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• Erick Carreño

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UNIVERSIDAD TECNICA DE MANABI FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS, FISICAS Y QUIMICAS

CARRERA DE ING. CIVIL

DOCENTE: ING. LIDER RAMOS MACIAS

PERTENECE: CARREÑO FLORES ERICK

MATERIA: ALCANTARILLADO

TEMA: DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

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 require así la construcción de un sistema de alcantarillado sanitario para conducir las aguas residuales que produce una población, incluyendo el comercio, los servicios y a la industria a su destino final. Un sistema de alcantarillado sanitario 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 o la recarga de acuíferos, dependiendo del tratamiento que se realice y de las condiciones particulares 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 e inorgánicos disueltos y en suspensión mismos que deben cumplir con la norma oficial vigente, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y del tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal. El encauzamiento de aguas residuales evidencía la importancia de aplicar lineamientos técnicos, que permitan elaborar proyectos de alcantarillado sanitario, eficientes, seguros, económicos y durables, considerando que deben ser auto limpiantes, autoventilantes e hidráulicamente herméticos a la ex filtración e infiltración.

OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL:

o

Proporcionar la concepción de las ideas de solución y los conceptos tendientes a satisfacer los requerimientos de la necesidad de un servicio de alcantarillado.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

o Proporcionar el conocimiento de las técnicas de la Ingeniería, metodologías básicas y el dimensionamiento de las obras que constituyen los sistemas de alcantarillado (recolección, tratamiento y disposición final) de aguas servidas. o Elaborar, programar y controlar un proyecto de Alcantarillado en sus distintas fases de desarrollo.

ANTECEDENTES

de alcantarillado ha cumplido históricamente con la función de evacuar el agua de las ciudades, ya sea la procedente de los episodios de lluvia, o el agua residual generada por la actividad humana. Desde las antiguas civilizaciones, ya sea Mesopotamia o Roma, y hasta nuestros días, se han construido éstas redes con el objetivo de garantizar la higiene y evitar inundaciones. Hasta hace pocos años, las prácticas que se han venido aplicando a la gestión y dimensionado de las redes de alcantarillado estaban basadas en los conceptos sobre drenaje urbano desarrollados en Estados Unidos y Europa durante el siglo XIX.

El paradigma que seguían todas estas prácticas se basaba en el concepto de evacuar lo más rápido posible el agua urbana, tanto la de lluvia como la residual, alejándola lo más lejos posible de los asentamientos humanos y utilizando el medio acuático como receptor. En la segunda mitad del siglo XX se ha producido una migración masiva de la población rural hacia el medio urbano, fenómeno evidente a escala mundial, y que ha de ir acompañado de una gran inversión en nuevas infraestructuras, siendo una de ellas la red de alcantarillado. No obstante, el hecho de ser una red subterránea, conjugado con el carácter esporádico de su funcionamiento a plena capacidad, hacen de ésta infraestructura una de las más olvidadas a nivel político, ya que el ciudadano no percibe de forma directa su funcionamiento, siendo tan solo los fallos en el mismo lo que atraen a la opinión pública.

Éste olvido ha provocado que tanto su gestión como mantenimiento se haya efectuado siguiendo métodos bastante primitivos, sobre todo si los comparamos con los sofisticados modelos de cálculo y gestión aplicados a otros campos de la ingeniería. Se ha efectuado un desarrollo y crecimiento de la red de alcantarillado ligado al crecimiento urbano sin seguir una planificación global del sistema, actuando tan sólo de manera puntual para resolver las insuficiencias de la red y sin efectuar una gestión moderna que permita conocer las causas y efectos de los problemas ligados a la urbanización del territorio.

MARCO TEORICO Alcantarillado

Se denomina alcantarillado o también red de alcantarillado, red de saneamiento o red de drenaje al sistema de tuberías y construcciones usado para la recogida y transporte de las aguas residuales, industriales y pluviales de una población desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten al medio natural o se tratan. Las redes de alcantarillado son estructuras hidráulicas que funcionan a presión atmosférica, por gravedad. Sólo muy raramente, y por tramos breves, están constituidos por tuberías que trabajan bajo presión o por vacío. Normalmente están constituidas por conductos de sección circular, oval o compuesta, la mayoría de las veces enterrados bajo las vías públicas.

Alcantarillado de París. La red de alcantarillado se considera un servicio básico, sin embargo la cobertura de estas redes en las ciudades de países en desarrollo es ínfima en relación con la cobertura de las redes de agua potable. Esto genera importantes problemas sanitarios. Durante mucho tiempo, la preocupación de las autoridades municipales o departamentales estaba más ocupada en construir redes de agua potable, dejando para un futuro indefinido la construcción de las redes de alcantarillado. Actualmente la existencia de redes de alcantarillado es un requisito para aprobar la construcción de nuevas urbanizaciones en la mayoría de los países.

