EMPRESA DE ACUEDUCTO, ALCANTARILLADO Y...

EMPRESADEACUEDUCTO,ALCANTARILLADOYASEODEBOGOTÁE.S.P.

CONTRATONo.1‐02‐25500‐0690‐2011REALIZARELDISEÑOANIVELDEINGENIERÍADEDETALLEDELAPLANTADETRATAMIENTODE

AGUASRESIDUALESDE“CANOAS”ENLOSCOMPONENTESASOCIADOSALSISTEMADETRATAMIENTOPRIMARIOCONASISTENCIAQUÍMICA

PRODUCTONo.8

INFORMEDEINGENIERÍADEDETALLE

GUÍASDEDISEÑOVersión00

Preparadopor:CONSORCIOCDMSmith‐INGESAMSASNoviembrede2014

i PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00

© 2014 CDM Smith Todos los Derechos Reservados

Tabla de contenido

TABLA DE CONTENIDO------------------------------------------------------------------------------------------------- I

LISTA DE TABLAS ----------------------------------------------------------------------------------------------------- VII

LISTA DE FIGURAS -------------------------------------------------------------------------------------------------- VIII

LISTA DE APÉNDICES ------------------------------------------------------------------------------------------------- IX

CIVIL E HIDRÁULICA ------------------------------------------------------------------------------- 1-1 SECCIÓN 1

1.1 CÓDIGOS, ESTÁNDARES Y REFERENCIAS ------------------------------------------------------------------------ 1-1

1.2 LOCALIZACIÓN DEL SITIO DE LA PLANTA ----------------------------------------------------------------------- 1-2

1.3 TOPOGRAFÍA DEL TERRENO ------------------------------------------------------------------------------------- 1-2

1.4 PREPARACIÓN DEL SITIO ---------------------------------------------------------------------------------------- 1-3

1.5 VÍA DE ACCESO Y VÍAS INTERNAS -------------------------------------------------------------------------------- 1-4

1.6 TUBERÍAS Y CONDUCCIONES PRINCIPALES --------------------------------------------------------------------- 1-7

1.7 SUMINISTRO DE AGUA ------------------------------------------------------------------------------------------- 1-8

1.8 DRENAJE --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1-10

1.8.1 DRENAJE SANITARIO --------------------------------------------------------------------------------------------- 1-10

1.8.2 DRENAJE PLUVIAL ----------------------------------------------------------------------------------------------- 1-10

1.8.3 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS ----------------------------------------------------------------------------- 1-12

1.9 ESTRUCTURA DE DESCARGA AL RÍO BOGOTÁ ----------------------------------------------------------------- 1-12

GEOTECNIA ------------------------------------------------------------------------------------------- 2-1 SECCIÓN 2

2.1 NORMATIVIDAD -------------------------------------------------------------------------------------------------- 2-1

2.1.1 SISTEMA DE NORMALIZACIÓN TÉCNICA DE LA EMPRESA DE ACUEDUCTO, ALCANTARILLADO Y ASEO DE

BOGOTÁ (SISTEC) --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2-1

2.1.2 REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMORESISTENTE NSR-10 -------------------------------- 2-2

2.1.3 REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO (RAS-2000) ------------- 2-2

2.1.4 CUMPLIMIENTO DE NORMATIVIDAD COLOMBIANA -------------------------------------------------------------- 2-2

2.2 EXCAVACIONES --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2-2

2.3 CIMENTACIONES -------------------------------------------------------------------------------------------------- 2-3

2.3.1 CIMENTACIONES SUPERFICIALES: CAPACIDAD DE CARGA Y ASENTAMIENTOS --------------------------------- 2-3

2.3.2 CIMENTACIONES PROFUNDAS: CAPACIDAD DE CARGA Y ASENTAMIENTOS ------------------------------------- 2-5

2.4 TALUDES TEMPORALES Y PERMANENTES ----------------------------------------------------------------------- 2-5

2.5 DISPOSICIÓN DE MATERIALES DE CORTE Y EXCAVACIÓN ------------------------------------------------------ 2-6

ESTRUCTURAS --------------------------------------------------------------------------------------- 3-1 SECCIÓN 3

Tabla de contenido

ii PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


3.1 ALCANCE ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-1

3.1.1 OBJETIVO ----------------------------------------------------------------------------------------------------------3-1

3.2 DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS----------------------------------------------------------------------------- 3-1

3.2.1 ESTRUCTURAS AMBIENTALES -------------------------------------------------------------------------------------3-1

3.2.2 EDIFICIO DE PROCESOS --------------------------------------------------------------------------------------------3-2

3.2.3 EDIFICIOS ADMINISTRATIVOS -------------------------------------------------------------------------------------3-3

3.3 CÓDIGOS, ESTÁNDARES Y REFERENCIAS ------------------------------------------------------------------------- 3-3

3.3.1 CÓDIGOS -----------------------------------------------------------------------------------------------------------3-3

3.3.1.1 Códigos de diseño --------------------------------------------------------------------------------------------3-3

3.3.1.2 Estándares de referencia -----------------------------------------------------------------------------------3-3

3.3.2 ESTÁNDARES ------------------------------------------------------------------------------------------------------3-5

3.3.3 REFERENCIAS ------------------------------------------------------------------------------------------------------3-5

3.4 CARGAS DE DISEÑO ----------------------------------------------------------------------------------------------- 3-5

3.4.1 CARGA MUERTA----------------------------------------------------------------------------------------------------3-5

3.4.2 CARGA VIVA --------------------------------------------------------------------------------------------------------3-6

3.4.2.1 Carga viva distribuida ---------------------------------------------------------------------------------------3-6

3.4.2.2 Carga viva de equipos ---------------------------------------------------------------------------------------3-7

3.4.2.3 Carga de impacto ---------------------------------------------------------------------------------------------3-7

3.4.2.4 Carga durante construcción -------------------------------------------------------------------------------3-8

3.4.3 CARGA POR EMPOZAMIENTO DE AGUA Y GRANIZO ---------------------------------------------------------------3-8

3.4.4 CARGA DE VIENTO -------------------------------------------------------------------------------------------------3-9

3.4.5 CARGA SÍSMICA ----------------------------------------------------------------------------------------------------3-9

3.4.5.1 Edificios de procesos y administrativos --------------------------------------------------------------- 3-10

3.4.5.2 Estructuras ambientales --------------------------------------------------------------------------------- 3-10

3.4.6 CARGA DE LÍQUIDOS --------------------------------------------------------------------------------------------- 3-10

3.4.7 EMPUJE DE TIERRAS Y PRESIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA ------------------------------------------------------ 3-11

3.4.7.1 Elevación de diseño --------------------------------------------------------------------------------------- 3-12

3.4.7.2 Sobrecarga -------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-12

3.5 COMBINACIONES DE CARGA ------------------------------------------------------------------------------------ 3-13

3.6 CONSIDERACIONES DE FUNCIONABILIDAD -------------------------------------------------------------------- 3-14

3.6.1 EMPOZAMIENTO ------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-14

3.6.2 DEFLEXIONES ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-14

3.6.3 VIBRACIONES ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-14

3.6.3.1 Vibraciones por equipos ---------------------------------------------------------------------------------- 3-14

3.6.3.2 Vibraciones transitorias ---------------------------------------------------------------------------------- 3-15

3.7 DISEÑO DE CIMENTACIONES ------------------------------------------------------------------------------------ 3-15

3.7.1 REPORTE GEOTÉCNICO ------------------------------------------------------------------------------------------ 3-15

3.7.2 DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES ------------------------------------------------------------------- 3-15

3.7.2.1 Losas de cimentación ------------------------------------------------------------------------------------- 3-16

3.7.2.2 Zapatas ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-16

3.7.3 DISEÑO DE CIMENTACIONES PROFUNDAS ---------------------------------------------------------------------- 3-17

3.7.4 MUROS DE CONTENCIÓN ---------------------------------------------------------------------------------------- 3-17

3.7.5 FLOTACIÓN ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3-17

3.8 DISEÑO DE CONCRETO ------------------------------------------------------------------------------------------ 3-18

3.8.1 ALCANCE --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-18

3.8.2 CÓDIGOS Y ESTÁNDARES ---------------------------------------------------------------------------------------- 3-18

3.8.3 MATERIALES Y RESISTENCIA ------------------------------------------------------------------------------------ 3-18

Tabla de contenido

iii PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


3.8.4 METODOLOGÍA DE DISEÑO – ESTRUCTURAS AMBIENTALES ---------------------------------------------------- 3-19

3.8.4.1 Combinaciones de diseño -------------------------------------------------------------------------------- 3-19

3.8.4.2 Factores de reducción de resistencia ------------------------------------------------------------------ 3-20

3.8.4.3 Coeficiente de durabilidad ambiental ------------------------------------------------------------------ 3-20

3.8.4.4 Control de agrietamiento --------------------------------------------------------------------------------- 3-20

3.8.4.5 Requisitos de deriva --------------------------------------------------------------------------------------- 3-21

3.8.4.6 Juntas --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-21

3.8.5 METODOLOGÍA DE DISEÑO – EDIFICIOS DE PROCESOS Y ADMINISTRATIVOS ---------------------------------- 3-22

3.8.5.1 Combinaciones de diseño -------------------------------------------------------------------------------- 3-22

3.8.5.2 Factores de reducción de resistencia ------------------------------------------------------------------ 3-23

3.8.5.3 Requisitos de deriva --------------------------------------------------------------------------------------- 3-23

3.8.5.4 Juntas --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-23

3.8.6 COMBINACIONES DE CARGA DE SERVICIO ----------------------------------------------------------------------- 3-24

3.8.7 DETALLES DE REFUERZO ---------------------------------------------------------------------------------------- 3-24

3.8.7.1 Refuerzo mínimo ------------------------------------------------------------------------------------------- 3-24

3.8.7.2 Espaciamiento ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3-24

3.8.7.3 Traslapos ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 3-25

3.8.7.4 Doblado del refuerzo -------------------------------------------------------------------------------------- 3-25

3.8.7.5 Recubrimiento ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3-25

3.8.8 ANCLAJES AL CONCRETO ----------------------------------------------------------------------------------------- 3-25

3.8.9 MORTEROS DE RELLENO----------------------------------------------------------------------------------------- 3-26

3.8.10 IMPERMEABILIZACIÓN Y PROTECCIÓN DEL CONCRETO ------------------------------------------------------- 3-26

PROCESOS MECÁNICOS ---------------------------------------------------------------------------- 4-1 SECCIÓN 4

4.1 CONSIDERACIONES INICIALES ----------------------------------------------------------------------------------- 4-1

4.2 NORMAS Y CÓDIGOS DE REFERENCIA ---------------------------------------------------------------------------- 4-1

4.2.1 DOCUMENTOS NACIONALES -------------------------------------------------------------------------------------- 4-1

4.2.2 NORMATIVIDAD DE LA EAB -------------------------------------------------------------------------------------- 4-2

4.2.3 NORMATIVIDAD INTERNACIONAL -------------------------------------------------------------------------------- 4-2

4.3 ASPECTOS GENERALES ------------------------------------------------------------------------------------------- 4-3

4.4 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN DE EQUIPOS ----------------------------------------------------------------------- 4-5

4.5 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN DE TUBERÍAS --------------------------------------------------------------------- 4-5

4.6 MATERIALES------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4-6

4.7 CRITERIOS DE DISEÑO DE TUBERÍAS ---------------------------------------------------------------------------- 4-6

4.8 DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS DE BOMBEO ---------------------------------------------------------------- 4-8

4.9 PROTECCIÓN DE SUPERFICIES Y PINTURA ---------------------------------------------------------------------- 4-8

ELÉCTRICA -------------------------------------------------------------------------------------------- 5-1 SECCIÓN 5

5.1 CÓDIGOS Y NORMAS ---------------------------------------------------------------------------------------------- 5-1

5.2 CLASIFICACIÓN DE ÁREA ----------------------------------------------------------------------------------------- 5-2

5.3 ANÁLISIS DE CARGA ---------------------------------------------------------------------------------------------- 5-3

5.4 CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE LA PLANTA ---------------------------------------------------- 5-3

5.4.1 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA PRINCIPAL ---------------------------------------------------------------------------- 5-4

5.4.2 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN INTERNO ---------------------------------------------------------------------------- 5-5

Tabla de contenido

iv PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


5.4.3 CENTRO DE CARGA Y SUBESTACIONES SECUNDARIAS ------------------------------------------------------------5-5

5.4.4 GENERACIÓN DE ENERGÍA -----------------------------------------------------------------------------------------5-6

5.4.5 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ------------------------------------------------------------------------------------5-6

5.4.6 SISTEMA DE APANTALLAMIENTO Y DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES -------------------------------5-6

5.4.7 SISTEMAS DE ILUMINACIÓN ---------------------------------------------------------------------------------------5-6

5.4.8 MOTORES ----------------------------------------------------------------------------------------------------------5-7

5.4.9 CENTROS DE CONTROL DE MOTORES (CCM) --------------------------------------------------------------------5-7

5.4.10 SELECCIÓN DE LOS VOLTAJES DE BAJA TENSIÓN ---------------------------------------------------------------5-8

5.4.11 REGULACIÓN DE TENSIÓN ---------------------------------------------------------------------------------------5-9

5.4.12 ESTUDIOS --------------------------------------------------------------------------------------------------------5-9

5.4.12.1 Estudio de flujo de carga ----------------------------------------------------------------------------------5-9

5.4.12.2 Estudio de cortocircuito ----------------------------------------------------------------------------------5-9

5.4.12.3 Estudio de coordinación de protecciones -------------------------------------------------------------5-9

5.4.12.4 Estudio de arc flash -------------------------------------------------------------------------------------- 5-10

5.4.12.5 Estudio de armónicos ----------------------------------------------------------------------------------- 5-10

5.4.13 VARIOS --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5-10

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL ---------------------------------------------------------------- 6-1 SECCIÓN 6

6.1 REFERENCIAS ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-1

6.1.1 TERMINOLOGÍA ----------------------------------------------------------------------------------------------------6-1

6.1.2 CÓDIGOS Y ESTÁNDARES ------------------------------------------------------------------------------------------6-2

6.1.2.1 Normas internacionales ------------------------------------------------------------------------------------6-2

6.1.2.2 Normas nacionales ------------------------------------------------------------------------------------------6-2

6.2 REQUERIMIENTOS GENERALES DEL SISTEMA ------------------------------------------------------------------- 6-3

6.2.1 SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL (SMCP) DE LA PTAR CANOAS ------------------------------------------6-3

6.2.2 SISTEMAS EMPAQUETADOS DE FÁBRICA --------------------------------------------------------------------------6-4

6.3 ENTREGABLES ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-5

6.3.1 PLANOS ------------------------------------------------------------------------------------------------------------6-5

6.3.1.1 Planos de leyendas ------------------------------------------------------------------------------------------6-5

6.3.1.2 Planos del sistema de control – Arquitectura de control --------------------------------------------6-5

6.3.1.3 Planos de proceso e instrumentación (P&IDs) --------------------------------------------------------6-5

6.3.1.4 Detalles estándar de instalación y montaje -------------------------------------------------------------6-6

6.3.1.5 Layout de cuartos de control ------------------------------------------------------------------------------6-6

6.3.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS -------------------------------------------------------------------------------------6-6

6.3.3 LISTADO DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS -----------------------------------------------------------------------6-6

6.3.4 LISTADO DE INSTRUMENTOS --------------------------------------------------------------------------------------6-7

6.3.5 METODOLOGÍA DE CONTROL DE PROCESOS ----------------------------------------------------------------------6-7

6.4 CONSIDERACIONES DEL SISTEMA DE I&C ----------------------------------------------------------------------- 6-7

6.4.1 REDUNDANCIA Y CONFIABILIDAD ---------------------------------------------------------------------------------6-7

6.4.2 PROTECCIÓN DE EQUIPOS Y SEGURIDAD DEL PERSONAL ---------------------------------------------------------6-8

6.4.3 RESERVAS, REPUESTOS Y CAPACIDADES FUTURAS ---------------------------------------------------------------6-8

6.4.3.1 Capacidad de reserva instalada ---------------------------------------------------------------------------6-8

6.4.3.2 Componentes de repuesto/reserva (no instalados) --------------------------------------------------6-9

6.4.4 SEÑALES DISCRETAS Y ANÁLOGAS --------------------------------------------------------------------------------6-9

6.4.5 DISEÑO DE RED -------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-10

6.4.6 CABLES Y CONDUCTORES PARA INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL ---------------------------------------------- 6-10

Tabla de contenido

v PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


6.4.6.1 Cable de fibra óptica --------------------------------------------------------------------------------------- 6-10

6.4.6.2 Cable de cobre de pares trenzados --------------------------------------------------------------------- 6-10

6.4.6.3 Cable apantallado trenzado ------------------------------------------------------------------------------ 6-10

6.4.6.4 Cable multi-conductor ------------------------------------------------------------------------------------ 6-10

6.4.7 PANELES DE CONTROL ------------------------------------------------------------------------------------------- 6-11

6.5 SOFTWARE DEL SMCP DE LA PLANTA ------------------------------------------------------------------------- 6-11

6.5.1 INTERFAZ HOMBRE MÁQUINA (HMI) --------------------------------------------------------------------------- 6-11

6.5.1.1 Monitoreo de procesos ------------------------------------------------------------------------------------ 6-12

6.5.1.2 Control de procesos --------------------------------------------------------------------------------------- 6-12

6.5.1.3 Manejo de alarmas y anunciación a operadores ----------------------------------------------------- 6-12

6.6 JERARQUÍA DE CONTROL ---------------------------------------------------------------------------------------- 6-12

6.6.1 NIVELES DE LA JERARQUÍA DE CONTROL ------------------------------------------------------------------------ 6-13

6.7 INSTRUMENTACIÓN DE CAMPO --------------------------------------------------------------------------------- 6-14

6.7.1 GENERAL --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-14

6.7.2 MEDICIÓN DE NIVEL --------------------------------------------------------------------------------------------- 6-14

6.7.3 MEDICIÓN DE FLUJO --------------------------------------------------------------------------------------------- 6-15

6.7.3.1 Venturi ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-15

6.7.3.2 Medidores de flujo de inserción en Venturi ---------------------------------------------------------- 6-16

6.7.3.3 Elementos de flujo y transmisores electromagnéticos --------------------------------------------- 6-16

6.7.3.4 Elemento de flujo y transmisor, canal/vertedero, ultrasónico ----------------------------------- 6-16

6.7.3.5 Elemento de flujo y transmisor, flujo másico térmico ---------------------------------------------- 6-16

6.7.4 MEDICIÓN DE PRESIÓN ------------------------------------------------------------------------------------------ 6-16

6.7.4.1 General ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-16

6.7.4.2 Transmisores de presión y de presión diferencial -------------------------------------------------- 6-17

6.7.4.3 Sellos anulares ---------------------------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.4.4 Sellos de diafragma ---------------------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.4.5 Indicadores de presión ------------------------------------------------------------------------------------ 6-17

6.7.4.6 Interruptores de presión --------------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.5 MEDICIÓN DE TEMPERATURA ----------------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.5.1 General ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.5.2 Transmisores de Temperatura: ------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.5.3 Interruptores de Temperatura: ------------------------------------------------------------------------- 6-17

6.7.5.4 Indicadores de Temperatura: ---------------------------------------------------------------------------- 6-18

6.7.6 INSTRUMENTACIÓN ANALÍTICA --------------------------------------------------------------------------------- 6-18

6.7.6.1 Analizador y transmisor de turbidez ------------------------------------------------------------------- 6-18

6.7.6.2 Sensor y transmisor del oxígeno disuelto: ------------------------------------------------------------ 6-18

6.7.6.3 Analizador y transmisor de pH: ------------------------------------------------------------------------- 6-18

6.7.6.4 Detección de Gases ----------------------------------------------------------------------------------------- 6-18

6.8 NUMERACIÓN DE LAZOS E INSTRUMENTOS -------------------------------------------------------------------- 6-18

ARQUITECTURA ------------------------------------------------------------------------------------- 7-1 SECCIÓN 7

7.1 ALCANCE ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7-1

7.1.1 OBJETIVOS -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7-1

7.1.2 USO ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7-2

7.2 DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS ---------------------------------------------------------------------------- 7-2

7.2.1 ESTRUCTURAS AMBIENTALES ------------------------------------------------------------------------------------ 7-2

Tabla de contenido

vi PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


7.2.2 EDIFICIO DE PROCESOS --------------------------------------------------------------------------------------------7-2

7.2.3 EDIFICIOS ADMINISTRATIVOS -------------------------------------------------------------------------------------7-3

7.3 CÓDIGOS Y ESTÁNDARES DE REFERENCIA ----------------------------------------------------------------------- 7-3

7.3.1 CÓDIGOS DE DISEÑO -----------------------------------------------------------------------------------------------7-3

7.4 REQUERIMIENTOS GENERALES DE DISEÑO ---------------------------------------------------------------------- 7-4

7.4.1 REQUERIMIENTOS DE DISEÑO NATURALES ----------------------------------------------------------------------7-4

7.4.2 REQUERIMIENTOS DE DISEÑO TÉCNICOS -------------------------------------------------------------------------7-4

7.5 CRITERIOS Y METODOLOGÍA DE DISEÑO ------------------------------------------------------------------------- 7-4

7.5.1 CRITERIOS DE DISEÑO DETERMINADOS POR EL ENTORNO -------------------------------------------------------7-4

7.5.2 CRITERIOS TÉCNICOS DE DISEÑO ---------------------------------------------------------------------------------7-7

7.6 CRITERIOS DE SELECCIÓN PARA MATERIALES ARQUITECTÓNICOS --------------------------------------------- 7-8

7.6.1 CRITERIOS TECNOLÓGICOS ----------------------------------------------------------------------------------------7-9

7.6.2 CRITERIOS ECONÓMICOS ---------------------------------------------------------------------------------------- 7-10

7.6.3 CRITERIOS SOCIALES -------------------------------------------------------------------------------------------- 7-10

7.6.4 CRITERIOS MEDIOAMBIENTALES -------------------------------------------------------------------------------- 7-10

vii PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


Lista de tablas

TABLA 1-1 ESTIMATIVO PRELIMINAR DE DEMANDA DE AGUA PARA LA FASE I ................................................................... 1-9

TABLA 2-1 FACTORES DE SEGURIDAD BÁSICOS DIRECTOS FSBM MÍNIMOS (TABLA H.2.4-1. NSR – 10) ...................... 2-4

TABLA 2-2 FACTORES DE SEGURIDAD INDIRECTOS FSICP MÍNIMOS (TABLA H.4.7-1. NSR – 10) ................................. 2-4

TABLA 3-1 CARGAS VIVAS DE DISEÑO – ESTRUCTURAS AMBIENTALES ................................................................................. 3-6

TABLA 3-2 CARGAS VIVAS DE DISEÑO – EDIFICIOS DE PROCESOS ........................................................................................... 3-6

TABLA 3-3 CARGAS VIVAS DE DISEÑO – EDIFICIOS ADMINISTRATIVOS ................................................................................. 3-7

TABLA 3-4 PARÁMETROS DE DISEÑO PARA CARGA DE VIENTO ............................................................................................... 3-9

TABLA 3-5 PARÁMETROS DE DISEÑO SÍSMICO ......................................................................................................................... 3-10

TABLA 3-6 PRESIÓN LATERAL DE TIERRA ................................................................................................................................ 3-12

TABLA 3-7 LÍMITES DE DEFLEXIÓN ........................................................................................................................................... 3-14

TABLA 3-8 COMBINACIONES DE DISEÑO DE CONCRETO, ESTRUCTURAS AMBIENTALES ................................................... 3-19

TABLA 3-9 COMBINACIONES DE DISEÑO DE CONCRETO, EDIFICACIONES DE PROCESOS Y ADMINISTRATIVAS .............. 3-22

TABLA 3-10 COMBINACIONES DE CARGA DE SERVICIO PARA DISEÑO DE CONCRETO ........................................................ 3-24

TABLA 4-1 ESQUEMA DE COLORES PARA IDENTIFICACIÓN DE TUBERÍAS EN LA PLANTA CANOAS ................................... 4-9

TABLA 5-1 NIVELES DE ILUMINACIÓN APLICADOS AL PROYECTO CANOAS, SEGÚN RETIE ............................................... 5-7

TABLA 5-2 TENSIONES DE UTILIZACIÓN ..................................................................................................................................... 5-8

TABLA 6-1 TÉRMINOS Y ABREVIATURAS .................................................................................................................................... 6-1

TABLA 6-2 IDENTIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE ACUERDO A ISA .................................................................................. 6-19

TABLA 6-3 NUMERACIÓN DE UNIDADES DE PROCESO DE LA PTAR CANOAS ..................................................................... 6-20

TABLA 6-4 CONVENCIONES ......................................................................................................................................................... 6-22

TABLA 6-5 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN DE LAZOS (PARTE 1) ............................................................................................. 6-22



viii PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


Lista de figuras

FIGURA 1-1. LOCALIZACIÓN GENERAL DEL TERRENO. .............................................................................................................. 1-3

FIGURA 4-1 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN DE EQUIPOS .............................................................................................................. 4-5

FIGURA 4-2 ESQUEMA DE CODIFICACIÓN DE TUBERÍAS ............................................................................................................ 4-6

ix PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


Lista de apéndices

APÉNDICE 1. TIPOS DE EQUIPOS

APÉNDICE 2. CÓDIGOS DE ÁREA

APÉNDICE 3. CÓDIGOS DE SERVICIO O FLUIDOS

APÉNDICE 4. CÓDIGOS DE MATERIALES DE TUBERÍAS

APÉNDICE 5. CÓDIGOS DE UNIONES DE TUBERÍAS

1-1 PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


Sección 1

Civil e hidráulica

La guía de diseño civil e hidráulica incluye las actividades relacionadas con los diseños para la

preparación del sitio donde se construirán las estructuras y edificaciones de la planta; el diseño de

vías internas y parqueaderos; el diseño de sistemas de infraestructura de servicios para la planta, tales

como abastecimiento de agua, drenaje de aguas lluvias, y manejo de aguas residuales; y, el diseño de la

estructura de entrega del efluente de la planta al río Bogotá.

1.1 Códigos, estándares y referencias Los diseños para las disciplinas civil e hidráulica serán realizados con base en la normatividad

nacional, regional y local, así como también, los códigos y estándares internacionales que aplican al

diseño de estas disciplinas. La normatividad a considerar, es la siguiente:

Ministerio de Transporte.

Instituto Nacional de Vías, INVIAS.

- Manual de diseño geométrico de carreteras.

- Manual de drenaje para carreteras.

- Manual de diseño de pavimentos de concreto.

- Manual de diseño de cimentaciones superficiales y profundas para carreteras.

- Manual de diseño de pavimentos.

Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento, RAS-2000. Resolución

1096/2000 del Ministerio de Desarrollo Económico.

Normas Técnicas del Acueducto de Bogotá, particularmente las siguientes:

- NP-027 Tuberías para alcantarillado

- NP-032 Tuberías para acueducto

- NS-029 Pozos de inspección

- NS-035 Requerimientos para cimentación de tuberías en redes de acueducto y

alcantarillado

- NS-047 Sumideros

- NS-057 Cunetas y canaletas de drenaje superficial

- NS – 085 Criterios de diseño de sistemas de alcantarillado

Sección 1 Civil e hidráulica



- NS-028 Presentación de diseños de acueducto

- NS-123 Criterios para selección de materiales de tuberías para redes de acueducto y

alcantarillado

- NS – 122 Aspectos técnicos para diseño y construcción de sub-drenajes

- NS-097 Criterios de diseño de estaciones de bombeo de alcantarillado

- NS – 083 Criterios de diseño de estaciones de bombeo para acueducto entre otras.

American Water Works Association, AWWA.

American Society for Testing and Materials, ASTM.

American National Standard Institute, ANSI.

Código Colombiano de Fontanería, NT 1500.

AASHTO

1.2 Localización del sitio de la planta El terreno donde se construirá la PTAR Canoas está localizado en zona rural del municipio de Soacha,

al suroccidente de Bogotá, dentro de la cuenca media del río Bogotá, en el sector conocido como

Soacha – Salto del Tequendama. El predio está ubicado en la margen occidental del río Bogotá, entre el

cauce de éste y la Avenida Perimetral de La Sabana, en el tramo que comunica el embalse del Muña

con el sector de Mondoñedo. Se accede al sitio por la Autopista Perimetral de la Sabana, entre las

carreteras Soacha-Mondoñedo y Soacha-Girardot. En la Figura 1-1 se muestra la localización general

del sitio destinado al proyecto.

1.3 Topografía del terreno El terreno de la PTAR tiene un área de 216 ha, de las cuales, aproximadamente la mitad son

aprovechables para construir la infraestructura de la planta. La forma del terreno es irregular en el

costado oriental, en razón a su vecindad con el cauce meándrico del río Bogotá.

Topográficamente, el terreno de la planta está conformado por dos terrazas, con pendiente natural del

terreno en dirección occidente – oriente, definidas a partir de la geomorfología predominante en la

zona donde se localiza. La primera terraza abarca los sectores norte, centro y sur del predio, con

elevaciones comprendidas entre las cotas 2.561 msnm (en el lindero con la Avenida Perimetral de La

Sabana) y 2.550 msnm (en el costado oriental), con una pendiente media del 1,3%. La segunda terraza

se localiza en el sector oriental del predio, y está conformada por dos áreas en forma de cuña que

limitan con el río Bogotá, las cuales tienen una topografía casi plana, con niveles comprendidos entre

las cotas 2.540 msnm y 2.539 msnm; entre las dos terrazas existe un desnivel natural del terreno, de

aproximadamente 10,0 m de altura y 300 m de longitud.




Figura 1-1. Localización general del terreno.

En la dirección norte – sur el terreno es igualmente plano, con una pendiente media del 0,5% y niveles

que varían entre las cotas 2.550 msnm en el costado norte y 2.540 msnm en el costado sur. La

variación de pendiente en los dos sentidos, norte-sur y occidente-oriente, será utilizada para beneficio

del proyecto, mediante flujos libres o circulación por gravedad, tanto del agua residual tratada como

de las aguas lluvias y escorrentía de la planta. Por otro lado, la cercanía con el río Bogotá facilitará la

localización del vertimiento de la planta.

1.4 Preparación del sitio A partir del levantamiento topográfico detallado realizado en el Producto 2 de esta consultoría, y

teniendo en cuenta el layout y el perfil hidráulico a lo largo de la planta, definidos en el Producto 5, el

sitio requiere algunas adecuaciones para la construcción de las estructuras de proceso y los edificios

de la PTAR.

La preparación del sitio comprende el movimiento de tierra necesario para la conformación de las

terrazas donde se levantarán las edificaciones y estructuras de la planta de tratamiento. Para el diseño

de las profundidades de desplante, taludes de corte y rellenos permanentes o temporales, se utilizarán




los parámetros de diseño y las recomendaciones provenientes del Estudio Preliminar de Geotecnia

realizado por CDM Smith – INGESAM en el Producto 2 de esta consultoría, y también, del Estudio de

Geotecnia para Ingeniería de Detalle que se realizará en el marco del Producto 7.

1.5 Vía de acceso y vías internas El ingreso de vehículos y peatones a la planta, se realizará a través de la Avenida Longitudinal de La

Sabana. Para el diseño de las vías de acceso a la planta, se tendrá en cuenta los carriles de

desaceleración y franjas de retiro, de acuerdo con lo estipulado en el Decreto 2976 de 2010 del

Ministerio de Transporte.

De acuerdo con las necesidades de las diferentes áreas, se estudiará el uso de pavimento de concreto

hidráulico o de concreto asfáltico. Toda vía principal o de circulación de tráfico pesado será

pavimentada y tendrá una anchura igual o superior a 7,20 m, con un radio de giro mínimo de 15 m y

radios especiales en zonas donde se considere que ingresarán vehículos con mayores exigencias para

maniobrar. Otras vías de acceso y de servicio tendrán 4,0 m de anchura.

Los parámetros generales que serán considerados durante el diseño, de acuerdo con los lineamientos

de INVIAS y AASHTO, son los siguientes:

Velocidad de diseño: 20 – 50 km/h

Vehículos de diseño: Para el diseño se tendrán en cuenta vehículos pesados en la zona de

circulación de residuos y vehículos livianos en la zona de circulación de personal y visitantes.

Los vehículos pesados serán: C2, camión con eje dual trasero, C3 camión con eje tándem trasero

y T3-S2, tracto-camión con semi-remolque.

Curvas mínimas a emplear. Serán de acuerdo con el tipo de vehículo que circulará en la vía, tal

como se indica en la norma Geometric Design of Highways and Streets de AASHTO, 2011.

Pendiente: La pendiente máxima considerada en el diseño de las vías internas de la planta será

del 5%. En aquellos sectores donde el terreno no lo permita, se podrá diseñar con una

pendiente mayor, hasta un máximo del 10%, siempre y cuando el tipo de vehículo a circular por

esta vía, lo permita.

Peralte: Se considerará peraltes entre el 6% y el 8%.

Bombeo: Máximo 2%

Drenaje: Se emplearán cunetas y canales para la evacuación de las aguas de escorrentía.

Las vías internas contarán con señalización horizontal y vertical, con sentidos de circulación, zonas

especiales, zonas de peligro y pasos peatonales acordes con las recomendaciones del INVIAS y las

normas de seguridad industrial. También se tendrán señales informativas, preventivas y de peligro.

Las señales serán elaboradas con materiales reflectivos y estarán debidamente iluminadas.

Los planos en planta y perfil de las vías, mostrarán claramente lo siguiente, según aplique para las vías

de acceso o vías internas:

Nombre del tramo vial.




Todos los cambios en la pendiente.

