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CONTENIDO

2

TEMA: .................................................................................................................................. 1

3

INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................... 2

4

OBJETIVOS ......................................................................................................................... 4

5

4.1

Objetivo general. ................................................................................................... 4

4.2

Objetivos específicos............................................................................................. 4

MARCO TEÓRICO .............................................................................................................. 5 5.1

5.

4.2.

Alcantarillado Sanitario. ............................................................................................ 5

4.3.

Alcantarillado pluvial. ................................................................................................ 5

4.4.

Alcantarillado combinado. ........................................................................................ 6

¿Qué es alcantarillado combinado? ....................................................................................... 7 5.1.

6.

7.

Sistemas de alcantarillado. ................................................................................... 5

¿Problemas del alcantarillado combinado? .......................................................... 7

PARÁMETROS DE DISEÑO .............................................................................................. 8 6.1.

Periodo de Diseño del Sistema de Alcantarillado ................................................. 8

6.2.

Estimación de la Población Futura ........................................................................ 9

6.3.

Áreas de Aportación ............................................................................................ 10

6.4.

Caudal de Diseño ................................................................................................ 10

6.5.

Velocidad de Diseño ............................................................................................ 11

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO .................................... 11 7.1.

Tuberías .............................................................................................................. 12

7.2.

Obras Accesorias ................................................................................................ 12

7.3.

Estaciones de Bombeo........................................................................................ 13

8.

CONCLUSIONES. ............................................................................................................. 14

9.

Bibliografía ......................................................................................................................... 15

2

TEMA:

Análisis del diseño, uso y funcionamiento de alcantarillado combinado.

3

INTRODUCCIÓN.

En el desarrollo de las localidades urbanas, sus servicios en general se inician con un precario abastecimiento de agua potable y van satisfaciendo sus necesidades con base en obras escalonadas en bien de su economía. Como consecuencia se presenta el problema del desalojo de las aguas servidas o aguas residuales. Se requiere así la construcción de un sistema de alcantarillado sanitario para eliminar las aguas negras que produce una población, incluyendo al comercio y a la industria.

Un sistema de alcantarillado está integrado por todos o algunos de los siguientes elementos: atarjeas, colectores, interceptores, emisores, plantas de tratamiento, estaciones de bombeo, descarga final y obras accesorias. El destino final de las aguas servidas podrá ser, previo tratamiento, desde un cuerpo receptor hasta el reúso, dependiendo del tratamiento que se realice y de las condiciones particular es de la zona de estudio.

Los

desechos

líquidos

de

un

núcleo

urbano,

están

constituidos,

fundamentalmente, por las aguas de abastecimiento después de haber pasado por las diversas actividades de una población. Estos desechos líquidos, se componen esencialmente de agua, más sólidos orgánicos disueltos y en suspensión.

El encauzamiento de aguas residuales evidencia la importancia de aplicar lineamientos técnicos, que permitan elaborar proyectos de alcantarillado económicos, eficientes y seguros, considerando que deben ser auto limpiantes, autoventilantes e hidráulicamente herméticos.

Los lineamientos que aquí se presentan, son producto de la recopilación de publicaciones técnicas elaboradas y aplicadas en el país, por las distintas dependencias relacionadas con la normativa del sector.

Como en todo proyecto de ingeniería, para el sistema de alcantarillado, se deben plantear las alternativas necesarias, definiendo a nivel de esquema las obras principales que requieran cada una de ellas. Se deben considerar los aspectos constructivos y los costos de inversión para cada una de las alternativas. Se selecciona la alternativa que asegure el funcionamiento adecuado con el mínimo costo.

4

4.1

OBJETIVOS

Objetivo general.

Conocer las funciones y el diseño que tiene un alcantarillado combinado

4.2

Objetivos específicos.



Saber que es un alcantarillado combinado y su función.



Identificar los parámetros de diseño para este tipo de alcantarillado.

.

5 MARCO TEÓRICO 5.1 Sistemas de alcantarillado. Se denomina alcantarillado o red de alcantarillado, red de saneamiento o red de drenaje al sistema de estructuras y tuberías usado para la recogida y transporte de las aguas residuales y pluviales de una población desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierte al medio natural o se tratan. (CNA, 2007) Los sistemas de alcantarillado se clasifican de acuerdo al tipo de agua que conducen:

4.2. Alcantarillado Sanitario. Es la red generalmente de tuberías, a través de la cual se deben evacuar en forma rápida y segura, las aguas residuales municipales ya sean domesticas o comerciales, hacia una planta de tratamiento y finalmente a un sitio de vertido donde no causen daño ni molestia.

Imagen 1. Esquema del alcantarillado sanitario

4.3. Alcantarillado pluvial. Es el sistema que capta y conduce las aguas de lluvias para su disposición final, que puede ser infiltración, almacenamiento o depósitos y cauces naturales.

