Alcantarillado Sanitario y Pluvial

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE DE INGENIERIA CIENCIAS CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS ESCUELA DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL CIVIL ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO DISEÑO DEL ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO SANITARIO SANITARIO Y PLUVIAL DE SAN PABLO DE ATENAS NOMBRE: OROZCO OROZCO RONQUILLO FRANKLIN DANILO

PROF:ING. JOSÉ ARAUJO ARAUJO PINO

SEMESTRE:OCTAVO SEMESTRE:OCTAVO

FECHA: 12 DE ENERO ENERO DEL 2012 SEMESTRE SEPTIEMBRE 20112011- FEBRERO 2012 2012

Universidad Central del Ecuador Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática

Alcantarillado

Cálculo y diseño del Alcantarillado sanitario y pluvial

CONTENIDO 1.- OBJETIVOS Y ALCANCE 1.1 Objetivo 1.2 Alcance 2.- ASPECTOS FÍSICOS 2.1.-Ubicación Geográfica 2.2.- Fecha de Fundación 2.3.- Producción 2.3.1.- Comercio 2.3.2.- Atractivos 2.4.- Situación Demográfica 3.- PARÁMETROS DE DISEÑO 3.1 Tipos de Sistemas 3.2 Alternativas de diseño 3.3Periodo de diseño 3.4 Población de Diseño 3.4.1Métodos para la determinación de la población futura 3.4.1.1 Método aritmético 3.4.1.2 Método Geométrico 3.4.1.3 Método Mixto DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO BASES DE DISEÑO: Componentes principales de la red Caudal de infiltración Velocidades Cálculos Hidráulicos de la Red Tuberías Dimensiones de la tubería Material de la tubería Pozos de Revisión Conexiones Domiciliarias Descripción de la hoja de cálculo DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO PLUVIAL BASES DE DISEÑO: Componentes principales de la red Franklin D. Orozco R.

Septiembre 2011 -Febrero 2012

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Tiempo de concentración Coeficiente de escurrimiento Intensidad de lluvia Velocidades Tuberías Dimensiones de la tubería Material de la tubería Pozos de Revisión Sumideros

Franklin D. Orozco R.


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INTRODUCCIÓN: En toda comunidad es importante que se disponga de un sistema de alcantarillado para evacuar las aguas servidas y las aguas lluvias. Las aguas servidas son producto del agua potable que se emplean en actividades domésticas, comerciales e industriales, es decir, es un porcentaje de la dotación media futura (DMF). Las aguas lluvias son producto de las precipitaciones, depende generalmente de la época, sea de estiaje o lluvia. Por lo cual con el afán de atender la infraestructura básica se ha decidido realizar los ESTUDIOS Y DISEÑOS DEFINITIVOS DEL ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL PARA LA PARROQUIA DE SAN PABLO DE ATENAS PERTENECIENTE AL CANTON SAN MIGUEL, DE LA PROVINCIA DE BOLIVAR y de esta forma diagnosticar, encaminar y mejorar el nivel de vida de sus habitantes, conociendo las deficiencias hidráulicas y sanitarias de este sector Los estudios de alcantarillado sanitario y pluvial para la parroquia de San Pablo, se inicia, a partir de una evaluación de la zona del proyecto. A tal efecto, se ha realizado una recopilación y análisis de la información. Para el efecto, en el desarrollo del Estudio se ha seleccionado la alternativa que brinda la mayor garantía desde el punto de vista técnico, económico, financiero y ambiental. La Memoria Técnica Descriptiva de los estudios, motivo del presente trabajo, comprende la totalidad de los aspectos poblacionales, sociológicos, económicos, ecológicos y técnicos, que deben ser considerados para obtener una solución óptima en el diseño definitivo, el mismo que incluye lo siguiente: recopilación, análisis y conclusiones de la información previa obtenida, que permitió posteriormente desarrollar los estudios definitivos, en base de la deducción de los parámetros y bases de diseño efectuados, considerando la situación actual, en base de la realidad física, de la infraestructura de servicios y de las normas vigentes en el país, aplicadas a la zona en estudio. Los datos que han servido de base para este estudio han sido obtenidos de varias fuentes oficiales tanto en el ámbito local, provincial, regional y nacional, tales como: Instituto de Estadística y Censos - INEC-; Ilustre Municipalidad de San Miguel, Instituto Geográfico Militar -IGM -, Dirección de Educación, Subsecretaria de Agua Potable, Saneamiento y Residuos Sólidos MIDUVI, Normas de diseño del ex IEOS, además de las investigaciones, inspecciones, encuestas y trabajos de campo efectuados en el sitio del proyecto.



