Universidad Tecnológica Centroamericana
Ingeniería Sanitaria II Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Integrantes Harlet Xiomara Irías
10711075
Celia Marina Macías
10911489
Catedrática Ms. Ing. Pamela Giselle Ortiz
Tegucigalpa M.D.C. 29 de noviembre de 2010
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Contenido Resumen Ejecutivo.................................................................................................................3 Introducción............................................................................................................................4 Objetivos.................................................................................................................................5 CAPITULO I: Alcantarillado Pluvial.....................................................................................6 1. Introducción...................................................................................................................6 2. Breve Descripción del Alcantarillado Pluvial.................................................................6 3. Sistemas de Alcantarillado Pluvial.................................................................................7 4. Reuso del Agua Proveniente del Alcantarillado Pluvial.................................................7 5. Componentes del Alcantarillado Pluvial.........................................................................8 6. Cálculo de Caudales Pluviales........................................................................................9 7. Diseño de Redes de Alcantarillado Pluvial...................................................................10 8. Condiciones Óptimas de Diseño y de Funcionamiento Hidráulico..............................11 CAPITULO II: Curvas de Intensidad Frecuencia Duración (I-F-D)....................................12 CAPITULO III: Diseño de Tragantes...................................................................................16 CAPITULO III.1: Cálculos Hidráulicos Diseño de Tragantes.............................................22 CAPITULO IV: Diseño de Pozos y Tubería........................................................................26 CAPITULO IV.1: Cálculos Hidráulicos Diseño de Pozos y Tuberías.................................30 Conclusiones y Recomendaciones........................................................................................32 Anexos..................................................................................................................................34 Anexos
2
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Resumen Ejecutivo
Se denomina denomina alcantarill alcantarillado ado (de alcantarill alcantarilla, a, que procede procede del diminutivo diminutivo hispano-árabe hispano-árabe alpuentecito») o») o tambié tambiénn red de alcant alcantari arilla llado, do, red de saneam saneamien iento to o red de qánṭara, «el puentecit drenaje al sistema de estructuras y tuberías usado para la recogida y transporte de las aguas residuales y pluviales de una población desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten al medio natural o se tratan. La red de alcantarillado se considera un servicio básico, sin embargo la cobertura de estas redes en las ciudades de países en desarrollo es ínfima en relación con la cobertura de las redes de agua potable. Esto genera importantes problemas sanitarios. Durante mucho tiempo, la preocupación de las autoridades municipales o departamentales estaba más ocupada en construir redes de agua potable, dejando para un futuro indefinido la construcción de las redes de alcantarillado. Actualmente las redes de alcantarillado son un requisito para aprobar la construcción de nuevas urbanizaciones en la mayoría de las naciones. Las redes de alcantarillado son estructuras hidráulicas que funcionan a presión atmosférica, por gravedad. Sólo muy raramente, y por tramos breves, están constituidos por tuberías que trabajan trabajan bajo presión presión o por vacío. Normalmente Normalmente están están constituida constituidass por canales de sección sección circular, oval o compuesta, enterrados la mayoría de las veces bajo las vías públicas. pú blicas.
Introducción
3
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Se realizo el diseño de un sistema de alcantarillado pluvial para la urbanización ubicada en el anillo periférico de la ciudad de Tegucigalpa llamada la Arboleda; para el cual se delimitó la cuenca, se desarrollaron las curvas de intensidad frecuencia duración (I-F-D), y se realizaron los cálculos necesarios, por ejemplo, los cálculos hidráulicos; de modo que cumplieran con los criterios criterios del SANAA SANAA.
4
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Objetivos
•
Diseñar un sistema de alcantarillado pluvial.
•
Conocer los componentes del sistema de alcantarillado pluvial.
•
Realizar las curvas de intensidad frecuencia duración.
•
Interpretar los resultados obtenidos en los planos de los respectivos tramos.
5
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
CAPITULO I: Alcantarillado Pluvial 1. Introducción En la mayoría de las ciudades se tiene la necesidad de evacuar las aguas de lluvia para evitar que se inunden las viviendas, los comercios, las industrias y otras áreas de interés. Por otra parte, la construcción de edificios, casas, calles estacionamientos y otros modifican el entorno natural en que habita el hombre y, tiene como algunas de sus tantas consecuencias, la creación de superficies poco permeables (que favorece a la presencia de una mayor cantidad de agua sobre el terreno) y la eliminación de los cauces naturales (que reduce la capacidad de desalojo de las aguas pluviales y residuales). Así, la urbanización incrementa los volúmenes de agua de lluvia que escurren superficialmente, debido a la impermeabilidad de las superficies de concreto y pavimento. Por ello, las conducciones artificiales para evacuar el agua son diseñadas con mayor capacidad que la que tienen las corrientes naturales existentes.
2. Breve Descripción del Alcantarillado Pluvial El alcantarillado tiene como su principal función la conducción de aguas residuales y pluviales en forma unitaria o combinada, hasta sitios donde no provoquen daños e inconvenientes a los habitantes de poblaciones de donde provienen o a las cercanas. Un sistema de alcantarillado pluvial está constituido por una red de conductos e instalaciones pluviales complementarias que permiten la operación, mantenimiento y reparación del mismo. Su objetivo es la evacuación de las aguas pluviales, que escurren sobre las calles y avenidas, evitando con ello su acumulación y propiciando el drenaje de la zona a la que sirven. De este modo se impide la generación de daños materiales y la propagación de enfermedades relacionadas con las aguas contaminadas.
6
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
3. Sistemas de Alcantarillado Pluvial a) Alcantarillado Pluvial Particular. Este sistema considera como la red de instalaciones pluviales que se encuentran dentro de un predio, finca o edificio que capta y conduce los escurrimientos pluviales que se generan dentro del mismo, hasta disponerles en un sistema de infiltración y/o a otro cauce o tubería dentro de los límites de la propiedad. b) Alcantarillado Pluvial General Particular. Este alcantarillado, es la red que capta y conduce los escurrimientos de aguas pluviales que ocurren dentro de las áreas comunes de los conjuntos habitacionales, centros comerciales, fraccionamientos privados, etc., hasta disponerlos en un sistema de infiltración y/u otro cauce o tubería dentro de los límites de la propiedad. c) Alcantarillado Pluvial Municipal. Es el sistema o red que capta y conduce las aguas pluviales que ocurren en su gran mayoría sobre las vialidades, de la zona metropolitana disponiéndolas en sistemas de infiltración y/o hasta las diferentes descargas sobre los cuerpos de agua naturales existentes.
4. Reuso del Agua Proveniente del Alcantarillado Pluvial El uso racional del agua implica emplearla eficientemente en las diversas actividades del hombre, disminuir su desperdicio y contaminación. La base de todo esto consiste en fomentar en la población, industria y autoridades la conciencia de que el agua es limitada en su disponibilidad, ya sea por la cantidad o por la calidad que se requiere. Por ello, debe usarse adicionalmente este recurso, conservando las fuentes y evitando su deterioro. El agua de lluvia puede ser utilizada con un tratamiento ligero o incluso sin tratamiento, cuando se cuenta con las estructuras necesarias de conducción y almacenamiento sin alterar lo más mínimo su calidad. El empleo del agua pluvial puede ser muy provechoso en las zonas urbanas, sin embargo, requiere de obras y el establecimiento de normas adicionales de operación. En general, es importante que el profesional encargado de diseñar los 7
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
sistemas de alcantarillado modernos considere en sus proyectos el empleo del agua de lluvia. También es importante mencionar, que las aguas generadas por las primeras tormentas no podrán ser aprovechadas ya que contienen los residuos sólidos que son el resultado del lavado principalmente del las calles y que contienen un alto grado de contaminación. 5. Componentes del Alcantarillado Pluvial Los componentes principales de un sistema de alcantarillado pluvial son los siguientes: a.
Estructuras de captación. Recolectan las aguas a transportar; en los sistemas de alcantarillado pluvial se utilizan sumideros o bocas de tormenta como estructuras de captación, aunque también pueden existir conexiones domiciliarias donde se vierta el agua de lluvia que cae en techos y patios. En los sumideros (ubicados convenientemente en sitios bajos del terreno y a cierta distancia en las calles) se coloca una rejilla o coladera para evitar el ingreso de objetos que obstruyan los conductos, por lo que son conocidas como coladeras pluviales.
b.
Estructuras de conducción. Transportan las aguas recolectadas por las estructuras de captación hacia sitios de tratamiento o vertido. Representan la parte medular de un sistema de alcantarillado y se forman con conductos cerrados y abiertos conocidos como tuberías y canales, respectivamente.
c.