Curvas horizontales y datos como:

- Ángulos de deflexión

- Radio (R)

- Longitud de la curva (A)

- Longitud de la tangente (T)

- Puntos de curvatura horizontal (BC)

- Puntos de intersección horizontal (PI)

- Puntos de tangencia horizontal (CE)

Curvas verticales y datos como:

- Puntos de curva vertical (BVC)

- Puntos de intersección vertical (PVI)

- Puntos de tangencia vertical (EVC)

- Longitud de la curva vertical (L)

- Distancia de desplazamiento de ordenada media de la elevación PVI a la elevación de la

cresta de la calzada

Estaciones u otro método de identificación de ubicaciones en la carretera.

Pendientes longitudinales:

La pendiente longitudinal de las vías no será inferior a 0,5%. Para mejorar el drenaje de cunetas a lo

largo de secciones curvas de las vías, se utilizará una pendiente del canal mínima de 0,7%. La máxima

pendiente longitudinal de calzada deseable no puede exceder el 7,0 %. Pendientes de hasta 10% se

usarán sólo en casos extremos.

Rampas para vehículos y peatones, excepto las rampas para minusválidos, pueden tener una

pendiente máxima de 8 horizontal a 1 vertical (12,5%). Rampas para discapacitados pueden tener una

pendiente máxima de 12 horizontal a 1 vertical (8,3%) con plataformas de descanso a intervalos.

Pendientes transversales:

Secciones viales con pendientes transversales de hasta 2% a lo largo de las carreteras pavimentadas y

3% a lo largo de las carreteras sin pavimentar se utilizarán en todas las vías. Especial cuidado se

tendrá en las intersecciones, para que el desagüe de la zona de canaletas a los desagües por zanjas sea

adecuado. Para el drenaje, intersecciones viales, zonas de aparcamiento y otras zonas de tráfico

vehicular deformado, debe tener una pendiente mínima (pendiente longitudinal y transversal

combinada) de no menos de 1,0% para las áreas pavimentadas y 1,5% para las áreas no




pavimentadas. El drenaje vial estará dirigido lejos de las áreas por donde los peatones caminarán, a

menos que se proporcionen los bordillos y las aceras levantadas para el tráfico peatonal.

Pavimentos. Las siguientes son los parámetros a emplear para el diseño de los pavimentos:

- Tránsito. Categoría de tránsito T0; tipo de vía, terciaria (vía interna); tránsito promedio

diario entre 0 – 200; y, ejes acumulados de 8,2 t, menor de un millón.

- Período de diseño, 20 años

- Tipo de tráfico uso-camión y automóvil

- Volumen de tráfico estimado (camiones y automóviles)

- Resistencia de la sub-rasante, obtenida a partir del estudio de suelos en el sitio

- CBR o módulo resilente, obtenido a partir del estudio de suelos en el sitio

- Material de soporte para el pavimento, bases y sub-bases granulares

- Calidad del concreto para el pavimento, resistencia a la flexotracción del concreto entre

38 y 45 kg/cm2.

- Definición de pavimento, con o sin dovelas

- Definición de utilización o no de bermas laterales

Tipo de mezcla asfáltica, para pavimento flexible

Espesor mínimo de las capas granulares para soporte de asfalto, 150 mm

Se considerará el drenaje superficial de las vías empleando cunetas y en caso de ser necesario

filtros

Con los datos anteriores se obtendrán los espesores de las diferentes capas que componen la

estructura de la vía.

Las vías internas contarán con señalización horizontal y vertical, con sentidos de circulación, zonas

especiales, zonas de peligro y pasos peatonales acordes con las recomendaciones del INVIAS y de

seguridad industrial. También se tendrán señales informativas, preventivas y de peligro. Las señales

serán elaboradas con materiales reflectivos o estarán debidamente iluminadas.

Se proporcionarán diseños de pavimento para:

Zonas de tráfico pesado.

Áreas de tráfico liviano.

Zonas de parqueo

Mínimos espesores de pavimento:

Concreto asfáltico en zonas de aparcamiento: 3 pulgadas (7,5 cm)




Concreto asfáltico en calles y carreteras: 4 pulgadas (10 cm)

Pasarelas de hormigón y aceras: 4 pulgadas (10 cm)

Hormigón en masa en las áreas de estacionamiento: 6 pulgadas (15 cm)

Hormigón en masa en las calles y carreteras: 8 pulgadas (20 cm)

Áreas especiales para uso industrial (reforzadas): 10 pulgadas (25 cm)

1.6 Tuberías y conducciones principales Las tuberías y conducciones son los elementos empleados para transportar los fluidos entre las

diferentes estructuras de los procesos de tratamiento de la planta, ya sea en la línea líquida, de lodos o

de gases. Las conducciones de la línea líquida se diseñarán como conducciones a flujo libre o forzado

por gravedad y con flujo constante de aguas residuales, mientras los de la línea de lodos serán a flujo

forzado, mediante bombeo. Para los canales se proveerá un borde libre que va de 0,50 a 1,0 m, lo cual

incrementará la capacidad total de conducción de agua para evitar desbordamientos en caso de un

caudal pico inesperado.

Los criterios que se emplearán para determinar la selección y resistencia de las conducciones, son los

siguientes:

La velocidad máxima y mínima del fluido por exigencia del proceso al que llegan, o para evitar

los fenómenos de sedimentación y de erosión, corresponden a:

- Vmin: 0,60 m/s

- Vmax: 5,0 m/s

Materiales de las conducciones. Según las características del agua o fluido a conducir, se

emplearán conducciones metálicas (acero o hierro dúctil), plásticas (PVC o GRP), o de concreto

(simple o reforzado).

Las características del fluido a transportar.

La magnitud del caudal a transportar.

El coeficiente de fricción de las conducciones. Para el cálculo de las pérdidas de energía se

emplearán los coeficientes correspondientes a la expresión aplicable en cada caso (flujo libre o

forzado), definidos en la literatura técnica en función del material.

La presión interna ejercida por el fluido, los cambios de dirección horizontal y/o vertical, y la

posibilidad que se presente el fenómeno de golpe de ariete.

Esfuerzo cortante medio mayor o igual a 3,0 N/m2 (0,3 Kg/m2) para el caudal de diseño, y

mayor o igual a 1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2) para el 10% de la capacidad a tubo lleno.

Se empleará tubería circular hasta 1,5 m de diámetro; a partir de esa dimensión, se emplearán

conducciones de sección cuadrada o rectangular llamas tajeas (box-culvert).

El tipo de uso de la superficie bajo la cual va a operar la tubería.




- Se tendrá una distancia de 1,20 m de la superficie a la cota clave de la conducción cuando

vaya por debajo o cruce una vía.

- Se tendrá una distancia de la superficie a la cota clave de la conducción de 0,80 en zonas

cuando vaya por zonas verdes y andenes o zonas peatonales.

Las cargas externas de presión del suelo y las cargas dinámicas, de acuerdo con los elementos

que se encuentren sobre la tubería.

La posición del nivel de aguas freáticas y su intervalo de variación conforme al régimen de

lluvias.

El costo de la conducción, para los casos en que conducciones de varios materiales cumplan de

manera segura las especificaciones.

Se hará un chequeo minucioso de cada uno de los cruces de las conducciones enterradas,

haciendo énfasis en los conductos que conforman el sistema de drenaje pluvial y los que

transportan las aguas residuales a través de las unidades de la planta hasta la descarga al río

Bogotá.

Se conservarán como mínimo 0,30 m entre la cota clave y la cota batea de las conducciones que

se cruzan.

De acuerdo con las necesidades de los tramos en diseño, se estudiará la instalación de válvulas y

accesorios, tales como: válvulas de ventosa, válvulas de purga, válvulas de corte, elementos

reductores, juntas, curvas, tees, reducciones, uniones flexibles y anclajes, entre otros.

1.7 Suministro de agua Para la operación de la planta se requiere suministrar agua para diferentes usos, tanto de tipo

industrial como para consumo humano.

La calidad del agua a consumir en la planta depende de los distintos usos que hay dentro de ella. El

agua de servicio para los diferentes edificios y el agua de emergencias debe ser necesariamente

potable, mientras que el agua requerida por las unidades de proceso de la planta, si bien, no necesita

ser potable, debe tener ciertas características de calidad que impiden que el efluente de la Fase I de la

PTAR se utilice para suplir dicha demanda. No obstante, el efluente de la Fase II de la PTAR, el cual ha

sido sometido a un tratamiento biológico seguido de desinfección, podría ser utilizado para suplir la

demanda de agua de ciertas unidades de proceso. Teniendo en cuenta estos criterios, el agua a

consumir en la planta podría ser de tres tipos:

Agua potable. Corresponde a aquella porción de la demanda total de la planta, que

necesariamente debe ser potable, dado su uso en consumo humano.

Agua segura. Comprende la demanda de actividades como la preparación de polímeros, la

operación de las calderas y en los refrigeradores en los procesos de cogeneración y compresión

del biogás. Para suplir esta demanda se requiere de una fuente de agua de muy buena calidad,

no necesariamente potable, la cual no está disponible en el predio de la PTAR Canoas ni en sus

inmediaciones. Es importante señalar que ni el efluente de la primera fase (TPQA), ni aún el de

la segunda fase (tratamiento biológico seguido de desinfección), cumplen los requerimientos de

calidad de este tipo de agua. En consecuencia, lo recomendable es utilizar agua potable.




Agua de servicio o agua protegida (planta). Corresponde a usos como la segunda dilución de

polímeros, rociadores de lavado de las rejas finas, dilución del lodo en el proceso THP,

rociadores de lavado de los filtro-prensa de bandas, humidificación de los biofiltros para el

control de olores y lavado de camiones, entre otros. Como en el caso anterior, no se requiere

que sea agua potable, pero si un agua de buena calidad, que no contribuya a ocasionar

inconvenientes operativos en los procesos donde se usa y además, que no constituya un riesgo

para la salud del personal de la planta involucrado en la operación y mantenimiento de dichos

procesos. Por sus características, el efluente de la Fase I del tratamiento (TPQA) no puede ser

empleado en estos usos, razón por la cual esta demanda deberá atenderse con agua potable. En

la Fase II, el efluente del tratamiento previamente desinfectado, si podrá ser utilizado para

suplir la demanda de agua de servicio.

Un primer estimativo de la demanda de los tres tipos de agua descritos, se presenta en la Tabla 6-1.

Este estimativo fue realizado con base en el balance de masas del proceso y utilizando parámetros y

dotaciones típicas para los distintos usos. En la medida que el diseño de detalle de la planta avance al

nivel del 60% y 90%, estos estimativos serán revisados y ajustados, cuando corresponda.

Tabla 1-1 Estimativo preliminar de demanda de agua para la Fase I

Tipo de agua Demanda

(m3/d)

Agua potable 13

Agua segura 1.816

Agua protegida 14.844

Total agua 16.673

El estimativo anterior excluye el agua para hidrantes y puntos hidráulicos en las áreas de proceso de

la planta. Para la red contra incendios el RAS 2000 recomienda un caudal mínimo para hidrantes de

5,0 L/s; sin embargo, este caudal quedará definido en función del tiempo máximo de atención ante un

evento de incendio, que pueda brindar el cuerpo de bomberos más cercano al predio de la planta.

Igualmente, se tendrán en cuenta los criterios establecidos por la EAB en su Norma NS-036, la cual

establece que la red hidráulica que abastece a los hidrantes debe permitir el funcionamiento

simultáneo de dos hidrantes consecutivos durante dos horas, cada uno de ellos con una presión

mínima de 10 m.c.a, con un caudal de 15 l/s. Sin embargo, el funcionamiento de cada uno por separado

o independiente debe cumplir con la presión mínima de 20 m.c.a y se debe abastecer sin restricción

del servicio de abastecimiento de agua para consumo humano.

Para el diseño de las instalaciones hidráulicas de las edificaciones de la planta se tendrán en cuenta

también los siguientes parámetros, recomendados en el Código Nacional de Fontanería, Norma NTC

1500:

Presión dinámica mínima en tuberías: 15 m.c.a y la presión estática máxima será 80 m.c.a

Velocidad mínima en las tuberías: 0,50 m/s

Velocidad máxima en las tuberías: 2,5 m/s




1.8 Drenaje El sistema de drenaje corresponde a la recolección y conducción de las aguas generadas en la planta,

tanto residuales como lluvias. Las aguas residuales corresponden a las generadas como residuos de

los procesos “sidestream”, y también las residuales domésticas producidas por el personal que trabaja

o visita la planta. Las aguas lluvias incluyen las provenientes de la ladera occidental adyacente a la

Avenida Perimetral de La Sabana, que actualmente drenan hacia el sitio de la planta, lo mismo que las

generadas al interior del sitio. Para el manejo de estas aguas se considerarán sistemas independientes.

Para el caso de la aguas residuales generadas en la planta se han considerado conducciones típicas de

alcantarillado, mediante tuberías, mientras para las aguas lluvias se han considerado canales

interceptores para las aguas procedentes del exterior del terreno de Canoas; cunetas para las aguas

aportadas por las vías internas y por los terrenos de la planta, filtros alrededor de las estructuras para

manejar la infiltración y canaletas y bajantes para evacuar las aguas lluvias recolectadas en las

cubiertas de las diferentes edificaciones.

1.8.1 Drenaje sanitario De acuerdo con los balances de masa, dotación y suministro de agua potable para uso doméstico se

obtendrán los caudales de agua residual producida en la planta, tanto doméstica como de procesos.

Para las aguas residuales domésticas se buscará que el flujo en las tuberías sea libre, por gravedad. En

el caso de las aguas residuales de procesos, serán impulsadas por bombas. Algunas de las

consideraciones a tener en cuenta en el diseño del alcantarillado sanitario conforme a la Norma NS-

085 de la EAB, son las siguientes:

Se evitará el flujo crítico.

Velocidad mínima 0,60 m/s y máxima 5,0 m/s.

Esfuerzo cortante mayor que 1,2 N/m2 para generar autolimpieza.

El diámetro de los tubos se determinará considerando que la relación de altura de lámina de

agua dentro del conducto respecto al diámetro interno del mismo sea menor a 0,80. El diámetro

interno mínimo será de 200 mm (8”), y solo en algunos casos justificados se podrá emplear

tubería de 150 mm (6”).

La pendiente mínima y máxima está supeditada a las velocidades y la capacidad de autolimpieza

de la tubería.

La profundidad mínima de la cota clave exterior de la conducción será de 0,75 m en vías

peatonales y zonas verdes, y de 1,20 m en zonas vehiculares.

Para las conducciones de las aguas residuales de procesos que serán bombeadas, se tendrán en cuenta

los criterios anteriores y los relacionados con presiones en las conducciones y características de las

tuberías llenas; para la selección del tipo de bomba se considerará la altura estática, las pérdidas en el

sistema y la cabeza dinámica total.

1.8.2 Drenaje pluvial El sistema de alcantarillado pluvial se diseña con el fin de retirar las aguas de escorrentía de las zonas

de circulación de personal, de las zonas de trabajo, de las vías y de los taludes propensos a




erosionarse. Las conducciones serán a flujo libre aprovechando la escorrentía del terreno o las

pendientes que se den al terreno terminado.

Teniendo en cuenta que el área de drenaje es inferior a 1.000 ha, el caudal de diseño del sistema

pluvial se determinará por el método racional, tal como lo establece la Norma NS-085 de la EAB.

La intensidad de la lluvia se determinará a partir del período de retorno, frecuencia y duración de la

tormenta de diseño, utilizando la siguiente expresión, dada en la Norma NS-085 de la EAB:

( ) ( )

Los valores de C1, Xo y C2 para períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 y 100 años en el sitio donde se

localiza la PTAR Canoas, fueron obtenidos a partir de la información de lluvias disponible en la zona

del proyecto, y son los siguientes:

tr 5 tr 10 tr 25 tr 50 tr 100

C1 1.227,767 1.604,939 2.192,994 2.709,643 3.301

C2 -0,94159 -0,96198 -0,98551 -1,00085 -1,02017

x0 15,4 16 17,4 19,9 20,1

Se empleará un período de retorno para diseño de cinco (5) años, en tramos de alcantarillado con

áreas tributarias mayores a 3,0 ha, y 10 años para canalizaciones abiertas.

Los coeficientes de escorrentía o impermeabilidad se definirán de acuerdo con el tipo de superficie a

drenar, tales como: cubiertas, pavimentos y zonas verdes, entre otras.

El tiempo de concentración se estimará a partir del tiempo mínimo inicial de 8 minutos, más el tiempo

de recorrido en el colector, en función de la velocidad. El tiempo de concentración mínimo establecido

por la EAB para pozos iniciales es de 15 minutos.

Otros parámetros a utilizar en el diseño del sistema de drenaje urbano, son los siguientes:

Diámetro mínimo: 300 mm (12”). Con justificación se podrá bajar a 200 mm (8”)

Velocidad mínima para caudal a tubo lleno: 1,0 m/s. La velocidad máxima dependerá del

material de la conducción, en función de su sensibilidad a la abrasión. La Norma NS-085 de la

EAB incluye los valores máximos permisibles por tipo de material.

Esfuerzo cortante mayor a 3,0 N/m2 para el caudal de diseño, y mayor o igual a 1,5 N/m2 para el

10% de la capacidad a tubo lleno, con la finalidad de garantizar autolimpieza.

La pendiente mínima y máxima están asociadas con las velocidades mínima y máxima definidas

para la tubería.

La profundidad mínima de la cota de rasante de proyecto a la cota clave exterior de la

conducción será de 0,75 m en vías peatonales y zonas verdes, y de 1,20 m en zonas vehiculares.

En caso de no poder cumplir con dicha profundidad se debe garantizar la estabilidad estructural

de la conducción.




1.8.3 Estructuras complementarias Además de los colectores, los sistemas de drenaje contemplan estructuras adicionales necesarias para

que el sistema opere satisfactoriamente y pueda recibir el mantenimiento necesario. Las estructuras

complementarias corresponden a:

Conexiones y pozos de inspección

Cámaras de caída

Sumideros

Codos, curvas y reducciones

Transiciones

Canales

Otras estructuras especiales.

1.9 Estructura de descarga al río Bogotá Para el diseño de la estructura de descarga del emisor final de la PTAR Canoas al río Bogotá se tendrán

en cuenta las condiciones hidráulicas y geotécnicas en el río y en el tramo final del emisor final,

inmediatamente aguas arriba de la estructura de descarga. Se buscará causar la menor perturbación

hidráulica al río, y el diseño garantizará que los riesgos de erosión a los taludes y cauce del río sean

mínimos.

Entre los parámetros de mayor importancia a considerar para el diseño de esta estructura, se tienen

los siguientes:

Magnitud de los caudales transportados por el río y por el emisor final de la PTAR Canoas, con

énfasis en los máximos y mínimos, y en su ocurrencia cruzada.

Ángulo horizontal que forma la dirección del flujo de descarga con la del río, en el sitio de la

entrega. Deberá ser igual o superior a 45 grados.

Velocidades del agua en la entrega y velocidades del agua en el río para caudales máximos y

mínimos. La velocidad máxima en la estructura de descarga inmediatamente antes del río

Bogotá no debe superar 1,20 m/s, cuando se descargue el caudal máximo de 32 m3/s.

Niveles de agua en el río. El nivel base corresponde a la cota para una frecuencia de 1 en 100

años. Esta cota, definida en el proyecto de adecuación hidráulica del río Bogotá adelantado por

la CAR, es 2.540,23.

Características geométricas y tipo de estructura de entrega como pendiente, longitud, altura y

anchura y elementos para disipación de energía.

Necesidad de estructuras complementarias para evitar la erosión de los jarillones de

protección, la ribera del río y su cauce normal.

El diseño de la estructura de descarga se integrará en su totalidad con los diseños y las obras que

adelanta la CAR dentro del proyecto de adecuación hidráulica del cauce del río Bogotá.



Sección 2

Geotecnia

La presente guía incluye los lineamientos básicos para el diseño de cimentaciones superficiales y

profundas, estabilidad de excavaciones, diseño de taludes temporales y permanentes en suelos

blandos a semiconsolidados. De igual forma se presenta la normatividad nacional vigente que contiene

los requisitos mínimos de diseño a cumplir.

2.1 Normatividad El diseño geotécnico de las obras civiles contempladas en el desarrollo de la Fase I de la PTAR Canoas,

propuestas por el Consorcio CDM Smith – INGESAM se regirá por la normatividad técnica colombiana

vigente; en los siguientes acápites se lista dicha normatividad.

2.1.1 Sistema de normalización técnica de la Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá (SISTEC)

El SISTEC, es el sistema de normatividad técnica implementado por la Empresa de Acueducto,

Alcantarillado y Aseo de Bogotá E.A.B. Las normas abarcan las diferentes componentes de proyectos

contratados por la EAB. A continuación se listan las normas de servicio (NS) y las normas técnicas

(NT) a ser empleadas como lineamientos del diseño geotécnico para ingeniería.

NS-010: Requisitos para la elaboración y presentación de estudios geotécnicos

NS-019: Excavaciones en zanja

NS-035: Requerimientos para cimentación de tuberías en redes de acueducto y alcantarillado

NS-046: Requisitos para la elaboración y entrega de planos de obra construida de redes de

acueducto y alcantarillado

NS-055: Intervención y manejo de zonas verdes

NS-057: Cunetas y canaletas de drenaje superficial

NS-072: Entibados y tablestacados

NS-076: Requerimientos para el diseño y construcción de obras de protección de taludes

NS-078: Requisitos para el diseño y construcción de túnel liner

NS-122: Aspectos técnicos para diseño y construcción de subdrenajes

NP-040: Rellenos

NT-009: Terminología en construcción

Sección 2 Geotecnia



2.1.2 Reglamento Colombiano de Construcción Sismoresistente NSR-10 Este reglamento presenta los criterios y requisitos mínimos de diseño, construcción y supervisión

técnica de edificaciones en el territorio de la República de Colombia, con el objeto de reducir a un

mínimo los riesgos de pérdidas de vidas humanas y defender en lo posible el patrimonio del estado y

los ciudadanos.

La NSR-10, en su Capítulo H - Estudios Geotécnicos, presenta los requerimientos mínimos para un

estudio geotécnico, de acuerdo a la etapa de diseño del proyecto; estos requisitos están contenidos en

los siguientes subcapítulos:

H.3. Caracterización geotécnica del subsuelo

H.4. Cimentaciones

H.5 Excavaciones y estabilidad de taludes

H.6. Estructuras de contención

H.7. Evaluación geotécnica de efectos sísmicos

H.8. Sistema constructivo de cimentaciones, excavaciones y muros de contención

H.9. Condiciones geotécnicas especiales

2.1.3 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico (RAS-2000)

El RAS-2000 es el reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico emitido por el

Ministerio de Desarrollo Económico y la Dirección de Agua Potable y Saneamiento Básico en

noviembre del año 2000. En su Título G - Aspectos Complementarios, se presentan los criterios y

recomendaciones para el diseño definitivo de obras lineales de acueducto y alcantarillado. A pesar que

este reglamento no hace ninguna referencia a requisitos para estudios geotécnicos de estructuras

hidráulicas como las que se contemplan en la PTAR Canoas, éste reglamento será empleado como guía

complementaria para el diseño preliminar.

2.1.4 Cumplimiento de normatividad colombiana Los lineamientos básicos de diseño presentados en este documento para las diferentes obras civiles

deberán ser complementados con los requerimientos mínimos exigidos por el Reglamento

Colombiano de Construcción Sismo – Resistente NSR-10, en el Título H — Estudios geotécnicos. De

igual forma se deberán seguir los lineamientos de diseño presentados en el Reglamento técnico del

sector de agua potable y saneamiento básico RAS -2000. Título G Aspectos complementarios y la

normatividad técnica “SISTEC” de la Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá.

2.2 Excavaciones En general, se contemplan excavaciones para conformar terrazas de trabajo que contendrán las

diferentes estructuras de la PTAR Canoas.

La selección de los métodos de excavación dependerá de condiciones particulares como las siguientes:

Condiciones del subsuelo




Posición del nivel freático

Cercanía a estructuras adyacentes o redes de tuberías

Sobrecargas

La secuencia constructiva

Costo de implementación de cada método de excavación

En el diseño de las excavaciones se deberán considerar los estados límites de falla de colapso de los

taludes o taludes de las excavaciones o del sistema de entibado de las mismas, falla de los cimientos de

las construcciones vecinas y la falla del fondo de la excavación. De igual forma se deberá analizar los

movimientos verticales y horizontales inmediatos y diferidos por descarga en el área de excavación y

alrededores.

El procedimiento de excavación deberá asegurar que no se rebasen los estados límites de servicio

(movimientos verticales y horizontales inmediatos y diferidos por descarga en el área de excavación y

en la zona circundante). De ser necesario la excavación se realizará por etapas que deberá presentarse

en el diseño geotécnico en compañía del proceso constructivo y precauciones para mitigar daños en

estructuras adyacentes.

2.3 Cimentaciones De acuerdo a las diferentes estructuras contempladas en la PTAR Canoas y el tipo de suelo explorado

(capas de arcilla limosas semi-consolidadas y limos orgánicos)en la etapa preliminar de campo, se

requerirá el diseño de cimentaciones superficiales como losas de cimentación y zapatas; así como

cimentaciones profundas, como pilotes pre excavados que trabajarán a fricción.

2.3.1 Cimentaciones superficiales: Capacidad de carga y asentamientos El esfuerzo límite básico de falla de cimentaciones superficiales se deberá calcular por métodos

analíticos o empíricos, recurriendo a los métodos de la teoría de plasticidad y/o análisis de equilibrio

límite que consideren los diversos mecanismos de falla compatibles con el perfil estratigráfico. En el

cálculo deberá considerarse la posición del nivel freático más desfavorable durante la vida útil de la

estructura, excentricidades entre el punto de aplicación de las cargas y el centroíde de la cimentación,

influencia de taludes vecinos, etc.

Se deberá calcular la capacidad portante de carga última, la capacidad de carga neta contemplando la

posición y posibles variaciones del nivel freático. Para el cálculo de la capacidad portante admisible,

en condición estática y seudo estática se deberán emplear los Factores de seguridad básico FSB

mínimos directos presentados en la Tabla H.2.4-1 “Factores de seguridad básico mínimos directos” y

los obtener factores de seguridad indirectos mínimos superiores a los presentados en la Tabla H.4.7-

1, Factores de seguridad Indirectos FSICP mínimos exigidos por el Reglamento Colombiano de

Construcción Sismo – Resistente NSR-10, en el Título H — Estudios geotécnicos. En la Tabla 2-1 y la

Tabla 2-2 se presentan los valores mínimos de los factores de seguridad mencionados.




Tabla 2-1 Factores de seguridad básicos directos FSBM mínimos (Tabla H.2.4-1. NSR – 10)

Condición

FSBM

Drenado

FSBUM

No drenado

Diseño Construcción Diseño Construcción

Carga muerta + Carga viva normal 1,5 1,25 1,8 1,40

Carga muerta + Carga viva máxima 1,25 1,10 1,4 1,15

Carga muerta + carga viva normal + sismo de

diseño Seudo estático 1,10 1

No se

permite

No se

permite

Taludes - Condición estática y agua subterránea

normal 1,50 1,25 1,80 1,40

Taludes - Condición Seudo estática con agua

subterránea normal y coeficiente sísmico de

diseño

1,05 1,0 No se

permite

No se

permite

Tabla 2-2 Factores de seguridad Indirectos FSICP mínimos (Tabla H.4.7-1. NSR – 10)

Condición FSICP mínimos

Diseño

Carga muerta + Carga viva normal 3,0

Carga muerta + Carga viva máxima 2,5

Carga muerta + carga viva normal + sismo de diseño Seudo estático 1,5

La capacidad portante admisible de diseño para la cimentación superficial deberá ser el menor valor

entre el esfuerzo límite de falla, reducido por el factor de seguridad y el que produzca asentamientos

iguales o menores a los máximos permitidos según el Capítulo H.4.8. del NSR -10. Asentamientos.

Estos valores máximos permitidos aplican exclusivamente a edificaciones que serán habitadas por

seres humanos y equipos. Para el caso de tanques y estructuras de contenedoras de aguas residuales y

tratadas, el rango de asentamientos permisibles dependerá de la rigidez de los materiales de

construcción de las estructuras y de la deformación permisible del material de conexión entre las

tuberías, este rango deberá ser evaluado por el diseñador mecánico y estructural.

Para el caso de cimentaciones compensadas se deberá verificar el estado límite de falla por capacidad

portante, falla por cortante local, cortante genera, falla por punzonamiento y falla de fondo. Se deberá

comprobar que no pueda ocurrir flotación de la cimentación durante ni despues de la construcción,

para lo cual se deberá considerar una posición conservadora del nivel freático. Las celdas de las losas

de cimentación que estén por debajo del nivel freático deberán considerarse como llenas de agua y el

peso de ésta deberá adicionarse al de la subestructura, a menos que se tomen precauciones para que

esto no suceda.

Se deberán calcular los estados límites del servicio como:

Asentamientos inmediatos debidos a la carga total transmitida al suelo de cimentación,

incluyendo los debidos a la recarga del suelo descargado al realizar la excavación.

Asentamientos permanentes y transitorios del suelo de cimentación bajo la carga de cargas

permanentes estáticas permanentes combinadas con carga sísmica.

Asentamientos inmediatos, de consolidación y debidos a sismo




Asentamientos debido al incremento o reducción neta de carga en el contacto cimentación –

suelo

2.3.2 Cimentaciones profundas: Capacidad de carga y asentamientos La capacidad de carga de los pilote deberá evaluarse considerando la resistencia de fricción lateral

separada de la resistencia por punta, calculada con las teorías convencionales de la mecánica de

suelos.

Para el cálculo de la capacidad de carga admisible, en condición estática y seudo estática se deberán

emplear los Factores de seguridad básico FSB mínimos directos presentados en la Tabla H.2.4-1

“Factores de seguridad básico mínimos directos” y los Factores de seguridad indirectos mínimos,

Tabla H.4.7-1, Factores de seguridad Indirectos FSICP mínimos exigidos por el Reglamento Colombiano

de Construcción Sismo – Resistente NSR-10, en el Título H — Estudios geotécnicos.

Los procedimientos para la instalación o construcción de pilotes deberán garantizar la integridad de

los elementos y que no se ocasionen daños a estructuras aledañas, por vibraciones o desplazamientos.

Se deberá diseñar los pilotes para soportar

La capacidad de carga del pilote deberá ser verificada en campo por medio de pruebas dinámica (PDA)

en sitio. Los valores obtenidos en la prueba en esta prueba deberán compararse con las capacidades

de carga presentadas en el diseño de cimentación a nivel de detalle para las diferentes estructuras.

Adicional a las pruebas de carga, se deberán realizar pruebas de integridad de pilotes (PIT) Se

deberán registrar los datos solicitados por el NSR – 10 en su numeral H.8.4.5.3.

Los lineamientos básicos de diseño para cimentaciones superficiales y profundas presentados en este

documento deberán ser complementados con los requerimientos mínimos exigidos por la el

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo – Resistente NSR-10, en el Título H — Estudios

geotécnicos. De igual forma se deberán seguir los lineamientos de diseño presentados en el

Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS -2000. Título G Aspectos

complementarios y la normatividad técnica “SISTEC” de la Empresa de Acueducto, Alcantarillado y

Aseo de Bogotá.

2.4 Taludes temporales y permanentes Se deberá realizar los análisis para la evaluación de fallas en los taludes de corte y fallas de fondo para

las diferentes etapas constructivas, en condiciones estáticas, con sismo, con máximo y mínimo nivel de

agua subterránea. La seguridad y estabilidad de todas las excavaciones sin soporte, serán evaluadas

tomando en cuenta la profundidad de la excavación, la inclinación de los taludes y las condiciones de

presión de agua en el subsuelo, de acuerdo con el código NSR-10-Capítulo H.5.

Para el cálculo estabilidad de taludes, en condición estática y seudo estática se deberán obtener

factores de seguridad básico FSB mínimos directos superiores a los presentados en la Tabla H.2.4-1

“Factores de seguridad básico mínimos directos” exigidos por el Reglamento Colombiano de

Construcción Sismo – Resistente NSR-10, en el Título H — Estudios geotécnicos.

Aquellos taludes que sean permanentes serán evaluados con mayor atención, con el fin de minimizar a

largo plazo su deterioro por efectos de intemperización y erosión, además de mantener lo mejor

posible su geometría.




Cuando los cortes de la excavación no sean estables, el uso temporal o permanente de un sistema de

soportes de excavación será diseñado con el fin de limitar la cantidad de suelo a ser removido, así

como para proteger las nuevas estructuras adyacentes. La estabilidad de todos los taludes a ser

entibados deberá ser analizada y determinada a partir de la evaluación de los empujes inducidos por

el subsuelo y por el nivel freático a los diferentes componentes del entibado (soporte, anclajes,

puntales, largueros, etc.). Este diseño se regirá por la norma NS-072 Entibados y tablestacados, de la

EAB.

Cabe mencionar que todos los análisis de estabilidad de taludes se realizarán cumpliendo con los

mínimos factores de seguridad indicados en el Tabla H.2.4-1 del Código NSR-10 – Capitulo H.2 –

Definiciones.

2.5 Disposición de materiales de corte y excavación Se deberá realizar un estudio para la disposición de materiales de corte y excavación, para lo cual se

plantean de forma preliminar las siguientes posibilidades, cuya selección se hará de acuerdo a los

estudios ambientales del presente proyecto y de los planes o acuerdos adelantados por las entidades

distritales.

Llevar los materiales a una zona de disposición de material de excavación (ZODME) que sea

indicado por las entidades correspondientes del Distrito de Bogotá

Utilización parcial o total del volumen de corte y excavación para el relleno de áreas bajas

inundables del predio de la PTAR Canoas o de áreas similares en la margen opuesta del río

Bogotá a la altura del predio

Utilización parcial o total del volumen de corte y excavación para la construcción de diques

longitudinales de protección contra inundaciones (jarillones) del predio de la PTAR Canoas.

