Tuberias Saneamiento y Agua Potable

TAR INNOVA. TECNOLOGÍA AMBIENTAL. GRUPO TAR. ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA DE SEVILLA

REDES DE AGUAS POTABLES Y RESIDUALES


REDES DE AGUAS POTABLES Y RESIDUALES

ÍNDICE:

1. REDES DE AGUA POTABLE

1.1. Conducciones en alta 1.2. Depósitos de regulación y distribución 1.3. Redes de distribución 1.4. Accesorios en conducciones en alta y en redes de distribución 1.5. Consideraciones para el cálculo de redes de distribución

2. REDES DE AGUAS RESIDUALES

2.1. Tipo de redes 2.2. Elementos necesarios 2.3. Parámetros de diseño


REDES DE AGUA POTABLE


1. REDES DE AGUA POTABLE

1.1. Conducciones en alta Se denomina conducción al conjunto de obras y elementos que tienen la misión de conducir el agua desde la captación hasta el punto inicial de la red de distribución, que suele ser, generalmente, un depósito de almacenamiento. El transporte del agua se realiza a caudal total o caudal completo.

Este transporte requerirá una cierta cantidad de energía para realizarse. A este respecto, pueden ocurrir tres casos: A. Conducciones por gravedad El agua en el punto de captación dispone de energía suficiente, en forma de energía potencial, para realizar el transporte. Las conducciones por gravedad se caracterizan por el aprovechamiento de una diferencia de nivel entre los puntos de origen y destino. Las conducciones por gravedad, a su vez se pueden clasificar según el estado energético del agua durante el transporte en: • Conducciones en lámina libre ó rodadas , comúnmente llamadas canales, son aquellas en las que el agua circula a la presión atmosférica, y por tanto su recorrido es sensiblemente paralelo y muy próximo a la línea piezométrica. • Conducciones a presión o forzadas, que son aquellas en las que el agua circula a una presión variable y siempre superior a la atmosférica. El recorrido del agua, en este caso, difiere sensiblemente de la línea piezomética. • Conducciones mixtas, que son aquellas que tienen tramos de uno y otro de los tipos anteriores. Las conducciones por gravedad rodadas se caracterizan porque cuando se tiene que cruzar una vaguada ó valle profundo no pueden hacerlo en línea recta sin más, sino que o se rodea el valle siguiendo aproximadamente una línea de nivel o hay que recurrir a obras especiales de ingeniería como son: • Sifones, consistentes en una conducción forzada que descendiendo por una de las laderas, ascienda por la otra hasta un punto de cota ligeramente inferior al de arranque. Por tanto un sifón es un tramo de conducción forzada incluido en una conducción rodada. • Túneles, se emplean para salvar contrafuertes y laderas accidentadas. Tienen como principales ventajas el acortar el recorrido del agua y los pocos gastos de conservación que necesitan. El inconveniente fundamental de esta obra es su carestía, aunque estos túneles son bastante más económicos que los de carretera y ferrocarril, debido a su escasa sección.


• Acueductos, son conducciones que discurren sensiblemente elevadas sobre el terreno. No obstante, el sentido estricto de la palabra representa la estructura destinada a sustentarla, y no a la propia conducción. Los acueductos se construyen fundamentalmente porque resultan más económicos que rodear el valle o establecer un sifón o porque hay que evitar el paso por terrenos inestables o porque hay que facilitar los cruces con otras vías de transporte. En las conducciones por gravedad forzadas, debido a sus características que obligan a que el agua sea conducida por un conducto cerrado, se debe responder a los siguientes principios: • Impermeabilidad muy cuidada. • Velocidades comprendidas entre 0,6 m/s y 1,5 m/s a fin de evitar sedimentación (v < 0,6 m/s) o sacudidas en las conducciones (v > 1,5 m/s). • Inatacabilidad por las aguas. Cuando sea necesario se deberán tomar medidas de protección eficaces. • El trazado vertical de la conducción deberá evitar concentraciones de gases en los puntos altos y pérdidas de capacidad. • El trazado en planta deberá llevarse, cuando esto sea posible, por las cercanías de los caminos y vías de comunicación, lo que facilitará tanto el acceso para la construcción, como las reparaciones. • Es recomendable que el trazado vertical se separe lo menos posible de la línea piezométrica, ya que de esta forma se consigue trabajar con presiones inferiores, lo que abaratará la obra y reducirá las averías. • Es recomendable que las conducciones forzadas queden recubiertas con una capa de tierra de espesor mínimo de 80 cm, que evitará los esfuerzos térmicos y conservará la temperatura del agua. Deberán apoyarse sobre una cama de arena u hormigón fresco. En ocasiones podrán usarse calzos para su alineación. Las obras especiales de ingeniería ligadas con las conducciones forzadas aparecen en: cruces con corrientes de agua continuas (cruces subfluviales o submarinos) o discontinuas (cruces subfluviales), cruces con vías de comunicación, cambios de dirección de la conducción y pasos de macizos montañosos, siendo las más importantes las que a continuación se citan: • Acueductos que se emplean en los mismos casos que en conducciones rodadas, es decir, para cruces de corrientes de agua continuas o discontinuas y para cruces con vías de comunicación.


• Sifones invertidos, para recuperar parte de las pérdidas de carga que se producen en estos elementos y que son muy importantes. Se emplean en el mismo caso que los acueductos. • En lechos rocosos, para cruces subfluviales, es suficiente con enterrar la tubería en zanja, si bien la excavación subfluvial presenta es este caso problemas de ejecución y costo. • Arriostramiento de la tubería, para cruces subfluviales, mediante pilotes, muretes, gaviones u otras obras de protección. Estas obras se realizan sobre todo cuando el cruce se realiza en lechos inestables. • Anclajes de codos, cuando se producen cambios de dirección. En este caso se suelen hacer simples macizos de hormigón que, con su peso y debidamente empotrados en el terreno, contrarrestan los empujes del agua en la pared de la tubería que se enfrenta a la corriente del agua. B. Conducciones por impulsión El agua no dispone de la energía necesaria para realizar el transporte. En este caso será necesario aportar energía por medios externos (bombas de impulsión), lo que da origen a las denominadas conducciones por impulsión. Las partes fundamentales de un sistema de impulsión son fundamentalmente dos: • La central elevadora, que consta a su vez de la maquinaria de elevación (bombas) y de ciertas instalaciones complementarias, cuya misión consiste en preservar y/o garantizar el buen funcionamiento del sistema de elevación. • La tubería de impulsión, o conducción forzada por la que circula el agua, una vez pasada la central elevadora, hasta su punto de destino. En este punto es conveniente mencionar que estas conducciones de impulsión no sólo se utilizan en aguas potables sino que también se utilizan en aguas residuales, así tenemos que: • En una obra de abastecimiento de agua, las conducciones por impulsión pueden establecerse: o De captación a estación de tratamiento. o De captación a depósito de regulación. o De estación de tratamiento a depósito de regulación. o Directamente a la red de distribución, bien como elemento auxiliar de transporte o bien como elemento amplificador de la presión en la red de distribución.


