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ALCANTARILLADO SANITARIO
55
4.1 CONSIDERACIONES BSICAS PARA EL DISEO
Las consideraciones que se toman en cuenta para la elaboracin de
este
diseo son bsicamente cinco las cuales consisten en:
9 Levantamiento topogrfico del rea en estudio 9 Perfiles de cada
tramo de calles del rea en estudio 9 Ubicacin en la red de los
pozos de visita 9 Determinacin de reas tributarias 9 Determinacin
de flujo
4.1.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO
El levantamiento topogrfico es una de las actividades
principales para el
diseo de la red y a la vez es muy delicada porque un pequeo
error en la
medicin, echara a perder todo el diseo de la red y provocara una
perdida
tanto en sentido econmico como de tiempo.
En el trabajo topogrfico se realiza de la siguiente manera:
Se hace en el rea urbana del municipio de Uluazapa un
levantamiento
topogrfico, para ello se utiliza un aparato de estacin total con
el cual se
registran los datos para este trabajo; los puntos de inters son
el cordn
cuneta, el eje de la calle, el radio de cada esquina.
Tambin se registra la altimetra en estos mismos puntos.
Los puntos que se registraron no sobrepasaban la distancia
horizontal de 20
m.
4.1.2 PERFILES
Estos son los que muestran de una forma grfica las diferentes
pendientes
que tiene el terreno.
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56
En la elaboracin de los perfiles se utilizan los datos de campo
que se
registraron al momento de la medicin pues el aparato de estacin
total tiene
la particularidad de registrar datos de los tres ejes
coordenados.
Con estos datos y el uso del software computacional (Autocad
2004) se nos
facilito la elaboracin de los perfiles y a su vez una mejor
precisin de estos.
En el siguiente cuadro, (Cuadro 4.1) se muestran los datos de
campo
registrados para elaborar el perfil de la 2 avenida, en el tramo
comprendido
entre 3 calle y 1 calle.
CUADRO 4.1 DATOS DE CAMPO PARA LA ELABORACIN DEL PERFIL
DE LA 2 AVENIDA.
ESTACIN ELEVACIN
0 + 000.00 293.28
0 + 020.00 294.96
0 + 040.00 296.04
0 + 060.00 297.12
0 + 063.43 297.31
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291
292
293
294
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297
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299
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080
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aci
n
293.
88
Esta
cin
4.1.3 PLANO CON DETALLE DE TIPO DE SUPERFICIE En este plano
grfico se detallan las diferentes superficies de rodadura en
las
principales calle y avenidas que se encuentran en el rea urbana
del
municipio de Uluazapa. (Ver plano N IV 1)
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4.1.4 PLANO CON CURVAS DE NIVEL En este plano grfico se detallan
las curvas de nivel que el terreno tiene
donde sta ubicada el rea urbana del municipio de Uluazapa. stas
ayudan
a dar una explicacin al momento de realizar los clculos y
percepcin del
flujo para desembocar. (Ver plano N IV - 2)
4.1.5 PERFILES DE AVENIDAS Y CALLES Se presentan los perfiles
naturales de las avenidas y calles.
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4.1.6 UBICACIN DE RED Y POZOS
La red de tuberas se ubicar segn como lo indican las normas
tcnicas
para alcantarillados de aguas negras:
En planimetra se colocarn al sur en las calles que estn de
oriente a
poniente, y al poniente en avenidas que estn de norte a sur;
dentro del
ancho de rodaje y a una separacin horizontal del cordn cuneta de
1.50 mts
como mnimo, en pasajes peatonales a una separacin mnima de 0.60
mts;
la red de alcantarillado se proyectar de manera que todos los
colectores
queden debajo de los acueductos con una separacin mnima libre
vertical
de 0.20 mts (normas tcnicas de anda parte II literal 12)
Los pozos se proyectan primero en las intersecciones de las
calles y
avenidas, luego en los tramos que los pozos estn espaciados ms
de 100
mts se colocarn pozos intermedios para cumplir las normas
tcnicas de
ANDA, adems en las casos que las pendientes sean muy
pronunciadas se
colocaran pozos con cajas de sostn.
Los pozos de visita que tengan una profundidad en la cama de
agua mayor
de 1.40 mts se construir un pozo de dimetro interno de 1.10 mts
si la
profundidad a la cama de agua es menor se construir una caja de
1.00 mts
x 1.00 mts x h. (Ver PLANO N IV 3)
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4.1.7 DETERMINACIN DE REAS TRIBUTARIAS
Las reas tributarias son calculadas luego de haber ubicados en
su totalidad todos los pozos y la red que contribuyen a cada tramo,
el rea tributaria total
de este es la sumatoria de todas las reas que convergen en el
tramo (ver
plano N IV - 4).