Sistemas de saneamiento y drenaje Los alcantarillados se pueden construir de dos modos: 

redes unitarias: las que se proyectan y construyen para recibir en un único conducto, mezclándolas, tanto las aguas residuales (urbanas e industriales) como las pluviales generadas en el área urbana cubierta por la red.



redes separativas o redes separadas: constan de dos canalizaciones totalmente independientes; una, la red de alcantarillado sanitario, transporta las aguas residuales domésticas, comerciales e industriales hasta una estación depuradora; y la otra, la red de alcantarillado pluvial, conduce las aguas pluviales hasta el receptor, que puede ser un río, un lago o el mar.

Las redes de saneamiento surgieron en las ciudades europeas durante el siglo XIX en respuesta a los problemas sanitarios y epidemiológicos generados por la deficiente evacuación de las aguas fecales. En aquel momento la mayoría de estas ciudades disponían ya de un sistema de cloacas destinadas a la evacuación de las aguas de lluvia y residuales, pero sin conexión a éstas de las bajantes de los edificios. Las aguas residuales se vertían a la calle y la lluvia las arrastraba a las cloacas, desde donde iban a un cauce. Desde mediados del siglo XX empezaron a construirse redes separativas, tras la aparición de los primeros sistemas de depuración, y con base en los siguientes argumentos: 

la separación reduce los costes de depuración y simplifica los procesos, puesto que el caudal tratado es menor y, lo que es incluso más importante, más constante;



la separación reduce la carga contaminante vertida al medio receptor por los episodios de rebosamiento del alcantarillado unitario.

Siendo correctos los argumentos anteriores, existen también una serie de inconvenientes del alcantarillado separativo, del cual desde finales de los años 1990 se está incrementando su uso, principalmente en redes de nueva implantación (la separación de redes unitarias existentes pronto se vio como económica y técnicamente inviable). Para el buen funcionamiento de las redes separadas debe prestarse mucha atención a los aspectos que siguen: 

Debe existir un estricto control de vertidos para evitar que se acometan caudales residuales a la red de pluviales (que irían directamente al medio natural sin depurar) y viceversa. Esto último redundaría en una explotación más compleja y costosa de la red de alcantarillado sanitario.



La separación completa implica redes interiores separativas en los edificios, con duplicación de las bajantes. En este frente los costes de instalación son importantes.



Las aguas pluviales urbanas no son aguas limpias, si no que suelen estar sucias, por lo que su vertido directo al cauce puede generar una contaminación apreciable.



La red de pluviales de una red separativa puede permanecer, en climas secos, sin agua durante periodos de tiempo extensos, sin la auto limpieza de los conductos en tiempo de lluvia, por lo que puede llegar a ser necesaria la descarga de caudales de agua limpia por la red (arquetas de descarga en las cabeceras del saneamiento), reduciendo las ventajas de ahorro y eficiencia.

En comparación con las redes unitarias, los principales problemas son: 

El coste de instalación es muy superior, entre 1,5 y 2 veces la red unitaria equivalente.



Los grandes cambios en el caudal dificultan mucho la operación de las plantas de tratamiento. Frecuentemente en los periodos de lluvias intensas las plantas de tratamiento son simplemente "by-pasadas", vertiendo los efluentes directamente sin tratamiento en los cuerpos receptores o construyendo balsas de retención para guardar durante unos días el exceso de aguas llegadas, mientras se van depurando.

Tendencias actuales A partir de la última década del siglo XX se aprecia, en general, una preocupación de los gobiernos para disminuir la brecha existente entre la cobertura de las redes de abastecimiento de agua y las redes de alcantarillado sanitario. Simultáneamente ya no se acepta pensar en alcantarillado si no se integra también el tratamiento adecuado, en función de la categorización del receptor, de las aguas servidas recogidas. (En Europa es obligatorio en poblaciones de más de 5000 habitantes). Habiendo casi siempre restricciones de carácter presupuestario, salvo casos excepcionales, las autoridades competentes dan prioridad a las redes de alcantarillado sanitario sobre las redes de recolección de aguas de lluvia. En muchos países, las características de las redes de alcantarillado se han normalizado.

Alcantarillado sanitario Inicialmente las redes de alcantarillado sanitario se construían con tubos de cemento, y fibrocemento; en algunos casos se utilizaron tubo de gres; actualmente, el material más utilizado es el PVC. A partir de la década de 1990 cada vez se hace más frecuente el dimensionamiento de las tuberías considerando no solamente la velocidad mínima del agua en la tubería, sino que

también se considera la fuerza de arrastre del flujo. Esta variante permite trabajar con pendientes menores, lo que se constituye en una ventaja en zonas muy llanas.

