del rea de estudio y en el eje de la va donde tcnicamente sea necesario.

Secciones transversales de todas las calles. Cuando se utilicen ramales colectores, mnimo 3 cada 100 metros en terrenos planos y mnimo 6 por cuadra, donde exista desnivel pronunciado entre ambos frentes de calle y donde exista cambio de pendiente. En Todos los casos deben incluirse nivel de lotes.

Perfil longitudinal de los tramos que se encuentren fuera del rea de estudio, pero que sean necesarios para el diseo de los empalmes con las redes del sistema de alcantarillado existentes.

Se ubicar en cada habilitacin un BM auxiliar como mnimo y dependiendo del tamao de la habilitacin se ubicarn dos o ms, en puntos estratgicamente distribuidos para verificar las cotas de cajas de inspeccin y/o buzones a instalar.

1.7.2 Mecnica de Suelos Se deber contemplar el reconocimiento general del terreno y el estudio de evaluacin de sus caractersticas, considerando los siguientes aspectos:

Determinacin de la agresividad del suelo con indicadores de PH, sulfatos, cloruros y sales solubles totales.

Otros estudios necesarios en funcin de la naturaleza del terreno, a criterio del proyectista.

En la foto se aprecia laguna colapsada

1.7.2.1 Estudio de Suelos (segn SEDAPAL) Se efectuarn calicatas para el examen de las caractersticas de los suelos que atravesarn las tuberas as como aquellas que comprometern las estructuras del proyecto. El nmero y profundidad de las mismas sern determinadas por el Consultor, en coordinacin con SEDAPAL. Este estudio, en lo que respecta al diseo estructural de la cimentacin deber tener como mnimo las siguientes caractersticas:

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Una (01) calicata localizada en el eje de la estructura Dos (02) calicatas diametralmente opuestas en la proyeccin del permetro de la estructura. Las calicatas tendrn profundidades tcnicamente posibles de alcanzar y que proporcionen

muestras representativas y confiables del suelo las que debern ser debidamente ubicada en los planos y sealizadas en el campo.

En los planos de perfiles de la lnea de conduccin, aduccin impulsin entre otros, deber especificarse el tipo de terreno.

El consultor presentar el Estudio de Suelos que incluye:

Descripcin y objetivo Ubicacin del rea en estudio (especificando la ubicacin de cada una de las estructuras y lneas

proyectadas) Caractersticas del proyecto Investigaciones realizadas: Antecedentes geolgicos de la zona: Geomorfologa y geologa Trabajos de campo: Calicatas, densidad natural y muestreos y registros de exploracin Ensayos de laboratorio: Ensayos estndares y ensayos especiales Reconocimiento petrogrfico macroscpico Calificacin de suelos Perfiles Estratigrficos Descripcin de la conformacin del subsuelo del rea en estudio (especificando para cada una de

las estructuras y lneas proyectadas) Anlisis de la cimentacin: Tipo y profundidad de cimentacin (especificando para cada una de las estructuras y lneas

proyectadas) Calculo de la capacidad portante admisible (especificando para cada una de las estructuras y lneas

proyectadas) Determinacin de asentamientos (especificando para cada una de las estructuras y lneas

proyectadas) Aspectos ssmicos Anlisis qumico de sales agresivas al concreto: agresividad de los sulfatos al concreto y agresividad

de los cloruros al fierro Conclusiones y Recomendaciones

1.8 PARAMETROS BASICOS PARA EL DISEO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

Constituyen los siguientes factores ms importantes que todo proyecto de saneamiento debe tener:

1.8.1. PERIODO DE DISEO 1.8.2. POBLACIN DE DISEO 1.8.3. CAUDAL DE DISEO DEL SISTEMA DE DESAGUE

Para su realizacin debemos complementarlo con los aspectos econmicos, limitaciones topogrficas, censo poblacional de la zona, experiencia en el diseo de obras similares ya ejecutadas, vida til de la estructura y las normas del R.N.C

1.8.1 PERIODO DE DISEO El periodo de diseo puede definirse como el nmero de aos durante los cuales una obra determinada

prestar el servicio para la cual fue diseada como el tiempo para el cual el sistema ser 100% eficiente, ya sea por la capacidad en la conduccin del caudal deseado o por la existencia fsica de las instalaciones.