Imagen 2 Sistema de alcantarillado pluvial

4.4. Alcantarillado combinado. Es el sistema que capta y conduce simultáneamente al 100% las aguas de los sistemas mencionados anteriormente, pero que dada si disposición dificulta si tratamiento posterior y causa serios problemas de contaminación al verterse a cauces naturales y por las restricciones ambientales se imposibilita su infiltración. (Torres, 2012)

Imagen 3. Sistema de alcantarillado Combinado

5. ¿QUÉ ES ALCANTARILLADO COMBINADO? El drenaje combinado por el que descargan las aguas negras y los escurrimientos pluviales, se convierte en un problema en la época de lluvia, ya que el exceso de agua que generan los escurrimientos provoca que se sobrecarguen hidráulicamente las redes de saneamiento, dando lugar a sobre flujos conocidos como Demasías del Alcantarillado Combinado (DAC). Estos flujos contienen una combinación de aguas pluviales no tratadas y aguas residuales que llevan una mezcla de contaminantes como: sólidos gruesos, basuras flotantes, grasas, agentes orgánicos DBO y no orgánicos DQO, así como agentes patógenos. .

Imagen 4. Alcantarillado combinado

5.1. ¿Problemas del alcantarillado combinado? El drenaje combinado por el que descargan las aguas negras y los escurrimientos pluviales, se convierte en un problema en la época de lluvia, ya que el exceso de agua que generan los escurrimientos provoca que se sobrecarguen hidráulicamente las redes de saneamiento, dando lugar a sobre flujos conocidos como Demasías del Alcantarillado Combinado (DAC). Estos flujos contienen una combinación de aguas pluviales no tratadas y aguas residuales que llevan una mezcla de contaminantes como: sólidos gruesos,

basuras flotantes, grasas, agentes orgánicos DBO y no orgánicos DQO, así como agentes patógenos.

Las Demasías del Alcantarillado Combinado (DAC), ponen en grave peligro la salud de la población, ya que la mayoría de las veces son expulsadas por el sistema de drenaje en calles y casas, o son vertidas directamente a un cuerpo de agua receptor, provocando enfermedades como dermatomicosis, infecciones respiratorias agudas, parasitosis, fiebre y diarreas. Además, contaminan las fuentes de agua y degradan el medio ambiente

Imagen 5. Colapso de Alcantarilla Combinada

6. 6.1.

PARÁMETROS DE DISEÑO Periodo de Diseño del Sistema de Alcantarillado

El periodo de diseño o planeamiento, debe fijar las condiciones básicas del proyecto como la capacidad del sistema para atender la demanda futura, la densidad actual y de saturación, la durabilidad de los materiales y equipos empleados, la capacidad de la construcción y su operación y mantenimiento. (Memoria del Ministro del Trabajo al Congreso de ..., 1945)

El Periodo de diseño también depende de la demanda del servicio, la programación de inversiones, la factibilidad de ampliaciones y las tasas de crecimiento de la población, del comercio y de la industria. Como mínimo, los sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales deben proyectarse para un periodo de 30 años.

6.2.

Estimación de la Población Futura

La estimación de la población es un aspecto principal del planeamiento de un sistema de alcantarillad. Esta población debe corresponder a la proyectada al final del periodo de diseño, llamado también años horizonte de planeamiento del proyecto. La estimación de la población futura se puede realizar por los diferentes métodos matemáticos que existen, pero en este caso podemos hacer un análisis por los dos métodos mas conocidos como son: Método Aritmético. Este método considera que se debe ajustar los datos conocidos de una población a una línea recta, es decir se considera un incremento igual o constante de los habitantes por un periodo de tiempo establecido que puede ser entre dos censos:

Método Geométrico. Este método consiste en ajustar el crecimiento poblacional de un determinado sector a una proyección geométrica. Se le conoce también como tasa de crecimiento con porcentaje uniforme, y se lo obtiene aplicando la siguiente ecuación.

6.3.

Áreas de Aportación

El término “áreas de aporte” correspondiente a un determinado punto de la localidad a servir con un sistema de drenaje, se define como el área geográfica encerrada por los límites de aporte superficial del escurrimiento proveniente de la precipitación. En general el área total de drenaje correspondiente a una localidad debe ser divididas por los proyectistas del sistema de drenaje en sub áreas o sub cuencas con características geomorfológicas e hidrológicas homogéneas, con el objeto de facilitar la aplicación de los métodos de diseño hidrológico e hidráulico y diseñar los diferentes componentes del sistema de drenaje combinado en la localidad

6.4.

