martes, 29 de noviembre de 2011

Clasificación de bombas de desplazamiento no positivo.


Este tipo de bombas consiste esencialmente en un impelente, rodete o rotor, colocado dentro de una caja y dispuesto de tal manera que cuando rota, le transmite energía al líquido bombeado, aumentando la presión y la velocidad del mismo. La caja de la bomba tiene una forma tal que transforma la carga a velocidad (energía en forma de velocidad) a la salida del impelente, en carga a presión a la salida de la bomba, ya que de esta forma el líquido puede vencer mejor la diferencia de nivel y la resistencia que ofrecen las tuberías a la circulación. 

La acción de bombeo se dice que no es positiva, ya que la carga está limitada por la velocidad en la periferia del impelente, la cual depende del diámetro del rotor y de su velocidad de rotación.

Las bombas de desplazamiento no positivo pueden clasificarse atendiendo al tipo de flujo dentro del impelente y por consiguiente a su forma, en tres grupos principales:

- Bombas de flujo radial o centrífugas
- Bombas de flujo diagonal o mixto
- Bombas de flujo axial

Generalmente las bombas incluidas en los dos primeros grupos se conocen en el mercado como bombas centrífugas. En comparación con las bombas de desplazamiento positivo, puede  decirse que las bombas de desplazamientos  no  positivo  suministran  una  carga pequeña y una descarga grande.


Bombas de desplazamiento no positivo o rotodinámicas.


Características generales de las bombas no positivo

Las  bombas  de  este  grupo  son  las  que  más  se  usan  en  las  distintas  aplicaciones  y prácticamente han desplazado casi completamente a las bombas reciprocantes y rotativas por su adaptabilidad a las condiciones de servicio más diversas. Podemos decir que las bombas centrífugas, de flujo mixto y axiales se encuentran entre las máquinas que más se usan en la técnica moderna, paralelamente al motor eléctrico.

Estas bombas transmiten la energía al líquido por la rotación del impelente. El impelente está provisto de una serie de alabes o paletas que son las que transmiten la energía y dirigen la circulación del líquido para lograr la transformación más efectiva de la energía mecánica suministrada por el motor en energía hidráulica, representada por la carga a presión a la salida y el volumen del líquido en circulación.


miércoles, 23 de noviembre de 2011

Bombas de desplazamiento positivo.


Características generales de funcionamiento

Las bombas de este tipo son bombas de desplazamiento que crean la succión y la descarga, desplazando agua con un elemento móvil. El espacio que ocupa el agua se llena y vacía alternativamente forzando y extrayendo el líquido mediante movimiento mecánico.

El término “positivo”, significa que la presión desarrollada está limitada solamente por la resistencia estructural de las distintas partes de la bomba y la descarga no es afectada por la carga a presión sino que está determinada por la velocidad de la bomba y la medida del volumen desplazado.

Las bombas de desplazamiento positivo funcionan con bajas capacidades y altas presiones en relación con su tamaño y costo. Este tipo de bomba resulta el más útil para presiones extremadamente altas, para operación manual, para descargas relativamente bajas, para operación a baja velocidad, para succiones variables y para pozos profundos cuando la capacidad de bombeo requerida es muy poca.

CLASES DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Hay dos clases de bombas de desplazamiento positivo:

a)  Las de pistón o reciprocantes, que desplazan el liquido por la acción de un émbolo o pistón con movimiento rectilíneo alternativo, o con movimiento de oscilación.
b)  Las rotatorias, en las cuales, el desplazamiento se logra por el movimiento de rotación de los elementos de la bomba.

1 Bombas reciprocantes

Características de funcionamiento

En las bombas reciprocantes el pistón crea un vacío parcial dentro del cilindro permitiendo que el agua se eleve ayudada por la presión atmosférica. Como hace falta un espacio determinado de tiempo para que se llene el cilindro, la cantidad de agua que entra al espacio de desplazamiento dependerá de la velocidad de la bomba, el tamaño de las válvulas de entrada y la efectividad del material sellante de las válvulas y del pistón. Como se muestra en la figura 7.2.

Debido a la resistencia friccional que se desarrolla en sus partes en movimiento, las bombas reciprocantes tienen una eficiencia relativamente baja; las pérdidas en las correas, los engranes y las chumaceras se añaden a la resistencia de las partes móviles para dar un rendimiento bajo en proporción a la potencia suministrada por la unidad motriz.


Las válvulas de las bombas de pistón son de dos tipos las de succión, que permiten la entrada al espacio de desplazamiento, y las de descarga, que dejan que el agua pase hacia el tubo de descarga, Estas válvulas operan por la fuerza que ejerce sobre ellas el peso del agua, o por la acción ejercida por elemento de desplazamiento


Las foto 7.1 y figura 7.3 nos muestran modelos típicos de bombas reciprocantes.