• En aguas residuales, la impulsión suele ser casi siempre necesaria, bien de captación a estación de tratamiento, bien de captación al punto de vertido. C. Conducciones mixtas gravedad - impulsión El agua dispone tan solo de una parte de la energía necesaria para el transporte. En este caso, continuará siendo necesario el aporte exterior de energía, y podrá dar origen a una conducción mixta gravedad – impulsión. Estos tres casos proporcionan una primera y fundamental clasificación de las conducciones, en los tres tipos mencionados, de los cuales resultan básicos los dos primeros, puesto que el tercero constará, en general, de tramos de uno u otro tipo. 1.2. Depósitos de regulación y distribución En abastecimiento de agua, se entiende por depósito, la estructura apta para contener un cierto volumen de agua, con las instalaciones complementarias precisas para cumplir funciones de contener agua, regular el caudal, regular la carga de la red o ambas, dar seguridad del servicio y garantizar el mantenimiento de la calidad del agua. El depósito de regulación de caudal sirve para compensar en un tiempo determinado los caudales de aportaciones y consumos. El depósito de regulación de carga, sirve para garantizar la presión mínima necesaria en cada punto de la red de distribución, o puntos de conducción. En este sentido es una obra que sirve para mantener una cota en el nivel del agua suficiente para alcanzar las cotas de los puntos a suministrar, teniendo en cuenta las pérdidas de carga en los conductos y elementos accesorios. El depósito, como elemento de seguridad del abastecimiento de agua, debe integrar volúmenes de reserva ante emergencias, tales como averías en la aportación, o emergencias de consumo como son los incendios. Las aguas contenidas en el depósito, a través de la red de distribución, van directamente al consumo. En consecuencia, debe el depósito garantizar la inalterabilidad de la calidad de las aguas, evitando variación de temperatura, desarrollo de algas, contaminación exterior, etc. En este sentido presenta ventajas la adopción de un depósito cerrado.

En resumen, las misiones encomendadas a un depósito son: • Contener agua, siendo en definitiva un vaso impermeable. • Regular el caudal. • Regular la presión de la red.


• Dar seguridad al abastecimiento. • Garantizar el mantenimiento de la calidad del agua. Los depósitos se clasifican atendiendo a varios factores: • Por su función: de regulación, de carga, de regulación y de carga. • Por su emplazamiento en relación con el terreno: enterrados, semienterrados, superficiales y elevados. • Por su relación con la red: o Depósito principal de cabecera. Recibe la totalidad de las aguas a suministrar y se encuentra situado al final de la conducción en alta y sirve de arranque a la arteria maestra de la red de distribución. o Depósito de cola o de equilibrio que sólo abastecerá a una zona, dependiendo de las pérdidas de carga en la red suministrada por el depósito principal. Este depósito también es conocido como terminal. • Por el material a emplear: fábrica de ladrillo, hormigón en masa, hormigón armado, hormigón pretensado, hormigón postensado, acero, plástico,etc. • Por la forma geométrica: circular, rectangular, especial.

Las características de un depósito vendrán influenciadas por las siguientes variables: • Función: o Regulación de caudal: bombeo, suministro, reimpulsión. o Regulación de carga: depósito de equilibrio, torres de agua. • Zona a servir. o Número de habitantes. o Número de industrias. • Capacidad dependiente de: o Consumo. o Aportación. • Calidad del agua o Básica. o Ácida. o Neutra.


• Clima: o Cálido. o Frio. o Con grandes oscilaciones térmicas: diarias, estacionales. o Con pequeñas oscilaciones térmicas: diarias, estacionales • Material a emplear: acero, fundición, fibrocemento, hormigón, mampostería, fábrica de ladrillo, plástico. • Forma geométrica: o Circular. o Rectangular. o Especial. • Terreno: o Según su cohesión: rocas, terrenos sin cohesión, terrenos coherentes, otros. o Según su composición: yesífero, calizo, arcilloso. • Altura sobre cota terreno: o Respecto al viento. o Respecto a seismos. • Altitud: respecto a la nieve. • Aspecto estético.

En los depósitos se pueden distinguir tres tipos de capacidades: • Capacidad mínima: es aquella en la que pueda almacenarse el agua sobrante cuando el caudal de consumo sea menor que el de abastecimiento, y aporte la diferencia entre ambos cuando se mayor el de consumo. • Capacidad media normal: la requerida para hacer frente, prudencialmente a la capacidad mínima, proporcionar un suplemento extraordinario de agua en casos de incendios y atender a las necesidades de la población en caso de reparaciones o averías que exijan el corte de la conducción, o el parado de la elevación. • Capacidad máxima: aquella que requeriría un margen tal que cubriera los riesgos extraordinarios de una grave avería. El emplazamiento ideal de un depósito sería el baricentro de la zona a abastecer, a fin de obtener la mayor uniformidad de presiones en la misma y que la red de distribución sea lo más económica posible. La conducción al depósito se podría dimensionar para ser abastecido con un caudal medio, mientras que la salida del depósito deberá dimensionarse para caudal punta. No obstante sólo en ciudades asentadas en laderas de cerros, o en aquellas completamente llanas en las que es inexcusable recurrir a depósitos elevados


(torres de agua), puede realizarse, aproximadamente la condición del situarlo en el baricentro. Cuando la forma del terreno que circunda la población a abastecer es relativamente plana, el depósito de almacenamiento a instalar será del tipo elevado. Sin embargo, cuando la forma del terreno presenta cotas suficientemente elevadas, el emplazamiento de este depósito va a venir condicionado por la forma del terreno.

EMPLAZAMIENTO DE DEPÓSITO EMPLAZAMIENTO DEPOSITO CON FUENTE ELEVADA SOBRE TERRENO ELEVADO CON POZO INFERIOR A LA POBLACIÓN

TRAIDA DE AGUAS A GRAN DISTANCIA CON INTERVENCIÓN DEL RELIVE DEL TERRENO


DISTRIBUCIÓN ESCALONADA 1.3. Redes de Distribución El suministro del agua desde los depósitos (elementos de regulación entre aportaciones y suministro) hasta los puntos de consumo de la ciudad, se efectúa por medio de una red de distribución, cuyo fin es garantizar que en todos los puntos exista el caudal preciso, la presión conveniente, y la calidad del agua requerida, evitando cualquier posible contaminación desde su recogida en el depósito hasta el punto de consumo.