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El periodo de diseo nos permite considerar la vida til de mxima eficiencia de las estructuras e instalaciones sanitarias que componen el sistema, y dentro de cuantos aos sern sustituidas para seguir manteniendo el mismo nivel de servicio y tomar las previsiones para su reemplazo

Para proyectos de poblaciones o ciudades, as como para proyectos de mejoramiento y/o ampliacin de servicios en asentamientos existentes, el periodo de diseo ser fijado por el consultor proyectista utilizando un procedimiento que garantice los periodos ptimos para cada componente de los sistemas.

Fijacin del periodo de Diseo

Se basan en funcin a los siguientes criterios:

a. Cuando se trata grandes ciudades con un Plan Regulador de Desarrollo a futuro, se fijan horizontes de hasta 20 aos con etapas constructivas cada 10 aos.

b. En localidades con menos de 5,000 habitantes, generalmente se puede establecer una sola etapa de diseo para un horizonte de 10 a 15 aos de acuerdo con las proyecciones del crecimiento poblacional.

c. Por el numero de Habitantes: Para poblaciones de 2,000 hasta 20,000 habitantes se considerar un perodo de 15 aos. Para poblaciones de 20,000 a ms habitantes se considerar un periodo de 10 aos.

d. En reas urbanas definidas (urbanizaciones o AA.HH. en desarrollo) el horizonte de diseo esta definido por el perodo en que alcanzara su ocupacin plena, de acurdo con las caractersticas de uso asignadas por la entidad competente. Generalmente son consideradas en una sola etapa de diseo.

e. Los periodos de diseo empleados a menudo en obras hidrulicas y de aguas residuales se indican en el siguiente cuadro:

1.8.2 POBLACION DE DISEO

Se deber determinar la poblacin y la densidad poblacional para el periodo de diseo adoptado. La determinacin de la poblacin final para el periodo de diseo adoptado se realizar a partir de proyecciones, utilizando la tasa de crecimiento por distritos y/o provincias establecida por el organismo oficial que regula estos indicadores (INEI)

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Segn SEDAPAL: - En los proyectos de obras generales de agua potable y alcantarillado (Esquemas hidrulicos), el Consultor

realizar el Estudio de poblacin futura y determinar el periodo de diseo con el sustento tcnico respectivo.

- El consultor realizar el Estudio poblacional sobre la base de las caractersticas socioeconmicas y posibles reas de expansin, tomando como referencia las proyecciones de poblacin de la Gerencia de Desarrollo e Investigacin y del Instituto Nacional de Estadsticas e Informtica - INEI.

- El consultor analizar la distribucin y crecimiento poblacional para el periodo de diseo, dentro del rea de influencia del Proyecto, para determinar la demanda y oferta actual, as como la demanda de la poblacin de saturacin del Esquema al final del periodo de diseo y variaciones de consumo.

ESTIMACION DE LA POBLACION En el diseo y operacin de sistemas relacionados con el agua (suministro, tratamiento y desalojo), se requieren estimaciones de la poblacin a corto plazo (1 10 aos) y a largo plazo (10 50 aos).

- La prediccin de crecimiento de la poblacin deber estar perfectamente justificada de acuerdo a las caractersticas de la ciudad, sus factores socio-econmicos y su tendencia al desarrollo.

- La poblacin resultante para cada etapa de diseo debe coordinarse con las reas, densidades del plano regulador respectivo y los programas de desarrollo regional.