Estructuras de conexión y mantenimiento. Facilitan la conexión y mantenimiento de los conductos que forman la red de alcantarillado, pues además de permitir la conexión de varias tuberías, incluso de diferente diámetro o material, también disponen del espacio suficiente para que un hombre baje hasta el nivel de las tuberías y maniobre para llevar a cabo la limpieza e inspección de los conductos. Tales estructuras son conocidas como pozos de visita.
d.
Estructuras de descarga. Son estructuras terminales que protegen y mantienen libre de obstáculos la descarga final del sistema de alcantarillado, pues evitan
8
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
posibles daños al último tramo de tubería que pueden ser causados por la corriente a donde descarga el sistema o por el propio flujo de salida de la tubería. e.
Instalaciones complementarias. Se considera dentro de este grupo a todas aquellas instalaciones que no necesariamente forman parte de todos los sistemas de alcantarillado, pero que en ciertos casos resultan importantes para su correcto funcionamiento. Entre ellas se tiene a las plantas de bombeo, plantas de tratamiento, estructuras de cruce, vasos de regulación y de detención, disipadores de energía, etc.
f.
Disposición final. La disposición final de las aguas captadas por un sistema de alcantarillado no es una estructura que forme parte del mismo; sin embargo, representa una parte fundamental del proyecto de alcantarillado. Su importancia radica en que si no se define con anterioridad a la construcción del proyecto el destino de las aguas residuales o pluviales, entonces se pueden provocar graves daños al medio ambiente e incluso a la población servida o a aquella que se encuentra cerca de la zona de vertido.
6. Cálculo de Caudales Pluviales Para la estimación de los gastos “pico” pluviales o avenidas extraordinarias, se mencionan algunos de los métodos que son utilizados para este fin: •
•
•
•
Método Racional Americano. Método Grafico Alemán. Meted Del Road Research Laboratory (rrl). Hidrograma Unitario Triangular.
7. Diseño de Redes de Alcantarillado Pluvial Cuando llueve en una localidad, el agua no infiltrada escurre por las calles y en el terreno natural hacia las partes bajas, donde finalmente puede almacenarse o conducirse hacia los 9
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
arroyos naturales. A fin de evitar que el agua se acumule o sus corrientes causen daños y molestias a la población, se construye el alcantarillado pluvial por medio del cual se conducen las aguas de lluvia hacia sitios más seguros para su vertido. El diseño y construcción de una red de alcantarillado es un trabajo de ingeniería donde se busca la eficiencia y economía. Por ello, se han desarrollado métodos de diseño a fin de aplicarlos en conjunto con recomendaciones constructivas que permitan la conservación y mantenimiento de la red de tuberías. Dichos métodos pueden tener variables a juicio del proyectista, que cambia especialmente, la forma de calcular la lluvia y los correspondientes gastos de diseño, pero deben atender a la normatividad local existente. El diseño de la red abarca en forma general, la determinación de la geometría de la red, incluyendo el perfil y trazo en planta, los cálculos de diámetro y pendientes de cada tramo y la magnitud de las caídas necesarias en los pozos. La definición de la geometría de la red se inicia con la ubicación de los posibles sitios de descarga el trazo de colectores y atarjeas. Para ello, se siguen normas de carácter práctico, basándose en la topografía de la zona y el trazo urbano de la localidad. Por lo común, se aplican las reglas siguientes: 1. Los colectores de mayor diámetro se ubican en las calles más bajas para facilitar el drenaje de las zonas altas con atarjeas o colectores de menor diámetro. 2. El trazo de los colectores y las atarjeas se ubica sobre el eje central de las calles, evitando su cruce con edificaciones. Su trazo debe ser lo más recto posible procurando que no existan curvas. Cuando la calle sea amplia, se pueden disponer dos atarjeas, una a cada lado de la calle. 3. La red de alcantarillado debe trazarse buscando el camino más corto al sitio de vertido. 4. Las conducciones serán por gravedad. Se tratará de evitar las conducciones con bombeo.
10
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Durante el diseño se lleva a cabo el cálculo del funcionamiento hidráulico del conjunto de tuberías a fin de revisar que los diámetros y pendientes propuestos sean suficientes para conducir el gasto de diseño de cada tramo. De elaborar múltiples diseños, se puede apreciar que el dimensionamiento de las tuberías depende principalmente del tamaño del área por servir y de su coeficiente de escurrimiento, de la intensidad de la lluvia de diseño, y del periodo económico de diseño.
8. Condiciones Óptimas de Diseño y de Funcionamiento Hidráulico Durante el diseño de una red de alcantarillado, se pretende que los costos de construcción no sean elevados y, por otra parte, que la red sea funcional en aspectos relacionados con la operación y el mantenimiento de la misma. En general, puede afirmarse que una red de alcantarillado ha sido bien diseñada cuando: 1. Se han trazado atarjeas, colectores y emisores reduciendo las distancias de recorrido hacia los sitios de vertido. 2. Existe el menor número posible de descargas por bombeo, tratando de que el sistema trabaje exclusivamente por gravedad. 3. Las pendientes de las tuberías dan al flujo velocidades aceptables en un rango específico donde se evita por una parte, la sedimentación y azolve de las tuberías, y por otra, la erosión en las paredes de los conductos. 4. Se tienen volúmenes de excavación reducidos, procurando dar a las tuberías la profundidad mínima indispensable para resistir cargas vivas y evitar sus rupturas. 5. Es sencillo inspeccionar y dar un mantenimiento adecuado a la red de tuberías. Las características anteriores permiten un diseño económico y funcional de la red en aspectos relacionados con la construcción y operación de la misma.
CAPITULO II: Curvas de Intensidad Frecuencia Duración (I-F-D)
11
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Para el diseño de un alcantarillado pluvial, es necesario conocer la cantidad de lluvia que llegara a dicho sistema. Esta cantidad permite saber la intensidad de la lluvia y por lo tanto, el Qp que se dará en un lugar especifico en un periodo de tiempo. La intensidad media de la lluvia es en base a la frecuencia o período de retorno y el tiempo de concentración La intensidad de lluvia se calcula con la siguiente relación: I = a/ (b + t) Donde: a y b = constantes del lugar y del periodo de retorno (se obtiene de estudios meteorológicos) t = tiempo de concentración o tiempo de corrimiento (min) La intensidad, o la ecuación de Talbot correspondiente a cada cuenca se obtienen de las curvas de Intensidad-Frecuencia-Duración. Las curvas Intensidad – Frecuencia – Duración (IDF) son curvas que resultan de unir los puntos representativos de la intensidad media en intervalos de diferente duración, y correspondientes todos ellos a una misma frecuencia o período de retorno. Para este proyecto (residencial la arboleda), se utilizaron los datos pluviograficos de la estación Toncontín ubicada en Tegucigalpa. Con cantidades de lluvia para el periodo de años desde 1973-1990 se encontraron las correspondientes intensidades de lluvia y se procedió al ordenamiento de valores extremos.
Ordenamiento de valores extremos m
Tr
10´
30´
60´
120´
12
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
1
19.00
180.00
112.00
62.40
31.20
2
9.50
116.40
74.20
43.70
23.10
3
6.33
114.00
65.40
35.10
17.80
4
4.75
110.40
81.00
55.60
29.20
5
3.80
103.20
58.00
33.00
20.70
6
3.17
102.00
62.00
45.20
25.85
7
2.71
97.20
65.40
28.90
21.65
8
2.38
94.20
48.60
40.70
25.60
9
2.11
89.40
59.20
43.60
23.50
10
1.90
85.20
57.20
36.30
20.70
11
1.73
84.00
80.00
56.00
36.65
12
1.58
78.60
38.40
37.80
22.00
13
1.46
78.00
62.40
31.80
16.20
14
1.36
76.20
62.80
37.50
21.10
15
1.27
70.80
62.00
49.80
32.25
16
1.19
60.00
32.00
28.50
17.00
17
1.12
58.80
38.40
24.50
21.05
18
1.06
58.20
39.40
19.70
11.00
x=P
92.03
61.02
39.45
23.14
σn-1
28.573476
18.92970139
11.4242389
6.26118411
k10
1.64852759
1.64852759
1.64852759
1.64852759
k100
3.88811589
3.888115887
3.88811589
3.88811589
P10
10
139.14
92.23
58.28
33.46
P100
100
203.13
134.62
83.87
47.49
13
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Después de graficar las rectas para intensidades de lluvia para duración de 10’,30’,60’ y 120’ se obtuvieron los datos de precipitación para periodos de retorno de 2, 5, 10 y 25 años con cada duración respectivamente: TR/Duración
10´
30´
60´
120´
2
529.05
125.12
88.45
55.99
5
547.14
127.26
89.86
56.85
10
577.28
130.82
92.22
58.27
25
667.7
141.5
99.28
62.53
A continuación se hizo un análisis según Talbot obteniendo una serie de ecuaciones, que al ser resueltas dieron como resultado los valores de a y b correspondientes a cada periodo de retorno y los puntos para realizar la curva I-F-D TR/Duración
a
b
imax(t10)
imax(t30)
imax(t60)
imax(t120)
2
7092.98
21.27
226.830189
138.345621
87.2767319
50.2086784
5
7188.39
21.03
231.659362
140.865961
88.712699
50.9706445
10
7346.39
20.72
239.140299
144.842074
91.010778
52.2057277
25
7824.39
19.84
262.211461
156.990169
98.0008768
55.9524457
La intensidad de lluvia se calcula con la siguiente relación:
I = a/ (b + t) Según la norma, para zonas residenciales se diseñara para un periodo de Retorno de 5 a 10 años, en este caso se diseñara para un periodo de retorno de 10 años, obteniendo así la ecuación que será utilizada para calcular la Intensidad en la zona de estudio: I=7346.39(20.72+t)
14
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
15
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
CAPITULO III: Diseño de Tragantes La cantidad de tragantes presentes en cada tramo del diseño dependerán del caudal pico en ese tramo, después de compararlo con el caudal máximo que puede transportar la calle teniendo un tirante de 10 cm, se determinara si se necesitan tragantes intermedios. Los tragantes se deben de localizar en los siguientes casos: •
•
•
Únicamente en aquellas calles con pavimento o que vayan a recibir algún tipo de tratamiento superficial Sólo cuando las calles tengan bordillo o que conozcan las cotas definitivas de la rasante. Se usarán tragantes de tipo horizontal en pendientes de 5% o mayores y tragantes tipo vertical en pendientes menores de 5%.
