Introducción a las ciencias esotéricas: Alquimia, simbolismo constructivo, geografía sagrada
Proceso constructivo de red drenaje o alcantarillado sanitario, en la col. el Sureste
135
PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA RED DE DRENAJE O ALCANTARILLADO SANITARIO
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i
PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA RED DE DRENAJE
O ALCANTARILLADO SANITARIO
ii
INS
TIT
UT
OTEC NOLOGICO DE
TUX
TE
PE
C
PROYECTO:
“Proceso constructivo de red de drenaje o
alcantarillado sanitario.”
MATERIA: Taller de Investigación II
CATEDRATICO:
C.P. María Enriqueta Bravo López
PRESENTAN:
Azamar Cortinez Javier 11350037
Esteban Morales Israel 11350058
Pérez Carrasco Heriberto 11350109
ESPECIALIDAD: Ingeniería Civil
SEMESTRE: 5 GRUPO: B
Tuxtepec Oaxaca, a Octubre del 2013.
iii
INTRODUCCIÓN
El trabajo de investigación que se presenta a continuación consta de VI
Capítulos.
El Capítulo I. Generalidades; El objetivo de este Capítulo es dar a
conocer de una forma general que es una Red de Drenaje o Alcantarillado
Sanitario, su clasificación y los diferentes modelos de configuración en cuanto a
atarjeas, colectores, interceptores y emisores. Debemos de tener en cuenta que
hoy en día se hacen y es requisito un análisis o estudio ambiental la cual también
va incluido en esta sección.
El Capítulo II. Especificaciones Técnicas del Proyecto: Este Capítulo
se dedica a los estudios previos que el ingeniero o proyectista debe de llevar
acabo antes de realizar una Obra de Red de Drenaje. Así como también tener bien
claro el Tipo de Sistema de que se trate y los requisitos que debe satisfacer a la
población en este caso el fraccionamiento sureste 1ra etapa.
El Capítulo III. Asentamientos admisibles para Cajones y Losas de
Cimentación: En este Capítulo abordaremos Las Normas Generales de una Red
de Drenaje o Alcantarillado Sanitario, el cual su objetivo es establecer los
requisitos que debe de cumplir con la Red de acuerdo a su estructura, así como la
prueba a la cual es sometido.
Capítulo IV. Componentes y Equipos: La finalidad de este capítulo es
aportar información sobre los tipos de materiales más comunes que se utilizan en
este tipo de obra, hay que tener en cuenta que para validar una tubería en este
tipo de obra hay que someterlo a prueba. También abordaremos sobre el equipo a
utilizar las cuales son; Maquinaria Pesada, Maquinaria Ligera, y Herramienta
Manual: solamente está incluido equipos factibles de acuerdo a la zona de estudio.
El Capítulo V. Construcción y Operación: Ya que todo está listo
(incluido la construcción de pozos y cajas de visita) el siguiente paso es la más
importante de todos, antes de la instalación de las tuberías; ver que
iv
absolutamente todo este como lo especifican los planos. Una vez echa las
verificaciones previas ahora si instalamos tuberías.
Y por último en el Capítulo VI: De acuerdo al alcance de nuestro
proyecto, en este capítulo daremos una breve introducción de acuerdo a la Red
de Tratamiento de aguas servidas.
Para el más fácil entendimiento de algunos conceptos tratados en esta
investigación, tenemos un aporte final la cual es un Glosario, en donde damos a
conocer el significado de cada concepto.
v
ÍNDICE
Portada ------------------------------------------------------------------------------ ii
Introducción ------------------------------------------------------------------------ iii
Identificación del problema ---------------------------------------------------- xii
Justificación ------------------------------------------------------------------------ xiii
Objetivos ---------------------------------------------------------------------------- xiv
General --------------------------------------------------------------------- xiv
Especifico------------------------------------------------------------------ xiv
Marco Teórico
Capitulo I. Generalidades ---------------------------------------------------- 2
1.1 Localización --------------------------------------------------------------- 2
1.2 Sistema de Drenaje o Alcantarillado Sanitario ------------------- 4
1.2.1 Clasificación ------------------------------------------------------- 4
1.2.2 Red de Atarjeas -------------------------------------------------- 11
1.2.2.1 Modelos de Configuración de atarjeas
y características Técnicas---------------------------- 12
1.2.3 Colectores e interceptores ------------------------------------- 15
1.2.4 Emisores ------------------------------------------------------------ 15
1.2.4.1 Emisores a Gravedad ------------------------------ 16
1.2.4.2 Emisores a Presión --------------------------------- 16
1.2.5 Modelos de Configuración para Colectores,
interceptores y emisores --------------------------------------- 17
1.2.5.1 Modelo Perpendicular ------------------------------ 17
1.2.5.2 Modelo Radial ---------------------------------------- 18
1.2.5.3 Modelo de Interceptores --------------------------- 19
1.2.5.4 Modelo de Abanico ---------------------------------- 19
vi
1.3 Análisis ambiental ------------------------------------------------------- 21
1.3 Aspectos de aplicación ------------------------------------------------- 23
Capítulo II. Especificaciones técnicas del proyecto---------------- 25
2.1 Estudios previos al proyecto ------------------------------------------ 25
2.2 Requisitos que debe satisfacer una red de drenaje ------------ 29
2.3 Elección del tipo de sistema ------------------------------------------ 32
2.3.1 Consideración según Región Geográfica ------------------ 32
2.3.2 Localidades rurales y pequeñas ciudades ---------------- 34
Capítulo III. Normatividad del Proyecto --------------------------------- 37
3.1 Normas generales ------------------------------------------------------- 37
3.1.1 Velocidad mínima ---------------------------------------------- 38
3.1.2 Velocidad máxima ---------------------------------------------- 39
3.1.3 Consideraciones de Diseño de Red ----------------------- 39
3.1.4 Descargas Domiciliarias -------------------------------------- 40
3.1.5 Instalaciones de Tuberías ------------------------------------ 41
3.1.6 Bocas de Tormentas ------------------------------------------ 43
3.1.7 Pozos de Visita-------------------------------------------------- 43
3.1.8 Pruebas a la Red ----------------------------------------------- 44
3.2 Especificaciones ambientales ----------------------------------------- 45
3.2.1 Ley de Aguas Nacionales -------------------------------------- 46
Capítulo IV. Componentes y equipos. ----------------------------------- 48
4.1 Materiales------------------------------------------------------------------- 48
4.1.1 Tuberías -------------------------------------------------------------- 48
4.1.2 Verificaciones previas a la instalación ---------------------- 54
4.1.3 Descripción de las partes de una tubería ------------------ 55
4.1.4 Pruebas a las que deben de someterse
las tuberías de concreto ---------------------------------------- 56
vii
4.1.4.1 Método de apoyo en la arena ---------------------- 59
4.1.4.2 Prueba de absorción --------------------------------- 60
4.1.4.3 Prueba de permeabilidad ---------------------------- 62
4.1.4.4 Diámetros mínimos para atarjeas
y descargas domiciliarias ---------------------------- 62
4.1.4.5 Pendientes mínimos y máximos permisibles -- 62
4.2 Equipo ---------------------------------------------------------------------- 64
4.2.1 Maquinaria Pesada ----------------------------------------------- 64
4.2.2 Maquinaria Ligera ------------------------------------------------- 66
4.2.3 Herramienta Manual --------------------------------------------- 69
Capítulo V. Construcción y operación. -------------------- 75
5.1 Verificaciones previas a la instalación ------------------------------ 75
5.2 Zanja ------------------------------------------------------------------------ 76
5.3 Construcción de pozos y cajas de visita --------------------------- 79
5.4 Instalación de Tuberías------------------------------------------------- 84
5.5 Inspección ----------------------------------------------------------------- 89
5.6 Medidas de conservación y limpieza ------------------------------- 92
Capítulo VI. Estructura de descarga ------------------------ 97
6.1 Red de tratamiento ------------------------------------------------------- 97
Conclusión ------------------------------------------------------------------------ 103
Bibliografía ----------------------------------------------------------------------- 104
Anexos ---------------------------------------------------------------------------- 106
Glosario ---------------------------------------------------------------------------- 115
viii
INDICE DE TABLAS
1.2.1 Cuadro de Desempeño del Sistema de
Alcantarillado Sanitario por Vacío. ------------------------------- 10
1.3 Proceso de ocho tapas del análisis ambiental y sus
resultados asociados ------------------------------------------------ 22
2.3.1 Factores a considerar ------------------------------------------------ 33
2.3.1 Factores a considerar ------------------------------------------------ 33
2.3.1 Factores a considerar ------------------------------------------------ 34
3.1 Datos a considerar en el diseño de proyecto de
drenaje sanitario ------------------------------------------------------ 38
3.1.2. Velocidad máxima y mínima permisible en
tuberías. ----------------------------------------------------------------- 39
4.1.1 Dimensiones de zanja para tuberías de
fibrocemento para alcantarillado --------------------------------- 50
4.1.4 Relación de cargas por diámetro ------------------------------- 58
4.1.4 Resistencia al aplastamiento de tuberías de
concreto simple ------------------------------------------------------- 58
4.1.4 Relación entre resistencia y número de tubos ---------------- 59
4.1.5 Pendientes máximas y mínimas para tuberías de
una red alcantarillado en casos normales --------------------- 63
ix
INDICE DE FIGURAS
1.2.2 Trazo de la red de atarjeas en bayoneta. ---------------------- 13
1.2.2 Trazo de la red de atarjeas en peine. -------------------------- 14
1.2.2 Trazo combinado en red de atarjeas. -------------------------- 15
1.2.5.1 Modelo perpendicular. --------------------------------------------- 18
1.2.5.2. Modelo radial. ------------------------------------------------------ 18
1.2.5.3. Modelo de interceptores ----------------------------------------- 19
1.2.5.4. Modelo de abanico. ----------------------------------------------- 20
2.1 Estratigrafía del suelo -------------------------------------------------- 28
2.2 Red de drenaje ----------------------------------------------------------- 29
2.2 Ejemplo de red de drenaje -------------------------------------------- 30
2.2 Relleno de zanja -------------------------------------------------------- 31
4.1.1 Tuberías de concreto simple --------------------------------------- 49
4.1.1 Tuberías de concreto ------------------------------------------------ 49
4.1.1 Tuberías de concreto ------------------------------------------------ 49
4.1.1 Tuberías de concreto reforzado ----------------------------------- 50
4.1.1 Tuberías de concreto reforzado ----------------------------------- 51
4.1.1 Tuberías de acero y fierro fundido.------------------------------- 52
4.1.1. Sección transversal de una zanja ------------------------------- 53
x
4.1.1 Colocación de tubos en las camas de apoyo.----------------- 54
4.1.3 Corte de longitudinal de tubería de concreto
simple o reforzado ------------------------------------------------------------ 55
4.1.3 Partes de una tubería de concreto simple y ref. -------------- 56
4.1.4.1 Métodos de apoyo en la arena --------------------------------- 60
4.2.1 Retroexcavadora ------------------------------------------------------ 65
4.2.1 Retroexcavadora ----------------------------------------------------- 65
4.2.1 Camión de volteo ---------------------------------------------------- 66
4.2.2 Revolvedora de 1 saco --------------------------------------------- 67
4.2.2 Pisones de impacto. -------------------------------------------------- 68
4.2.2 Compactador de rodillos vibratorios. ---------------------------- 68
4.2.3 Pala ---------------------------------------------------------------------- 69
4.2.3 Pico ----------------------------------------------------------------------- 69
4.2.3 Marro -------------------------------------------------------------------- 70
4.2.3 Cuña --------------------------------------------------------------------- 70
4.2.3 Cuchara ----------------------------------------------------------------- 70
4.2.3 Pisón de mano --------------------------------------------------------- 71
4.2.3 Carretilla de mano ---------------------------------------------------- 71
4.2.3 Grifa ---------------------------------------------------------------------- 71
4.2.3 Escuadra ---------------------------------------------------------------- 72
4.2.3 Hacha ------------------------------------------------------------------- 72
4.2.3 Serrucho ----------------------------------------------------------------- 73
xi
5.1 Preparación de coples y anillos ------------------------------------- 75
5.2 Excavación manual y con maquinaria ------------------------------ 77
5.3 Sistemas de protección de zanjas ----------------------------------- 78
5.3 Corte de pozo ------------------------------------------------------------- 81
5.3 Corte de pozo ------------------------------------------------------------- 82
5.3 Pozo caja ------------------------------------------------------------------- 83
5.3 Pozo ------------------------------------------------------------------------ 83
5.3 Conexiones a pozo ------------------------------------------------------ 84
5.4 Cama de apoyo ----------------------------------------------------------- 85
5.4 Instalación manual ------------------------------------------------------- 85
5.4 Instalación con maquinaria -------------------------------------------- 86
5.4 Instalación con maquinaria ------------------------------------------- 86
5.4 Separación entre conexiones ------------------------------------------ 87
5.4 Alineamiento -------------------------------------------------------------- 87
5.4 Conexiones a pozo ----------------------------------------------------- 88
5.5 Proceso de relleno final ------------------------------------------------- 89
5.5 Proceso de relleno final ------------------------------------------------- 90
5.6 “Tobera para limpieza hidrodinámica de tuberías” -------------- 93
5.6 Accesorios de limpieza ------------------------------------------------ 94
5.6 Accesorios de limpieza ------------------------------------------------ 95
6.1 Planta de tratamiento convencional ------------------------------- 102
xii
¿A qué se debe el escape de Aguas Residuales en algunas Colonias
del Fraccionamiento Sureste 1ra Etapa?
Debido al crecimiento de la población y a lo limitado de la infraestructura
de alcantarillado sanitario se hace necesario la ampliación de redes y colectores
en diversos sectores de la Ciudad de San Juan Bautista Tuxtepec, Oaxaca lo que
va a contribuir a incrementar las coberturas en este rubro, respecto al
saneamiento del Fraccionamiento Sureste 1ra Etapa, en cuanto a esto se requiere
asesoría técnica-especializada para llevar a cabo la planeación y licitación de las
acciones que conformara el proyecto de la planta de tratamiento de aguas
residuales.
Actualmente las aguas residuales del Fraccionamiento Sureste 1ra Etapa;
son desalojadas hacia una fosa séptica llegada hasta su máximo nivel, tiene
problema de azolve, lo cual reduce su área, el derramamiento de aguas residuales
en diversas colonias aledañas.
xiii
JUSTIFICACIÓN
La investigación que se presenta a continuación tiene como finalidad
proporcionar a la sociedad el gran impacto ambiental que tiene el Drenaje (Aguas
Negras) hoy en la actualidad.
Es por eso que en el presente trabajo trataremos sobre el Proceso
Constructivo de Red de Drenaje o alcantarillado en Pro del Fraccionamiento
Sureste 1ra Etapa, la cual en parte se ve afectada, por todas las aguas negras
desalojadas por la misma. Con la habilitación de una estructura de descarga
como lo son las plantas de tratamientos de agua, se tendrá un gran beneficio en lo
que se refiere al desaloje de aguas residuales, bajando los niveles altos y evitando
desborde de aguas negras en los pozos de visitas de aguas. De no tomar las
medidas necesarias se seguirán con problemas de azolve teniendo el riesgo de
brotes de aguas negras por la línea, así como derrumbes y asentamientos en línea
del colector. Si se llegara a realizar esto podríamos evitar el brote de diferentes
enfermedades que trae consigo.