Estos diques longitudinales deberán ser diseñados de acuerdo con los estándares mínimos

hidráulicos y de estabilidad de taludes para garantizar la funcionabilidad de los mismos



Sección 3

Estructuras

Este documento define los criterios de diseño estructural para el diseño de detalle de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas). Incluido en este documento se establecen

los códigos que gobiernan el diseño, estándares de referencia complementarios para el diseño, cargas

de diseño, y los requerimientos de diseño para los materiales específicos usados para la ejecución del

proyecto.

3.1 Alcance 3.1.1 Objetivo Esta guía tiene los siguientes objetivos:

Proveer una guía de diseño para ser implementada al proyecto, para la información, revisión y

comentarios del cliente, las directivas del proyecto, agencias regulatorias y supervisores

técnicos antes de proceder al diseño final

Promover uniformidad de conceptos, sistemas y detalles apropiados entre el personal de

diseño, los departamentos de diseño y asesores del proyecto

Proporcionar una base de diseño estructural que permita la identificación, revisión y

aprobación de prácticas no estandarizadas requeridas durante el diseño preliminar del

proyecto

Aportar una referencia rápida de respuestas a preguntas comunes sobre criterios y

procedimientos de diseño para el equipo encargado del diseño

Mejorar la eficiencia de la comunicación entre los directivos, ingenieros, diseñadores,

especialistas y delineantes, que conforman el equipo del proyecto

3.2 Descripción de las estructuras 3.2.1 Estructuras ambientales Las estructuras ambientales se definen como aquellas estructuras que tienen como función la

conducción, almacenamiento y tratamiento de aguas potables y residuales, o de otros líquidos afines y

materiales no peligrosos como desechos sólidos, así como también estructuras secundarias de

contención de materiales peligrosos (inflamables, corrosivos, reactivos o tóxicos). Dentro de este tipo

de grupo se incluyen estructuras auxiliares de presas, vertederos y canales.

En la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), la mayoría de estructuras

presentes en el proyecto, se clasifica dentro de este grupo de estructuras, tal como lo son: tanques de

almacenamiento, cámaras de distribución de caudales, desarenadores, sedimentadores, espesadores,

digestores, conducciones y demás estructuras que conforman el proceso de tratamiento del agua.

Las estructuras de ingeniería ambiental, a diferencia de las estructuras clasificadas como edificaciones

(las cuales se caracterizan por su uso primordial como la habitación u ocupación por seres humanos),

Sección 3 Estructuras



están sometidas a solicitaciones diferentes, a condiciones más severas de exposición a ataques

químicos sobre el material, y a requisitos de funcionamiento más restrictivos. Estas solicitaciones

incluyen cargas muertas y vivas normales, cargas debido a los líquidos y lodos contenidos, cargas

dinámicas y de impacto producidas por los equipos de los procesos, fuerzas hidrodinámicas, fuerzas

externas laterales de presión de tierra e hidrostáticas, y fuerzas ambientales como viento, lluvia y

movimientos sísmicos, este último siendo el principal parámetro de diseño estructural en Colombia.

La exposición incluye agentes químicos concentrados, ciclos de humedecimiento y secado, y cambios

diferenciales de temperatura.

Debido a la severidad de la exposición antes mencionada, y al tipo de solicitaciones presentes en estas

estructuras, se ha escogido al concreto para ser el material del sistema principal de resistencia

estructural, gracias a las características de resistencia mecánica, resistencia a ataques químicos

impermeabilidad y duración. Otros componentes o estructuras adicionales que acompañan las

estructuras ambientales, como lo son: escaleras, pasarelas, rejillas, barandas y demás, podrán ser de

diseñados en otros materiales como acero inoxidable, aluminio o fibra de vidrio, según sea pertinente

de acuerdo a la exposición a los ataques químicos.

Debido a los estrictos requisitos de servicio requeridos para las estructuras de ingeniería ambiental,

su diseño y detallado debe realizarse con cuidado. La calidad del concreto es fundamental y debe

realizarse un control de calidad estricto durante la construcción para asegurarse que el concreto sea

impermeable, así mismo considerar de forma apropiada todas las solicitaciones a las que están

sometidas para garantizar un diseño resistente, seguro, estable y tener un funcionamiento adecuado

durante su vida útil, del orden de 50 a 60 años.

3.2.2 Edificio de procesos Los edificios de procesos corresponden a estructuras que albergan y soportan los equipos encargados

de realizar procesos específicos relacionados con el tratamiento del agua residual o con el

almacenamiento y manejo de sustancias afines como residuos sólidos, lodos o químicos, y que por lo

tanto no tienen contacto directo con estas sustancias.

Ejemplo de estas estructuras corresponden al edificio de pretratamiento, edificio de desarenado de

lodos, edifico de digestores, edificio de deshidratación, edificio de cogeneración y cuartos de bombas,

entre otras estructuras; encargadas de permitir el funcionamiento de equipos como bombas,

centrifugas, sopladores, filtros prensa de banda, equipos de cribado de lodos, entre otros; así como

también otros equipos de apoyo a los procesos como por ejemplo: motores, calderas, torres grúa,

monorrieles, generadores de energía, y demás.

Estas estructuras están sometidas principalmente a las siguientes solicitaciones: cargas muertas,

cargas vivas, cargas de impacto y vibración ocasionadas a causa por el funcionamiento de los equipos

mencionados anteriormente; y cargas ambientales tales como el viento, la lluvia y el sismo. Dentro de

su diseño, pueden considerarse parámetros para la contención, en caso de emergencia, de las aguas de

tratamiento, lodos, residuos sólidos, y demás sustancias, sin embargo, se considera que en su vida útil

no van a estar expuestas a sustancias corrosivas en su operación normal, por lo cual, las restricciones

de funcionamiento no serán tan restrictivas como lo son para las estructuras ambientales. Los

requerimientos de diseño serán similares a las estructuras de tipo edificación (uso primordial de

ocupación por seres humanos), pero utilizando magnitudes de cargas y factores de importancia de uso

de acuerdo al proceso interno que tiene cada edificación.




Al igual que las estructuras ambientales, debido al tipo de solicitaciones presentes en estas

estructuras, y continuando con la filosofía de diseño de toda la planta, se ha escogido al concreto para

ser el material del sistema principal de resistencia sísmica. Los elementos no estructurales que formen

parte de estas estructuras, serán diseñados adecuadamente según su clasificación de desempeño

sísmico, donde podrá ser usado concreto y/o mampostería para su construcción. Otros componentes o

estructuras adicionales que acompañan estas estructuras, como lo son: escaleras, pasarelas, rejillas,

barandas y demás, podrán ser de diseñados en otros materiales como acero, aluminio o fibra de vidrio,

según sea pertinente de acuerdo a la exposición a ataques químicos y resistencia mecánica.

3.2.3 Edificios administrativos Las estructuras de edificios administrativos corresponden a las estructuras con un uso específico para

la ocupación por seres humanos, y en ningún momento albergará algún proceso relacionado con el

tratamiento de las aguas residuales o sustancias afines, su uso se caracteriza por estar enfocado a

llevar los procesos de administración, operación y mantenimiento de la planta. Estas edificaciones

corresponden al edificio administrativo, el laboratorio, el edificio de mantenimiento y operaciones, el

casino y las porterías.

Debido a lo anterior, el diseño estructural de estos edificios se basa en códigos y reglamentos de

edificaciones tradicionales. Estas estructuras están sometidas a solicitaciones de cargas muertas,

cargas vivas, y cargas ambientales de viento, lluvia y sismo. Para este tipo de estructuras, continuando

con la filosofía de diseño de toda la planta, se ha escogido al concreto para ser el material del sistema

principal de resistencia sísmica. Los elementos no estructurales que hagan parte de estas estructuras,

serán diseñados adecuadamente según su clasificación de desempeño sísmico, donde podrá ser usado

el concreto y la mampostería para su construcción, entre otros materiales arquitectónicos disponibles.

3.3 Códigos, estándares y referencias 3.3.1 Códigos 3.3.1.1 Códigos de diseño

Los códigos que gobiernan el diseño estructural del proyecto son los que se presentan a continuación.

Por ningún motivo la resistencia, funcionabilidad, estabilidad o los estándares de calidad para

materiales y procedimientos de diseño deben ser inferiores a los requeridos por los códigos que

gobiernan el diseño.

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo resistente NSR-10

ACI 350-06 Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures and

Commentary

ACI 350.3-06 Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures and Commentary

Cuando las provisiones contenidas o referenciadas en este documento difieran por las contenidas en

los códigos que gobiernan el diseño, el diseño se realizara acorde con la provisión más rigurosa.

3.3.1.2 Estándares de referencia

Los siguientes códigos serán usados para el diseño estructural como y según se especifica en el

presente documento, como complemento a los códigos de diseño antes mencionados:

Normas Técnicas Colombianas – INCONTEC




ACI 350.4R-04 Design Considerations for Environmental Engineering Concrete Structures

ACI 373R Design and construction of circular prestressed concrete structures with

circumferential tendons

PCA Rectangular Concrete Tanks

PCA Design of Liquid-Containing Concrete Structures for Earthquake Forces

CRSI Manual of Concrete Practice

ASTM standards

ASCE 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

ACI 318-11 Building Code Requirements for Structural Concrete

ACI 351.3R-04 Foundations for Dynamic Equipment

ACI 355.3R-11 Guide for Design of Anchorage to Concrete

ACI 530-11 Building Code requirements for masonry structures

AISC-LRFD Manual of steel construction - Load and resistance factor design

Aluminum Design Manual - The Aluminum Association

AWS D1.1 Structural Welding Code - Steel

AWS D1.2 Structural Welding Code - Aluminum

AWS D1.4 Structural Welding Code - Reinforcing Steel

AWWA D110-04 Wire- and Strand-Wound, Circular, Prestressed Concrete Water Tanks

AWWA D115-06 Tendon-Prestressed Concrete Water Tanks

NS-001 Criterios de diseño estructural para obras hidráulicas. Empresa de Acueducto,

Alcantarillado y Aseo de Bogotá

NS-002 Criterios de diseño estructural. Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá

NS-005 Juntas y sellos para juntas en estructuras de concreto. Empresa de Acueducto,

Alcantarillado y Aseo de Bogotá

NS-062 Criterios generales para diseño de tanques. Empresa de Acueducto, Alcantarillado y

Aseo de Bogotá

NP-005 Concreto y morteros, Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá

National Fire Protection Code Safety Association - Life (NFPA 101)

Department of Environmental Resources Management (DERM)




AASHTO, 17th Edition – 2001 Standard Specifications for Highway Bridges adopted by the

American Association of State Highway and Transportation Officials

CCDSP-95 Código colombiano de diseño sísmico de puentes, Asociación colombiana de

ingeniería sísmica

3.3.2 Estándares El diseño de sistemas y materiales específicos se realizara acorde con los códigos, especificaciones y

otros estándares adoptados por los códigos que gobiernan el diseño. En ausencia de disposiciones por

parte de los códigos que gobiernan el diseño, se usara la edición más reciente de la referencia

establecida en este documento para cada sistema y material.

3.3.3 Referencias Software especializado, manuales de diseño, guías de diseño, artículos y publicaciones técnicas, son

generalmente aceptables para el diseño. Otras publicaciones pueden ser usadas si son aceptadas por

parte del equipo que supervisa el diseño estructural. En el uso de publicaciones técnicas y software

especializado, estén o no incluidas en este documento, no es garantía de que estén libres de errores u

omisiones. Los resultados de su uso deben ser evaluados para verificar si son apropiados por medio

del uso de cálculos separados, experiencia y/o juicio de buena ingeniería.

3.4 Cargas de diseño Todas las cargas y combinaciones de cargas aplicables, así como también los esfuerzos admisibles,

factores de carga, factores de reducción de resistencia y factores de seguridad, se determinaran como

lo disponen los códigos que gobiernan el diseño, teniendo en cuenta la ocupación, el lugar, los factores

del medio ambiente, los equipos y los procesos. Se aclara que los parámetros de diseño se basarán

inicialmente en el Reglamento NSR-10, correspondiente a la normativa nacional para edificaciones, sin

embargo las estructuras ambientales y edificaciones de procesos, que requieran consideraciones

adicionales de normativa internacional, esta será empleada en los diseños y especificaciones.

Es importante resaltar que la Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá, establece que el

código de diseño que se debe emplear para las estructuras ambientales corresponde al código

internacional ACI 350-06 Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures and

Commentary.

Las diferentes estructuras deberán ser diseñadas para soportar todas las cargas aplicables. El criterio

y los parámetros de diseño serán establecidos al inicio del diseño y deberán ser confirmados en la

última etapa del diseño final.

3.4.1 Carga muerta Las cargas muertas son las derivadas del peso de todas las partes fijas de la construcción, tales como

muros, tabiques, losas, cubiertas, cielos rasos, revestimientos, equipos fijos, bases de los equipos,

tuberías, maquinaria, y todos los demás elementos no extraíbles y elementos estructurales de

resistencia sísmica. La magnitud de las cargas muertas de cada uno de los componentes de las

estructura, se calculará con base en el volumen que ocupa y su respectivo peso unitario.

Dentro de las cargas muertas se deben contemplar los pesos de elementos arquitectónicos de

acabados y decoración, así como también el peso de los elementos no estructurales. El Reglamento

NSR-10, en el capítulo B.3 del título B, establece de forma general los valores de peso unitario para




diferentes tipos de materiales comunes de construcción, así como también valores típicos de carga

muerta de elementos no estructurales horizontales y verticales

Los pesos de los equipos de proceso y materiales almacenados en las estructuras, se considera como

carga viva.

3.4.2 Carga viva Las cargas vivas son aquellas que se generan debido a la ocupación de la estructura y son originadas

por las personas, mobiliario, objetos y equipos que la ocupan y se desplazan en su interior. Las cargas

vivas se dividen en dos partes, la primera es la carga distribuida, relaciona con el uso de la estructura,

y la segunda la carga relacionada con el peso de los equipos de proceso y materiales contenidos y

almacenados. Bajo ningún caso se permite la reducción de cargas vivas en las estructuras ambientales

ni en los edificios de procesos.

3.4.2.1 Carga viva distribuida

La carga viva distribuida se considera como la carga actuante en la estructura debido al uso que esta

va a tener en su vida útil, y será establecida acorde con los códigos que gobiernan el diseño. La

magnitud de estas cargas, de acuerdo a su ocupación y uso, se encuentra en la Tabla 3-1 para

estructuras ambientales, Tabla 3-2 para edificios de procesos y Tabla 3-3 para edificios

administrativos. Se pueden usar valores más altos de carga cuando sea apropiado, pero en ningún caso

se pueden usar valores inferiores a los establecidos.

Tabla 3-1 Cargas vivas de diseño – estructuras ambientales

Ocupación o uso Carga uniforme

Losas elevadas 1.000 kg/m²

Losas sobre suelo 1.500 kg/m²

Cubiertas 500 kg/m²

Tabla 3-2 Cargas vivas de diseño – edificios de procesos


Área de oficinas 750 kg/m²

Archivos, cuartos de sistemas 750 kg/m²

Área operativas de personal 750 kg/m²

Escaleras, corredores y vestíbulos 750 kg/m²

Áreas de almacenamiento 1.500 kg/m²

Áreas de proceso 1.000 kg/m²

Cuartos eléctricos y de maquinas 1.500 kg/m²

Cuartos de control 750 kg/m²

Pasarelas, plataformas y balcones 750 kg/m²

Garajes de mantenimiento 1.500 kg/m²

Vehículos de carga CCDSP-95 C-40-95




Tabla 3-3 Cargas vivas de diseño – Edificios administrativos


Área de oficinas 250 kg/m²

Archivos, cuartos de sistemas 600 kg/m²

Área operativas de personal y laboratorios 500 kg/m²

Escaleras, corredores y vestíbulos 500 kg/m²

Áreas de almacenamiento 1.000 kg/m²

Cuartos de maquinas 750 kg/m²

Pasarelas, plataformas y balcones 500 kg/m²

Garajes de carros livianos 500 kg/m²

Garajes de carros pesados CCDSP-95 C-40-95

La carga viva distribuida sobre cubiertas en edificios de procesos y administrativos se considera igual

al del resto de la edificación, y no podrá ser menor de 100 kg/m² en edificaciones.

3.4.2.2 Carga viva de equipos

El peso de los equipos se considera carga viva. La carga máxima y los detalles de soporte de cada

equipo deben ser provistos por la disciplina encargada de definir el diseño y las especificaciones de

cada equipo. Los pesos finales de cada equipó mecánico de proceso debe ser establecido en las fases

iniciales del diseño; los pesos de equipos de redes de servicios (HVAC, plomería, redes eléctricas, etc.)

pueden establecerse preliminarmente durante el diseño, y ser confirmados en la etapa de diseño final.

Además de considerar la carga estática del mecanismo, el diseño estructural se realizará para otros

efectos, como los debidos a la operación, mantenimiento y mal funcionamiento de los equipos.

Ejemplos de estas cargas incluyen, pero no se limita, a los siguientes:

Para los equipos en contacto directo y continúo con aguas de tratamiento, lodos, residuos

sólidos, y demás sustancias afines: su contenido

Equipos giratorios, como mezcladores, floculadores, aireadores mecánicos, etc.: el diseño debe

incluir el momento, el torque, y el empuje lateral o vertical

Mecanismos rotatorios de clarificadores: el diseño debe incluir torque de atasco

Bombas verticales de turbina: la carga de diseño debe incluir la succión y el peso de la columna

de agua suspendida en el tubo de impulsión

En todos los equipos: el diseño debe incluir los procedimientos de mantenimiento requeridos,

tales como la remoción de componentes importantes y localización temporal en la estructuras

que se encuentra adyacente a los equipos

3.4.2.3 Carga de impacto

Cuando las cargas vivas aplicadas generen cargas de impacto, las cargas vivas estáticas deben ser

incrementadas con el fin de considerar dentro del diseño estructural los efectos de impacto. Las cargas

vivas se incrementaran de acuerdo a los siguientes porcentajes:

Cargas de vehículos: de acuerdo con la especificación de la AASHTO y el CCDSP-95




Soportes de elevadores: 100% de la reacción total de los soportes

Soportes de puente grúa: 25% de la capacidad del polipasto; 20% de la suma de la capacidad de

elevación, elevador de peso, y peso carro se aplica como carga lateral; 10% de la suma de la

capacidad total de la grúa y el peso del polipasto se aplica como una carga longitudinal

Soportes de monorriel: 25% de la capacidad del polipasto; 10% de la suma de la capacidad de

elevación y peso propio del polipasto será aplicado como una carga longitudinal

Soportes de maquinaria ligera, de ejes o impulsada por motores: 20% del peso de operación

(mínimo) o recomendaciones del fabricante

Soportes de maquinaria reciprocante o de unidades motorizadas: 50% del peso de operación

(mínimo) o recomendaciones del fabricante

Soportes de pisos o balcones: 33% de la reacción a la carga viva

Se recomienda consultar los códigos internaciones ASCE-7 Minimum Design Loads for Buildings and

Other Structure y el AISC-LRFD Manual of steel construction - Load and resistance factor design, junto

con el reglamento NSR-10, para obtener información adicional de equipos y cargas de impacto.

3.4.2.4 Carga durante construcción

El constructor debe ser responsable de mantener las cargas vivas sobre las estructuras que estén en

proceso de construcción o ya terminadas, por debajo de las cargas de diseño registradas en los planos

de construcción. También debe proveer soporte complementario en caso de ser necesario. Sin

embargo, en algunos casos, si la carga de servicio no presente efectos relevantes en el diseño, la carga

viva de diseño se ajustara contemplando actividades de construcción razonables.

Cuando sea necesario se aplicarán restricciones particulares en la secuencia de construcción, debido

que pueden surgir condiciones especiales de carga. Para estos casos se realiza una evaluación y se

establecerán criterios apropiados de resistencia frente a estas cargas, estas restricciones serán

indicadas en planos de construcción y especificaciones de obra.

3.4.3 Carga por empozamiento de agua y granizo El diseño estructural de las cubiertas debe considerar la carga debido al empozamiento de agua y de

granizo sobre la misma. Toda estructura, sea ambiental, edificio de procesos o edificio administrativo,

debe poseer un proyecto hidráulico que incluye el diseño del sistema de drenaje de la cubierta, y de

igual forma debe contemplar un sistema auxiliar de evacuación de agua cuando se presente una

obstrucción o mal funcionamiento del sistema de drenaje, estos dos sistemas definen el volumen de

agua que es capaz de acumular la cubierta. Los criterios de diseño para el sistema auxiliar de

evacuación deben ser coordinados con las disciplinas de arquitectura y plomería, y ser verificados con

la máxima deflexión permitida de la cubierta.

Acorde con el Reglamento NSR-10, las cargas de granizo deben considerarse en regiones del país con

más de 2.000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad

local así lo exija. El caso del municipio de Soacha, y en particular el sitio de ejecución de la planta

vereda Canoas, su altitud varía entre 2,550 y 2,540 metros de altura sobre el nivel del mar; para estas

altitudes el reglamento establece un valor de carga por granizo de 1,0 kN/m2 (100 kg/m2) y en caso

de cubiertas con una inclinación mayor a 15°, este valor puede reducirse a 0,5 kN/m2 (50 kg/m2).




3.4.4 Carga de viento El análisis y diseño para carga de viento se hará con base en el procedimiento analítico de cargas de

viento, cumpliendo con los requisitos y procedimientos descritos en la Sección B.6.5 del reglamento

NSR-10 y el ASCE-07. Se considera que todas las estructuras presentes en el proyecto no presentan

comportamientos dinámicos especiales o que requieran un análisis más riguroso y detallado a causa

de las oscilaciones causadas por las cargas de viento.

La obtención de las presiones de viento, se basan en los parámetros generales de diseño presentados

en la Tabla 3-4.

Tabla 3-4 Parámetros de diseño para carga de viento

Parámetro Valor

Velocidad de viento básico 100 km/h

Exposición C

Categoría de uso Grupo IV

Factor de Importancia 1,15

Tanto el Sistema Principal de Resistencia a Fuerzas de Viento (SPRFV) como los revestimientos y

componentes, de cada estructura, se diseñaran teniendo en cuenta las características propias de cada

estructura: factores de forma, factores de dirección de viento, factores de efecto ráfaga, coeficientes de

presión interna y externa, cerramientos, rigidez y altura.

En ningún caso la presión de viento de diseño podrá ser menor de 0,40 kN/m².

3.4.5 Carga sísmica La obtención de las cargas sísmicas se hace a partir de los requisitos generales de diseño y

construcción sismo resistente presentes en el Titulo A del Reglamento Colombiano de Construcción

Sismo Resistente NSR-10, y las especificaciones presentes en el estándar ACI 350.3 - Diseño sísmico de

estructuras en concreto contenedoras de líquidos, del American Concrete Institute, para el diseño de

estructuras ambientales en concreto.

Independiente del comportamiento sísmico de las estructuras y su clasificación, si son estructuras

ambientales, edificios de procesos o administrativos, todas las estructuras deben diseñarse para el

movimiento sísmico de diseño dado por el Reglamento NSR-10, en el capítulo A.2, el cual permite

identificar la aceleración máxima esperada a la cual estarían expuestas las estructuras. Este

movimiento sísmico de diseño depende de tres parámetros: amenaza sísmica, ubicación geográfica del

proyecto dentro del país; el suelo, y la velocidad media de onda cortante que esté presente,

clasificación obtenida en la exploración geotécnica del proyecto; y el uso, clasificación de acuerdo a su

función durante y después de un sismo.

De forma general los parámetros símicos de diseño de la planta se presentan en la Tabla 3-5.




Tabla 3-5 Parámetros de diseño sísmico

Parámetro Valor

Código de diseño sísmico NSR-10

Municipio, Departamento Soacha, Cundinamarca

Zona de amenaza sísmica Intermedia

Coeficiente de aceleración horizontal pico efectiva (Aa) 0,15

Coeficiente de velocidad horizontal pico efectiva (Av) 0,20

Tipo de Perfil de Suelo D

Coeficiente de amplificación de suelo, periodos cortos (Fa): 1.50

Coeficiente de amplificación de suelo, periodos intermedios (FV): 2.20

Grupo de Uso Grupo IV

Coeficiente de Importancia (I): 1.5

Los parámetros presentados anteriormente para la obtención del movimiento sísmico de diseño,

aplican para todas las estructuras del proyecto. La magnitud de la fuerza sísmica, su aplicación a la

estructura, su método de análisis y diseño, serán de acuerdo al tipo de sistema estructurar y a la

capacidad de disipación de energía requerida. Las estructuras que no se encuentren dentro del alcance

del Reglamento NSR-10 serán diseñadas usando los códigos ACI 350 y ACI 350.3 cuando estas sean de

concreto y AISC-LRFD Manual of Steel Construction, cuando sean de acero.

3.4.5.1 Edificios de procesos y administrativos

Los edificios de procesos y administrativos, se encuentran dentro del alcance del Reglamento NSR-10,

al ser estructuras que presentan ocupación de seres humanos, por lo cual la obtención de las cargas

sísmicas, y posterior diseño estructural sismo resistente se basa en el Titulo A del Reglamento NSR-10.

De forma general para estas estructuras, se debe identificar su sistema estructural, la capacidad de

disipación de energía deseada y el coeficiente de capacidad de energía. Para su análisis estructural se

hará uso del método de análisis dinámico descrito en el Capítulo A.5 del Reglamento NSR-10. El diseño

estructural se realiza cumpliendo con todos los parámetros establecidos en el Reglamento NSR-10,

titulo C para estructuras en concreto y título F para estructuras metálicas.

3.4.5.2 Estructuras ambientales

Las estructuras ambientales no se encuentran dentro del alcance del Reglamento NSR-10. Para el

análisis y diseño de estas estructuras, se hará uso de los códigos internacionales ACI 350.3 Seismic

Design of Liquid-Containing Concrete Structures and Commentary, para obtener la magnitud y puntos

de aplicación de las fuerzas sísmicas, y el ACI 350 Code Requirements for Environmental Engineering

Concrete Structures and Commentary, para realizar el diseño del sistema de resistencia.

3.4.6 Carga de líquidos Las disposiciones presentes en este numeral, están dirigidas a las estructuras ambientales que hagan

parte del proceso de la planta. Los efectos hidrostáticos del peso del líquido o material contenido, no

se considera carga viva o muerta, se considera un propio caso de carga, bajo los parámetros por el ACI

350. Los efectos hidrodinámicos serán considerados como carga sísmica, y se deben ser aplicados de

forma acorde con el ACI 350.3.




Para las cargas líquidas, el diseño se realizara asumiendo que la superficie del líquido en condiciones

normales de operación llegará al nivel máximo de operación. Así mismo, el diseño debe contemplar

que bajo condiciones de operación de sobrecarga la superficie del líquido alcanzara un nivel de

desborde. Para los casos de niveles de desbordamiento, los valores de esfuerzos admisibles y los

coeficientes de reducción de resistencia y factores de carga, pueden variar al considerarse un caso de

carga extraordinario por su baja probabilidad de ocurrencia. Esta última condición de carga se

presenta durante la prueba de fugas y permeabilidad de las estructuras, la cual se realiza una vez

finalizada la construcción, y antes de la puesta en funcionamiento de la estructura, en esta prueba el

nivel del líquido alcanza la máxima altura de desborde.

Para las estructuras que presenten compartimentos que se comuniquen y no puedan aislarse del

compartimento adyacente, por medio de válvulas, compuertas, u otros medios operativos, los muros

de separación no serán diseñados para el líquido en un solo lado. Sin embargo, el diseño se llevará a

cabo durante un mínimo diferencial de nivel de agua de 0,30 m a cada lado de la pared, para

considerar el retraso del flujo y los efectos dinámicos de menor importancia, a menos que los análisis

hidráulicos indiquen un nivel diferente. En algunos casos, dependiendo del proceso interno de la

estructura, se podrán tomar consideraciones en las cuales el flujo del líquido en alguno de los

compartimentos sea bloqueado por factores externos, generando variaciones del nivel del agua en los

muros de separación.

Para las estructuras que presenten compartimentos que tengan la capacidad de trabajar de forma

independiente, y que puedan aislarse del flujo de proceso, los muros y demás componentes

estructurales deben ser diseñados considerando las diferentes combinaciones de cámaras llenas y

vacías para evaluar los diferentes escenarios de combinaciones de carga, con el fin de encontrar el

caso critico de carga, tanto sobre elementos estructurales como en la cimentación.

Los elementos estructurales donde los niveles del agua serán afectados por el grado de colmatación de

rejillas (que retendrán la basura u otros sólidos que llegarán en el flujo) se diseñarán para el líquido a

su nivel máximo, suponiendo que las rejillas estarán completamente bloqueadas. Los elementos que

actuarán como deflectores de flujo (donde el bloqueo es poco probable) serán diseñados por un

mínimo diferencial de nivel de agua de 0,30 m, a menos que un análisis hidráulico indique un nivel

diferente.

Estructuras cerradas que contendrán líquidos deberán, en lo posible, tener ventilación para evitar la

presurización o despresurización; sin embargo, ciertas estructuras pueden experimentar efectos de

variación de presión por el comportamiento de los sistemas mecánicos o de proceso, o por el mal

funcionamiento de los sistemas o componentes. En tales casos, el diseño será realizado para la presión

máxima interna del agua, aire o gas, así como también de los casos en los cuales la presión interna sea

menor a la presión atmosférica (presión de vacío).

Estructuras como tanques de retención de líquidos serán diseñadas para el nivel máximo que el

líquido pueda alcanzar en la estructura. Cada estructura será diseñada para resistir la presión interior

con el nivel máximo del líquido, sin considerar la presión exterior ejercida por el suelo, al igual que el

escenario en el cual se encuentra vacío con la presión exterior ejercida por el suelo actuando, teniendo

en cuenta la posición más alta a la que pueda llegar el nivel de aguas freáticas.

3.4.7 Empuje de tierras y presión de agua subterránea Las cargas de empujes laterales de tierra y presión de aguas subterráneas se estimarán a partir de los

criterios del Reglamento NSR-10 y de acuerdo con los análisis de presión lateral de tierras y agua




subterránea presentados en el informe geotécnico. Con base en las recomendaciones del informe

geotécnico, se determinará el sistema de cimentación a usar en cada una de las estructuras que

conforman la PTAR Canoas. Los coeficientes para el cálculo de las presiones laterales del suelo sobre

las diferentes estructuras estarán incluidos en las recomendaciones del informe de geotecnia.

El diseño se realizará para las presiones generadas por las aguas subterráneas, considerando que

actúa lateralmente, hacia abajo y hacia arriba, según el caso más desfavorable, utilizando los factores

de carga apropiados y combinaciones, acorde con el Titulo B del reglamento NSR-10.

Los valores de presión lateral presentados en la Tabla 3-6 serán usados en el diseño preliminar para

rellenos granules con una densidad promedio de 1,800 kg/m³. Las presiones laterales de tierra finales

serán las establecidas en el informe geotécnico; las estructuras de procesos que soporten cargas de

tierra, serán diseñadas para soportar las cargas de la tierra con base a las condiciones finales de la

obra.

Tabla 3-6 Presión lateral de tierra

Condición de

Presión de tierra Coeficiente

Presión lateral equivalente

Por encima del N.F Por debajo del N.F

En descanso 0,50 900 kg/m³ 1.350 kg/m³

Activa 0,33 600 kg/m³ 1.200 kg/m³

Pasiva 3,00 5.400 kg/m³ 2.500 kg/m³

3.4.7.1 Elevación de diseño

El diseño se llevara a cabo a partir de las siguientes elevaciones:

Elevación de diseño de nivel freático: de 6 a 8 metros de profundidad

Elevación de inundación: 2.539,50 m.s.n.m., para una probabilidad de ocurrencia de 100 años

Elevación de jarillón: 2.542,00 m.s.n.m.

La plataforma de construcción del proyecto se ubica entre las cotas 2.557,00 m.s.n.m. y 2.542,00

m.s.n.m., además la cota de inundación no supera la cota del jarillón, por lo cual se considera que no

abra participación de cargas por inundación.

El factor de seguridad mínimo contra flotabilidad será de al menos 1,25.

Para estructuras menores, cuando el nivel de diseño del agua subterránea está por debajo del nivel de

acabado de estructuras relativamente pequeñas, tales como pozos y bóvedas, la elevación de diseño de

las aguas subterráneas será establecida en la cota final de las estructuras, para considerar posibles

aumentos localizados en el nivel de las aguas subterráneas, debido a la rotura de tuberías y

estructuras de fugas, entre otras.

3.4.7.2 Sobrecarga

Los empujes laterales previstos en el informe geotécnico se incrementarán para dar cabida a una

sobrecarga uniforme de 1.000 kg/m2, que se aplicará en la parte superior del relleno lateral de tierra.

Esta sobrecarga se debe incluir por presiones que puedan producir estructuras adyacentes o la

proximidad de vías.




3.5 Combinaciones de carga Las combinaciones de carga dependerán de la metodología de diseño a usar. Para el diseño estructural

de los diferentes sistemas de resistencia estructural, se usara la metodología LRFD (Load-Resistance

Factor Design) o en español, diseño por cargas mayoradas y factores de reducción de resistencia,

también conocido como el método de resistencia ultima. Como método alternativo para el diseño y

evaluación de algunas estructuras menores, y la evaluación de resistencia del suelo, se usara la

metodología ASD (Allowable Stress Design) o en español, diseño por esfuerzos permisibles, también

conocido como el método de estado límite de servicio. La elección del método de diseño dependerá de

los requisitos presentes en cada uno de los códigos que gobiernan el diseño

El diseño se realizará con las combinaciones de cargas apropiadas, según la metodología de diseño, en

conformidad con el Reglamento NSR-10. En la ausencia de una dirección específica del código, se

utilizarán las distribuciones más desfavorables en la concentración y combinación de cargas y fuerzas

de diseño. Estas combinaciones pueden estar limitadas por consideraciones prácticas, tales como:

No considerar combinación de ciertas cargas cuando la probabilidad de su simultánea

ocurrencia es reducida. Ejemplo de estas cargas pueden incluir fuerzas de viento y sísmicas, en

los sistemas de resistencia estructural, o cargas sísmicas, de sobrecarga o inundación en las

subestructuras.

