Reglamentación para el Diseño de un Sistema de Alcantarillado.

Localización de los colectores

Las tuberias del alcantarillado pluvial deben extenderse por el eje de las calzadas, en la parte lateral derecha de las vias en dirección del escurrimiento de las aguas. Mientras que las del alcantarillado sanitario por el centro de la media calzada. Debido a que la localización está gobernada por razones de un servicio económico a los usuarios de ambos frentes de un manzano, lo que obliga a que las distancias de conexión sean equidistantes

Figura 3.13 Localización de los colectores


Profundidades de instalación de los colectores

La profundidad minima está regida por dos factores:

•    El colchón para evitar rupturas de tuberias ocasionadas por cargas vivas debe ser de 1.00 m para diámetros iguales o menores a 450 mm. Para diámetros mayores en cambio este colchón, será determinado mediante cálculos de la seguridad estructural de la tuberia.
•    Permitir la correcta conexión de las descargas domiciliarias al alcantarillado municipal, en el entendido de que ese albañal exterior tendrá como minimo una pendiente geométrica de 1% y que  la  cámara  de  inspección  interior  más  inmediata  al  paramento  del  predio  tenga  una profundidad minima de 0.90 m.

Para sistemas de alcantarillado pluvial, el recubrimiento minimo deberá ser de 1.00m pudiendo aceptarse,  por  requerimientos  de  proyecto  hasta  0.50  m,  debiendo  justificar  debidamente  esta situación.

Sin embargo, para asegurar un drenaje adecuado de los artefactos provenientes de industrias y habitaciones, con el objeto de evitar interferencias con los conductos de otros servicios públicos se aconseja profundidades de 1.0 a 1.50 metros4, para alcantarillas pluviales y 1.5 a 2.0 metros para alcantarillas sanitarias. Ver figura 3.14.

La profundidad máxima será aquella que no ofrezca dificultades constructivas mayores de acuerdo con la cohesión del terreno en que quedará alojado el conducto y que no obligue al tendido de alcantarillas auxiliares. La profundidad máxima será de 6.00 metros.

Diámetros mínimos

Los tamaños  minimos de las alcantarillas o colectores no están dictados por los requerimientos hidráulicos sino para evitar la obstrucción y facilitar la limpieza de las mismas. Según la Norma Boliviana NB 688, la selección del diámetro de las tuberias debe ser tal que su capacidad a caudal máximo permita al agua escurrir sin presión interior y con un tirante minimo para caudal minimo de
0.20 veces el diámetro ( 0.20 D), que logre transportar las particulas en suspensión. En casos excepcionales se podrá adoptar 0.15 D, si la velocidad real del agua supera los 0.60 m/s.

Por tanto se recomienda usar, como diámetros minimos, 150mm para alcantarillado sanitario.  Para alcantarillado pluvial  los  colectores secundarios tendrán un  diámetro minimo  de  200mm y  los colectores principales e interceptores un diámetro interno no menor a 800 mm.

Figura 3.14 Profundidad de los colectores

Velocidades mínimas y máximas

En el alcantarillado sanitario, se producen obstrucciones por el depósito de materiales de desecho, y particulas orgánicas, las que se arrastran con velocidades iguales o superiores a 0.3 m/s. En las alcantarillas pluviales, la materia sólida que entra en los colectores es arena y gravilla, siendo las velocidades de arrastre mayores a 0.3 m/s.

Las pendientes de fondo de los colectores deben ser tales que mantengan una velocidad satisfactoria de escurrimiento denominada de autolimpieza que impide la sedimentación de sólidos suspendidos, arena fina y gravilla, para lo cual se requiere una velocidad minima cuando la alcantarilla trabaje a tubo lleno de 0.6 m/s.

Cuando la topografia presenta pendientes fuertes, las alcantarillas, presentan altas velocidades de escurrimiento de las aguas residuales o pluviales, ocasionando abrasión en las mismas al contener sustancias tales como arena fina, grava y gravilla. Por esta razón se establece una velocidad máxima de 5m/s. para alcantarillado sanitario y 8 m/s para alcantarillado pluvial.


Pendiente mínimas y máximas

Los limites de velocidad minima y máxima fijadas para el funcionamiento óptimo de las alcantarillas determinan pendientes minimas y máximas para los diferentes diámetros de tuberias.
En  el  alcantarillado  sanitario,  los  tramos  de  la  red  donde  la  pendiente  es  minima,  deben  ser verificados por el criterio de la fuerza tractiva o tensión tangencial de arrastre 

La condición de autolimpieza de los colectores debe ser suficiente para crear una fuerza tractiva minima:

t = 0.15 Kg/m2    Para alcantarillado sanitario.

t = 0.10 Kg/m2    Para alcantarillado pluvial.

La pendiente máxima admisible es aquella para la cual se tenga una velocidad final de 5 m/s.
 

Coeficiente de rugosidad

En las alcantarillas, el coeficiente de rugosidad debe considerarse constante cualquiera sea el material empleado para su fabricación, cuando el agua fluya a más de la mitad de la sección y para los diámetros pequefios. La causa que determina un valor constante para el coeficiente de rugosidad independiente del material de la alcantarilla, es la presencia sobre la superficie interna de la misma de una capa grasienta, lisa, pegajosa y viscosa denominada manto biológico, originada por las aguas residuales. El valor de n será de 0.013 en alcantarillas sanitarias, para cualquier tipo de material de tuberia

Ubicación de las cámaras de inspección

•    En los arranques de la red, pudiendo servir a uno o más colectores. En algunos casos pueden ser sustituidas por los tubos de limpieza TL.
•    En todos los cruceros o esquinas de las vias.
•    En todo cambio de dirección o de pendiente.
•    En todo cambio de diámetro.
•    En la unión de colectores.
•    En los puntos donde se disefian caidas en los colectores.
•    En los puntos de concurrencia de más de dos colectores.
•    Las distancias máximas entre cámaras de inspección estarán en función de los equipos de limpieza previstos o disponibles, pero en ningún caso será mayor a 150 m.

Numeración de las cámaras de inspección

El sistema de numeración, consiste en colocar un número en la última cámara de inspección y seguir la numeración en forma consecutiva aguas arriba, los registros laterales serán numerados considerando como prefijo el número del registro de origen, como indica la figura 3.15

Figura 3.15 Numeración de las cámaras de inspección


Unión de los colectores

Para realizar el empate de los colectores en el pozo existen varios criterios:

1.         Empate por la cota clave (cota superior de la tubería).
2.         Empate por la cota solera de la tubería.
3.         Empate por el 80% de los diámetros.
4.         Empate por la línea de energía.

De los métodos anteriores, los más utilizados son el empate por cota clave (el más simple desde el punto de vista del cálculo), y el empata por línea de energía.

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