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1.- OBJETIVOS Y ALCANCE 1.1 Objetivo.El objetivo general del presente es tudio, es el “Diseño definitivo del Sistema de Alcantarillado sanitario y pluvial de la parroquia San Pablo de Atenas”, el cual permitirá contar, con un pro yecto

técnicamente realizable, económicamente factible, que respete el entorno del área de influencia, logrando de esta manera, mejorar las condiciones de vida de sus habitantes.

1.2 Alcance.El alcance al que se pretende llegar con el presente estudio es el de mejorar las condiciones de vida de la población de San Pablo de Atenas, de tal forma lograr un desarrollo social, sostenible y sustentable, porque permitirá preservar el medio físico en el que se ubica el centro poblado.

2.- ASPECTOS FÍSICOS 2.1.-Ubicación Geográfica.San Pablo de Atenas es una parroquia del Cantón San Miguel, que se encuentra en la provincia de Bolívar, cuya capital es la ciudad de Guaranda. San Pablo está a cinco horas al suroeste de Quito, por vía terrestre, y a tres horas al noreste de Guayaquil. La parroquia está localizada en las estribaciones de un ramal de la cordillera occidental de los andes ecuatorianos, formando una micro cuenca del río la Chima, que aguas abajo toma el nombre de Sicoto. Entre los ríos del Huayco y de Yanayacu se encuentra sobre una loma angosta la cabecera cantonal de San José de Chimbo, a la altura de 2.500 m.s.n.m. Más al sur se halla, en una meseta algo más espaciosa y a 2.469 m. de altura, la capital del cantón de San Miguel de Bolívar. El valle lateral de la Chima es angosto y no presenta otro río que el del mismo nombre, el que corre en un curso paralelo al río Chimbo; en la parte superior del valle se encuentran los pueblos de Bilován y San Pablo de Atenas. San Pablo de Atenas fue creada por el notable patricio Señor Juan Pío de Mora y poco tiempo después fue elevado a la categoría de parroquia civil. El terreno necesario para la Iglesia, calles y plaza fue generosamente cedido por el Señor Juan de Rivera



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Cuenta con una bonita iglesia, plaza, que sirve de mercado los domingos, y adecuados locales escolares del Fisco. En su territorio estableció el general Juan José Flores, magníficos molinos, los primeros de su clase en el país, y que fueron transportados más tarde al Machangara, cerca de Quito. Su fiesta patronal es una de las más afamadas de la provincia y concurren turistas y comerciantes de diferentes y lejanos lugares de la Patria.

2.2.- Fecha de Fundación.Fue fundado San Pablo de Atenas el año 1.874 por el notable Señor Juan Pío de Mora y poco tiempo después fue elevado a la categoría de parroquia civil.

2.3.- Producción.Los Terrenos laborables de la parroquia se encuentran en dos zonas una fría que produce toda clase de cereales y otra cálida, que produce caña de azúcar, café, naranja, banano, entre otros. Y maderas para ebanistería y construcción. La producción agropecuaria es la base económica de San Pablo; en agricultura sobresale la producción de maíz suave, fréjol y lenteja, generados en la meseta interandina; también son característicos ciertos productos del subtrópico como la naranja, el banano y la caña de azúcar, producidos en la porción de territorio subtropical con la que cuenta el cantón. En ganadería sobresale la producción bovina de doble propósito, asentada en varios sectores como: Las Guardias, Tiandiagote y Los Changuiles

2.3.1.- Comercio.Cuenta con una carretera permanente que ha intensificado su comercio, y lo ha convertido en un importante lugar de tránsito de nuevas zonas recientemente incorporadas al cultivo.