Existen tramos como Avenida La Juventud entre 2 Calle y Calle
Centenario
1er tramo; Calle Centenario 1 tramo entre Av. La Juventud y Av.
23 de Enero
(ver figura 4.1); final Avenida 23 de Enero Sur entre la 4 Calle
y Calle a Col.
Loma Linda; final 1 Avenida Sur entre la 4 Calle y Calle a Col.
Loma Linda
(ver figura 4.2) que no se toman en cuenta debido a que son reas
donde la
topografa del terreno es muy accidentado y son terrenos baldos
(potreros);
pero se propondr una fosa sptica tipo para estos sectores los
cuales
detallaremos en el sexto capitulo
Figura 4.1
Figura 4.2
3 AV
ENID
A SU
R
1 AV
ENID
A SU
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4.1.8 DETERMINACIN DE FLUJO
Una vez ubicada la red y los pozos y con la ayuda de los
perfiles se procede
a la determinacin del flujo de las aguas residuales para
desembocar a los
colectores que conectarn con los lugares de tratamiento.
Las pendientes mximas que se calcularn dependern de no
sobrepasar las
velocidades permisibles para el diseo. (Ver PLANO N IV 5)
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89
*Las reas tributarias se calcularon por medio del software
Autocad
4.2 CLCULO DEL CAUDAL DE DISEO ACUMULADO
4.2.1 POBLACIN FUTURA
PF = P2025 = 3971 Habitantes 4.2.2 CLCULO DE LA DENSIDAD
POBLACIONAL
DP = PF / AT DONDE :
DP : Densidad Poblacional.
PF : Poblacin Futura.
AT : rea Total (en Ha)*
DP = (3971 / 14.7143) DP = 270 Habitantes / Hectreas.
Clculo del nmero de Habitantes por tramo.
Para este clculo utilizaremos la siguiente frmula:
Nhabitantes por tramo = Dp x rea Tributaria de cada Tramo (Ha)
Ejemplo para el tramo 1 de Calle hacia Panamericana de pozo 2 a
pozo 1:
Nhabitantes por tramo = 270 x 0.1773 = 48 Habitantes De esta
manera se har el mismo procedimiento para cada tramo de las
diferentes calles y avenidas
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90
4.2.3 CLCULO DEL CAUDAL DE AGUAS RESIDUALES POR TRAMO Clculo del
caudal medio diario (Qmd) Se utilizarn los siguientes datos:
N habitantes por tramo = nmero de habitantes de cada tramo
Dotacin: 250 Lt / hab / da, (segn normas tcnicas de ANDA parte
1
numeral 5), donde: D = dotacin urbana 80 a 350 l/p/d.
86400 = constante de conversin (86400 = 24 horas)
La constante de 250 se toma en base a la dotacin urbana segn las
normas
tcnicas de ANDA
Q md = (N habitantes por tramo x dotacin) / 86400
Q md = (48 hab x 250 lt/hab/da) / 86400
Q md = 0.1389 lt/seg.
Caudal mximo horario (Q mx hor)
Donde:
Q md = 0.1389 lt/seg.
K 2 = coeficiente de variacin horaria, segn normas de ANDA vara
entre
1.80 a 2.40.
Para nuestro estudio utilizaremos K2 = 2.40 ; por ser el
mximo.
Q mx hor = K2 x Q md
Q mx hor = 2.40 x 0.1389 lt/seg
Q mx hor = 0.3334 lt/seg
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91
Caudal del tramo (Q del tramo) El Q del tramo ser igual al 80 %
del Q mx. hor ms 0.2 Lt/seg/Ha por
infiltracin a lo largo de la tubera (segn normas tcnicas de ANDA
parte II
numeral 4).
Donde:
Q mx. hor = 0.3334 lt/seg
AT : rea total tributaria del tramo : 0.1773
LUEGO: Q del tramo = 0.8 Q mx. hor + [(0.2 Lt / seg /
Ha)*At]
Q del tramo = 0.8 * 0.3334 + [0.2 * 0.1773]
Q del tramo = 0.3022 Lt / seg
Caudal de diseo acumulado (Q diseo acumulado) DATOS:
Fs= Factor de seguridad que depende del dimetro de la tubera que
para
nuestro caso es de 2, ya que el dimetro asumido de la tubera se
encuentra
entre 8 y 12 (segn normas tcnicas de ANDA parte II numeral
4)
LUEGO: Q diseo acumulado = Fs * Q del tramo + Q entrantes
acumulado
Q diseo acumulado = 2 * 0.3022 + 0.00
Q diseo acumulado = 0.6044 Lt / seg
Para este ejemplo el caudal entrante es cero por ser tramo
inicial. En los
siguientes tramos se irn sumando los caudales entrantes para
cada tramo
ubicado de pozo a pozo.