Se aplicara el enfoque cualitativo y descriptivo para que nosotros como
futuros ingenieros desarrollemos más la capacidad para promover o dar mejores
propuestas para tener más y mejores Redes de Drenajes, también adquirir la
habilidad del trabajo en equipo, y así mismo propiciar procesos intelectuales para
la inducción, deducción, análisis y síntesis de los problemas que se presentan en
la misma.
Este trabajo se realizara estructuradamente de acuerdo a las diferentes
etapas de diseño o Proceso Constructivo de una Red de Drenaje o alcantarillado.
xiv
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Se pretende que este proyecto influya ante la sociedad la
importancia y la necesidad de aprovechar una Red de Drenaje,
para el desalojo de aguas negras y de esta manera poder evitar
brotes de enfermedades, de la misma forma se contribuirá a no
contaminar el aire, agua y suelo. En si generaremos beneficio
principalmente social, satisfaciendo así una necesidad básica,
misma que se reflejara en un beneficio que se traduce en la mejora
de la calidad de vida de los habitantes del Fraccionamiento.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar estudios previos para una Red de Drenaje.
Presentación de una propuesta de diseño para su rehabilitación
(prestando un buen Servicio).
1
2
Capítulo I. Generalidades.
1.1 Localización
3
Micro localización: Fraccionamiento Sureste 1ra Etapa.
4
1.2 Sistema de Drenaje o Alcantarillado Sanitario.
Drenaje es un término que proviene del francés drainage y que hace
referencia a la acción y efecto de drenar. Este verbo, a su vez, significa asegurar
la salida de líquidos o de la excesiva humedad por medio de cañerías, tubos o
zanjas.
Para la ingeniería y el urbanismo, el drenaje es el sistema de tuberías
interconectadas que permite el desalojo de los líquidos pluviales o de otro
tipo. El drenaje sanitario es aquél que lleva los desechos líquidos de las
viviendas o industrias hacia plantas depuradoras, donde se realiza un tratamiento
para que el líquido pueda ser vertido en un cauce de agua y siga desarrollándose
el ciclo hidrológico.
La función principal de un sistema de drenaje es la de permitir la retirada
de las aguas que se acumulan en depresiones topográficas del terreno, causando
inconvenientes ya sea a la agricultura o en áreas urbanizadas. El origen de las
aguas puede ser:
Por escurrimiento superficial
Por la elevación del nivel freático, causado por el riego, o por
la elevación del nivel de un río próximo
Directamente precipitadas en el área.
1.2.1 Clasificación.
Los sistemas de alcantarillado sanitario pueden ser de dos tipos:
convencionales o no convencionales. Los sistemas de alcantarillado sanitario han
sido ampliamente utilizados, estudiados y estandarizados. Son sistemas con
tuberías de grandes diámetros que permiten una gran flexibilidad en la operación
del sistema, debida en muchos casos a la incertidumbre en los parámetros que
definen el caudal: densidad poblacional y su estimación futura, mantenimiento
inadecuado o nulo. Los sistemas de alcantarillado no convencionales surgen como
5
una respuesta de saneamiento básico de poblaciones de bajos recursos
económicos, son sistemas poco flexibles, que requieren de mayor definición y
control de en los parámetros de diseño, en especial del caudal, mantenimiento
intensivo y, en gran medida, de la cultura en la comunidad que acepte y controle el
sistema dentro de las limitaciones que éstos pueden tener.
1. Los sistemas convencionales de alcantarillado se clasifican en:
Alcantarillado separadores. Aquel en el cual se independiza la evacuación
de aguas residuales y lluvia.
a) Alcantarillado sanitario: Sistema diseñado para recolectar
exclusivamente las aguas residuales domésticas e industriales.
b) Alcantarillado pluvial: Sistema de evacuación de la escorrentía
superficial producida por la precipitación.
Alcantarillado-combinado: Conduce simultánea-mente las aguas
residuales, domesticas e industria-les, y las aguas de lluvia.
2. Los sistemas de alcantarillado no convencionales se clasifican según el
tipo de tecnología aplicada y en general se limita a la evacuación de las aguas
residuales.
a) Alcantarillado simplificado: un sistema de alcantarillado sanitario
simplificado se diseña con los mismos lineamientos de un alcantarillado
convencional, pero teniendo en cuenta la posibilidad de reducir diámetros y
disminuir distancias entre pozos al disponer de mejores equipos de
mantenimiento.
b) Alcantarillado condominiales: Son los alcantarillados que recogen las
aguas residuales de un pequeño grupo de viviendas, menor a una hectárea, y las
conduce a un sistema de alcantarillado convencional.
c) Alcantarillado sin arrastre de sólidos. Conocidos también como
alcantarillados a presión, son sistemas en los cuales se eliminan los sólidos de los
6
efluentes de la vivienda por medio de un tanque interceptor. El agua es
transportada luego a una planta de tratamiento o sistema de alcantarillado
convencional a través de tuberías de diámetro de energía uniforme y que, por
tanto, pueden trabajar a presión en algunas secciones.
El tipo de alcantarillado que se use depende de las características de
tamaño, topografía y condiciones económicas del proyecto. Por ejemplo, en
algunas localidades pequeñas, con determinadas condiciones topográficas, se
podría pensar en un sistema de alcantarillado sanita-rio inicial, dejando correr las
aguas de lluvia por las calles, lo que permite aplazar la construcción de un sistema
de alcantarillado pluvial hasta que sea una necesidad.
Unir las aguas residuales con las aguas de lluvia, alcantarillado
combinado, es una solución económica inicial desde el punto de vista de la
recolección, pero no lo será tanto cuando se piense en la solución global de
sanea-miento que incluye la planta de tratamiento de aguas residuales, por la
variación de los caudales, lo que genera perjuicios en el sistema de tratamiento de
aguas. Por tanto hasta donde sea posible se recomienda la separación de los
sistemas de alcantarillado de aguas residuales y pluviales.
Un sistema de alcantarillado por vacío consiste en un sistema de tuberías,
herméticas, que trabajan con una presión negativa, vacío, que conducen las aguas
de desecho a una estación de vacío, de donde son conducidas a un colector que
las llevara a una planta de tratamiento o a un vertedero.
Un sistema de alcantarillado por vacío consta de cuatro componentes
principales:
Las líneas de gravedad de las casas a la caja de válvula.
La válvula de vacío y la línea de servicio.
Las líneas de vacío.
La estación de vacío.
7
Las líneas de gravedad que se instalan comúnmente como parte de un
sistema convencional por gravedad son adecuadas para su uso como parte del
sistema de alcantarillado por vacío. Las líneas de gravedad de 4” o 6” se instalan
generalmente con una pendiente del 2% del edificio hacia la línea colectora, las
cuales deberán contar con una línea de aire. Las líneas por gravedad deberán
construirse con tubería PVC RD-21, las cuales descargan en un tanque de
colector, donde se encuentra la caja de la válvula de vacío.
La válvula de vacío debe operar sin electricidad. A medida que el nivel de
las aguas negras en el tanque se ele-va, presuriza el aire contenido en la
manguera del sensor.
El aire a presión opera la unidad controlador/sensor a través de una
válvula de tres fases que aplica vacío de la línea al operador de la válvula. Este
abre la válvula y activa un temporizador ajustable en el controlador. Después de
un período de tiempo preestablecido la válvula se cierra. Una vez que las aguas
negras han sido evacuadas, a través de las líneas colectoras, una cantidad
preestablecida de aire es admitida para proveer la fuerza de propulsión para las
aguas negras.
Las líneas colectoras de PVC de 3”, 4”, 6”, 8” y 10” se instalan en un perfil
en forma de diente de sierra. Las líneas colectoras principales conectan las cajas
de válvula a la estación colectora. Es común utilizar tubería PVC Hidráulica Cédula
40, RD-21 o RD-26, cementadas o con anillo de hule. En este último caso se
recomienda un sello de hule tipo Doble-Reiber y solicitar del fabricante que el sello
y la tubería hayan sido diseñadas para su uso en sistemas por vacío. El material
debe ser certificado por el fabricante estableciendo que la tubería y las jun-tas
operarán a un vacío de 24 pulgadas de mercurio y soportan una prueba de vacío a
24 pulgadas de mercurio por un período de 4 horas con una pérdida no mayor de
1% por hora.
La estación colectora central es el corazón del sistema de drenaje por
vacío. La maquinaria instalada es similar a la de una estación convencional de
8
rebombeo. El equipo principal comprende un tanque colector, bombas de vacío y
bombas de descarga. Las bombas de descarga transfieren las aguas residuales
del tanque colector, a través de un emisor, a la planta de tratamiento.
El tanque colector se fabrica con placa de acero o fibra de vidrio.
Las bombas de descarga de aguas negras - normal-mente bombas
centrífugas horizontales de cárcamo seco deben diseñarse para manejar el flujo
máximo de diseño.
Las bombas de vacío - normalmente bombas de paletas deslizantes y
sello de aceite- deben poder proporcionar un rango último de vacío cercano a 29”
Hg. La potencia de los motores está en función del gasto total pero se encuentra
regularmente en el rango de 10 a 25 H.P. Bajo condiciones normales de operación
estas bombas deben trabajar de 2 a 3 horas diarias.
Para áreas con gastos inusualmente altos se instala un tanque de reserva
de vacío entre el tanque colector y las bombas de vacío - normalmente con un
volumen de 400 galones - que realiza las siguientes funciones:
• Reduce la posibilidad de que las bombas de vacío reciban agua en
condiciones críticas de operación.
• Actúa como una reserva de emergencia.
• Reduce la frecuencia de arranques de las bombas de vacío.
Se usará un sistema dual de bombas de vacío de anillo líquido o de
paletas deslizantes. Cada bomba deberá poder manejar el volumen de aire de
diseño en un rango de vacío de 16 a 20 pulgadas de mercurio. Deberá instalarse
una válvula check entre el tanque colector y las bombas de vacío. Finalmente cada
bomba de vacío deberá contar con una tubería de expulsión de aire individual
hacia fuera de la estación.
Las bombas de vacío deben diseñarse para manejar el flujo de las
válvulas de vacío ajustadas a una proporción aire-líquido 2:1. (en tiempo de
9
admisión). Deberá aumentarse un factor que toma en cuenta la expansión del aire
en la tubería. Se recomienda un tamaño mínimo de 150 CFM a fin de mantener las
velocidades altas del sistema y permitir una más fácil operación del sistema en
caso de algún mal funcionamiento del mismo.
Las bombas de descarga deben diseñarse para manejar el gasto máximo
extraordinario. El tamaño de las bombas de descarga debe calcularse conforme a
los procedimientos normales de diseño para líneas a presión.
Sin embargo debe considerarse una carga adicional de 23 pies para
vencer la presión negativa de 20” Hg. en el tanque colector.
Las bombas deben de contar con sistema de doble sello presurizado y
lubricado conforme a las especificaciones normales del fabricante y deberán ser
del tipo centrífugas horizontales con impulsor inatascable aunque pueden
utilizarse bombas sumergibles. Las bombas de descarga deberán contar con
válvulas check y válvulas de cierre que les permitan ser aisladas para operaciones
de mantenimiento.
Deberá instalarse una línea ecualizadora de 1”- de preferencia con tubería
transparente- en cada bomba de descarga. Su propósito es eliminar el aire de la
bomba e igualar el vacío a ambos lados del impulsor. Esto permite a la bomba
arrancar sin tener que bombear contra la presión negativa en el tanque colector.
Se recomienda PVC transparente para las líneas ecualizadoras de manera que
cualquier pequeña obstrucción o fuga sea claramente visible para el operador.
El volumen de operación del tanque colector es la acumulación de aguas
negras requerido para el arranque de la bomba de descarga. Normalmente su
tamaño se calcula para que a flujo mínimo, la bomba opere cada 15 minutos. El
volumen del tanque colector es de (tres) veces el volumen de operación con un
tamaño mínimo de 1,000 galones. Al diseñar el tanque colector, la succión de las
bombas de descarga deberá colocarse en la parte más baja del tanque y lo más
alejada posible de las descargas de aguas negras provenientes de las líneas de
10
vacío. Los codos de las líneas de vacío dentro del tanque deberán ser girados en
ángulo de modo que descarguen lejos de la succión de las bombas de descarga.
1.2.1- Cuadro de Desempeño del Sistema de Alcantarillado Sanitario por Vacío.
Características de
Desempeño
Alcantarillado Sanitario por Vacío
Método de Prueba Requerimiento
Tubería y Conexiones
Especificaciones
Dimensiones
NMX-E-145/1-SCFI-
2002
NMX-E-145/3-SCFI-
2002
(ASTM-D-1784)
(ASTM-D-2665)
NMX-E-021-SCFI-2001
Pruebas Mecánicas
Presión hidráulica interna por
largo periodo
Resistencia al aplastamiento
Presión hidráulica interna a
corto periodo
Resistencia al Impacto
Reversión térmica
Temperatura de
ablandamiento Vicat
NMX-E-013-1998-SCFI
(ASTM-D-2241)
NMX-E-014-SCFI-1999
NMX-E-016-SCFI-1999
(ASTM D 1599)
NMX-E-029-SCFI-2000
NMX-E-179-1998-SCFI
NMX-E-213-199-SCFI
Determinación de metales por
adsorción
atómica
NMX-AA-051-SCFI-
2001
11
1.2.2 Red de Atarjeas.
La red de atarjeas tiene por objeto recolectar y transportar las
aportaciones de las descargas de aguas residuales domésticas, comerciales e
industriales, hacia los colecto-res e interceptores.
La red está constituida por un conjunto de tuberías por las que son
conducidas las aguas residuales captadas.
El ingreso del agua a las tuberías es paulatino a lo largo de la red,
acumulándose los caudales, lo que da lugar a ampliaciones sucesivas de la
sección de los conductos en la medida en que se incrementan los caudales. De
esta manera se obtienen en el diseño las mayores secciones en los tramos finales
de la red. No es admisible diseñar reducciones en los diámetros en el sentido del
flujo cuando se mantiene la pendiente de la tubería siendo caso contrario cuando
la pendiente se incrementa podrá diseñarse un diámetro menor siempre cubriendo
el gasto de diseño y los límites de velocidad.
La red se inicia con la descarga domiciliaria o albañal, a partir del
paramento exterior de las edificaciones. El diámetro del albañal en la mayoría de
los casos es de 15 cm, siendo éste el mínimo recomendable, sin embargo, esta
dimensión puede variar en función de las disposiciones de las autoridades locales.
Pruebas Químicas
Contenido de metales pesados
Extracción de metales
pesados por
contacto con agua
Compuestos de Poli(cloruro de
vinilo)
Resistencia al cloruro de
metileno de los
tubos de plásticos
NMX-BB-093-1989
NMX-E-028-1991
PVCNMX-E-031-SCFI-
2000
NMX-E-131-1999-SCFI
Sistemas Hermeticidad del sistema (ASTM-D-2665)
12
La conexión entre albañal y atarjea debe ser hermética y la tubería de
interconexión debe de tener una pendiente mínima del 1%. En caso de que el
diámetro del albañal sea de 10 cm, se debe considerar una pendiente de 2 %.