2.3.2.- Atractivos.Entre los atractivos que conforman a la parroquia tenemos: Los Molinos de la Chima, Bosque los Arrayanes, Bosque las Palmas, claro y la belleza del pueblo. Atenas tiene una importancia histórica, pues en los inicios de las guerras de la independencia se encontraron las Huestes Libertarias que avanzaban de Guayaquil a Quito con los realistas que Franklin D. Orozco R.


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pretendían detener el avance del pueblo alzado en armas, librándose una batalla que dio inicio al proceso independista En este sector existieron años atrás, hoy son mudos testigos del paso de la historia, los molinos de agua de propiedad del General Juan José Flores; en la actualidad sobreviven tan solo ciertos rezagos de la construcción. Los realistas que pretendían detener el avance del pueblo alzado en armas, librándose una que dio inicio al proceso independentista. En este sector existieron años atrás, hoy son mudos testigos del paso de la historia, los molinos de agua de propiedad del General Juan José Flores; en la actualidad sobreviven tan solo ciertos rezagos de la construcción. Los realistas que pretendían detener el avance del pueblo alzado en armas, librándose una que dio inicio al proceso independentista.

Bosque los Arrayanes: Arrayanes: Es un bosque húmedo, de este tipo de bosque existe dos en el país uno en la provincia del Carchi y el otro en la provincia de Bolívar en el cantón San Miguel de Bolívar en este lugar también se puede observar algunos de los vestigios del famoso camino del rey. El bosque de los arrayanes perteneciente a la parroquia Bilovan hace contraste con la actividad agrícola y ganadera de las parroquias San Pablo y Bilovan, además es un lugar muy atractivo para las excursiones de los distintos centros educativos de las parroquias antes mencionadas, se encuentra en el Kilómetro 10 vía a la costa

Origen de su nombre Su nombre se debe a la presencia de gran cantidad de árboles de arrayán, pertenece a la parroquia San Pablo, cantón San Miguel.

Extensión Abarca un área aproximada de 6.000 metros en la que predomina una neblina permanente con precipitaciones pluviométricas de 1.000 m. anuales.

Ubicación Este bosque se encuentra ubicado entre las parroquias de Bilován y a 3 kilómetros de San Pablo de Atenas sobre la carretera que conduce a Balzapamba. Franklin D. Orozco R.


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Clima Cuenta con una temperatura varia su promedio es de 14 grados.

Flora Por encontrarse en medio de una formación fugaz y vulnerable de la ceja de montaña es muy rica y variada con un alto grado de endemismo, existiendo especies de vegetación natural y secundaria caracterizada por árboles grandes, montes chaparros. También podemos encontrar plantas medicinales y de adorno como: arrayanes, piñan blanco, molitón, romerillo, lecheros, sacha ortiga, sacha tomate, carrizo, sigsig, bejuco, hojas de pusig, moras, frutillas silvestres, lechero, pumín, valeriana, culantrillo del pozo, gañal, musgos

Vegetación: El bosque al ser un conjunto interrelacionado de seres vivos, abarca un sistema maduro y equilibrado con un 95% de bosque primario poblado de arrayanes que se caracterizan por ser de tronco rojizo, corteza muy lisa de color café y espeso follaje en los que habitan las orquídeas, bromelias, lianas y aves; su fruto sirve de alimento para los mirlos así como para consumo humano, sus hojas y ramas para condimentar y darle el sabor especial a la colada morada.

Fauna Es variada y se puede encontrar colibríes, quindes, mirlos, chirotes, gorriones, palomas, torcazas, hormigas, saltamontes, catzos, amorsecos, mariposas de diferentes colores, jambatos, ranas, lagartijas, culebras. A varios de estos insectos, con muchocuidado se los puede colocar sobre la mano de alguna persona ya que algunos no son peligrosos. No se encuentran entradas de índice. El bosque encierra una milenaria e inmensa variedad de paisajes, color y belleza, recursos que el turista podrá admirar, es utilizado por los estudiantes de las escuelas y colegios del sector así como de otros cantones para paseos cortos de esparcimiento e investigación.