FOTO 7.1 BOMBA RECIPROCANTE O DE PISTON HORIZONTAL 
 FIG. 7.2 ESQUEMA DE BOMBA RECIPROCANTE  DE EFECTO SIMPLE
FIG. 7.3 BOMBA RECIPROCANTE HORIZONTAL DE TRANSMISIÓN DE DOBLE EFECTO

Ventajas y desventajas de las bombas reciprocantes

Las ventajas de las bombas reciprocantes de pozo llano son:

-  Alta presión disponible
-  Autocebantes (dentro de ciertos límites)
-  Flujo constante para cargas a presión variable
-  Adaptabilidad a ser movidas manualmente o por motor

Las desventajas son:

-  Baja descarga
-  Baja eficiencia comparada con las bombas centrifugas
-  Muchas partes móviles
-  Requieren mantenimiento a intervalos frecuentes
-  Succión limitada
-  Costo relativamente alto para la cantidad de agua suministrada
-  Requieren un torque considerable para llevarlas a su velocidad
-  Flujo pulsante en la descarga

2 Bombas rotatorias

Caracteres generales de su funcionamiento

Las bombas rotatorias son unidades de desplazamiento positivo, que consisten en una caja fija que contiene engranes, aspas u otros dispositivos que rotan, y que actúan sobre el líquido atrapándolo en pequeños volúmenes entre las paredes de la caja y el dispositivo que rota, desplazando de este modo el líquido de manera similar a como lo hace el pistón de una bomba reciprocante. Como se muestra en la figura 7.4.

Pero las bombas rotatorias en vez de suministrar un flujo pulsante como sucede con las bombas reciprocantes, descargan un flujo uniforme, por el movimiento de rotación de los engranes que es bastante rápido.

Las bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones especiales, con líquidos viscosos, pero realmente pueden bombear cualquier clase de líquidos, siempre que no contengan sólidos en suspensión. No obstante, debido a su construcción, su uso más común, es como bombas de circulación o transferencia de líquidos.

Características principales:

-          Son de acción positiva
-          Desplazamiento rotativo
-          Flujo uniforme
-          Construcción compacta
-          Carga alta
-          Descarga relativamente baja
-          Velocidades de operación de moderadas a altas
-          Pocas partes móviles
-          Requieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de operación
-          Flujo constante dentro de ciertos límites para carga variable
-          Aspiración limitada



Como las piezas que originan el desplazamiento son de metal y rotan, el contacto metálico entre  las  partes  móviles  origina  desgastes  que  posibilitan  los  resbalamientos  a  altas presiones, es por eso que la efectividad de las bombas rotatorias disminuye con el uso.


Distintos tipos de bombas rotatorias

Las bombas más comunes y más efectivas de este tipo son las de engranes externos (figura 7.4). Según los dientes se separan en el lado de succión de la bomba, el espacio entre dos dientes consecutivos se llena de líquido y de esta forma es arrastrado hasta quedar atrapado entre estos y la pared de la caja de la bomba; el movimiento de rotación del engrane lleva entonces  el  líquido  atrapado  hasta  el  lado  de  descarga,  en  donde  al  quedar  libre  es impulsado hacia afuera por la llegada constante de nuevas cantidades de liquido. Las bombas rotatorias son generalmente fabricadas para capacidades que no exceden de 500 gpm (31.54 l/s) y cargas que no sobrepasan 500 pies (152.4 m).

Existen bombas rotatorias de engranes internos, de levas, lobulares de tornillo, de paletas, etc. En las figuras 7.4 a 7.7 se muestran distintos tipos de bombas rotatorias.

 FIG. 7.4 BOMBA ROTATORIA DE ENGRANES EXTERNOS

 FIG. 7.5 BOMBA ROTATORIA DE DOS TORNILLOS  


 FIG. 7.6 BOMBA ROTATORIA DE PALETAS DESLIZANTES


FIG. 7.7 BOMBA ROTATORIA DE LEVA Y PISTON



3 Usos más corrientes de las bombas de desplazamiento positivo

-          Bombeo en pozos llanos
-          Bombeo en pozos profundos
-          Para niveles de agua variable
-          Bombas de incendio
-          Bombas de transferencia y circulación
-          Operación por molinos de viento
-          Altas cargas a presión
-          Alimentación de calderas
-          Bombeo de aceite y gasolina
-          Fumigadores de cosechas

Tipos de bombas.

Las bombas se dividen en dos grupos, que son los siguientes:

a)  Bombas de desplazamiento positivo (directas).
b)  Bombas de desplazamiento no positivo (indirectas) o rotodinámicas.