En este tipo de redes hay que tener en cuenta que: • La rugosidad de la conducción debe ser la menor posible, para evitar grandes pérdidas de carga. • Resistencia de la conducción a las acciones interiores y exteriores, como pueden ser la agresividad del agua, la corrosión o la acción mecánica. • El conducto debe ser impermeable para evitar fugas o entradas de agua exterior que las contaminen. En redes de distribución existen cinco sistemas, siendo los más importantes los tres primeros que a continuación se exponen: A. Red ramificada. El sistema ramificado consiste en un tubería principal o arteria maestra de la que se derivan arterias secundarias, de las que a su vez parten otras de tercero a cuarto órdenes, cada vez menores y en forma análoga a los nervios de una hoja.


En este tipo de red, cada punto recibe el agua sólo por un camino, siendo en consecuencia los diámetros cada vez más reducidos, a medida que las tuberías se alejan de las arterias principales. Tiene este tipo de red el grave inconveniente de que una avería, en un punto de la misma, deja en seco toda la red situada a continuación del punto averiado. Por eso hoy en día, teniendo en cuenta las garantías de servicio exigidas en las instalaciones urbanas, no es aconsejable este sistema más que en caso de poblados rurales con caseríos diseminados. En caso de emplearse este sistema, debe considerarse que el estancamiento del agua en los extremos de los ramales puede alterar sus cualidades. B. Red articulada En el sistema de red articulada, los ramales de la red anterior se unen y el agua puede llegar a un punto determinado de ellos por varios caminos. En estas redes existe un problema de indeterminación de sentido de circulación del agua, pero tienen la ventaja de que en caso de avería el agua llega al resto de la red por otras tuberías, no faltando más que en el trozo averiado que se puede aislar por medio de llaves, emplazadas de modo que forman pequeños polígonos cerrados independientes. Las dimensiones de los tramos aislados dependen de la importancia de la población y de los efectos de la carencia de suministro de los mismos. C. Red circular La distribución circular consiste en contemplar la arteria maestra central con otras arterias circulares. Es difícil dar normas concretas para la adopción de uno u otro sistema, pues depende del trazado de la ciudad, del emplazamiento del depósito y de su carácter (de cabecera o cola). Y además, dentro de una misma población, será conveniente recurrir a combinar los sistemas mencionados, según los sectores a servir. Una solución mixta muy recomendable, en poblaciones extensas, es la radial con arterias periféricas de socorro. Estas arterias son simples ramales alimentadores para caso de averías. D. Redes en pisos Todo lo expuesto se refiere al caso de establecimiento de una red única en la ciudad, pero en caso de poblaciones en que, por regla general, el abastecimiento se efectúa con aguas que llegan a distintos niveles o en los que no es posible disponer un depósito único que alcance a toda la población, ya que en puntos de la red se presentan diferencias en la presión de más de 50 ó 60 m de columna de agua, se recurre a dividir éstas en zonas escalonadas con diferente presión y calcular la red de cada una como si fuera


independiente. Es decir, es el establecimiento de redes diferenciadas por su distinta presión estática. A veces esta separación se efectúa, aunque los dos pisos de las redes estén unidos mediante reductores de presión, para evitar que si la diferencia de cotas en la ciudad es grande, las cargas estáticas que se produzcan al enlazarla accidentalmente sean excesivas y originen roturas, sobrepresiones, averías en las instalaciones internas de los edificios y mal funcionamiento de grifos y llaves. En otros casos se adoptan redes independientes, alimentada la superior desde un depósito, a la cota más elevada, y las inferiores desde otro u otros depósitos. Otro caso a considerar es aquél en que, además de los pisos de redes normales, se prevén redes especiales alimentadas automáticamente por bombeo. E. Redes dobles La denominación de red doble hace alusión a la distinta calidad del agua conducida con procedencias de agua de diversos puntos de captación, o conduciendo aguas de distintas calidades para distintos usos. Se plantea aquí el problema de la adopción de una red de distribución única o doble. Como norma general, ha de tenderse siempre hacia la red única. Pero si la depuración del agua es costosa o su existencia es escasa, se precisará recurrir a la red doble, una de agua para usos domésticos, y otra de agua no potable, pero apta para riegos de calles, jardines, lavados de coches, limpieza de alcantarillado, industrias, etc. Una vez conocidos los distintos sistemas de redes de distribución que existen se procederá a ver algunas recomendaciones para el trazado de estas redes: • Las arterias principales han de trazarse tendiendo en línea recta hacia las zonas de mayor consumo, es decir, hacia el centro de gravedad del consumo. • Las arterias secundarias han de trazarse buscando el abastecer lo más directamente posible los ramales urbanos o tuberías terciarias. • Un sistema bastante práctico es el de ajustarse al camino de los centros de gravedad de consumo. Es decir, zonificar, buscar los centros de gravedad de consumo y el centro de gravedad general del consumo. • En caso de poblaciones lineales, es decir, desarrolladas a lo largo de una vía fundamental, la arteria maestra se situará en la misma, especialmente con el sistema ramificado. Si algunos núcleos laterales tienen importancia, exigirán la derivación de unas arterias secundarias, buscando el centro de gravedad hidráulica de cada uno de estos núcleos.


• En poblaciones en abanico, en que el núcleo urbano es excéntrico, como ocurre, por ejemplo, en casos de puertos de mar, en que la atracción del puerto determina este emplazamiento del núcleo, la arteria maestra ha de penetrar directamente a dicho núcleo y desviarse a las zonas congestionadas, aunque sean periféricas. El resto de la ciudad puede servirse con arterias secundarias, bien sueltas, bien enlazadas por otras de socorro, que, a su vez, pueden considerarse como principales de los sectores de la periferia urbana abastecidos desde las mismas. • Si la anchura de la ciudad es importante, en lugar de colocar una única arteria, es preferible disponer de dos arterias maestras, aproximadamente a la semidistancia entre el eje longitudinal y los lados paralelos de la periferia, dejando en dicho eje una arteria secundaria. • En caso de anchuras de la ciudad mayores a las anteriores, es preferible disponer una red circular con arteria maestra de diámetro uniforme, o en la que el menor diámetro sea suficiente para asegurar una alimentación en caso de interrupción en algún punto del anillo. • En casos de poblaciones cuyo centro admite la construcción de un depósito urbano, puede ser más acertada la solución de instalar en él el depósito y arrancar del mismo las arterias generales. 1.4. Accesorios en conducciones en alta y en redes de distribución • Conducciones en alta: Conducciones Rodadas Entre los elementos y obras auxiliares más importantes que deben acompañar una conducción rodada, pueden citarse: o Partidores de carga. Son puntos singulares en los cuales se hace que el agua pierda bruscamente energía. Están justificados en aquellos casos en los que sobra energía potencial del agua, no siendo posible absorberla por rozamiento a causa de resultar velocidades excesivas. o Rápidos. Tienen una misión idéntica a los partidores de carga, si bien su acción se prolonga durante una longitud mayor del canal, siendo, por tanto, la disipación de energía más suave y prolongada. o Registros de inspección y vigilancia. Son obras que permiten el acceso al canal en ciertos puntos a fin de vigilar su conservación y limpieza. o Almenaras y desagües. Las almenaras realizan la función de cortar el agua del canal en un punto dado y desviarla hacia un aliviadero. Constan, en general de una caseta, en cuyo interior se colocan las compuertas de cierre y un aliviadero con capacidad para el máximo caudal de cálculo. En otros casos podrán disponerse de desagües simples, con o sin aliviadero que permitan vaciar el canal en puntos elegidos.