Actividades Turísticas Entre las actividades que el turista puede realizar dentro del Bosque, tenemos: Acampar, caminatas por los senderos, almorzar al aire libre, fotografía del paisaje, observación de flora y fauna, entre otros.

2.4.- Situación Demográfica.Franklin D. Orozco R.


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Los datos demográficos indican que la población total es de 5.653 personas (Según el VI Censo de Población realizado el 25 de noviembre del año 2001. De ese total, 20% es población urbana y el restante 80% vive en partes aledañas. El porcentaje total de analfabetismo es de 12,5%, siendo mayor en las mujeres (14,8%) que en los hombres (9,7%.) Sólo 46% de los san pablinos ha completado la primaria, según datos publicados por la profesora Mercedes Sánchez (2001). 8,3% ha completado la secundaria. El porcentaje de pobreza extrema llega a 40% y del total de 1.202 viviendas, sólo 48% cuenta con servicio de agua. La mitad de los hogares utiliza gas para cocinar, mientras que la otra mitad usa leña. El clima de San Pablo es templado y algo húmedo, con temperaturas que fluctúan entre 15 y 19 grados centígrados. La precipitación anual promedio es de 2,7 mm y los meses secos son de mayo a septiembre. Según Sonia Bayas, asistente administrativa del Instituto Superior Agropecuario San Pablo de Atenas, donde se ubicó el laboratorio, el clima no es neblinoso sino que “se pone así cuando le quieren tomar una foto.” 75% de la población de San Pablo se dedica

a la agricultura, siendo el cultivo más importante el maíz suave, con una extensión cosechada de 2.161 hectáreas, y con rendimiento de casi una tonelada por hectárea. Le sigue en importancia el fréjol y el trigo, pero también se cultiva cebada, chocho, arvejas, papas, zapallos, granadillas y taxos. Los suelos son de origen volcánico, ligeramente ácidos, pero existen también terrenos arcillosos. Todas las familias de la zona se dedican a la crianza de animales domésticos para el consumo familiar. La parroquia cuenta con 22 escuelas como se muestra en el cuadro 3 de las cuáles dos son de preprimaria, tres son de media, una de educación especial y el resto son de primaria. Participaron en el proyecto los siguientes planteles: Eloy Alfaro, García Moreno, Hermano Miguel, Instituto San Pablo de Atenas, el Colegio Monseñor Proaño, el Colegio a Distancia y el Colegio de Formación Artesanal. Todos ellos, excepto Hermano Miguel, están ubicados en la zona urbana de San Pablo. El sistema educativo cuenta con un total de 1.865 alumnos.



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CUADRO 1.6 FUENTE: COLECCIÓN PAC Serie Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) Comunidades conectadas con el progreso. Los laboratorios móviles de Ecuador



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3.- PARÁMETROS DE DISEÑO 3.1 Tipos de Sistemas.Existen tres tipos de sistemas de alcantarillado, que son:

1. Alcantarillado sanitario 2. Alcantarillado pluvial 3. Alcantarillado combinado

El alcantarillado sanitario es aquel que lleva únicamente las aguas servidas, para que con un tratamiento previo se descargue en los ríos. El alcantarillado pluvial es el que se encarga de llevar únicamente las aguas lluvias las mismas que no necesitan de un tratamiento tan profundo como las aguas servidas. El alcantarillado combinado lleva las aguas servidas y las aguas lluvias, éstas aguas necesitan de un tratamiento, pues al combinarse con las aguas servidas quedan contaminadas.

3.2 Alternativas de diseño.Luego de realizar los análisis correspondientes para la parroquia San Pablo de Atenas se opto por el sistema separado es decir sanitario y pluvial El sistema a diseñarse para San Pablo de Atenas, del, cantón San Miguel, provincia de Bolivar, consistirá en un alcantarillado separado es decir sanitario y pluvial, en el cual se ha tomado en cuenta los criterios de descontaminación de aguas servidas mediante aliviaderos y separadores de caudal, con el propósito de transportar las aguas residuales hasta la futura planta de tratamiento. Los aliviaderos y separadores de caudal servirán para aliviar los caudales pluviales en crecidas, cuyos excesos se evacuarán hacia el cuerpo receptor, con cargas contaminantes mínimas que no afectarán al entorno.