POBLACION FUTURA DEL PROYECTO POBLACION DE DISEO Es la cantidad de habitantes que se espera tener en una localidad al final del periodo de diseo del sistema de agua potable o alcantarillado. En lneas generales la estimacin del consumo de agua esta en funcin a la variacin de la poblacin as como al censo poblacional de antes y actual lo que nos permite realizar una proyeccin al futuro del uso del agua para diferentes propsitos, la fuente mas importante para obtener estos datos es el Instituto Nacional de Estadstica e Informtica (INEI)

1.8.2.1 METODOS PARA EL CLCULO DE LA POBLACION FUTURA Existen los siguientes mtodos para determinar la poblacin futura:

1.8.8.1.1 METODO RACIONAL 1.8.8.1.2 METODO GRAFICO 1.8.8.1.3 METODOS ANALITICOS 1.8.8.1.4 METODO DE DENSIDAD POBLACIONAL

Para aplicar los 3 primeros mtodos se deben contar fundamentalmente con datos censales de aos pasados hasta el presente.

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1.8.2.1.1 METODO RACIONAL

Este mtodo se caracteriza por realizar un estudio socio-econmico de la poblacin del lugar considerando la siguiente informacin:

1. Tasas de emigracin inmigracin 2. Anexin 3. Urbanizacin 4. Polticas de descentralizacin de actividades econmicas 5. Tasas de nacimiento defunciones 6. Descubrimiento de nuevos recursos naturales 7. Desarrollo de nuevas industrias 8. Actividad comercial 9. Uso del suelo 10. Incremento en la esperanza de vida.

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1.8.2.1.2 METODO GRAFICO Se basa en la comparacin de grficos para luego extender su tendencia en funcin a una curva promedio, siempre en cuando los grficos a comparar represente poblaciones ciudades parecidas Utilizando datos censales con crecimiento similar.

Se compara grficamente la poblacin en estudio con otras tres poblaciones de caractersticas determinadas. Se considera que la poblacin en estudio tendr un crecimiento similar al promedio de las otras tres contado A partir del presente hacia e futuro de la poblacin base (ltimo censo de la poblacin estudiada). A: Ciudad estudiada B: Ciudad de la misma regin, similar en desarrollo, clima y tamao C: Ciudad de la misma regin, similar en desarrollo y clima pero de un nmero relativamente mayor de habitantes que la poblacin A D: Ciudad de otra regin pero de mayor poblacin A

1.8.2.1.3 METODOS ANALITICOS

Se basa en datos de censo anteriores para luego realizar una extrapolacin. El clculo de la poblacin para una regin dada es ajustado a travs de una curva matemtica. El ajuste depende de las caractersticas de la poblacin censada y de los intervalos de tiempo en que stos se han medido. Entre los mtodos estadsticos estn:

3.1.- ARITMETICO o CRECIMIENTO LINEAL (Y = a + BX) 3.2.- INTERES SIMPLE 3.3.- GEOMTRICO o INTERES COMPUESTO 3.4.- LOGARITMICO o EXPONENCIAL (y=a.eBx ) (Y= a + b ln(X) ) 3.5.- PROGRESION GEOMETRICA (Y= aXb) 3.6.- PARABOLA DE SEGUNDO GRADO

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1.8.2.1.4 METODO DE DENSIDAD POBLACIONAL Los clculos de la poblacin futura para el periodo de diseo, se realizaran considerando, por lo menos, una densidad poblacional que especifica el R.N.C: Tratndose de asentamientos humanos existentes, el crecimiento deber estar acorde con el plan regulador y los programas de desarrollo regional si los hubiere en caso contrario las nuevas habilitaciones para viviendas deber considerarse por lo menos una densidad de 6 hab/vivienda.

DENSIDAD POBLACIONAL SEGUN SEDAPL

USOS DE LA TIERRA DENSIDAD Pre urbana 15 hab/Parcela

Para uso de vivienda 7 hab/vivienda Para uso recreacional con

vivienda (tipo club) 5 hab/vivienda Para uso de vivienda temporal o vacacional 5 hab/vivienda

Para uso de vivienda en terreno mancomunado 7 hab/vivienda Para usos especiales De acuerdo al uso

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1.8.3 CAUDAL DE DISEO DEL SISTEMA DE DESAGUE

Una red de alcantarillado se calcula para satisfacer las mximas necesidades de servicio, aun cuando estas se presenten por periodos cortos durante el da y con incidencia representativa en ciertas pocas del ao. El calculo del caudal de diseo para saneamiento, esta en funcin a los siguientes procedimientos:

1.8.3.1 Fijacin de la Dotacin diaria de agua 1.8.3.2 Fijacin de la Variacin de Consumo y Caudal mximo horario 1.8.3.3 Aportes de caudales de aguas a la red de desage 1.8.3.4 Calculo del caudal de diseo

1.8.3.1 Fijacin de la Dotacin Diaria de Agua (Segn NORMA - OS.100 - Consideraciones bsicas de diseo de infraestructura sanitaria)

La dotacin promedio diaria anual por habitante, se fijar en base a un estudio de consumos tcnicamente justificado, sustentado en informaciones estadsticas comprobadas.

En caso de no existir los estudios de consumo, se considerar por lo menos para sistemas con conexiones domiciliarias una dotacin de 180 I/hab/d, en clima frgido y de 220 I/hab/d en clima templado y clido.

Para programas de vivienda con lotes de rea menor o igual a 90 m2, las dotaciones sern de 120 I/hab/d en clima frgido y de 150 I/hab/d en clima templado y clido.

Para sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores para camin cisterna o piletas pblicas, se considerar una dotacin entre 30 y 50 I/hab/d respectivamente.

DOTACION DIARIA POR HABITANTE SEGN R.N.C.

AREA (m2)

DOTACION Lts/Hab/da

FRIO TEMPLADO y CALIDO Lotes(hasta 90 m2) 120 150

Lotes(mayores de 90 m2) 180 220

DOTACION DIARIA POR HABITANTE SEGN SEDAPAL.

AREA (m2)

DOTACION Lts/Hab/da

Lotes(hasta 120 m2) 120 Lotes(mayores de 120 m2) 200

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Consumo Tpicos de los sectores Domestico, Industrial, Comercial, Publico y Perdidas

CONSUMO tem DOTACION

(CONSUMO) Lts/Hab/da

Domestico

Aseo personal 45 Descarga de Sanitarios 40

Lavado de Ropa 20 Cocina 15

Riego de Jardines 10 Lavado de pisos 5

Total consumo Domestico 135

Industrial y Comercial

Lecheras 1.8 Fabricas de bebidas 2.2

Fabricas otras 1.0 Restaurantes 0.5

Edificios Industriales 10 Almacenes 3.5

Total consumo Industrial Comercial 19

Publico

Hospitales 10 Universidades Colegios y escuelas 8

Ministerios y Entidades Publicas 6 Otras entidades publicas 4 Total consumo Publico 28

Sub total 182 Perdidas y

desperdicios Se adopta un % del sub total (10%) 18

CONSUMO TOTAL PARA EL CAUDAL DE DISEO 200 Referencialmente podemos mencionar los valores de las dotaciones segn Normas Brasileras y Venezolanas

DOTACION DIARIA POR HABITANTE SEGN NORMAS BRASILEAS

POBLACION (habitantes)

DOTACION Lts/Hab/da

Hasta 5000 100-150 5,000 a 25,000 150-200

25,000 a 100,000 200-250 Mayor a 100,000 250-300

DOTACION DIARIA POR HABITANTE SEGN NORMAS VENEZOLANAS

POBLACION (habitantes)

DOTACION Lts/Hab/da

Hasta 20,000 200 20,000 a 50,000 250 Mayor a 50,000 300

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DOTACION DIARIA MEDIA POR HABITANTE SEGN NORMA TECNICA PARA EL DISEO DE ALCANTARILLADO NB 688- COLOMBIANO.

ZONAS

DOTACION MEDIA ( L/hab/da) POBLACION

Hasta 500 Hab.

De 500 a

2000

De 2000 a

5000

De 5000 a

20000

De 20000 a

100000

Ms de 100000

hab.