Aumento del esfuerzo admisible en un 33 por ciento, o un factor de reducción de carga de 0,75,

podrá ser aplicado a la combinación de carga completa, cuando dicha modificación este

permitida para cualquiera de las cargas consideradas en la combinación

Los efectos de una carga de cualquier tipo, excepto para la carga muerta, no se pueden utilizar

para reducir los efectos de otra carga. Un máximo de 90 por ciento de la carga muerta se puede

utilizar en cualquier combinación en donde se reduce el efecto de otro tipo de carga.

Para estructuras ambientales que contenga líquidos y presente compartimentos internos

independientes, se debe considerar:

- Combinaciones de carga considerando todos los compartimentos llenos de líquido, sin

relleno exterior. No se presenta ninguna reducción de carga por consideraciones de

presión del suelo que contrarreste la ejercida por la del líquido contenido

- Combinaciones de presión de rellenos y aguas subterráneas, con compartimentos vacíos

y llenos en la estructura

- Combinaciones de compartimentos vacíos o llenos en cualquier combinación

Para los casos de carga sísmica, dado que los efectos sísmicos pueden provenir en cualquier dirección

horizontal, la estructura debe tener resistencia sísmica en todas las direcciones, por lo tanto el sistema

estructural de resistencia sísmica debe existir en dos direcciones ortogonales, para garantizar

estabilidad ante movimientos sísmicos que puedan ocurrir en cualquier dirección horizontal. De

acuerdo al numeral A.3.6.3 del Reglamento NSR-10, con el fin de contemplar efectos de ortoganilidad,

para la aplicación de fuerzas sísmicas, se puede asumir la ocurrencia simultánea del 100% del sismo

en una dirección y el 30% del sismo en la dirección perpendicular.




3.6 Consideraciones de funcionabilidad Requerimientos adicionales de funcionabilidad, serán considerados como se provee a continuación y

de acuerdo a las especificaciones dadas en los estándares de referencia de cada material especificado.

3.6.1 Empozamiento Se debe evitar el empozamiento de agua lluvia debido a la retención de esta sobre las cubiertas. Se

debe garantizar suficiente rigidez en cubiertas flexibles, para prevenir empozamiento que generen

deflexiones en las cubiertas que las lleven a la falla.

3.6.2 Deflexiones El diseño se debe realizar con los límites de deflexiones presentados en la Tabla 3-7. Los límites

marcados con el asterisco (*), se deben evaluar solamente para los efectos de la carga viva aplicada.

Para monorrieles y puente grúas, debe incluirse la carga de impacto.

Tabla 3-7 Límites de deflexión

Tipo de Carga Límite de deflexión

Monorrieles (incluyendo efectos de deformación de soportes) L/450

Vigas guía de torres grúa L/1.000

Bases de equipos y rejillas (*) L/360

Vigas, dinteles o losas soportando mampostería L/720

Cubiertas sin cielo raso L/240

Cubiertas con cielo raso (*) L/360

Pisos compuestos con elementos metálicos (Steel deck) (*) L/360

Pisos de concreto De acuerdo al ACI 350

3.6.3 Vibraciones Se debe proveer suficiente protección frente los efectos de vibraciones para evitar deterioro

estructural, deterioro sobre la maquinaria e incomodidades generales sobre los ocupantes. De forma

general se deben cumplir los siguientes parámetros para evitar estos efectos de las vibraciones. En

caso de considerarse necesario por el equipo que supervisa el diseño estructural, se realizarán análisis

dinámicos de los sistemas para evitar afectaciones por vibraciones.

3.6.3.1 Vibraciones por equipos

La mayor parte de los equipos de procesos usados en planta de tratamiento de agua, como

clarificadores, espesadores, barredoras, entre otros, presentan un movimiento lento de

funcionamiento, que no generan efectos de vibración sobre la estructura. Para estos equipos diseños

dinámicos por vibraciones no es necesario.

Otros equipos como sopladores, generadores, compresores, bombas, centrifugas, entre otros, poseen

frecuencias de operación más elevadas, por lo que requieren consideraciones especiales de diseño. Las

frecuencias de operación, cargas desbalanceadas y recomendaciones específicas de diseño deben ser

obtenidas del fabricante del equipo por parte de la disciplina encargada de especificar el equipo.

Para evitar efectos de resonancia, la relación entre la frecuencia natural de la estructura y la

frecuencia de operación del equipo será restringida a ser menor de 0,50 o mayor de 1,50. Donde sea




practico, usar valores mayores a 1,50 para evitar efectos de resonancia durante el encendido y

apagado de los equipos.

El diseño debe ser realizado acorde con las siguientes recomendaciones para equipos con efectos de

vibraciones significantes, según sea posible y apropiado:

Los equipos serán soportados por cimentaciones o sistemas estructurales en concreto, se debe

evitar en lo posible sistemas de soporte metálicos

El pedestal o losa de soporte debe tener una masa mínima igual a 10 veces la masa de rotacional

del equipo o tres veces la masa completa del equipo, la que sea mayor

Los sistemas de soporte para equipos de importancia, serán aislados con juntas de expansión o

soportes independientes a las estructuras adyacentes, para minimizar transmisión de

vibraciones.

Proveer aisladores de vibraciones, amortiguadores y bloques de inercia según sea apropiado

Los anclajes a los sistemas de soporte se realizaran por medio de pernos embebidos. Pernos

post-instalados no serán usados.

3.6.3.2 Vibraciones transitorias

Para evitar vibraciones transitorias en plataformas y pasarelas, las vigas de soporte deben tener una

altura mayor o igual a 1/20 veces la luz de la estructura.

3.7 Diseño de cimentaciones El criterio de diseño de cimentaciones se establecerá de forma coordinada con las recomendaciones

del informe geotécnico. Las cimentaciones de estructuras permanentes serán diseñadas para

distribuir las cargas al suelo, roca o pilotaje de soporte sin sobrepasar los valores de carga admisible y

dentro de los asentamientos permitidos.

Elementos de resistencia de cimentaciones como zapatas, losas, pilotes y caissons, serán diseñados

como elementos estructurales y deben resistir los esfuerzos generados por las cargas de diseño. El

diseño de la trasmisión de estas cargas de la cimentación al suelo de soporte debe ser realizado por el

área de geotécnica. El diseño estructural de los elementos de la cimentación debe considerar efectos

de aguas subterráneas, incluyendo flotación.

3.7.1 Reporte geotécnico El reporte geotécnico debe proveer una completa descripción de las condiciones del subsuelo, así

como también de recomendaciones de diseño y construcción de la cimentación. La caracterización

geotécnica preliminar debe ser revisada para verificar su aplicabilidad y viabilidad para ser usada en

el diseño estructural preliminar. Se debe proveer comentarios para al área de geotécnica para la

realización de la caracterización geotécnica de ingeniería de detalle.

3.7.2 Diseño de cimentaciones superficiales El diseño de elementos de cimentaciones superficiales (zapatas y losas), incluyendo límites y detalles

de excavaciones y rellenos, debe ser realizado acorde con las recomendaciones del reporte geotécnico

final para la ingeniería de detalle.




Hasta donde sea posible, la tubería enterrada o los ductos subterráneos deben mantenerse por fuera

de las zonas de influencia de estas cimentaciones. El límite de estas zonas de influencia será

establecido con base en la capacidad portante del suelo, descrita en la caracterización geotécnica de

ingeniería de detalle. Como mínimo esta zona debe ser definida a partir de la parta más baja de las

cimentaciones y en todo su perímetro, con una línea con una pendiente de 1/1 hacia abajo y hacia

afuera. En el caso de tener elementos en esta zona, se debe proveer protección apropiada con

encamisados de concreto.

Tanto la capacidad admisible como los asentamientos de las estructuras a ser fundadas mediante

cimentaciones superficiales serán calculados de acuerdo con el Capítulo H.4 del Reglamento NSR-10.

3.7.2.1 Losas de cimentación

Las losas de cimentación deberán diseñarse para una capacidad de carga máxima admisible de 6,5

ton/m² o menos, de acuerdo con la carga impuesta por cada estructura. Los asentamientos totales de

la cimentación deberán ser de forma general, menores a 2,5 cm y los asentamientos diferenciales

menores a 2,0 cm. Estos valores pueden ser modificados de acuerdo a la rigidez de los materiales de

construcción de las estructuras y de la deformación permisible del material de las tuberías de

procesos que están conectadas a estas estructuras. Además, serán verificados una vez se tengan los

resultados del estudio de geotecnia para ingeniería de detalle, en el Producto 7.

Se debe verificar el efecto de arcillas expansivas en el diseño de losas de cimentación, ya que la

presencia de estas por encima del nivel freático representa un riesgo para la estabilidad de las

estructuras. Se debe evaluar la posibilidad de falla por cortante general, fallas locales y falla por

punzonamiento en suelos blandos.

De acuerdo a los resultados de la caracterización geotécnica preliminar, se considera que el sistema de

cimentación de los tanques de cribado, desarenadores, mezcladores rápidos, sedimentadores,

espesadores y cajas de distribución de caudales, consistirá en losas de cimentación; esto debe ser

verificado y validado en la caracterización geotécnica de ingeniería de detalle

3.7.2.2 Zapatas

Todas las zapatas deberán tener un ancho mínimo de 1,0 metro en ambas direcciones, y estar

cimentadas al menos a 1,0 metro de profundidad con respecto a la rasante de diseño. Las zapatas

deberán diseñarse para una capacidad máxima admisible del suelo de 6,5 ton/m². Los asentamientos

totales de la cimentación deberán ser menores a 2,5 cm y los asentamientos diferenciales entre

columnas menores a 2,0 cm. Como se mencionó anteriormente, los valores de estos parámetros serán

verificados cuando se tengan los resultados del estudio geotécnico para ingeniería de detalle.

Se contempla el mejoramiento de la capa de suelo portante, ya sea por medio del reemplazo de

material in situ por un material de mayor capacidad de soporte o el uso de geosintéticos.

De acuerdo a los resultados de la caracterización geotécnica preliminar, se considera el sistema de

cimentación de los edificios de procesos y administrativos consistirá en zapatas individuales,

combinadas o continúas; esto debe ser verificado y validado en la caracterización geotécnica de

ingeniería de detalle.




3.7.3 Diseño de cimentaciones profundas El diseño de pilotes para cimentaciones profundas, debe ser realizado acorde con las

recomendaciones del reporte geotécnico de ingeniería de detalle. Las cargas de diseño laterales sobre

la estructura deben ser resistidas por los pilotes. Cuando sea apropiado la compatibilidad de

deformaciones de los elementos debe ser considerada para determinar la distribución de reacciones

laterales.

De acuerdo a los resultados de la caracterización geotécnica preliminar, se considera que el sistema de

cimentación para los digestores consistirá en pilotes pre-excavados; esto debe ser verificado y

validado en la caracterización geotécnica de ingeniería de detalle.

La capacidad de carga del pilote deberá ser verificada en campo por medio de pruebas dinámica (PDA)

en sitio. Los valores obtenidos en esta prueba deberán compararse con las capacidades de carga

presentadas en el diseño de cimentación a nivel de detalle para las diferentes estructuras. Adicional a

las pruebas de carga se deberán realizar pruebas de integridad de pilotes, de ser necesario.

Los asentamientos totales de la cimentación deberán ser menores a 2,5 cm y los asentamientos

diferenciales menores a 2,0 cm.

Se debe considerar la compatibilidad de deformaciones, para determinar la distribución de reacciones

laterales en los elementos de cimentación.

3.7.4 Muros de contención La estabilidad y diseño de muros de contención debe realizarse para las cargas laterales de suelo,

aguas subterráneas, sobrecargas y otras cargas aplicables. Las presiones pasivas del suelo en frente

del muro y en la llave de cortante de la zapata, no pueden ser usadas para reducir los esfuerzos o

efectos de deslizamiento y volcamiento, al menos que se aprueben medidas adecuadas contra erosión

o remoción del suelo. El diseño debe cumplir con los factores de seguridad a continuación.

Deslizamiento: 1,50

Volcamiento: 2,00

Para muros de contención que se encuentren por debajo del nivel freático, se deben considerar efectos

de sub-presión en el análisis de estabilidad.

3.7.5 Flotación La flotación es un resultado de inestabilidad a causa de las fuerzas de subpresión, cuando estas son

mayores a las cargas muertas y de anclaje de la estructura. El diseño de cimentaciones debe realizarse

con las siguientes características:

En la evaluación de resistencia contra flotación de estructuras completas, solo se deben incluir

las cargas muertas, las cargas de suelo que se encuentre por encima de la estructura y

extensiones de la cimentación; los efectos de cargas vivas, líquidos contenidos, fuerzas de

fricción verticales y cohesión del suelo, no deben ser incluidas.

Cuando sea usado un sistema de anclaje, este debe ser diseñado para resistir la carga neta de

fuerzas de sub-presión.




Para estructuras parcialmente completas, durante la construcción se requiere que el nivel de

aguas subterráneas sea abatido, y se encuentre por debajo del nivel de excavación de la

estructura.

Las estructuras deben ser diseñadas con un factor de seguridad de flotación de 1,25.

3.8 Diseño de concreto 3.8.1 Alcance Para estructuras de concreto, el dimensionamiento, diseño de refuerzo y detalles de elementos

estructurales y no estructurales, se realizara acorde con los códigos que gobiernan el diseño. El diseño

de todas las estructuras en concreto vaciadas en sitio o en obra, están dentro del alcance de diseño

estructural de la planta, con excepción de trabajos en obra como: pavimentos, adoquines, sardineles,

andenes, y similares, que deben ser realizados por el área civil. El diseño de las siguientes estructuras

y elementos debe ser realizado por el fabricante o instalador, de acuerdo con los criterios provistos en

los documentos contractuales:

Estructuras prefabricadas del proyecto, incluyendo pozos de inspección, bóvedas, tuberías,

conductos, entre otros

Losas o vigas T prefabricadas para cubiertas, sean pretensadas, post-tensadas o reforzadas

Elementos arquitectónicos prefabricados, incluyendo paneles, umbrales, zócalos y demás.

Tanques circulares de concreto pretensadas o post-tensadas

Losas y vigas de concreto pretensadas o post-tensadas

3.8.2 Códigos y estándares El diseño de las estructuras en concreto se realizara de forma apropiada con los siguientes códigos:

Edificaciones administrativas: NSR-10, ACI 318

Edificaciones de tratamiento: NSR-10, ACI 318, ACI 350

Estructuras ambientales: NSR-10, ACI 350

Puentes: CCDSP-95, AASHTO

Soldadura de acero de refuerzo: AWS D1.4

Tanques recubiertos con alambre post-tensados: AWWA D110

Tanques post-tensados con torones: AWWA D115

3.8.3 Materiales y resistencia La resistencia a compresión (f’c) a los 28 días, para el diseño de concreto será mínimo de:

Relleno de concreto: 28 MPA (4.000 psi)

Concreto estructural: 31 MPA (4.500 psi)




Prefabricados de concreto: 35 MPA (5.000 psi)

Concreto pretensado: 35 MPA (5.000 psi)

El acero de refuerzo deberá cumplir con los requisitos y propiedades de los siguientes materiales.

Barras corrugadas y lisas de refuerzo para concreto: NTC 248 (ASTM A615), grado 60.

Barras corrugadas y lisas para refuerzo de concreto, soldadas o dobladas en campo: NTC 2289

(ASTM A706)

Mallas electro-soldadas, de alambre liso para concreto: NTC 1925 (ASTM A185)

Mallas electro-soldadas, de alambre de acero, corrugado: NTC 2310 (ASTM A497)

El diseño de la mezcla de concreto debe cumplir con los requerimientos de resistencia a exposición de

sulfatos presentes en la Tabla 4.3.1 y requisitos de durabilidad del capítulo 4, del ACI-350.

3.8.4 Metodología de diseño – estructuras ambientales Las estructuras ambientales de concreto se diseñaran usando las combinaciones establecidas para la

metodología LRFD o método de resistencia última, descritas en el apéndice C del ACI 350 al igual que

en el Título C del Reglamento NSR-10, Apéndice C-C.

3.8.4.1 Combinaciones de diseño

En la Tabla 3-8 se pueden apreciar todas las combinaciones de diseño para elementos de concreto de

estructuras ambientales. Se deben evaluar todas las combinaciones aplicables de acuerdo a la

presencia o no de las cargas de diseño. Todas las cargas aplicables deben ser evaluadas.

Tabla 3-8 Combinaciones de diseño de concreto, estructuras ambientales

Combinación Código

U = 1.4D + 1.7L ACI 350 Ecu. C-1 / NSR-10 Ecu. C-C.9-1

U = 0.75(1.4D + 1.7L) + 1.6W ACI 350 Ecu. C-2 / NSR-10 Ecu. C-C.9-2

U = 0.9D + 1.6W ACI 350 Ecu. C-3 / NSR-10 Ecu. C-C.9-3

U = 0.75(1.4D + 1.7L + 1.7H + 1.7F) + 1.0E ACI 350 Ecu. C-4 / NSR-10 Ecu. C-C.9-2

U = 0.9D + 0.6H + 1.4F + 1.0E ACI 350 Ecu. C-5a

U = 0.9D + 1.4H + 1.0F + 1.0E ACI 350 Ecu. C-5b

U = 1.4D + 1.7L + 1.7H ACI 350 Ecu. C-6 / NSR-10 Ecu. C-C.9-4

U = 0.9D + 1.7H ACI 350 Sec. RC.9.2.4 / NSR-10 Sec. C-RC.9.2.3

U = 1.4D + 1.7L + 1.7F ACI 350 Sec. RC.9.2.5 / NSR-10 Sec. C-RC.9.2.4

U = 1.4D + 1.7L + 1.4Fo ACI 350 Sec. RC.9.2.5 / NSR-10 Sec. C-RC.9.2.4

U = 0.9D + 1.7F ACI 350 Sec. RC.9.2.5 / NSR-10 Sec. C-RC.9.2.4

Dónde: D=Cargas Muertas, L=Cargas Viva, W=Carga de viento, H=Cargas de Empuje de Suelo, E=Carga de Sismo, F=Cargas de Fluidos - Nivel de Servicio, Fo=Cargas de Fluidos - Nivel de Desbordamiento,

Se debe recordar que para las combinaciones con casos de carga sísmica, con el fin de contemplar

efectos de ortoganilidad, se puede asumir la ocurrencia simultánea del 100% del sismo en una




dirección y el 30% del sismo en la dirección perpendicular, de acuerdo al numeral A.3.6.3 del

Reglamento NSR-10.

3.8.4.2 Factores de reducción de resistencia

Las combinaciones antes señaladas deben ir acompañadas por los correspondientes factores de

reducción de resistencia φ, los cuales se obtienen en el apéndice C del ACI 350 y se presentan a

continuación:

Secciones de concreto controladas por tensión 0,90

Secciones controladas por compresión con elementos de refuerzo en espiral 0,75

Secciones controladas por compresión con elementos de refuerzo en flejes 0,70

Cortante y torsión 0,85

Aplastamiento concreto 0,70

3.8.4.3 Coeficiente de durabilidad ambiental

Para efectos de durabilidad, resistencia a la corrosión en el acero de refuerzo, y asegurar criterios de

servicio, las combinaciones de carga deben ser multiplicadas por el coeficiente de durabilidad, para

elementos que no son controlados por esfuerzos de compresión. El uso del coeficiente de durabilidad

ambiental se encuentra descrito en el Apéndice C del ACI 350 y la sección C.23-C.9.2 del Reglamento

NSR-10.

Para estructuras ambientales se hace uso del coeficiente de durabilidad Sd, de acuerdo a:

Cálculos de refuerzo a flexión: Sd = 1.30U

Cálculos de refuerzo a tensión axial: Sd = 1.65U

Cálculos de refuerzo a cortante: Sd = 1.30U

Este coeficiente solo debe ser usado para combinaciones de diseño, no debe ser usado para

combinaciones de servicio, combinaciones de esfuerzos admisibles, o para elementos en concreto

pretensado o post-tensado.

De forma similar, este coeficiente no es requerido en combinaciones que incluyan carga sísmica. El

coeficiente de durabilidad ambiental se especifica para las cargas estáticas actuantes en la operación

normal de la estructura, no aplicable al sismo al cual se considera una carga no frecuente y de poca

duración, al igual que las combinaciones con niveles de desbordamiento, según lo especifica el ACI

350, en la sección R21.2.1.8.

3.8.4.4 Control de agrietamiento

Para estructuras ambientales, y su durabilidad, se debe controlar las grietas en elementos sometidos a

tensión, para que el acero de refuerzo no quede expuesto a los líquidos contenidos por la estructura, y

de esta forma poder protegerlo frente a la corrosión.

El máximo espaciamiento entre barras de refuerzo está limitado para el control de agrietamiento. El

esfuerzo en el refuerzo más cercano a la cara de tracción de los elementos en concreto, en niveles de




servicio no debe superar los límites de acuerdo a la exposición ambiental a la que se encuentra el

elemento. Acorde con el ACI 350 Sección 10.6.4 y el Reglamento NSR-10 Sección C.23-C.10.6.4, estos

límites de esfuerzo en el acero son:

Límite para zonas de exposición ambiental normal:

√ ( ⁄ )

Límite para zonas de exposición ambiental severa:

√ ( ⁄ )

Donde s es la separación entre barras de refuerzo, db es el diámetro de barra de refuerzo, y β es la

relación entre la distancia al eje neutro desde la fibra de máxima tracción y la distancia al centroide

del refuerzo principal en tracción. Los límites establecidos por el código son para el estado de servicio

de la estructura, por lo cual los esfuerzos de análisis corresponden a los esfuerzos generados por las

combinaciones de cargas de servicios establecidas en la sección 1.8.6.

3.8.4.5 Requisitos de deriva

Las estructuras ambientales, al estar por fuera del alcance del Reglamento NSR-10, no poseen

requisitos de deriva, sin embargo, para el diseño de cada estructura se debe verificar los máximos

desplazamientos horizontales admisibles por funcionabilidad y máximas deformaciones de tuberías y

sistemas de conexión. En el caso de ser requerido este análisis, se debe hacer por medio de las

combinaciones de cargas de servicio establecidas en la sección 1.8.6.

3.8.4.6 Juntas

Todas las juntas deben ser especificadas en planos, incluyendo escalonamientos, desplazamientos y

saltos, según se requieran. El esquema general de juntas debe realizarse con base en los siguientes

criterios, para cementos convencionales en condiciones de servicio normales.

Juntas de expansión: forman una discontinuidad en las estructuras, permitiendo el movimiento

en el sentido perpendicular de la junta únicamente. Serán localizadas con una separación

máxima de 30 metros, al menos que se apruebe longitudes mayores. En cuando sea posible se

deben ubicar en puntos con cero trasferencia de cortante. Se debe proveer un relleno de junta

con la rigidez adecuada para permitir los movimientos perpendiculares. No se permitirán llaves

de cortante en juntas de expansión.

Juntas de contracción: no serán permitidas en estructuras ambientales

Juntas de construcción: deberán ser diseñadas para garantizar la transferencia de cargas. Se

debe proporcionar una superficie rugosa y libre de contaminantes para mejorar la adherencia

entre los concretos. Serán provistas de acuerdo a los requerimientos de construcción, con una

separación máxima de 10 metros, al menos que se apruebe longitudes mayores. El refuerzo de

la junta debe desarrollarse completamente a través de la junta. Escalonamientos y

desplazamientos deben tratar de ser evitados en lo posible en juntas de construcción

Sellos de impermeabilización: se deberá proveer sellos impermeabilizantes continuos en todos

los muros, losas y otros elementos, con los siguientes criterios:

- En áreas que contienen líquidos y áreas habitables

- En áreas que contienen líquidos y áreas externas con presencia de aire, agua o suelo




- Entre contenedores de líquidos, cuando uno puede desocuparse mientras el otro

continua lleno

- Los sellos de impermeabilización verticales deben terminar 10 cm de la parte superior

del muro, o por encima de la primera junta horizontal que se encuentre por encima del

nivel de servicio del líquido, el que sea menor

- Los sellos de impermeabilización horizontales, en intersecciones de muros y losas, y en la

base de muros, debe ser provisto según sea requerido para evitar interferencia con el

refuerzo horizontal

- Para juntas de expansión se debe proveer sellos de impermeabilización de PVC

reforzados con movimiento de 200 mm de ancho

- Para juntas de construcción se debe proveer sellos de impermeabilización de PVC

reforzados sin movimiento de 150 mm de ancho

3.8.5 Metodología de diseño – Edificios de procesos y administrativos Los edificios de procesos y administrativos, construidas en concreto se diseñaran usando las

combinaciones establecidas para la metodología LRFD o método de resistencia última, descritas en la

sección 9.2.1 del ACI 350, la sección C.9.2.1 del Título C y la sección B.2.4 del Título B del Reglamento

NSR-10. Estas estructuras no están en contacto directo con líquidos o sustancias de corrosión en su

funcionamiento normal y durante su vida útil la probabilidad de exposición a estas sustancias es

reducida, por lo cual no hay requisitos de durabilidad ni de control de agrietamiento.

3.8.5.1 Combinaciones de diseño

En la Tabla 3-9 se pueden apreciar todas las combinaciones de diseño para elementos de concreto de

los edificios de procesos y administrativos. Se deben evaluar todas las combinaciones aplicables de

acuerdo a la presencia o no de las cargas de diseño. Todas las cargas aplicables deben ser evaluadas.

Tabla 3-9 Combinaciones de diseño de concreto, edificaciones de procesos y administrativas


U = 1.4(D + F) ACI 350 Ecu. 9-1 / NSR-10 Ecu. B.2.4-1

U = 1.2(D + F) + 1.6(L + H) + 0.5(Lr o G o Le) ACI 350 Ecu. 9-2 / NSR-10 Ecu. B.2.4-2

U = 1.2D + 1.6(Lr o G o Le) + (L o 0.8W) ACI 350 Ecu. 9-3 / NSR-10 Ecu. B.2.4-3

U = 1.2D + 1.6W + 1.0L + 0.5(Lr o G o Le) ACI 350 Ecu. 9-4 / NSR-10 Ecu. B.2.4-4

U = 1.2D + 1.2F + 1.0E + 1.6H + 1.0L + 0.2G ACI 350 Ecu. 9-5 / NSR-10 Ecu. B.2.4-5

U = 0.9D + 1.2F + 1.6W + 1.6H ACI 350 Ecu. 9-6 / NSR-10 Ecu. B.2.4-6

U = 0.9D + 1.2F + 1.0E + 1.6H ACI 350 Ecu. 9-7 / NSR-10 Ecu. B.2.4-7

Dónde: D=Cargas Muertas, F=Cargas hidrostática de Fluidos, H=Cargas de Empuje de Suelo, L=Cargas Viva de uso, Lr=Carga viva de cubierta, Le=Carga viva de empozamiento de agua, W=Carga de viento, E=Carga de Sismo,

G=Carga de granizo.

Se debe recordar que para las combinaciones con casos de carga sísmica, con el fin de contemplar

efectos de ortoganilidad, se puede asumir la ocurrencia simultánea del 100% del sismo en una

dirección y el 30% del sismo en la dirección perpendicular, de acuerdo al numeral A.3.6.3 del

Reglamento NSR-10.




3.8.5.2 Factores de reducción de resistencia

Las combinaciones antes señaladas deben ir acompañadas por los correspondientes factores de

reducción de resistencia φ, los cuales se obtienen la sección 9.3.2 del ACI 350 y se presentan a

continuación:

Secciones de concreto controladas por tensión 0,90

Secciones controladas por compresión con elementos de refuerzo en espiral 0,70

Secciones controladas por compresión con elementos de refuerzo en flejes 0,65

Cortante y torsión 0,75

Aplastamiento concreto 0,65

3.8.5.3 Requisitos de deriva

Los edificios de procesos y administrativos deben cumplir con los requisitos de deriva descritos en el

capítulo A.6 del Reglamento NSR-10, avaluadas a partir delas cargas de servicio descritas en la sección

1.8.6. De igual forma el diseño de cada estructura se debe verificar los máximos desplazamientos

horizontales admisibles por funcionabilidad y máximas deformaciones de tuberías y sistemas de

conexión. En el caso de ser requerido este análisis, se debe hacer por medio de las combinaciones de

cargas de servicio establecidas en la sección 1.8.6.

3.8.5.4 Juntas

El diseño para los edificios de procesos y administrativos se debe realizar con base en los siguientes

criterios. El esquema general de juntas debe determinarse en el diseño preliminar, determinando tipo

de junta, ubicación y detalles relacionados. Todas las juntas deberán atravesar toda la estructura en un

solo plano cuando sea posible.

Juntas de aislamiento: forman una discontinuidad entre las estructuras, lo que permite libertad

de movimientos en cualquier dirección, evitando asentamientos, deflexiones y contracciones

perjudiciales; no genera trasmisión de cargas entre las estructuras. Serán provistas entre losas

de piso y elementos de resistencia como muros y columnas, y alrededor de pedestales y

estructuras de soporte de equipos de procesos

Juntas de expansión: forman una discontinuidad en las estructuras, permitiendo el movimiento

en el sentido perpendicular de la junta únicamente. Serán localizadas con una separación

máxima de 30 metros, al menos que se apruebe longitudes mayores. En cuando sea posible se

deben ubicar en puntos con cero trasferencia de cortante. Se debe proveer un relleno de junta

con la rigidez adecuada para permitir los movimientos perpendiculares. No se permitirán llaves

de cortante en juntas de expansión. Escalonamientos y desplazamientos no serán usados en las

juntas de expansión.

Juntas de contracción: forman un plano débil para la formación de grietas para disipar los

esfuerzos de contracción. Se debe cortar la cara visible del elemento a una profundidad de 1/6

del espesor del elemento.

Juntas de construcción: deberán ser diseñadas para garantizar la transferencia de cargas. Se

debe proporcionar una superficie rugosa y libre de contaminantes para mejorar la adherencia




entre los concretos. Serán provistas de acuerdo a los requerimientos de construcción, con una

separación máxima de 10 metros, al menos que se apruebe longitudes mayores. El refuerzo de

la junta debe desarrollarse completamente a través de la junta. Escalonamientos y

desplazamientos deben tratar de ser evitados en lo posible en juntas de construcción.

3.8.6 Combinaciones de carga de servicio Para el control de agrietamiento de estructuras ambientales, y el análisis de máximas deformaciones

horizontales de las edificaciones, se debe realizar en el estado límite de servicio de las estructuras. En

la Tabla 3-10 se encuentran las combinaciones de estado límite de servicio.

Tabla 3-10 Combinaciones de carga de servicio para diseño de concreto


U = D + F NSR-10 Ecu. B.2.3-1

U = D + H + F + L NSR-10 Ecu. B.2.3-2

U = D + H + F + (Lr o G o Le) NSR-10 Ecu. B.2.3-3

U = D + H + F + 0.75(L + T) + 0.75(Lr o G o Le) NSR-10 Ecu. B.2.3-4

U = D + H + F + W NSR-10 Ecu. B.2.3-5

U = D + H + F + 0.7E NSR-10 Ecu. B.2.3-6

U = D + H + F + 0.75W + 0.75L + 0.75(Lr o G o Le) NSR-10 Ecu. B.2.3-7

U = D + H + F + 0.75(0.7E) + 0.75L + 0.75(Lr o G o Le) NSR-10 Ecu. B.2.3-8

U = 0.6D + W + H NSR-10 Ecu. B.2.3-9

U = 0.6D + 0.7E + H NSR-10 Ecu. B.2.3-10

Dónde: D=Cargas Muertas, F=Cargas hidrostática de Fluidos, H=Cargas de Empuje de Suelo, L=Cargas Viva de uso, Lr=Carga viva de cubierta, Le=Carga viva de empozamiento de agua, W=Carga de viento, E=Carga de Sismo,

G=Carga de granizo.

3.8.7 Detalles de refuerzo 3.8.7.1 Refuerzo mínimo

En general, el refuerzo que se provee a los elementos de concreto reforzado corresponde al refuerzo

de diseño producto de la aplicación de la metodología de diseño específica a cada tipo de estructura, y

las cargas de diseño aplicadas y los esfuerzos ejercidos por estas sobre el elemento, sin embargo en el

caso que estos esfuerzos ejercidos no generen efectos relevantes, se debe proveer un refuerzo mínimo

de acero.

El área mínima de refuerzo de los diferentes elementos de concreto, está en función de la distancia

entre juntas de dilatación, encargadas de la disipación de esfuerzos de temperatura y contracción, en

la dirección en la que se encuentra ubicado el refuerzo. El área mínima de refuerzo que se debe

suministrar a los elementos de concreto se determina de forma acorde a las recomendaciones del ACI

350. Se debe proveer refuerzo en las principales caras de los elementos, usando varillas con diámetro

mino #5 para varillas longitudinales y varillas #3 y #4 para flejes y estribos.

