Sistemas de alcantarillados

8/18/2019 Sistemas de alcantarillados

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CAPÍTULO IIISISTEMAS DE ALCANTARILLADO


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III-Sistemas de alcantarillado

INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

•• Se denominaSe denomina alcantarilladoalcantarillado ::““Sistema de estructuras y tuber Sistema de estructuras y tuber íías usados para el transporte deas usados para el transporte deaguas servidas (alcantarillado sanitario), o aguas de lluvia,aguas servidas (alcantarillado sanitario), o aguas de lluvia,(alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hasta(alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hastael sitio en que se disponen o tratanel sitio en que se disponen o tratan ””


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CLASIFICACICLASIFICACIÓÓN DE LAS AGUAS RESIDUALESN DE LAS AGUAS RESIDUALES

•• Aguas residualesAguas residualesDesecho lDesecho l ííquido constituido por aguasquido constituido por aguas domdom éésticassticas ee industrialesindustriales , aguas de, aguas deinfiltraciinfiltraci óónn y de contribuciy de contribuci óónn pluvial por malas conexiones pluvial por malas conexiones (NB 688).(NB 688).

Aguas domesticasAguas domesticasDesecho lDesecho l ííquido resultante de los hquido resultante de los h áá bitos higi bitos higi éénicos del hombre en actividadesnicos del hombre en actividadesdomdom éésticas (NB 688).sticas (NB 688).

Aguas industrialesAguas industrialesLLííquido residual resultante de procesos industriales, considerandoquido residual resultante de procesos industriales, considerando loslos

par par áámetros de lanzamiento establecidos (NB 688).metros de lanzamiento establecidos (NB 688).

•• Aguas de lluviaAguas de lluviaProveniente de la precipitaciProveniente de la precipitaci óón pluvialn pluvial


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CLASIFICACICLASIFICACIÓÓN SISTEMAS DE ALCANTARILLADON SISTEMAS DE ALCANTARILLADO

Los sistemas de alcantarillado se clasifican segLos sistemas de alcantarillado se clasifican seg úún eln el tipo detipo deaguaagua que conduzcan en:que conduzcan en:

1.1. Alcantarillado sanitario:Alcantarillado sanitario: Es el sistema de recolecciEs el sistema de recolecci óón disen dise ññado paraado parallevar exclusivamente aguas residuales domllevar exclusivamente aguas residuales dom éésticas e industrialessticas e industriales(aguas negras=aguas servidas).(aguas negras=aguas servidas).

2.2. Alcantarillado pluvial:Alcantarillado pluvial: Es el sistema de evacuaciEs el sistema de evacuaci óón de aguas de lluvia.n de aguas de lluvia.

3.3. Alcantarillado combinado:Alcantarillado combinado: Es un alcantarillado que conduceEs un alcantarillado que conducesimultsimult ááneamente las aguas residuales y las aguas pluviales.neamente las aguas residuales y las aguas pluviales.


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ALCANTARILLASALCANTARILLAS

•• ¿¿QuQu éé significa quesignifica que estest één fluyendo sin presin fluyendo sin presi óón?n?Significa que estSignifica que est áán sujetos a la presin sujetos a la presi óón atmosf n atmosf éérica en algrica en alg úúnn

punto de su punto de su áárea de escurrimiento.rea de escurrimiento.


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ALCANTARILLASALCANTARILLAS

•• El flujo de las aguas residuales y pluvialesEl flujo de las aguas residuales y pluviales escurren porescurren porgravedad (sin presigravedad (sin presi óón) para evitar n) para evitar ::

InundacionesInundaciones de los artefactos sanitarios por efecto de la contrapreside los artefactos sanitarios por efecto de la contrapresi óónn

La creaciLa creaci óón den de ááreas de contaminacireas de contaminaci óón quen que afectar afectar íían las redes de aguaan las redes de agua potable potable

•• El diseEl dise ñño se realiza aplicando principios de hidr o se realiza aplicando principios de hidr ááulica deulica decanales abiertos.canales abiertos.


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COMPARACICOMPARACIÓÓN FLUJO A PRESIONN FLUJO A PRESIONvsvs FLUJO POR GRAVEDADFLUJO POR GRAVEDAD

•• Componentes de la lComponentes de la l íínea de energnea de energ ííaaZ = altura de elevaciZ = altura de elevaci óónn

Y = altura de carga, alturaY = altura de carga, altura piezom piezom éétricatrica

VV 22/2g = altura de velocidad, altura de presi/2g = altura de velocidad, altura de presi óón dinn din áámicamica

Hf Hf = P= P éérdida de carga, prdida de carga, p éérdida de energrdida de energ ííaa


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FLUJO (NO) PERMANENTE, FLUJO (NO) UNIFORMEFLUJO (NO) PERMANENTE, FLUJO (NO) UNIFORME

TIEMPO TIEMPO DISTANCIA DISTANCIA


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FLUJO VARIADOFLUJO VARIADO


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ECUACIONES PARA LOS CECUACIONES PARA LOS CÁÁLCULOS HIDRLCULOS HIDRÁÁULICOSULICOS