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92
Clculo de la velocidad a tubo lleno (VLL) Obtenida la pendiente
del tramo de pozo 1 a pozo 2 igual a S = 0.0683 % y
con un dimetro de 8 y un coeficiente de rugosidad n = 0.011
(para tuberas
plsticas) se procede a introducir los datos a la frmula de
Manning.
V LL = (1 / n) * (R H 2 / 3) * (S 1 / 2) Donde:
V LL = velocidad a tubo lleno del tramo (m / seg)
n = coeficiente de rugosidad de la tubera
RH = Radio Hidrulico. (para tuberas llenas R H = D / 4) (en
metros)
S = pendiente del tramo en estudio
LUEGO: V LL = (1 / 0.011) * ((0.2032 / 4) 2 / 3 ) * (0.0683) 1 /
2
V LL = 3.26 m / seg
Clculo del caudal a tubo lleno (QTLL) Utilizando la frmula de
continuidad QTLL = VLL * ALL
Donde:
Q TLL = caudal a tubo lleno (m 3 / seg)
V LL = velocidad a tubo lleno del tramo en estudio (m / seg)
A LL = rea transversal de la tubera
LUEGO: Q TLL = 3.26 * 0.03243
Q TLL = 0.10562 m3 / seg
Q TLL = 105.62 Lt / seg
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93
Relacin de caudales (Qdiseo acumulado / QTLL) Para calcular la
relacin de caudales se divide el caudal real que transportar
la tubera (Qdiseo acumulado) y el caudal a tubera llena
(QTLL)
Donde:
q / Q = Qdiseo acumulado / QTLL
q / Q = 0.6044 / 105.62
q / Q = 0.0057
Clculo del tirante hidrulico (Y) Llevando este valor al Diagrama
de las propiedades hidrulicas de las
tuberas circulares para diversas profundidades de flujos (curva
del banano) y
trazando una lnea vertical hasta cortar la curva de caudal (3) y
luego una
horizontal hasta marcar el valor en el eje de las Y, obtenemos
el valor y / D.
(Ver figura 4*2)
y / D = 5.45
despejando y = (5.45 / 100) * 0.2032
y = 0.0111 ; donde y = tirante hidrulico
Este valor se debe comparar con el tirante mximo, que para
nuestro caso
T mx = d * % LL
DONDE:
T mx = Tirante mximo
D = dimetro de la tubera
%LL = porcentaje que estar llena la tubera al final de la vida
til, para
nuestro caso se pretende que al final de la vida til este lleno
en un 70 %
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90( Y D ) PROFUNDIDAD DEL FLUJO EN PORCENTAJE
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CAPITULO IV. DISEO HIDRAULICO DE LA RED PROYECTADA DE
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95
LUEGO:
T mx = 0.2032 * 0.7
T mx = 0.1422
El tirante hidrulico procede ya que es menor que el tirante
mximo
permitido.
Clculo de la velocidad real (Vr) Marcando el punto y / D = y
trazando una lnea horizontal hasta cortar la
curva 5 de velocidades y luego trazando una lnea vertical hasta
cortar el eje
X y leyendo el dato de V r / V LL = 27.22
Donde:
V r = (27.22 / 100) * V LL
V r = 0.2722 * 3.26
V r = 0.8874 m / seg
As para cada uno de los tramos se utiliza el mismo
procedimiento.
Todos estos datos se representan en los cuadros 4.2 y cuadro 4.3
y
representados en el plano IV 6 Datos Hidrulicos.
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CAPITULO IV. DISEO HIDRAULICO DE LA RED PROYECTADA DE
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Diseo de la Red de Alcantarillado Sanitario y Propuesta para el
Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio
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Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio
de Uluazapa Departamento de San Miguel.
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ALCANTARILLADO SANITARIO
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Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio
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Diseo de la Red de Alcantarillado Sanitario y Propuesta para el
Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio
de Uluazapa Departamento de San Miguel.
CAPITULO IV. DISEO HIDRAULICO DE LA RED PROYECTADA DE
ALCANTARILLADO SANITARIO
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1422
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-
Diseo de la Red de Alcantarillado Sanitario y Propuesta para el
Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio
de Uluazapa Departamento de San Miguel.
CAPITULO IV. DISEO HIDRAULICO DE LA RED PROYECTADA DE
ALCANTARILLADO SANITARIO
106
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