RESUMEN DE GUIA DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO CONDOMINIAL

NSTITUTO NICARAGENSE DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS INAA, ENTE REGULADOR

NORMATIVA ALCANTARILLADO SANITARIO CONDOMINIAL

GUA DE CRITERIOS TCNICOS PARA EL DISEO DE SISTEMAS

INDICE DE CONTENIDO

Pgs.

PRLOGO3

I.INTRODUCCIN4

II. OBJETIVO5

III. TERMINOLOGIA5

IV. CONFIGURACIN Y CRITERIOS PARA EL DISEO7

4.1Configuracin del Sistema74.2Parmetros de Diseo11 a.Red pblica11

b. Ramales condominiales 12 c. Dimensionamiento hidrulico 15 d. Dispositivos de Inspeccin 17

V. BIBLIOGRAFIA19

PRLOGO

El Instituto Nicaragense de Acueductos y Alcantarillados (INAA) como Ente Regulador de la prestacin de los servicios de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario tiene el mandato de Ley de elaborar y actualizar las normas tcnicas para la formulacin, diseo, construccin, operacin, mantenimiento y sostenimiento de los Sistemas de Agua Potable y Saneamiento y hoy corresponde entregarles la Gua de criterios tcnicos para el diseo del Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial.

Esta Gua forma parte del esfuerzo conjunto para integrar e impulsar la implementacin del Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial como alternativa que permite reducir costos de inversin y hace partcipe a las familias nicaragenses del proyecto y de una mejor convivencia comunitaria.

Esta Gua forma parte fundamental de la Gua tcnica de Alcantarillado Sanitario Condominial conformada por la Gua de movilizacin tcnica y social y la presente Gua de criterios tcnicos para el diseo.

El contenido de la Gua tiene como finalidad determinar los principales criterios tcnicos que deben considerarse para el diseo de un Sistema de Alcantarillado sanitario Condominial y el uso de la misma implica la construccin de un diseo eficiente y con un mayor aprovechamiento tcnico, teniendo como principal supervisor a las familias capacitadas integralmente y comprometidas con obtener una mejor y ms saludable calidad de vida.

Carlos E. SchutzePresidente Ejecutivo de INAA

GUIA DE ALCANTARILLADO SANITARIO CONDOMINIALCRITERIOS TCNICOS PARA EL DISEOGAS-GCTD-O1.V1-INAA-13ENTE REGULADOR

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I. INTRODUCCIN

La bsqueda de alternativas de menor costo y de mayor efectividad ha llevado al desarrollo de diversas tecnologas apropiadas. Tal es el caso del Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial, que tambin puede ser usado en interconexin con un Sistema de Alcantarillado Sanitario Convencional. Una de las grandes ventajas del Sistema de Alcantarillado Condominial es que garantiza un ndice de conectividad de los usuarios al Sistema cercano al 100%, situacin inusual cuando se instalan solamente redes de Alcantarillado convencional. Otra ventaja radica en que impulsa la implementacin conjunta de la red colectora y de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, evitando el deterioro de los cuerpos receptores y consecuentemente del medio ambiente.

El Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial se desarroll en Brasil a finales de la dcada de 1970, donde en un principio se aplic en las ciudades de los Estados de Rio Grande do Norte y Pernambuco. En las dos ltimas dcadas se ha expandido a varias ciudades de los Estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Baha, Rio de Janeiro y Distrito Federal. Durante ese mismo perodo el Sistema se ha implementado igualmente en otros pases como: Per, Bolivia y Paraguay.

El Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial fue propuesto por el ingeniero brasileo Jos Carlos Melo, y sus principales caractersticas es su probada eficacia en la universalizacin de la atencin en el menor plazo posible, el compromiso tico, social y tcnico del proyectista, la optimizacin de los recursos pblicos y la efectividad del Sistema proyectado.

Esta es una concepcin que asocia un proceso de participacin comunitaria al uso de una tecnologa adecuada para resolver los problemas de saneamiento, a fin de lograr su compromiso fundamental, la universalizacin de la atencin.