ALTIPLANICA 30 50 30 70 50 80 80 100 100 150 150 250

DE LOS VALLES 50 70 50 90 70 100 100 140 150 200 200 300

DE LOS LLANOS 70 90 70 110 90 120 120 180 200 250 250 350

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1.8.3.2 Fijacin de la Variacin de Consumo y Caudal mximo horario El uso del agua no es uniforme a lo largo del tiempo, presentndose variaciones estacionales, mensuales, diarias y horarias. Estas variaciones de consumo se expresa como un porcentaje (%) del consumo promedio anual (Qm), de acuerdo con l magnitud de la poblacin, la dedicacin bsica de sus pobladores y condiciones climticas de lugar. Por lo que el dimensionamiento del caudal de diseo del sistema de agua potable se calculara multiplicado el consumo promedio anual (Qm) por los factores de variacin diaria y horaria.

Consumo o Caudal Promedio Anual (Qm) Es el promedio de todos los caudales de servicio durante un ao, en caso de no contar con esta informacin se considerara como caudal promedio anual a la dotacin diaria por habitante.

Consumo o Caudal Mximo Diario (Max-diario) Corresponde al da de mayor consumo del ao, el cual puede ser el mes mas caluroso o el de mayor actividad de la poblacin de una serie de registros diarios durante los 365 das del ao y el rango de variacin depende principalmente de las condiciones climticas de la zona y actividades o acontecimientos especficos y cuya formula es la siguiente:

Donde: Qmax-diario : Caudal mximo diario (Lts/s) Qm : Caudal medio anual (Lts/s) K1 : Coeficiente de variacin diaria K1 = 1.3 Segn NORMA - OS.100

Consideraciones bsicas de diseo de infraestructura sanitaria. Tambin conocido como coeficiente de mayoracin

Consumo Caudal Mximo Horario (Qmax-horario) Corresponde al mximo consumo o caudal tomado de hora en hora durante el da de mximo consumo, dependiendo de las actividades bsicas de las ciudad, as el mximo valor puede presentarse en las primeras horas de la maana, al medioda o en las primeras horas de la noche (hora punta) y cuya formula es la siguiente:

Donde: Qmax-horario : Caudal mximo horario (Lts/s) Qm : Caudal medio anual (Lts/s) K2 : Coeficiente de variacin horaria K2 = 1.8 a 2.5, Segn NORMA - OS.100

Consideraciones bsicas de diseo de infraestructura sanitaria. Coeficiente de variacin horaria K2 = 1.3 a 2.6, Segn SEDAPAL

QmQmQmQm****KKKKQQQQ 1111 diariodiariodiariodiario----maxmaxmaxmax =

QmQmQmQm****KKKKQQQQ 2222 horariohorariohorariohorario ----maxmaxmaxmax =

(lts/seg)(lts/seg)(lts/seg)(lts/seg) 86400864008640086400 ////futurafuturafuturafutura PoblacionPoblacionPoblacionPoblacion****DotacionDotacionDotacionDotacionQmQmQmQm =

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1.8.3.3 Aportes de caudales de aguas a la red de desage

Comprende determinar los grandes aportes de aguas lo mas preciso posible y consta de los siguientes caudales:

1. Caudal de Aguas Residuales o servidas (Qr) 2. Caudal de Aguas por Infiltracin y entradas ilcitas (Qi)

1.- Caudal de Aguas residuales Servidas (Qr) Son aquellas provenientes de inodoros, lavaderos, cocinas otros elementos domsticos, as como tambin de la industria y comercio. Estas aguas estn compuestas por slidos suspendidos (material orgnico biodegradable), slidos sidementables (material inorgnico), nutrientes (nitrgeno y fosforo) y organismos patgenos. Segn el R.N.C. NORMA - OS.100, se considerar que el 80% del caudal mximo horario de agua potable consumida ingresa al sistema de alcantarillado. (0.80*Qmax-horario).