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3.3 Periodo de diseño.Para la red de alcantarillado del Proyecto, se ha adoptado los parámetros de diseño proporcionados por la EMAAP-Q, en los cuales se establece un período de diseño de 20 años.

3.4 Población de Diseño 3.4.1 Métodos para la determinación de la población futura 3.4.1.1 Método aritmético.Periodo de diseño: 20 años Índice de crecimiento poblacional, γ = 0.2 % INEC   (    ) )

Donde: Pa; población actual n; periodo de diseño γ; índice o rata de crecimiento   (    )   (    )         (Para el año 2030)

3.4.1.2 Método Geométrico

  (  )   ( (   )         (Para el año 2030)

3.4.1.3 Método Mixto

 

 

           

         (Para el año 2030)

Escogemos el método geométrico por ser más conservador y por que se utiliza una tasa de crecimiento empleada para parroquias rurales, el cual equivale a 5991 habitantes para realizar los diferentes diseños. En los diseños del alcantarillado, el área aportante de aguas servidas y aguas pluviales serán las que se determinen de acuerdo a las características topográficas del terreno, la distancia de sus



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calles, provocando figuras geométricas que son resultantes de la verdadera contribución a la redes de alcantarillado. En el cálculo se ha considerado el área y la población, que define la densidad poblacional que existe en la zona.



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DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIO ALCANTARILLADO SANITARIO Conjunto de estructuras construidas e instaladas para recolectar, conducir, tratar y disponer las aguas residuales y que deben ser tratadas antes de su descarga. Las partes constitutivas del alcantarillado sanitario son:  Pozos de revisión  Sub Colectores (tuberías)  Colectores (tuberías) Emisarios (colectores)  Planta de Tratamiento   Estructura de descarga

COMPONENTES PRINCIPALES DE LA RED: Los componentes principales de una red de alcantarillado, descritos en el sentido de circulación del agua, son: 

Las acometidas, que son el conjunto de elementos que permiten incorporar a la red las aguas vertidas por un edificio o predio. A su vez se componen usualmente de:



Las alcantarillas (en ocasiones también llamadas «colectores terciarios»), conductos enterrados en las vías públicas, de pequeña sección, que transportan el caudal de acometidas hasta un colector;



Los colectores (o «colectores secundarios»), que son las tuberías de mayor sección, frecuentemente visitables, que recogen las aguas de las alcantarillas las conducen a los colectores principales. Se sitúan enterrados, en las vías públicas. Los colectores principales, que son los mayores colectores de la población y reúnen grandes caudales, hasta aportarlos a su destino final o aliviarlos antes de su incorporación a un emisario.







 

Los emisarios interceptores o simplemente interceptores, que son conducciones que transportan las aguas reunidas por los colectores hasta la depuradora o su vertido al medio natural, pero con su caudal ya regulado por la existencia de un aliviadero de tormentas Aguas abajo, y ya fuera de lo que convencionalmente se considera red de alcantarillado, se situaría la estación depuradora y el vertido final de las aguas tratadas: Mediante un emisario, llevadas a un río o arroyo. Vertidas al mar en proximidad de la costa;



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Vertidas al mar mediante un emisario submarino, llevándolas a varias centenas de metros de la costa; Reutilizadas para riego y otros menesteres apropiados.

BASES DE DISEÑO: Alcantarillado Sanitario = Aguas Servidas Aguas Servidas está en función de: Áreas de drenaje Caudal de infiltración Caudal de aguas lluvias o ilícitas Coeficiente de Simultaneidad Simultaneida d (M) Con todos estos datos obtenemos el caudal de diseño (  )

CAUDAL DE INFILTRACION No se puede evitar la infiltración de aguas subterráneas principalmente freáticas a través de fisuras en los colectores, juntas mal ejecutadas y en la unión de colectores con las cámaras de inspección, y en las mismas cámaras cuando permiten la infiltración del agua. El coeficiente de infiltración varía según: La altura del nivel freático sobre el fondo del colector. Permeabilidad del suelo y cantidad de precipitación anual Dimensiones, estado y tipo de alcantarillas y cuidado en la construcción de cámaras de inspección.