El procedimiento de revisión para ver si se necesitan tragantes intermedios en el primer tramo de diseño (1-47) se muestra a continuación: 1. Después de haber colocado el tragante en 47, se determina el área que tributa a ese tragante.
16
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
En este caso el área grande que se muestra en la figura es parte de la cuenca y toda el agua que llegue a la parte posterior de cada casa no traspasara el terreno, sino que será conducido a través de una cuenta por toda la longitud atrás de los lotes hasta el tragante en 47, también tributan 2 casas, que viene siendo el área pequeña en la ilustración. El área 1, de la cuenca= 24563.03 El área 2, de las casas= 144.34 Área Total= 24707.37 2. Teniendo el área, el siguiente paso es determinar el coeficiente de escorrentía “C” que según la calidad del terreno o el tipo de superficie del tramo que estamos analizando. tendrá un valor que lo podemos encontrar en la tabla de coeficientes de escorrentía para áreas urbanas. Dicho terreno se encuentra en la clasificación de “praderas con pendientes superiores al 7%” y “zonas multifamiliares densas” por lo tanto el valor correspondiente al coeficiente es de 0.20 y 0.75. Para el cálculo del coeficiente de escorrentía ponderado, “ C “debemos multiplicar cada área con su respectivo valor C, y hacer una sumatoria de las mismas, así el resultado se divide entre el área total que tributa al tragante. Podemos visualizarlo de la siguiente manera: C= A1 × C1 +A2 × C2 Atotal
C= 24563.03 × 0.2 +144.34×0.75 24707.37=0.20
3. A continuación se calcula el tiempo critico, es decir el tiempo que tarda una gota de agua en llegar de un punto muy alejado al tragante, teniendo en consideración que si la gota viaja por la cuenca el cálculo se debe hacer utilizando la fórmula de Kirpich, y si ya viaja por la cuneta de la calle utilizando Manning. La primera parte del recorrido es por la cuenca, entonces: tc= 10 × L1.155513 × H0.385 17
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
tc= 10 × 309.591.155513 × (1170-1147)0.385=4.28min
Al llegar al punto 1, el agua es conducida a través de la cuneta, y se usa Manning para el Cálculo del tiempo crítico. t=LV
v=1n*R2/3*S1/2
n=0.035 (calle pavimentada) L=8m S=12.5% Rh=0.049 t=8m10.035*0.0492/3*0.121/2=5.91s*1min60s=0.1min
El tiempo total es la suma aritmética de los dos resultados anteriores. Tt=4.28min+0.1min=4.38min 4. Calculamos la intensidad con la ecuación correspondiente a un tiempo de retorno de 10 años, obtenida mediante las curvas I-F-D. I= 7346.39tc+20.72
I= 7346.394.38+20.72=292.74 mmh
5. Teniendo el Área Total, el coeficiente de escorrentía y la intensidad, se procede a calcular el Caudal pico mediante el método Racional Qp= C*i*A
Donde: • • •
c , la ponderación de coeficiente de escorrentía. i, la intensidad de lluvia A, el área total que tributa al tramo.
18
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Qp= 0.20*292.74*24707.373.6 × 106=0.40 m3s
* 3.6 × 106 Se utiliza como factor de conversión para que las unidades del caudal pico sean congruentes y el resultado de en m3s
1. Resta comparar el Caudal pico con el Caudal máximo que puede transportar la calle y este se calcula de la siguiente manera:
En la figura se muestra la mitad de la sección de la calle. Con esta pendiente y el tirante máximo se puede determinar el área mojada (área achurada). Am=123.33m0.1m2=0.334m2
La figura anterior representa la mitad de la calle del tramo que se está analizando, todas las calles del circuito son iguales. El perímetro mojado: es la sección que está en contacto con el agua. Pm=3.332+0.12+0.1*2=6.81m m
Radio Hidráulico: este valor en todos los tramos va a ser constante, debido a que las dimensiones de todas las calles que componen el complejo habitacional son iguales. El radio hidráulico está regido por el porcentaje de inclinación que tiene la calle y por la altura máxima de la acera, por lo tanto el ancho de la calle no es de suma importancia. Se calcula de la siguiente manera: RH= 0.334 m26.81 m =0.049 m
Donde: 19
Proyecto: Alcantarillado Pluvial • •
Ingeniería Sanitaria II
Am es el área de la sección mojada. Pm es el perímetro mojado.
Pendiente S se obtiene por la diferencia de elevaciones dividida por la distancia del tramo y multiplicada por 100 ya que se expresa en porcentaje. S= 1147-11468×100=12.5 %
Calculo de velocidad en la calle: este dato se obtiene con la formula de Manning: V= 1n* R23* S12
Donde: • • •
n, es el coeficiente de rugosidad del concreto y tiene un valor de 0.035 R, es el radio hidráulico S, es el valor de la pendiente de la calle. V= 10.035* 0.04923* 0.12512=1.35 ms
Caudal máximo: es la cantidad límite de agua que puede trasportar por las cunetas que tiene la calle. Se calcula multiplicando la velocidad (fórmula de manning) por el área mojada. Qmax=V*A Qmax=1.35*0.334=0.45 ms
1.
Qmax>Qp, por lo tanto en este tramo no hay necesidad de poner tragantes intermedios o tragantes equidistantes, ya que el valor del caudal máximo es mayor que el caudal pico, lo que significa que la calle tiene la capacidad de trasportar por las cunetas establecidas el agua hacia el tragante establecido.
Si el resultado del caudal pico tuviera un valor mayor al del caudal máximo, entonces se vuelve a diseñar el tramo con la cantidad de tragantes que se necesiten, siempre utilizando el mismo procedimiento anterior.