3.8.7.2 Espaciamiento

El espaciamiento de las varillas de refuerzo, depende de los requisitos presentes en los códigos que

gobiernan el diseño para el correcto desarrollo de resistencia y ductilidad frente a cargas sísmicas de

elementos de concreto, presentes en la sección capítulo 21 del ACI 350 y el capítulo C.21 del título C




del Reglamento NSR-10. De igual forma el ingeniero encargado del diseño, debe contemplar

parámetros que facilitan la construcción de las estructuras. De forma general el espaciamiento

máximo del refuerzo en losas y muros es de 30 cm, en caso que el diseño determine un espaciamiento

menor, este valor debe ser llevado a un valor cerrado inferior múltiplo de 2 o 5 ejemplo: 5 cm, 10 cm,

12 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm. En lo posible en muros y losas conservar la misma separación

entre los refuerzos en ambas direcciones.

3.8.7.3 Traslapos

El traslapo del acero de refuerzo, será acorde con los parámetros establecido por el ACI 350 en la

capítulo 7 y en el Capítulo C.7 del Reglamento NSR-10. Se debe verificar que en conexiones y nudos el

acero tenga la longitud suficiente para alcanzar el desarrollo de su resistencia, cumpliendo con los

valores de longitud de desarrollo para tensión y compresión según sea el caso.

3.8.7.4 Doblado del refuerzo

En general, para todos los elementos de concreto, especificar varillas de refuerzo rectas, con la menor

cantidad de doblados, para facilitar el proceso de construcción. En caso de ganchos estándar y

estribos, verificar las consideraciones establecidas en el capítulo 7 del ACI 350 y el Capítulo C.7 del

Reglamento NSR-10.

3.8.7.5 Recubrimiento

El recubrimiento del acero de refuerzo se defina a partir de requisitos de recubrimiento para concreto

vaciado en sitio descritos en la sección 7.7.1 del ACI 350 y la Tabla C.23-C.7.7.1 del Reglamento NSR-

10, que se muestran a continuación:

Concreto vaciado contra el suelo y en permanente contacto con el: 75 mm

Losas y muros expuestos al suelo, líquidos e intemperie: 50 mm

Losas y muros NO expuestos al suelo, líquidos e intemperie: 40 mm

3.8.8 Anclajes al concreto El diseño de los anclajes al concreto se realiza acorde con el apéndice C del ACI 350 y el apéndice C-D

del Reglamento NSR-10, donde se permite el uso de anclajes preinstalados y anclajes postinstalados.

Los anclajes preinstalados proveen una mayor resistencia y permiten obtener conexiones dúctiles, por

lo cual su uso es para conexiones importantes y de gran resistencia, estos anclajes serán usados

siempre que sean prácticos. Se deben evitar los anclajes preinstalados superficiales, ya que presentan

dificultad para adquirir suficiente longitud embebida de resistencia.

Anclajes postinstalados serán usado cuando se requiera una mayor flexibilidad en la localización de la

conexión, pernos de expansión podrán ser usados únicamente en aplicaciones que no representen

puntos críticos de diseño y que no se vean sujetos a fuerzas de tensión o cargas vibratorias.

El diseño de las conexiones de equipos de procesos, estará a cargo del fabricante y/o proveedor de los

equipos. El área de estructuras deberá coordinar con cada área de procesos y mecánica, para obtener

el detalle de estas conexiones de acuerdo a los equipos especificados en cada área, y poder identificar

los detalles necesarios en las estructuras para garantizar la correcta conexión de los equipos.




3.8.9 Morteros de relleno El mortero de relleno será usado en las estructuras ambientales para poder obtener contornos

geométricos que permitir el flujo y drenaje adecuado, salvo que sea más práctico o económico dar el

contorno geométrico a partir de los elementos de concreto reforzado. Este mortero de relleno no se

considera como un elemento estructural de resistencia frente a cargas o elemento de soporte. Debe

considerarse dentro de las cargas muertas de la estructura.

3.8.10 Impermeabilización y protección del concreto Se debe proveer impermeabilización y protección al concreto en zonas donde este en contacto con

líquidos corrosivos, líquidos de procesos y aguas subterráneas. Aplicar en las caras secas y de contacto

con líquidos, según sea apropiado, de acuerdo al tipo de exposición a la cual enfrenta en elemento de

concreto.



Sección 4

Procesos mecánicos

Bajo esta Sección se compilan las bases de diseño mecánico que consisten en los criterios generales de

referencia obligada para el diseño de los procesos, selección de tecnologías y materiales de los

equipos, distribución de áreas, espacios disponibles, trazado de tuberías, selección de accesorios y

condiciones de operación y mantenimiento.

4.1 Consideraciones iniciales Las tecnologías, procesos, tratamientos, y materiales especificados para los equipos, tuberías,

válvulas y demás accesorios de proceso, serán seleccionados de acuerdo a su funcionalidad,

facilidad de operación y mantenimiento y costo.

Para permitir transparencia en los procesos de cotización y procura, se diseñará, en cuanto sea

posible, bajo el criterio de que las tecnologías, equipos y sus configuraciones escogidas para los

diferentes procesos de la planta puedan ser objeto de oferta por parte de varias firmas de

fabricación reconocidas a nivel mundial y con experiencia en el diseño y fabricación de sus

soluciones.

En caso de que haya conflicto entre lo especificado en el presente documento y alguno de los

códigos o normas citados como referencia, primará aquel criterio más exigente y que dé lugar a

un diseño más robusto y confiable.

4.2 Normas y códigos de referencia A continuación se listaron los documentos, como leyes, normas y códigos, que sirven de referencia

obligada en el proceso de diseño de la planta Canoas, específicamente respecto a los equipos

mecánicos, tuberías y accesorios asociados.

4.2.1 Documentos nacionales NTC 5983 Eficiencia energética de motores eléctricos de corriente alterna, monofásicos, de

inducción, tipo jaula de ardilla, enfriados con aire, en potencia, nominal de 0,180 kw a 1,500 kw.

NTC 1022 Tubos de concreto sin refuerzo para alcantarillado

NTC 1748 tubos y accesorios de poli(cloruro de vinilo) (PVC) rigido para alcantarillado (tubos

tipo PSM, tubos de diametros grandes y accesorios).

NTC 401 Tubos de concreto reforzado para alcantarillado

NTC 5672 Secciones rectangulares prefabricadas de concreto reforzado "box culvert" para

alcantarillados de aguas lluvias y aguas servidas

NTC 5942 Especificación para tubería y accesorios de polipropileno corrugado (PP) de 750 mm

a 1500 mm (30 pulgadas a 60 pulgadas) triple pared para aplicaciones de alcantarillado

sanitario no presurizado

Sección 4 Procesos mecánicos



NTC 3976 Productos químicos para uso industrial. Cloruro férrico líquido.

NTC 4952 Tubos de hierro dúctil para líneas de tubería con o sin presión. Revestimiento

interior con mortero de cemento centrifugado. Requisitos generales.

NTC 5087 Tubos de hierro dúctil, fundidos por centrifugado, para conducción de agua.

NTC 3359 Tuberías metálicas. Bridas y accesorios con brida para tubos de hierro fundido

Resolución 541 de 1994 del Ministerio del Medio Ambiente por medio de la cual se regula el

cargue, descargue, transporte, almacenamiento y disposición final de escombros, materiales,

elementos, concretos y agregados sueltos, de construcción, de demolición y carga orgánica,

suelo y subsuelo de excavación.

Reglamento Técnico del Sector Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS) 1998. Ministerio de

Desarrollo Económico. Bogotá, Colombia.

4.2.2 Normatividad de la EAB NT-003 Terminología de alcantarillado

NP-027 Tuberías para alcantarillado

NP-029 Bombas centrífugas

NP-057 Actuadores para válvulas

NS-090 Protección de tuberías en redes de acueducto y alcantarillado

NP-102 Box culvert prefabricado en concreto reforzado.

NS-123 Criterios para selección de materiales de tuberías para redes de acueducto y

alcantarillado

4.2.3 Normatividad internacional AISC-LRFD Manual of steel construction - Load and resistance factor design

Aluminum Design Manual - The Aluminum Association

ANSI/ASME A13.1 Scheme for the Identification of Piping Systems

ASME B31.3: Process Piping.

ASME B2.1: Tapered Pipe Threads

ASME B16.5: Pipe Flanges and Flanged Fittings NPS ½ through NPS 24

ASME B16.11: Forged Steel Fitting, Socket Welding and Threaded

ASME B16.20: Metallic Gaskets for Pipe Flanges

ASME B16.21: Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges




ASME B16.25: Butt-welding Ends

ASME B16.34: Steel Valves, Flanged and Butt welding Ends.

ASME B36.10: Welded and Seamless Wrought Steel Pipe.

ASTM A53: Welded and Seamless Steel Pipe.

ASTM A105: Standard Specification for Forgings, Carbon Steel, For Piping Component.

ASTM A106: Seamless Carbon Steel Pipe for High Temperature Services.

ASTM A123: Specification Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coatings on Iron and Steel Products

ASTM A193: Alloy Steel and Stainless Steel Bolting Materials for High Temperature Service.

ASTM A194: Carbon and Alloy Steel Nuts for High Pressure or High Temperature Service or

Both.

ASTM A234: Standard Specification for Piping Fittings of Wrought Carbon Steel and Alloy Steel

for Moderate and High Temperature Service.

ASTM A312: Standard Specification for Seamless, Welded, and Heavily Cold Worked Austenitic

Stainless Steel Pipes

ASTM A403: Standard Specification for Wrought Austenitic Stainless Steel Piping Fittings

ASTM A694: Standard Specification for Carbon Steel and Alloy Steel Forgings for Pipe Flanges,

Fittings, Valves and Parts for High Temperature Service.

ASTM B209: Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate

AWS D1.1 Structural Welding Code - Steel

AWS D1.2 Structural Welding Code - Aluminum

AWS D1.4 Structural Welding Code - Reinforcing Steel

AWS B2.1 Specification for welding procedure and performance qualification

AWS D14.1 / AWS D14.1M American welding Society Specification for welding of industrial and

mill cranes and other material handling equipment

SSPC-SP6: Commercial Blast Cleaning

SSPC-SP5: White Metal Blast Cleaning

4.3 Aspectos generales Los equipos mecánicos serán especificados de manera que cumplan las normas nacionales e

internacionales y las especificaciones de la EAB que correspondan. La integridad estructural y

mecánica de los sistemas, ensambles o componentes involucrados se encontrará garantizada en




la medida en que se cumpla tal correspondencia entre el suministro y los requerimientos

especificados por la ingeniería.

El dimensionamiento de los ductos, cajas de distribución, canales, tuberías, bombas y demás

equipos de proceso será llevado a cabo teniendo en cuenta las cargas de diseño promedio,

mínima, máxima del efluente y todas aquellas consideraciones adicionales particulares que en

cada caso correspondan.

El diseño de las estructuras y rutas de tubería tendrá en cuenta los espacios verticales y

horizontales requeridos para retirar los equipos o sus piezas de mayor tamaño para efectos de

mantenimiento o reemplazo.

Se diseñarán las escaleras, escotillas y accesos al interior de los equipos o recipientes mayores,

para verificar los equipos o para extraer piezas que necesiten mantenimiento o reemplazo.

Los espacios que se hayan dispuesto para el retiro, reemplazo y mantenimiento de los equipos

serán mostrados claramente en los planos.

El diseño preverá, al menos, un metro de distancia entre cualquiera de las extremidades

salientes de las piezas de equipos, o entre una pared y el equipo.

Las especificaciones técnicas de los equipos mecánicos describirán los requerimientos en

cuanto a la información necesaria para el mantenimiento de los equipos. En estos documentos

explícitamente se solicitará a los proveedores de los equipos la entrega de la documentación

que describa las rutinas de mantenimiento recomendadas, incluyendo la frecuencia de

intervención, descripción paso a paso de los trabajos, las herramientas necesarias para llevar a

cabo el mantenimiento y la especificación de la mano de obra calificada necesaria.

La ingeniería determinará el uso de facilidades o servicios de izaje y movimiento de materiales,

y establecerá la necesidad de instalar equipos nuevos que eviten el levantamiento de cargas

excesivas o el trabajo en espacios reducidos o confinados.

Los manuales de operación y mantenimiento que entregarán los proveedores, de acuerdo a las

especificaciones técnicas para la compra de los equipos, deben incluir una lista de repuestos y

consumibles donde se encuentren todos los componentes de recambio y las cantidades

sugeridas para los dos primeros años de operación, así como las piezas que, según la

experiencia del proveedor, merezcan almacenarse en stock en la planta.

Los materiales y equipos nuevos que harán parte de esta ingeniería de detalle tendrán una vida

útil de 20 años como mínimo.

Los actuadores de las válvulas y compuertas que sean motorizadas o automáticas serán

eléctricos.

Todas las compuertas deslizantes y esclusas llevarán actuador motorizado.

Todos los equipos estarán soportados en cimentaciones o «poyos».




4.4 Esquema de codificación de equipos Cada uno de los equipos llevará un código o etiqueta mediante la cual se identificará de manera única

a través de los diferentes documentos del proyecto. Este código estará compuesto de unos caracteres

alfabéticos que indicarán el tipo de equipo, dos dígitos que harán referencia al número del área que

corresponde el equipo, dos dígitos que identifican el sub-área o grupo de equipos al que el equipo en

consideración pertenece y, finalmente, una letra opcional que se utilizará cuando varios equipos

presten el mismo servicio en la misma zona. La Figura 4-1 ilustra este esquema, cuyos detalles

aparecen en los Apéndices 1 y 2.

Figura 4-1 Esquema de codificación de equipos

4.5 Esquema de codificación de tuberías De manera similar a los equipos, las tuberías llevarán un código o etiqueta mediante la cual se

identificarán su diámetro, fluido o servicio, el material de fabricación y el tipo de conexión. La Figura

4-2 ilustra este esquema, cuyos detalles aparecen en los Apéndices 3 y 4.

TIPO DE EQUIPO

Tres letras

Banda transportadora para sólidos de cribado medio (MSB)

Bomba para arenas (GRP)

Soplador de aire para desarenador (GRB)…

CÓDIGO DE ÁREA

Dos dígitos

02 Cribado y desarenación

03 Mezcla rápida…

CÓDIGO DE SUB-ÁREA

Dos dígitos

IDENTIFICADOR INDIVIDUAL

Una letra, opcional




Figura 4-2 Esquema de codificación de tuberías

4.6 Materiales Las normas y estándares para especificaciones de materiales indicadas anteriormente serán

exigidas con carácter obligatorio. Cuando el origen de los equipos o su diseño utilicen una

especificación de material distinta, se deberá exigir al fabricante o proveedor demostrar su

equivalencia con las mismas, de manera que el cliente reciba un material del mismo desempeño

o mejor que el que se está reemplazando.

En la selección de materiales se considerarán y/o evaluarán, entre otros, los siguientes factores:

- Corrosión o erosión en las tuberías o recipientes, dadas las características de los

productos a manejar.

- Compatibilidad con las condiciones ambientales y de instalación como temperaturas

máxima y mínima, intemperie, tubería enterrada, etc., según corresponda.

- Compatibilidad con las condiciones de proceso como temperatura, presión, flujo,

contenido de sólidos, etc.

- Normas de la industria correspondiente

- Consideraciones económicas y facilidad de adquisición de repuestos.

4.7 Criterios de diseño de tuberías Esta sección presenta las bases y criterios de diseño del área de tuberías aplicables a líneas de

procesos y del sistema contra Incendio, en todo lo referente a tuberías, accesorios, válvulas, soportes,

análisis de esfuerzos de tuberías y materiales; con el objeto de que puedan cumplir con los

requerimientos del proyecto.

NÚMERO DE LÍNEAS IDÉNTICAS

Numérico, opcional

DIÁMETRO NOMINAL

Medida en pulgadas MATERIAL DE LA TUBERÍA

Código alfabético

Acero al carbono (CS)

Acero inoxidable (SS)

Cloruro de polivinilo (PVC)

Hierro fundido (CI)

Polipropileno (PP) …

TIPO DE UNIÓN

Una letra, opcional

Bridada (F)

Ranurada (G)

Roscada (T) …

SERVICIO O FLUIDO

Código alfabético

Agua cruda (RS)

Agua cruda desarenada (DRS)

Aire de aireación (AA)

Efluente del espesador (TEF)

Natas (SC) …




Las tuberías serán diseñadas de manera ordenada y uniforme, tendidas tan directas como sea

posible para proporcionar seguridad y comodidad durante la operación y el mantenimiento,

previendo vías de acceso libres para desmontaje de equipos, acceso a válvulas, venteos y

drenajes.

Los arreglos y disposiciones generales de tuberías, así como la selección de sus rutas, se

realizará siguiendo las buenas prácticas de ingeniería y teniendo en cuenta las previsiones

necesarias desde el punto de vista de la constructibilidad de los diseños.

Los diámetros de las tuberías se especificarán de acuerdo al dimensionamiento hidráulico

correspondiente y teniendo en cuenta la disponibilidad de diámetros en el mercado

colombiano. A no ser que la conexión a alguno de los equipos específicamente lo requiera, se

evitará el diseño de líneas de 1¼, 2½, 3½, 5, 7 pulgadas y todos los que no sean comerciales en

Colombia.

Para la selección del diámetro de líneas se considerarán los siguientes criterios, entre otros

recomendados o requeridos por las normas o códigos citados:

- Los intervalos de velocidades para el diseño de sistemas de bombeo para aguas son de

0,75 a 1,20 m/s en la succión y 1,50 a 2,50 m/s en la impulsión; para lodos, 0,80 a 1,00

m/s en la succión y de 1,00 a 1,50 m/s en la impulsión;

- La caída de presión, para reducir la potencia y costo de los equipos de bombeo;

- Compatibilidad con las conexiones a equipos;

- El costo de la tubería, válvulas medidores, soportes, instalación, excavaciones y demás

accesorios y actividades asociadas.

Las rutas de tuberías deben diseñarse de manera que no se bloqueen los accesos a los equipos

ni se generen condiciones inseguras u obstáculos para evacuar el edificio.

Todos los sistemas de tubería serán diseñados de tal forma que las cargas (fuerzas y momentos)

aplicadas a las boquillas de conexión de los equipos mecánicos, no excedan las reacciones

permisibles para estos equipos como lo especifican sus fabricantes o códigos aplicables.

Para permitir acceso disponible para la remoción o mantenimiento de una tubería, una

distancia mínima de espaciamiento lateral de 5 cm deberá mantenerse entre líneas paralelas o

entre bridas y tubería. Los movimientos térmicos serán tenidos en consideración para

determinar espaciamientos laterales.

El mínimo espaciamiento horizontal entre tubería y equipos mecánicos será de 80 cm.

Aquellas tuberías que no estén soportadas directamente sobre la pared, y vayan paralelos a

ésta, deben estar alejados al menos 60 cm para facilitar su desmantelamiento.

Se especificará la instalación de una válvula de drenaje manual en el punto más bajo de cada

ruta de tubería en los sistemas de aire y gas. Adicionalmente se dispondrá de trampas de goteo

para estos sistemas.




Aunque los soportes de la tubería, en general, no se mostrarán en los planos layout, se verificará

que hay espacio adecuado para instalarlos.

Donde sea posible, según el fluido, presión y caudal, se especificarán conexiones flexibles para

facilitar la desconexión y desmantelamiento de las tuberías o los equipos.

En caso de requerirse reducción de tubería en el lado de succión de bombas, estos accesorios

serán excéntricos y se ubicarán de modo que la línea superior de las tuberías conectadas

coincida.

Se deberá considerar espacio amplio y suficiente para alojar, operar y hacer mantenimiento a

los actuadores de las válvulas o compuertas.

Si así se acuerda con el cliente, se dejará espacio suficiente para equipos y tuberías futuras.

Las tuberías de succión a través de las cuales llegan lodos a las bombas tendrán un diámetro no

menor al diámetro nominal de la brida de succión de la bomba correspondiente.

Las tuberías llevarán salidas para drenaje en los puntos más bajos de la tubería y ventosas en

los puntos más altos.

4.8 Dimensionamiento de equipos de bombeo Las bombas serán seleccionadas según las características del fluido, condiciones del proceso y

las condiciones ambientales y clasificación de área en que trabajará el equipo.

Se proveerán las protecciones necesarias –válvulas de alivio, sensores de presión enclavados

con el control de la bomba, u otros– para que las bombas de desplazamiento positivo no

provoquen ruptura o fugas por sobre-presurización.

La cabeza neta de succión positiva disponible en el sistema, NPSHd, será uno de los parámetros

más importantes para la selección de las bombas, especialmente para bombas centrífugas no

auto-cebantes. Se seleccionarán equipos cuyo NPSH requerido sea, por lo menos, 3 pies o 1,0

metro menor al disponible en el sistema.

En bombas centrífugas, los motores correspondientes serán de una potencia mayor o igual a la

máxima requerida por la bomba, de manera que ésta pueda operarse en cualquier punto de su

curva flujo-cabeza.

En bombas de desplazamiento positivo, los motores correspondientes serán de una potencia

que, al menos, exceda en 10% la potencia requerida para bombear el flujo a la máxima presión

esperada en el sistema. No obstante, se instalarán los accesorios y dispositivos mecánicos o

eléctricos señalados en P&ID que eviten la falla de las tuberías por sobre-presurización.

4.9 Protección de superficies y pintura En general y a menos que se especifique lo contrario para algún equipo en particular, los equipos

mecánicos del proyecto serán aceptados con la protección de superficie estándar de cada fabricante o

suministrador, previa consulta al Cliente, teniendo en cuenta las condiciones ambientales y de

corrosión que caracterizarán la planta de tratamiento.




El esquema de colores para las tuberías, mostrado en la Tabla 4-1, está de acuerdo a la norma

ANSI/ASME A13.1. Dada la variedad de servicios y procesos, será necesario recurrir a las diferentes

categorías indicadas en la norma, de acuerdo a esta guía:

Tabla 4-1 Esquema de colores para identificación de tuberías en la planta Canoas

Color fondo / color texto Aplicación según ANSI/ASME A13.1 Servicios en la planta Canoas

Verde / blanco Agua potable, agua de enfriamiento, agua de entrada a calderas

Agua potable, agua para primera dilución de polímero, agua de alimentación a calderas, agua de los circuitos de enfriamiento en intercambiadores de calor.

Azul / blanco Aire comprimido

Aire comprimido para centrífugas, filtros prensa de banda, mantenimiento de equipos, entre otros.

Rojo / blanco Agua para extinción de fuego Agua del sistema contra incendio

Naranja / negro Productos tóxicos o corrosivos Cloruro férrico

Marrón / blanco Fluidos combustibles Biogás y otros combustibles

Púrpura / blanco Definido por el usuario

Aguas crudas y efluentes cuyos contenidos de patógenos o sustancias tóxicas son de riesgo moderado.



Sección 5

Eléctrica

Esta sección comprende la guía general de diseño del sistema eléctrico de la PTAR Canoas. El

propósito de esta guía es presentar las herramientas generales que sirvan para alinear el diseño con el

fin de dar uniformidad, evitar errores y rediseños y brindar consistencia con base en los estándares de

diseño.

5.1 Códigos y normas Los trabajos eléctricos asociados a la PTAR Canoas comprenden el diseño eléctrico de la alimentación

externa, la subestación principal, el sistema de distribución interno, las subestaciones unitarias, la

auto-generación de energía, el sistema de puesta a tierra, el apantallamiento y la iluminación de las

instalaciones. El diseño se realizará conforme a las siguientes normas:

NFPA 820 (2012) “STANDARD FOR FIRE PROTECTION IN WASTEWATER TREATMENT AND

COLLECTION FACILITIES”. Define áreas clasificadas.

IEC 60038 (2002) “IEC STANDARD VOLTAGES”. Define las tensiones asignadas y máximas de

los equipos de subestación.

IEC 60044 (2003) “INSTRUMENT TRANSFORMERS PART 1”. Define los transformadores de

instrumentación, tensiones máximas, precisión.

IEC 60071 (1993) “INSULATION COORDINATION PART 2 APPLICATION GUIDE”. Regula la

metodología para realizar la coordinación de aislamiento de la subestación.

IEC 60076-1 (1993) “POWER TRANSFORMERS PART 1 – DEFINITIONS, PRINCIPLES AND

RULES”. Define el desempeño de los transformadores de potencia.

IEC 60694 (2002) “COMMON SPECIFICATIONS FOR HIGH VOLTAGE SWICHGEAR”. Define el

desempeño de los equipos de alta tensión.

IEC 60685-1-2 (1994) “SHORT-CIRCUIT CURRENTS CALCULATION OF EFFECTS”. Cálculo de

corrientes de cortocircuito de subestación.

IEC 60721-3 (2002) “CLASSIFICATION OF ENVIRONMENTAL CONDITIONS, PARAMETERS AND

THEIR SEVERITIES”. Factor de corrección de aislamiento por altura y por nivel de polución,

debido a que el equipo normalizado es para uso hasta 1000 msnm.

IEEE Std 80 (2000) “GUIDE FOR SAFETY IN AC SUBSTATION GROUNDING”. Diseño de malla a

tierra, reducción de tensión de contacto y de paso.

IEEE Std 979 (1994) “GUIDE FOR SUBSTATION FIRE PROTECTION”: Sistemas contra incendio.

IEEE Std 998 (1996) “GUIDE FOR DIRECT LIGHTNING STROKE SHIELDING OF SUBSTATIONS”

Apantallamiento de instalaciones, instalación de pararrayos.

Sección 5 Eléctrica



IEEE Std 141 (1993) “RECOMMENDED PRACTICE FOR ELECTRIC POWER DISTRIBUTION FOR

INDUSTRIAL PLANTS” (IEEE Red Book). Sistema de distribución interno.

NFPA 37 “STANDARD INSTALLATION AND USE OF STATIONARY COMBUSTION ENGINES AND

GAS TURBINES”. Área clasificada en cogeneración.

NTC 2050 “CÓDIGO ELÉCTRICO COLOMBIANO”. Instalaciones eléctricas.

NFPA 70 “NATIONAL ELECTRICAL CODE (NEC)”. Instalaciones eléctricas.

Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE.

Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público RETILAP.

Normas EAB:

EAB NS-086 “INSTALACIONES INTERIORES DE BAJA TENSIÓN”

EAB NS-091 “CRITERIOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA”

EAB NS-092 “INSTALACIONES EXTERIORES DE BAJA TENSIÓN”

EAB NS-093 “CENTROS DE CONTROL DE MOTORES”

EAB NS-094 “CENTROS DE DISTRIBUCIÓN DE POTENCIA”

EAB NS-095 “DISEÑOS DE SISTEMAS INTERNOS Y AHORRADORES DE ENERGÍA”

EAB NP-025 “GRADOS DE PROTECCIÓN PARA ENCERRAMIENTO DE EQUIPOS ELÉCTRICOS”

EAB EO-705 “ILUMINACIÓN GENERAL DE USO EXTERIOR Y REDES ELÉCTRICAS ASOCIADAS”

EAB EO-706 “ESTUDIOS Y DISEÑOS DE PROYECTOS DE ILUMINACIÓN GENERAL DE USO

EXTERIOR Y REDES ELÉCTRICAS ASOCIADAS”

Normas CODENSA. Una vez se determine el nivel de tensión de alimentación de la PTAR, se

revisarán las normas del operador de red para solicitar la conexión a su sistema.

5.2 Clasificación de área La disciplina eléctrica incluye la definición de las áreas clasificadas de la PTAR y sus respectivos

planos. Estos planos no solo muestran las áreas peligrosas (explosivas), sino también otras

condiciones ambientales como zonas corrosivas, mojadas y húmedas, lo cual permite la correcta

especificación de equipos, materiales y cerramientos requeridos.

Para evitar cualquier tipo de contradicción, éstos serán los únicos planos eléctricos que identifican la

clasificación de área de todas las instalaciones del proyecto. Para su determinación al nivel preliminar

del 30%, se realiza un trabajo conjunto con las áreas de procesos y mecánica. La norma a utilizar es la

NFPA 820 “Standard for Fire Protection in Wastewater Treatment and Collection Facilities”.

Los equipos y dispositivos que tienen contactos ubicados en zonas peligrosas se instalarán

intrínsecamente seguros o a prueba de explosión; si la División es 2, dichos contactos serán sellados

herméticamente.




5.3 Análisis de carga Se preparará una valoración preliminar de las cargas de la PTAR para la planeación del sistema de

distribución de la planta, teniendo en cuenta factores de demanda definidos en conjunto con el área de

Procesos. Dependiendo de los centros de carga, se dejará un margen de reserva para uso futuro. Las

cargas principales se localizan con el fin de definir la ubicación y tamaño de subestaciones y centros

de carga. Dado que en esta etapa del proyecto no se tienen todos los datos de consumo precisos, los

valores de iluminación se basan en promedios por área y los de los motores con la asistencia del área

de Procesos. El análisis de carga se actualiza a medida que avanza el diseño.

5.4 Configuración del sistema eléctrico de la planta Para la planificación y la selección de la configuración del sistema de distribución de energía de la

planta, se siguen las directrices y los procedimientos de la IEEE 141 o Libro Rojo "Recommended

Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants" y los requisitos de la EPA-430-99-74-

001 para instalaciones de aguas residuales.

La empresa de energía eléctrica que prestará el servicio de energía a la PTAR es CODENSA. En esta

etapa del proyecto aún no es posible obtener un valor exacto de la capacidad instalada ni demandada

de la planta, aunque a partir del análisis preliminar de cargas se obtiene un valor aproximado. El

análisis de carga para este Producto parte del listado de equipos electromecánicos que se ha

presentado desde el Producto 3, el cual se ha venido depurando a medida que el proyecto ha

avanzado. Asimismo, cada vez que se obtenga información de consumo definitivo de los equipos, esta

lista se irá actualizando. En este orden de ideas, las instalaciones tendrán una demanda eléctrica

inicial preliminar de aproximadamente 4,7 MVA.

Teniendo en cuenta que para la Fase II, la PTAR estaría consumiendo 22 MVA adicionales y para la

Fase III, otros 12 MVA, y que la infraestructura se deberá diseñar teniendo en cuenta dichas

expansiones, la línea de alimentación será de 115 kV.

En consideración a la continuidad del proceso de tratamiento de las aguas residuales, a la actitud

crítica que la comunidad podría tener respecto a la interrupción del mismo y a los altos

requerimientos de confiabilidad, se estudiará la posibilidad de que la línea de alimentación de 115 kV

sea de doble circuito, cada uno con capacidad total de la planta para todas sus fases, y partirá desde la

subestación de la Estación Elevadora de Aguas Residuales Canoas EEARC, ubicada justo al lado de la

PTAR. Los planos de layout de la PTAR consideran que la subestación de la EEARC estará ubicada muy

cerca de la cámara de recibo de la PTAR, por lo tanto, dicha línea de alimentación tendrá una longitud

aproximada de 1 km. Adicional a la alimentación externa, la PTAR dispondrá de generación propia a

partir del biogás generado en el proceso de tratamiento de lodos.

Dado que la EEARC no hace parte del alcance de este proyecto y que no se tiene información sobre la

misma, se considerarán los siguientes supuestos para el diseño de la línea que alimenta la PTAR:

1. Se tendrá en cuenta una disposición típica de una subestación de 115 kV con una potencia

de 20 MVA para obtener la longitud de la línea y calcular sus parámetros.

2. La energía autogenerada que no se utilice en la PTAR podrá ser vendida a CODENSA. Para

esto, se considera un arreglo de barras en la subestación de la EEARC para que dicha

energía pase directamente al sistema de CODENSA y no a través del barraje propio de la

EEARC, el cual se entiende que será manejado por EMGESA.




5.4.1 Subestación eléctrica principal La disposición de equipos de la subestación se realizará de acuerdo a las recomendaciones del Libro

Rojo de la IEEE.

Dado el carácter agresivo del sitio en cuanto a gases y contaminación con polvo, la subestación

principal será aislada en gas SF6 (GIS – Gas Insulated Substation) tipo interior con arreglo trifásico.

Las principales ventajas de las subestaciones GIS son:

Tamaño reducido. La superficie necesaria para una subestación GIS es del 10% al 15% de la

superficie requerida para una subestación convencional

Soluciones adaptadas al cliente debido a diseño modular

Son a prueba de contaminación ambiental

Requieren menor mantenimiento (libre de mantenimiento mínimo 20 años)

Brindan una mayor seguridad para los operadores

Mayor confiabilidad por su compactación e inmunidad al medio ambiente

Mayor vida útil

Menor impacto visual

No produce radio-interferencia

Posibilidad de ensamblar las partes más importantes de la subestación antes de la salida de

fábrica. Esto permite mantener una alta calidad y reducir considerablemente el tiempo de

montaje en el lugar de instalación

Es muy fácil ampliar una GIS existente cuando se ha previsto desde el principio y se usa equipo

del mismo fabricante durante las diferentes fases (dado que no existen normas de dimensiones

y disposición de las diferentes piezas, es más difícil interconectar GIS de diferentes fabricantes)

Menor volumen de obras civiles

Tiempos de entrega reducidos

Debido a su condición blindada, las GIS son insensibles a los efectos de las factores ambientales y a la

contaminación; esta última muy evidente en el terreno donde estará ubicada la PTAR. La instalación

será interior, dado que presenta la ventaja de que es más fácil conseguir el grado de limpieza

necesario durante el montaje y los trabajos de mantenimiento.

La subestación tendrá una configuración de barraje sencillo, con dos bahías de transformador. Esto

con el fin de ofrecer protección contra fallas de modo común, lo cual aumenta la confiabilidad del

sistema.

Para mejorar la regulación de tensión en 13,2 kV, los transformadores de potencia 115/13,2 kV serán

con sistema de regulación bajo carga.