Alcantarillado pluvial Las redes de alcantarillado pluvial tienen varias concepciones diferentes. Frecuentemente son redes enterradas, pero se combinan con tramos constituidos con canales abiertos. En la concepción de las redes de alcantarillado pluvial juegan un papel muy importante, además de la topografía, que domina también en el alcantarillado sanitario, el régimen de precipitaciones en la zona. Componentes de una red de alcantarillado Componentes principales de la red Los componentes principales de una red de alcantarillado, descritos en el sentido de circulación del agua, son: 

las acometidas, que son el conjunto de elementos que permiten incorporar a la red las aguas vertidas por un edificio o predio. A su vez se componen usualmente de: 

una arqueta de arranque, situada ya en el interior de la propiedad particular, y que separa la red de saneamiento privada del alcantarillado público;



un albañal, conducción enterrada entre esa arqueta de arranque y la red de la calle; y



un entronque, entre el albañal y la red de la vía, constituido por una arqueta, pozo u otra solución técnica.



las alcantarillas (en ocasiones también llamadas «colectores terciarios»), conductos enterrados en las vías públicas, de pequeña sección, que transportan el caudal de acometidas e imbornales hasta un colector;



los colectores (o «colectores secundarios»), que son las tuberías de mayor sección, frecuentemente visitables, que recogen las aguas de las alcantarillas las conducen a los colectores principales. Se sitúan enterrados, en las vías públicas.



los colectores principales, que son los mayores colectores de la población y reúnen grandes caudales, hasta aportarlos a su destino final o aliviarlos antes de su incorporación a un emisario.



los aliviaderos de tormentas, que son depósitos donde se retiene el agua procedente de los colectores cuando esta es muy caudalosa por efecto de la lluvia, para evitar inundaciones.



los emisarios interceptores o simplemente interceptores, que son conducciones que transportan las aguas reunidas por los colectores hasta la depuradora o su vertido al medio natural, tras ser su caudal ya regulado por el aliviadero.

Aguas abajo, y ya fuera de lo que convencionalmente se considera red de alcantarillado, se situaría la estación depuradora y el vertido final de las aguas tratadas: 

mediante un emisario, llevadas a un río o arroyo.



vertidas al mar en proximidad de la costa;



vertidas al mar mediante un emisario submarino, llevándolas a varias centenas de metros de la costa;



reutilizadas para riego y otros menesteres apropiados.

Otros elementos complementarios

Imbornal para el drenaje del agua de lluvia en Buenos Aires.

Tapa de registro de un pozo de alcantarillado. En todas las redes de alcantarillado existen, además otros elementos menores: 

Las cunetas, rigolas y caces, que recogen y concentran las aguas pluviales de las vías y de los terrenos colindantes;



los imbornales, tragantes o sumideros, que son las estructuras destinadas a recolectar el agua pluvial y de baldeo del viario;



los pozos de inspección, que son cámaras verticales que permiten el acceso a las alcantarillas y colectores, para facilitar su mantenimiento.

Y en un cierto número de ocasiones son necesarias otras estructuras más importantes: 

estaciones de bombeo: como la red de alcantarillado trabaja por gravedad, para funcionar correctamente las tuberías deben tener una cierta pendiente, calculada para garantizar al agua una velocidad mínima que no permita la sedimentación de los materiales sólidos transportados. En ciudades con topografía plana, los colectores pueden llegar a tener profundidades superiores a 4 - 6 m, lo que hace difícil y costosa su construcción y complicado su mantenimiento. En estos casos puede ser conveniente intercalar en la red estaciones de bombeo, que permiten elevar el agua servida a una cota próxima a la cota de la vía.



Líneas de impulsión: Tubería en presión que se inicia en una estación de bombeo y se concluye en otro colector o en la estación de tratamiento.



Depósitos de retención o también pozos o tanques de retención: estructuras de almacenamiento que se utilizan en ciertos casos donde es necesario laminar las avenidas producidas por grandes tormentas, allí donde no son raras (depósitos, tanques o pozos de laminación, o arcas de expansión); y donde es necesario retener un cierto volumen inicial de las lluvias para reducir la contaminación del medio receptor (depósitos, tanques o pozos de tormentas).

CONCLUSIONES:

• Con la construcción del sistema de alcantarillado sanitario, se solucionará las condiciones de insalubridad y contaminación que podrían producirse en un futuro dentro de la poblacion y contribuirá a elevar el nivel de vida de sus habitantes, ya que está cooperará con la salud y el medio ambiente.

• Al momento de realizar este proyecto, se debe tener mucho cuidado y responsabilidad en cada paso de la obra, para evitar un mayor impacto negativo sobre el medio ambiente.

RECOMENDACIONES:



Para le ejecución del proyecto, se deben seguir las especificaciones técnicas estipuladas para este tipo de estudio.



Realizar campañas de concientización dirigidas a los pobladores de la zona, para que desarrollen intereses por la importancia del agua y su ahorro; así como también, se despierte el interés en la preservación y cuidado del medio ambiente, y de esta manera los pobladores desarrollen sus actividades diarias en un ambiente incluyente y sano.

BIBLIOGRAFIA:      

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