20
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
CAPITULO III.1: Cálculos Hidráulicos Diseño de Tragantes AREA TRIBUTARIA(m2)
TRAMO
AREA
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA
TC(min)
L (K)
AREA 2
AT
C1
C2
CP
24563. 03
24707. 37
0.75
0.20
0.20
302.59
L (M)
Elev Ruta Critica (K)
Elev Ruta Critica( M)
INI
Fin
INI
Fin
8.00
1170.00
1147.00
1147.00
1146.00
1
1-47
144.34
47-2
863.66
863.66
0.75
0.20
0.75
8.00
38.57
1150.00
1148.25
1148.25
1148.00
11-2
2931.5 1
2931.5 1
0.75
0.20
0.75
8.00
190.00
1152.00
1150.00
1150.00
1148.00
2-3
784.00
784.00
0.75
0.20
0.75
8.00
49.00
1147.25
1147.00
1148.00
1140.00
3-6
1472.1 7
1472.1 7
0.75
0.20
0.75
8.00
76.04
1143.00
1142.00
1143.00
1142.00
8-6
2544.9 4
2544.9 4
0.75
0.20
0.75
8.00
84.37
1148.25
1147.00
1148.25
1142.00
9-14
1596.0 6
1596.0 6
0.75
0.20
0.75
8.00
55.16
1148.25
1148.00
1148.00
1139.00
12-14
1450.3 4
1450.3 4
0.75
0.20
0.75
8.00
49.00
1141.00
1140.00
1140.00
1139.00
14-15
447.63
447.63
0 .75
0.20
0.75
8.00
28.00
1139.25
1139.00
1139.00
1138.75
21
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
6-15
655.49
655.49
0.75
0.20
0.75
8.00
41.00
1142.25
1142.00
1142.00
1139.00
15-16
0.00
0.00
0.75
0.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
17-16
1310.2 5
1310.2 5
0.75
0.20
0.75
8.00
60.00
1147.25
1147.00
1147.00
1137.00
18-19
944.31
944.31
0 .75
0.20
0.75
8.00
35.26
1140.25
1140.00
1140.00
1135.00
22-16
1352.6 4
1352.6 4
0.75
0.20
0.75
8.00
82.86
1139.00
1138.00
1138.00
1137.00
16-19
1214.5 7
1214.5 7
0.75
0.20
0.75
8.00
32.00
1137.25
1137.00
1137.00
1135.00
21-20
1217.0 7
1217.0 7
0.75
0.20
0.75
8.00
32.00
1136.25
1136.00
1136.00
1133.00
19-20
733.82
733.82
0 .75
0.20
0.75
8.00
42.00
1135.25
1135.00
1135.00
1133.00
22-23
670.58
670.58
0 .75
0.20
0.75
8.00
32.36
1137.25
1137.00
1137.00
1133.00
20-23
911.46
911.46
0 .75
0.20
0.75
8.00
56.00
1133.50
1133.00
1133.00
1132.00
5779.5 3
0.75
0.20
0.20
160.38
1182.00
1157.00
1724.6 4
0.75
0.20
0.75
8.00
1156.00
1155.00
1155.00
1149.00
24-25 25-26
5779.5 3 1724.6 4
Tc
I(mm/hr s)
QP (m3/s)
77.00
Rh (m)
CALLE
ELEV TN (m)
n
L(m)
S
Am(m2
V(m/s
QMAX(m3/s)
22
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
TRAMO
Tc( K)
Tc (m)
Tc T
INI
FIN
(%)
)
)
1-47
4.28
0.10
4.3 8
292.74
0.40
0.049
1147.00
1146.00
0.03 5
8.00
12.5 0
0.334
1.35
0.45
47-2
0.17
2.11
2.2 8
319.39
0.06
0.049
1148.25
1148.00
0.03 5
38.57
0.65
0.334
0.31
0.10
11-2
0.16
6.87
7.0 3
264.70
0.16
0.049
1150.00
1148.00
0.03 5
135.00
1.48
0.334
0.47
0.16
2-3
0.37
0.55
0.9 1
339.57
0.06
0.049
1148.00
1140.00
0.03 5
51.51
15.5 3
0.334
1.51
0.50
3-6
0.22
3.38
3.6 0
302.10
0.09
0.049
1143.00
1142.00
0.03 5
102.18
0.98
0.334
0.38
0.13
8-6
0.20
1.43
1.6 2
328.80
0.17
0.049
1148.25
1142.00
0.03 5
92.12
6.78
0.334
1.00
0.33
9-14
0.37
0.62
0.9 8
338.50
0.11
0.049
1148.00
1139.00
0.03 5
57.86
15.5 5
0.334
1.51
0.50
12-14
0.22
1.72
1.9 3
324.29
0.10
0.049
1140.00
1139.00
0.03 5
63.50
1.57
0.334
0.48
0.16
14-15
0.37
1.56
1.9 2
324.43
0.03
0.049
1139.00
1138.75
0.03 5
39.91
0.63
0.334
0.30
0.10
6-15
0.37
0.63
1.0 0
338.21
0.05
0.049
1142.00
1139.00
0.03 5
37.12
8.08
0.334
1.09
0.36
15-16
0.00
0.00
0.0 0
0.00
0.00
0.049
0.00
0.00
0.03 5
0.00
0.00
0.334
0.00
0.00
17-16
0.37
0.55
0.9
339.57
0.09
0.049
1147.00
1137.00
0.03
42.98
23.2
0.334
1.85
0.62
23
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
1
5
7
18-19
0.37
0.42
0.7 9
341.52
0.07
0.049
1140.00
1135.00
0.03 5
37.30
13.4 0
0.334
1.40
0.47
22-16
0.22
3.44
3.6 6
301.33
0.08
0.049
1138.00
1137.00
0.03 5
89.24
1.12
0.334
0.40
0.14
16-19
0.37
0.64
1.0 0
338.19
0.09
0.049
1137.00
1135.00
0.03 5
40.72
4.91
0.334
0.85
0.28
21-20
0.37
0.52
0.8 8
340.03
0.09
0.049
1136.00
1133.00
0.03 5
40.58
7.39
0.334
1.04
0.35
19-20
0.37
0.84
1.2 1
334.97
0.05
0.049
1135.00
1133.00
0.03 5
41.74
4.79
0.334
0.84
0.28
22-23
0.37
0.46
0.8 3
340.89
0.05
0.049
1137.00
1133.00
0.03 5
42.37
9.44
0.334
1.18
0.39
20-23
0.28
1.86
2.1 5
321.29
0.06
0.049
1133.00
1132.00
0.03 5
57.24
1.75
0.334
0.51
0.17
24-25
1.99
1.9 9
323.50
0.10
0.049
1158.00
1152.00
0.03 5
21.02
28.5 4
0.334
2.04
0.68
25-26
0.22
1.4 7
331.03
0.12
0.049
1155.00
1149.00
0.03 5
82.58
7.27
0.334
1.03
0.34
1.26
24
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
AREA TRIBUTARIA(m2)
Ingeniería Sanitaria II
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA
TC(min)
L (K)
L (M)
Elev Ruta Critica (K) INI
Fin
1180.00
1141.00
144.75
1166.00
8.00
21.15
0.75
8.00
0.20
0.75
0.75
0.20
2567.0 6
0.75
1007.8 3
1007.8 3
40-39
2451.0 2
39-46
Elev Ruta Critica( M) INI
Fin
1163.00
1163.00
1141.00
1140.25
1140.00
1140.00
1139.80
14.00
1140.25
1140.00
1140.00
1139.80
8.00
30.87
1138.50
1138.00
1138.00
1134.00
0.75
8.00
35.34
1139.25
1139.00
1139.00
1133.00
0.20
0.75
8.00
77.21
1139.50
1139.00
1133.00
1128.00
0.75
0.20
0.75
8.00
55.28
1126.25
1126.00
1126.00
1125.75
2451.0 2
0.75
0.20
0.75
8.00
64.48
1138.25
1138.00
1138.00
1128.00
3 54.78
354.78
0.75
0.20
0.75
8.00
19.85
1128.25
1128.00
1128.00
1127.00
41-42
3 19.42
319.42
0.75
0.20
0.75
8.00
20.14
1132.00
1131.00
1131.00
1130.00
43-42
5 96.99
596.99
0.75
0.20
0.75
8.00
34.93
1131.50
1131.00
1131.00
1129.00
42-45
2 918.1
2918.1
0.75
0.20
0.75
8.00
77.92
1131.00
1130.00
1130.00
1125.00
TRAMO
AREA 1
AREA 2
AT
C1
C2
CP
28-30
1291.6 3
2232.4 7
3524.1 0
0.75
0.20
0.40
171.80
32-33
3811.8 0
3811.8 0
0.75
0.20
0.75
8.00
33-30
4 26.30
426.30
0.75
0.20
0.75
30-26
2 29.96
229.96
0.75
0.20
26-35
5 16.30
516.30
0.75
40-35
5 98.84
598.84
37-38
2567.0 6
38-39
25
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
44-45
9
9
9 34.89
934.89
Tc
I(mm/hr s)
Ingeniería Sanitaria II
0.75
QP (m3/s)
TRAMO
Tc(K)
Tc (m)
Tc T
32-33
0.14
1.50
1.6 4
328.55
0.26
33-30
0.37
0.86
1.2 2
334.81
30-26
0.37
0.74
1.1 0
336.64
0.20
0.75
8.00
25.87
1124.25
Rh (m)
1124.00
1124.00
1123.00
CALLE
ELEV TN (m)
n
L(m)
S (%)
Am(m2 )
V(m/s )
QMAX(m3/s)
INI
FIN
0.049
1163.00
1141.00
0.03 5
121.85
18.0 5
0.334
1.63
0.54
0.03
0.049
1140.00
1139.80
0.03 5
16.88
1.18
0.334
0.42
0.14
0.02
0.049
1140.00
1139.80
0.03 5
28.50
0.70
0.334
0.32
0.11
26
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
26-35
0.28
0.45
0.7 4
342.40
0.04
0.049
1138.00
1134.00
0.03 5
44.80
8.93
0.334
1.14
0.38
40-35
0.37
0.39
0.7 6
342.00
0.04
0.049
1139.00
1133.00
0.03 5
38.48
15.5 9
0.334
1.51
0.50
37-38
0.28
1.46
1.7 4
327.08
0.17
0.049
1133.00
1128.00
0.03 5
92.30
5.42
0.334
0.89
0.30
38-39
0.37
3.38
3.7 5
300.23
0.06
0.049
1126.00
1125.75
0.03 5
48.33
0.52
0.334
0.28
0.09
40-39
0.37
0.73
1.0 9
336.79
0.17
0.049
1138.00
1128.00
0.03 5
65.45
15.2 8
0.334
1.50
0.50
39-46
0.37
0.42
0.7 9
341.54
0.03
0.049
1128.00
1127.00
0.03 5
23.42
4.27
0.334
0.79
0.26
41-42
0.22
0.42
0.6 4
343.96
0.02
0.049
1131.00
1130.00
0.03 5
22.77
4.39
0.334
0.80
0.27
43-42
0.28
0.63
0.9 1
339.64
0.04
0.049
1131.00
1129.00
0.03 5
33.46
5.98
0.334
0.94
0.31
42-45
0.22
1.41
1.6 3
328.75
0.20
0.049
1130.00
1125.00
0.03 5
84.70
5.90
0.334
0.93
0.31
44-45
0.3670 7
0.595 3
0.9 6
338.82
0.07
0.049
1124.00
1123.00
0.03 5
27.35
3.66
0.334