A continuación se tienen las atarjeas, localizadas generalmente al centro
de las calles, las cuales van recolectando las aportaciones de los albañales. El
diámetro mínimo que se utiliza en la red de atarjeas de un sistema de drenaje
separado es de 20 cm, y su diseño, en general debe seguir la pendiente natural
del terreno, siempre y cuando cumpla con los límites máximos y mínimos de
velocidad y la condición mínima de tirante.
La estructura típica de liga entre dos tramos de la red es el pozo de visita,
que permite el acceso del exterior para su inspección y maniobras de limpieza;
también tiene la función de ventilación de la red para la eliminación de gases. Las
uniones de la red de las tuberías con los pozos de visita deben ser herméticas.
Los pozos de visita deben localizarse en todos los cruceros, cambios de
dirección, pendiente y diámetro y para dividir tramos que exceden la máxima
longitud re-comendada para las maniobras de limpieza y ventilación.
Con objeto de aprovechar al máximo la capacidad de los tubos, en el
diseño de las atarjeas se debe dimensionar cada tramo con el diámetro mínimo,
que cumpla las condiciones hidráulicas definidas por el proyecto. Para realizar un
análisis adecuado de la red de atarjeas, se requiere considerar, en forma
simultánea, las posibles alternativas de trazo y funcionamiento de colectores,
emisores y descarga final, como se describe en las secciones correspondientes.
1.2.2.1 Modelos de configuración de atarjeas y características
técnicas.
El trazo de atarjeas generalmente se realiza coincidiendo con el eje
longitudinal de cada calle y de la ubicación de los frentes de los lotes. Los trazos
más usuales se pueden agrupar en forma general en los siguientes tipos:
13
a) Trazo en bayoneta
Se denomina así al trazo que iniciando en una cabeza de atarjea tiene un
desarrollo en zigzag o en escalera (Ver Figura 1)
1.2.2 Trazo de la red de atarjeas en bayoneta.
Reducir el número de cabezas de atarjeas y permite un mayor desarrollo
de las atarjeas, con lo que los conductos adquieren un régimen hidráulico
establecido, logran-do con ello aprovechar adecuadamente la capacidad de cada
uno de los conductos.
Requiere de terrenos con pendientes suaves más o menos estables y
definidas.
Para este tipo de trazo, en las plantillas de los pozos de visita, las medias
cañas usadas para el cambio de dirección de las tuberías que confluyen, son
independientes y con curvatura opuesta, no debiendo tener una diferencia mayor
de 0.50 m entre las dos medias cañas.
b) Trazo en peine
Se forma cuando existen varias atarjeas con tendencia al paralelismo,
empiezan su desarrollo en una cabeza de atarjea, descargando su contenido en
una tubería común de mayor diámetro, perpendicular a ellas (ver Figura 2).
14
1.2.2 Trazo de la red de atarjeas en peine.
Garantiza aportaciones rápidas y directas de las cabezas de atarjeas a la
tubería común de cada peine, y de éstas a los colectores, propiciando
rápidamente un régimen hidráulico establecido.
Tiene una amplia gama de valores para las pendientes de las cabezas de
atarjeas, lo cual resulta útil en el diseño cuando la topografía es muy irregular.
Debido al corto desarrollo que generalmente tienen las atarjeas antes de
descargar a un conducto mayor, en la mayoría de los casos aquellas trabajan por
abajo de su capacidad, ocasionando que se desaproveche parte de dicha
capacidad.
c) Trazo combinado
Corresponde a una combinación de los dos trazos anteriores y a trazos
particulares obligados por los accidentes topográficos de la zona (ver Figura 3).
15
1.2.2. Trazo Combinado en Red de Atarjeas.
Aunque cada tipo de trazo tiene características particulares respecto a su
uso, el modelo de bayoneta tiene cierta ventaja sobre otros modelos, en lo que se
refiere al aprovechamiento de la capacidad de las tuberías. Sin embargo este no
es el único punto que se considera en la elección del tipo trazo, pues depende
fundamentalmente de las condiciones topográficas del sitio en estudio.
1.2.3 Colectores e Interceptores.
Son las tuberías que tienen aportación de los colectores de los colectores
y terminan en un emisor, en la planta de tratamiento o en un sistema de reúso.
Por razones de economía, los colectores e interceptores deben ser en lo
posible una réplica subterránea del drenaje superficial natural.
1.2.4 Emisores.
Son el conducto que recibe las aguas de uno o varios colectores o
interceptores. No recibe ninguna aportación adicional (atarjeas o descargas
domiciliarias) en su trayecto y su función es conducir las aguas residuales a la
planta de tratamiento o a un sistema de reúso. También se le denomina emisor al
16
conducto que lleva las aguas tratadas (efluente) de la planta de tratamiento al sitio
de descarga.
El escurrimiento debe ser por gravedad, excepto en donde se requiere el
bombeo para las siguientes condiciones:
• Elevar las aguas residuales de un conducto profundo a otro más
superficial, cuando constructivamente no es económico continuar con las
profundidades resultantes.
• Conducir las aguas residuales de una cuenca a otra.
• Entregar las aguas residuales a una planta de trata-miento o a una
estructura determinada de acuerdo a condiciones específicas que así lo requieran.
1.2.4.1 Emisores a gravedad
Las aguas residuales de los emisores que trabajan a gravedad
generalmente se conducen por ductos cerrados, o bien por estructuras diseñadas
especialmente cuando las condiciones de proyecto (gasto, profundidad, etc.) lo
ameritan.
1.2.4.2 Emisores a presión.
Cuando la topografía no permite que el emisor sea a gravedad, en parte o
en su totalidad, será necesario recurrir a un emisor a presión. También la
localización de la planta de tratamiento o del sitio de vertido, puede obligar a tener
un tramo de emisor a bombeo.
En estos casos es necesario construir una estación de bombeo para
elevar el caudal de un tramo de emisor a gravedad, a otro tramo que requiera
situarse a mayor elevación o bien alcanzar el nivel de aguas máximas
extraordinarias del cuerpo receptor, en cuyo caso el tramo de emisor a presión
puede ser desde un tramo corto hasta la totalidad del emisor.
El tramo a presión debe ser diseñado hidráulicamente debiendo estudiarse
las alternativas necesarias para establecer su localización más adecuada, tipo y
17
clase de tubería, así como las características de la planta de bombeo y la
estructura de descarga.
En casos particulares, en los que exista en la localidad zonas sin drenaje
natural, se puede utilizar un emisor a presión para transportar el agua residual del
punto más bajo de esta zona, a zonas donde existan colectores que drenen por
gravedad.
1.2.5 Modelos de configuración para colectores, interceptores y
emisores.
Para recolectar las aguas residuales de una localidad, se debe seguir un
modelo de configuración para el trazo de los colectores, interceptores y emisores
el cual funda-mentalmente depende de:
a) La topografía predominante
b) El trazo de las calles
c) El o los sitios de vertido
d) La disponibilidad de terreno para ubicar la planta o plantas de
tratamiento.
En todos los casos deben de realizarse los análisis de alternativas que se
requieran, tanto para definir los sitios y números de bombeos a proyectar, como el
número de plantas de tratamiento y sitios de vertido, con objeto de asegurar el
proyecto de la alternativa técnico-económica más adecuada, con lo cual se
elaboran los planos genera-les y de alternativas.
A continuación se describen los modelos de configuración más usuales.
1.2.5.1 Modelo perpendicular
En el caso de una comunidad paralela a una corriente, con terreno con
una suave pendiente hacia ésta, la mejor forma de colectar las aguas residuales
se logra colocando tuberías perpendiculares a la corriente (ver Figura 4).
18
1.2.5.1. Modelo Perpendicular.
Adicionalmente debe analizarse la conveniencia de conectar los
colectores, con un interceptor paralelo a la corriente, para tener el menor número
de descargas.
1.2.5.2 Modelo radial
En este modelo las aguas residuales fluyen hacia el exterior de la
localidad, en forma radial a través de colectores (ver Figura 5).
1.2.5.2. Modelo Radial.
19
1.2.5.3 Modelo de interceptores
Este tipo de modelo se emplea para recolectar aguas residuales en zonas
con curvas de nivel más o menos paralelas, sin grandes desniveles y cuyas
tuberías principales (colectores) se conectan a una tubería mayor (interceptor) que
es la encargada de transportar las aguas residuales hasta un emisor o una planta
de tratamiento (ver Figura 6).
1.2.5.3. Modelo de Interceptores.
1.2.5.4 Modelo de abanico
Cuando la localidad se encuentra ubicada en un valle, se pueden utilizar
las líneas convergentes hacia una tubería principal (colector) localizada en el
interior de la localidad, originando una sola tubería de descarga (ver Figura 7).
20
1.2.5.4. Modelo de Abanico.
21
1.3 Análisis ambiental
Es un proceso sistemático e interdisciplinario usado para identificar el
objetivo de una acción propuesta, para desarrollar alternativas prácticas a la
acción propuesta, y para predecir efectos ambientales potenciales derivados de la
acción.
Con un Análisis Ambiental se identifican problemas, conflictos o
limitaciones de recursos que pueden afectar al ambiente natural o a la viabilidad
de un proyecto. También se examina la forma en que una acción propuesta podría
afectar a la gente, a sus comunidades y a su medio de sustento.
El análisis debe ser realizado por un Grupo Interdisciplinario de Trabajo,
constituido por personal con diferentes habilidades y disciplinas relevantes para el
proyecto.
Entre los miembros del equipo se incluye un Jefe de Grupo y puede estar
integrado por ingenieros, geólogos, biólogos, arqueólogos, economistas,
trabajadores sociales, etc.
El proceso de AA y sus resultados se comunican a las distintas personas
interesadas y a los grupos afectados. Al mismo tiempo, el público interesado
puede ayudar a proporcionar datos de entrada y comentarios acerca del proyecto
propuesto. El documento que se genera como resultado del AA guía al encargado
de tomar las decisiones y lo induce hacia una decisión informada, lógica y racional
relacionada con la acción propuesta.
El proceso de Análisis Ambiental y los estudios del Grupo Interdisciplinario
pueden revelar razones sólidas ambientales, sociales o económicas tendientes a
mejorar un proyecto. Después de predecir los aspectos potenciales, con el AA se
identifican medidas para minimizar problemas y se esbozan las maneras de
mejorar la factibilidad del proyector
22
1.3- Proceso de OCHO tapas del Análisis Ambiental y sus Resultados Asociados
Entre los beneficios clave de un AA aplicado al proyecto de un camino, se
pueden incluir los siguientes:
Reducir en costo y tiempo la implementación de un proyecto;
Evitar modificaciones costosas durante la construcción;
Determinar el equilibrio correcto entre la necesidad de
caminos y los impactos ambientales
Aumentar la aceptación del proyecto por parte del usuario;
Evitar los impactos negativos y la violación de las leyes y
reglamentos;
Mejorar el diseño y comportamiento del proyecto
23
Producir un ambiente más saludable al evitar o mitigar los
problemas y Minimizar los conflictos relacionados con el uso de los
recursos naturales.
1.4 Aspectos de aplicación
Muchos factores de planificación y de diseño se pueden usar para reducir
la vulnerabilidad ante desastres por fenómenos naturales o, en otras palabras,
para hacerlos “resistentes a las tormentas” o para limitar el daño a caminos
durante desastres o eventos catastróficos.
Los cruces de drenaje son costosos y potencialmente problemáticos, por
lo que deberán estar bien diseñados.
Los cambios a los patrones naturales de drenaje o a los canales, con
frecuencia traen como resultados ya sea daños ambientales o fallas.
Es necesario conocer el número de habitantes meta para definir las
cantidades de RSM que se han de disponer. Hay que anotar que en la producción
de estos residuos se debe discriminar entre la producción rural y la urbana. La
primera presentará menos exigencias por ser más bien reducida, si bien la
recolección resulta más difícil.
En cambio, la producción urbana es más notoria por razones de
concentración, aumento de población y desarrollo tecnológico y urbanístico, de ahí
que merezca especial atención
24
25
Capítulo II. Especificaciones técnicas del proyecto.
2.1.- Estudios previos al proyecto
Estudio Hidrológico
El análisis de los datos hidrológicos permite establecer la frecuencia,
duración y severidad de las precipitaciones y sus efectos provocan en última
instancia problemas de drenaje.
La cantidad de precipitación que cae sobre el terreno en un cierto período
se expresa como una altura (mm) que cubriría un plano horizontal sobre el suelo.
La altura de la precipitación puede ser considerada como variable estadística,
cuyo valor depende de estación del año, duración elegida y área en estudio.
Estudio de Campo
Los estudios de campo incluyen el estudio topográfico: plano con curvas
de nivel y área de la finca; propiedades físicas del suelo, nivel freático, infiltración,
conductividad hidráulica y calidad del agua
Estudio topográfico
Es uno de los elementos fundamentales que se utilizan para diseñar la red
de drenajes y obras complementarias; además permite conocer la zona para
diseñar la red y ubicar sitios de importancia que faciliten el drenaje natural. Por
medio de este estudio se deben fijar los cauces existentes, alturas, depresiones,
cambios de pendiente que influyen en el flujo y la velocidad del agua.
Estudio de las propiedades físicas del Suelo
La textura, densidad aparente, porosidad y macro porosidad son factores
fundamentales en el suelo y diseño de los drenajes. Para el análisis del perfil del
suelo: en los estudios de drenaje es básico construir calicatas que permitan
analizar las variaciones de nivel freático y los cambios de textura en la profundidad
26
del perfil, sobre todo localizar estratos arcillosos de baja permeabilidad y la
profundidad de la barrera impermeable
Estudio del Nivel Freático
Es importante conocer si los niveles freáticos provienen de mantos
estabilizados (cuando la capa freática se encuentra sometida a la presión
atmosférica y se desarrolla sobre la barrera impermeable) o confinados; en caso
que provenga de mantos estabilizados es suficiente la apertura de una serie de
pozos de observación; y si el manto es confinado, es decir que está sujeto a
presión, se instala una red de piezómetros a diferentes profundidades para
conocer el movimiento piezométrico. Este estudio es uno de los que aporta más
elementos de juicio a la solución de un problema específico de drenaje. El estudio
consiste en la instalación organizada de una serie de pozos de observación del
nivel freático.
La distribución de estos pozos debe ser de forma en que se pueda
analizar el sentido del flujo del nivel freático. Normalmente se instalan en
cuadrícula y paralelos al drenaje natural de la zona
Pozos de observación
Los pozos de observación registran las fluctuaciones del nivel freático, la
medición periódica sirve para definir la necesidad de drenaje y establecer un
diseño adecuado según las características del suelo. La cantidad de pozos está en
función del tipo de suelo, se recomienda un pozo cada 2 - 4 hectáreas. Los pozos
se ubican en el punto medio entre dos canales terciarios, así se registra la
elevación crítica del nivel freático.
Para el autor anterior, las lecturas que se obtienen a través de los pozos
sirven para la confección de hidrogramas que reflejan las fluctuaciones de la tabla
de agua a lo largo de un determinado tiempo. Las mediciones deben efectuarse en
forma periódica, la frecuencia depende del tipo de estudio que se esté realizando;
en un estudio de reconocimiento, una frecuencia de una o dos veces al mes
27
generalmente es suficiente. Para obtener una visión representativa de la posición
de la capa freática de la zona en estudio, todas las mediciones deben hacerse de
lo posible en la misma fecha, por lo general se recomienda hacerlas tres veces por
semana.