VELOCIDADES: (Trabaja a tubo lleno)  = 0.90 m/seg  → Está en función de material de la tubería.



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DISEÑO DEL ALCANTARILLADO Calcular la red de Alcantarillado Sanitario de la parroquia San Pablo de Atenas perteneciente al cantón San Miguel de la Provincia de Bolívar, de acuerdo con los siguientes datos: Un área total de 12.36 Ha, la cual incluye zona actual y zona de expansión futura de acuerdo a la planimetría se tiene una densidad de 555 hab/Ha, una dotación media futura de 180 lts/hab/día, un factor M = 4, bases de diseño un 84 % de aportación de aguas servidas. De acuerdo al estudio de Mecánica de Suelos el suelo es agresivo razón por la cual se utilizara tubería de P.V.C, de acuerdo al tipo de población son de estrato medio caudal de aguas ilícitas 69 lts/hab/día. DATOS:   

  

                lts/hab/dia 

% AS = 84 Tuberia = P.V.C n = 0.011    lts/hab/dia      

 

    

      

  

Velocidad min a tubo lleno = 0.6 m/s Velocidad máx a tubo lleno = 9.0 m/s Relación Hidráulica máx = 80 %

Cálculos Hidráulicos de la Red.Las tuberías y colectores se diseñarán a tubo-sección parcialmente lleno, con el 80 % como máxima capacidad a ser utilizada en el tramo y en condiciones de flujo a gravedad. Tuberías Dimensiones de la tubería.El diámetro mínimo en tuberías para los sistemas de alcantarillado será 200 mm. Con esta condición y verificando que cada una de las tuberías cumplan con las condiciones de diseño, se han determinado los diámetros obtenidos. Material de la tubería.Del análisis técnico-económico relacionado con el uso de tubería para el alcantarillado sanitario de la parroquia San Pablo de Atenas, se ha establecido la conveniencia de utilizar tubería plástica Franklin D. Orozco R.


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de varios diámetros, por su transporte, manejabilidad, mayor rendimiento y de fácil adquisición, pero la característica más importante, es que en el sector no se realizaron estudios de corrosividad del terreno, pero se prevé la existencia de cloruros, por esta razón se justifica el uso de este material. El Municipio debe tomar la decisión de utilizar o cambiar el tipo de material, en la ejecución del proyecto. También se justifica porque debido a la inclinación del terreno existe velocidades altas y la tubería plástica tiene la capacidad de soportar hasta 9 m/seg lo que compensaría el costo de la misma con la otra alternativa que sería la tubería de hormigón armado.

Pozos de Revisión.Se colocarán al inicio de los tramos, pozos de cabecera; cambio de pendiente, dirección y sección transversal. La máxima distancia entre pozos será de 80 m. Debiendo considerar pozos intermedios entre puntos de intersección de los ejes de las vías en los tramos de fuerte pendiente. La topografía definirá los puntos de intersección, los cuales coincidirán con los pozos implantados en el diseño.

Conexiones Domiciliarias.Franklin D. Orozco R.


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Como información para los planos de detalle, las conexiones domiciliarias se empatarán directamente desde un cajón de profundidad máxima de 1.5 m, a la red matriz o a canales auxiliares mediante tuberías de diámetro igual a 150 mm con un ángulo horizontal de entre 45° a 60° y una pendiente entre el 2% y 11%. Estas conexiones domiciliarias coincidirán en número con los lotes de la urbanización y están correlacionadas con las áreas de aporte definidas en el proyecto.

DESCRIPCIÓN DE LA HOJA DE CÁLCULO La hoja de cálculo, se ha realizado en Excel en cuyas primeras filas se tienen las bases de diseño que son generales y, en las primeras columnas se tienen los datos particulares de cada uno de los tramos; en el resto de columnas, se procesa el resto de la información.