5.4.2 Sistema de distribución interno Los criterios de diseño del sistema de distribución interno tienen en cuenta aspectos como la

confiabilidad, el mantenimiento y la seguridad. La confiabilidad del sistema de distribución es de

extrema importancia para el proyecto. Una distribución eléctrica confiable se obtiene mediante el

diseño de dos fuentes de potencia independientes y protección contra fallas de modo común mediante

servicios eléctricos redundantes. Una distribución con facilidad para el mantenimiento implica que

partes del sistema se puedan sacar de servicio para llevar a cabo labores de mantenimiento de rutina

como medir resistencia de asilamiento de cables y barrajes, inspecciones y pruebas de interruptores,

etc. La seguridad se relaciona directamente con el mantenimiento. Si el personal de mantenimiento

puede mantener los equipos y realizar labores de mantenimiento preventivo, la posibilidad de fallas,

conexiones temporales y daño de equipos se reduce sustancialmente.

Lo anterior se puede lograr mediante dos arquitecturas:

Distribución radial de doble alimentación

Anillo (abierto).

Dada la gran extensión del terreno, la configuración a usar será en anillo (la capacidad máxima de cada

anillo no superará los 10 MVA). Esto limita la cantidad de cable a instalar y su infraestructura

asociada. En las subestaciones unitarias se utilizarán tableros de distribución de doble alimentación

(dual-ended).

Dado que las distancias a recorrer por el sistema de distribución interno a media tensión son grandes,

el nivel de tensión de distribución será 13,2 kV. Se utilizarán cables subterráneos XLPE instalados en

bancos de ductos de PVC Schedule 80, hasta las subestaciones unitarias. En pasos especiales, como por

ejemplo en cruces de vías, estos bancos de ductos estarán recubiertos de concreto.

5.4.3 Centro de carga y subestaciones secundarias La disposición de las subestaciones unitarias se realiza según la guía del Libro rojo de la IEEE. Debido

a los requerimientos de confiabilidad y a las grandes distancias involucradas en el sistema de

distribución, se construirán subestaciones unitarias que transformen la tensión de 13,2 kV a baja

tensión, según la aplicación (480 V, 220 V, 120 V). Para su determinación, se tendrán en cuenta los

siguientes criterios:

Subestaciones independientes por proceso o fase de proceso.

Las subestaciones se deberán ubicar lo más cerca posible a los centros de carga de los procesos.

Facilidad de acceso.

Las subestaciones no deben estar en o muy cerca de áreas clasificadas y/o de edificios de

control de olores.

Se considera mínimo una subestación por etapa de tratamiento; sin embargo, cuando las distancias de

cableado de baja tensión sobrepasen los 120 m, se incluirá una subestación adicional.

Dado que los transformadores MT/BT pueden generar un tiempo de inactividad prolongado debido a

fallas, se tendrá en cuenta una redundancia parcial (que permita un funcionamiento “rebajado”) o

total (que permita el funcionamiento normal) en estas subestaciones. Esto se logra mediante tableros




de distribución de media y baja tensión divididos en dos mitades enlazadas con tie breaker, y un

suministro dual, es decir, alimentados por dos (o más) transformadores MT/BT de igual potencia

(preferiblemente). Los transformadores tendrán la capacidad total de ambas “mitades” del barraje.

La distribución en baja tensión se realizará con cables XHHW en bancos de ductos de PVC Schedule 40.

En el caso de los edificios, los ductos visibles serán de acero rígido galvanizado recubierto en PVC,

acero rígido galvanizado y EMT en áreas corrosivas (químicas), no corrosivas y administrativas,

respectivamente.

5.4.4 Generación de energía El biogás generado en el proceso de digestión de los lodos se utilizará para la generación de energía

eléctrica. La energía autogenerada alcanza para cubrir la demanda total de la planta en esta primera

Fase, y el saldo podrá ser vendido al operador de red. La PTAR tendrá un sistema de generación

compuesto por tres motogeneradores de 3,02 MW (dos en servicio y uno de respaldo), conectados al

anillo del sistema de distribución a 13,2 kV.

La generación interna de la PTAR se considerará como alimentación principal exclusiva para la planta,

y la línea de alimentación a 115 kV sería el respaldo, bajo condiciones normales. Existirá un sistema de

sincronismo para alimentación simultánea.

5.4.5 Sistema de puesta a tierra Los sistemas de puesta a tierra se planificarán cuidadosamente con base en el RETIE y las normas

IEEE Std 80-2000 “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding” e IEEE 142 “Recomended

Practices for Groundig of Industrial and Comercial Power Systems”.

El diseño de la malla a tierra toma como base el valor de la resistividad del terreno medida como parte

de los estudios de campo del Producto VII. Se construirán mallas en todas las subestaciones de la

planta, y todas ellas estarán interconectadas según lo indica la norma.

La resistencia de puesta a tierra deberá ser menor a 5 Ohm.

5.4.6 Sistema de apantallamiento y de protección contra sobretensiones Se instalarán dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS), para reducir los efectos

destructivos de los transitorios eléctricos tanto de origen externo como interno. Los DPS se instalarán

en las fases a la entrada de los tableros de 480V, en los tableros de iluminación, VDF´s y CCM´s. Se

especificará la norma UL1449.

El sistema de protección contra descargas atmosféricas se diseñará basado en el RETIE y la norma

NFPA 780, mediante el modelo electro-geométrico.

5.4.7 Sistemas de iluminación El sistema de iluminación se diseñará con base en el RETIE, la IESNA y las normas de la EAB.

Para optimizar el uso de la energía, se especificarán fuentes luminosas de alta eficiencia (fluorescentes

en interiores, y alta intensidad de descarga en exteriores y/o en áreas interiores técnicas) y sensores

de presencia para el control de las luminarias en las diferentes áreas de oficina y de procesos.

En la parte externa de las puertas de egreso e ingreso de todos los edificios se instalará iluminación de

emergencia para exteriores. La iluminación de emergencia exterior e interior, las señales de salida, etc,




estarán provistas de baterías con un respaldo de 1,5 horas. Las señales de salida serán tipo LED

alimentadas por un circuito dedicado. Las luminarias instaladas a más de 5 m podrán ser lámparas de

haluro metálico, mientras que las instaladas en áreas pequeñas o a menos de 5 m serán fluorescentes,

ya sea de superficie o colgantes. En áreas clasificadas se usarán luminarias aprobadas según la

clasificación, con protección de alto impacto y bombillo de sodio o fluorescente, según el caso. La

iluminación exterior y de áreas será controlada por una combinación de fotoceldas y circuitos

temporizados.

El RETIE y el RETILAP establecen los niveles de iluminación presentados en la Tabla 5-1 para algunos

de los tipos de áreas aplicables al proyecto, donde el valor medio debe ser el objetivo de diseño, y el

valor mínimo el requisito exigible.

Tabla 5-1 Niveles de iluminación aplicados al proyecto Canoas, según RETIE

Tipo de recinto y actividad / Oficinas Nivel de iluminancia (Lx)

Mín. Medio Máx.

Oficinas de tipo general, mecanografía y computación 300 500 750

Oficinas abiertas 500 750 1.000

Oficinas de dibujo 500 750 1.000

Salas de conferencia 300 500 750

Áreas de circulación 50 100 150

Escaleras 100 150 200

Almacenes 100 150 200

Procesos automáticos 50 100 150

Para áreas exteriores, como es el caso de calzadas y andenes, los niveles de iluminación a utilizar son

10 y 50 Luxes, respectivamente.

5.4.8 Motores Todos los motores serán de alta eficiencia y de inducción jaula de ardilla. Los motores que requieren

cambio de velocidad según su aplicación en el proceso o que manejan cargas de torque variable,

tendrán arranque mediante variadores de frecuencia (VDF). Esto es importante en aras de la eficiencia

energética. Estos motores serán tipo Inverter Duty. El resto de motores tendrá arranque directo

(motores menores de 100 hp) y a tensión reducida (motores mayores o iguales a 100 hp).

Los motores deberán tener fácil acceso para operación y mantenimiento. Tendrán un factor de

servicio de 1,15, y deberán estar totalmente cerrados, con ventilación forzada, para trabajo pesado, y

para aplicaciones en exteriores o interiores.

5.4.9 Centros de Control de Motores (CCM) Los CCM serán de 480V, trifásicos, 3 hilos, 60Hz y con una capacidad de cortocircuito mínima de

42.000 A. Serán inteligentes, es decir, se podrán conectar a alguna red, con equipos que incluyen lógica

para protecciones, gestión de energía (submetering), gestión de fallas, etc.Incluyen una variedad de

componentes dependiendo de la función de cada centro de control de motores. Estos componentes

incluyen:

Arrancadores de motores con bobinas de 120V




Interruptores

Relés temporizadores

Relés de sobrecarga

Transformadores de control

Estaciones de control

Luces indicadoras

Medidores de tiempo transcurrido

Voltímetros

Transformadores de medida

Protección contra sobretensiones

Relés de control

Placa de características

Las cargas críticas del mismo tipo y que cumplen la misma función se repartirán lo más

uniformemente posible entre al menos dos CCMs o un CCM de doble alimentación. Las cargas no

críticas se dividirán de la misma forma, donde sea práctico.

Los CCM incluirán equipos para la corrección del factor de potencia. Si existen variadores de velocidad

en el CCM, éstos se especificarán compensados, de lo contrario se deberán instalar bancos de

condensadores desintonizados para evitar la resonancia por armónicos.

5.4.10 Selección de los Voltajes de Baja Tensión Se utilizarán las siguientes tensiones de distribución:

480Y/277V, estrella, sólidamente aterrizado, 3 fases, 4 hilos

208Y/120V, estrella, sólidamente aterrizado, 3 fases, 4 hilos

120/240V, estrella, sólidamente aterrizado, 1 fase

La Tabla 5-2 muestra las tensiones de utilización seleccionadas para los equipos.

Tabla 5-2 Tensiones de utilización

Servicio Tensión

Sistema de fuerza en baja tensión 480V, trifásico, 3 hilos

Iluminación interior 120V, monofásico

Iluminación exterior 120V o 277V monofásico

Tomacorrientes 208/120, monofásico

Motores mayores que ¾ HP 480V, trifásico

Motores menores que ¾ HP 120V, monofásico

Sistemas de control y protección de motores 120V, monofásico




5.4.11 Regulación de tensión Se llevarán a cabo cálculos de caída de tensión de estado estable en circuitos o alimentadores de gran

longitud y altamente cargados. En circuitos de motores, los cálculos se realizarán teniendo en cuenta

un factor de potencia de 0,85. La caída de tensión total, contada desde el secundario del transformador

hasta el punto de utilización, no excederá los siguientes valores:

Iluminación: 3%

Motores: 5%

Tomacorrientes: 4%

Calentadores eléctricos: 4%

La caída de tensión en un alimentador no será mayor al 2%, y en un circuito ramal no excederá el 3%.

La caída de tensión en el arranque de motores no excederá el 20%.

5.4.12 Estudios Con el fin de verificar el desempeño del sistema bajo distintas condiciones de operación, se llevarán a

cabo estudios de sistemas de potencia por medio de software, al sistema de distribución interno de la

planta, cuando ya se cuente con los datos requeridos. Se realizarán los siguientes estudios:

5.4.12.1 Estudio de flujo de carga

Uno de los estudios con los que se determinan las condiciones operativas de un sistema eléctrico es el

estudio de flujo de carga. Mediante éste se determinan los perfiles de tensión en las principales barras

del sistema bajo análisis, los flujos de potencia activa y reactiva por los cables, líneas y

transformadores de la red, su porcentaje de carga y las pérdidas a través de los diferentes

componentes del sistema.

5.4.12.2 Estudio de cortocircuito

El estudio de cortocircuito se realizará según las normas ANSI C37.010 y C37.13. El objetivo de este

estudio es calcular el valor máximo de la corriente que circula por los distintos elementos del sistema

cuando se presenta una falla. Esto permite determinar el valor de la corriente que debe interrumpirse

y conocer el esfuerzo al que son sometidos los equipos durante el tiempo transcurrido desde que se

presenta la falla hasta que se interrumpe la circulación de la corriente. Los resultados de este análisis

se utilizan para determinar las capacidades interruptivas de los elementos de protección como

interruptores, fusibles, etc, así como realizar la coordinación de los dispositivos de protección contra

las corrientes de cortocircuito, calcular las mallas de puesta a tierra, etc.

5.4.12.3 Estudio de coordinación de protecciones

El análisis de coordinación de protecciones se realiza con el fin de definir los ajustes de los elementos

de protección del sistema de distribución e interrumpir en el menor tiempo posible la alimentación a

elementos con fallas internas, para evitar así el daño a elementos por los cuales circula corriente de

corto circuito.

Con los resultados de los estudios de cortocircuito se elabora un programa de coordinación de

protecciones que incluye todos los relés del sistema y todos los equipos que intervienen, desde el

interruptor de más capacidad en alta tensión hasta el último fusible o MCB en baja tensión.




5.4.12.4 Estudio de arc flash

El análisis de arc flash se realiza con el fin de proteger al personal de la posibilidad de ser alcanzado

por un arco eléctrico. Mediante los resultados de este estudio se logra identificar el nivel de energía

incidente al cual está expuesto el trabajador, asignar distancias de trabajo, definir los límites de

protección contra el arco eléctrico y el equipo de protección personal requerido. La información de

seguridad se imprime en una etiqueta de material adecuado que se pega en cada tablero eléctrico.

Las etiquetas del estudio de arco eléctrico se instalan después de que el equipo haya sido energizado y

se hayan realizado los cambios, actualizaciones o modificaciones para asegurar que la rotulación en

campo sea precisa.

5.4.12.5 Estudio de armónicos

Dado que el factor de potencia se deberá mantener entre 0,9 y 0,95, se instalarán condensadores para

la corrección del mismo. Teniendo en cuenta que la mayoría de los motores estarán alimentados por

VDFs, se deberá llevar a cabo un estudio de harmónicos del sistema de distribución de la PTAR. Este

análisis se lleva a cabo para conocer la distorsión harmónica total y para determinar el equipo de

corrección de factor de potencia más adecuado y su mejor ubicación dentro del sistema de

distribución. Adicionalmente analiza el efecto de los armónicos producidos por las cargas no lineales

en los condensadores de corrección del factor de potencia y asegura la mejor configuración para evitar

la resonancia.

Si se determina que se requieren bancos de condensadores en barrajes que tengan VDFs, estos bancos

tendrán filtro de sintonización.

5.4.13 Varios Las áreas, la clasificación de equipos y los gabinetes NEMA serán de la siguiente manera:

NEMA 1 para zonas secas que no pertenezcan al proceso, y sobre el nivel del terreno

NEMA 12 para lugares con polvo

NEMA 4 para exteriores y cuartos por debajo del nivel del terreno

NEMA 4X para sitios húmedos o mojados sujetos a corrosión, en áreas de proceso interiores o

exteriores

NEMA 6P para aplicaciones sumergibles

NEMA 7 para áreas clasificadas y peligrosas según el NEC. La clase, la división y el grupo se

determinarán durante el diseño detallado



Sección 6

Instrumentación y control

Esta sección presenta una guía general de diseño para el sistema de instrumentación y control (I&C)

de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) Canoas. El propósito de estas guías es

proporcionar herramientas generales, que sirvan para alinear el diseño con el fin de proporcionar

uniformidad, evitar errores y rediseños y brindar consistencia con base en los estándares de diseño.

6.1 Referencias 6.1.1 Terminología La terminología y las abreviaturas utilizadas en esta sección, se describen a continuación en la Tabla

6-1.

Tabla 6-1 Términos y abreviaturas

Término o abreviatura Descripción

Sistemas empaquetados de fábrica Unidades de proceso suministrados por el proveedor, que contienen todos los elementos necesarios para su funcionamiento y control

CPU Unidad central de procesamiento

DC Corriente directa

HMI Interfaz hombre máquina

ISA International society of automation (Sociedad internacional de automatización)

I&C Instrumentación y control

NEMA National electrical manufacturers association (Asociación nacional de fabricantes nacionales)

NFPA National Fire Protection Agency (Agencia nacional de protección contra incendios)

NTC Norma técnica colombiana

PTAR Planta de tratamiento de aguas residuales

P&ID Plano de procesos (o tubería) e instrumentación

RIO Dispositivo remoto de entrada/salida

RTD Detector de temperatura resistivo

SMCP Sistema de monitoreo y control de la planta

UL Underwriters Laboratories

UPS Unidad ininterrumpida de alimentación

Sección 6 Instrumentación y control



6.1.2 Códigos y estándares Las siguientes normas y estándares deberán ser tenidas en cuenta durante el diseño de toda la

automatización, instrumentación y control de procesos en la PTAR Canoas.

6.1.2.1 Normas internacionales

ISA - International Society of Automation (Asociación internacional de automatización)

ISA S5.1 - Instrumentation Symbols and Identification (Símbolos e identificación de

instrumentación)

ISA S5.2 - Binary Logic Diagrams for Process Operations (Diagramas lógicos binarios para

operaciones de proceso)

ISA S5.3 - Graphic Symbols for Distributed Control/Shared Display Instrumentation Logic and

Computer Systems (Símbolos gráficos para lógica de instrumentación y sistemas informáticos

de control distribuido/pantalla compartida)

ISA S5.4 - Instrument Loop Diagrams (Diagramas de lazo de instrumentación)

ISA S5.5 – Graphic Symbols for Process Displays (Símbolos gráficos para pantallas de proceso)

ISA S20 - Specification Forms for Process Measurement and Control Instruments, Primary

Elements and Control Valves (Formularios de especificaciones para instrumentos de medición y

control de proceso, elementos primarios y válvulas de regulación)

ISA RP60.3 - Human Engineering for Control Centers (Ingeniería humana para centros de

control)

ISA RP60.6, Nameplates, Labels, and Tags for Control Centers (Placas de identificación, rótulos y

etiquetas para centros de control)

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) (Instituto de Ingenieros Eléctricos y

Electrónicos)

National Electrical Manufacturers Association (NEMA) (Asociación Nacional de Fabricantes

Eléctricos)

National Fire Protection Agency (NFPA) (Agencia Nacional de Protección Contra Incendios)

NFPA 70 - National Electrical Code (NEC) (Código Eléctrico Nacional)

UL 508 – Industrial Control Equipment (Equipos de Control Industrial)

6.1.2.2 Normas nacionales

RAS 2000 – Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico

NTC 2050 – Norma técnica Colombiana 2050 – Código eléctrico Colombiano

NTC 839 - Definiciones y clasificación de medidores de agua

NTC 1063 - Medición de agua en conductos cerrados




NTC 1483 - Detectores de incendio. Clasificación.

NTC 3933 - Agua. Método estándar para medición del flujo de agua en canal abierto, con

canaletas Parshall.

NTC 3945 - Agua. Método estándar para medición del flujo en canal abierto mediante elementos

rotativos molinetes.

NTC 4705 - Agua. Determinación del oxígeno disuelto.

NTC 4707 - Calidad del Agua. Determinación de la turbiedad. Método Nefelométrico.

NP-051 - Requisitos de los instrumentos para medición de nivel

NP-054 - Requisitos de los instrumentos para medición de pH

NP-062 - Medidores electromagnéticos de flujo

NP-070 - Instrumentos para medición de volumen: suministro, requisitos mínimos de

calibración y verificación metrológica

NP-071 - Instrumentos para medición de temperatura. Suministro, requisitos mínimos de

calibración y verificación metrológica

NP-072 - Instrumentos para medición de presión. Suministro, calibración y verificación

metrológica

NP-073 - Equipo para medición de parámetros meteorológicos: Suministro, calibración y

verificación metrológica

NT-004 - Equipos de instrumentación electrónica. Terminología

6.2 Requerimientos generales del sistema 6.2.1 Sistema de monitoreo y control (SMCP) de la PTAR Canoas El diseño del sistema de I&C deberá enfocarse principalmente en que la PTAR se pueda operar de

manera automática, de forma tal que se puedan monitorear y almacenar permanentemente los datos

de operación, y proveer los mecanismos necesarios para anunciar de manera inmediata las

condiciones de autenticación de usuarios, alarmas, eventos o acciones de operación.

En términos generales, el diseño debe:

Proporcionar un SMCP que consista de un controlador en el cuarto de control principal de la

planta, el cual provea monitoreo y control para el sistema de tratamiento

Proporcionar control lógico/secuencial de los equipos discretos

Proporcionar tendencias de datos históricos (recolección, almacenamiento, recuperación y

despliegue)

Registrar eventos importantes y todas las acciones de los operadores




Mantener la seguridad del personal y los equipos

Generar alarmas y registrar anomalías, y tomar acciones correctivas

6.2.2 Sistemas empaquetados de fábrica Los sistemas empaquetados de fábrica que serán parte del diseño, deben estar pensados de manera tal

que se puedan integrar de la mejor manera posible al sistema de control de la planta, cumpliendo, en

la medida de lo posible, con lo siguiente:

Los controladores de los sistemas empaquetados de fábrica deberán ser diseñados e integrados

vía Ethernet al SMCP y ser compatibles con el protocolo de comunicación seleccionado para la

red de control

En lo posible, los controladores de los sistemas empaquetados de fábrica deben ser de la misma

marca y clase que los utilizados a lo largo del sistema SMCP de la planta; en caso de no ser así, se

deben proveer los mecanismo de integración necesarios, que estén basados en protocolos

abiertos con el fin de proporcionar acceso a las bases de datos interna de los controladores de

estos sistemas empaquetados de fábrica.

Los proveedores deberán estar informados acerca de los estándares y requerimientos de

programación y desarrollo de gráficas/pantallas de la planta para lograr uniformidad a través

de la misma. Las especificaciones técnicas deben reflejar este requerimiento

A menos de que se indique lo contrario, el diseño deberá contemplar el monitoreo de todos los

datos de proceso del sistema empaquetado de fábrica

Todos los sistemas empaquetados de fábrica deberán tener la posibilidad de ser controlados de

manera remota por medio del SMCP

Deberá definirse para casa caso en específico las necesidades control remoto del sistema

empaquetado de fábrica, ya sea un control completo o un control limitado:

- Control completo quiere decir que todas las características del sistema (incluyendo las

entradas de los valores de consigna) estarán disponibles desde y hasta el SMCP; típicamente

esto es algo idéntico a lo que se tiene en la estación de interface local para operadores del

sistema empaquetado de fábrica.

- Control limitado se refiere al monitoreo de todas las variables y datos relacionados con el

sistema empaquetado de fábrica y al control de un subconjunto de funciones disponibles en

el HMI del cuarto de control (por ejemplo arranque y parada de algún equipo de proceso).




6.3 Entregables Los entregables para este proyecto se describen en los siguientes numerales.

6.3.1 Planos Los planos serán preparados de manera lógica, siguiendo de manera ordenada el flujo del proceso. Lo

anterior siempre que sea práctico y no interfiera con otros intereses del diseño.

6.3.1.1 Planos de leyendas

Los planos de leyendas definen toda la simbología, nomenclatura, equipos y tipos de línea que se

muestran en los planos de instrumentación y control.

Los planos de leyendas I&C deben tomar como base la simbología estándar ISA, y adaptarla a las

necesidades de la PTAR Canoas. Todos los símbolos y abreviaturas que aparezcan en los planos de

I&C, deberán aparecer en este plano.

6.3.1.2 Planos del sistema de control – Arquitectura de control

Para el sistema de control de la planta, se deben preparar planos de arquitectura de control que

localicen y muestren los equipos principales del sistema. Como mínimo, estos planos deben mostrar

los componentes de red principales (por ejemplo, páneles de comunicación, sistemas UPS, medio de

comunicación), todos los páneles que tengan controladores conectados a la red del SMCP, y las

interfaces de operador como computadores e impresoras. Todas las abreviaciones y simbología

utilizada en estos planos deben aparecer en los planos de leyendas.

6.3.1.3 Planos de proceso e instrumentación (P&IDs)

De manera general, los P&IDs muestran todos los equipos mecánicos principales y la instrumentación

para el proceso. Para la elaboración de estos planos, se requieren básicamente dos entradas:

Unidades de proceso de la planta bien definidas

Sistema de codificación de lazos e instrumentos (ver numeral 6.8)

Los P&IDs deberán ser elaborados para todas las unidades de proceso. En esto planos, el flujo de

proceso debe ser de izquierda a derecha, y todos los equipos de proceso principales deben ser

mostrados. Se podrán usar unidades “típicas” para unidades de proceso que son idénticas; en estos

casos la información correspondiente a equipos y números de lazo, se mostrarán de manera tabular.

Como mínimo, los P&IDs terminados al 100% deberán mostrar la siguiente información:

Equipos de proceso

Tubería de proceso principal

Tubería de proceso auxiliar

Instrumentos

Elementos finales de control

Designación de lazos




Conexiones y referencias a otros proceso y a hojas de otros planos

6.3.1.4 Detalles estándar de instalación y montaje

Los detalles de instalación muestran los requerimientos físicos para cada instalación, de manera que

el instrumento pueda ser montado correctamente por el contratista constructor. Estos planos, de

ninguna manera, reemplazarán a los detalles de instalación de los fabricantes, pero si darán una guía

al contratista de los requerimientos de montaje específicos del diseño.

Se deberán desarrollar planos típicos de montaje e instalación para los componentes del sistema de

I&C que lo requieran. Estos planos se deben usar por el contratista constructor siempre que las

condiciones del sitio así lo permitan, con el fin de mantener la calidad y consistencia en los montajes.

Estos detalles deben tener la información suficiente para evitar confusiones y prevenir que los

instrumentos de campo se monten, instalen o utilicen de manera inapropiada.

Los detalles de I&C deberán ser agrupados de la siguiente manera:

Dispositivos analíticos: Para garantizar que la muestra requerida sea representativa, el detalle

debe incluir el punto de toma y la tubería de muestreo, e incluir la bomba de muestreo cuando

se requiera

Instrumentos de flujo

Instrumentos de nivel

Instrumentos de presión

Instrumentos de temperatura

Componentes misceláneos de I&C

6.3.1.5 Layout de cuartos de control

Se deberá entregar un layout de todos los cuartos de control, cuartos de equipos eléctricos y otras

áreas donde se deban instalar páneles de I&C, estaciones de trabajo, dispositivos de red y equipos

asociados. Estos planos deben ser coordinados con otras disciplinas como la eléctrica, HVAC,

estructural y arquitectónica.

6.3.2 Especificaciones técnicas Las especificaciones técnicas describen los requerimientos técnicos del proyecto, y deben ser

desarrolladas como complemento a la información contenida en los planos. En general, las

especificaciones técnicas definen los requerimientos de los componentes que deben ser suministrados

por el contratista constructor, con base en las necesidades específicas del proyecto.

6.3.3 Listado de especificaciones técnicas Se entregará el listado de especificaciones técnicas de los equipos y componentes del sistema de I&C

que harán parte del sistema para la PTAR Canoas, previo a la entrega de las especificaciones técnicas

mencionadas en el numeral anterior.

Entre el contenido más relevante de las especificaciones técnicas se destaca lo siguiente (no se debe

limitar a esto):




Hardware y software del sistema de Control, y hardware del sistema informático

Dispositivos generales e instrumentos de campo

Pruebas de demostración, funcionamiento y aceptación

Capacitaciones

Sistemas empaquetados de fábrica

6.3.4 Listado de instrumentos El listado de instrumentos de la planta debe servir como soporte para las estimaciones del proyecto,

así como para mostrar características e información básica de cada instrumento dentro de la planta. El

listado de instrumentos debe basarse en la información contenida en los P&IDs.

6.3.5 Metodología de control de procesos Se deberán entregar descripciones narrativas de cada proceso y lazo de control de la planta. Esta

narrativa deberá ser una descripción concisa y de fácil seguimiento de la secuencia de control, el

algoritmo y de las interfaces con otros lazos y equipos.

6.4 Consideraciones del sistema de I&C 6.4.1 Redundancia y confiabilidad Un criterio de diseño importante para la correcta operación de la PTAR, es el de la operación continua

para operar y mantener los límites de calidad del agua bajo condiciones atípicas o adversas. La planta

también debe tener la capacidad de continuar con el tratamiento durante mantenimientos y tiempos

de parada programados.

El sistema de I&C debe ser diseñado de tal manera que ninguna falla de algún componente del sistema

pueda resultar en la interrupción o pérdida de control, de acuerdo con las recomendación del boletín

técnico EPA-430-99-74-001, en su sección 241. Lo anterior no quiere decir que todos los componentes

del sistema de control deban ser provistos con unidades redundantes. La redundancia únicamente es

necesaria para elementos críticos del sistema, incluyendo:

Sistema de monitoreo y control principal de la planta

Comunicaciones de red

Estaciones de trabajo en el cuarto de control principal

Algunos criterios básicos para tener en cuenta:

Los componentes redundantes deben ser alimentados desde fuentes de alimentación

ininterrumpidas separadas.

Proporcionar interruptores de nivel de respaldo de alarmas digitales (Alta y Baja) para

mediciones de nivel análogos, proveer interruptores de nivel de raspado para las mediciones de

nivel ultrasónicas y en todos los casos donde se considere necesario para respaldar una posible

falla del medidor.




Se debe considerar, donde sea práctico, que los elementos de proceso redundantes sean

manejados desde módulos o racks de I/O separados. Por ejemplo:

- En un caso donde hayan 4 bombas (2 en servicio y 2 de respaldo), el contratista constructor

deberá conectar las señales digitales de las 2 bombas en servicio a un módulo I/O y las 2

bombas de respaldo a otro módulo I/O independiente.

6.4.2 Protección de equipos y seguridad del personal Excepto para aquellos dispositivos requeridos para protección, toda la lógica debe ser ejecutada por el

Controlador y no por los dispositivos cableados en los arrancadores de los equipos.

Solo aquellos dispositivos protectores que son requeridos para la protección de equipos o para la

seguridad del personal, deberán ser cableados directamente a los dispositivos

sensores/monitoreados, al controlador específico de los equipos o arrancadores, y no depender del

sistema de control de la planta. La mayoría de los enclavamientos deberán proporcionados a través

del sistema de control de la planta y no cableados directamente a los arrancadores individuales y no

deberá existir duplicidad en los enclavamientos cableados del sistema de control de la planta.

Donde se requieran enclavamientos cableados se debe considerar lo siguiente:

Los enclavamientos deben ser operativos en todos los modos de control, incluyendo el modo

local (incluye el local manual) y remoto, a menos que se especifique o requiera lo contrario en

algún otro documento del contrato

Se debe proporcionar salidas de contacto directamente desde el dispositivo sensor, sin

interponer relevos, cuando esto factible

Los instrumentos de protección deben ser del tipo reinicio automático, pero los enclavamientos

deben quedar asegurados (enclavados) hasta que se realice el reinicio manual de éste

Se debe proporcionar un reinicio manual en equipo enclavado

Se deben proporcionar luces indicadoras en el controlador del equipo, que indiquen qué causó

la falla

6.4.3 Reservas, repuestos y capacidades futuras 6.4.3.1 Capacidad de reserva instalada

Se debe proporcionar un mínimo de 20% de reserva para los componentes instalados del sistema. La

siguiente es una lista de algunos componentes que requieren capacidad de reserva:

Puntos de I/O de controladores

Ranuras de controladores

Bloques de terminales

Fuentes de alimentación

Espacio en páneles de control

Unidades de disco de computadores




Conductores, fibras y cables

6.4.3.2 Componentes de repuesto/reserva (no instalados)

Típicamente se deberá considerar un 20% de reserva de los componentes y elementos listados a

continuación. Se debe proveer al menos una reserva para cada uno de los componentes listados. El

siguiente es un listado de componentes de I&C que requieren unidades de repuesto/reserva:

Supresores de sobretensiones

Dispositivos principales de red

Conmutadores Ethernet

Páneles de conexión (patch panels)

Componentes principales de controladores

Módulos de comunicación óptica

Unidades de interface de operadores (una de cada tipo)

Módulos de I/O remotos

Fuentes de alimentación de chasís

CPUs de los controladores (una de cada tipo)

Módulos de comunicación serial

Fuentes de alimentación ininterrumpida (UPSs)

Instrumentos de proceso

Instrumentación analítica

Consumibles para calibración y mantenimiento

6.4.4 Señales discretas y análogas Con el objetivo de que las señales del sistema cumplan con los estándares industriales, las señales de

entrada/salida (E/S) deberán cumplir con los siguientes criterios básicos:

Entradas digitales/discretas: Los equipos en campo deberán ser alimentados de la misma

fuente del controlador. Los módulos de entradas digitales, sin embargo, deberán ser capaces de

recibir señales de entrada aisladas, en caso que se requieran fuentes de alimentación externas

Salidas digitales/discretas: Las salidas digitales del controlador deben ser aisladas de forma

individual

Entradas análogas: Las entradas análogas del controlador deberán ser 4-20 mA @ 24 VDC. Las

entradas análogas deberán ser aisladas individualmente, permitiendo la conexión de

transmisores a 2 hilos alimentados de fuentes DC independientes en el tablero del controlador




como también la conexión de transmisores a 4 hilos alimentados desde la fuente 120VAC

regulada del tablero

Salidas Análogas: Las salidas análogas del Controlador deberán ser 4-20 mA @ 24VDC

alimentadas desde el controlador

6.4.5 Diseño de red Se debe considerar el uso de redes industriales Ethernet para el diseño de la red de automatización de

la PTAR Canoas, formado principalmente por un anillo de fibra óptica redundante.

6.4.6 Cables y conductores para instrumentación y control 6.4.6.1 Cable de fibra óptica

El cable de fibra óptica será utilizado para toda la conexión de red de la PTAR Canoas, teniendo en

cuenta las siguientes consideraciones:

La conexión entre edificios físicamente separados deberá ser por medio de cable de fibra óptica

La conexión entre áreas de proceso dentro del mismo edificio deberá ser por fibra óptica,

excepto si la distancia entre las áreas de proceso es menor a 90m y se provee una puesta a

tierra equipotencial entre las áreas

En general, siempre se debe usar cable de fibra óptica para la conexión de la red de la PTAR Canoas:

Cuando la distancia exceda los 100m

Cuando exista posibilidad de que el sistema tenga diferentes tierras

Cuando haya riesgo en cuanto a el aislamiento eléctrico o la inmunidad contra el ruido eléctrico.

