INSTRUCTIVO PARA EL USO DE

LAS HERRAMIENTAS

CÁLCULO PARA PROYECTOS

DE CLOACAS Y DRENAJES

PAVCO DE VENEZUELA S.A., se complace en brindarlea los proyectistas una Herramienta de Cálculoelaborada en Excel, con el objeto de facilitar todo elproceso relacionado con los Cálculos, CómputosMétricos y Presupuesto de cualquier Proyecto deRedes de Cloacas o de Drenaje Pluvial.

Ambas Herramientas facilitan el Cálculo Hidráulico yuna vez que este ha sido definido, calculanautomáticamente los cómputos métricos y dan elprecio de la Obra, previa introducción de ciertosdatos.

Las dos funcionan de manera similar, difierenbásicamente en el aspecto relacionado con loscómputos métricos y el cálculo del caudal de diseño.

Antes de empezar a trabajar, se debe definir:

•El Trazado de la Red de Colectores.

•Los Puntos donde se colocarán Bocas de Visita.

•Cotas de Cada Boca de Visita.

•Distancias entre Bocas de Visita.

•Las Casas, Edificios o cualquier tipo de instalaciónque vaya a ser conectada al sistema, que seencuentre en cada uno de los tramos.

•La Totalidad de la población a ser atendida.

•La Rasante del punto de Descarga del Sistema.

Una vez conocidos todos estos datos, se puedeingresar a la hoja de cálculo y comenzar a trabajar.

En las diapositivas siguientes se muestran la Portadasde ambas Herramientas de Cálculo.

Como puede apreciarse, la Herramienta de Cálculoestá formada por varias hojas, a través de las cuales,previa introducción de los datos correspondientes, seobtienen todos los valores relacionados con losCálculos, Cómputos y Presupuesto del Proyecto queesté siendo introducido.

Para el Inicio del Cálculo, señale con el Cursor elcuadro que dice “INICIO DEL CALCULO, HOJABASE” y dele “click” a su mouse.

De esta forma llegará a la hoja BASE, dondedeberá comenzar a introducir los datos parala Elaboración del Proyecto.

SÓLO SE INTRODUCIRAN DATOS EN LASCELDAS DE COLOR VERDE CLARO, LASDEMÁS ESTÁN BLOQUEADAS

En la parte superior izquierdade la hoja BASE encontrarácuatro celdas que ayudan alos usuarios a desplazarse alo largo de la hoja BASE,basta con pulsar cualquierade estas para desplazarse alo largo de la hoja. A medidaque se llenan los datos delejemplo, se explicará a dondelleva cada una de ellas.

La Introducción de los Datos se hace en Trespartes:

Primero, todos los datos correspondientes alTrazado del Colector, Bocas de Visita, Cotas,Distancias y Rasante de la Boca de Visita de laDescarga.

Es importante Resaltar que los datos se colocandesde el punto MÁS BAJO DEL SISTEMA, al puntoMÁS ALTO, es decir, se parte siempre desde la B.V.De DESCARGA DE CADA RAMAL.

Supongamos que se le va adar servicio a la siguientelocalidad, aquí vemos todoslos datos necesarios parallenar la primera parte, estádefinido el trazado, tenemoscotas de cada B.V. ,longitudes entre ellas yRasante de la B.V. de ladescarga.

A medida que se desarrolla este ejemplo, se iráncomentando las diferencias que existen con laHerramienta de Cálculo para Drenaje.

Primero se colocan los datoscorrespondientes a la nomenclaturade cada Ramal, en las columnasindicadas como TRAMO B.V. Sedebe comenzar siempre colocandoprimero los datos de los ramalesprincipales.

Como puede verse, la nomenclatura de la primera B.V. de cadaRamal se repite. Al empezar a colocar los datos,automáticamente en la columna correspondiente a DIÁMETROEXTERNO aparecerá 200mm, ya que la hoja toma por defecto elMENOR DIÁMETRO POSIBLE.

En caso de que se esté trabajando con la Herramientade Cálculo para Proyectos de Drenaje, ese valor dediámetro mínimo será igual a 250mm (10”) tal ycomo lo establecen las normas venezolanas.

Para colocar los datoscorrespondientes al RamalSecundario, se debe dejaruna línea sin datos entreambos ramales.Nuevamente debe repetirsela nomenclatura del punto deDescarga que en este casoes A2.

En la columna de Diámetro Externo,aparecerá nuevamente el valor de200mm.

Posteriormente, en lacolumna nombrada LONG.Se coloca la longitud decada tramo,automáticamente la hojade cálculo le dará laprogresiva de cada una delas B.V. Correspondientes ala columna ARRIBA.

Como puede verse, faltaría entonces la progresivade la primera B.V. De cada Ramal, pero por ser laprimera B.V. Su progresiva ES IGUAL A CERO.