0.73
0.24
27
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
CAPITULO IV: Diseño de Pozos y Tubería El diseño de los pozos y tubería debe hacerse teniendo en cuanta los siguientes criterios: A. Profundidades de pozos y tubería De la corona a la superficie: 1.80 metros, cabe recordar que al momento de instalar la tubería del alcantarillado pluvial se coloca de manera excéntrica al pozo. Es recomendable verificar la profundidad de los pozos, ya que a veces sale mejor aumentar el diámetro de la tubería que hacer más profundo el pozo, todo esto es por cuestiones económicas. El diseño de los pozos pluviales es exactamente igual al diseño de los pozos de aguas residuales, lo único que varia es, la diferencia de cotas de invertida entre las tuberías que entra y la que sale de un pozo, esta será como mínimo 0.03 m; cuando el diámetro interior de la tubería que entra sea menor que la que sale, la diferencia de cotas de invertida será como mínimo la diferencia de diámetros. Cuando la altura resulte mayor de 3.00 m se debe de reforzar el pozo con una pared doble localizada a h/3 del mismo. •
•
•
•
A. Áreas Tributarias El área tributaria en un tramo se hará sumando el área del tramo considerado con las áreas tributarias de los tramos anteriores. B. Diámetros Mínimos El diámetro mínimos las tuberías que unen los tragantes con los pozos de registro serán de 18 pulgadas. •
A. Velocidad, Pendiente y Relación de Tirantes 0.3
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
1. Determinación de área tributaria: En este tramo, el área que tributa es la misma que tributa al tragante 2, A= 24707.37m2 2. Coeficiente de Escorrentía: Es el coeficiente de escorrentía calculado anteriormente para la revisión del tramo 1-47 C=0.20 Tiempo critico: Tc= 4.38min (Tiempo más largo para llegar al tragante en 2, calculado con anterioridad en la sección de tragantes) 3.
4. Intensidad Utilizando la ecuación de la Intensidad ya conocida y con los datos obtenidos: I= 7346.394.38+4.38=292.74 mmh
5. El caudal pico en la tubería se determina mediante el método racional: Qp= C*i*A Qp= 0.20*292.74*24707.373.6 × 106=0.40 m3s
6. Pendiente del Terreno Natural Es la diferencia de la altura entre el punto inicial del tramo y el punto final, todo esto dividido entre la longitud total del tramo STN=1147-114858*100=-1.72%
Se obtuvo una pendiente negativa, lo que indica que para que el sistema funcione por gravedad, no es posible utilizar la pendiente del terreno natural. 7. Profundidad de los pozos Debido a que la pendiente del terreno natural es negativa, el pozo final debe ser más profundo que el inicial. Hpozo inicial: 1.8m 29
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Hpozo Final: 3.25m 8. Pendiente de la Invertida La elevación inicial y final de la Invertida se obtiene restando del terreno natural la profundidad del pozo inicial y final, respectivamente. Luego la diferencia de elevaciones se divide entre la longitud de la tubería y se obtiene la pendiente que esta tendrá. Elev ini=1147-1.8= 1145.2m Elev Final=1148-3.25=1144.75m SI=1145.2-1144.7558*100=0.78%
Ya que está pendiente cumple con la norma, continuamos con los siguientes cálculos, caso contrario se debería cambiar la profundidad de los pozos hasta lograr un pendiente que cumpla. 9. Diámetro Se comienza proponiendo el diámetro mínimo de 18” 10. Sección Llena Con el diámetro de 18” se obtienen los datos: A= 0.2917m2 y R=0.1524 Y se calcula la velocidad de la sección llena con la formula de Manning, donde el coeficiente de rugosidad n del Concreto(n)=0.035: V=1nR2/3S1/2
Donde: •
•
•
R es el radio hidráulico, S es la pendiente de la parte invertida de la tubería y N es el coeficiente de rugosidad del material utilizado (concreto). Vll=10.035 *0.15242/30.781001/2=1.6754ms
A continuación, con el área de la tubería que estamos utilizando y la velocidad de sección llena, podemos despejar de la formula Q=V*A despejamos para el caudal. 30
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Quedándonos de la siguiente manera: Qll=V*A=1.6754 ms*0.2917 m2=0.4887m3s
1. Relaciones Hidráulicas Dividiendo el caudal de diseño del tramo entre el caudal lleno, obtenemos un resultado, luego ese dato lo comparamos con las tablas de “Elementos Hidráulicos de una Alcantarilla de Sección Transversal Circular” y obtenemos los datos de las relaciones de Vr/Vl. Valor que es encontrado en la tabla y nos sirve para encontrar la velocidad real que va a pasar por la tubería, el cual lo obtenemos multiplicando esta relación de velocidades por la velocidad llena. Qp/Qll=0.40/0.4887=0.8221 •
Vr/Vll=1.1187 Vr=(Vll)(1.1187)=(1.6754)(0.8221)=1.37m/s •
cumple la norma
También necesitamos conocer la relación de altura de agua en la tubería Y/D; este valor tiene que ser, según la norma del SANAA, menor a 0.75 para que se trabaje a presión atmosférica. Si este valor cumple para el caudal de diseño final, no es necesario buscar este dato para los demás caudales ya que si cumple para el primero, va a cumplir para los demás. Y/D=0.697 cumple la norma
31
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
CAPITULO IV.1: Cálculos Hidráulicos Diseño de Pozos y Tuberías Tra mo
Área 1
47-2
Área 2
AT(m2 )
C1
24707. 37
24707. 37
2-3
24707. 3795.1 37 7
3-4
C2
TC( M)
TC T (min)
I (mm/h rs)
Qp(m3 /s)
Cp
Tc
0.20
0.20
4.3 8
4.38
292.74
28502. 54
0.20
0.75 0.27
7.0 3
7.03
24707. 4579.1 37 7
29286. 54
0.20
0.75 0.29
7.0 3
0.17
4-5
24707. 5251.1 37 7
29958. 54
0.20
0.75 0.30
7.0 3
5-6
24707. 5800.1 37 7
30507. 54
0.20
0.75 0.30
6-15
24707. 27652. 37 31
52359. 68
0.20
1415
3046.4 0
3046.4 0
Terreno Natural
L( E E m) INI(m Fin(m ) )
S (%)
0.402
58
1147
1148
1.7 2
264.73
0.573
52
1148
1142
11. 54
7.21
263.07
0.612
53
1142
1145
5.6 6
0.51
7.55
259.90
0.641
26
1145
1144
3.8 5
7.0 3
0.62
7.66
258.88
0.668
24
1144
1141
12. 50
0.75 0.49
7.0 3
0.72
7.76
257.99
1.840
34
1141
1139
5.8 8
0.75 0.75
1.9 3
1.93
324.29
0.206
22
1139. 5
1139
2.2 7
32
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
1516
24707. 31554. 37 71
56262. 08
2526
5779.5 3
3330
Ingeniería Sanitaria II
0.20
0.75 0.51
7.6 6
5779.5 3
0.75 0.75
3811.8 0
3811.8 0
3026
3524.1 4238.1 0 0
7762.2 0
2634
5779.5 2380.9 3 0
1619
0.11
7.77
257.86
2.049
43
1139
1137
4.6 5
1.9 9
1.99
323.50
0.390
70
1153
1137
22. 86
0.75 0.75
2.5 4
2.54
315.84
0.251
13
1141
1139
15. 58
0.40
0.75 0.59
2.5 4
0.05
2.59
315.22
0.402
26
1139
1137
7.6 9
8160.4 3
0.20
0.75 0.36
2.5 9
0.10
2.68
313.91
0.256
18
1137
1134
16. 67
24707. 34217. 37 60
58924. 97
0.20
0.75 0.52
7.6 6
0.17
7.83
257.35
2.188
40
1137
1135
5.0 0
1920
24707. 61083. 37 85
85791. 22
0.20
0.75 0.59
7.8 3
0.14
7.96
256.13
3.611
42
1135
1133
4.7 6
2023
24707. 62300. 37 92
87008. 29
0.20
0.75 0.59
7.9 6
0.14
8.10
254.90
3.658
40
1133
1132. 5
1.2 5
2334
24707. 63212. 37 38
87919. 75
0.20
0.75 0.60
8.1 0
0.13
8.23
253.77
3.690
29
1132. 5
1134
5.1 7
3435
30486. 64681. 90 82
95168. 72
0.20
0.75 0.57
8.2 3
0.10
8.33
252.88
3.836
27
1134
1131
11. 11
35-
30486. 65280.