Todos los cables de fibra óptica (incluyendo las reservas) deben tener terminación en un panel de

conexión de fibra óptica. Todos los pánales de conexión en interiores tener cerramientos NEMA 12, y

para aquellos en exteriores, los cerramientos deben ser NEMA 4X.

6.4.6.2 Cable de cobre de pares trenzados

Se deberá usar cable de cobre de pares trenzados no apantallados (UTP) para aquellas aplicaciones de

red donde el uso de cable de cobre sea posible (por distancia, tierras, inmunidad electromagnética).

De acuerdo con lo anterior, el cable de cobre de par trenzado se usará siempre dentro de los gabinetes

de comunicaciones, y generalmente para la conexión de red dentro de los edificios.

6.4.6.3 Cable apantallado trenzado

Para el cableado de señales análoga, se deberá usar cable de par o triada trenzada apantallada,

siguiendo las mejores prácticas de cableado contra interferencias electromagnéticas (EMI).

6.4.6.4 Cable multi-conductor

Para todo el cableado de señales discretas, se debe usar cable multi-conductor en lugar de cables

individuales, ya que se facilita su identificación por colores y así mismo se facilita el etiquetado de

éstos.




6.4.7 Paneles de control Algunas características principales de los paneles de control que se deben tener en cuenta par asu

diseño, incluyen lo siguiente:

Cada panel deberá incluir una bandeja plegable de acero inoxidable para ubicar computadores

portátiles y/o equipos de prueba temporalmente

Se deberá incluir iluminación y tomacorrientes dentro de los paneles de control. Los

tomacorrientes deberán estar ubicados relativamente cerca a la bandeja plegable para facilitar

el acceso

Se instalarán equipos de calefacción y/o aire acondicionado donde sea necesario.

La alimentación de 120VAC no regulada y 120VAC regulada (de UPS) deberán llegar a borneras

de conexión claramente rotuladas como L1, N1 y G, para después ser distribuida dentro del

panel de control

La alimentación de 24VDC deberá ser distribuida mediante fuentes redundantes de

alimentación dentro del panel de control

Los sistemas de potencia y de control deberán ser diseñados de forma tal que se mantenga una

separación física entre 120VAC y niveles de voltaje bajos dentro de los paneles de control

El cableado dentro de cada panel se hará dentro de canaletas plásticas. Cada conductor dentro

de los paneles deberá tener un número/código de identificación único y no removible

Los colores y el tipo de cables dentro de los paneles de control deberán ser los mismos para

todos los paneles, de acuerdo con los estándares del Cliente, o estándares coordinados con el

mismo.

Los gabinetes de cada panel deberán ser diseñados de acuerdo con la clasificación del área de

instalación. En todas las áreas corrosivas se deben utilizar cajas y gabinetes NEMA 4X de acero

inoxidable o fibra de vidrio; para gabinetes y cajas destinadas a instalarse en áreas donde haya

exposición a químicos, se debe verificar la compatibilidad del material y seleccionar el material que

provea mejor protección contra la corrosión presente. En el resto de las áreas se deberán usar cajas y

gabinetes NEMA 12, y los gabinetes para exteriores serán NEMA 3R, aptos para la intemperie. Los

paneles de las áreas de proceso principales serán instalados en el piso y los demás paneles podrán ser

instalados sobre pared.

6.5 Software del SMCP de la planta 6.5.1 Interfaz hombre máquina (HMI) El software de interface con el operador de la planta (HMI por su sigla en inglés), deberá proporcionar

una plataforma que permita el control y monitoreo interactivo de la planta, manejo y anunciación de

alarmas, registro y tendencia de eventos y de variables de proceso, y la generación de reportes. El

control y la lógica de proceso deben ser manejados por los controladores de la planta y no por el

software de interface con el operador HMI.

Las funciones del software HMI se pueden dividir en 3 partes fundamentales descritas en los

siguientes numerales.




6.5.1.1 Monitoreo de procesos

Escaneo, recolección y despliegue de variables discretas y análogas en las pantallas de la PTAR

Presentación y organización de datos en pantallas para facilitar el monitoreo y control

Organización de las pantallas para facilitar las tareas de operación

6.5.1.2 Control de procesos

Mantenimiento y aceptación de las entradas y los comandos del operador en las pantallas

gráficas

Prever que los cambios de parámetros de control y punto de consigna sean de fácil realización

para el operador

Integración de las funciones de entrada del operador en las pantallas gráficas de proceso para

facilitar el monitoreo y control

Registro de las acciones del operador, incluyendo el tipo de acción realizada, la fecha y hora, y la

identificación del operador.

6.5.1.3 Manejo de alarmas y anunciación a operadores

Anunciación de condiciones anormales y cambios en los estados de alarma (ocurrencia,

reconocimiento, borrado y reinicio), como también algunos otros eventos designados.

Anunciación de alarmas en las pantallas gráficas activas, y mantenimiento de un resumen de las

alarmas activas que no hayan sido reconocidas, borradas o reiniciadas.

Uso de colores para resaltar los estados de las alarmas tanto en las pantallas gráficas como en

las pantallas de resumen

Jerarquización de alarmas por proceso o área y resumen de alarma general o estado por área o

proceso

6.6 Jerarquía de control La PTAR Canoas deberá contar con una jerarquía de control redundante que cuente con niveles de

tales que permitan un control tanto de forma remota desde el SMCP, como también de forma local por

medio de los tableros y dispositivos en campo. El SMCP deberá ofrecer la posibilidad de operación

remota-manual y completamente automática (remota-automática) sobre los equipos de la planta, y

deberá ser capaz de generar y descargar comandos y ajustes a los sistemas de control. Estos comandos

activarán algoritmos de control pre-programados en la lógica del controlador. El último nivel en la

jerarquía de control, deberá consistir en el control manual del equipo por medio de pulsadores,

botones, interruptores, o paneles de control locales. Este último nivel permitirá que el personal de

operaciones de la planta pueda controlar el proceso específico sin la necesidad de equipos externos de

control adicionales. De manera general, cada nivel de control proporcionará progresivamente más

automatización de los procesos.

El sistema de control de la planta deberá ser diseñado para proveer control automático de los proceso

de la misma. Al mismo tiempo, el sistema de control de la planta contará con tres componentes

principales: paneles de control local cercanos a cada equipo, un controlador por cada área de proceso




(como mínimo), y un SMCP con estaciones de trabajo para operadores permitiendo la interacción de

los operadores con los procesos de la planta para su control y monitoreo remoto. Algunas de las

estaciones de trabajo para operadores estarán localizadas en el cuarto de control y otras estarán

localizadas estratégicamente alrededor de la planta.

El SMCP deberá estar totalmente automatizado tal que permita la operación del mismo en cada una de

las etapas del proceso, de forma remota y local. Todo el control de la planta deberá estar disponible a

través del SMCP. El sistema deberá estar compuesto básicamente de computadores personales,

controladores, dispositivos remotos de entrada/salida (RIO, por su sigla en inglés), comunicación

redundante de fibra óptica, fuentes de potencia ininterrumpidas (UPS, por su sigla en inglés),

impresoras de alarmas e impresoras de registro, entre otros.

6.6.1 Niveles de la jerarquía de control Para cada equipo que lo requiera, se deben proveer interruptores manuales tales como L/R

(LOCAL/REMOTO), SS (ARRANQUE/PARADA), OSC (ABRIR/PARAR/CERRAR), entre otros. Se deben

usar las siguientes definiciones para las posiciones de los interruptores y los tipos de actuación:

REMOTO: En esta posición el Controlador tiene el control. En la estación de trabajo del

operador debe haber un selector AUTO/MANUAL para cada equipo, con el fin de poder

seleccionar entre control remoto manual (controlado manualmente desde la estación de trabajo

del operador) o remoto automático (controlado automáticamente desde el Controlador)

LOCAL: En esta posición el control es transferido directamente al equipo en campo. El equipo

podrá arrancarse, pararse, abrirse, cerrarse, etc. , con los controles locales

MANUAL: Cuando en un interruptor se selecciona esta posición, el equipo arranca

inmediatamente. Solo estarán activos los enclavamientos de protección del equipo y de

protección del personal cableados físicamente al equipo. El equipo arranca automáticamente

tras el restablecimiento de la falla de alimentación

APAGADO: Como una actuación, el equipo no deberá arrancar cuando el interruptor (ya sea

cableado o por software) está en esta posición. Como indicador, indica que el equipo no está en

operación

ENCENDIDO: Como indicación de estado, indica que el equipo está en operación

ARRANQUE: En esta posición, el equipo arranca. Solo estarán activos los enclavamientos de

protección del equipo y de protección del personal cableados físicamente al equipo. El equipo

requiere reinicio manual tras el restablecimiento de la falla de alimentación

PARADA: El equipo o válvula para y permanece parada o apagada

ABIERTO (o ABRIR): Como actuación (ABRIR), la válvula comienza su apertura y continua hasta

que se presiona el botón de PARADA o hasta que se alcance el final de la apertura. Como

indicador, indica que la válvula está completamente abierta

CERRADO (o CERRAR). Como actuación (CERRAR), la válvula comienza su cierre y continua

hasta que se presiona el botón de PARADA o hasta que se alcance el final del cierre. Como

indicador, indica que la válvula está completamente cerrada.




6.7 Instrumentación de campo 6.7.1 General A continuación se presentan algunos aspectos generales a de selección e instalación de instrumentos:

Los instrumentos de la PTAR Canoas, en lo posible, cuando sean del mismo tipo, deberán ser de

un solo fabricante para garantizar uniformidad, facilitar las actividades de mantenimiento y

reducir los costos de repuestos.

La ubicación de los equipos de control deberá ser tal que sean de fácil acceso. No deberá ser

necesario remover equipos o tubería para acceder a controles.

Siempre que sea posible, ubicar los instrumentos en áreas donde estén protegidos contra

condiciones adversas, y fuera de áreas corrosivas. En la medida de lo posible, el montaje de los

controles deberá estar por encima de 1,5 m.

Procurar la ubicación de instrumentos en áreas adyacentes al paso de los operadores, para

poder ser vistos/verificados fácilmente; de la misma manera, que el mantenimiento rutinario

no requiera de la utilización de escaleras, o que el personal quede por fuera de las barandas de

seguridad.

Para acceder a los equipos para el mantenimiento rutinario, no se debe requerir el rompimiento

de ninguna tubería o conexión eléctrica permanentes.

Ubicar transmisores dentro de las edificaciones, tanto como sea posible, para facilitar las tareas

de configuración y calibración.

Se debe evitar la instalación de instrumentos en sitios donde puedan quedar sumergidos

accidentalmente, ser golpeados por vehículos, o salpicados/goteados por líquidos.

Cuando se requiera la instalación en ambientes explosivos, usar instrumentos intrínsecamente

seguros, siempre que esto sea posible.

En los siguientes numerales se exponen algunos criterios de utilización de instrumentos según su

aplicación dentro de la PTAR Canoas. Estos criterios se deben tomar como una guía para la selección

de los instrumentos de la planta, sin embargo, la selección debe ser realizada de acuerdo a las

condiciones de cada caso.

6.7.2 Medición de nivel Diversos factores afectan en la selección de los dispositivos de medición de nivel apropiados. Como en

el caso de la mayoría de sensores, las propiedades del fluido de proceso juegan un papel crítico en la

selección y especificación. Otros problemas, como la formación de espumas o la uniformidad de la

superficie a medir, son únicos para los dispositivos para sensar nivel. La medición de nivel indirecta,

por presión, es una solución a este tipo de problemas.

Las siguientes son aplicaciones recomendadas de acuerdo con cada caso:

Para pozos húmedos de agua limpia: Elementos de nivel y transmisores ultrasónicos, electrodos

de nivel y relevos de nivel de electrodo, e interruptores de flotación de nivel.




Para pozos húmedos que tengan agua con espuma o con lodo: Elementos de nivel y

transmisores tipo radar, o instrumentos de nivel por presión hidrostática.

Para el monitoreo de punto de respaldo: Se debe usar el dispositivo adecuado para el servicio al

cual está destinado. Por ejemplo, en un pozo húmedo en el cual el dispositivo primario es un

dispositivo ultrasónico, los dispositivos de respaldo permisibles incluyen electrodos, flotadores

u otros dispositivos ultrasónicos; en este caso pueden implementarse alarmas Alto Alto y Bajo

Bajo, haciendo uso de flotadores, como elementos de nivel de respaldo.Aplicaciones destinadas

a agua potable: Deben usarse flotadores libres de mercurio.

6.7.3 Medición de flujo Para la medición de flujo, se deben diseñar los tramos de tubería tal que se obtengan los márgenes

necesarios, aguas arriba y aguas abajo, requeridos para un correcto funcionamiento del medidor de

flujo seleccionado. El medidor de flujo para un servicio dado debe ser adecuado para su uso con los

márgenes del conducto disponibles y poseer una adecuada cobertura para el rango de flujo de diseño.

Los siguientes son los tipos de dispositivos de medición de flujo que típicamente deben usarse para las

distintas aplicaciones:

Para suministro de químicos: Medidores de flujo electromagnéticos. Para flujos de pH neutro se

recomienda el uso de revestimientos de poliuretano con revestimientos de acero inoxidable

316. Para alimentadores que no tengan pH neutro se recomienda el uso de revestimientos de

Teflón con electrodos de material adecuado (Tantalio, Hastelloy C, Platino o Titanio).

Para lodos de pH neutro, tales como lodos digeridos: Medidores de flujo electromagnéticos, con

revestimiento de poliuretano y electrodos de acero inoxidable 316.

Para lodos de pH no neutro: Medidores de flujo electromagnéticos con revestimiento de

poliuretano y electrodos de un material adecuado.

Para lodos abrasivos, como aquellos que contengan arena: Medidores de flujo

electromagnéticos con revestimiento de cerámica o de poliuretano.

Para servicios de proceso de aire: Medidores de flujo de inserción o medidores de flujo másico

térmico.

6.7.3.1 Venturi

La presión diferencial mínima del Venturi al mínimo flujo esperado no debe ser menor a 20 pulgadas

de agua. Los sellos remotos pueden introducir errores inaceptables a presiones diferenciales más

bajas.

La rangeabilidad (turndown) del Venturi debe ser tal que se pueda medir con precisión el rango de

diseño del flujo. Si la rangeabilidad de un solo Venturi es insuficiente, se deben hacer las provisiones

necesarias para medir todo el rango del flujo. Las posibles alternativas incluyen:

Varios Venturi paralelos, de diferentes tamaños si fuere necesario.

Un solo Venturi con transmisores múltiples de rangos calibrados traslapados y procesamiento

de señal PLC o RTU, para producir una sola señal de flujo combinado.




Un medidor de flujo de otro tipo con rangeabilidad intrínseca mayor, tal como el medidor de

flujo electromagnético para el cual los márgenes aguas arriba y aguas abajo estén disponibles.

6.7.3.2 Medidores de flujo de inserción en Venturi

Los medidores de flujo de inserción en Venturi deben tipo de inserción, de plástico, con gargantas de

acero inoxidable. No se deben usar medidores de flujo para inserción en Venturi, para aplicaciones

sobre líquidos, en donde los transmisores no pueden ser montados debajo de la inserción o en donde

se espera que el flujo contenga aire de arrastre que puede acumularse en las líneas de medición.

La rangeabilidad de estos medidores de flujo debe ser tal que el rango de flujo de diseño de cada

aplicación pueda ser medido con precisión. Si la rangeabilidad de un solo tubo es insuficiente, se

deben hacer las provisiones necesarias para medir todo el rango del flujo. Las posibles alternativas

incluyen:

Medidores de inserción en Venturi en paralelo y de diferentes tamaños si fuere necesario.

Un solo medidor de flujo de inserción en Venturi, con transmisores múltiples de rangos

traslapados calibrados y procesamiento de señal PLC o RTU, para producir una sola señal de

flujo combinada.

Un medidor de flujo de otro tipo con rangeabilidad intrínseca mayor, tal como el medidor de

flujo electromagnético para el cual los márgenes aguas arriba y aguas abajo estén disponibles.

6.7.3.3 Elementos de flujo y transmisores electromagnéticos

Para este tipo de medición, los revestimientos y los electrodos deben ser aptos para el medio a ser

medido. Los elementos de estos medidores deben tener una clasificacióm tal que sean resistentes a

sumersión accidental. Los transmisores deben ser tipo remoto (no integrados al medidor) y deben ser

NEMA 4X. No se deben usar medidores de flujo electromagnéticos donde los márgenes de tubería de

aguas arriba y aguas abajo aceptables no puedan ser garantizados.

Se debe definir el tamaño de los medidores electromagnéticos de tal manera que su capacidad permita

medir con precisión todo el rango de flujo del proceso.

6.7.3.4 Elemento de flujo y transmisor, canal/vertedero, ultrasónico

La unidad debe ser no intrusiva y tipo ultrasónico. La electrónica de la unidad debe ser configurada de

tal manera que se ajuste a las características del elemento primario asociado (canal o vertedero).

6.7.3.5 Elemento de flujo y transmisor, flujo másico térmico

Los medidores de flujo másico térmicos, deben ser tipo inserción con un inserto de acero

inoxidable 316. El transmisor debe ser remoto (no integrado al medidor) y debe ser NEMA 4X.

6.7.4 Medición de presión 6.7.4.1 General

Las aplicaciones de estos medidores incluyen medición de presión en líquidos a gases, medición de

nivel y medición de flujo. Se puede usar instrumentos de presión para la medición directa de la

presión, para medir la presión de manera inferida, para obtener flujos inferidos de la presión

diferencial, conmutadores de presión y calibradores de presión.




6.7.4.2 Transmisores de presión y de presión diferencial

Para aplicaciones en medición de presión de líquidos, gases y vapor.. Los transmisores de presión

diferencial usados para medición de flujo deben ser provistos con la posibilidad de extracción de la

raíz cuadrada integral (salida proporcional a la raíz cuadrada de la presión diferencial de entrada).

Estos transmisores pueden ser usados para medir líquidos sucios o químicos corrosivos si se instala

un sello de químicos o anillo de aislamiento. La instalación típica de los transmisores de presión debe

incluir un manifold de tres válvulas, y para presión diferencial, un manifold de cinco válvulas.

6.7.4.3 Sellos anulares

Las unidades deben consistir de un dispositivo anular lleno de fluido que mida la presión alrededor de

toda la circunferencia del tubo.

La localización y la instalación de los sellos anulares debe ser una función del dimensionado de tubo

del proceso, tal como sigue:

Para tubos de proceso de 4 pulgadas o menos, el sello anular debe ser montado en línea con el

tubo de proceso.

Para tubos de proceso por encima de 4 pulgadas, el sello anular puede montarse fuera de línea

del proceso principal.

6.7.4.4 Sellos de diafragma

Las unidades deben ser de montaje en línea, entre dos bridas, con un límite de presión de acuerdo a la

clasificación de la brida, con aceite de silicona como fluido de detección.

6.7.4.5 Indicadores de presión

Las unidades podrán ser actuadas por tubo Bourdon para rangos por encima de 10 psig y de fuelles de

lectura directa para rangos por debajo de 10 psig; deben contener una válvula de cierre de proceso. Se

podrán requerir escalas especiales y/o calibración, si el estándar del fabricante no es apropiado para

la aplicación.

6.7.4.6 Interruptores de presión

Deben ser actuados por diafragma, herméticamente sellado, con reseteo automático.

6.7.5 Medición de temperatura 6.7.5.1 General

Para aplicaciones en líquidos o gases, equipos de enfriamiento, bobinado y rodamientos de motores y

calderas. Se deben usar termopozos (thermowells) en todos los elementos de temperatura.

6.7.5.2 Transmisores de Temperatura:

Las unidades deben ser RTD de tres o cuatro hilos con transmisores inteligentes compatibles con el

sensor. Se prefiere el uso de elementos de platino de 100 ohms.

6.7.5.3 Interruptores de Temperatura:

Las unidades deben tener elementos de bulbo de presión de vapor para sensar la temperatura,

reseteo automático y conmutador de acción rápida.




6.7.5.4 Indicadores de Temperatura:

Las unidades deben ser con elemento sensor lleno de gas o de líquido.

6.7.6 Instrumentación analítica 6.7.6.1 Analizador y transmisor de turbidez

Se deberán usar turbidímetros de rango bajo, basados en microprocesador, de flujo continuo. El

principio de operación debe ser la medición por detección de la dispersión de luz. La unidad completa

debe contener el sensor, el transmisor del mismo fabricante, cable y caja de conexiones.

6.7.6.2 Sensor y transmisor del oxígeno disuelto:

La unidad debe medir el oxígeno disuelto de las aguas residuales. La tecnología podrá ser tecnología

de luminiscencia excitada con pulsos de luz azul o el principio de desactivación de la fluorescencia. La

unidad completa debe contener el sensor, el transmisor del mismo fabricante, cable y caja de

conexiones.

6.7.6.3 Analizador y transmisor de pH:

La unidad debe ser tipo electrodo de membrana de vidrio plano o recubierto, sensible al pH. Debe

tener compensación integrada de temperatura, y un rango 0 a 14. La unidad completa debe contener

el sensor, el transmisor del mismo fabricante, cable y caja de conexiones.

6.7.6.4 Detección de Gases

El sistema debe contar con los medios necesarios para alertar de niveles peligrosos de gases en las

áreas que estén monitoreadas. Los medidores/detectores utilizados deben contar con indicación local.

6.7.6.4.1 Gases combustibles

Se deben proporcionar detectores de gases combustibles de acuerdo con la NFPA 820. Cada área debe

ser analizada y de acuerdo con los tipos de gases que puedan estar presentes se debe seleccionar su

ubicación y altura de instalación apropiadas. La detección de gases debe ser tratada como una alarma

crítica y ésta debe ser conectada a un anunciador de alarma local y debe tener interfaz con el SMCP.

6.7.6.4.2 Gases tóxicos

Se debe proporcionar detección de gases tóxicos en áreas expuestas a éstos. Además, se deben instalar

alarmas en las entradas a dichas áreas, y estas alarmas deben ser retransmitidas al controlador más

cercano.

6.8 Numeración de lazos e instrumentos Las numeraciones aquí escritas deberán ser usadas para identificar instrumentos dentro de los planos

de I&C. Ninguna de estas etiquetas podrá tener duplicados.

Con base en la flexibilidad ofrecida para la codificación de equipos, instrumentos y lazos de control,

por la norma ISA 5.1, en su capítulo 4, el etiquetado de los instrumentos de la PTAR Canoas, obedecerá

al siguiente formato:




EEEEPP-LLLLS, dónde:

EEEE Identificador de 1 a 4 letras que corresponde a al código de identificación ISA (según la

Tabla 6-2) para la instrumentación.

PP Representación numérica de la unidad de proceso con dos (2) dígitos (de 00 hasta 99), de

acuerdo a la Tabla 6-3, y corresponde a la primera parte del número de lazo.

LLLL Segunda parte del número de lazo compuesta de cuatro (4) dígitos (0010-9999).

S Sufijo opcional de una (1) letra (A, B, C…)

EEEE –Identificación de instrumentación acuerdo a las normas ISA

El etiquetado de instrumentos seguirá los estándares ISA como se muestra en la Tabla 6-2.

Tabla 6-2 Identificación de instrumentos de acuerdo a ISA

Primer letras Letras siguientes

Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5

Variable medida o de inicio

Modificador de variable

Función de lectura o pasiva

Función de salida o activa

Modificador de función

A Análisis Alarma

B Quemador o combustión

Libre Libre Libre

C Conductividad Control Cerrado

D Densidad Diferencia, diferencial

Desviación

E Voltaje Sensor, elemento primario

F Flujo, caudal Razón, fracción, relación

G Medidor Vidrio, medidor, visor

H Manual Alto

I Corriente Indicador

J Potencia Escaneo

K Tiempo Tasa de cambio de tiempo

Estación de control

L Nivel Luz (piloto) Bajo

M Humedad Medio, intermedio

N Libre Libre Libre Libre

O Libre Orificio, restricción Abierto

P Presión Punto de prueba

Q Cantidad Integrar, totalizar Integrar, totalizar

R Radiación Registrar o imprimir Encendido ó en funcionamiento

S Velocidad o frecuencia

Seguridad Interruptor, conmutador

Parar o apagar

T Temperatura Transmisión ó transmisor

U Multivariable Multifunción Multifunción

V Vibración, Análisis

Válvula, damper, persiana




Primer letras Letras siguientes

Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4 Columna 5

Variable medida o de inicio

Modificador de variable

Función de lectura o pasiva

Función de salida o activa

Modificador de función

Mecánico

W Peso o fuerza Pozo, sonda

X No clasificado Eje X Dispositivos, accesorios, no clasificado

No clasificado No clasificado

Y Evento, estado, presencia

Eje Y Dispositivos auxiliares

Z Posición, dimensión

Eje Z, sistema de seguridad instrumentado

Controlador, actuador, no clasificado, elemento final de control

PP – Número de unidad de proceso y primera parte del número de lazo

De acuerdo con la norma ISA 5.1, en su numeral 4.1.2, “Los números de lazo podrán incluir

información codificada, tal como la designación de áreas de la planta. Es posible apartar series de

números específicas para designar funciones específicas...”. Lo anterior ofrece flexibilidad en cuanto a

cómo se pueden desarrollar los números de lazo teniendo en cuenta las áreas de proceso.

Teniendo en cuenta lo anterior, la numeración de las unidades de proceso se hará de forma

consecutiva desde 00 hasta 99, identificando con estos dos dígitos el tipo de unidad. La Tabla 6-3

muestra la numeración para las unidades de proceso de este proyecto.

Tabla 6-3 Numeración de unidades de proceso de la PTAR Canoas

Unidades de proceso para P&IDs

Área de Proceso Número

Áreas Misceláneas 00

Estación Elevadora - EEARC

01

Cribado y desarenación 02 Rejas medias, rejas finas, desarenadores, clasificadores e hidrociclones.

Mezcla rápida 03 Cámaras de mezcla rápida y CADICA

Sedimentación primaria 04 Sedimentadores primarios

Espesamiento y cribado de lodos y natas

05 Hidrociclones, clasificadores, espesadores y cribado de lodos y natas

Sistema de hidrólisis térmica

06 Pre-deshidratación y trenes de hidrólisis térmica

Digestores anaeróbicos 07

Sistema de tratamiento de biogás y cogeneración

08 Sistema de tratamiento de biogás y sistema de cogeneración

Deshidratación 09

Sistema de control de olores

10 Incluye todos los sistemas de control de olores de la planta

Lodos activados (Fase 2 y Fase 3)

11

Sedimentación secundaria (Fase 2)

12

Cloración (Fase 2) 13

Espesamiento de lodos secundarios (Fase 2)

14




LLLL – Segunda parte del número de lazo

La norma ISA 5.1, en su parágrafo 4.3.2 establece que “La numeración de lazos podrá ser de forma

paralela o serial. La numeración paralela implica el inicio de una nueva secuencia numérica por cada

nueva letra, por ejemplo, TIC-100, FRC-100, LIC-100, AI-100, etc. La numeración serial implica el uso

de una sola secuencia de números para un proyecto o para porciones grandes del proyecto, sin

importar la letra de identificación de lazo, por ejemplo, TIC-100, FRC-101, LIC-102, AI-103, etc.”

A pesar de que no existe un procedimiento estricto para este tipo de numeración, se ha tenido cuidado

con el incremento lógico de ésta, y además se dejarán espacios para futuras expansiones.

De manera general, la segunda parte de la numeración de lazos está codificada de tal manera que se

puedan identificar sub-áreas de proceso dentro de las áreas definidas en la Tabla 6-3. De esta manera,

los primeros dos dígitos (LLLL) comenzarán por 01 y se incrementarán a lo largo de las unidades de

proceso del mismo tipo (sub-área de proceso). Por ejemplo:

De acuerdo con la Tabla 6-3, al área de proceso de “Sedimentación primaria” se le asignó el

código 04, y dentro de esta área se tienen dieciséis (16) sedimentadores primarios. Entonces,

para los lazos del área del sedimentador primario No.3, el código comenzará por 04 (área de

proceso), y le seguirán cuatro (4) dígitos más, de los cuales los dos primeros serán 03 (área de

sedimentador primario No.3). De esta manera, los lazos de control para el área del

sedimentador primario No.3 tendrán un rango desde 04-0300 hasta 04-0399.

El código 00 será reservado para lazos comunes a las unidades de procesos o áreas generales dentro

del área de proceso, es decir que, para el caso anterior (Sedimentación primaria), el rango de lazos

comunes a varios, o todos los sedimentadores primarios, estará entre 04-0000 hasta 04-0099.

Los siguientes dos dígitos (LLLL) serán consecutivos para los lazos de control de cada unidad de

proceso (de 00 a 99).

S – Sufijo Opcional

Se usa cuando existen múltiples equipos o instrumentos del mismo tipo, dentro del mismo lazo de

control. Esto generalmente ocurre para interruptores manuales. Por ejemplo:

En el panel de control para la bomba de

extracción de lodos del sedimentador primario

No. 3 (área de proceso 04, sedimentador primario

No. 03), se tienen dos interruptores manuales

(HS), uno para Local/Apagado/Remoto (LOR) y

otro para Arrancar/Parar (SS), y pertenecen al

mismo lazo de control. Dado que los dos

elementos son del mismo tipo y pertenecen a la

misma área de proceso y al mismo sedimentador,

su etiqueta será la misma, y se diferenciarán por

el sufijo opcional, tal como lo muestra el esquema

a continuación al costado derecho:

No. de lazo

- Interruptor LOR: HS - 05 - 03 10 A

- Interruptor SS : HS - 05 - 03 10 B

Identificador de Instrumento

Área de proceso

Sub-área de proceso

Consecutivo de lazo

Sufijo opcional




Codificación de lazos

De acuerdo con lo descrito anteriormente, a continuación, en la Tabla 6-5, Tabla 6-6 y Tabla 6-7, se

presenta el esquema de codificación de lazos propuesto, el cual incluye las áreas de proceso de la

Tabla 6-3, y muestra los rangos para cada área y sub-áreas de proceso. Las convenciones de la Tabla 6-

4, corresponden a los colores de las Tablas 6-4, 6-5 y 6-6.

Tabla 6-4 Convenciones

CONVENCIONES Indefinido

Título área Fase I Título sub-área Fase I

Sub-área Fase I Sub-área Fase II o III Área Fase II o III

Tabla 6-5 Esquema de codificación de lazos (Parte 1)

Unidades de proceso para P&IDs

Rango del número de lazo

Número de lazo completo

Área de Proceso Número Desde Hasta Desde Hasta

Áreas Misceláneas 00 0010 0099 00-0010 00-0099

HVAC 00 0100 0199 00-0100 00-0199

Subestación eléctrica 00 0200 0299 00-0200 00-0299

Recuperación de energía 00 0400 0499 00-0400 00-0499

Área miscelánea No. 5 00 0500 0599 00-0500 00-0599



Estación Elevadora - EEARC 01 0010 0099 01-0010 01-0099

Cribado y desarenación 02

Canales de rejas medianas 02 0010 0099 02-0010 02-0099

Canal de reja mediana No. 1 02 0100 0199 02-0100 02-0199




Canales de rejas finas 02 2010 2099 02-2010 02-2099

Canal de reja fina No. 1 02 2100 2199 02-2100 02-2199




Desarenación aireada 02 4010 4099 02-4010 02-4099

Zona de desarenación aireada No. 1 02 4100 4199 02-4100 02-4199







Hidrociclones de pretratamiento 02 8010 8099 02-8010 02-8099

Zona de hidrocilón pretratamiento No. 1 y 2 02 8100 8199 02-8100 02-8199







Unidades de proceso para P&IDs Rango del número de

lazo Número de lazo

completo


Mezcla rápida 03 0010 0099 03-0010 03-0099

Cámara de mezcla rápida No. 1 03 0100 0199 03-0100 03-0199




Sedimentación primaria 04 0010 0099 04-0010 04-0099

Área de sedimentador primario No. 1 04 0100 0199 04-0100 04-0199




Espesamiento y cribado de lodos 05

Hidrociclones de lodos 05 0010 0099 05-0010 05-0099

Zona de hidrocilón de lodos No. 1 y 2 05 0100 0199 05-0100 05-0199




Espesadores por gravedad 05 2010 2099 05-2010 05-2099

Zona de espesador por gravedad No. 1 05 2100 2199 05-2100 05-2199








Cribado de lodos y natas 05 4010 4099 05-4010 05-4099

Zona de cribado de lodos No. 1 05 4100 4199 05-4100 05-4199





Unidades de proceso para P&IDs Rango del número de

lazo Número de lazo

completo






Zona de cribado de natas No. 1 05 5100 5199 05-5100 05-5199

Zona de cribado de natas No. 2 05 5200 5299 05-5200 05-5299


Unidades de proceso para P&IDs Rango del número de lazo Número de lazo

completo


Sistema de hidrólisis térmica 06

Predeshidratación 06 0010 0099 06-0010 06-0099

Sistema de hidrólisis térmica 06 6010 6099 06-6010 06-6099

Tren de hidrólisis térmica No.1 06 6100 6199 06-6100 06-6199





Digestores anaeróbicos 07 0010 0099 07-0010 07-0099

Deshidratador No. 1 07 0100 0199 07-0100 07-0199

Digestor No. 1 07 0100 0199 07-0100 07-0199

Digestor No. 2 07 0200 0299 07-0200 07-0299

Digestor No. 3 07 0300 0399 07-0300 07-0399

Digestor No. 4 07 0400 0499 07-0400 07-0499

Digestor No. 5 07 0500 0599 07-0500 07-0599

Digestor No. 6 07 0600 0699 07-0600 07-0699

Digestor No. 7 07 0700 0799 07-0700 07-0799

Digestor No. 8 07 0800 0899 07-0800 07-0899

Sistema de tratamiento de biogás y cogeneración

08

Sistema tratamiento de biogás 08 0010 0099 08-0010 08-0099

Sistema tratamiento de cogeneración 08 2010 2099 08-2010 08-2099

Deshidratación 09 0010 0099 08-0010 08-0099








Sistema de control de olores 10 0010 0099 10-0010 10-0099

Control de olores - Canales de rejas 10 0100 0199 10-0100 10-0199

Control de olores - Desarenación aireada 10 0200 0299 10-0200 10-0299

Control de olores - Sedimentadores primarios 10 0300 0399 10-0300 10-0399




Unidades de proceso para P&IDs Rango del número de lazo Número de lazo

completo


Control de olores - Espesadores por gravedad 10 0400 0499 10-0400 10-0499

Control de olores - Deshidratación 10 0500 0599 10-0500 10-0599

Lodos activados (Fase 2 y Fase 3) 11 0010 0099 11-0010 11-0099

Sedimentación secundaria (Fase 2) 12 0010 0099 12-0010 12-0099

Cloración (Fase 2) 13 0010 0099 13-0010 13-0099

Espesamiento de lodos secundarios (Fase 2) 14 0010 0099 14-0010 14-0099



Sección 7

Arquitectura

Esta sección define los criterios de diseño arquitectónico, urbanístico y paisajístico para el diseño de

detalle de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), tomando como

criterio básico y herramienta de diseño el cumplimiento de las especificaciones, leyes, reglamentos y

códigos vigentes aplicables al proyecto, nacionales e internacionales, siguiendo las directrices y

filosofía que al respecto tiene el Acueducto de Bogotá.