Luego se colocan losdatoscorrespondientes a lasCOTAS DE TERRENO,estos se introducen enla columna que tienepor nombre ARRIBA.

Los valores de la cota, corresponden a las B.V. Ubicadas en lacolumna que lleva por nombre ARRIBA, de las columnas deTRAMOS, SALVO EL PRIMER VALOR DE CADA RAMAL. En esteejemplo “BVE”. Debe colocarse además la cota de Rasante delPTO. DESCARGA De cada RAMAL.

Los valores de lasCotas de Terrenode los RamalesSecundarios seintroducen de lamisma manera.

En este caso, el Ramal secundario descarga en la BV“A2”, se recomienda no colocar el valor de cotamanualmente, sino conectarlo, a tal fin, se señala lacelda donde se va a introducir el valor, se marca IGUAL(=) O MÁS (+) y se señala la celda donde se encuentrala cota de “A2” en el RAMAL PRINCIPAL y se marcaENTER en el teclado o se pulsa el mouse.

La cota Rasante, del punto de Descarga del SegundoRamal, también debe ser indicada, pero este valorcorresponde a la Rasante de ese mismo punto en elRAMAL PRINCIPAL. En este caso la B.V. “A2”. Serecomienda conectarla de manera similar a como se hizocon la cota. SE DEBE CONECTAR CON LA RASANTE DELA COLUMNA “ARRIBA”.

Si la celdase tiñe deAmarillo esun Mensajede Alarma.

La hoja de Cálculos rellena las celdas de COLORAMARILLO en caso de que exista alguna situación quedeba ser revisada por el proyectista. En esta faseinicial donde se están introduciendo datos, no esnecesario prestarles mucha atención, en el desarrollodel Cálculo Hidráulico, se verá que indican y comodeben ser evitadas.

En la Columna PTO. INICIO, ubicada al lado izquierda de lacolumna “ABAJO” de “BANQUEOS”, se puede colocar laprofundidad de la B.V. Correspondiente a la columna“ARRIBA”. Si no se coloca ningún valor, en el pto. Inicio decada Ramal, la hoja toma 1.15, que es el mínimorecomendado por NORMA. Los banqueos de las demásB.V. de cada RAMAL se calculan automáticamente.

De esta manera también es posible generar SALTOS en las B.V.de los RAMALES, en caso de que las condiciones del proyectoasí lo requieran.

Por esta razón se recomendó anteriormente conectarla Rasante de las Bocas de Visita de Descarga de losRamales secundarios, con las celdas COTAS DERASANTE “ARRIBA”.

Sin embargo, estos saltos no deben determinarse enesta fase, de ser necesarios serán establecidos unavez que se introduzcan TODOS los datos.

Una vez que se hanintroducido TODOS losdatos de la TOPOGRAFÍA,se procede a calcular elCAUDAL DE DISEÑO, paraesto se señala con el cursorla celda que dice“Q.Diseño” y se pulsa elbotón derecho del mouse.

De esta manera se llega a la segunda parte en la introducción delos datos que se refiere a los datos correspondientes a lasviviendas y edificaciones que se encuentran en cada Tramo de laRed de Colectores, a fin de calcular el Caudal de Diseño. En estemismo punto se le debe indicar a la hoja la población total aatender y el valor del coeficiente “C” a utilizar, así como el valordel Caudal de Infiltración.

Como pudo apreciarse en la diapositivaanterior, existen varias opciones paraintroducir los datos necesarios para el cálculodel Caudal de Diseño, de 1500 l/d – 1900 l/d,Multifamiliar, Social, Educacional, Asistencial,Comercial y Otros.

En caso de que se esté trabajando con la Herramientade Cálculo para Drenajes, las celdas destinadas parael Cálculo del Caudal son diferentes. LaHerramienta está diseñada para realizar el Cálculo através del Método Racional, en las celdas se debenintroducir los datos correspondientes al Área enHectáreas de cada Sub-cuenca, Intensidad de Lluvia,expresada en lps x Ha, y el Coeficiente de Escorrentíade cada Sub-Cuenca.

Se adicionó además una columna llamada Otros,donde puede introducirse el Caudal en Litros porSegundo. El Proyectista puede trabajar sólo con estacolumna si así lo desea o utilizarse para cualquierotro aporte que haya previamente calculadomanualmente. Aquí no es necesario indicar datosreferentes a Población.

Volviendo al ejemplo de la Red de Cloacas, Supongamos quese cuentan con los siguientes datos.

Como puede verse en las columnasque corresponden a dotaciones entre1500-1900 l/d sólo se coloca lacantidad de casas. En Multifamiliarpuede calcularse una dotación parauna determinada edificación e indicarla cantidad de edificaciones quetienen las mismas características, útilcuando hay varias edificacionesiguales en una misma calle. En lasdemás columnas se calculapreviamente la dotación en l/d y seindica.