2.- Agua de Infiltracin y Entradas Ilcitas (Qi) Asimismo deber considerarse como contribucin al alcantarillado, el agua de infiltracin, asumiendo un caudal debidamente justificado en base a la permeabilidad del suelo en terrenos saturados de agua freticas y al tipo de tuberas a emplearse, as como el agua de lluvia que pueda incorporarse por las cmaras de inspeccin y conexiones domiciliarias, incrementando los caudales de agua residuales, cuando este caudal es considerable en lugares de altas precipitaciones pluviales se hace necesario disear un sistema independiente de alcantarillado exclusivamente para las aguas provenientes de las lluvias, es decir un Sistema de Drenaje Pluvial Urbano en base a la Norma OS.060. Podemos asumir un cierto Coeficiente de infiltracin = 0.05 a 1.0 Lts/s/Km o tambin 0.231 Lts/s/Km *longitud de toda la Red (Km) + 0.0044 Lts/s/buzones*N de buzones de toda la Red.

Segn SEDAPAL; No se permitir de ninguna manera el ingreso de caudales por exceso o sobrantes de agua de regado.

1.8.3.4 Calculo del caudal de diseo El calculo del caudal de diseo para el sistema de desage ser la suma del caudal de aguas residuales mas el caudal de aguas de infiltracin y entradas ilcitas

Donde: Qd : Caudal de diseo (lts/s) Qr : Caudal de aguas residuales (lts/s) Qi : Caudal de aguas de infiltracin y entradas ilcitas (lts/s)

QiQiQiQi QrQrQrQrQdQdQdQd +=

(lts/seg)(lts/seg)(lts/seg)(lts/seg) 86400864008640086400 ////futurafuturafuturafutura PoblacionPoblacionPoblacionPoblacion****DotacionDotacionDotacionDotacion****2222KKKK****0.800.800.800.80 QmQmQmQm****2222KKKK0.800.800.800.80QQQQ0.800.800.800.80QrQrQrQr horariohorariohorariohorario ----maxmaxmaxmax ===

(m3/dia)(m3/dia)(m3/dia)(m3/dia) 1000100010001000 ////futurafuturafuturafutura PoblacionPoblacionPoblacionPoblacion****DotacionDotacionDotacionDotacion****2222KKKK****0.800.800.800.80QrQrQrQr =

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1.9 NORMAS Y CRITERIOS PARA EL DISEO HIDRULICO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

1.9.1 Capacidad de Conduccin en tuberas y Frmulas a emplearse 1.9.2 Velocidad del flujo 1.9.3 Pendientes de tuberas 1.9.4 Calidad de la tubera 1.9.5 Dimetros Mnimos de tubera 1.9.6 Diseo de Colectores

1.9.1 CAPACIDAD DE CONDUCCIN EN TUBERAS Y FRMULAS A EMPLEARSE

Segn el R.N.C NORMA OS-070 Redes de Aguas Residuales. La altura de la lmina de agua (tirante) debe ser siempre calculada admitiendo un rgimen de flujo uniforme y permanente, siendo el valor mximo para el caudal final (Qf), igual o inferior a 75% del dimetro del colector.

Capacidad de conduccin segn R.N.C. (


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Considerando que la tubera puede trabajar con un tirante al 50%, o un mximo de 75% del dimetro, se harn los clculos para los cuales los parmetros hidrulicos sern:

%DIAMETRO Angulo () rea (A) Permetro mojado (P)

Radio Hidrulico (RH)

50%D 180 0.3927 D2 1.571 D 0.25 D 75%D 240 0.6319 D2 2.094 D 0.3017 D

Formulas Hidrulicas A Utilizarse

Segn el Reglamento Nacional de Construccin para el clculo hidrulico de la red se recomienda utilizar las frmulas de Ganguillet-Kutter y Manning. Estos investigadores establecieron valores para el coeficiente de Chezy en la ecuacin de Chezy para evaluar la velocidad media en un canal.

Ecuacin de CHEZY

En 1,769 el ingeniero Francs Antoine Chzy, desarrolla la siguiente ecuacin que permite determinar la mxima avenida de canal a travs de la siguiente formula hidrulica.