Al primer grupo pertenecen las bombas de  pistón de acción reciprocante o bombas reciprocantes y las bombas rotatorias. Las características principales de este grupo son: 

a)  Que a una velocidad determinada la descarga (caudal) es en general fija e independiente de la carga de bombeo.
b)  Que la carga posible de bombeo puede aumentarse, dentro de los límites de resistencia de los materiales de que está construida la bomba, con solo aumentar la potencia del motor que la mueve y sin variar la velocidad de operación.

Al segundo grupo pertenecen las bombas centrifugas o de rotor en hélice (flujo axial) y sus características principales son:

a)  Que a una velocidad determinada la descarga está en función inversa de la carga posible de bombeo, y es variable es decir que a mayor descarga, menor carga de bombeo y viceversa 
b)  Que la carga de bombeo no puede aumentarse con sólo aumentar la potencia del motor, sino que hay que aumentar la velocidad o el diámetro del rotor para lograrlo.

En ambos tipos o grupos de bombas la descarga de la bomba aumenta cuando aumenta la velocidad de trabajo de la misma.

Nociones generales sobre bombeo: Carga de bombeo, potencia de los sistemas de bombeo.


1 DEFINICION

Las bombas son equipos mecánicos que sirven para elevar los líquidos y conducirlos de un lugar a otro, o lo que es lo mismo, comunicarles cierta cantidad de energía (carga) que les permita vencer la resistencia de las tuberías a la circulación, así como, la carga que representa la diferencia de nivel entre el lugar de donde se toma el líquido y el lugar a donde se pretende llevar.
Los  líquidos  circulan  del  lugar  de  mayor  energía  al  lugar  de  menor  energía;  el suministrarle energía la bomba al líquido tiene el objeto de producir el gradiente necesario para establecer la circulación y vencer las resistencias.

2 CARGA DE BOMBEO

Carga de bombeo o carga dinámica total es la carga total contra la cual debe operar una bomba, o sea, la energía por unidad de peso de liquido que debe suministrarle la bomba al mismo para que pueda realizar el trabajo que se pretende.

Como sabemos, el movimiento del liquido a través de la tubería da origen a fricción, que resulta en una perdida de energía, por consiguiente dicha fricción tiene que ser vencida por la  bomba,  además  de  la  carga  estática  representada  por  la  diferencia  de  nivel.  Por consiguiente, la carga dinámica total se obtiene sumando los cuatro factores siguientes:

a)  La diferencia de nivel, que se conoce como carga estática o carga a elevación b)  Las pérdidas de carga debidas a la fricción en las tuberías y accesorios
c)  La carga a velocidad d)  La carga a presión



La carga estática (h), esta representada por la diferencia de nivel entre la superficie del líquido  donde  tiene  que  tomarlo  la  bomba y la superficie del liquido en el lugar de descarga véase la figura 7.1.

 
FIG. 7.1 CARGA ESTATICA

Perdidas por fricción (hf), las pérdidas de carga representan las pérdidas de energía como consecuencia de la resistencia que presentan las tuberías y accesorios a la circulación del líquido.

La carga de velocidad, está representada por el término v^2 / 2g, generalmente, en la mayoría de los casos no se la toma en cuenta, porque su valor es muy pequeño: a no ser en casos especiales en que la velocidad es muy alta (y por consiguiente la fricción es alta también), o la carga total es muy pequeña y el volumen de agua bombeado es muy grande.

La carga a presión 
 
está representada por la presión existente en la superficie del líquido y se expresa por la longitud de la columna de liquido, equivalente a la presión existente.

Si la presión dentro del tanque se eleva hasta un punto fijo máximo, dicha presión será la que se usará para encontrar la carga a presión máxima contra la cual deberá operar la bomba. Esta carga a presión en pies o metros, deberá añadirse a la carga estática, la carga debida a la fricción y la carga a velocidad, para determinar la carga dinámica total o carga total contra la que trabajará la bomba.

3 POTENCIA DE LOS SISTEMAS DE BOMBEO

El conjunto elevador (moto-bomba) deberá vencer la diferencia de nivel entre los dos puntos, más las pérdidas de carga en todo el trayecto (pérdidas por fricción a lo largo de la tubería y pérdidas locales debidas a las piezas y accesorios).








viernes, 11 de noviembre de 2011

Puentes continuos concreto: Diseño, Relación entre luces de tramos, Tramos articulados.


1.  Diseño.
Los pasos más importantes en el diseño de un puente son la organización y disposición de los datos y la selección del tipo de puente. Es aquí en donde la mayor parte de las economías se hace o se pierden.