95767.
0.20
0.75 0 .57
8.3
0.10
8.43
252.02
3.854
14
1131
1130.
0.7
33
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
41
90
66
Ingeniería Sanitaria II
56
3
9
1
4142
30486. 65280. 90 66
95767. 56
0.20
0.75 0.57
8.4 3
0.06
8.49
251.5
3.854
31
1130. 9
1129
6.1 3
4245
30486. 66197. 90 07
96683. 97
0.20
0.75 0.58
8.4 9
0.10
8.59
250.6
3.881
84
1129
1124
5.9 5
4546
30486. 70050. 90 15
100537 .05
0.20
0.75 0.58
8.5 9
0.29
8.88
248.2
4.042
43
1124
1128
9.3 0
3839
2567.0 6
2567.0 6
0.75 0.75
1.7 4
1.74
327.1
0.175
49
1127
1128
2.0 4
3946
7585.1 4
7585.1 4
0.75 0.75
1.7 4
2.24
320.0
0.506
24
1128
1128. 5
2.0 8
h Pozo(m)
Invertida
0.50
Tubo
Sección Llena
Relaciones Hidráulicas
Tram o
INI
Fin
E INI(m)
E Fin(m)
S (%)
θ(pul g)
θ( m)
n
Área( m2)
R(m)
Vll(m /s)
Qll(m3/s )
Qp/Qll
V/VL L
Y/D
V(m/ s)
47-2
2.4
3.9
1144.5 9
1144.14
0.78
24
0.6 1
0.01 5
0.2917
0.15 24
1.676 4
0.489018 2
0.821696 81
1.11 87
0.69 7
1.9
2-3
4
2.6
1143.9 9
1139.43 8
8.75
30
0.7 6
0.01 5
0.4558
0.19 05
6.528 9
2.975927 55
0.192443 75
0.77 47
0.29 9
5
34
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
3-4
2.6
6.3
1139.4 4
1138.73 8
1.32
30
0.7 6
0.01 5
0.4558
0.19 05
2.536 6
1.156190 54
0.529389 88
1.02 12
0.52 6
2.6
4-5
2.6
2.6
1142.4 4
1141.43 8
3.85
30
0.7 6
0.01 5
0.4558
0.19 05
4.328 6
1.973020 75
0.324921 81
0.89 54
0.39 4
3.9
5-6
4.5
2.6
1139.4 9
1138.43 8
4.37
30
0.7 6
0.01 5
0.4558
0.19 05
4.616 7
2.104298 55
0.317521 86
0.88 97
0.38 9
4.1
6-15
3.4
2.7
1137.5 9
1136.28 6
3.82
36
0.9 1
0.01 5
0.6564
0.22 86
4.873 7
3.198899 04
0.575319 42
1.03 56
0.54 5
5.0
1415
2.3
2.3
1137. 2 4
1136.74 3
2.27
18
0.4 6
0.01 5
0.1641
0.11 43
2.367 1
0.388414 4
0.529895 61
0.63 3
0.21
1.5
1516
3.9
2.9
1135. 0 9
1134.08 6
2.33
36
0.9 1
0.01 5
0.6564
0.22 86
3.800 9
2.494790 54
0.821337 2
1.11 65
0.69 1
4.2
2526
8.5
2.7
1144.5
1134.28 6
14.5 9
36
0.9 1
0.01 5
0.6564
0.22 86
9.520 9
6.249126 98
0.062331 68
0.56 37
0.17 3
5
3330
2.6
2.4
1138. 3 9
1136.59
14.0 2
24
0.6 1
0.01 5
0.2917
0.15 24
7.121 7
2.077520 73
0.120727 93
0.66 09
0.11 7
4.7
3026
2.4
2.4
1136. 5 9
1134.59
7.69
24
0.6 1
0.01 5
0.2917
0.15 24
5.275 5
1.538933 84
0.261375 58
0.84 17
0.34 9
4.4
2634
3.3
2.6
1133. 7 4
1131.43 8
12.7 8
30
0.7 6
0.01 5
0.4558
0.19 05
7.889 8
3.596217 85
0.071323 68
0.57 93
0.18 1
4.6
1619
3.4
2.7
1133. 5 9
1132.28 6
3.25
36
0.9 1
0.01 5
0.6564
0.22 86
4.493 8
2.949579 47
0.741722 19
1.09 54
0.64 2
4.9
1920
3.8
2.9
1131. 2 3
1130.13 3
2.62
42
1.0 7
0.01 5
0.8934
0.26 67
4.470 2
3.993602 05
0.904204 58
1.13 17
0.74 2
5
20-
2.9
3.5
1130.1
1129.03
2.75
42
1.0
0.01
0.8934
0.26
4.580
4.092224
0.893970
1.13
0.73
5
35
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
23
3
3
Ingeniería Sanitaria II
7
5
67
6
36
58
08
8
2334
3.6
5.7
1128. 8 8
1128.28 1
2.07
48
1.2 2
0.01 5
1.1669
0.30 48
4.343 1
5.067746 79
0.728183 74
1.09 13
0.63 4
4.7
3435
5.7
3.2
1128. 2 8
1127.78 1
1.85
48
1.2 2
0.01 5
1.1669
0.30 48
4.108 9
4.794478 78
0.800067 3
1.11 15
0.67 7
4.6
3541
3.2
3.3
1127. 7 8
1127.58 1
1.43
48
1.2 2
0.01 5
1.1669
0.30 48
3.608 9
4.211038 97
0.915304 11
1.13 34
0.75
4.1
4142
4.2
3.0
1126. 6 8
1125.98 1
2.26
48
1.2 2
0.01 5
1.1669
0.30 48
4.537 2
5.294274 49
0.728028 23
1.09 13
0.63 4
5.0
4245
6.2
3.0
1122. 7 8
1120.98 1
2.14
48
1.2 2
0.01 5
1.1669
0.30 48
4.419 9
5.157448 39
0.752505 66
1.09 8
0.64 8
4.9
4546
3.0
7.7
1120. 9 8
1120.28 1
1.63
48
1.2 2
0.01 5
1.1669
0.30 48
3.852 4
4.495241 96
0.899265 14
1.13 17
0.74 2
4.4
3839
2.3
3.7
1124. 7 4
1124.29 3
0.92
18
0.4 6
0.01 5
0.1641
0.11 43
1.504 7
0.246905
0.708482 51
1.08 4
0.62 1
1.6
3946
3.7
5.5
1124. 2 9
1123.04 3
5.21
18
0.4 6
0.01 5
0.1641
0.11 43
3.583 3
0.587991 5
0.859885 03
1.12 43
0.71 4
4.0
36
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Conclusiones y Recomendaciones •
•
•
•
•
•
La determinación de las curvas Intensidad-Frecuencia-Duración es un paso sumamente importante en el diseño de un sistema de alcantarillado pluvial ya que a partir de ellas se obtiene la ecuación de la intensidad correspondiente a la cuenca en estudio. No se puede usar una misma ecuación de intensidad para dos lugares totalmente diferente, ya que la precipitación es diferente y por tanto las condiciones son distintas, lo que vendría a variar considerablemente los resultados del diseño, porque este se haría para condiciones irreales. El numero de tragantes depende del área de terreno que tributara a cada uno de ellos, y la colocación de estos debe ser en puntos estratégicos ya que ponerlos en lugares donde realmente no se necesitan viene en detrimento de la economía, que es uno de los elementos más importantes a tomar en cuanta cuando se diseña un sistema de alcantarillado. La cantidad de agua que puede transportar una calle depende de su geometría y longitud, entra más corta y ancha la calle, mas agua puede transportar. Pero el problema de las obstrucciones no se evita solamente con diámetros mayores, debido a que al sistema llega basura proveniente de las calles, misma que disminuye también la capacidad de transporte de la calle. Para estos sistemas se puede utilizar tubería de concreto o de PVC considerando que existe diámetros funcionales, la decisión va depender del lugar y la presión externa a la cual están expuestos los mismos, además de un análisis de costos ya que siempre se busca que la infraestructura sea lo más económica posible; pero en nuestro medio lo más común es usar tuberías de concreto En los sistemas de alcantarillado pluvial a diferencia de los sistemas de alcantarillado de aguas negras, en lo que a la tubería de agua se refiere no presentan 37
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
dificultades en el cumplimiento de la velocidad según la norma, esto debido a que los caudales que llevan son mayores. •
•
Debido a lo irregular que es el terreno en determinados tramos lo pozos exceden las alturas máximas expresadas en la norma del SANAA para este tipo de sistemas, por lo que se debe solicitar permiso a la supervisión del proyecto y además, se recomienda reforzar las paredes a h/3 para poder contrarrestar las presiones externas y evitar que falle la estructura. El agua se debe dirigir hacia al punto más bajo del la urbanización o lugar y de ahí llevarla hacia un campo de infiltración, una quebrada, rio o un pozo de almacenamiento para reutilizarla. Si la misma se va a devolver hacia una quebrada o rio esta debe estar en las mejores condiciones para no contaminar el estado natural de los mismos.