o Cabezas de sifones. Tienen como misión realizar la transición de la conducción rodada a la forzada sin perturbaciones. o Obras de arranque. Tienen como misiones la reducción de la energía a los niveles previstos y el control de los caudales que pasan por el canal. o Compuertas de regulación. Tienen como objetivo regular el caudal del canal y ayudar al mantenimiento del mismo. Estas se utilizan normalmente en canales para riego y pueden ser: a) De canal. Cierran por tres lados y suelen utilizarse cuando los canales son abiertos (visitables). b) Murales. Cierran por 4 lados y suelen utilizarse cuando los canales son cerrados (no visitables). Pueden se cuadradas y redondas. c) De vagón. Pueden cerrar por 3 y por 4 lados. Se diferencian de las otras en el sistema de recorrido de la compuerta que en este caso es por ruedas. d) Abatibles. Tienen el giro hacia arriba y se abren ayudadas por el empuje del agua, si estas se encuentran sin ningún tipo de atranque. e) Deslizantes de rebose. La compuerta desliza hacia abajo entre los pilares del marco y tienen como objetivo controlar el nivel del agua.


• Conducciones en alta: Conducciones forzadas y redes de distribución

Entre los accesorios y elementos auxiliares más usados en las conducciones forzadas, pueden citarse: o Ventosas. Se utilizan para evacuar el aire y gases que se acumulan en los puntos altos de la tubería. Estas acumulaciones de gases, además de reducir el paso del agua y llegar incluso al corte de corriente, dan lugar a golpes de ariete en su desplazamiento. Por motivos de revisión y reparación de estos elementos es conveniente instalar entre la tubería y la ventosa una llave de paso. En las ventosas para que el funcionamiento hidráulico sea correcto, es conveniente que se sitúen por encima de la línea de carga. o Válvulas de retención. Estas válvulas permiten el paso del líquido en una sola dirección. Tienen como misión evitar el vaciado de tuberías ascendentes al cortarse el flujo de agua, y se emplean mucho para evitar el funcionamiento inverso de las bombas, al quedar estas paradas. o Reductores de presión. Se emplean cuando ciertas partes de una conducción deben estar por debajo de una cierta presión límite, que no debe ser superada. o Válvulas de cierre. Tienen como misión cortar el paso del agua por ciertas secciones y, por tanto, dejar sin servicio tramos determinados de la red de distribución. Estas válvulas pueden ser de compuerta, de mariposa, de membrana.


o Desagües y pozos-registro (areneros). Deben instalarse en los puntos bajos de la red, recogiéndose allí por decantación la arena o partículas sólidas, que pudiesen existir en el agua. Se vacían mediante la apertura de una válvula situada en la parte inferior. o Medidores de presión y caudal, dispuestos en distintos puntos de las conducciones para tener un conocimiento real y práctico de su funcionamiento, obteniendo los datos precisos para la correcta explotación tanto en las conducciones en alta como en las redes de distribución. o Compensadores de dilatación. Se emplean fundamentalmente en acueductos, a fin de absorber las dilataciones del tablero del puente. Se trata simplemente de dos tubos, uno dentro del otro, que tiene libertad para deslizar, quedando la impermeabilidad asegurada por unas juntas anulares de goma comprimidas por un prensaestopas.


1.5. Consideraciones para el cálculo de redes de distribución Debe considerarse que el objetivo de una red de distribución es hacer llegar el agua a cada punto de uso: Uso doméstico, uso industrial, uso de riego de parques y ajardines, uso de limpieza viaria, uso para incendios, etc.


Se observa que en la solución adoptada para una red de distribución aparecen o juegan un papel importante numerosos factores, que definen las posibles alternativas a considerar. Los factores más destacables son: • Relativos al núcleo: Topografía, trama viaria, zonificación, ordenanzas, principalmente en lo referente a densidad de población, volúmenes, alturas, etc. • Relativos a la conducción: Volúmenes de agua a servir, dependiendo fundamentalmente de la población y de las dotaciones, sistema de bombeo, depósito. • Relativas a la propia red: Tipo de red, tipo de tubería, velocidades, presiones, evolución de los caudales a suministrar, etc. Todo estudio que se realice tendrá que partir de una serie de datos previos como son: • Plano de la ciudad, topográfico, de zonificación, viario, etc. • Determinación de los puntos de uso de agua. • Volumen de agua necesaria en cada uno de dichos puntos. • Emplazamiento del depósito. • Diámetro mínimo a emplear. • Presión requerida en el momento de máximo consumo.

Una vez recogidos los datos previos deben situarse en el plano de la ciudad, los usos especiales que reclaman consumos excepcionales instantáneos de agua (fábricas, mercados, cuarteles, hospitales, etc.). La cantidad de agua puede determinarse en función de la superficie y la población servida, una vez situado en el plano de la ciudad todos los usos excepcionales o no. En las zonas especiales se deducirá el consumo a la vista de la realidad del gasto estimado. El plano de la ciudad deberá ser planimétrico y altimétrico, siendo las escalas más aconsejables: Cartografía general: 1:10.000 ó 1:5.000 Cartografía de detalle: 1:2.000 ó 1:1.000 En las redes de distribución se deben de poner como diámetros mínimos los de 80 mm, con objeto de que exista la posibilidad de colocar hidrantes y bocas de toma de agua para incendios además de ramales de riego. Con todos los datos de partida conocidos, se realiza el cálculo de la red de distribución, que tiene como objetivo obtener: el caudal, la velocidad, la sección y la pérdida de carga que existe, obteniéndose en cada uno de los puntos de toma de la red, estos parámetros hidráulicos.


Para el cálculo de las redes de distribución existen diversos métodos, que dependen del tipo de red. Normalmente se parte de un caudal a transportar por el conducto y se fija una velocidad de paso, comprendida entre 0,5 m/s y 1,5 m/s, determinándose la sección del conducto y la pérdida de carga con estas dos magnitudes conocidas.