Estudio de la Conductividad Hidráulica
Según Núñez (1992), citado por Soto (2008), la conductividad hidráulica
es afectada por: la textura del suelo, tipos de poros; presencia de grietas;
estructura del suelo; contenido de materia orgánica; presencia de capas de baja
permeabilidad; horizontes de diferente textura y por lo tanto una fuerte anisotropía
vertical.
La conductividad hidráulica puede determinarse en el campo mediante el
método de agujero de barreno.
Este método es utilizado en suelos saturados, especialmente aquellos
donde el nivel freático se halla a poca profundidad. Consiste en construir un pozo
hasta unos 50 a 60 cm por debajo del nivel freático con una profundidad dada y
luego medir la recuperación en función del tiempo.
Belalcázar (1991) indica que para realizar bien este método deben de
tomarse en cuenta una serie de consideraciones, tales como:
Elección del sitio de la prueba, los puntos elegidos deben ser
representativos de un área determinada, la época apropiada es aquella en que se
tenga la tabla de agua más cerca de la superficie.
Profundidad de perforación, dependerá de la naturaleza, espesor y
secuencia de los horizontes del suelo.
Nivel de depresión, el nivel de agua en el pozo se deprimirá entre 20 y 40
cm, y medidas de velocidad de recuperación, pueden realizarse a intervalos fijos
de tiempo o a intervalos fijos de la elevación del nivel de agua.
El tiempo de recuperación, dependerá del tipo de suelo
28
En todos los casos, se debe tener la precaución de completar las medidas
antes que el 25 % del volumen de agua extraído del orificio haya sido
reemplazado por el flujo aportado por el agua del suelo.
Antes de comenzar el ensayo, se debe esperar a que se estabilice el agua
para determinar exactamente la profundidad, del nivel freático, por venir referidas
a esta todas las demás medidas. A continuación se extraerá el agua hasta un nivel
yo contabilizando el tiempo que le toma en llegar hasta una cota ; con estas dos
medidas se determinará la relación Δy/ Δt la cual multiplicada por la constante C,
que es una función de y, H, r, S, dará la conductividad según la expresión:
el valor de C se obtiene de un ábaco
2.1 estratigrafía del suelo
Ernst propuso dos ecuaciones para el cálculo de C dependiendo de la
distancia S desde el fondo del pozo a la capa impermeable
⁄ H
29
2.2. Requisitos que debe satisfacer una red de drenaje
Un proyecto de aguas residuales, al igual que cualquier proyecto de
ingeniería está compuesto por planos, especificaciones técnicas, memorias de
cálculo, cubicaciones y presupuesto oficial.
Dentro de los planos encontramos el plano de planta, el plano de perfiles
longitudinales y el de detalles.
En el plano de planta se observa la ubicación de las tuberías del colector,
indicando sus pendientes, diámetros y largos, información que también se aprecia
en el plano de perfiles longitudinales. También se incluyen las cámaras de
inspección, señalando las cotas de radier, tapa, entrada y salida y la altura de la
cámara, como así también entrega cuadros de tuberías de aguas servidas, cuadro
de cámaras, perfiles tipos de calles indicando la posición de las tuberías.
2.2 Red de drenaje
Por su parte el plano de perfiles longitudinales, entrega información
referente a las distancias parciales y acumuladas de los diferentes tramos de las
tuberías, entrega las cotas de terreno, de rasante y de radier, indica los diámetros
y pendientes de las tuberías, camas de apoyo, cruces de tuberías y los volúmenes
de excavación necesarios para la correcta instalación de las tuberías.
30
2.2 Ejemplo de red de drenaje
Las pendientes mínimas de las tuberías de aguas servidas son:
Colector: pendiente mínima entre C.I. Nº1 y C.I. Nº2 es de 1%
Colector: pendiente mínima entre C.I. Nº2 y siguientes es del orden de 0.5%
U.D.: Pendiente mínima entre C.I.D. y Colector es de 3%
U.D.: Pendiente máxima entre C.I.D. y Colector es de 33%
Los largos máximos permitidos entre C.I. es de 100m
El diámetro mínimo del colector debe ser de 175 mm
El plano de detalles entrega cortes de excavación en zanja especificando
sus dimensiones y especificaciones de los materiales de relleno. Especifica las
dimensiones, materialidades y geometrías de la excavación a ejecutar.
31
2.2 Relleno de zanja
Las especificaciones técnicas, como complemento a los planos, definen
las obras comprendidas en el proyecto, indican las obligaciones, atribuciones y
responsabilidades, del contratista y de la inspección técnica, señalan los cuidados
y medidas de seguridad que se deben emplear durante la construcción de las
obras. Establecen los requisitos, características y calidades que deben cumplir
tanto los materiales como las diversas actividades constructivas, como por
ejemplo: movimientos de tierra, rellenos de excavaciones en zanja, retiro y
transporte de excedentes, suministro transporte colocación y pruebas de tuberías,
obras de refuerzo en hormigón, cámaras de inspección, etc.
Dentro de los materiales que pueden utilizarse para la ejecución del
alcantarillado de aguas servida se encuentran: Hormigón Simple, PVC y en muy
pocos casos Fierro Fundido. Las cámaras de inspección pueden ejecutarse con
elementos prefabricados o realizarse In Situ, mediante moldajes especiales.
Por otra parte, una vez ejecutadas las obras correspondientes y en
cumplimiento de las E.T. e indicaciones hechas en los planos, el sistema debe
cumplir con una impermeabilidad de los líquidos evacuados, hermeticidad a los
gases, fácil escurrimiento de los líquidos, resistencia al uso y que sea fácilmente
32
inspeccionable. También se debe asegurar una rápida evacuación de las aguas
servidas, evitar depósitos de materiales putrescibles y evitar que pasen olores,
microorganismos y gases hacia ambientes habitados.
La memoria de cálculo generalmente comienza con una breve descripción
del terreno indicando su ubicación, límites, superficies y destino. Posterior a la
identificación del terreno se describe la solución técnica adoptada, apoyándose
sobre la base de cálculo en la cual se describen las UEH que entrega de cada
vivienda al sistema, el tipo de material a ejecutar y las pendientes necesarias para
la correcta evacuación de líquidos.
2.3. Elección del tipo de sistema
Desarrollar proyectos de Red de Drenajes o Alcantarillado Sanitario en
poblaciones rurales y pequeñas ciudades con tecnologías que sean las más
adecuadas para estas localidades.
Se deben tener en cuenta los criterios técnicos establecidos, de tal forma
que se obtengan sistemas correctamente diseñados, construidos, operados y
mantenidos.
2.3.1 Consideración según Región Geográfica.
a) Región Costa
La mayor parte de la franja de tierra está conformada principalmente por
esteros, pampas desérticas, valles y la cordillera de la costa y las playas, se
caracteriza por tener pocas fuentes de agua superficial y acuíferos profundos.
33
2.3.1 Factores a considerar
b) Región Sierra
Comprendida por zonas de agreste topografía; esta región es favorable
para la implementación de sistemas de agua debido a la existencia de manantiales
y fuentes superficiales; sin embargo, la topografía accidentada puede plantear
problemas técnicos muy complejos para la solución delos requerimientos de los
sistemas de agua y saneamiento previstos.
2.3.1 Factores a considerar
34
c) Región Selva
La situación geográfica y de clima conlleva a realizar en algunos casos,
obras complejas de abastecimiento de agua y saneamiento para cubrir las
necesidades de las poblaciones rurales y urbanas mediante sistemas
convencionales; sin embargo, se han desarrollado sistemas no convencionales
para que las poblaciones rurales dispersas existentes en esa región, tengan
acceso a los mencionados sistemas.
2.3.1 Factores a considerar
2.3.2 Localidades rurales y pequeñas ciudades
El 6 de agosto de 2005, se publica el Decreto Supremo Nº 016-2005-
Vivienda conteniendo modificaciones al Reglamento de la Ley General de
Servicios de Saneamiento, el cual desarrolla el marco legal que regula la
prestación de los servicios de saneamiento en el ámbito rural y pequeñas
ciudades. Este dispositivo legal considera ámbito rural y de pequeñas ciudades a
aquellos centros poblados que no sobrepasen los 30 000 habitantes.
35
En la mayoría de las localidades el servicio es deficiente, de mala calidad
y discontinuo. Por esta razón, este Decreto Supremo está orientado a mejorar los
servicios de agua y saneamiento. En el caso de las localidades rurales con la
participación de las Organizaciones Comunales y en las pequeñas ciudades,
presentan un nuevo modelo de gestión basado en un enfoque en el cual la
municipalidad asociada con la comunidad delega la administración del servicio a
un operador local especializado mediante un contrato.
a) Localidades rurales
Centro poblado del ámbito rural es aquel que no sobrepase de dos mil (2
000) habitantes.
b) Pequeñas ciudades
Pequeña ciudad es aquella que tiene entre dos mil uno (2 001) y treinta mil
(30 000) habitantes.
Con el fin de tener servicios sostenibles de agua y saneamiento en las
localidades debe existir la participación activa de la comunidad, la municipalidad y
los operadores locales.
Dentro del nivel rural, existen aquellas poblaciones considerados como
“población dispersa”, generalmente menores de doscientas (200) habitantes,
conformados por pobladores que habitan en grupos muy pequeños, donde las
viviendas se encuentran separadas por distancias considerables, haciendo difícil
que se les pueda atender con las tecnologías de agua y saneamiento
convencionales. Por las condiciones de ubicación, topografía, distancia entre las
viviendas y la escasa integración entre los pobladores, se dificulta la adopción de
tecnologías destinadas a grupos poblacionales mayores; de tal forma que son las
tecnologías no convencionales las que pueden brindar un nivel adecuado de
servicios de agua y saneamiento a estos pobladores.
36
37
Capítulo III. Normatividad del Proyecto.
3.1 Normas generales
Normatividad para el sistema de drenaje sanitario
Un sistema de alcantarillado está integrado por todos o por algunos de los
siguientes elementos: atarjeas, colectores, interceptores, emisores, plantas de
tratamiento, estaciones de bombeo, descarga final y obras accesorias. El destino
final de las aguas servidas podrá ser desde un cuerpo receptor hasta él re-uso,
dependiendo del tratamiento que se realice y las condiciones particulares de la
zona de estudio.
Los desechos líquidos de un núcleo urbano, están constituidos
fundamentalmente, por las aguas de abastecimiento después de haber pasado por
las actividades de la población. Estos desechos líquidos, se componen
esencialmente de agua, sólidos orgánicos disueltos y en suspensión.
El encauzamiento de aguas residuales evidencia la importancia de aplicar
lineamientos técnicos que permitan elaborar proyectos de alcantarillado
económicos, eficientes y seguros, considerando que deben ser auto limpiantes,
auto-ventilantes e hidráulicamente herméticos.
Como en todo proyecto de ingeniería, para el sistema de alcantarillado, se
deben plantear las alternativas necesarias, definiendo a nivel de esquema las
obras principales que requieran cada una de ellas. Se deben considerar los
aspectos constructivos y los costos de inversión para cada una de las alternativas.
Se selecciona la alternativa que asegure el funcionamiento adecuado con el
mínimo costo.
Para llevar a cabo los proyectos de Drenaje Sanitario de los
fraccionamientos y condominios, se deben de conocer los siguientes datos:
38
3.1 Datos a considerar en el diseño de proyecto de drenaje sanitario
3.1.1 Velocidad mínima
Con objeto de que no se presenten depósitos o sedimentos en las tuberías
de drenaje sanitario, se establece como velocidad mínima = 0.30 m/s para el
gasto mínimo de 1 l/s.
39
3.1.2 Velocidad máxima
Para evitar las erosiones o desgastes excesivos en las tuberías y
estructuras de drenaje sanitario se establece como velocidad máxima la que se
obtenga con el cálculo del diámetro de tubería empleando el gasto máximo
extraordinario , no excediendo los valores de la siguiente tabla en función
del tipo de material de la tubería.
3.1.2: Velocidad máxima y mínima permisible en tuberías.
3.1.3 Consideraciones de Diseño de la Red.
Diseño geométrico de la red.
La ubicación de las tuberías de drenaje debe diseñarse por el centro de
arroyo de las vialidades.
40
El trazo de los tramos de tuberías entre pozos de visita de verán diseñarse
en línea recta.
Las tuberías no deben cruzar lotes o terrenos particulares.
Por ningún motivo se aceptará la colocación de tubería de drenaje por
banquetas o camellones, dado lo complicado de las labores de mantenimiento y
limpieza.
En todas las calles, con anchos mayores de 12 m con camellón, tales
como Bulevares o Avenidas, deberá instalarse doble línea colectora por cada
arroyo, en caso de que sean andadores o calles angostas se aceptará una sola
línea por el centro.
Todas las uniones de las tuberías, que conformen las redes de
alcantarillado, deberán ser de junta hermética, de acuerdo a la norma NOM-001-
CNA-1995.
La junta hermética de la tubería a emplearse, de cualquier tipo y de
cualquier material, deberá estar certificada por la Comisión Nacional del Agua.
Diámetro de las tuberías. El diámetro mínimo de las tuberías en las atarjea
será de 8 pulgadas
3.1.4 Descargas domiciliarias.
Las descargas domiciliarias se deberán colocar una por cada predio hacia
la red de atarjeas de la calle, previniendo pendientes mínimas del 1 por ciento,
además de un registro en el interior del predio, a un metro de su paramento, y con
medidas mínimas de 0.40 x 0.60 metros, por 0.90 metros de profundidad
Para las descargas domiciliarias debe usarse tubo del mismo material, de
la tubería de la red de atarjeas, de 6” ( 15 cm ) de diámetro con junta hermética y
en descargas industriales se dará indicaciones según sea el proyecto; Éstas se
deben construir diagonalmente al tubo central y a la corriente de agua con un
ángulo de 45 grados.
41
En la conexión de descargas domiciliarias a la red central de drenaje, para
todos los tipos de material con que se construyan las descarga, la conexión debe
realizarse utilizando silletas herméticas del mismo material de la tubería.
Las descargas domiciliarias solamente podrán conectarse a las tuberías
pertenecientes a la red de atarjeas. No se permitirá la conexión de descargas en
las tuberías pertenecientes a subcolectores, colectores o emisores.
Debe evitarse la conexión de más de una descarga domiciliaria en un sólo
tubo de cualquier atarjea.
No deberá conectarse ninguna descarga a pozos de visita.
Las descargas en prevención deben quedar enterradas a una distancia de
40 cm dentro del paramento del predio, tapando la punta con mampostería de
tabique con mortero pobre y señalando su ubicación con una “D” en la guarnición.
La profundidad mínima para las descargas domiciliarias será de 90 cm en
el terreno donde se va a dar el servicio.
En los giros comerciales donde se manejen grasas, aceites o cebo de
origen animal, se deberá instalar trampas de grasa antes de la descarga
domiciliaría de acuerdo al diseño, el mantenimiento de las mismas correrá a cargo
del usuario.
3.1.5 Instalación de tuberías
En drenaje la profundidad de la zanja para la instalación de tuberías, se
hará en función de los niveles de terreno natural y niveles de plantilla de diseño y
el ancho de la zanja.