38
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Intensidad máxima de lluvia Año 1973 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
1,20
1,20
1,20
0,80
0,00
0,00
0,00
0,00
1,20
1,20
1,20
1,00
0,70
0,45
0,00
0,00
8,40
5,40
4,40
2,60
0,00
0,00
0,00
0,00
96,00
97,20
70,00
48,80
25,90
15,05
5,92
3,08
36,00
42,00
39,20
33,60
28,90
17,30
9,60
4,92
73,20
48,00
64,00
49,80
26,70
13,45
4,65
2,92
72,00
48,00
40,00
26,20
15,80
9,55
3,53
0,25
78,00
59,40
44,00
23,00
15,90
8,80
2,88
2,00
73,20
72,60
72,40
65,40
43,00
21,65
7,25
3,75
82,80
51,00
51,60
33,40
21,10
11,00
3,75
3,25
40,80
31,80
24,00
14,20
7,30
3,90
0,00
0,00
12,00
9,60
11,60
8,20
4,80
2,95
1,12
0,00
Anexos •
Datos intensidad máxima de lluvia estación Toncontín
39
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
40
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Intensidad máxima de lluvia Año 1974 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
2,40
1,80
1,60
0,00
0,50
0,30
0,00
0,00
2,40
3,00
2,80
0,00
0,90
0,65
0,27
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
3,60
3,60
3,60
2,20
1,70
0,90
0,37
0,00
60,00
48,00
48,00
31,20
24,50
21,05
9,47
5,52
58,80
49,80
47,60
38,40
22,30
12,60
4,37
2,73
56,40
52,20
36,80
22,60
11,60
9,20
2,87
1,53
54,00
40,20
30,80
18,40
11,40
9,70
3,88
0,00
84,00
49,80
36,40
18,80
13,70
9,50
4,57
2,93
84,00
58,80
41,20
20,80
0,00
6,20
2,55
0,00
2,40
3,60
3,20
3,00
2,40
1,45
0,50
0,00
1,20
1,20
1,20
0,80
0,50
0,35
0,18
0,00 41
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Intensidad máxima de lluvia Año 1975 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
3,60
3,00
4,00
2,60
2,10
12,00
8,33
0,00
1,20
1,20
1,20
0,80
0,50
0,45
4,17
0,00
10,80
6,00
6,40
3,80
2,50
0,00
4,17
0,00
45,60
28,80
33,20
23,60
0,00
0,00
2,40
1,67
120,00
110,40
100,00
81,00
55,60
29,20
13,03
7,17
18,00
12,60
88,00
0,00
0,00
0,00
0,37
0,00
50,40
44,40
36,40
20,00
10,10
5,45
1,90
1,31
40,80
24,60
24,00
26,20
19,30
9,90
3,33
2,25
66,00
58,80
67,20
43,60
26,30
13,85
6,67
3,77
84,00
58,20
61,20
58,60
42,30
23,70
9,08
0,00
39,60
29,40
29,60
17,00
8,60
4,70
2,30
1,22
1,20
1,20
0,00
0,00
0,00
0,00
0,03
0,00
Intensidad máxima de lluvia Año 1976 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
1,20
1,20
1,20
0,80
0,50
0,00
0,13
0,13
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
20,40
15,00
14,80
11,20
7,80
4,85
2,27
1,22
120,00
103,20
93,20
58,00
33,00
20,70
7,42
0,00
60,00
54,00
45,20
33,20
22,10
13,20
5,57
0,00
30,00
36,00
24,80
0,00
6,60
3,95
0,00
0,77
24,00
27,00
26,00
19,80
13,20
7,30
2,77
1,68
42,00
32,40
23,20
13,80
7,20
3,75
1,35
0,00
36,00
30,00
33,60
21,60
27,40
14,90
5,33
2,86 42
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Intensidad máxima de lluvia Año 1978 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,92
0,00
2,40
1,80
2,00
1,60
0,00
0,00
0,00
0,00
19,20
19,80
14,40
8,40
5,50
2,80
0,00
0,00
115,20
75,60
65,20
56,00
34,70
17,60
6,92
3,51
60,00
59,40
50,40
29,20
17,00
10,35
3,93
2,48
36,00
36,00
32,80
28,00
20,80
13,75
5,05
3,17
84,00
63,00
40,00
21,80
0,00
5,80
3,03
0,00
66,00
76,20
66,00
62,80
37,50
21,10
8,43
4,80
69,60
66,60
81,60
53,80
30,50
15,50
5,37
2,85
24,00
24,00
18,40
10,00
5,10
0,00
1,08
0,75
2,40
3,00
2,80
2,20
1,20
0,00
0,30
0,00
15,60
12,00
9,20
5,60
2,90
1,60
0,57
0,38
Intensidad máxima de lluvia Año 1979 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,07
0,00
14,40
8,40
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00 43
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
48,00
48,00
25,60
20,00
12,60
7,10
2,37
0,00
74,40
61,80
59,20
35,20
23,20
17,50
7,18
0,00
54,00
54,00
43,20
34,20
18,30
11,30
4,62
0,00
84,00
60,00
66,00
42,40
0,00
11,05
6,20
3,40
72,00
60,00
62,40
51,60
27,70
14,65
5,30
2,83
74,40
60,60
104,00
62,00
31,80
0,00
5,68
3,57
63,60
48,00
41,60
31,00
23,00
18,00
7,10
0,00
66,00
50,40
40,00
43,00
23,40
12,90
4,38
2,31
105,60
70,80
59,60
49,80
49,80
32,25
12,57
7,12
48,00
39,00
36,80
26,60
16,40
9,60
3,17
0,00
Intensidad máxima de lluvia Año 1989 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
54,00
60,00
57,60
40,00
23,40
12,50
5,25
0,00
60,00
60,00
46,00
43,80
40,70
25,60
8,68
0,00
87,60
52,20
0,00
19,00
16,20
9,55
5,42
0,00
82,80
48,00
35,20
26,40
20,30
15,95
5,12
3,33
86,40
61,20
44,80
22,60
11,40
5,80
2,35
1,20
116,40
94,20
84,00
48,60
25,60
16,40
5,92
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
7,07
3,60
37,20
33,00
27,20
15,80
8,40
4,35
1,50
0,00
4,80
4,20
3,60
2,60
1,80
0,00
0,30
0,00
44
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Intensidad máxima de lluvia Año 1980 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
3,60
3,00
2,40
1,40
0,80
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
4,37
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
6,67
0,00
36,00
24,00
28,00
25,20
14,20
7,65
2,73
1,66
72,00
116,40
116,40
68,20
38,00
19,75
7,93
0,00
81,60
76,80
70,00
50,60
32,60
18,00
6,50
3,57
36,00
26,40
19,60
0,00
5,00
4,70
3,83
1,98
93,60
88,80
78,40
74,20
43,70
23,10
7,75
3,95
60,00
58,80
59,20
44,60
38,30
19,75
6,95
0,00
48,00
41,40
31,60
25,80
17,80
10,00
4,42
0,00
39,60
30,00
25,20
14,60
11,00
5,90
2,07
1,07
40,80
30,00
23,60
16,40
9,40
11,70
5,30
0,00
360´
720´
Intensidad máxima de lluvia Año 1982 5´
10´
15´
30´
60´
120´
45
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