REDES DE AGUAS RESIDUALES


2. REDES DE AGUAS RESIDUALES 2.1. Tipo de redes Los distintos tipos de redes de aguas residuales aparecen porque tenemo s distintos tipos de aguas residuales según la procedencia de las mismas: desechos de las viviendas, locales comerciales, establecimientos industriales, así como las aguas de escorrentía superficial y drenaje. Por ello, atendiendo a los aspectos cuantitativos y cualitativos, conviene hacer la siguiente clasificación: • Aguas blancas Comprenden las procedentes de precipitaciones de nieve o lluvia así como las de drenaje. Las aportaciones son de carácter intermitente, siendo los caudales, en una superficie urbanizada, de 50 a 200 veces superiores a los correspondientes a las medias de los vertidos domésticos, comerciales e industriales. • Aguas negras Son, en consecuencia, las procedentes de los usos domésticos, comerciales, industriales y agrícolas. Teniendo en cuenta la incidencia cualitativa y el origen de las aguas negras pueden clasificarse en:

° Domésticas: Constituidas por deyecciones, residuos alimenticios y residuos de la limpieza e higiene.

° Industriales: Procedentes de la actividad industrial, arrastrando restos de materias primas utilizadas, productos de transformación y acabados, así como la variación térmica.

° Agrícolas: Procedentes de la actividad agrícola, incorporando fertilizantes, insecticidas, herbicidas y fungicidas.

° Urbanas: Constituidas por la totalidad de aguas negras de todos los usos de la ciudad, incluyendo aguas blancas y negras.

° Otras actividades: Aguas procedentes de usos no especificados en los apartados anteriores. Una vez conocida la procedencia de las aguas, doméstica, de lluvia, servios públicos y aguas industriales, puede establecerse una clasificación en sistema separativo y sistema unitario, no obstante puede establecerse otra clasificación, que no profundizaremos y que es: evacuación por gravedad, evacuación por gravedad pero con elevaciones y evacuación por circulación forzada. A continuación se definirán los sistemas unitario y separativo y se expondrán las principales diferencias entre ellos: • Sistema unitario


En el sistema unitario se vierten todas las aguas en una única canalización. Esta red única de alcantarillado es más sencilla de instalación y de servicios. Basta un solo ramal de alcantarillado en cada calle y una sola acometida a las fincas. • Sistema separativo

En el sistema separativo se recogen las aguas residuales en dos canalizaciones independientes. La red de aguas negras transportará los vertidos domésticos, los vertidos de los establecimientos comerciales y los vertidos industriales. La red de aguas blancas conducirá las aguas de escorrentía superficial generadas por precipitaciones, por riego o baldeo de calles, las aguas de drenaje y los desagües de la red de distribución y depósitos. • Diferencias entre el sistema unitario y separativo La red doble o separativa del alcantarillado exige doble red de alcantarilla en casi todas las calles (salvo las que por ser muy cortas no requieren sumideros), y doble acometida en cada casa. Desde el punto de vista de economía de construcción y gastos de primer establecimiento, existe indudable ventaja para el sistema unitario, pues el coste de las dos tuberías, equivalentes hidráulicamente en su conjunto a la única, es 1,5 a 2 veces mayor, como término medio, habida cuenta de la imposibilidad práctica de utilizar diámetros de tubos inferiores a 20 cm, que en muchos pueblos y calles cortas de ciudades, con pendientes más fuertes (como son las de gran parte de las españolas), son suficientes para el caudal total. A esto ha de añadirse el doble coste de las acometidas, pues, aunque éstas no sean abonadas por las administraciones que ejecutan y explotan una red de alcantarillas, no por ello dejan de gravar al vecindario y, por tanto, a la economía local y nacional. Solamente los colectores son menores en el sistema separativo por poderse desaguar las aguas de lluvia por los caminos más cortos. Pero esta ventaja llega casi a desaparecer con el uso de aliviaderos de lluvias que conduzcan, a adecuados lugares, el exceso de determinado caudal de los cauces públicos. Los gastos de levantamiento y reposición de pavimentos, que tienen importancia no despreciable en el presupuesto general de la red, son de 2 a 1,50 veces mayores en el sistema separativo, según los diámetros o anchura de las tuberías o alcantarillas, por exigir también, en realidad, unas anchuras mínimas de zanjas para poder trabajar, aunque los diámetros sean muy pequeños. Claro está que puede haber casos particulares de pequeños pueblos, que por la configuración topográfica de su núcleo edificado, permitan el desvío de las aguas superficiales de lluvia mediante cunetas o canales abiertos, en los que no será precisa (en la mayor parte de sus calles) la doble canalización; y en ellos no cabe duda alguna que, desde el punto de vista económico constructivo, es preferible el sistema separativo. La conservación y explotación de una red doble exige gastos bastantes mayores que en el caso de red única, siendo también doble el gasto necesario por operaciones posteriores. Sin embargo, los gastos de limpieza son menores en el alcantarillado separativo, por ser menores las variaciones del caudal que circula por las alcantarillas de aguas negras, y


menor, por tanto, la variación de la velocidad, lo que reduce las sedimentaciones. En las alcantarillas de aguas superficiales o blancas no se requiere más que limpiezas de tarde en tarde. Si el agua residual ha de elevarse con estaciones elevadoras, o si se emplea un sistema distinto del de gravedad, el caudal debe reducirse al mínimo; y, en este caso, es muy probable que el coste de la elevación influya poderosamente a favor del sistema separativo. Un factor importante a considerar será el caso de la depuración al final de la red. En el caso de sistema separativo, la depuradora se ajustará a las necesidades reales de agua a depurar. En el sistema unitario, pese al establecimiento de aliviadero de entrada, será preciso un sobredimensionado. En el caso de análisis conjunto de red de saneamiento y depuración final, se considera más económico el sistema separativo. Por conseguimiento, en cada caso particular, habrá que pesar estas ventajas e inconvenientes, a la vista de las condiciones topográficas de suelo y subsuelo y características sociales y económicas de las localidades, para decidirse por uno u otro sistema. En muchos núcleos urbanos habrá ocasión de emplear ambos a la vez: bien porque algunas zonas puedan tener un rápido y fácil desagüe directo, bien porque muchas calles, por su corta longitud y fuerte pendiente, no precisan sumideros y permitan el desagüe pluvial de las fincas a la calzada. Esto, en realidad, constituye el sistema mixto. Es interesante mantener el agua pluvial el mayor tiempo en superficie. Si se trata de un pueblo pequeño, en ladera, en que sea fácil la ejecución de zanjas o canales pluviales, o de escasa pendiente, y en el que se exija depuración intensa por carecer de cauce importante de vertido, no cabe duda alguna sobre la conveniencia del sistema separativo. En la inmensa mayoría de los otros casos de pueblos y ciudades de mediana importancia, el sistema único será el aconsejable, siempre con la reserva de que circunstancias locales de todo tipo aconsejen otra cosa. En caso de sistema separativo, deberá prestarse atención especial a los ramales de acometida, pues a veces se conectan indiferentemente sobre una u otra red. Por último, conviene señalar que no es recomendable establecer un conducto para recogida de aguas de escorrentía hasta que el caudal no sobrepase los 80 l/s (40 l/s por cada cuneta). 2.2. Elementos necesarios Las redes de aguas residuales están constituidas por elementos de recogida, de transporte y de almacenamiento de las aguas negras y las aguas blancas. • Recogida de aguas negras

La recogida de las aguas negras de las viviendas se realiza por unos conductos de descenso de los distintos pisos, denominados bajantes. Estos bajantes están compuestos por una red vertical de saneamiento y los ramales principales de las acometidas.