Donde: V: Velocidad media (m/s) C: Coeficiente de Chzy RH: Radio hidrulico (m) S: Pendiente del canal (adimensional)

Frmula de Ganguillet-Kutter En 1,869 dos ingenieros Suizos; Ganguillet y Kutter desarrollaron la siguiente ecuacin para el coeficiente "C" de Chzy. Esta frmula se bas en pruebas de laboratorio y en numerosas mediciones en canales europeos a los que se incorpor los ensayos realizados en el canal Mississippi de los Estados Unidos. La expresin del coeficiente de Chezy en el sistema mtrico es:

Donde: S: Pendiente del canal (adimensional) n: Coeficiente de Rugosidad del canal de Ganguillet-Kutter. R: Radio hidrulico (m)

SSSSRRRR CCCC V V V V HHHH=

RRRRnnnn

SSSS0.001550.001550.001550.00155232323231111

SSSS0.001550.001550.001550.0015523232323

nnnn1111

CCCC

++

++=

( ) 2222DDDDSenSenSenSen----88881111 A A A A = DDDD 2222

1111PPPP =2222SenSenSenSenDDDDTTTT =DDDD

SenSenSenSen----111144441111RRRR HHHH

= DDDD

SenSenSenSenSenSenSenSen----

88881111YYYY

2222

=

SSSSRRRR CCCC V V V V HHHH=

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Donde: V: Velocidad media (m/s) C: Ganguillet-Kutter. RH: Radio hidrulico (m) S: Pendiente del canal (adimensional)

Q = V * A: Caudal (m3/s)

Ecuacin de MANNING:

En 1,889 el ingeniero Irlands Robert Manning desarrolla la siguiente ecuacin que permite determinar el mximo caudal de un canal a travs de la siguiente formula hidrulica:

Donde: V: Velocidad media (m/s) A: rea de la seccin del canal (m2) R: Radio hidrulico (m) S: Pendiente (adimensional) n: Coeficiente de Rugosidad del canal.

Q = V * A: Caudal (m3/s)

Nota:

Los valores de "n" de Kutter y "n" de Manning son numricamente iguales siempre en cuando cumplan con las siguientes condiciones:

La pendiente "S" debe ser igual o mayor que 0.0001 Que el radio Hidrulico "R" este en el rango entre 0.3m < R < 9.15m

Adems la ecuacin de Chzy y la de Manning se relacionan a travs de la siguiente formula:

Donde:

C: Coeficiente de Chzy R: Radio hidrulico (m) n: Coeficiente de Rugosidad del canal.

nnnnSSSSRRRR V V V V1/21/21/21/22/32/32/32/3

=

n

R 6/1=CCCC

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1.9.2 VELOCIDAD DE FLUJO El sistema de alcantarillado tiene una funcin esencial que es la de colectar y transportar las aguas servidas; para que esto suceda la velocidad en el conducto que las transporte debe garantizar el arrastre de estas aguas servidas, las cuales contienen slidos y materia orgnica, entre otros, en suspensin evitando de esta manera la decantacin o deposicin de los slidos en las tuberas. Sin embargo esta velocidad no debe ser destructiva al material del conducto que las transporta: es decir se disearan para velocidades de auto-limpieza y no destructivas.

VELOCIDADES PERMIBLES PARA EL SISTEMA DE ALCANTARILADO

Velocidades en descarga

Sanitaria Segn R.N.C.

Segn SEDAPAL

Vmax(m/s) 5 3 Vmin(m/s) 0.6 0.6

Velocidades en descarga

Pluvial Segn R.N.C.

Segn R.N.C. (


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Donde: Somin: Pendiente mnima (m/m) Qi: Caudal inicial (L/s)

La mxima pendiente admisible es la que corresponde a una velocidad final Vf = 5 m/s

Cuando la velocidad final (Vf) es superior a la velocidad crtica (Vc), la mayor altura de lmina de agua admisible debe ser 50% del dimetro del colector, asegurando la ventilacin del tramo. La velocidad crtica es definida por la siguiente expresin:

Donde: Vc = Velocidad crtica (m/s) g = Aceleracin de la gravedad (m/s2) RH = Radio hidrulico (m)

El R.N.C. (


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Rendimiento del Lubricante/ Litro para Unin Rgida

Rendimiento del Lubricante/ Galn para Unin Flexible

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diseño y construcción de alcantarillado sanitario

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