2.  Relación entre luces de tramos.
Cuando la luz del puente es tal que pueda hacerse de una unidad completa, el número de tramos y sus longitudes relativas están influenciadas por la topografía   del lugar, que puede fijar la posición da pilares y estribos o por la libertad suficiente   para elegir las posiciones de mayor economía y mejor servicio.

En aquellos lugares donde se pueden colocar los pilares y estribos donde se deseen, la posición de tramo extremo será:     
a)   Para puentes de losas continuas:
Tramo extremo hasta 12 m……………….1.26
Tramo extremo de 12 a 17 m……………..1.31
b)   Para puentes de vigas continuas:
Tramos extremos mayores de 12 m………1.37 a 1.40

Las relaciones anteriores resultan da las relaciones peso muerto a sobrecarga que se obtienen con las cargas tipo de la A.A.S.H.T.O, y carga de trabajo de fs = 1260 kg/cm3 . y fc = 0.40 fc' para el momento positivo y fc = 0.45 fc' para el momento    negativo,    asumiendo    un    concreto    de fc' = 210 kg/cm3. Por supuesto para cualquier otro tipo de cargas o carga de trabajo habrán ligeras variaciones de estas relaciones
Las relaciones dadas anteriormente son para tableros continuos, que no son monolíticos con sus apoyos. Los tramos vinculados con estas relaciones darán momentos que requieren la misma altura o peralte en la parte central así como igual cantidad de acero, donde de esta manera un diseño balanceado costo mínimo.
Cuando el puente es monolítico con sus apoyos se pueden aumentar algo ésta relación, el aumento que se dé dependerá de la rigidez de los apoyos.

En puentes largos: en zona de inundación, de ríos (zona de desborde), cruces o desniveles muy largos, carreteras súper elevadas, etc. el problema de libertad suficiente para escoger las luces, lo que dará un diseño balanceado. Es deseable estar en esta   situación para tener un arreglo práctico del acero y una buena apariencia.
Para puentes vigas, bajo condiciones promedio, la longitud de los tramos extremos, es una serie de tramos continuos que  no sean  monolíticos con   sus apoyos   es aproximadamente   como   sigue    para   varios    tipos  de infraestructuras de concreto armado:
Sobre caballetes de pilotes 15 m.
Sobre caballetes tipo pórtico 15 a 20 m.
Sobre pilares sólidos de construcción ligera: 18 a 24 m.
Sobre pilares sólidos dé construcción pesada más dé 24 m.

La longitud económica de los tramos intermedios se obtienen a partir de las relaciones dadas anteriormente.
Tablero monolítico con infraestructura
Existen algunas ventajas en construir el tablero y la   infraestructura  monolíticas,   pero   también   algunas desventajas que deben ser   tenidas en cuenta.
Entre las ventajas:

1º) Puede ser muy útil un aumento en la relación entre la luz del tramo intermedio y el exterior, cuando se necesitan unos metros extras e luz libre, para el paso del curso de agua o carretera inferior.
2º) Reducen los momentos en la parte central y aumentan el momento en el apoyo, lo que origina una reducción en la carga muerta.
3º) La disminución del peralte hace posible una disminución de la altura del puente.
4º) El ancho del pilar puede disminuirse, haciendo mayor la luz libre.
5º) Aumenta la estabilidad de la estructura.
6º) No se hace necesario, el uso de rodillo o cualquier otro dispositivo de apoyo.
7º) Se mejora la apariencia.  

Entre las desventajas tenemos:
1º) Los esfuerzos debidos a temperatura se hacen notable y deben ser tenidos en cuenta, sobre todo cuando se trata de pilares pequeños y muy rígidos y las luces son grandes. Igualmente cuando la luz total pasa de 60 m. y la relación de altura a ancho de pilares es menor que doce, los esfuerzos debidos a cambios de volúmenes se hacen grandes.

Mientras   que    las  ventajas   parecen   derrotar completamente a las desventajas, el aumento en los esfuerzos debidos al cambio de temperatura y retracción pueden hacerse muy grandes y la estructura no económica.

3.  Tramos articulados
Cuando la configuración necesita dos o más grupos de tramos los grupos pueden ser unidos por una articulación cerca del punto de contra-flexión de uno de los tramos extremos de un  grupo o puede haber una articulación cerca de cada uno de los puntos de contra-flexión o inflexión.

a) Los tramos de dos grupos pueden hacerse casi tan  largo    como los tramos intermedios, mejorando la  apariencia del puente.
b) Se da la junta de expansión con el tramo y no el pilar.

Si se usa una junta de dilatación en cada  punto de  contra-flexión la altura  del cálculo  no aumenta, sin  embargo  si  solamente se  coloca  una junta  de  dilatación,  por  la asimetría ocasionada  hay  un  recargo  en  la  labor  de  cálculo  que    está     más       compensada con el ahorro en el procedimiento de construcción.