El modelo de Alcantarillado Sanitario Condominial promueve cambios en el trazado de redes, el dimetro y la profundidad, resultando en ahorros considerables con relacin al Sistema de Alcantarillado Sanitario Convencional que permiten reducir los costos de inversin, operacin y mantenimiento en esa infraestructura. Los recursos para la inversin de Sistemas de Alcantarillado Sanitario Condominiales representan entre el30% y 60% del valor requerido para la construccin de los Sistemas de AlcantarilladoSanitario Convencionales.

Por otro lado, incluye un componente social en su implementacin, haciendo a los usuarios partcipes desde la concepcin de la infraestructura, su construccin, y mantenimiento, siendo el nivel de participacin definido por el mismo poblador.

Los resultados esperados son la optimizacin del Sistema, un mejor funcionamiento y el buen uso de la infraestructura. Beneficios adicionales han sido reportados en Sistemas implantados en zonas urbano-marginales, como es el mejoramiento de las viviendas, el aumento de la autoestima de los beneficiarios y la elevacin de las condiciones de vida de los pobladores.

El Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial es una alternativa que se puede adoptar para disminuir el dficit de cobertura y consecuentemente, mejorar las condiciones de salud de las poblaciones menos favorecidas.

II. OBJETIVO DE ESTA GUA

Presentar los criterios tcnicos para el diseo de Sistemas de Alcantarillado Sanitario de tipo Condominial y destacar la necesidad del involucramiento de la comunidad en la concepcin del proyecto.

III. TERMINOLOGA

Para fines de esta Gua se establecen los siguientes trminos:

TrminoDefinicin

Aguas residuales domsticasDesecholquidoresultante deloshbitos higinicosdelhombreysusactividadesdomsticas.

Altura de recubrimiento del colector o ramalDiferencia de nivel entre la superficie del terreno y la corona de la tubera.

Aguas residualesDesecholquidoprovenientedeactividades domsticas,industriales,comercialeseinstitucionales.

rea tributariaSuperficie que drena hacia un tramo o punto determinado.

Caja de Inspeccin (CI)Dispositivo destinado a conectar dos o ms colectores o ramales condominiales, permite lainspeccin y el mantenimiento de la red.Adems, tiene la finalidad de constituir el punto de conexin de las instalaciones sanitarias domiciliares en el lote. Pueden tener undimetro de 40 cm 60 cm.

Caudales de aporteSon caudales de contribucin medio, mximo y mnimo(l/s).Debenserconsideradoslos

coeficientes que intervienen en la determinacin de estos caudales.

Caudal de diseo delAlcantarilladoEs el caudal mximo horario de contribucin de aguas residuales, ms el caudal de infiltracin y los caudales adicionales por otros usos no domsticos, se calcula para la etapa inicial y final de periodo de diseo.

Caudal por infiltracin (Qi)Agua proveniente del subsuelo y otros ingresos de agua de lluvia, indeseable para el sistema separado, que puede penetrar en lasalcantarillas.

Coeficiente de flujo mximo (K)Es la relacin entre el caudal medio y el caudal mximo horario. Usualmente determinado por frmulas en las cuales interviene la poblacin ylas caractersticas de consumo de agua.

Coeficiente de retorno o aporte (C)Relacin entre el volumen de agua residual que llega a las alcantarillas y el volumen de agua abastecida.

Colector o ramalEs una tubera que funciona por gravedad, recibe la contribucin de aguas residuales en cualquier punto en su trayecto.

Conexin domiciliarEs la tubera de que conduce el agua residual de un lote al ramal condominial o a la red pblica.

Cuenca de contribucinConjunto de reas contribuyentes, cuyas aguas residualesfluyenhaciaunpuntonicodeconcentracin.

Instalacin sanitaria domiciliarConjunto de tuberas de alcantarillado sanitario, caja de registro domiciliar, accesorios y artefactos que se encuentran dentro de loslmites de la propiedad.