Dentro de la vivienda y antes de llegar a los bajantes tenemos como elementos el sifón y el sistema de ventilación, siendo el sifón un dispositivo de cierre hidráulico para evitar el paso a los inmuebles de los gases producidos en las aguas residuales. ° Red vertical de saneamiento

Está integrada por los ramales superficiales o verticales que evacuan las aguas de las instalaciones de las viviendas hasta la red horizontal. Los tubos de bajada habrán de situarse lo más próximo posible a los aparatos sanitarios que han de desaguar. En alzado deben de colocarse en los lugares que no perturben la estructura del edificio, y encajados en los muros exteriores de las fachadas. O adosados y sujetos adecuadamente a las paredes de los patios interiores. Las tuberías pueden sujetarse con anillos metálicos clavados a las paredes, o bien soportes de fábrica. Las salidas de lavabos, bidets, urinarios y puestos de agua deben ser de 30 mm, y las bañeras y uniones con las tuberías de bajada, de 40 mm. La tubería general de evacuación puede estar instalada en el sótano de la casa, o en canal abierto, o suspendida de las vigas del techo. Los dos últimos sistemas tienen mayor accesibilidad. Los conductos utilizados en las bajantes pueden ser de fundición, fibrocemento o plástico. El sistema de ventilación queda constituido por la prolongación del conducto de la bajante, elevándose por encima del techo o cubierta, o el elemento próximo más alto, al menos 1 m. Se pretende con este sistema difundir los gases a la atmósfera sin producir olores o molestias a los habitantes. La bajante debe ser como mínimo de un diámetro D = 100 mm y el conducto de ventilación al menos de D = 50 mm.


° Ramales principales de las acometidas Se denomina acometida al ramal principal de enlace de un edificio, desde el pozo de registro principal a la alcantarilla oficial. O, de no existir ésta, a la instalación depuradora doméstica correspondiente. Estos ramales principales deben clasificarse en: No visitables y visitables.

En estos ramales los pozos de registro pueden sustituirse por arquetas. La arqueta deberá recoger todos los ramales secundarios, debe ponerse lo más próxima posible al pozo de registro principal. Este pozo puede ser de planta circular, cuadrada o rectangular, y revestirse de fábrica o de hormigón enlucido y bruñido de cemento. Estará enlazado a la arqueta general por un ramal. Las arquetas de registro deben instalarse en las bases de las bajantes y en los encuentros con ramales, así como en los quiebros de la red horizontal.


Si la profundidad de la alcantarilla fuera inferior a la de los sótanos de los edificios, y éstos no pueden desaguar directamente, debe recurrirse a una instalación, disponiendo en el pocillo de recogido del sótano un sistema de elevación, que vierta el agua recogida en un sumidero empalmado a la tubería principal de evacuación. La pendiente mínima para las conexiones domiciliarias no debe ser inferior al 2%.


• Recogida de aguas blancas Las aportaciones de escorrentía superficial serán conducidas a la red de saneamiento mediante los sumideros. Los sumideros pueden situarse en superficie de calzada, en paramentos de acera, mixto, o bien en canaletas perpendiculares a la línea de máxima pendiente de escorrentía. Su ubicación es imprescindible para el desagüe de puntos bajos. Los problemas más importantes de estos elementos vienen dados por su posible obstrucción y por las dificultades de su limpieza. La distancia libre entre barras de la reja del imbornal suele ser de 2 cm. Su colocación normal es en las esquinas de cruces de calles, pero a fin de no entorpecer el tráfico en las mismas, deben emplazarse retrasados respecto de las alineaciones de fachadas. Cuando las manzanas tienen grandes dimensiones se sitúan sumideros intermedios, también llamados absorbederos. Son los elementos del alcantarillado destinados a recoger las aguas que corren por las calzadas y aceras y conducirlas a las alcantarillas. Su número depende un poco del criterio del ingeniero, y se fija a la vista de la frecuencia e intensidad de las lluvias locales, así como de la pendiente de las calles. Cuando estas encrucijadas están distantes, la calle tiene poca pendiente o hay contrapendientes entre ellas, se precisa intercalar otros sumideros en los puntos bajos, o a distancias tales que cada uno recoja el agua caída en una superficie de 300 a 800 metros cuadrados, o sea un caudal de 5 a 10 litros por segundo. Normalmente se colocan de 50 a 70 metros, y a menos distancias si hay encuentros de calles. A fin de impedir que la corriente pase sobre el sumidero, conviene disponer en el arroyo de la calzada una contrapendiente. A continuación se muestran las figuras en las que se representan: ° Las disposiciones adoptadas para la ubicación de los sumideros en un cruce de calles. ° Las entradas de calles.


UBICACIÓN DE SUMIDEROS Y PERFIL DE INSTALACIÓN DE UN SUMIDERO En muchas ocasiones es conveniente prever unas cámaras con entradas de escorrentía superficial o de vertidos industriales, que actúen como trampas de retención de arenas y grasas. • Transporte y almacenamiento de aguas residuales Se entiende por emisarios los grandes colectores que recogen los vertidos de un núcleo y los conducen hacia su vertido al cauce o hacia la depuradora y están compuestos por tuberías y pozos de registro. Las tuberías se utilizan para transportar el líquido y los pozos de registro se utilizan para realizar cambios de pendiente, de sección, de dirección y


para mantenimiento en el emisario. Teniendo en cuenta en los sistemas unitarios los grandes volúmenes de agua de agua de lluvia aportados conjuntamente con las aguas negras, se observa la necesidad de buscar algún sistema que disminuya al máximo posible su sección, dado que las longitudes de estos emisarios suelen ser importantes. Dos son los sistemas normalmente utilizados: ° Aliviaderos Para garantizar el máximo caudal que se permite en una estación depuradora, o cuando se quiere reducir la sección del emisario, pueden utilizarse los aliviaderos. Cuando en una lluvia se quiere limitar el caudal máximo a seguir por el colector, por ejemplo tres veces el caudal medio de aguas negras, el dispositivo hidráulico del aliviadero permitirá el paso de dicho caudal y eliminará fuera de la red el exceso. ° Depósitos de retención El depósito de retención permitirá evacuar lentamente el volumen de agua acumulado durante el período de aportación de las aguas de lluvia. Las misiones encomendadas a un depósito de retención pueden ser varias.


1. Sistema de regulación entre aportaciones y caudal posible a transportar por el colector aguas abajo. 2. Retención de las aguas de salida de un aliviadero, que con posterioridad, en tiempo seco, son reintroducidos al colector. Se pretende con este sistema impedir el vertido de aguas, aunque sean de contaminación reducida, al medio ambiente. 3. Almacenar un volumen de agua con una contaminación, que de verterse en forma directa originada problemas en el cauce receptor, y poder verter lentamente los caudales que garanticen una dilución adecuada. A continuación se exponen unos ejemplos de depósitos de retención.