4. Selección del tipo de la estructura.
Antes de hacer un análisis de costo es necesario escoger la infraestructura, los tipos usuales de estas son:
a) Caballetes de pilotes: los pilotes de concreto pueden ser usados en cualquier lugar donde puedan hincarse, excepto donde la relación del pilote es muy grande para las dimensiones y espaciamiento de los pilotes o en aquellos lugares donde son necesarios pilares muy juntos. Para estribos abiertos los pilotes de concreto armado rinden satisfactoriamente.
b) Caballete tipo pórtico: se pueden usar donde no se puedan hincar pilotes o done las reacciones son muy grandes para ellos. Generalmente pueden servir como estribos.
c) Pilares sólidos: son necesarios cuando es indispensable una gran masa para resistir altas fuerzas de viento, hielo o protección contra el tráfico bajo el puente.
d) Estribos cerrados: son necesarios cuando no es posible dada la pequeña longitud construirlo abierto. Son menos económicos que los abiertos.

5. Cargas.
Se usa para el  diseño las  especificaciones por  la A.A.S.H.T.O;  se  puede  simplificar grandemente  el  cálculo  de momentos y  esfuerzos cortantes  por  el método  de líneas  de influencia, que  se  recomienda y es  el  que  usara  para el cálculo.

6. Distribución de cargas de las ruedas.
Todavía no existe  un método exacto  para el  cálculo de la  distribución de  las cargas  de las  ruedas sin  embargo para propósitos  prácticos  se   pueden  obtener   resultados satisfactorios distribuyendo las cargas, de la rueda para losas sólidas, de acuerdo con la siguiente fórmula:
E  =  0.135 S + 3.2

En  la que E es el  ancho en pies (máximo 6 pies), en el cual se distribuye la carga de una rueda y S  es la longitud del tramo cargado  en pies; ésta fórmula se basa en un ancho de vía de 10 pies (3 metros).
En  el diseño de puentes vigas considerando la vía de tres metros la porción  de carga de llanta que lleva  cada viga es Sl/5 en la  que S1 es la distancia  centro a centro de vigas en pies.

7.  Métodos De Diseño.
El método de análisis se basa en la distribución de momentos o método de Cross.
Momentos de empotramientos y constantes de la viga
La fórmula de los momentos finales (suma de la .serie infinita   obtenida   e   las   sucesivas    distribuciones   y compensaciones Según el método de Cross), tienen en cuenta los siguientes valores.
M  Momento de empotramiento (negativos para cargas y alargamientos del tramo y positivo para acortamiento el tramo).
C    Factor de compensación de   Canny Over   (siempre negativo).
D   factor de distribución siempre (positivo).

Los valores anteriores dependen de la manera en que varía el momento de inercia entre los apoyos. Las curvas para estos valores, han sido preparadas para miembros simétricos o asimétricos con el   trasdós formados por   dos arcos   de parábolas, con vértice en un mismo punto, el centro del tramo:

 
Figura 6.10

ha y hb son los valores del aumento del peralte a distancias
a y b de la línea central del tramo y se puede obtener a partir de la ecuación de la parábola:







De las ecuaciones anteriores se puede obtener el peralte del tramo en cualquier punto añadiendo los valores de ha ó hb que es constante.

Para   miembros    simétricos   o   asimétricos   con acortamiento parabólico o recto existen tablas, para vigas de variación irregular o discontinua, cuando la variación del aumento de inercia es irregular o discontinuo será necesario recurrir a otros métodos por ejemplo la columna equivalente para obtener estas constantes.

Las tablas o ábacos de constantes y momentos de empotramientos han sido preparadas en función de rA y rB y para puentes de losa sólida. Los parámetros son:

 
Sin embargo pueden usarse también para vigas T con acartelamiento parabólico, desde que la variación del momento de inercia puede ser reducido a una losa equivalente con un error menor de 1%.
Los valores de rA y rB para una losa equivalente pueden ser obtenidos:






IA y IB momentos de inercia en extremos , de la viga T.
IC momento de inercia en el centro de la viga T.
En  estos valores  del momento de  inercia no  se considera el fierro.  En realidad este  aumentará los momentos de inercia pero  como solo  se utilizan valores relativos no tiene influencia apreciable.

8.  Factores de distribución.
Cada factor  de distribución: BAB, DBA, DBC,.. etc.. se obtienen como una  relación entre la rigidez  en el  extremo del  miembro a la suma  de las rigideces de  todos los miembros que concurran en el  punto, incluyendo el apoyo si el  tramo se encuentra rígidamente a él.







k  = Coeficiente de rigidez obtenida de ábacos.
L  = Luz del miembro o de los miembros.
Ic = Momento de inercia en el centro de la luz.
E  = Módulo  de  elasticidad  del concreto,  que  puede no ser considerado.
K  = Rigidez del  miembro o sea el momento necesario para hacer girar  el miembro  simplemente  apoyado  a  través  de un ángulo unidad el otro extremo está empotrado.