Pozo de visita sanitario(PVS)Cmara visitable a travs de una abertura existente en su parte superior, destinada a permitir la confluencia de dos o ms colectores ylos cambios de direccin horizontal y vertical de la tubera. Adems, tiene la finalidad de permitir la inspeccin y el mantenimiento de las alcantarillas.

Profundidad del colector o ramalDiferencia de nivel entre la superficie del terreno y la solera invert del colector.

Red de AlcantarilladoSanitarioConjunto de colectores secundarios, principales, interceptores, emisarios, cmaras de inspeccin,

terminales de limpieza y tubos de inspeccin y limpieza.

Tramo de colector o RamalEs la longitud de colector comprendida entre dos cajas de inspeccin.

IV. CONFIGURACIN Y CRITERIOS PARA EL DISEO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO SANITARIO CONDOMINIAL

4.1Configuracin del Sistema

El Sistema de Alcantarillado Sanitario Condominial est destinado a recolectar y transportar Aguas Residuales utilizando la concepcin de microsistemas y teniendo elCondominio (manzana) como la unidad bsica de atencin, donde el sistema colectorest compuesto de una red pblica concebida para captar las Aguas Residuales de los ramales condominiales en el punto ms bajo de cada manzana o bloque.

Adems, involucra el componente de participacin comunitaria con el objetivo de contribuir en la bsqueda de la mejor solucin, con el usuario de cada lote.

a. El Condominio es la unidad de atencin e intervencin tcnica y social en el modelo condominial (Ver ejemplo de manzanas A, B, C y D en la Figura N 1), corresponde a un agregado de casas, que son atendidas por un mismo ramal de Alcantarillado (Ramal Condominial).

En el urbanismo regular, en general, el Condominio corresponde a la manzana y tiene un nmero entre 20 y 50 viviendas, como podemos observar en la Figura N 1.

A

BC

D

Figura N 1: Condominios

b. El Ramal Condominial es la tubera que recolecta las Aguas Residuales de un conjunto de lotes vecinos dentro de una misma manzana, que descarga a la red pblica en el punto ms bajo del condominio. Corresponde a la conexin colectiva de un condominio. Tiene que ubicarse de manera que sea posible la recoleccin de las Aguas Residuales de las viviendas del condominio por gravedad, preferencialmente en reas protegidas (interna en los lotes o aceras). Ver Figura N 2.

Tiene el compromiso de atender todas las casas, observando las condiciones de sus instalaciones. La atencin puede ser por el fondo del lote, por el jardn o en aceras.

Podemos observar en la Figura N 2 el Ramal Condominial en un urbanismo regular y las diferentes alternativas que se muestran como son fondo del lote, jardn o aceras.

Figura N 2: Urbanismo regular-Alternativas de Ramales

En el caso de urbanismo irregular, se agrupan las casas vecinas que puedan ser atendidas por un nico ramal (con cualquier tipo de forma), tal como lo observamos en la Figura siguiente:

Figura N3: Urbanismo irregularRamal posible

c. Microsistemas. La concepcin del Microsistema est relacionada al fraccionamiento del Sistema de colecta de Agua Residual del Alcantarillado Sanitario en pequeos subsistemas.

El lmite de los Microsistemas debe ser ajustado a las cuencas y sub-cuencas naturales de drenaje de la localidad, para minimizar los costos de las estructuras de transporte de agua residual. Cada Microsistema debe tener la mayor independencia posible, de modo que su implementacin pueda ser efectuada poretapas, tal como se observa en la Figura N 4.

BC

A

Figura N 4: Dibujo esquemtico de Microsistemas(A color amarillo, B celeste y C verde)

Un Microsistema, por lo tanto, tiene las siguientes caractersticas:

Pertenece a una misma cuenca de drenaje; Tiene Sistema colector independiente; Permite la implementacin del tratamiento de Aguas Residuales aislado del resto del Sistema; Pertenece a una misma etapa de implementacin.

d. Red pblica condominial. Est constituida por el conjunto de tuberas ubicadas en los puntos ms bajos del condominio (manzanas) y reciben las Aguas Residuales de Ramales Condominiales o conexiones domiciliarias. Se ubican preferentemente en rea protegida o aceras. Ver Figura N 5.