Observe que al colocar datosen espacios que nocorresponden a un tramo segenera un mensaje de error.

De esta forma se calculaautomáticamente elcaudal de Diseño porTramo, es hora de pasaral Cálculo Hidráulico.

Esta es la presentaciónde la Hoja de Cálculopara Proyectos deDrenaje.

Una vez que se haterminado el cálculo delCAUDAL DE DISEÑO, seprocede a realizar elCÁLCULO HIDRÁULICO,para esto se señala con elcursor la celda que dice“C.Hidráulico” y se pulsa elbotón derecho del mouse.

Esta acción desplaza la hoja hasta las casillasrelacionadas con el cálculo hidráulico, se tiene:

•Pendiente Natural, se refiere a la pendiente delTerreno.

•Pendiente Diseño, es la que colocará el Proyectistapara satisfacer la Demanda del Sistema.

•Pendiente Mínima, se refiere a la pendiente mínimanecesaria para garantizar la velocidad mínima.

•Pendiente final, es la pendiente calculada en basea los valores de Banqueo calculados con lapendiente de diseño, pero una vez que estos hansido redondeados, por eso en algunos casos difierede la pendiente de Diseño.

•Afluente 1 y 2, se refiere a los Afluentes queDescargan en cada Tramo de cualquier Ramalprincipal.

El sistema toma automáticamente por defecto elvalor de pendiente mínima para cada tramo,cuando no se indica ningún valor.

Si se coloca un valor de pendiente de Diseñomenor al valor de pendiente mínimarecomendado, la celda se colocará de coloramarillo.

Todos los valores de pendiente aparecen en %o yen %.

Antes de comenzar a Calcular, se deben indicar los Afluentes enlos ramales principales, se recomienda que se conecte la celdacomo se indicó anteriormente para la cota y la rasante.Cuando la Velocidad es menor a la mínima, la celda se colocade color amarillo. La Columna C>Q es una comparación entrela Capacidad de la Tubería y el Qdiseño, si se cumple lacondición la hoja muestra “OK”, de lo contrario señala un guión“-”.

Si se está elaborando un proyecto de Drenaje, laVelocidad Mínima de acuerdo a la normativa vigentees de 0,75m/s. La hoja de cálculo incorpora ademásla columna con el valor de VELOCIDAD REAL (m/s),el cual debe ser verificado para este tipo deproyectos.

El paso siguiente es indicar valores de pendiente deDiseño que permitan satisfacer las condiciones de esteproyecto, observe que para los valores seleccionados, entodos los tramos se cumple con la condición C>Q, pero enel primer Tramo del Ramal secundario no se cumple con laVelocidad Mínima, recuerde que si no coloca ningún valoren Pendiente de Diseño el Toma la Pendiente Mínima.

El cálculo de la Velocidad y posteriormente de lacapacidad, no se lleva a cabo con la pendiente dediseño, se lleva a cabo con la pendiente final, por esoobservamos en el ejemplo anterior de que en untramo no se colocó valor de pendiente de diseño, lahoja toma la mínima, pero la velocidad da menor de0.6 m/s.

Se aumenta el valor de la pendiente del tramo encuestión, a fin de tener una velocidad mayor a lavelocidad mínima.

Ahora deben revisarse los Banqueos y las Rasantes.

Como se comentó anteriormente, si la celda secoloca amarilla se deben revisar los cálculos. En estecaso observe que la Rasante del punto A2 es 99.99en el Ramal Secundario, pero su valor en el RamalPrincipal es de 100.35, lo que indica que estamosllegando por debajo del punto de Descarga del RamalSecundario.

Para corregir esta situación el proyectista tiene variasalternativas, se podría suavizar la pendiente delúltimo tramo del Ramal Secundario. No obstante, eneste caso esa solución no es la más conveniente, yaque la pendiente en ese ramal es la mínima y si ladisminuimos estaremos por debajo de la Velocidadmínima. Así que podríamos aumentar la pendientedel Tramo A3 – A2 del ramal principal, para aumentarla profundidad del punto A2.

De esta manera la profundidad de A2 Aumenta y secorrige el problema. Aquí puede verse las ventajasde realizar las conexiones como se recomendóanteriormente de los datos comunes entre Ramales,a fin de que las actualizaciones de datos se haganautomáticamente.

Esta solución también garantiza la VelocidadMínima y mantiene la condición C>Q en cadaTramo.

En la columna %C –Q se observa que %de la capacidad asección plena de latubería está ocupadopor el Caudal deDiseño. De estamanera el proyectistapuede hacercorreccionesadicionales.

Otra opción es producir un Salto en el RamalPrincipal, a fin de aumentar la profundidad del Pto.A2, conservando los mismos valores de pendiente.