2.3. Parámetros de diseño Los principales parámetros para el diseño de redes de aguas residuales son los caudales de aguas negras y de aguas blancas, posteriormente ha que establecer la sección más adecuada atendiendo a la características de los caudales según las posibilidades de ataque y abrasión y según el contenido de elementos en suspensión transportados, a la variación de los caudales con el tiempo, a los sistemas de ventilación y a los sistemas de limpieza y visita. A. AGUAS NEGRAS Las aportaciones de aguas negras son debidas a vertidos domésticos, vertidos industriales, vertidos ecológicos y vertidos agrícolas, pero debido a la diversificación, índice de crecimiento, a los movimientos migratorios, turísticos y otros muchos factores, se hace difícil determinar los caudales y se dificulta el cálculo de los conductos para su transporte. De esta manera los primeros parámetros a definir son la población, las industrias, las afecciones agrícolas y la evolución de los mismos, pues hay que tener en cuenta que los estudios deberán realizarse con un plazo horizonte de veinticinco años. • Evolución de la población Los factores que influyen en la estimación de la población son muchos, pueden ser: económicos, industriales, sociales, políticos, etc, por lo que los sistemas de predicción son complejos, y debe acudirse a métodos basados en datos estadísticos con grandes dispersiones, como son: ° Modelo aritmético. Considera un incremento constante de la población.

P = P2 + (t – t2) * (P2 –P1) / (t2 –t1) P = población t = tiempo P1 y P2 = valores estadísticos de la población en los tiempos t1 y t2 ° Modelo geométrico. Consiste en considerar para iguales períodos de tiempo el mismo porcentaje de incremento de la población.

P = P2 * (P2 / P1)(t-t2)/(t2-t1) Los valores de P, t, P1, P2, t1 y t2 tienen el mismo significado que en el modelo aritmético. ° Modelo de la tasa decreciente de crecimiento. La experiencia indica que el crecimiento dado por el método anterior no se mantiene a largo plazo, sino que decrece, conforme la población se acerca al valor de saturación.

P2 – P1 = (S – P1) * (1 – e-Kd * (t2 –t

1))


S = población de saturación Kd = nueva constante Éste modelo solo debe ser utilizado para intervalos cortos de tiempo, es decir, cuando estamos cerca del valor de saturación. ° Modelo de la curva logística. Es una síntesis de los anteriores. Está basado en el hecho observado de que al principio el crecimiento de la población es del tipo geométrico, pasando posteriormente a un crecimiento de valor constante, para después decaer el porcentaje de crecimiento hasta llegar al valor de saturación.

P = S / (1 + m * e b*t) S = población de saturación = (2 * Po * P1 * P2 – P1

2 * (Po + P2)) / (Po * P2 – P12)

m = constante = (S – Po) / Po

b = (Ln ((Po * (S –P1)) / (P1 * (S – Po))) / n

n = (t2 – t1) = (t1 – to)

° Modelo de semejanza de poblaciones. Este método es muy utilizado para estimar la población en periodos largos de tiempo. Consiste en considerar la evolución de ciudades de características similares a la de estudio, pero que hayan pasado por su estado de evolución demográfica. ° Modelo del M.O.P.T. Se tomarán como base las poblaciones del último censo realizado y las de los censos de 10 y 20 años antes y se calcularán las tasas de crecimiento anual acumulativo correspondientes a los intervalos entre cada uno de estos censos y el último realizado.

Pa = Pa-10 * (1 + â)10, deduciéndose â Pa = Pa-20 * (1 + ã)20, deduciéndose ã

Como tasa de crecimiento aplicable a la prognosis se adoptará un valor:

Á = (2 * â + ã) / 3 Estimándose la población futura mediante el modelo:

P = Pa * (1 + á) t siendo: P = población futura Pa = población del último censo t = tiempo a partir del último censo


• Caudal de aguas negras de la población Una vez estimada la población, el paso siguiente es hacer lo mismo con la dotación, que se define como el volumen medio diario de agua por cada habitante. Así, a partir de una población de cálculo y fijada la dotación, se obtendrá el consumo teórico necesario para una población.

Ct = Pt * Dt Ct, equivale al consumo urbano en m3/día Pt, equivale a población en habitantes Dt, equivale a dotación en m3/hab.día • En poblaciones menores de 1.000 habitantes se considera Dt = 100 l/hab/día • En poblaciones entre 1.000 y 6.000 habitantes se considera Dt = 150 l/hab/día • En poblaciones entre 6.000 y 12.000 habitantes se considera Dt = 200 l/hab/día • En poblaciones entre 12.000 y 50.000 habitantes se considera Dt = 250 l/hab/día No obstante los consumos de las poblaciones están sometidos a variaciones estacionales diarias, durante la semana, y horaria según el intervalo del día. Se define así el coeficiente punta o factor punta, como la relación del consumo máximo horario, dentro del día de consumo máximo, al consumo horario medio, dentro del día de consumo medio. Los valores normales de estos consumos son: Cp > 2,4 para ciudades pequeñas, rústicas y residenciales 1,8 < Cp < 2,4 para ciudades mayores de 100.000 habitantes e industrialización media 1,4 < Cp < 1,8 para ciudades mayores de 800.000 habitantes y fuertemente industrializadas También se toma del 15% al 18% de aumento como variación estacional. Una fórmula que se puede utilizar para obtener el coeficiente de punta es:

Cp = 1 + 14 / (4 + P1/2)

Por otro lado el caudal mínimo viene dado por la expresión: Qmin = 0,2 * Qm Qmin = Caudal mínimo Qm = Caudal medio • Caudal de aguas residuales industriales Las cifras que se consideran como normales para zonas industriales son: Caudales en zonas industrializadas 47 m3/hab/día Caudales en zonas industriales (usos sanitarios personal) 30-95 l/hab/día


No obstante, los vertidos, en cuanto a cantidad, son totalmente diferentes de unas industrias a otras y, por otro lado, dentro de los mismos tipos de industrias, variarán considerablemente los caudales vertidos atendiendo a factores tales como: Productos y subproductos. Proceso adoptado. Recirculación de aguas para reutilización. Constitución de la red de alcantarillado, unitario separativo, etc B. AGUAS BLANCAS