La profundidad mínima debe satisfacer dos condiciones:
a.- El colchón mínimo necesario para evitar rupturas del conducto
ocasionadas por cargas vivas, que en general para tuberías con diámetros hasta
de 45 cm, se acepta de 90 cm y para diámetros mayores de 45 cm, se acepta de
1.00 a 1.50 m.
b.- Que permita la correcta conexión de las descargas domiciliarias.
42
La plantilla apisonada sobre la que se sienta la tubería de drenaje, podrá
tener diferentes espesores en función de su diámetro. Nunca será menor de 10 cm
de espesor.
La plantilla para las tuberías de drenaje sanitario será de arena o tepetate
fino. Para casos especiales podrá ser de gravilla.
Las tuberías deberán quedar perfectamente sentadas sobre la plantilla
para evitar fracturas.
Las tuberías deben quedar perfectamente alineadas tanto en lo horizontal
como en lo vertical.
La tubería se colocará con la campana hacia aguas arriba y se empezará
su colocación de aguas abajo hacia aguas arriba.
Las tuberías de drenaje deberán ser acostilladas lateralmente con arena o
tepetate fino compactado al 90% de P.V.S.M.
El relleno de las cepas que va sobre los primeros 30 cm puede ser a
volteo cuando no exista pavimento, en caso de pavimentación todo el relleno debe
ser compactado al 90% de su PVSM y comprobado por medio de laboratorio. La
última capa que deberá ser mínimo de 15 cm de espesor, deberá compactarse al
95% de su PVSM.
PVSM: Peso volumétrico seco máximo. Se empleará la prueba proctor
estándar.
Por ningún motivo deberán instalarse en una misma zanja tuberías de
agua potable y drenaje sanitario.
En caso de que existan cruces de líneas de agua potable y drenaje
sanitario, las primeras pasarán a un nivel más alto que las segundas utilizando
sifones, con el fin de prever contaminación del líquido, debido a fugas de agua
negra por fallas de la tubería de drenaje.
43
Todas las modificaciones al proyecto deberán ser consultadas al personal
técnico del Organismo Operador para su aprobación respectiva.
Una vez concluidos los trabajos el contratista deberá entregar al
Organismo Operador él o los plano(s) de obra terminada, con los datos técnicos
correspondientes como son; Longitudes, elevaciones de plantilla y terreno natural,
pendientes diámetros, etc., para la autorización respectiva.
3.1.6 Bocas de tormenta
Para aliviar el agua pluvial, deberán colocarse bocas de tormenta, es
decir, coladeras de banqueta de fierro fundido de 40 x 60 cm. con peso
aproximado a 75 Kg ó rejilla de piso tipo IRVING-ENSA.
3.1.7 Pozos de visita
Deberán construirse pozos de visita en cada cambio de dirección
horizontal, transición de la sección, conexiones de conductos (excepto las
conexiones de las descargas domiciliarias) y cambio de pendiente.
La separación máxima entre dos pozos de visita deberá ser la adecuada
para facilitar las operaciones de inspección y limpieza. Se recomiendan que esta
separación sea de 65 m debido a los alcances del equipo de mantenimiento con
que se cuenta en el Organismo Operador.
Los pozos de visita se construirán de acuerdo al plano tipo que
proporcionará el Organismo Operador.
En pozos de visita con profundidad mayor de 1.00 m se colocarán
escalones prefabricados de fierro fundido.
Todos los pozos de visita llevarán una plantilla de concreto simple con un
espesor mínimo de 20 cm.
44
Todos los pozos de visita deberán tener perfectamente construida con
material la media caña. No se aceptará la media caña cuando este conformada
por la mitad de la tubería.
El diámetro interior en la boca de los pozos de visita deberá ser
invariablemente de 60 cm debido a la medida estándar de los brocales.
Los pozos de visita ubicados en arroyo de calles pavimentadas deberán
llevar brocal y tapa de fierro fundido pesado (130 kg). El brocal deberá tener caja
corrida para garantizar la correcta nivelación.
La tubería de drenaje, siempre deberá de pasar por el centro del pozo de
visita.
En los pozos de visita que tengan caída mayor ó igual a 50 cm, deberán
de llevar registro de caída con sus conexiones, adosado al pozo. De acuerdo al
plano tipo proporcionado por el Organismo Operador.
En los pozos de visita que se excedan de 1.20 m de profundidad, ésta
deberá de construirse en forma cilíndrica, con un diámetro libre de 1.20 m.
Al entregar la red de alcantarillado al Organismo, el constructor deberá
entregar todas las tuberías limpias de cualquier objeto extraño, lo anterior es
aplicable también a los pozos de visita.
En casos especiales el supervisor de la obra por parte del Organismo
Operador podrá hacer modificaciones a las especificaciones por escrito ya sea en
bitácora o documento aparte cuando este lo considere conveniente o necesario.
3.1.8 Pruebas a la red.
La tubería de drenaje que se instale, deberá probarse en su hermeticidad
mediante presión, tanto en la línea como en las descargas. La prueba será
Hidrostática (con agua), no se permitirán pruebas neumáticas.
45
El costo de las pruebas a la compresión, de la tubería, será con cargo al
constructor. Para la recepción de la obra la tubería deberá superar las pruebas de
absorción y las de hermeticidad según NOM-001-CNA-1995.
A las tuberías de drenaje se les harán pruebas de hermeticidad de
acuerdo a las normas de la CNA, incluyendo descargas domiciliarias y con cargo
al constructor o fraccionador.
3.2 Especificaciones ambientales.
Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente.
Sección V – Evaluación del Impacto Ambiental.
ARTÍCULO 28.- la evaluación del impacto ambiental es el procedimiento
atreves de la cual la Secretaria establece las condiciones a que se sujetara la
realización de obras y actividades que puedan causar desequilibrio ecológico o
rebasar los límites y condiciones establecidos en las disposiciones aplicables para
proteger el ambiente y preservar y restaurar los ecosistemas a fin de evitar o
reducir al mínimo sus efectos negativos sobre el ambiente. Para ello, en los casos
que determine el Reglamento que al efecto se expida, quienes pretendan llevar a
cabo alguna de las siguientes obras actividades, requerirán previamente la
autorización en materia de impacto ambiental de la Secretaria.
Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al
Ambiente en Materia de Evaluación del Impacto Ambiental:
Hidráulicas:
VI.- “Plantas para el tratamiento de aguas residuales que descarguen
líquidos o lodos en cuerpos receptores que constituyan bienes nacionales”.
Sobre la base de las características del proyecto, se identificaran los
diferentes instrumentos de planeación que ordenan la zona donde se ubicara, a fin
de sujetarse a los instrumentos con validez legal tales como:
46
3.2.1 Ley de Aguas Nacionales (CONAGUA, 2004).
b) Titulo Séptimo.- Prevención y Control de la Contaminación de las
Aguas. Capitulo único.
Art. 136.- En los permisos de las aguas residuales de los sistemas
públicos de alcantarillado y drenaje.
Art. 138.- Las solicitudes de permisos de descargas de aguas residuales
que se presente ante la CONAGUA.
Art. 139.- Permisos de descargas de aguas residuales.
Art. 140.- Para determinar las condiciones particulares de descarga, se
tomaran en cuenta los parámetros y límites máximos permisibles contenidos.
Art. 143.- La comisión establecerá las condiciones particulares que
deberán cumplir las descargas de aguas residuales previo a su posterior
explotación uso o aprovechamiento.
Art. 148.- Los lodos productos del tratamiento de las aguas residuales
deberán estabilizarse en los términos de las disposiciones legales y
reglamentarias de la materia.
47
48
Capítulo IV. Componentes y Equipo.
4.1.- Materiales
Es el conjunto de elementos que son necesarios para actividades o tareas
específicas. La noción de materiales puede aplicarse a diferentes situaciones y
espacios, pero en este caso será sobre Red de Drenaje.
En la actualidad se usan materiales que comprenden tuberías de drenaje y
sus accesorios, envolturas y estructuras auxiliares de drenaje. Ahora están
claramente establecidos sin ambigüedades criterios para diseñar tuberías de
drenaje, tanto en lo que respecta a tamaño de tubería, disposición y geometría de
perforaciones, así como a material de tubería.
4.1.1 Tuberías
Las tuberías empleadas en la construcción de las redes de alcantarillado
se clasifican según el tipo de material con el que fueron construidas y será
utilizado de acuerdo con las condiciones topográficas y geo-hidrológicas del
terreno en la zona del proyecto. Los distintos tipos de tuberías se describen a
continuación:
a) Tuberías de concreto simple. Son las más económicas y las
que más común mente se utilizan en la construcción de redes de
alcantarillado. Los diámetros generalmente empleados son: 15, 20, 25, 30,
38 y 45 cm.
49
4.1.1 Tuberías de concreto simple
4.1.1 tuberías de concreto 4.1.1 tuberías de concreto
50
4.1.1 Dimensiones de zanja para tuberías de fibrocemento para alcantarillado
b) Tuberías de concreto reforzado. Se refuerzan con dos juntas
entrelazadas de varilla calculadas para resistir la presión de trabajo. Los
diámetros más empleados son 61, 76, 91, 107, 122, 152, 183, 213 y 244
cm.
4.1.1 tuberías de concreto reforzado
51
4.1.1 tuberías de concreto reforzado
c) Tuberías de barro vitrificado. Estas tuberías se construyen en diámetros
pequeños (20 a 30 cm). Por tener un costo más elevado en comparación
con las tuberías de concreto simple. Se usan en casos donde la pendiente
es muy fuerte, por que admite mayores velocidades. Su coeficiente de
rugosidad, es menor que el de las tuberías de concreto simple, son más
resistentes a la erosión y ofrecen una buena impermeabilidad además de
una tersura suficiente para su escurrimiento en las mejores condiciones.
d) Tuberías de asbesto de cemento. Esta clase de tubería por su alto costo
se usa en pocas casos, siendo una de los principales cuando se requiere
que el agua freática no se infiltre. Estas tuberías están fabricadas con una
pasta de asbesto Portland, sus juntas son muy herméticas y también son
empleadas en sifones para cruces de ríos y otros casos especiales.
e) Tuberías de acero y fierro fundido. El uso de estas tuberías es muy
limitado. Son tuberías que tienen el inconveniente de ser altamente
corrosivas. Se usan en cruces de ríos o arroyos como puentes o canal y se
construyen en todos los diámetros. Sus costos son muy elevados.
52
4.1.1 tuberías de acero y fierro fundido.
f) Tuberías de P.V.C. Son tuberías de poli cloruro de vinilo. Material plástico
que pertenece al grupo de los termoplásticos caracterizados por la
particularidad de recuperar sus propiedades físicas cada vez que son
sometidos a la acción del calor. Por su alto costo se usan en casos
específicos en los alcantarillados, existiendo solo diámetros de 15, 20, 25,
30 y 45 cm. Sus juntas son herméticas y de fácil instalación.
53
4.1.1. Sección transversal de una zanja.
g) Tuberías ADS (Alta Densidad). Actualmente son las tuberías de nueva
generación, están fabricadas de polietileno de alta densidad, resistentes al
maltrato involuntario y con capacidad de absorber golpes sin presentar
fracturas, son de 6.10 mts. De longitud, su uniones atraves de espiga
campana integrada y empaques, están sellan de tal forma que es imposible
la filtración de agua por tal motivo se usan para evitar la contaminación de
mantos freáticos en la construcción de colectores y atarjeas de redes de
drenaje.
En subcolectores, colectores y emisores deberán utilizarse los materiales
indicados para redes de alcantarillado sanitario.
En las zonas de la ciudad donde existan fallas geológicas no podrán
utilizarse tuberías fabricadas con materiales rígidos, tales como concreto (simple o
armado) o asbesto-cemento.
54
La tubería de concreto para drenaje con diámetro inferior de 24” (61 cm)
podrá ser de concreto simple, la de 24” (61 cm), en adelante, será de concreto
armado.
Colocación de tubos en las camas de apoyo.
4.1.1 colocación de tubos en las camas de apoyo.
4.1.2 verificaciones previas a la instalación.
a) Se debe tener hecha la excavación del pozo de visita (el de aguas abajo) y
terminada la construcción de la caja o base de la estructura (de mampostería o de
concreto) del pozo, la media caña para la conexión del primer tubo por instalar.
b) Debe estar preparada a lo largo de la zanja la plantilla, y las conchas para
coples y estrobos (para diámetros grandes).
c) La instalación de la tubería se hará de aguas abajo hacia aguas arriba, para
utilizar la tubería cuando se haga necesario desaguar la zanja, o el tramo instalado con
sus dos pozos extremos al realizar la prueba de presión hidrostática.
d) Se comprobará que los coples no tengan en su interior materias extrañas, y los
extremos maquinados de los tubos y los anillos deberán estar perfectamente limpios;
además, se tendrá a mano el lubricante necesario.
55
4.1.3 Descripción de las partes de una tubería
En una sección de un tubo de alcantarillado se identifica cinco partes
esenciales. El lomo representado por la parte superior. La clave o punto más
elevado del perímetro interior.
El eje o línea horizontal de mayor amplitud. La plantilla o punto más bajo
del perímetro Interior y base o punto más bajo de la tubería.
4.1.3 corte de longitudinal de tubería de concreto simple o reforzado
Es un corte longitudinal de tubería de concreto simple o reforzado se
identifica el espesor o grosor de la tubería, los diámetros exteriores o interior, la
campana o parte que sirve para unir un tubo con otro y el macho o superficie de
descanso. En una tubería de concreto reforzado se identifican, además, la espiga
y la caja
56
4.1.3 Partes de una tubería de concreto simple y reforzado
4.1.4 Pruebas a las que deben someterse las tuberías de concreto.
El apoyo superior será igualmente una viga de madera de
según se muestra en la figura
Al igual que en la parte inferior, se deberá recibir la tubería con pasta de
yeso para que apoye uniformemente contra la viga superior.
En todos los casos en este tipo de pruebas de campana deberá quedar
fuera del área de compresión, no debiendo recibir esta, carga alguna.
Cuando el yeso haya fraguado, se aplicara la carga al apoyo superior en
un punto distante del extremo liso del tubo que se precisamente la mitad de su
longitud con el fin de que la carga se reparta uniformemente.
57
En tubos de concretos simple se aplicara una carga a razón a
y por un minuto aproximadamente, o por incrementos no mayores de
respetando la condición anterior
Antes de efectuarse la prueba de resistencia al aplastamiento deberá
verificarse que el manómetro que indica la carga se encuentra correctamente
calibrado y que tenga su ajuga al rastre para tubería de concreto reforzado
deberá observarse y anotarse la carga que produzca una grieta de 2.25 mm., y
posteriormente aplicar la carga final de la ruptura. Los valores que se obtengan no
deberán ser menores a los indicados en el cuadro
58
4.1.4 relación de cargas por diámetro.
DIÁMETRO INTERIOR
(cm)
CARGA QUE PRODUCE
UNA GRIETA
DE 0.25mm. (kg/mm)
CARGA FINAL
(kg/ml)
61
76
91
107
122
152
183
213
244
2976
3720
4464
5208
5952
7440
8928
10416
11904
470
5553
6655
7835
9835
11130
13400
15500
17870
La resistencia al aplastamiento determinada por el método de apoyo en
tres aristas no deberá ser menor que la indicada en el siguiente cuadro para de
tubos de concretos simples.
RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO DE TUBERÍAS DE CONCRETO
SIMPLE
DIÁMETRO INTERIOR
(cm)
RESISTENCIA MÍNIMA (kg/ml)
15
20
25
30
38
45
1637
1931
2082
2232
2604
2967
4.1.4 resistencia al aplastamiento de tuberías de concreto simple
59
Para la tubería de concreto reforzado deberá observarse y anotarse la
carga que produzca una grieta de 0.24mm., y posteriormente aplicar la carga final
de ruptura. Los valores que se obtengan no deberán ser menores a los indicados
en el cuadro.
Si al efectuar a la prueba de la comprensión, algunos de los tubos no
cumplen con la resistencia mínima, deberá realizar una nueva prueba de acuerdo
con las siguientes recomendaciones
4.1.4 relación entre resistencia y numero de tubos
Por ciento de la
resistencia
Requerida
Entre 91% y 100%
Entre 81% y 90%
Entre 71% y 80%
Inferior a 70%
(aun cuando solo sea un
tubo)
Números de tubos para la
Prueba
tres
Dos
Cuatro
Se rechazan todos los tubos
del lote
Si la totalidad de los tubos en la prueba no cumple con los requisitos
especificados el lote será admitido, si uno falla nuevamente se rechaza todo el
lote.
60
4.1.4.1 Método de apoyo en la arena.
Este método consiste en colocar el tubo en un cajón de arena que pasa
por la malla No. 4 quedando apoyado 90º de la circunferencia de la parte superior
se cubre con arena retenida en marco de madera resistente
Sobre la arena se coloca una placa de metal para distribuir la carga
uniformemente. La cargase aplica en el centro geométrico de la placa superior por
medio de un motor, o bien usando un inyector conectado a un gato hidráulico
como se ilustra en la fig.
4.1.4.1 métodos de apoyo en la arena
61
4.1.4.2 Prueba de absorción
Para la prueba de absorción de agua, las muestras que se usan son
fragmentos de tubo probado al aplastamiento, mismo que deben tener de
de superficie aproximadamente, deben tener una forma cuadrada o
estar libres sobre las grietas, raspaduras o bordes astillados.
Antes de proceder a la prueba, se señalada con un plumón con la misma
marca que tiene el tubo del cual proceden.
La secuencia para el cálculo de absorción es la siguiente
Las muestras se sacan de un periodo de 24 hrs. En torno a
110º
Enseguida se produce a pesar, obteniéndose el peso seco
Después se colocar en un recipiente, apretada con alambres
pasa evitar los choques o frotamiento; se cubren con agua destilada o
lluvia y se calienta hasta ebullición durante 5 horas, de lo cual deja
enfriar el agua a temperatura ambiente.
Durante un minuto se escurren las pruebas a las cuales se les
seca la humedad superficial por medio de franelas de papel secante y se
procede inmediatamente a pesarlas de nuevo (peso de materia saturado).
La absorción debe calcularse con el porcentaje de peso inicial seco. Los
resultados de cada muestra individual se anotan separadamente con aproximación
de 0.5 g y se anotan el promedio de los resultados de la muestras del lote. Es
decir
% de absorción - 100
Dónde:
PH=peso del material saturado.
Ps =peso del material seco
62
La cantidad del agua absorbida no deberá exceder 9% del peso
inicial de la muestra Seca.
4.1.4.3 Prueba de permeabilidad
Esta prueba se efectúa colocando los tubos en una superficie plana e
impermeable, con la campana hacia arriba y la parte inferior sellado con pasta de
yeso.
Una vez fraguado el yeso se procede a llenar el tubo con agua hasta el
fondo de la campana. Durante los siguientes dos minutos del tubo no deberá
presentar fugas.
No se consideran fallas de gotas que permanezcan a la superficie del tubo
4.1.4 Diámetros mínimos para atarjeas y descargas domiciliares
El diámetro mínimo que deben tener las atarjeas es de 20 cm. Y las
descargas domiciliarias 15 cm.
4.1.5 Pendientes mínimas y máximas permisibles
Para tuberías de una red de alcantarillado en casos normales las
experiencias mexicana sugiere la utilización de pendientes mínimas y máximas
calculadas a tobo lleno para diferentes diámetros para tubería. (Cuadro 5)
63
4.1.5 pendientes máximas y mínimas para tuberías de una red alcantarillado en
casos normales
Pendientes máximas y mínimas Para tuberías de una red alcantarillado en casos
normales
Diámetro
normal
en cms
Calculadas Pendientes
Recomendable
Para proyectos en milésimos
Máxima
V=3.00m/seg
A tubo lleno
Mínima
V=0.60m/seg
A tubo lleno
Pendientes
Milésimos
Gasto
LT/SEG
Pendientes
Milésimos
Gasto
LT/SEG
máxima mínima
20
25
30
38
45
61
76
91
107
122
152
183
213
244
82.57
61.32
48.09
35.o9
28.01
18.67
13.92
10.95
8.82
7.41
5.53
4.31
3.52
2.94
94.4
147.26
212.06
340.23
477.13
876.74
1360.93
1951.16
2697.61
3506.96
5443.75
7890.66
1689.82
14027.84
3.3
2.45
1.92
1.4
1.12
0.75
0.56
0.44
0.35
0.3
0.22
0.17
0.14
0.12
18.85
29.45
42.41
68.05
95.43
175.35
272.19
390.23
539.52
701.39
1088.75
1578.13
2137.96
2805.57
83
61
48
35
28
19
14
11
9
7.5
5.5
4.5
3.5
3
4
Ver
nota
2.5
2
1.5
1.2
0.8
0.6
0.5
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.2
64
Notas:
1.- fórmula empleada: manning (n=0.013)
2.- para lograr mejor funcionamiento hidráulico se proyectaran las atarjeas a 20
cm.
De diámetro con una pendiente mínima de 4 milésimas.
4.2 Equipo
4.2.1 Maquinaria pesada
Es una clase de maquinaria que utiliza un gran consumo de combustible
para funcionar accionada por un conductor, y es utilizada para realizar tareas
como el movimiento de tierra, levantamiento de objetos pesados, demolición,
excavación o el transporte de material. Para utilizar la maquinaria pesada es
necesario contar con licencias especiales.
Retroexcavadora: Se utiliza habitualmente para el movimiento de tierras,
para realizar rampas en solares, para abrir surcos destinados al pasaje
de tuberías, cables, drenajes, etc. así como también para preparar los sitios donde
se asentarán los cimientos.
La máquina hunde sobre el terreno una cuchara con la que arranca los
materiales que arrastra y deposita en su interior.
El chasis puede estar montado sobre cadenas o bien sobre neumáticos.
En este último caso están provistas de gatos hidráulicos para fijar la máquina al
suelo.
65
La retroexcavadora, a diferencia de la excavadora, incide sobre el terreno
excavando de arriba hacia abajo. Es utilizada para trabajar el movimiento de
tierras a nivel inferior al plano de apoyo, o un poco superior a éste.
4.2.1 retroexcavadora
4.2.1 retroexcavadora
66
4.2.1 camión de volteo
Camión de volteo: Camión que consta de un vagón, para transportar
material cuya caja puede bajarla para vaciar la carga, se usa en construcciones
para el acarreo de material.
4.2.2 Maquinaria ligera para construcción.
Estos equipos ligeros, son utilizados en obras civiles de diferentes
magnitudes, como es: construcción de casas o fraccionamientos, edificios,
bodegas, etc.
Algunas de las maquinarias usadas en estas obras son las revolvedoras,
bombas y vibradores para concreto, malacates, pisones de impacto o vibratorios,
entre otras.
67
Revolvedora; Se llama en México revolvedora a los aparatos o maquinas
en las que se prepara concreta.
En caminos rurales dado que se emplean cantidades relativamente
pequeñas de concreto, se utilizan revolvedora pequeñas conocidas comúnmente
de un medio saco o de un saco, es decir que sean capaces de producir revolturas
comunes en los que la cantidad de cemento que entre sea esa.
4.2.2 revolvedora de 1 saco
Pisones de Impacto: Este equipo es operado con motores de gasolina o
eléctricos, o mediante aire comprimido. Funcionan dejando el pie o placa sobre el
terreno martillándolo por vibración; por combinación de vibración o martilleo; o por
caída de peso. El compactador de impacto llamado bailarina pertenece a este
grupo.
68
4.2.2 pisones de impacto.
Compactador de rodillos vibratorios: Estos aparatos son
autopropulsados y de acción vibratoria, tanto en la propulsión como en la vibración
son producidas por un motor de gasolina. El rodillo vibratorio consiste en un
tambor liso y produce un impacto hasta de veintiún toneladas. En la parte posterior
se encuentra un brazo inclinado que se apoya en una rueda con llantas
neumáticas, se controla desde otro brazo metálico horizontal que termina en una
agarradera. Tiene dos frentes: uno de servicio y otro de estacionamiento, y la
dirección se lleva a base de un sistema hidráulico.
4.2.2 compactador de rodillos vibratorios.
69
4.2.3 Herramienta manual.
Pala: Es un instrumento o herramienta de mano compuesta de una placa
metálica y un cabo de madera, la placa puede terminar recta y en este caso sirve
para cavar zanjas, para hacer revolturas, morteros y mezclas, emparejar
superficies, etc. O puede terminar redondeada y en punta sirviendo entonces
principalmente para excavar. Puede tener cabo recto y largo o más corto y
terminando en un mango para ahí tomar la pala con la mano y con la otra el cabo.
4.2.3 pala
Pico: Es una herramienta consistente en un cabo o mango de madera con
una pieza larga de fierro en su extremo. Esta pieza puede terminar en dos puntas
o en una punta, en un extremo y un corte angosto en el otro.
4.2.3 pico
Marro: Se conoce como un marro a una masa de fierro provista de un
mango. Se les denomina según el peso de la masa de hierro y los hay de muchos
tamaños, los más pequeños tienen el mango corto y se usan con una mano para
clavar estacas o bien los albañiles lo emplean para rastrear piedras toscamente.
70
4.2.3 marro
Cuña: Barra de acero cilíndrica corte de 30 a 40cm. De largo y de 38 a
51mm. De diámetro terminada en punta o como cincel que se usa para romper
piedras colocándola en las gritas y golpeando con un marro.
4.2.3 cuña
Cuchara: Se conoce en México como cuchara de albañil a una hoja de
acero de forma triangular con un mango de madera que se utiliza en múltiples
trabajos de albañilería, los más grandes se emplean para mampostear y hacer
aplanados y las más pequeñas para trabajar detalles.
4.2.3 cuchara
71
Pisón: Se utiliza para que un hombre compacte materiales que pueden
ser de terracerías plantillas, fondos de zanjas, relleno de zanjas, acostillado de
tubos, etc. consiste en una masa pesada provista de una barra en posición
vertical.
4.2.3 pisón de mano
Carretilla: En esencia puede decirse que es un carrito de mano con una
rueda adelante sostenido en un eje apoyado a su vez en dos largueros de los
cuales se empuja y con una caja metálica gruesa para transportar materiales de
construcción de todas clases o de tercería, trabajo sobre el principio de la
palanca.
4.2.3 carretilla de mano
Grifo para doblar acero: Para hacer los quiebres y algunos dobleces que
marcan los planes, se utiliza una herramienta de fierro llamada "grifo", los ganchos
y otros dobleces se harán de acuerdo con lo siguiente:
* Los dobleces se harán alrededor de una pieza que tenga un diámetro
igual o mayor de dos veces el de la varilla.
* Los ganchos en varillas menores del número ocho se harán alrededor de
una pieza cilíndrica con diámetro igual o mayor de seis veces el de la varilla.
72
4.2.3 grifo
Cordel: Es un hilo de algodón trenzado, tensado entre dos fichas o
piquetes de madera o de metal de 20 a 25m de largo, sirve para materializar una
línea recta en el suelo o sobre una parte de construcción en curso.
Escuadra del albañil: Esta construida por dos cantoneras de acero (70cm
de largo) soldados entre ellas a 90º y unidas por un enderezador. Pueden fabricar
su escuadra con tres pedazos de madera dura puestas rectas.
4.2.3 escuadra
Plomada: Está compuesta por un cordel de algodón trenzado de 4m de
largo aproximadamente terminado por un plomo de forma troncocónica y lleva
superpuesta una plaquita de hierro colocada: el lado del cuadrado es igual al
diámetro más grande del plomo que pesa aproximadamente 300g con el nivel de
burbuja es la herramienta principal del albañil.
Nivel con manguera: Se encuentra constituido por una manguera de hule
flexible de media pulgada de diámetro y varios metros de longitud. Dicha
manguera se encuentra provista de tubos de vidrio de 25 cm de largo en sus
73
extremos, a los cuales se les hace una marca a la misma altura para determinar el
mismo nivel.
Hacha: Herramienta compuesta de una masa de fierro acerado; plana por
un extremo y terminada en filo algo curvo por el otro y provisto de un mango o
cava de madera.
4.2.3 hacha
Serrucho: Se conoce con este nombre a la herramienta de carpintero que
consiste en una hoja de hoja de acero de unos 40 a 45 cm de largo con dientes en
un borde unido a un mango de madera que se maneja con una mano para cortar
la madera
4.2.3 serrucho
74
75
Capítulo V. Construcción y Operación.
5.1.- Verificaciones previas a la instalación
1. Se debe tener hecha la excavación del pozo de visita y
terminada la construcción de la caja o base de la estructura.
2. Debe estar preparada a lo largo de la zanja la plantilla, y las
conchas para coples y estrobos.
3. La instalación de la tubería se hará de aguas abajo hacia
aguas arriba.
4. Se comprobará que los coples no tengan en su interior
materias extrañas, y que los anillos deberán estar perfectamente limpios
Preparación de coples y anillos.
5.1 preparación de coples y anillos
76
Para la preparación de las extremidades de los tubos se sigue una
serie de pasos:
a) Verifique que tanto espiga y campana este limpio de polvo, rebabas,
terrones de arcilla o cualquier otro material extraño a la tubería.
Limpie perfectamente con un trapo o estopa, las ranuras interiores del
cople y los anillos de hule próximos a instalarse.
b) Verificar con el fabricante el tipo de empaque del producto a instalar.
c) Limpie cuidadosamente el enchufe espiga especialmente en la zona de
alojamiento de la junta, colocar la junta de hule en la espiga, y colocarla de
acuerdo a la recomendación del fabricante.
d) Realizar el ajuste de la junta de hule con un desarmador u otro tipo de
herramienta que facilite esta operación
e) Alinear concéntricamente la campana y espiga de los tubos que van a
ser unidos, comprobar que la junta de hule hace contacto uniforme con la zona
interior de la campana, en el perímetro de toda la circunferencia.
5.2.- Zanja
Las referencias para la práctica de zanjeo están en la norma ASTM
D2321. Esta norma proporciona parámetros para los anchos de zanjas aplicables
a una variedad de condiciones de instalaciones. Estos parámetros son los
siguientes:
• - La zanja debe ser lo suficientemente ancha para colocar y
compactar el relleno alrededor del tubo.
77
• Se debe referir a la tabla para los anchos mínimo de la zanja. El
ingeniero de diseño puede modificar el ancho de la zanja en función de
condiciones de proyecto específicas.