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DISEÑO DE LA RED DE ALCANTARILLADO PLUVIAL ALCANTARILLADO PLUVIAL ALCANTARILLADO PLUVIAL: Conjunto de estructuras que recolectan aguas lluvias desde el inicio hasta la descarga al cuerpo receptor. NO NECESITA TRATAMIENTO. Las partes constitutivas del alcantarillado pluvial son: 

Colectores (tuberías)



Emisarios (colectores)



Tuberías (subcolectores)



Estructura de descarga



Sumideros

Pozos de revisión 1.-BASES DE DISEÑO: 

Alcantarillado Pluvial = aguas lluvias Aguas lluvias esta en función de: 

Áreas de drenaje



Tiempo de concentración (tc = te + tf)



Coeficiente de escurrimiento (C)

Intensidad de lluvia Con todos estos datos obtenemos el caudal q. 

1.1.-Tiempo de concentración: El tiempo de concentración esta en función del tiempo de entrada (te) y del tiempo de flujo (tf). El tiempo de entrada es el tiempo que se demora una gota de agua en llegar al sistema desde el punto mas alejado, va a ser variable, esta en función del tipo de suelo, del tipo de recubrimiento y de a topografía. El tiempo de flujo es el tiempo en que se demora el agua en llegar desde un pozo a otro pozo, es la relación de la longitud que esta en función de la velocidad.



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1.2.-Coeficiente de escurrimiento: Valor numérico que nos indica la facilidad con que el agua puede movilizarse dentro de una superficie, esta en función del tipo de recubrimiento: calles, cubiertas, suelos, etc. y del tipo de zona donde se ubicara el proyecto. 1.3.-Intensidad de lluvia: Se define como lluvia por unidad de tiempo (mm/h). La intensidad de lluvia varía de acuerdo al lugar donde vamos a realizar el proyecto, pero generalmente esta en función de algunos parámetros tales como: T = periodo de retorno t = tiempo de concentración 1.4.-Velocidades: (Trabaja a tubo lleno) Vmin = 0.90 m/seg Vmáx esta en función de la tubería: Tuberías de Hormigón Simple: CLASE 1: hasta 0.90 m/s CLASE 2: 0.90 m/s - 3.50 m/s CLASE 3: 3.50 m/s - 6.00 m/s 

Hasta un diámetro  = 600 mm utilizamos Hormigón simple Para diámetros  > 600 mm utilizamos Hormigón armado Siempre se debe revisar que la cota de salida cumpla con la condición:

h

1 

2

h

3 

4

( D



d )

( D



d )


Para diámetros  600mm

Para diámetros > 600mm


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DISEÑO DEL ALCANTARILLADO 

OBJETIVOS:

OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Diseñar la red de alcantarillado para el sector establecida anteriormente

OJETIVOS GENERALES 1. Obtener la dimensión de las tuberías así como las gradientes necesarias para transportar las aguas lluvias tratando de obtener la alternativa técnica y económica más eficiente. 2. Poner en práctica los conocimientos adquiridos en clases para diseñar el sistema de alcantarillado pluvial para una tubería de hormigón y PVC 3. Respetar las normas para una buena operación y construcción, de esta manera tener además un buen resultado económico y óptimo. 4. Determinar la alternativa técnica y económica más conveniente y si es el caso optar por una combinación de tuberías. Calcular la red de Alcantarillado pluvial de la parroquia San Pablo de Atenas perteneciente al cantón San Miguel de la Provincia de Bolívar, de acuerdo con los siguientes datos: Un área total de 12.36 Ha, la cual incluye zona actual y zona de expansión futura de acuerdo a la planimetría de la urbanización se tiene una densidad de 555 hab/Ha, la tubería a utilizarse es P.V.C, el periodo de retorno T = 25 años, el tiempo de concentración tc = 11 minutos, el coeficiente de escurrimiento ponderado es igual a Cp=0.90

DATOS:   

  

         

Periodo de Retorno T = 25 años Tiempo de concentración tc = 11 minutos Coeficiente de escurrimiento ponderado Cp= 0.90 Velocidad min a tubo lleno = 0.6 m/s ; Velocidad máx a tubo lleno = 9.0 m/s Relación Hidráulica máx = 80 % Franklin D. Orozco R.


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Cálculos Hidráulicos de la Red.Las tuberías y colectores se diseñarán a tubo-sección parcialmente lleno, con el 80 % como máxima capacidad a ser utilizada en el tramo y en condiciones de flujo a gravedad.