Drenaje general

Figura N 5: Dibujo esquemtico de la red pblica condominial

4.2ParmetrosdeDiseodelSistemadeAlcantarilladoSanitarioCondominial

Los parmetros de diseo ms relevantes son los siguientes:

a. Red pblica

La distancia mxima entre los dispositivos de Inspeccin debe ser menor o igual de 100m;

El dimetro mnimo es igual a 150mm;

El material de la tubera es PVC, polietileno u otro material que cumpla con las especificaciones tcnicas;

El recubrimiento mnimo de la tubera es de:0,60m en aceras1,10m en calles

Ubicacin de la red pblica:

Se realiza en funcin de la profundidad y el ancho de aceras, as como del dimetro de la tubera, tal como se describe a continuacin:

Para dimetros hasta 200mm preferiblemente instalarlos en reas protegidas o aceras. En este caso las conexiones de los lotes son realizadas directamente en esta red, por medio de una silleta. Debe ubicarse a 1,00m del lmite de las viviendas o a distancia adecuada para que no afecte muros o paredes existentes.

Para dimetros hasta 200mm, pero con profundidades que indiquen ser desfavorable en la acera (incompatible con el ancho de la acera), deben ser ubicados en la calle, a 1,0m en la banda norte de las calles y a 1,0m de la banda oeste de las avenidas prxima a la cuneta. En este caso, la conexin de la vivienda se debe realizar directamente en la red por medio de una silleta.

Para dimetros hasta 200 mm con grandes profundidades, debe ser ubicada en la calle, a 1,0m en la banda norte de las calles y a 1,0m de la banda oeste de las avenidas, prxima a la cuneta. En este caso, en trminos de conexin, debe realizarse un estudio para verificar la mejor situacin (tcnica/costos) entre las alternativas de conectar directamente las viviendas en la red o hacer un ramal condominial en la acera y luego conectarlo al final en la red.

Para dimetros mayores que 200mm, la red debe ubicarse en la calle. En este caso la red no recibe conexin directa de las viviendas. Slo se conectan los ramales.

b. Ramales Condominiales

La distancia mxima entre los dispositivos de Inspeccin es de 50m;

El dimetro de la tubera es de 100 mm;

El material de la tubera es de PVC, polietileno u otro material que cumpla con las especificaciones tcnicas;

El recubrimiento mnimo de la tubera es de:

0,60m en aceras0,40m en jardn0,30m en fondo de lote

Ubicacin de los ramales:

El principio es atender a todas las viviendas del condominio por gravedad, para lo que se requiere conocer las condiciones de las instalaciones sanitarias domiciliares existentes (ubicacin, nivel de salida, etc.). Por lo tanto, el ramal tiene que ubicarse de manera ms adecuada para las condiciones locales, segn las siguientes condiciones:

Ramal de acera: A 0,70m como mnimo del lmite del lote. En este caso, las conexiones son realizadas por medio de TEE Sanitaria o caja de inspeccin. De esta TEE Sanitaria se conecta un tramo de ramal hasta0,70m dentro del lote, finalizando con una caja de inspeccin que recibe la conexin de las instalaciones sanitarias de la vivienda.

Ramal de jardines: A 0,70m como mnimo del lmite frontal del lote (por dentro). En este caso, a lo largo del ramal hay una caja de inspeccin en cada lote para recibir las instalaciones sanitarias de la vivienda.

Ramal de fondo de lote: A 0,70m como mnimo del lmite de fondo del lote.En este caso, a lo largo del ramal hay una caja de inspeccin en cada lote para recibir las instalaciones sanitarias de la vivienda.

Ramal posible: Se refiere a situaciones donde el urbanismo es irregular, el terreno se presenta con topografa compleja o la ocupacin es irregular. En este caso hay que instalar el ramal donde sea posible incluir todas las casas.