Los coeficientes de rigidez obtenidos de los  ábacos son para miembros continuos y  tienen por  lo tanto aplicación para los  tramos interiores del  puente. Desde  que los  tramos exteriores  son  generalmente  no continuos,  es  decir  no son monolíticos con el  estribo, es necesario  corregir la rigidez obtenida de  la curva en  tal forma  que sea  aplicable a  esos elementos;  puede demostrarse que el coeficiente  de rigidez en el extremo continuo de una viga no continua en A es:






En la que kBA = coeficiente de rigidez de la curva.
CAB y CBA    = Carry Over de A y B.

9.  Momentos debidos a cambios de longitud.
Cuando el tramo descansa sobre los pilares y no es monolítico con ellos, los cambios de longitud ya sea por temperatura o fraguado no originan momentos en el pilar ni en el tramo.       

En el caso que el tramo sea monolítico con dos o más pilares existirán momentos en los puntos de vaciado monolítico debido a la deflexión   en la parte superior del pilar con respecto a su base.

El desplazamiento en la zapata es muy problemático dependiendo de luces, carga de trabajo del terreno y tipo de cimentación. Es costumbre determinar el momento en la parte superior del pilar considerando que no hay desplazamiento en la cimentación, este da los mayores momentos   en el pilar y aunque disminuye   el momento   positivo esto   no es   muy apreciable.

Llamando A a la deformación y   h   a la altura del pilar los momentos de empotramiento serán:

Puentes continuos de concreto.


Los puentes continuos de concreto de tres, cuatro o cinco tramos, ya sea simplemente apoyados sobre sus pilares o forjando pórticos con ellos se adaptan a la mayoría de los cruces des ríos y creces a desnivel. Para luces grandes (probablemente hasta 50 m.) la viga T continua ofrece una solución muy económica, y para luces menores de 11 m. la losa continua presenta ventajas, en luces que exceda las económicas de las vigas T, los puentes   de sección hueca son mas económicos.

Desde que los puentes de viga continua están mejor proporcionados cuando las luces de los tramos interiores es de 1.3 a 1.4 veces la luz de los tramos extremos, para cargas y esfuerzos unitarios en uso común este tipo de puentes se prefiere a uno compuesto de tramos simplemente apoyado, por que los pilares se pueden colocar en el margen del río o al costado de la vía en cruces a desnivel.

En los apoyos interiores solamente se necesita un soporte, reduciéndose por lo tanto el ancho de los pilares, en comparación con los de tramos simplemente apoyados.

Los puentes continuos además necesitan una menor cantidad de juntas de dilatación lo que reduce el primer costo ligeramente y él costo de mantenimiento de las uniones.

En un puente de viga continua bien diseñado, el peralte de las secciones sigue lo más cercanamente posible el requerimiento del momento; variando desde un mínimo en el centro de los tramos a un máximo en  los apoyos. De ésta manera se reducen también el efecto del peso propio.

La variación de sección del centro a los apoyos es también favorable a los requerimientos  de los  esfuerzos.

La reducción en el peralte de tramo particularmente en el centro da al puente continuo una gran ventajan ventaja tanto arquitectónico  como económico  desde que  los puentes de tablero superior pueden ser usados en reemplazo de los de tablero inferior (generalmente muy falto de estética) cuando se requiere una cierta   de peso  libre.  Además cualquier ensanche futuro puede  ser Llevado a cabo con mayor economía.

La mayor luz de los tramos interiores, necesaria por razones estructurales y el acartelamiento delimitado de estos puentes contribuye a una apariencia mas estética. Cuando es necesario por razones de estética, aumentar el peralte en los apoyos sobre la cantidad requerida éstos puede hacerse con un pequeño o ningún costo adicional, por que un decrecimiento comparable se produce en la parte central.


lunes, 7 de noviembre de 2011

Emisarios: Aliviaderos o vertederos, Depósitos de retención.

Colector que tiene como origen el punto mas bajo del sistema y conduce las aguas al punto de descarga en el curso receptor o al sitio donde se someten a tratamiento. Se caracteriza porque a lo largo de su desarrollo no recibe contribución alguna.