7.1 Alcance El alcance del proyecto comprende el desarrollo de soluciones especializadas al habitat, entorno y

operación de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas). Se cubre el diseño

y la conceptualización de la arquitectura detallada de los diferentes edificios, vías internas y externas,

señalización de las vías, parqueaderos, contexto inmediato de cada estructura, cerramiento general de

la planta, porterías, jardines, arborización, zonas blandas y zonas duras, senderos peatonales, y en

especial, diseñar un lenguaje arquitectónico propio, y coherente con el objeto del proyecto.

7.1.1 Objetivos El presente documento de criterios de diseño tiene los siguientes objetivos:

Proveer una guía de diseño arquitectónico funcional, práctica, eficiente, sostenible, con énfasis

en larga vida y bajo mantenimiento, dinámica, amable con el usuario y estéticamente atractiva,

para ser implementada al proyecto, sujeta a revisión y comentarios del cliente, directivas del

proyecto, agencias regulatorias y supervisores técnicos.

El diseño arquitectónico tiene como objetivo identificar, definir y aplicar los criterios de diseño

determinantes para el desarrollo del diseño de detalle arquitectónico, urbanístico y paisajístico

de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas).

Proveer una guía de diseño arquitectónico de detalle para Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales Canoas (PTAR Canoas) amigable con el entorno, responsable, a la vanguardia, y

financieramente viable en cuanto a su construcción, operación y mantenimiento.

Proporcionar una base de diseño arquitectónico que estimule la cultura ambiental, y fomente el

uso eficiente de los recursos naturales, permitiendo con esto la apropiación de las tecnologías

de ahorro y generando conciencia ambiental y sensibilizando a los habitantes y visitantes de la

Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas).

Promover uniformidad de conceptos, sistemas y detalles apropiados entre el personal de

diseño, los departamentos de diseño y asesores del proyecto.

Proporcionar a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), un

lenguaje arquitectónico propio y coherente con el objeto del proyecto.

Sección 7 Arquitectura



7.1.2 Uso Los criterios presentes en este documento han sido desarrollados para ser implementados

exclusivamente por arquitectos, ingenieros, diseñadores, especialistas y delineantes, con experiencia

en el campo del diseño arquitectónico, que estén ejecutando el trabajo bajo la supervisión de un

arquitecto profesional, que este facultado bajo la ley para firmar los planos de diseño arquitectónico.

Aunque la información contenida en este documento pretende proveer una base de criterios y

procedimientos de diseño, puede que no sea aplicable a todas las situaciones y condiciones. Un amplio

entendimiento sobre el desarrollo y limitaciones de estos criterios de diseño es requerido por parte de

cada usuario, para juzgar cuando su uso no es apropiado traer, y tales circunstancias a la atención del

personal encargado de supervisar el diseño Arquitectónico.

Ciertas provisiones de este documento solo podrán ser implementadas con aprobación.

Adicionalmente, es posible que se requiera realizar cambios en este documento debido a cambios en el

alcance del proyecto, las condiciones existentes, los requerimientos del cliente, códigos vigentes de

construcción y prácticas de construcción predominantes. Donde se requiera aprobación, como lo

indica este documento, o para cambios del mismo, esta aprobación debe ser obtenida por parte del

equipo que supervisa el diseño arquitectónico.

7.2 Descripción de las estructuras 7.2.1 Estructuras ambientales Las estructuras ambientales se definen como aquellas estructuras que tienen como función la

conducción, almacenamiento y tratamiento de aguas potables y residuales, o de otros líquidos afines y

materiales no peligrosos como desechos sólidos, así como también estructuras secundarias de

contención de materiales peligrosos (inflamables, corrosivos, reactivos o tóxicos). Dentro de este

grupo se incluyen estructuras auxiliares de presas, vertederos y canales. Las estructuras de este tipo

tendrán una intervención arquitectónica de bajo impacto, puesto que las características espaciales de

las mismas están condicionadas y definidas por aspectos hidráulicos, estructurales y mecánicos que

hacen parte del diseño de procesos de la planta.

En la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), la mayoría de estructuras

presentes en el proyecto, se clasifica dentro de este grupo de estructuras, tal como lo son: tanques de

almacenamiento, cámaras de distribución de caudales, desarenadores, sedimentadores, espesadores,

digestores conducciones y demás estructuras que conforman el proceso de tratamiento del agua.

Las estructuras de ingeniería ambiental, en comparación con las estructuras clasificadas como

edificaciones, las cuales se caracterizan por su uso primordial como la habitación u ocupación por

seres humanos, por lo tanto están sometidas a criterios de diseño arquitectónico enfocados a la

permanencia de personal.

7.2.2 Edificio de procesos Los edificios de procesos corresponden a estructuras que albergan y soportan los equipos encargados

de realizar procesos específicos. Por lo cual las características de su desarrollo espacial, al igual que

las estructuras ambientales están condicionadas a aspectos técnicos específicos, relacionados con el

tratamiento del agua residual.




El diseño arquitectónico para estas estructuras busca garantizar su funcionalidad, el cumplimiento en

el aspecto normativo y antropométrico, entregando instalaciones seguras y ajustadas al lenguaje

arquitectónico diseñado para la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas).

Se relacionan a continuación algunos de los edificios de procesos:

Edificio de pre tratamiento

Edificio de desarenado de lodos

Edificio de digestores

Edificio de deshidratación

Edificio de cogeneración y cuartos de bombas

7.2.3 Edificios administrativos Los edificios administrativos están destinados a ser ocupados por seres humanos, y en ningún

momento albergará procesos relacionados con el tratamiento de las aguas residuales o sustancias

afines, su uso se caracteriza por estar enfocado a llevar los procesos de administración, operación y

mantenimiento de la planta. Estas edificaciones corresponden al edificio administrativo, laboratorio,

edificio de mantenimiento y operaciones, casino y las porterías.

7.3 Códigos y estándares de referencia 7.3.1 Códigos de diseño Los códigos que gobiernan el diseño arquitectónico del proyecto son los que se presenta a

continuación:

Normas técnicas ISO

Normas Técnicas Colombianas

NTC 4139 – Accesibilidad de las personas al medio físico.

NTC 6047 - Accesibilidad de las personas al medio físico. Espacios de servicio al ciudadano.

NTC 4695 - Señalización para tránsito peatonal en el espacio público.

NTC-ISO/IEC 17025 – Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo.

NTC 4595 – Acústica arquitectónica aplicada

Cartilla del espacio público.

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo resistente NSR-10

National Fire Protection Code Safety Association - Life (NFPA 101)

UNE 41500:2001 IN, Accesibilidad en la edificación y el urbanismo. Criterios generales de

diseño.




Manual de diseño geométrico de carreteras INV-2008

Manual de silvicultura urbana para Bogotá.

Cuando las provisiones contenidas o referenciadas en este documento difieran por las contenidas en

los códigos que gobiernan el diseño, el diseño se realizara de forma acorde con la provisión más

rigurosa.

7.4 Requerimientos generales de diseño 7.4.1 Requerimientos de diseño Naturales Dentro de los requerimientos de diseño arquitectónicos naturales aplicados al desarrollo de la

arquitectura de detalle para la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), se

consideró que la misma debe establecer una relación respetuosa con su entorno, y consiente de los

recursos naturales que la misma ofrece para hacer de este un proyecto sostenible y responsable. Para

lo cual a continuación se relacionan los requerimientos de diseño naturales aplicados:

Asolación

Ventilación

Iluminación

Impactos visuales del entorno

Impactos ambientales

Topografía

Fauna y flora del lugar

7.4.2 Requerimientos de diseño técnicos Dentro de los requerimientos de diseño técnicos aplicados al proyecto se consideró el desarrollo de:

Diseños funcionales

Diseños dignos y seguros

Diseños sostenibles - énfasis en larga vida

Diseños ajustados a la normativa vigente aplicable

Diseños amables con el usuario

Diseños eficientes y dinámicos

7.5 Criterios y metodología de diseño 7.5.1 Criterios de diseño determinados por el entorno Los criterios y metodología de diseño arquitectónico empleados en los edificios administrativos,

determinados por el entorno fueron los siguientes:




Determinantes del lugar: Dentro de los criterios de diseño arquitectónico se consideró que la

disposición establecida para la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR

Canoas) será en el terreno designado por El Acueducto de Bogotá, ubicado en la vereda Canoas

del municipio de Soacha. Una vez definida la localización del proyecto, se dio inicio al estudio

del lugar, al estudio de los aspectos naturales, espaciales y ambientales que serán

determinantes en la implantación de los edificios y en la distribución de la planta. Teniendo en

cuenta que CDM Smith – INGESAM busca poner a disposición del Acueducto de Bogotá, un

diseño arquitectónico aplicado a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR

Canoas) sostenible, responsable, amigable con el entorno, eficiente, funcional, y

financieramente viable en cuanto a su construcción, operación y mantenimiento.

Asolación: se orientó las fachadas largas de los edificios al oriente y occidente para aumentar la

superficie expuesta al sol, y con esto alcanzar eficiencias energéticas asociadas a la iluminación

y climatización.

Vientos dominantes: Se buscó dotar a las edificaciones con un sistema de ventilación natural

cruzada. Mediante el cual se produzcan corrientes de aire de manera que el aire interior sea

renovado por aire exterior, más frío, oxigenado y descontaminado. Entre las ventajas más

relevantes del sistema natural se encuentra el cero % de consumo energético, evita costes de

mantenimiento, y soluciona ruidos provocados por sistemas de ventilación forzada. El sistema

de ventilación natural en referencia no sería implementado en el edificio de laboratorio debido

a lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC-ISO/IEC 17025, mediante la cual se

establecen los requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y

calibración. La cual tiene como requisito implementar un sistema de ventilación mecánico

exclusivo e independiente. Lo anterior con el objeto de evitar contaminación cruzada.

Elementos Visuales Determinantes del Paisaje: durante el proceso de implantación de los

edificios con permanencia de personal, se desarrolló un estudio del entorno, con el objetivo de

identificar los lugares que se podrían explotar visualmente, y los que por el contrario se deben

proveer de elementos que funcionen como barreras visuales y ambientales. Determinando que

los edificios de Administración/ Laboratorio, Casino y Mantenimiento deben ofrecer:

Por el costado occidental, noroccidental y suroccidental: buena apertura visual, debido a la

riqueza paisajística que ofrece el lugar mediante el contraste del cielo con un manto rocoso que

logro vivir en armonía con una capa vegetal de baja densidad. Logrando con este conjunto de

elementos relacionados tener al interior de las oficinas el ‘cuadro´ natural ideal para estimular

la productividad, y un ambiente de trabajo sano y tranquilo.

Por el costado Sur-Oriental: se identificó la necesidad de cerrar visualmente y físicamente los

edificios de Administración y Casino, debido al detrimento en el paisaje natural ocasionado por

el crecimiento espontáneo (no planificado) de la población residente sobre los cerros

orientales. Y debido a la ubicación de algunas estructuras al interior de la planta destinadas

para el tratamiento de Lodos, que pueden alcanzar una altura importante sin hacer mayores

aportes estéticos a posibles visuales por dicho costado. Teniendo en cuenta además, que los

usos de los edificios de administración y casino no son compatibles con los usos de las

estructuras de tratamiento de lodos.

Por el costado Norte y nororiental: se determinó dotar a los edificios en referencia, en especial

al edificio de administración de una buena apertura visual sobre la Planta de Tratamiento de




Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas) y sobre las estructuras de cabecera de proceso,

mediante ventanas y terrazas que puedan funcionar como miradores. Lo anterior en

consideración a los requerimientos efectuados por el Acueducto de Bogotá.

Reuniendo los resultados del análisis del entorno, los requerimientos del Acueducto de Bogotá,

y las determinantes de las estructuras de la planta, se desarrolló un esquema de función que

plantea la zonificación de los espacios al interior de los edificios, tomando como criterio de

selección los usos y compatibilidad entre ellos, identificando los que requieren ser ubicados en

lugares cerrados, los que requieren tener una visual agradable, los que requieren estar mejor

ventilados y los que requieren tener control visual sobre la planta. Para luego desarrollar la

distribución espacial ajustada a las determinantes del lugar, y respondiendo eficientemente a

las necesidades de cada edificio.

Eficiencia en el uso de energía y calidad ambiental: El diseño arquitectónico para los edificios

destinados al personal administrativo, operativo, y de servicios tales como edificio de casino y

casilleros, cuentan con un sistema de techos bioclimáticos (techos verdes), con el objeto de

mitigar los rápidos cambios térmicos propios del lugar, es decir, funciona como un sistema de

aislamiento térmico, disminuyendo con esto el uso de calefacción en las horas de la mañana, y el

uso de aire acondicionado en las horas de la tarde, proporcionando estabilidad y confort

térmico al interior de estas edificaciones, y funcionando como un sistema de ahorro energético.

También con este sistema se busca mitigar el fenómeno de isla de calor que se produce en áreas

desarrolladas como consecuencia de la sustitución del manto del terreno natural con

pavimentos, edificios, calles y parqueaderos, lo que determina un aumento de la temperatura

exterior, y un aumento en la polución del aire. Por lo anterior se considera aplicable el sistema

de techos bioclimáticos a la planta, con el ánimo de conservar en una buena proporción las

características de la superficie inicial del lugar a intervenir.

En las estructuras de la planta que por aspectos técnicos no se pueda implementar el sistema en

referencia de techos bioclimáticos, se contempló dar acabados con colores claros, sin generar

destellos de luz que puedan afectar edificios contiguos con permanencia de personal.

Asolación, en cuanto a iluminación se refiere, se concluyó que durante el día lo más razonable

sería poder iluminar los espacios interiores aprovechando la luz solar como recurso natural,

aumentando la productividad de los habitantes, y reduciendo futuras enfermedades de trabajo

por iluminación deficiente, reduciendo también el impacto ambiental negativo que se causa por

excesivo consumo eléctrico, por lo cual se consideró en el diseño arquitectónico el uso de

elementos que permitan captar, controlar, dirigir y distribuir la luz natural para garantizar los

niveles óptimos y homogéneos de iluminación dentro de los espacios, reduciendo con esto el

uso de iluminación artificial durante el día. Sin llegar a generar polución o contaminación

lumínica.

Se consideró la disponibilidad de iluminación natural al momento de diseñar el sistema de

iluminación artificial, disponiendo los circuitos paralelos a las ventanas de tal manera que solo

enciendan las luminarias necesarias en las zonas donde es necesario apoyar con iluminación

artificial. Se implementaran insumos ahorradores dentro de los cuales se encuentran los

sistemas de automatización en las luminarias de las zonas comunes.

Para los edificios destinados al personal administrativo, operativo, y de servicios se implementó

la producción de energía proveniente de fuentes renovables o alternativas, mediante módulos




fotovoltaicos (Paneles Solares). Con el objeto de promover el uso y conocimiento de fuentes

renovables de energía, sobre el personal de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

Canoas (PTAR Canoas), y sobre la población infantil que pueda visitar la planta mediante salidas

temáticas. Se busca también con este sistema disminuir la dependencia del suministro eléctrico

centralizado.

Conservación de Flora y Fauna: el diseño arquitectónico desarrollado para la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), presto especial atención a minimizar

en la medida de lo posible la intervención de las zonas verdes, y reemplazarlas por zonas duras,

con el ánimo de preservar la calidad del habitad en cuestión, teniendo en cuenta que este

tratamiento de preservación no será posible aplicar en los espacios exteriores reducidos, entre

estructuras o edificios, debido al acceso limitado para efectos de mantenimiento.

Por otra parte se aplicaron los lineamientos del Manual de Silvicultura Urbana para hacer la

selección de las especies vegetales a plantar tanto al interior de la planta, como en las zonas

exteriores ubicadas en el perímetro del cerramiento. Teniendo en cuenta un tratamiento

paisajístico que no requiera grandes cantidades de agua o constante mantenimiento, aportando

con esto una mejor calidad del aire, biodiversidad, alimento y refugio de especies, protección

contra viento y mitigación de la contaminación.

El diseño arquitectónico de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR

Canoas), tuvo como objetivo de alta importancia hacer énfasis en la cultura ambiental, fomentar

el uso eficiente de los recursos naturales, permitiendo con esto la apropiación de las tecnologías

de ahorro y generando conciencia ambiental y sensibilizando a los habitantes y visitantes de la

planta

7.5.2 Criterios técnicos de diseño Los criterios y metodología de diseño arquitectónico empleados en los edificios de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), determinados por el aspecto técnico fueron

los siguientes:

1. Desplazamientos y permanencia en el entorno urbano: el sistema de circulación peatonal entre

los edificios deberá comprender las siguientes características:

Fáciles de localizar

Continúas por tratarse de un sistema

Libres de obstáculos

Pisos firmes y antideslizantes, con dimensiones adecuadas

Señalización conductiva clara y precisa

2. Accesibilidad en los edificios: los accesos de los edificios deberán contar con los siguientes

requisitos:

Fáciles de identificar.

Que no exista diferencia de niveles, o bien que se absorban por medio de rampas.




Dimensionamiento acorde a las características antropométricas de las personas con

discapacidad.

Señalización adecuada a los requerimientos de información y orientación

3. Desplazamientos y permanencia en el interior de los edificios: para desplazamientos

horizontales se deberá cumplir con los siguientes requisitos:

Incorporar señalización conductiva

Proporcionar facilidad para encontrar y seguir las circulaciones y accesos internos que se

comuniquen con la entrada principal

Dimensionar adecuadamente las circulaciones y accesos que conectan los espacios internos.

Dimensionar correctamente los vanos para la instalación de puertas en base a las necesidades

ergonométricas de las personas que utilizan medios artificiales para moverse.

4. Para desplazamientos verticales se deberá cumplir con los siguientes requisitos:

Los elevadores deberán cumplir con las dimensiones mínimas que faciliten el uso de los mismos

por persona con discapacidad.

Las escaleras deben ser seguras, bien dimensionadas, iluminadas y equipadas con pasamanos

de seguridad, y elementos antideslizantes.

Las escaleras deberán cumplir con las dimensiones y características mínimas requeridas por la

Norma Técnica Colombiana NTC 6047.

Las rampas deberán cumplir con las dimensiones y características mínimas requeridas por la

Norma Técnica Colombiana NTC 6047.

5. Los espacios interiores deberán cumplir con los siguientes requisitos:

Proporcionar espacios bien dimensionados, tomando en cuenta entre otros aspectos, los radios

de giro de sillas de ruedas y la antropometría de personas con condición de discapacidad.

Ubicar mobiliario y equipo apropiado para un eficiente desarrollo de las actividades propias de

cada espacio.

Dotar los espacios con iluminación y ventilación eficiente.

Garantizar la calidad ambiental interior de las edificaciones con permanencia de personal

Incorporar señalización conductiva e informativa.

7.6 Criterios de selección para materiales arquitectónicos Los criterios de selección para materiales arquitectónicos aplicados a la Planta de Tratamiento de

Aguas Residuales Canoas (PTAR Canoas), se dieron teniendo en cuenta que en la actualidad el

mercado pone a nuestra disposición una amplia oferta de productos, desarrollados para satisfacer la

demanda creciente de calidad en los proyectos de construcción, que responden a los requisitos y




exigencias especificados en la ley de ordenación de la edificación. La elección de los materiales se

realizó ponderando aptitudes y competencias, según el contexto concreto de la actuación, y analizando

la idoneidad de uso de los productos de construcción, desde las perspectivas esperadas, la

construcción, la conservación y la deconstrucción de los edificios, según los siguientes criterios:

Criterios tecnológicos

Criterios económicos

Criterios sociales

Criterios medioambientales

7.6.1 Criterios tecnológicos La elección del material se realizó según su idoneidad en el elemento constructivo a emplear, en base a

las características técnicas y prestaciones prescritas por la normativa estatal, las normas de buen uso,

y por su repercusión en el funcionamiento global de edificio. Las características técnicas evaluadas en

la selección, fueron las siguientes:

Mecánicas, definidas por la NSR-10, se basa en la capacidad portante o la aptitud de un edificio

para asegurar la estabilidad del conjunto y la resistencia necesaria durante un tiempo

determinado, denominado periodo de servicio; a la aptitud de servicio, para asegurar el

funcionamiento de la obra, el confort de los usuarios, y mantener el aspecto estético de los

edificios.

Físicas, como, porosidad, absorción, densidad, dilatación térmica, impermeabilidad etc.

Químicas, con el objeto de asegurar que el producto seleccionado sea químicamente compatible

con el ambiente, con otros materiales y con los sistemas de anclaje, determinando la durabilidad

del material y del sistema constructivo.

Se consideró trabajar con tecnologías conocidas con el objeto de tener una puesta en marcha viable,

eficiente, contar con disponibilidad tecnológica, de maquinaria y seguridad laboral por tratarse de

sistemas constructivos conocidos.

Los materiales seleccionados deben promover operaciones mínimas de mantenimiento durante la

vida útil del producto, deben facilitar el ahorro y eficiencia energética, deben funcionar como barreras

ambientales, visuales y acústicas, según se requiera.

A continuación se mencionan algunos aspectos evaluados durante la selección de los materiales

arquitectónicos a emplear en la construcción de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Canoas

(PTAR Canoas):

Seguridad estructural

Salubridad

Protección frente a la contaminación auditiva

Ahorro de energía




Seguridad en caso de incendio

Seguridad de utilización

Durabilidad

7.6.2 Criterios económicos La selección desde criterios económicos se basó en los siguientes aspectos:

Adecuada relación costo – beneficio – vida útil

Durabilidad y bajo coste de mantenimiento

Elementos o materiales que proporcionen un retorno de inversión.

7.6.3 Criterios sociales Teniendo en cuenta criterios sociales a la hora de elegir un producto de construcción, el primer

argumento decisivo es la incidencia en la actividad cotidiana de las personas, que en salud y en confort

sea positiva, desde que el producto se fabrica hasta que se recicla, tras la demolición del edificio.

Se eligieron materiales capaces de responder a las exigencias establecidas en la normativa, pero que

además no supongan un riesgo para la salud, no produzcan enfermedades o dolencias, e intervengan

en la mejora de la calidad ambiental del interior de los edificios y entornos urbanos.

La elección de los materiales y los sistemas constructivos estuvo muy condicionada por las tendencias

arquitectónicas actuales.

7.6.4 Criterios medioambientales Para garantizar el desarrollo sostenible, preservando los recursos del medioambiente, es preciso

consumir de forma responsable, produciendo y consumiendo productos ajustados a las necesidades

básicas de las personas, prescribiendo en los edificios e infraestructuras productos para construir que

durante todo su ciclo de vida pueda verificarse que:

Se consumieron de manera eficiente los recursos no renovables durante su proceso de

fabricación.

Se Reducen el uso de materias primas que provengan de fuentes no renovables.

Se Emplean productos en los que se minimice la energía requerida para su producción.

Fueron fabricados incorporando en los procesos las Mejores Técnicas Disponibles.

Fueron fabricados minimizando la producción de residuos.

Posean larga vida útil.

Que se convierta en residuo valorizable en la fase de deconstrucción.

PTAR_Canoas_P8_Guías de Diseño_v00


Apéndice 1. Tipos de equipos La codificación de los equipos en la planta estará referida a la siguiente lista en la que se encuentran

los tipos de equipos y sus abreviaturas para codificación.

Tipo de equipo Traducción al inglés Abreviatura

Agitador en cámara de mezcla rápida Quick mixing chamber agitator RMI

Agitador en tanque de almacenamiento de lodos espesados

Thickened sludge tank agitator TSA

Banda transportadora para arenas Grit belt conveyor GBC

Banda transportadora para lodos deshidratados Dewatered sludge belt conveyor DSB

Banda transportadora para residuos sólidos de cribado fino

Fine screenings belt conveyor FSB

Banda transportadora para residuos sólidos de cribado medio

Medium screenings belt conveyor MSB

Bomba de agua para control de espuma Scum control water pump SWP

Bomba de alimentación a pre-deshidratación Pre-dewatering feeding pump PFP

Bomba de dosificación de cloruro férrico Ferric chloride dosing pump FDP

Bomba de llenado de tanques de cloruro férrico Ferric chloride tank feeding pump FFP

Bomba de lodos centrifugados Centrifuged sludge pump CSP

Bomba de lodos digeridos Digested sludge pump DSP

Bomba de lodos espesados Thickened sludge pump TSP

Bomba de lodos pre-deshidratados Pre-dewatered sludge pump PRP

Bomba de lodos primarios Primary Sludge pump PSP

Bomba de mezclado en el digestor Digester mixing pump DMP

Bomba de retorno tratamiento preliminar Pre-treatment sidestream pump SDP

Bomba del circuito de pre-deshidratación Pre-dewatering loop pump PLP

Bomba dosificadora de polímero Polymer dosing pump PDP

Bomba lavado de cribado fino Fine screen wash water pump WWP

Bomba para arenas Grit pump GP

Bomba para drenajes en sedimentación primaria Primary clarifier drain pump CDP

Bomba sumergible para natas Scum submersible pump SP

Bomba sumergible para natas Scum submersible pump SP

Bomba trituradora para natas Scum chopper pump SCP

Caldera Boiler B

Canal de recolección y transporte finos Fine screen conveying channel FCC

Centrífuga Centrifuge C

Ciclón para lavado/clasificación de arenas Grit washer/classifier cyclone GCY

Ciclón para lavado/clasificación de lodos Sludge washer/classifier cyclone SCY

Compresor de gas Gas compressor GC

Compuerta deslizante Slide gate SG

Compuerta tipo esclusa Sluice Gate SLG

Apéndice 1 Tipos de equipos



Tipo de equipo Traducción al inglés Abreviatura

Contenedor de arenas Grit disposal container GDC

Contenedor de residuos sólidos de cribado Screenings disposal container SDC

Criba para lodos espesados Thickened sludge screen TSS

Cuchara anfibia para extracción de sedimentos Amphibious Dual Scoop for sediment ADS

Digestor anaeróbico Anaerobic digestor AD

Equipo de izamiento para mantenimiento Hoisting equipment for maintenance HEM

Filtro prensa de banda Belt filter press BFP

Horno-antorcha para biogás en exceso Excess bio-gas flare stack EGF

Intercambiador de calor Heat exchanger HEX

Lavador-clasificador de arenas Grit washer-clasiffier GWC

Lavador-clasificador de cribados finos Fine screen washer-clasiffier FWC

Lavador-clasificador de lodos Sludge wasther-clasiffier SWC

Motor-generador Motor Generator MG

Paquete de generación de aire comprimido Compressed air generation package CAP

Puente barredor en espesador Sludge scraper SS

Reactor de hidrólisis térmica Thermal hydrolisis reactor THR

Reja de cribado fino Fine bar screen FS

Reja de cribado medio Medium bar screen MS

Sedimentador primario Primary clarifier PC

Sistema de limpieza de H2S para biogás H2S from bio-gas removing system HRS

Sistema de remoción de siloxanos Siloxane removing system SRS

Sistema de secado de gas Gas drying system GDS

Sistemas de humidificación Humidification system HS

Soplador de aire para desarenador Aerated grit blower GB

Tanque de almacenamiento de cloruro férrico Ferric chloride storage tank FST

Tanque de almacenamiento de lodos digeridos Digested sludge storage tank DST

Tanque de almacenamiento de lodos espesados Thickened sludge storage tank TST

Tanque de expansión de hidrólisis térmica Thermo hydrolisis expansion tank THE

Tanque despulpador de hidrólisis térmica Thermo hydrolisis pulper tank THP

Tolva de lodos deshidratados Dewatered sludge hopper DSH

Tornillo sinfín para extracción de arenas Grit extraction screw conveyor SC

Unidad de preparación de polímero Polymer preparation Unit PPU

Ventiladores de tiro forzado para sistema de control de olores

Odor control fan OCF



Apéndice 2. Códigos de área

A continuación se encuentra la lista de códigos de área, los cuales hacen parte de la codificación de equipos,

de manera que al leer un P&ID o una etiqueta de un equipo, podrá identificarse rápidamente a qué proceso

pertenece.

Código de área Tipo de equipo

00 Áreas Misceláneas

01 Estación Elevadora de Aguas Crudas

02 Cribado y desarenación

03 Mezcla rápida

04 Sedimentación primaria

05 Espesamiento y cribado de lodos

06 Sistema de hidrólisis térmica

07 Sistema de tratamiento de biogás y cogeneración

08 Digestores anaeróbicos

09 Deshidratación

10 Sistema de control de olores



Apéndice 3. Códigos de servicio o fluidos

La codificación de tuberías incluye el tipo de servicio o fluido que se maneja a través de éstas. A

continuación se encuentra el listado de los servicios con sus abreviaturas correspondientes:

Servicio o fluido a conducir Abreviatura

Agua cruda (Raw sewage) RS

Agua cruda cribada (Screened raw sewage) SRS

Agua cruda desarenada (Degritted raw sewage) DRS

Agua de enfriamiento (Cooling water) CW

Agua filtrada de prensa de banda (belt press filtrate) BFP

Agua no potable/efluente tratado y desinfectado (Non-potable water) NPW

Agua potable (Potable water) PW

Agua protegida del sistema de agua potable (Protected from potable water system) PPW

Aguas sanitarias de planta (Plant sanitary sewer) SS

Aire de aireación (aeration air) AA

Aire fétido (Foul air) FA

Desbordamiento del clasificador de arenas (Grit classifier overflow) GCO

Desvío o bypass BYP

Drenaje de aguas lluvias (Storm drain) SDR

Drenaje de tanque o planta (Tank/plant drain) DR

Efluente del espesador (Thickener effluent) TEF

Efluente desinfectado (Disinfected effluent) DE

Efluente final (Final effluent) FE

Efluente secundario (Secondary effluent) SEF

Lechada de arena (Grit slurry) GS

Licor mezclado (Mixed liquor) ML

Lodo activado de retorno (Return activated sludge) RAS

Lodo activado residual (Wasted activated sludge) WAS

Lodo activado residual del espesador (Thickener waste activated sludge) TWAS

Natas (Scum) SC

Polímero diluído (Diluted polymer) DP

Polímero puro (Neat polymer) NP

Sólidos de cribado fino (Fine screening solids) FSS

Sólidos de cribado medio (Medium screening solids) MSS

Solución de cloro (Chlorine solution) CL

Venteo/respiradero (Vent) V



Apéndice 4. Códigos de materiales de tuberías

A continuación se encuentra el listado de los materiales de tubería que se utilizarán en el proyecto

Canoas y cuyas abreviaturas forman parte del esquema de codificación de tuberías.

Material de la tubería Abreviatura

Acero al carbono CS

Acero al carbono con recubrimiento en cemento CSCL

Acero al carbono galvanizado GS

Acero fundido CI

Acero fundido con recubrimiento en vidrio CIGL

Acero fundido con recubrimiento plástico CIPL

Acero inoxidable SS

Acero negro (tubería agua negra) BS

Acronitrilo-Butadieno-Estireno ABS

Aluminio ALU

Arcilla vitrificada VT

Asbesto cemento ABC

Bronce BR

Cloruro de polivinilo PVC

Cloruro de polivinilo clorado CPVC

Cobre CU

Fluoruro de polivinilideno PVDF

Hierro dúctil DI

Hierro dúctil con recubrimiento en vidrio DIGL

Hierro negro BI

Latón B

Manguera de caucho RH

Manguera flexible FH

Manguera metálica MH

Plástico reforzado con fibra FRP

Polietileno de alta densidad HDPE

Polipropileno PP

Tubería cilíndrica de concreto reforzado RCC

Tubería de acero corrugada CSP

Tubería de teflón TT



Apéndice 5. Códigos de uniones de tuberías

A continuación se encuentra el listado de los tipos de unión de las tuberías, cuyas abreviaturas hacen

parte del esquema de codificación.

Material de la tubería Abreviatura

Bridada F

Campana-espigo con mortero BSM

Campana-espigo con o-ring de caucho CSCL

Cementada V

De compresión (accesorios de tubería) C

De empuje PO

De empuje restringido POR

Junta mecánica MJ

Ranurada G

Roscada T

Soldadura ALU

Soldadura a tope W

Soldadura blanda S

Soldadura socket weld SW

EMPRESA DE ACUEDUCTO, ALCANTARILLADO Y...

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