Las medidas sugeridas pueden sufrir alteraciones en funcin de las condiciones locales. Tambin se pueden hacer pequeas deflexiones horizontales (cambios de direccin) en la red para salvar obstculos a lo largo del ramal.

c. Dimensionamiento hidrulico

Los principales criterios tcnicos del diseo hidrulico son:

Contribucin per cpita: est en funcin de la dotacin de agua potable para la localidad.

Caudales de diseo. Los caudales para el inicio y fin del proyecto se calculan de la siguiente manera:

Caudal mnimo.El flujo mnimo aplicado en el diseo de alcantarillas, representa el flujo pico que resulta de la descarga de un inodoro sanitario.

De acuerdo a la experiencia Brasilea:Qmin = 1,5 l/sNorma Brasilea (NBR 9649) Coeficientes:C: Coeficiente de retorno = 0,80

Caudal medio (Qmed).Estimacin igual al 80% de la dotacin del consumo de agua.

Caudal mximo horario.

Qmh = K * Qmed

Donde:

K = Coeficiente de flujo mximo.

K = K1 * K2NBR 9.649

K1=1,2: Es el coeficiente para estimar el caudal mximo diario con relacin al caudal medio diario.

K2= 1,5 a 2,2: Coeficiente de caudal mximo horario, es la relacin entre caudal mximo horario y el caudal medio horario conforme la Tabla siguiente:

Tamao de la poblacin(habs.)Coeficientek2

< 20002.2

2000 a 100002

10000 a 1000001.8

> 1000001.5

Fuente: Norma Tcnica de diseo para Sistemas de Alcantarillado, Bolivia.

Caudal de diseo (Qd).El dimensionamiento de los conductos deber atender los mximos caudales de descarga segn la siguiente expresin:

Qd = Qmh +Qi + Qc + Qind +Qinst

Donde:

Qi = Caudal de infiltracin Qc = Caudal comercial Qind = Caudal industrialQinst = Caudal institucional

Caudal de Infiltracin (Qi):

Para tuberas con juntas de mortero se les deber asignar un gasto de10,000 L/ha/da.

Para tuberas con juntas flexibles se les deber asignar un gasto de5000 L/ha/da.

Para tuberas plsticas 2L/hora/100 m de tubera y por cada 25mm de dimetro.

Dimetros mnimos

Red Pblica: Dmin = 150mm

Ramales Condominiales: Dmin = 100mm.

Tirante Mximo 50% para tubera de 100mm.

75% para tubera de 150mm y mayores.

Tensin Tractiva

La tensin tractiva fuerza de arrastre (), es la fuerza tangencial por unidad de rea mojada ejercida por el flujo de aguas residuales sobre un colector y en consecuencia sobre el material depositado.

Se calcular con la ecuacin:

= W * Rh * S

Donde:

W = Peso especifico del lquido en N/m3

Rh = Radio hidrulico a caudal mnimo en m

S = Pendiente mnima en m/m

Se recomienda valor mnimo de = 1 Pa

La pendiente mnima para = 1 PaSe calcular como:

S = / (W * Rh)

En ningn caso ser menor que:

Red Pblica: Smin= 0,0045m/m para Qmin=1,5L/s Ramal Condominial: Smin= 0,005m/m para Qmin =1,5L/s

El clculo de la pendiente mnima para obtener la fuerza tractiva mnima por medio de la frmula aproximada de clculo:

Smin=0.0055Qi0.47,esparacoeficientedeManningn=0.013para cualquier tipo de material.

La pendiente mxima admisibleSer aquella para la que se tenga una velocidad de 5 m/s, para la red pblica.

d. Dispositivos de Inspeccin

Las principales caractersticas de los dispositivos de inspeccin utilizados son:

Dispositivode inspeccin (Dimetro interno)

Profundidad

Material

Utilizacin

CI - 0,40mhasta 0,60mconcreto simplede 3000 psiRamal Condominial

CI- 0,60m0,60