Teniendo en cuenta que en los sistemas unitarios los grandes volúmenes de agua de lluvia aportados conjuntamente con las aguas negras, se observa la necesidad de buscar algún sistema que disminuya al maximo posible su sección, dado que las longitudes de estos emisarios suelen ser importantes. Dos son los sistemas normalmente utilizados:

            Aliviaderos
            Depósito de retención

1. Aliviaderos o vertederos

Son estructuras del sistema de alcantarillado combinado principalmente y del sanitario en ciertos casos, empleados para desviar el caudal o caudales parciales que puedan sobrecargar las plantas de tratamiento o emisarios. Los  aliviaderos son ubicados aguas debajo de las redes, en sitios donde el caudal excedente puede ser drenado facilmente.

2. Tipos de aliviaderos

a)   Aliviaderos Ordinarios

No son los mas frecuentes, pues en general la longitud del aliviadero sera mayor que el colector de llegada, lo que da origen a los aliviaderos laterales.

b)   Aliviaderos laterales

Se presentan dos tipos de aliviaderos:

1.- Aliviaderos normales a la dirección de la corriente, se clasifican en: canal contraido y canal uniforme
2.- Aliviaderos transversales, son los mas utilizados en los sistemas de alcantarillado, dando origen a dos formas constructivas, la primera que desvia el colector de llegada hacia la descarga final (planta de tratamiento) y la segunda cuando el colector de llegada continúa en linea recta hacia la descarga final (planta de tratamiento).

c)  Aliviaderos de fondo

Son  estructuras que  consisten en  una  abertura  en  el  fondo  del  colector  de  llegada  donde  las variaciones de los tirantes por incremento del gasto, hacen que el agua salte la abertura y pueda dirigirse hacia otro destino.

Por las variaciones indeterminadas del tirante que dificultan el calculo de una abertura determinada, se construyen placas móviles susceptibles de variación.

3. Depósitos de retención

El depósito de retención permitira evacuar lentamente el volumen de agua acumulado durante el periodo  de aportación de  las  aguas  de  lluvia.  Las  emisiones encomendadas a  un  depósito  de retención pueden ser varias, Fig.7.3.


Fig 7.3 depósitos de retención

Conexiones domiciliarias de Alcantarillados y alternativas de conexion.


Las  conexiones domiciliarias  son  gestionadas,  a  través  de  las  entidades  responsables  (Entidad  de Saneamiento Municipal), debiendo prohibirse cualquier obra por intervención de particulares en la red pública. 

Estas conexiones deben realizarse bajo control Municipal.

Como regla de seguridad de utilización adecuada de la red interna domiciliaria (privada), la sección adoptada de conexión debe tener un diámetro inferior a la del colector público, buscando que en caso de producirse una obstrucción por uso indebido, el efecto se produzca en el tramo de conexión o en el interior de la edificación.

1. Alternativas de conexión
Son tres las alternativas que se pueden considerar:

1.- Alternativa “A”
Es el caso mas común en nuestro medio, en el cual el colector público es existente y se procede a
efectuar una conexión de la última camara de inspección del inmueble con la tuberia de servicio público, a través de la acometida que tiene un alineamiento con una deflexión de 45° con la linea de la edificación. Para este efecto se realiza una perforación de diametro similar al tubo de la acometida y, luego se procede a la unión de ambas tuberias, en forma cuidadosa, empleando para ello mortero de cemento.

Esta alternativa que practicamente resulta en una unión tubo a tubo, tiene el inconveniente que requiere un excesivo cuidado, ademas afecta la sección hidraulica del tubo, ya que su ejecución casi siempre presenta dificultades por las rebabas (resalto formado por la materia sobrante en los bordes) que se producen en la unión y que pueden originar un taponamiento del colector público, especialmente si este es de diametro minimo de 6”.

En todos los casos es recomendable realizar esta unión con un accesorio o codo Ver Anexo 7.

2.- Alternativa “B”

Su utilización es practica cuando el colector público sera recién construido y la urbanización tiene definidos los frentes de los lotes de terreno. En este caso es factible prever la instalación, en el colector público de una ramal en “Y”, cuyo diametro de derivación sea igual al de   la tuberia domiciliaria  para  luego  ser extendido  hasta  la  camara  de  salida  de  la  edificación. Tiene  el inconveniente de que muchas veces, la prolongación del ramal de conexión no coincide con la dirección requerida por la última camara domiciliaria por lo que se debe modificar y/o forzar su dirección.

Por lo tanto, en caso de adoptar esta alternativa, es recomendable complementar la conexión ejecutando la acometida y la camara de salida de la edificación.

3.- Alternativa “C”

Presenta  una  nueva  modalidad  mediante  el  uso  de  Conectores,  con  los  cuales  se  pretende simplificar y garantizar la ejecución de las conexiones domiciliarias con el cuidado necesario que requiere la red pública cuyo control de calidad pasó por diversas pruebas. Para este efecto, se hace uso de una pieza adicional prefabricada ramal o dado conector (Selin) que se coloca en forma lateral o en la clave del colector público.