4,80
5,40
5,60
3,60
1,90
0,00
0,32
0,00
6,00
4,80
4,80
0,00
0,00
0,00
0,20
0,00
288,00
28,80
20,80
0,00
0,00
0,00
0,87
0,00
600,00
48,00
34,80
31,60
20,50
13,40
5,03
0,00
1128,00
76,80
75,20
57,20
36,30
20,70
8,15
4,10
960,00
60,00
61,60
34,20
0,00
8,85
3,33
2,42
50,40
28,80
19,60
0,00
0,00
3,55
1,43
0,00
52,80
54,00
40,40
23,60
12,30
6,45
2,22
0,00
42,00
37,80
36,00
20,40
15,00
8,95
5,35
2,76
98,40
85,20
73,20
44,20
23,00
0,00
3,83
0,00
28,80
22,20
16,40
8,40
5,90
3,80
1,37
0,74
16,80
12,00
8,80
0,00
0,00
1,20
0,43
0,00
Intensidad máxima de lluvia Año 1983 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
4,80
3,00
2,80
1,60
1,20
0,75
0,25
0,00
1,20
1,80
1,60
1,00
1,00
0,95
0,28
0,19
55,20
48,60
34,40
18,60
9,90
0,00
1,65
0,00
3,60
2,40
2,80
1,80
1,10
0,00
0,18
0,00
14,40
9,60
9,60
5,80
3,80
3,45
1,35
0,00
54,00
54,60
52,40
32,20
30,50
21,95
7,42
0,00
46
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
61,20
52,80
0,00
0,00
0,00
5,75
2,17
1,22
9,60
10,20
9,60
10,60
7,30
6,20
4,17
0,00
84,00
43,20
34,80
37,00
37,80
22,00
7,87
4,12
54,00
52,80
53,20
38,40
23,90
13,05
4,43
2,49
48,00
78,60
63,60
35,80
18,70
9,65
3,77
0,00
9,60
9,00
8,80
6,80
4,40
3,05
1,53
0,00
Intensidad máxima de lluvia Año 1984 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
4,80
6,00
5,60
4,80
3,30
2,60
1,42
0,76
10,80
7,80
8,00
6,40
4,90
2,90
0,98
0,53
62,40
37,20
34,00
29,20
15,40
0,00
2,87
0,00
60,00
61,20
60,80
43,20
24,30
12,30
4,27
0,00
120,00
84,00
80,00
80,00
56,00
36,65
12,67
7,58
96,00
72,60
64,00
46,80
31,10
0,00
7,03
0,00
108,00
72,60
56,80
60,20
42,20
21,30
6,40
3,91
72,00
70,20
66,00
53,00
30,20
16,25
6,27
3,91
102,00
60,00
52,00
29,40
20,30
11,50
5,53
2,80
102,00
60,00
66,00
46,20
24,10
13,25
6,33
3,85
16,80
11,40
11,20
11,40
6,90
5,05
1,72
0,00
2,40
1,80
0,00
0,80
0,50
0,30
2,00
0,00
47
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
Intensidad máxima de lluvia Año 1985 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
3,60
3,60
3,60
2,00
0,00
0,60
0,25
0,00
1,20
1,20
1,20
0,80
0,70
0,65
0,28
0,00
4,80
3,00
2,40
1,60
1,10
0,60
0,20
0,00
60,00
78,00
76,00
62,40
31,80
16,20
6,65
0,00
39,60
34,80
32,00
26,00
14,90
7,55
2,52
1,25
72,00
60,00
54,00
41,40
0,00
0,00
0,00
0,00
84,00
75,00
56,40
31,20
16,70
9,95
3,80
2,75
34,80
35,40
26,00
13,40
10,20
5,40
1,88
0,92
26,40
16,80
14,00
8,80
7,40
3,90
1,48
1,33
96,00
66,00
52,00
32,60
17,60
0,00
3,05
2,17
8,40
9,60
7,20
5,40
3,00
1,85
0,85
0,78
Intensidad máxima de lluvia Año 1986 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
8,40
6,00
4,80
3,00
1,50
0,75
0,25
0,15
12,00
12,60
9,20
7,60
4,20
2,15
0,72
0,47
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,20
1,20
0,80
0,60
0,30
0,15
0,05
0,03
80,40
58,20
40,00
39,40
19,70
9,85
3,73
2,15
50,40
30,00
28,80
16,00
8,00
4,55
1,60
0,80
30,00
18,00
12,80
7,00
3,50
1,90
1,03
0,58
60,00
38,40
30,00
15,60
9,00
4,50
3,40
3,08
84,00
55,20
4,00
23,20
12,80
11,00
6,73
3,42
30,00
22,20
20,00
10,00
5,80
2,90
0,97
0,67
36,00
33,00
30,00
19,20
10,40
5,75
2,00
1,15
48
Proyecto: Alcantarillado Pluvial 26,40
13,80
9,20
Ingeniería Sanitaria II 5,00
3,50
2,25
0,77
0,46
Intensidad máxima de lluvia Año 1987 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
2,40
1,80
1,60
1,00
0,70
0,35
0,00
0,00
24,00
24,60
21,20
11,20
6,30
5,10
2,00
1,00
24,00
24,60
21,20
11,20
6,30
5,10
0,33
0,17
84,00
60,00
56,00
33,00
17,20
10,70
3,50
1,75
120,00
180,00
160,00
112,00
62,40
31,20
11,00
5,50
84,00
55,80
40,00
29,00
14,50
7,25
1,67
0,83
60,00
36,00
24,00
16,40
20,20
10,10
4,17
2,08
120,00
78,00
80,00
44,00
40,70
22,15
10,00
5,00
18,00
13,20
12,40
8,00
8,10
4,25
1,50
0,75
48,00
30,00
25,20
14,40
7,90
3,95
1,33
0,67
12,00
6,00
4,80
3,60
2,30
1,15
0,33
0,17
Intensidad máxima de lluvia Año 1988 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
1,20
0,60
0,40
0,20
0,10
0,05
0,02
0,01
24,00
18,00
94,80
10,20
5,50
2,80
0,93
0,47
20,40
13,80
10,00
5,20
6,00
5,25
2,12
1,06
120,00
96,00
80,00
42,80
30,40
15,30
5,87
3,00
70,80
75,60
56,40
35,80
22,10
13,40
4,68
2,39
120,00
90,00
80,00
62,00
45,20
25,85
10,17
5,59
120,00
72,00
48,00
29,00
20,00
11,75
5,08
2,55
49
Proyecto: Alcantarillado Pluvial
Ingeniería Sanitaria II
180,00
102,00
100,00
61,00
35,80
18,05
6,02
3,01
54,00
39,00
40,00
35,60
23,80
14,60
9,25
6,03
72,00
96,00
68,00
56,80
30,60
16,05
5,75
3,71
60,00
51,00
43,20
36,80
19,10
9,89
3,28
2,04
1,20
1,20
1,20
1,00
0,60
0,30
0,10
0,05
Intensidad máxima de lluvia Año 1989 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
6,00
3,60
2,40
1,20
0,60
0,30
0,17
0,08
2,40
1,80
1,60
1,00
0,60
0,35
0,13
0,00
3,60
3,00
2,80
1,60
0,80
0,60
0,72
0,33
96,00
72,60
90,00
65,40
35,10
17,80
5,93
3,00
96,00
60,00
59,60
40,00
23,50
11,95
4,00
3,00
109,20
114,00
96,00
53,40
27,70
14,00
5,60
2,83
108,00
60,00
40,00
20,00
11,10
5,55
2,03
1,08
96,00
60,00
52,00
28,40
24,50
12,40
4,40
2,42
72,00
52,20
36,00
20,00
20,00
10,25
4,37
3,00
48,00
48,00
44,00
27,00
15,80
9,90
5,10
2,50
24,00
17,40
12,00
10,00
8,00
5,00
2,23
1,42
1,20
0,60
0,40
0,20
0,10
0,05
0,02
0,01
Intensidad máxima de lluvia Año 1990 5´
10´
15´
30´
60´
120´
360´
720´
4,80
3,00
2,40
1,20
0,60
0,35
0,12
0,06
6,00
4,80
3,60
20,00
1,30
0,70
0,23
0,14
54,00
30,00
20,40
11,00
6,00
3,30
1,10
0,57
6,00
4,20
4,00
3,20
1,60
0,80
0,27
0,13
60,00
54,00
40,00
32,00
28,50
17,00
6,88
6,09
50