•• FFóórmula dermula de Colebrook Colebrook – – WhiteWhite

Donde :Donde :

V = Velocidad (m/s)V = Velocidad (m/s)D = DiD = Di áámetro (m )metro (m )

S = Pendiente (m/m)S = Pendiente (m/m)

K/D = Rugosidad relativa de la pared de la tuber K/D = Rugosidad relativa de la pared de la tuber íía (m/m)a (m/m)

n = Viscosidad cinemn = Viscosidad cinem áática (m2/s) (var tica (m2/s) (var íía con la temperatura del la con la temperatura del l ííquido)quido)


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ECUACIONES PARA LOS CECUACIONES PARA LOS CÁÁLCULOS HIDRLCULOS HIDRÁÁULICOSULICOS

•• FFóórmula dermula de ManningManning

Donde :Donde :

V = Velocidad (m/s)V = Velocidad (m/s)

n = Coeficiente den = Coeficiente de rugosidad rugosidad (adimensional)(adimensional)

R = Radio hidr R = Radio hidr ááulico (m)ulico (m)

S =S = PendientePendiente (m/m)(m/m)


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FORMULA DE MANNINGFORMULA DE MANNING–– SecciSeccióón circular llenan circular llena

R=D/4


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FORMULA DE MANNINGFORMULA DE MANNING–– SecciSeccióón parcialmente llenan parcialmente llena


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FORMULA DE MANNINGFORMULA DE MANNING–– SecciSeccióón parcialmente llenan parcialmente llena


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PROPIEDADES HIDRPROPIEDADES HIDRÁÁULICAS DE LA SECCIULICAS DE LA SECCIÓÓN CIRCULARN CIRCULAR


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EJEMPLOSEJEMPLOS–– ejemplo 1ejemplo 1

Calcular el caudal a secciCalcular el caudal a secci óón llena y la pendiente de una tuber n llena y la pendiente de una tuber ííaade concreto de 250de concreto de 250 mmmm de dide di áámetro, donde el agua residualmetro, donde el agua residualfluye a una velocidad de 0.60 m/s.fluye a una velocidad de 0.60 m/s.


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Para disePara dise ññar una alcantarilla pluvial que recibir ar una alcantarilla pluvial que recibir áá 290 l/s,290 l/s,funcionando a seccifuncionando a secci óón llena, en una pendiente de 0.02 m/m, sen llena, en una pendiente de 0.02 m/m, secuentan con tuber cuentan con tuber íías de concreto con los siguientes dias de concreto con los siguientes di áámetrosmetros

disponibles: 300disponibles: 300 mmmm , 350, 350 mmmm , 400 mm. Calcular tambi, 400 mm. Calcular tambi één lan lavelocidad a la que fluye el agua.velocidad a la que fluye el agua.


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Calcular la altura de escurrimiento d, y la velocidad real enCalcular la altura de escurrimiento d, y la velocidad real enuna alcantarilla con un diuna alcantarilla con un di áámetro de 300metro de 300 mmmm situada sobre unasituada sobre una

pendiente de 0.005 m/m, con un valor de n de 0.015 cuando la pendiente de 0.005 m/m, con un valor de n de 0.015 cuando la

descarga es de 8.5 l/s.descarga es de 8.5 l/s.


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Una alcantarilla circular de 1.50 m de diUna alcantarilla circular de 1.50 m de di áámetro se encuentrametro se encuentrasobre una pendiente de 0.0025. si n = 0.013, hallar:sobre una pendiente de 0.0025. si n = 0.013, hallar:

a) Q y V cuando la seccia) Q y V cuando la secci óón estn est áá llena.llena.

b) Q y V cuando la profundidad de la corriente de agua residual b) Q y V cuando la profundidad de la corriente de agua residual es dees de0.38 m.0.38 m.

c) Q y V cuando la alcantarilla lleva el 0.6 de su capacidad.c) Q y V cuando la alcantarilla lleva el 0.6 de su capacidad.

d) V y profundidad de la corriente cuando q = 1.4 m3/s.d) V y profundidad de la corriente cuando q = 1.4 m3/s.


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El caudal a tubo lleno que fluye por una alcantarilla deEl caudal a tubo lleno que fluye por una alcantarilla deconcreto de diconcreto de di áámetro de 200metro de 200 mmmm , es de 34 l/s con una, es de 34 l/s con una

pendiente de 0.01 m/m. determinar: pendiente de 0.01 m/m. determinar:

a)a) El tirante y la velocidad si funciona con un cardal de 17 l/s.El tirante y la velocidad si funciona con un cardal de 17 l/s.

b) La velocidad de flujo cuando el colector tenga un tirante de b) La velocidad de flujo cuando el colector tenga un tirante de agua deagua de14.7 cm.14.7 cm.

c) El caudal que llevar c) El caudal que llevar áá el colector para un tirante de 12.1 cm.el colector para un tirante de 12.1 cm.

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