La conexión en esta alternativa puede ser efectuada en ramal a 45 ° o en forma perpendicular al colector público.

Esta alternativa elimina la posibilidad de formación de resaltos dentro del colector público, y ademas se mantiene intacta la sección hidraulica de escurrimiento del colector.

Por  otra  parte,  esta  alternativa  permite  ejecutar  con  un  solo  conector,  hasta  3  conexiones domiciliarias.

Acometidas a edificios: Ramales principales y red vertical de saneamiento.


1. Ramales principales de las acometidas.

Denominase acometida al ramal principal de enlace de un edificio, desde el pozo de registro
principal a  la  alcantarilla oficial o,  de  no  existir esta a  la  instalación depuradora domestica correspondiente.

Estos ramales principales deben clasificarse en no visitable y visitables.

En estos ramales los pozos de registro puede sustituirse por arquetas, que de ser de dos clases:
general y de registro.

La general deberá recoger todos los ramales secundarios, debe ponerse lo mas próxima posible al pozo de registro principal. Este pozo puede ser de planta circular, cuadrada o rectangular, y revestirse de fábrica o de hormigón enlucido y brufido  de cemento. Sus dimensiones deben ser análogas a las de los registros de los ramales públicos. Estará enlazado a la arqueta general por un ramal. Las de registro deben instalarse en las base de las bajantes y en los encuentros con ramales, así como los quiebros de la red horizontal. Su separación no debe pasar de 30 m y, desde luego, colocarse en todos los  cambios de dirección del ramal y en la unión con otros ramales, así como en el entronque de la red vertical con la red horizontal. Deben ser de 60 cm de lado como mínimo, para profundidades inferiores a 1 m, y de 80 cm para los superiores


2.   Red vertical de saneamiento.

Esta integrada por los ramales superficiales o verticales que evacuan las aguas de las instalaciones de las viviendas hasta la red horizontal.

Los tubos de bajada habrán de ser situados por el técnico constructor lo mas próximo posible a los aparatos sanitarios que se han de desaguar.

El alzado deben de colocarse en los lugares que no perturben la estructura del edificio, y encajados en los muros exteriores de las fachadas. O adosados y sujetos adecuadamente a las paredes de los patios interiores. Su diámetro debe ser de 0.08 a 0.01 m, ya que las mayores superficies pueden producir depósitos.

Las tuberías de ventilación deben hacerse de 10 cm. Las tuberías de gres y fibrocemento pueden sujetarse con anillos metálicos clavados a las paredes, o bien soportes de fabrica. Las salidas de lavados, videts, urinario y puestos de agua deben ser de 30 mm, y las baferas y uniones con las tuberías de bajada de 40 mm. La tubería general de evacuación puede estar instalada en el sótano de la casa (y, por tanto, enterrado), o en canal abierto o suspendidos de las vigas del techo. Los dos últimos sistemas tienen mayor accesibilidad.

Si la profundidad de la alcantarilla fuera inferior a la de los sótanos de los edificios, y estos no pueden desaguar directamente, debe recurrirse a una instalación, disponiendo de un pocillo de recogida  del  sótano  un  sistema  de  elevación  que  vierta  el  agua  recogida  en  un  sumidero empalmado a la tubería principal de evacuación.

Técnica de construcción de Sifones.


La técnica de construcción siempre que el obstáculo a salvar éste constituido por un arroyo o río, con un caudal de volumen apreciable, sigue alguno de los siguientes métodos:

a)   Se monta un andamio perpendicular a la dirección de la corriente; el sifón se instala sobre el andamio y luego se produce su descenso en bloque hasta que repose en un canal excavado con anterioridad para éste propósito.

b)   El sifón, previamente montado, se suspende mediante grúas flotantes y se sumerge luego hasta reposar en la zanja excavada para tal fin.

c)   El sifón se monta en tierra; se obturan ambos extremos; se recubre el exterior del sifón con  hormigón  proyectado  o  encofrado,  hasta  que  el  peso  del  sifón  compense  su flotabilidad en el agua; de esta forma se consigue una protección suplementaria contra la corrosión; se conduce el sifón haciéndolo flotar mediante boyas, hasta que este situado sobre  el  canal  excavado  previamente,  se  sueltan  las  boyas  y  se  sumerge  el  sifón llenandolo con agua.

d)   Se ejecuta el montaje del sifón en la orilla del rio que constituye el obstaculo. Desde la orilla opuesta y mediante cables, éste es remolcado hasta su emplazamiento definitivo, por vehiculos que circulan sobre una via dispuesta en la prolongación teórica del eje del sifón.