• Para instalaciones de tuberías en paralelo, permitir suficiente
espacio entre las tuberías para una compactación adecuada.
• Fondos de zanja que contengan extractos de piedra, material
orgánico, basura u otro material inadecuado no son necesarios. Remover
0.3 m del extracto de piedra en la parte inferior y 0.15m a los lados del tubo.
• Excavar 0.2 m de material orgánico en la parte inferior del tubo y
tres veces el diámetro del tubo en ancho.
5.2 excavación manual y con maquinaria
Acondicionamiento del fondo de la zanja (cama de apoyo).
Relleno Compactado: El tubo de PVC debe ser instalado sobre una cama
o plantilla apropiada que proporcione un soporte longitudinal uniforme bajo el tubo.
El material de relleno debe ser compactado bajo los lados del tubo para tener un
buen acostillado. De tal forma que no se provoquen esfuerzos adicionales a
flexión.
78
Sistema de protección de zanjas
a) Apuntalamiento
Consiste en colocar un par de tablas verticales dispuestas sobre los lados
opuestos de las zanjas, con dos polines que las fijan. Este sistema se emplea en
zanjas poco profundas en terreno estable.
b) Ademe
Es el sistema de tablas de madera que se colocan en contacto con las
paredes de la zanja. Para lograr la estabilidad del ademe, se utilizan polines de
madera que se colocan transversal mente de un lado a otro de la zanja, y barrotes
de madera para transferir la carga ejercida sobre las tablas del revestimiento a los
polines.
5.3 sistemas de protección de zanjas
79
c) Tablestacado
Es el sistema de protección de zanjas mejor terminado y más costoso de
los utilizados. Puede ser de madera ó de acero y se emplea en excavaciones
profundas en terrenos blandos y donde se prevé que pueda haber agua
subterránea
d) Achique en zanjas
Si el nivel del agua friática está más alto que el fondo de la zanja el agua
fluirá dentro de ella, siendo necesario colocar un ademe ó tablestacado, así como
extraer el agua de la zanja mediante bombas.
5.3.- Construcción de pozos y cajas de visita
Los pozos de visita se construyen en las redes de alcantarillado con el fin
de permitir el mantenimiento y limpieza de los conductos de la red, también sirven
para conectar tuberías de diferentes diámetros o para efectuar cambios de
pendiente o de dirección
Los pozos de visita tienen las siguientes características constructivas:
a) Pozo de visita común. Se utilizan para unir tuberías de 30 a 61 cm de
diámetro, la base del pozo es de 1.20 m de diámetro interior como mínimo (Figura
9.4).
b) Pozo de visita especial. Se emplean con tuberías de 76 a 107 cm de
diámetro, teniendo un diámetro de 1.50 m en la base del pozo como mínimo. Con
tuberías de 122 cm de diámetro o mayores también se utilizan pozos de visita
especiales, con diámetro mínimo en la base del pozo de 2.0
c) Pozo para conexiones oblicuas. Estas estructuras son idénticas en
forma y dimensiones a los comunes y su empleo se hace necesario por razones
80
económicas, en la conexión de un conducto de hasta 61 cm de diámetro a un
subcolector o colector cuyo diámetro sea igual o mayor de 122 cm
El empleo de esta clase de pozos de visita evita la construcción de una
caja de visita sobre el colector, que es mucho más costosa que el pozo para
conexiones oblicuas.
d) Pozo caja. Estas estructuras están constituidas por el conjunto de una
caja de concreto reforzado y una chimenea de tabique idéntica a la de los pozos
de visita; su sección transversal horizontal tiene forma rectangular o de un
polígono irregular y la vertical es rectangular.
Sus muros, la losa de piso y de techo son de concreto reforzado. Sobre la
losa de techo se apoya la chimenea que llega al nivel de la superficie del terreno
donde remata con el brocal y la tapa, ambos de hierro fundido o de concreto
reforzado.
81
5.3 corte de pozo
A los pozos cuya sección horizontal es rectangular se les llama pozos
caja, se construyen para tuberías de 76 a 122 cm y entronques de 38 a 76 cm
(Figura 9.7).
e) Pozo caja unión. La diferencia de este tipo de pozo con el de caja
consiste en que la sección horizontal es de forma irregular, se utilizan para
tuberías de 152 cm y entronque de 91 cm a 122 cm
82
5.3 corte de pozo
83
5.3 Pozo caja
5.3 pozo
84
5.3 Conexiones a pozo
5.4.- Instalación de Tuberías
Apoyo tipo A
Para su instalación se requiere colocar entre el tubo y el fondo de la zanja
una capa de grava (de ½” máximo) o de arena gruesa a cuya parte superior se da
forma de “cuna” para apoyo del tubo la altura de la gravilla igual o mayor a (0.1D
+10) cm).
85
5.4 Cama de apoyo
Es muy importante en la construcción de una cama nivelada y bien
compactada (no dejar ningún borde sobre la cama que evite que el tubo apoye
perfectamente).
Instalación manual:
5.4 instalación manual
86
Instalación del tubo con maquinaria y estrobo.
5.4 instalación con maquinaria
Instalación del tubo con empuje directo de pala mecánica y polín de
madera entre el tubo y la pala.
5.4 instalación con maquinaria
87
Es importante mencionar que en el ensamble, se debe dejar entre tubo y
tubo una separación recomendada por el fabricante, para permitir una flexión en
las uniones, en caso de asentamientos o movimientos del suelo.
5.4 Separación entre conexiones
Alineamiento.
Teniendo colocado la junta correctamente en la espiga del tubo que se va
ensamblar se baja a la cepa y se alinea.
Dicho tubo se acerca a que roce la junta de hule con la orilla de la
campana del tubo colocado en la cepa, cuidando que haya entrado pareja la junta.
5.4 Alineamiento
88
Instalación de las descargas domiciliarias
Para la instalación de las descargas domiciliarias los elementos
principales son: la silleta con desviación a 45º, los codos de 90º ó 45º según la
posición del albañal y la profundidad de la atarjea, el limpiador y el cemento para
PVC y las abrazadera de alambre "recocido" o acero inoxidable (recomendable)
para sujetar la silleta a la atarjea durante el secado de la unión cementada.
Conexiones a pozos de registro
Se deben usar empaques, conexiones elásticas u otros sistemas flexibles, para
que las conexiones sean herméticas en los pozos de registro y otras estructuras.
5.4 conexiones a pozo
Se debe inspeccionar cada envío de tubería y accesorios antes de su
aceptación, para determinar defectos y su conformidad con las especificaciones y
el contrato. Se debe rechazar y apartar aquella tubería que no coincida con lo
especificado. Si no se regresa al fabricante, debe ser desechada como lo
disponga la ley.
89
5.5.- Inspección.
Prueba hidrostática en campo.
Se comprueba que el junteo (acoplamiento) se ejecutó en forma correcta
en condiciones de hermeticidad, es decir, sin fugas, y que cumple con la Norma
Oficial Mexicana NOM-001-Conagua vigente.
Proceder a la ejecución de la prueba lo más pronto posible para evitar
posibles daños por tensiones excesivas sobre las campanas en la parte superior
del tubo, debido a que se deberán mantener descubiertas mientras se lleva a cabo
la prueba.
Relleno final
Utilizar material de relleno que sea compactable y no debe contener
grandes piedras, guijarros, terrones y otros materiales desaconsejables.
El relleno debe ser colocado y compactado en capas según las
especificaciones.
5.5 proceso de relleno final
90
5.5 proceso de relleno final
Inspección visual final y otras pruebas.
Inspección visual.
Lista de verificación de un proyecto de alcantarilla o paso de agua:
a) Escombros y obstrucciones.
b) Grietas excesivas.
c) Uniones debidamente selladas.
d) El inverso liso y libre de hundimientos o elevaciones.
e) Los extremos debidamente lechados y conectados.
f) Los acoples, las desviaciones y conexiones debidamente realizadas.
g) Bocas de tormenta y tubos de admisión debidamente conectados.
h) Los marcos del pozo de visita, brocales y sus tapas debidamente
instaladas.
91
i) Restauración de la superficie y otros elementos relativos a la
construcción debidamente terminados.
Prueba de aire
Es una prueba que determina la velocidad a la cual el aire bajo presión
escapa de una sección aislada de la alcantarilla.
La sección del tubo con el que se realizará la prueba es conectada a cada
extremo con unos tapones inflables. Los extremos de todos las líneas laterales,
conexiones y accesorios que se incluyen en la prueba deberán ser taponeados
para prevenir el flujo de aire, y muy bien reforzados para prevenir un estallido
debido a la presión interna del aire.
Los criterios de la prueba de aire están actualmente limitados a tubos de
concreto con un diámetro de 600 mm (24“) y menores por la ASTM C924M (C
924).
Prueba al vacío
Esta prueba consiste en remover el aire del tubo a una presión específica
menor que la atmosférica, ofrece una forma de llevar a cabo una prueba
económica de muestras grandes.
Este método de pruebas cubre diámetros de alcantarillado con tubo de
concreto circular de un diámetro de 100 a 900 mm (4 a 36 plugadas).
92
5.6.- Medidas de conservación y limpieza.
Todo sistema de alcantarillado debe contar con un mantenimiento en
menor o mayor grado, esto con el propósito de que el sistema funcione
adecuadamente y se eviten anomalías en la época de lluvias. Además, ello ayuda
a prolongar la vida útil del sistema.
Esta actividad debe programarse para llevarse a cabo en la época de
estiaje, que es cuando los sistemas conducen caudales pequeños y es posible
revisarlos con relativa facilidad, así como detectarlos daños. En este periodo es de
esperarse que se tenga la presencia de sedimentos en el sistema debido a
velocidades son bajas y no es posible que ellos sean arrastrados. Por esto es
necesario hacer actividades de limpieza en el sistema, para lo cual se requiere de
equipo apropiado para llevar a cabo esta actividad, ya que existen tanto
conducciones a cielo abierto como cerrada, estas últimas son la mayoría.
Para la limpieza de las conducciones cerradas deberán emplear equipos
para arrastrar las sustancias sedimentadas. Una forma de hacerlo es remansando
el agua dentro de la alcantarilla y después liberándola de manera súbita, esto se
logra colocando una compuerta en un extremo de la alcantarilla y al liberar el
volumen remansado, esté arrastrará el material sedimentado hacia aguas abajo,
esta onda de agua se recomienda se presente en longitudes de tuberías no
mayores a 200 m.
Otro sistema de limpieza es el que utiliza inyección de agua a presión (750
kg/cm2), que es introducida a través de una manguera en cuyo extremo lleva una
tobera, estas llevan en su parte posterior y en forma de anillo una serie de orificios
con cierto grado de inclinación (35 ° y 45 °) para poder ir lanzando el agua y a la
vez poder ir avanzando. Este sistema se utiliza en conductos con diámetro interior
mayor de 23 mm.
93
“TOBERA PARA LIMPIEZA HIDRODINÁMICA DE TUBERÍAS”.
“tobera para limpieza hidrodinámica de tuberías”
Accesorios para realizar la limpieza.
Además de la limpieza de conductos utilizando agua a presión, también se
hace por medio de procedimientos manuales, los cuales consisten en el retiro de
la basura o sedimento mediante dispositivos como son cepillos o palas que se
arrastran en el interior de la tubería en forma manual o mecánica.
94
5.6 accesorios de limpieza
95
5.6 accesorios de limpieza
96
97
Capítulo VI. Estructura de descarga.
6.1.- red de tratamiento
Para la disposición final o vertido de las aguas residuales, se requiere de
una estructura de descarga cuyas características dependen del lugar elegido para
el vertido, del gasto de descarga, del tipo de emisor (tubería o canal), entre otros.
El vertido final del caudal del alcantarillado sanitario, debe efectuarse
previo tratamiento, por lo que el dimensionamiento de la estructura de descarga se
hará para el gasto de producción de la planta de tratamiento. En caso de que la
construcción de la planta se difiera, el diseño se hará para el gasto máximo
extraordinario considerado para el emisor. Se debe investigar el uso posterior que
se dará al agua para definir el tipo de tratamiento que será necesario realizar,
considerando las normas vigentes de calidad del agua existentes al respecto. Para
el diseño de la o las estructuras de descarga de un sistema de alcantarillado, es
recomendable considerar lo siguiente:
Localización adecuada del sitio de vertido previo tratamiento, procurando
que quede lo más alejado posible de la zona urbana, considerando las zonas de
crecimiento futuro, y la dirección de los vientos dominantes para la mejor ubicación
de la planta de tratamiento.
Para el caso de descarga en una corriente de agua superficial que fluctúe
notablemente en su tirante, se puede diseñar una estructura con dos descargas a
diferente nivel, una para escurrimiento en época de secas y otra para la época de
avenidas. En todos los casos se deben evitar los remansos en el emisor de
descarga, o asegurar que su funcionamiento sea adecuado en cualquier condición
de operación.
98
Protección a la desembocadura de la tubería contra corrientes violentas,
tráfico acuático, residuos flotantes, oleaje y otras causas que pudieran dañar la
estructura de descarga según las características del sitio de vertido.
En general no es recomendable localizar vertidos en:
Masas de agua en reposo; vasos de presas, lagos, estuarios o bahías
pequeñas.
Aguas arriba de una cascada o caída de agua.
Terrenos bajos que estén alternativamente expuestos a inundación y
secado.
99
Diagrama de flujo general de una planta de tratamiento de aguas
100
El proyecto quedará definido de acuerdo con la cantidad de agua que se desea
reutilizar y el tipo de compuestos que contiene el agua a tratar.
Cada uno de los elementos tiene una función y continuación. Se hace una
descripción del diagrama de la
a) Influente: llegada de agua residual en el cárcamo y en el desarenador,
en estos dos primeros elementos se retienen los residuos de gran tamaño; por
ejemplo: basura bolsas, botes de bebidas, etcétera.
b) Sedimentación primaria: en esta etapa se logra la eliminación de sólidos
fácilmente sedimentables, primordialmente la materia orgánica que es removida
mediante un sistema de rastreo instalado dentro del tanque, el cual se encarga de
llevar los sólidos sedimentados a una tolva, donde son eliminados del proceso
mediante una purga.
c) Reactor biológico o aereador: en esta etapa se estabiliza el agua
residual mediante lodos activados, bajo condiciones aeróbicas.
d) Sedimentación secundaria: una vez que los organismos han estado
durante 6 horas en la etapa anterior, pasan a esta etapa con el objeto de
recuperar la biomasa, mediante un sistema de rastreo ubicado en la parte media
del tanque para recuperar el lodo activado por medio de unas tolvas receptoras y
ser recirculados por bombeo al reactor biológico, posteriormente el agua ya
clarificada pasa a la siguiente etapa del proceso.
e) Filtración: el proceso de filtración está integrado por una capa de
andrecita y arena sílica soportados por una cama de grava, el objeto en esta etapa
es eliminar sólidos suspendidos y coloidales que no hayan sido eliminados en
etapas anteriores.
f) Cloración: el agua recolectada del falso de filtros es conducida a la zona
de cloración por medio de una tubería al tanque de desinfección, donde se inyecta
cloro de hipoclorito de sodio para eliminar posibles virus, microorganismos
patógenos y bacterias.