La solución final depende del criterio delproyectista y de las características generales delproyecto.

Para este ejemplo, dejemos la alternativa Nº 2, esdecir, producir un salto en el Ramal Principal.

Una de las grandes ventajas que tiene la hoja, esque si ninguna celda está de color amarillo, y en lacolumna de comparación C>Q siempre aparece“OK” el proyectista puede estar confiado de quetodo está bien.

En caso de que seanecesario realizar un cambiode diámetro, se señala conel cursor la celda D.Inicialesy se pulsa el botón derechodel mouse.

La hoja se desplazará hasta los datos iniciales, si sedebe cambiar el diámetro, al señalar la columna deDIÁMETROS EXTERNOS, aparecerá un menú dondese mostrarán los diámetros disponibles, para indicarcualquiera de estos valores basta con señalarlo.

Una vez definido el Cálculo Hidráulico, se puede pasara introducir el tercer grupo de datos, que correspondea los Cómputos Métricos, se señala con el cursor lacelda llamada “´C.MÉTRICOS” y se pulsa el botónderecho.

Primero se encontrará la Base de Cálculo de Empotramientos, allíse indicará el tipo de empotramiento y la longitud. También debeseñalarse datos de las aceras en caso de que existan. En caso deque la descarga sea un colector existente, se debe marcar conuna equis “x” la opción que corresponda.

La opción ESPECIALse refiere a losempotramientos deedificaciones deenvergadura comoEdificios, GrandesEscuelas, etc., queno deberíandescargar en160mm.

Posteriormente se deben indicar los datos del Espesor dePavimento, dependiendo de que tipo esté presente la Zona.Es importante resaltar que no pueden señalarse datos paraambos tipos en el mismo tramo, pues el sistema daría elindicativo de un error.

A continuaciónestá la Base deDatos deMovimiento deTierra Tuberías,donde están lasopciones deEntibado, %Roca y %MaterialPréstamo.

El sistema recomienda usar Entibado cuando la excavación sea mayor de 2 mts. de profundidad, coloreando la celda de color verde oscuro, al señalar la opción “S” el color vuelve a la normalidad. En las otras dos columnas se indica el % Roca y % Material de Préstamo en las celdas donde corresponda.

En las columnas siguientes laHoja de Cálculo indica el tipode Tubería de acuerdo aldiámetro. Posteriormente sedebe indicar el tipo de Apoyo.Para aquellos casos donde nose pueda cumplir con elrecubrimiento mínimo de0.9mts. por arriba del lomodel tubo recomendado, sesugiere Envolver el tubo deConcreto. La Hoja de Cálculoresalta la celda en colorverde oscuro, el cualdesaparece al señalar laopción Envoltura.

Finalmente están los datos necesarios para el Cálculode la Deflexión. Cada columna tiene menús para lasopciones disponibles. El valor de Deflexión debe sermenor de 7.5, de no ser así, las celdas se colocarán decolor amarillo. Para mayor información respecto a laDeflexión, revisar nuestros catálogos técnicos.

La única diferencia que existe con la Herramienta deCálculo para Drenajes, respecto a los cómputosmétricos, es que esta no tiene celdas para el cálculode los cómputos para Empotramientos, las demáscolumnas para el cálculo del movimiento de tierra paratuberías, y el cálculo de la Deflexión, son iguales.

Una vez que se ha comprobado que los valores de Deflexiónestán por debajo del límite el proyecto está terminado. Elresto de las hojas siguientes son informativas. En DEFLEXIÓNse detalla el cálculo del porcentaje de Deflexión. Luegoaparece detallado el cálculo del costo de cada parte delproyecto en las hojas COLECTOR, B.V. y EMP, allí las celdascorrespondientes a los precios pueden ser modificadas.

En la hoja RESUMEN COSTOS se presenta un presupuestogeneral y se puede indicar que opción es más conveniente, siCachimbos de Concreto o de PVC.

Estas hojas están cuadradas para ser fácilmente impresas.+

En la hoja Resumen Cálculos, se presenta un Resumende todos los cálculos realizados en la hoja Base, estashojas están cuadradas para ser fácilmente impresas.

Posteriormente hay una hoja donde están LASFÓRMULAS utilizadas en los diferentes cálculos querealiza la Herramienta de Cálculo.

Se adicionó un Extracto de la Gaceta 4.044 vigente enmateria de cálculo de dotación.

Al final hay un comentario de PAVCO DE VENEZUELA S.A.Dirigido a todos los futuros usuarios de esta Herramientade Cálculo.

PAVCO DE VENEZUELA S.A., agradece de antemano eluso de la presente herramienta de cálculo y cualquiersugerencia al respecto, ya que de esta manerapodremos mejorarla constantemente.

Cualquier comentario, favor hacerlo llegar la direcciónelectrónica pavcovenezuela@mexichem.com