Caudal de Diseño

El caudal de diseño para un sistema de Alcantarillado Combinado, se lo calcula por separado, es decir, el caudal de aguas sanitarias por un lado y el caudal pluvial por otro; para finalmente sumarlos y obtener el caudal de ingreso a la red con el que se va a diseñar

6.5.

Velocidad de Diseño

Se debe tomar en cuenta los valores de las velocidades mínimas, para así evitar que se produzca sedimentación en el fondo de una tubería o conducto, ya que esto provocaría una reacción en el área de la sección y una disminución en el tiempo de la vida útil de la red. El diseño debe contemplar estructuras de disipación de energía para asi pasar de un régimen supercrítico a sub crítico.

6.6.

Material de las Tuberías

La selección de las tuberías deberá hacerse en función del dimensionado hidráulico de la misma y su verificación estructural a las cargas externas. Las evaluaciones deberán realizarse en base a comparaciones entre materiales que garanticen una prestación similar. El proyectista deberá presentar en su memoria técnica el criterio adoptado para la selección de tubos. Esta selección deberá evaluarse por una mayor economía a lo largo del periodo de diseño de la instalación y no necesariamente por un menor costo inicial.

7. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO Una red de alcantarillado sanitario se compone de tuberías y obras accesorias como: descargas domiciliarias, pozos de visita, estructuras de caída, sifones y cruzamientos especiales. por otra parte, en los sistemas a presión se utilizan estaciones de bombeo para el desalojo de las aguas negras. En este subcapítulo se hace una descripción de cada uno de los componentes de una red de alcantarillado sanitario, sus tipos, ventajas y desventajas en base a la información recopilada con los fabricantes.

7.1.

Tuberías

La tubería de alcantarillado se compone de dos o más tubos acoplados mediante un sistema de unión, el cual permite la conducción de las aguas negras. En la selección del material de la tubería de alcantarillado, intervienen diversas características tales como: hermeticidad, resistencia. mecánica, durabilidad, resistencia a la corrosión, capacidad de conducción, economía, facilidad de manejo e instalación, flexibilidad y facilidad de mantenimiento y reparación.

Imagen 6. Tubería de Hormigón

RO DE

7.2.

Obras Accesorias

Las obras accesorias comúnmente usadas para mantenimiento y operación del sistema de alcantarillado son: 

Descarga domiciliaria



Pozos de vista



Estructuras de caída



Sifones invertidos



Cruces elevados cruces con carreteras y vías de ferrocarril



Cruces con ríos, arroyos o canales

Imagen 7. Descarga Domiciliaria con tubería con PVC

7.3.

Estaciones de Bombeo

Las estaciones de bombeo, son instalaciones integradas por infraestructura civil y electromecánica, destinadas a transferir volúmenes de aguas negras o tratadas de un determinado punto a otro, para satisfacer ciertas necesidades. Las instalaciones civiles y electromecánicas básicas de una estación típica de bombeo son las siguientes: 

Cárcamo de bombeo



Subestación eléctrica



Equipo de bombeo



Motor eléctrico



Controles eléctricos



Arreglo de la descarga



Equipo de maniobras

8. CONCLUSIONES.



Un sistema de alcantarillado combinado, es la composición del alcantarillado pluvial y alcantarillado sanitario, este sistema combinado tiene sus desventajas, ya que en temporada de lluvia tiene el riego que se sobre cargue.



Los parámetros de diseño son básicamente los mismos parámetro que se hace en una alcantarillado pluvial o sanitario, solo que la única diferencia que en la hora del cálculo de caudal hay que hacer un cálculo por separado al caudal pluvial y sanitario.

9. BIBLIOGRAFÍA 

CNA. (2007). Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento. Obtenido de

Comisión

Nacional

del

Agua:

ftp://ftp.cna.gob.mx/Mapas/libros%20pdf%202007/Alcantarillado%20Pluvial.pd f 

Conagua.

(2014).

Alcantarillado

Sanitario

.

Obtenido

de

Conagua:

http://mapasconagua.net/libros/SGAPDS-1-15-Libro20.pdf 

CRUZ RODRÍGUEZ, M. E. (2012). Artículo Científico-Estudio integral del sistema de alcantarillado combinado del sector céntrico de la parroquia de Ascázubi. Ascázubi.



Inca, F. (2012). Escuela Politecnica Nacional. Obtenido de Biblioteca: http://tstream/15000/4113/1/CD-3864.pdf



Pérez Carmona, R. (2013). Diseño y construcción de alcantarillados sanitario, pluvial y drenaje en carreteras. Ecoe Ediciones.



Sánchez Segura, A. (2014). Proyecto de sistemas de alcantarillado. Instituto Politécnico Nacional.



Torres, P. (2012). Perspectivas del tratamiento anaerobio de aguas residuales domésticas en países en desarrollo. Revista EIA, (18).