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• Gutavo Fernandez

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APUNTES DE INGENIERÍA SANITARIA I

ALCANTARILLADO SANITARIO

11. CRITERIOS DE DISEÑO. Para el diseño de un Sistema de Alcantarillado Sanitario en Nicaragua se debe tomar en cuenta las "Normas Técnicas para el Diseño y Construcción de Sistemas de Alcantarillados Sanitario" Publicado por la Dirección de Alcantarillado Sanitario de Managua del Instituto Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (INAA), para el sistema convencional2. 11.1 PERÍODO DE DISEÑO El período de diseño se estima en base a factores que inciden en la capacidad y buen funcionamiento del sistema, estos factores son: Vida útil de los elementos que componen el sistema. Planes de desarrollo futuro. Tasa de crecimiento de la población Funcionamiento del sistema en sus primeros años de vida Capacidad de población del área de estudio. Población de saturación. En la práctica varía de 20, 30 hasta 50 años y depende de factores tales como: economía, fondos disponibles, criterio del diseñador, etc. En nuestro país se considera razonable diseñar el proyecto para un período de 25 años. 11.2. DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA El crecimiento de la población depende de los factores económico, políticos y sociológicos. Para su determinación se emplean varios métodos: progresiones aritméticas, geométricas, extensión de gráficas de datos registrados, comparación gráfica con otras ciudades, etc. y este cálculo se efectúa para el final del período de diseño. La población de diseño es la población de servicio que se consideró en el diseño, población de saturación del área definida dentro del límite previsto del proyecto,

la

11.3 CANTIDADES DE AGUAS SERVIDAS. En el diseño hidráulico de las alcantarillas se debe tomar en cuenta los siguientes criterios, de acuerdo al tipo de desarrollo urbano proyectado. Uso Domestico Residencial: A.-Gasto Promedio de Aguas Negras de Uso Doméstico (Qm) Bajo este concepto se consideró según el aporte y y la cantidad de población. B.-Gasto Máximo de Aguas Negras (Qmáx) 2

Normas Técnicas para el diseño y construcción de Alcantarillado Sanitario. INAA.

Ing María Elena Baldizón Aguilar.

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 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

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Para el sistema convencional el gasto máximo de aguas negras domésticas se estima utilizando en cada tramo el factor de relación de Harmon: Qmáx. = ( 1 + 14/ ( 4 + p ) Qm, donde Qmáx. = Gasto máximo de aguas negras. P = Población servida en miles de Habitantes Qm. = Gasto promedio de aguas negras de uso doméstico. C. Gasto de Infiltración: Se estima en base al área contribuyente a cada colector, la cantidad de 2500 gal/Ha*día para tuberías de Concreto y 1300 gal/Ha*día para PVC. Se puede utilizar también la longitud total de las alcantarillas y en ausencia de medidas directas o ante la posibilidad de determinar el gasto de infiltración, los colectores se pueden calcular con los gastos especificados en la siguiente tabla.

D .Colector Existente Con junta de mortero Con junta de caucho

Infiltración en lts/seg/km. Alta Intermedia Baja 4.0 3.0 2.0 3.0 2.0 1.0 1.5 1.0 0.5

E. Gasto de diseño (qd) El gasto de diseño de las tuberías del sistema de recolección y evacuación se calculó así: Qd = Qmáx + Qinf + Qinst 11.4. HIDRÁULICA DEL ALCANTARILLADO 11.4.1. Fórmula y Coeficiente de Rugosidad. El cálculo hidráulico de las alcantarillas se realiza en base a la fórmula de MANNING, para el flujo en canales abiertos usando el coeficiente de Rugosidad (n) igual a 0.013 y 0.010 para PVC, para todos los tamaños de tubería. Este valor de "n" toma en cuenta las pérdidas de cargas debidas a conexiones, pozos de visita, desechos y lodos cloacales. 11.4.2. Diámetro Mínimo. 1. El diámetro mínimo de las alcantarillas deberá ser de 6” en laterales y 8” en colectores y sub-colectores. 11.4.3 Relación Diámetro Tirante

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 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

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Para el sistema Convencional se utiliza una relación de 0.8 D y para el Sistema Simplificado será: 0.20 d/D Mínima y 0.80 d/D Máxima. 11.4.4. Pendiente Mínima. Para el Sistema convencional, la pendiente longitudinal mínima es aquella que sea suficiente para producir una velocidad media de 0.60 m/seg (2 pps) a tubo lleno, la pendiente mínima recomendable para tubería de concreto es de: DIÁMETRO (PULG.) 6 8 10 12 15 18 21 24

PENDIENTE (%) 1.00 0.50 0.28 0.22 0.15 0.12 0.10 0.08

Para el Sistema Simplificado, la pendiente mínima se calcula para la velocidad mínima, con la formula I= 0.00004 * Q-²´³ en donde: I: pendiente en m/m Q: caudal en m³/seg 11.4.5. Pendiente Máxima. En el Sistema Convencional, es aquella pendiente que produzca una velocidad no mayor de 3m/seg (10 pps) con el gasto de diseño. Las pendientes máximas recomendables para tuberías de concreto son: DIÁMETRO (PULG.) 8 10 12 15 19 22 24

PENDIENTE (%) 8.00 6.50 5.00 3.70 3.10 2.30 1.80

En el sistema Simplificado se toma el valor de 4m/s para la velocidad máxima del proyecto, y se obtiene con la ecuación, Imáx = 0.254 * Qf-2/3 para Q en m³/seg.

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 You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

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11.4.6. Fuerza de Tracción: Para el Sistema Simplificado, se introduce esta condición de trabajo hidráulico de la tubería, que es la presión física ejercida por el agua sobre la pared del tubo, es tangencial y esto garantiza la auto limpieza de las tuberías cuando es mayor o igual a 0.10 kg/m², y se calcula con la fórmula; Ft= 1000* Rh * I En donde Ft : Fuerza de tracción en kg/m² Rh : Radio Hidráulico, m. I : Pendiente en m/m. 11.4.7. Pérdida de Carga Adicional. En el Sistema Convencional, por todo cambio de alineación, sea vertical u horizontal se incluye una pérdida de carga igual a 0.25 V²/2g, entre la entrada y la salida del pozo de visita correspondiente, no pudiendo ser, en ninguno de los casos, menor de 3 centímetros; Para el Sistema Simplificado este valor es insignificante, debido a que las estructuras de registro no causan estas pérdidas. 11.4.8. Cambios de Diámetros. El diámetro de cualquier tramo de tubería es igual o mayor que el del tramo anterior, y por ningún motivo menor. En los cambios de diámetro se tomará en cuenta la coincidencia de los puntos correspondientes a los 8/10 de la profundidad de ambas alcantarillas. Nunca se descargará el contenido de un conducto más grande a uno más pequeño es seguro que se producirán obstrucciones en la entrada del pequeño. 11.4.9. Cobertura sobre la tubería. En el Sistema convencional, la cobertura mínima se considera de 1.50 m y en el Sistema Simplificado de 0.90 m sobre la corona de las tubería en toda su longitud. 11.4.10. Pozos de Visita: En el Sistema Convencional se deben ubicar pozos de vista en el extremo de cada línea, en todo cambio de pendiente, diámetro y alineaciones etc. La separación máxima entre pozos de visitas es de 100 metros para alcantarillas de 15 pulgadas de diámetro y menores. En el Sistema Simplificado se deberán usar pozos de visita en los puntos de convergencia de dos o mas líneas de tubería, para los otros casos se deben utilizar dispositivos de inspección y limpieza, manteniendo la distancia máxima de 100 m.

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