Tuberías Dimensiones de la tubería.El diámetro mínimo en tuberías para los sistemas de alcantarillado será 200 mm. Con esta condición y verificando que cada una de las tuberías cumplan con las condiciones de diseño, se han determinado los diámetros obtenidos.

Material de la tubería.Del análisis técnico-económico relacionado con el uso de tubería para el alcantarillado sanitario de la parroquia San Pablo de Atenas, se ha establecido la conveniencia de utilizar tubería plástica de varios diámetros, por su transporte, manejabilidad, mayor rendimiento y de fácil adquisición, pero la característica más importante, es que en el sector no se realizaron estudios de corrosividad del terreno, pero se prevé la existencia de cloruros, por esta razón se justifica el uso de este material. El Municipio debe tomar la decisión de utilizar o cambiar el tipo de material, en la ejecución del proyecto. También se justifica porque debido a la inclinación del terreno existe velocidades altas y la tubería plástica tiene la capacidad de soportar hasta 9 m/seg lo que compensaría el costo de la misma con la otra alternativa que sería la tubería de hormigón armado.

Pozos de Revisión.Se colocarán al inicio de los tramos, pozos de cabecera; cambio de pendiente, dirección y sección transversal. La máxima distancia entre pozos será de 80 m. Debiendo considerar pozos intermedios entre puntos de intersección de los ejes de las vías en los tramos de fuerte pendiente. La topografía definirá los puntos de intersección, los cuales coincidirán con los pozos implantados en el diseño.



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Sumideros.-

Son estructuras que permitirán el ingreso de la escorrentía superficial de aguas lluvias, que corren por las cunetas, las mismas que se conectarán directamente a los pozos de revisión, con una tubería de 200 mm de diámetro y una pendiente entre el 2% al 11%. Se emplearán aquellas estructuras o rejillas de hierro fundido que permitan el ingreso del flujo con cierta facilidad adecuándolas al terreno cuando la pendiente longitudinal de la calle sea alta.



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DESCRIPCIÓN DE LA HOJA DE CÁLCULO La hoja de cálculo, se ha realizado en Excel en cuyas primeras filas se tienen las bases de diseño que son generales y, en las primeras columnas se tienen los datos particulares de cada uno de los tramos; en el resto de columnas, se procesa el resto de la información



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Alcantarillado


CONCLUSIONES 1. Para ubicar el sentido de flujo y la numeración de los pozos en la red de Alcantarillado Sanitario y pluvial se ha tomado muy en cuenta la topografía y la planimetría de toda la red, incluyendo aéreas de expansión futura. 2. Los pozos han sido numerados con respecto al Norte del eje de coordenadas, de acuerdo a lo que la norma establece de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, y la colocación de las tuberías de Sur – Este. 3. Para el alcantarillado pluvial los pozos han sido numerados de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, y su ubicación se ha realizado en el eje de la vía como lo establece la norma 4. Las áreas de aportación se han ubicado según la pendientes de cada una de las calles y siguiendo el sentido de flujo hacia la estación de descarga de las aguas servidas. 5. Loa pozos de revisión en este sistema de alcantarillado sanitario sanitari o y pluvial se han colocado de acuerdo a lo establecido: En cambios de dirección, al cambiar la pendiente, al cumplir la longitud máxima permitida, al cambiar el diámetro de la tubería. 6. El diseño del alcantarillado sanitario para la parroquia San Pablo de Atenas del Cantón San Miguel de la Provincia de Bolívar ha sido realizado con tubería de P.V.C. P.V.C . ya que el suelo de este sector es muy agresivo, teniendo valores de PH y sulfatos alto 7. En este proyecto se ha evitado la construcción de pozos con estructura de salto o especiales, para lo cual en algunos tramos se ha sobredimensionado pero esto resulta más económico. 8. Los cálculos obtenidos son muy buenos ya que se cumple con los cortes mínimos en cada tramo de la red de alcantarillado y no hay ningún problema con la velocidad ni el caudal de diseño, por tanto concluyo que mi diseño es óptimo y confiable para su construcción.



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Alcantarillado Sanitario y Pluvial

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