101
g) Tanque de almacenamiento. en este tanque se encuentran instalados
los equipos de bombeo que envían el agua tratada mediante tuberías hacia los
distintos usuarios.
102
6.1 planta de tratamiento convencional de lodos activados
Cabe mencionar que los avances en el tratamiento de aguas en los últimos años han tomado gran importancia,
dando como resultado la construcción de plantas de tratamiento portátiles que requieren poco espacio y cuyo
funcionamiento es similar a la planta descrita anteriormente.
103
Conclusión
Gracias a la investigación que realizo referente a este proyecto denominado
“PROCESO CONSTRUCCTIVO DE RED DE DRENAJE O ALCANTARILLADO
SANITARIO “pudimos entender más afondo que., al ir aumentando el número de
personas o habitantes de un sitio o lugar, van surgiendo necesidades y una de las
tantas es la que mencionamos anteriormente en este trabajo, el cual se hace
referente al “FRANCIONAMIENTO DEL SURESTE PRIMERA ETAPA
PERTENECIENTE AL MUNICIPIO DE SAN JUAN BAUTISTA TUXTEPEC”
En el desarrollo de la investigación pudimos darnos cuenta que para llevar a cabo
un proyecto de este tipo se requieren hacer estudios previos antes de ejecutarse,
como son estudios ambientales, de suelo, concreto., esto para llevar un buen
control en su proceso.
Pero, no solo es esto, se quiere conocer las normas y especificaciones que hay
que tomar en cuenta en proyectos de este tipo. Conocer el tipo de tuberías ideal a
utilizar, el diámetro de la misma, el ancho de las zanjas, las pendientes que se
debe considerar para que las aguas residuales puedan fluir sin tener que
estancarse, además de esto saber que maquinaria es la adecuada para utilizar en
estos trabajos.
En fin todo esto nos llevó a enriquecer más nuestros conocimientos en el aspecto
de ingenieril, por que descubrimos aspectos y conceptos que nos será útil en
nuestra formación.
104
Bibliografía
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Ingeniería, A.C., Editores (1995). “Agua y la ciudad de México.
Abastecimiento y Drenaje. Salud Publica.”
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Medellín, Empresas Públicas de Medellín (). Manual de Gestión Socio-
Ambiental para Obras de Construcción. : Primera edición interinstitucional.
Abril de 2010.
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instalaciones de aguas potable y aguas tratadas,alcantarillado sanitario y
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y Saneamiento. (2007 edición). México, D.F.: Secretaría de Medio Ambiente
y Recursos Naturales.
• Comisión Nacional del Agua (2012). Manual de Instalación de Tubería para
Drenaje Sanitario. Insurgentes Sur No. 2416 Col. Copilco El Bajo:
Secretaría de Medio
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D.F.: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
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• Manual de Especificaciones Técnicas Revisado por: Ing. Abel Ortega
Salazar e Ing. J. Jesús de Esquipulas Pérez López SMAPAM
• Manual de Instalación de Tubería para Drenaje Sanitario Comisión Nacional
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• NORMATIVIDAD PARA EL SISTEMA DE DRENAJE SANITARIO
105
• Procedimiento General para la Fabricación y Montaje de Tanques de
Almacenamiento. Juan Ceja Rodríguez – Contratista Edición 1980.
Tampico, Tamps.
• Recomendaciones para el proyecto y construcción del drenaje subterráneo
en obras de carretera.
• Sánchez, B. J.L., et AL. (1996). “Estudio de factibilidad para el reúso de las
aguas residuales y pluviales del valle de México” Informe del Instituto de
Ingeniería, UNAM, elaborado para la dirección General de Construcción y
Operación Hidráulica. Departamento del D.F.
• Soluciones novedosas en drenajes y alcantarillados sanitarios. Consultado
en www.hancor.com. PROICA (Proyectos y Supervisión, Ingeniería Civil y
Ambiental). “DATOS GENERALES DE PROEYECTO”
• Tecnología de Tierras y Aguas I - Teoría de Drenaje (Compilado por: Ing.
E.L. Díaz Ing. O. Duarte Ing. C. Ricciardi-1991- )
CONSULTADO EN:
http://www.conagua.gob.mx
http://www.definicionabc.com/general/materiales.php#ixzz2ibV3cRDO
http://www.gobiernofederal.gob.mx
http://www.semarnat.gob.mx
106
107
Practicas recomendadas
108
Prácticas que deben evitarse
109
Galería de fotos de red drenaje o alcantarillado sanitario en el
fraccionamiento el sureste 1#etapa
110
111
112
113
Ejemplo de construcción de una estructura de descarga o planta
de tratamiento de aguas negras en COLIPA, MUNICIPIO DE
COLIPA, VER.
114
115
GLOSARIO
Para los efectos normativos de este proyecto, se establecen las siguientes
definiciones:
1. Agua nativa: Agua existente en el cuerpo receptor de aguas
nacionales antes de que se inicie la disposición de aguas en el
mismo.
2. Albañal: Se denomina colector o alcantarilla colectora al tramo del
alcantarillado público que conecta diversos ramales de una
alcantarilla.
3. Alcantarilla: Conducto subterráneo para conducir agua de lluvia,
aguas servidas o una combinación de ellas.
4. Alcantarillado Pluvial: Conjunto de alcantarillas que evacuan
aguas de lluvia.
5. Alcantarillado sanitario: Un sistema de alcantarillado consiste en
una serie de tuberías y obras complementarias, necesarias para
recibir, conducir, ventilar y evacuar las aguas residuales de la
población.
6. Atarjea: Es la tubería que recoge las aguas residuales de las
descargas domiciliarias o albañal exterior para entregarlas al
colector por medio de un pozo. Albañal interior: Es la tubería que
recoge las aguas residuales de una edificación y termina
generalmente en un registro.
7. Canal: Conducto abierto o cerrado, siempre con flujo a superficie
libre que conduce agua.
8. Carga hidráulica: Suma de las cargas de velocidad, presión y
posición.
9. Coeficiente de escurrimiento: Parámetro que indica la relación
entre el volumen de escurrimiento directo y el volumen total de
lluvia.
116
10. Coeficiente de fricción: Parámetro que mide la resistencia al flujo
en las canalizaciones.
11. Coladera pluvial: Accesorio empleado para evitar el ingreso de
objetos que obstruyan los conductos que recolectan y transportan
las agua de lluvia.
12. Colector: Es la tubería que recoge las aguas residuales de las
atarjeas. Puede terminar en un interceptor, en un emisor o en la
planta de tratamiento
13. Colmatación: Acumulación de sedimentos en un cuerpo de agua
que causa la progresiva obstrucción de los poros existentes entre
partículas con materiales finos transportados en suspensión por el
agua que se va infiltrando, produciendo que la permeabilidad
original del suelo se reduzca sustancialmente.
14. Concreto Reforzado: Se compone de un aglutinante, Cemento,
agua, y agregados (arena y grava) para formar una masa
semejante a una roca una vez que la mezcla ha fraguado, debido a
la reacción química entre el cemento y el agua, con material de
refuerzo, normalmente acero de alta resistencia, para mejorar la
resistencia de los elementos fabricados con estos materiales.
15. Concreto Simple: Se compone de un aglutinante, Ce-mento y
agua, y agregados (arena y grava) para formar una masa
semejante a una roca una vez que la mezcla ha fraguado, debido a
la reacción química entre el cemento y el agua.
16. Contaminación de un cuerpo de agua.-Introducción o emisión en
el agua, de organismos patógenos o sustan-cias tóxicas, que
demeriten la calidad del cuerpo de agua.
17. Cruce elevado.-Estructura utilizada para cruzar una de-presión
profunda como es el caso de algunas cañadas o barrancas de
poca anchura.
117
18. Cuneta: Es una zanja o canal construida longitudinalmente,
ubicada regularmente en los costados de las vías terrestres,
destinada a la evacuación de aguas de lluvia.
19. Descarga domiciliaria o albañal exterior.-Instalación que conecta
el último registro de una edificación (alba-ñal interior) a la atarjea o
colector.
20. Duración de la lluvia: Es el intervalo de tiempo que media entre el
principio y el final de la lluvia y se expresa en minutos.
21. Emisor.-Es el conducto que recibe las aguas de un co-lector o de
un interceptor. No recibe ninguna aportación adicional en su
trayecto y su función es conducir las aguas negras a la caja de
entrada de la planta de trata-miento. También se le denomina
emisor al conducto que lleva las aguas tratadas (efluente) de la caja
de salida de la planta de tratamiento al sitio de descarga.
22. Estructuras de caída escalonada.-Son estructuras con caída
escalonada cuya variación es de 50 en 50 cm hasta 2.50 m como
máximo; están provistas de una chimenea a la entrada de la tubería
con mayor elevación de planti-lla y otra a la salida de la tubería con
la menor elevación de plantilla. Se emplean en tuberías con
diámetros de .91 a 3.05 m.
23. Estructuras de Descargas: Obra de salida o final del emisor que
permite el vertido de las aguas residuales a un cuerpo receptor;
puede ser de dos tipos, recta y es viajada.
24. Estructuras hidráulicas complementarias: Son todas aquellas
instalaciones que no necesariamente forman parte de todos los
sistemas de alcantarillado, que en ciertos casos resultan
importantes para su correcto funcionamiento. Entre algunos
ejemplos se tiene a las plantas de bombeo, plantas de tratamiento,
estructuras de cruce, vasos de regulación y de detención,
disipadores de energía, etc.
118
25. Estructuras para infiltraciones: Infraestructura que permite la
recarga artificial del acuífero, permitiendo que el agua precipitada
atraviese la superficie del terreno y pase a ocupar total o
parcialmente los poros, fisuras y oquedades del suelo, con la
intención de aprovechar el agua pluvial y de escurrimientos
superficiales para aumentar la disponibilidad de agua subterránea a
través de la infiltración artificial.
26. Fibrocemento.-Es un material utilizado en la construc-ción,
constituido por una mezcla de cemento y fibras de refuerzo, para
mejorar la resistencia de los elementos fa-bricados con estos
materiales.
27. Flujo por gravedad.-Movimiento de un flujo debido una diferencia
de altura.
28. Flujo por presión.-Movimiento de un flujo debido al empleo de una
bomba que genera un aumento de pre-sión después de pasar el
fluido por ésta o cuando la tu-bería trabaja por gravedad a tubo
lleno generando un gradiente hidráulico.
29. Flujo por vacío.-Movimiento de un flujo debido a una variación de
presiones, dentro del conducto se genera una presión por debajo
de la presión atmosférica nega-tiva (vacío), y cuando el fluido es
sometido por un lado a una presión positiva el fluido se conducirá a
la sección de vacío.
30. Geo hidrológica: estudia la textura y la estratificación de las rocas
y los suelos, ya que son estos los que forman los receptáculos y
conductos por donde el agua se infiltra.
31. Interceptor: Es la tubería que intercepta las aguas negras de los
colectores y termina en un emisor o en la planta de tratamiento
32. Lluvia efectiva: Es la cantidad de agua que escurre
superficialmente, generada por una precipitación después de
haberse infiltrado, evaporado, almacenado en charcos o haber sido
interceptada y retenida por la vegetación.
119
33. Obra de captación: Estructura que permite la entrada del agua
hacia el drenaje pluvial.
34. Período de retorno: Es el intervalo de recurrencia promedio entre
eventos que igualan o exceden una magnitud dada.
35. planta de tratamiento. En un modelo de interceptores, las tuberías
principales (colectores) se instalan en zonas con curvas de nivel
mas o menos paralelas y sin gran-des desniveles, y se descargan a
una tubería de mayor diámetro (interceptor) generalmente paralelo
a alguna corriente natural.
36. Poli (cloruro de vinilo) (PVC).- Polímero termoplásti-co, orgánico
obtenido por polimerización del cloruro de vinilo.
37. Poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV).-Es una tubería
compuesta de tres materias primas básicas. La primera son dos
tipos de refuerzo de fibra de vidrio (fibra de vidrio cortada y fibra de
vidrio continua) para lograr resistencia circunferencial y axial; Arena
silícica que es utilizada para aumentar la rigidez y se aplica al eje
neutro y finalmente la resina en el revestimiento interno y externo
del tubo.
38. Poliéster.-Es un material termoplástico que pertenece a la familia
de los Estirénicos, distinguiéndose por su ele-vada transparencia y
brillo principalmente
39. Polietileno de alta densidad (PEAD).-Polímero termo-plástico,
perteneciente a la familia de los polímeros ole-finicos, obtenido por
polimerización del etileno.
40. Pozo de visita: Estructura construida de mampostería o
prefabricado. Se usan al inicio de la red, en las intersecciones,
cambios de dirección, cambios de diámetro, cambios de pendiente,
su separación está en función del diámetro de los conductos y tiene
la finalidad de facilitar las labores de inspección, limpieza y
mantenimiento general de las tuberías así como proveer una
adecuada ventilación.
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41. Pozos con caída adosada.-Son pozos de visita comu-nes,
especiales o pozos caja a los cuales lateralmente se les construye
una estructura que permite la caída en tu-berías de 20 y 25 cm de
diámetro con un desnivel hasta de 2.00 m.
42. Pozos con caída.-Son pozos constituidos también por una caja y
una chimenea a los cuales, en su interior se les construye una
pantalla que funciona como deflector del caudal que cae. Se
construyen para tuberías de 30 a 76 cm de diámetro y con un
desnivel hasta de 1.50 m.
43. Registro: Estructura subterránea que permite el acceso desde la
superficie, a un conducto subterráneo continúo con el objeto de
revisar, dar mantenimiento o repararlo.
44. Rejilla: Estructura de metal con aberturas generalmente de tamaño
uniforme utilizadas para retener sólidos suspendidos o flotantes en
el flujo o captación de agua de lluvia o residual y no permitir que
tales sólidos ingresen al sistema.
45. Sifón invertido.-Obra accesoria utilizada para cruzar al-guna
corriente de agua, depresión del terreno, estructu-ra, conducto o
viaductos subterráneos, que se encuen-tren al mismo nivel en que
debe instalarse la tubería.
46. Sistemas de evacuación por gravedad: Aquellos que descargan
libremente al depósito de drenaje, ya sea natural o artificial.
47. Tapa.- Dispositivo que asienta sobre el brocal
48. Tratamiento.-Es la remoción en las aguas residuales, por métodos
físicos, químicos y biológicos de materias en suspensión, coloidal y
disuelta.
49. Tubería Flexible: Son aquellas que se flexionan por lo menos un
2% sin sufrir daño estructural. Materiales de las tuberías flexibles:
acero, aluminio, PVC, polietileno, polipropileno, poliéster reforzado
con fibra de vidrio.
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50. Tubería rígida: Se considera tubería rígida aquella que no admite
deflexión sin sufrir daño en su estructura. Materiales de las tuberías
rígidas: concreto, fibrocemento, hierro fundido y barro.
51. Vida Útil: Tiempo en el cual los elementos de un sistema operan
económicamente bajo las condiciones originales del proyecto
aprobado y de su entorno.
![SISTEMA CONSTRUCTIVO TAQUEZAL] 13 de octubre de 2014](https://static.fdokumen.com/doc/165x107/63203d3d069357aa45061bb7/sistema-constructivo-taquezal-13-de-octubre-de-2014.jpg)