Por otro lado las aportaciones de las aguas blancas son debidas al agua de lluvia y dependen de las precipitaciones máximas diarias o intensidad de lluvia horaria (medida en mm/h), de la cuenca de aportación, del coeficiente de escorrentía de la zona y de los coeficientes de retraso del agua. • Precipitaciones La primera característica a contemplar en la intensidad de lluvia es su variación en el tiempo. Será preciso, en consecuencia, analizar que intensidad de lluvia habrá que contemplar en cada caso. En zonas de contacto con el campo bastará adoptar las precipitaciones ocurridas o rebasadas varias veces al año, aunque ello determine la producción de algunas inundaciones de breve duración. En las pequeñas poblaciones y pueblos rurales es aconsejable adoptar este último caudal de lluvia para el cálculo, si bien para decidir cuántas inundaciones al año son admisibles hay que comparar el valor de los perjuicios que pueden causarse con el sobreprecio de las alcantarillas de mayor sección. Es decir, conviene admitir el caudal de lluvias ordinarias y no el de chubascos extraordinarios y menos el de tormentas máximas que conviene aplicar en los casos de grandes poblaciones. Toda estas consideraciones de considerar una mayor o menor lluvia para el diseño de la red de alcantarillado se manifiesta en el período de retorno. El período de retorno de un suceso se define como el tiempo que, como promedio, separa a las diferentes repeticiones de un determinado aguacero. Expresando el concepto en términos estadísticos es la probabilidad, p, de la ocurrencia de un suceso en un año, es decir, es un año elegido al azar, la probabilidad de que se supere un valor de periodo de retorno T es p.

p = 1 / T

p = probabilidad de superar el valor T = período de retorno en años Como valores orientativos para el período de retorno se dan los siguientes: - Emisarios y colectores principales T = 25 años


- Zonas de alto valor del suelo (zonas históricas,...) 10 . T . 20 años - Zonas de riqueza media del suelo 5 . T . 10 años (zona de residencial habitual) - Zonas de riqueza baja del suelo (baja densidad demográfica,....) T = 2 años

• Cuenca de aportación

Una vez diseñado el trazado del alcantarillado, se procede al estudio de áreas vertientes o cuencas de aportación. Para este estudio se sitúan sobre el trazado los pozos de la red que van a recoger el agua y se mide en un plano el área que va a recibir cada pozo de la red. Normalmente no se estudian todos, sino aquellos en los que cabe la posibilidad que el caudal que reciban sea tan grande que la sección de paso anterior no sea capaz de absorber el caudal, estos pozos suelen encontrarse en entronques de varios colectores, intersecciones en esquinas de calles y en zonas de recogida de aguas de una cuneta. • Coeficiente de escorrentía Del agua de lluvia que cae sobre la superficie de la tierra, una parte se evapora, otra discurre por la superficie (escorrentía) y otra penetra en el terreno (infiltración). Se define como coeficiente de escorrentía al cociente del caudal que discurre por la superficie en relación con el caudal total precipitado.

Ce = Qe / Qt

La escorrentía dependerá de la zona urbana a que corresponda y los materiales constituyentes de la superficie. Atendiendo a la zonificación se adoptan diferentes valores. • Coeficiente de retraso El concepto de coeficiente de retraso aparece ligado a alcantarillas largas, ya que puede ocurrir que un elemento líquido que tenga que recorrer toda la longitud de la misma, se encuentre aún en camino y no haya llegado al punto de recogida a pesar de haber finalizado el aguacero, en este caso la zona del extremo inferior de la alcantarilla cesa de enviar agua a la misma antes de que el agua de la zona del extremo superior haya recorrido toda la alcantarilla, por lo que este retraso en la llegada del agua influye en el cálculo de la sección de la alcantarilla, ya que esta puede ser menor de lo previsto inicialmente y por tanto el coste también será menor. • Caudal de aguas blancas El caudal de aguas blancas final se obtiene de aplicar:

A = 10 * Ih * Ce * S

A = aportaciones de la cuenca en m3/hora


Ih = intensidad horaria en mm/hora Ce = coeficiente de escorrentía S = superficie de cuenca de aportación en has Hay que considerar en todo caso el tiempo de retraso en redes largas, ya que la superficie de la cuenca ya no es la total sino la mayor que recoja el punto en un momento determinado durante la duración del aguacero o después de finalizar el mismo. C. SECCIONES NORMALES Un indicador fundamental para definir estas secciones será la velocidad de circulación del agua en la sección adoptada, debiendo establecerse unos límites máximos y mínimos para un correcto funcionamiento del sistema. El valor máximo vendrá establecido por condicionantes de erosión sobre todo la sección considerada y el valor mínimo, como representación de la capacidad de transporte de la masa de aguas, es decir, un límite mínimo para evitar que se produzcan sedimentaciones o depósitos, que, en caso de formación, darán origen a disminución de la capacidad portante de la sección adoptada y a la producción de olores derivados de las fermentaciones anaeróbicas generadas dentro de los sedimentos aislados de la posible captación de oxígeno. La velocidad media mínima que es corriente admitir no debe ser inferior a 0,60 m/s, si bien es recomendable mantenerse por encima de los 0,90 m/s siempre que sea posible. En casos de alcantarillados separativos puede reducirse a 0,50 m/s a causa de las menores oscilaciones de caudal, pero a costa de extremar la limpieza y vigilancia del alcantarillado, con el consiguiente aumento de gastos de explotación. La velocidad límite superior suele establecerse en 3,0 m/s para caudal punta de aguas negras y 5,0 m/s para el caudal máximo a transportar por la sección considerada en tiempo de lluvia. Con los límites mínimo y máximo debe determinarse la sección, fijando una pendiente dentro de los límites marcados por la topografía local para conseguir una velocidad adecuada. Esta sección determinada debe presentar unas características hidráulicas tales que, ante la variación del caudal y en consecuencia de la lámina de agua en la sección, para una pendiente adoptada (oscilan normalmente entre el 1% y el 2%, aunque pueden ser mayores o menores si las circunstancias así lo marcan), la velocidad se mantenga lo más constante posible. La mayor parte de las secciones de las redes de alcantarillado se calculan para que se encuentren llenas al 80 % y no entren en carga, ya que estas normalmente funcionan por gravedad. D. PROFUNDIDAD DE LAS ALCANTARILLAS Esta profundidad, prescindiendo de las consideraciones sobre cargas mínimas de tierras sobre los tubos, ha de ser suficiente para permitir el desagüe de los sótanos de las casas, dentro de los límites establecidos por las ordenanzas municipales, y para dar salida a los drenes de saneamiento en los casos en que el nivel de las aguas subterráneas sea elevado.


E. PERFIL LONGITUDINAL DE LAS ALCANTARILLAS Si la pendiente natural de las calles lo permite, se procurará situar las alcantarillas paralelamente a la superficie de las mismas para reducir al mínimo la obra de tierra. Si esto no es posible, por resultar velocidades inferiores al límite mínimo, se dará mayor pendiente, profundizando más en el terreno. Por el contrario, cuando la pendiente de la calle es exagerada, se descompone la alcantarilla en secciones de la inclinación precisa para que la velocidad no exceda del límite superior, y se enlazan estas secciones por pozos.

Tuberias Saneamiento y Agua Potable

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