PRESENTADO AL ING. DANIEL ANTONIO AGUDELOPRESENTADO POR:

DANIEL ALEJANDRO HERNANDEZ SANCHEZ 214940JOSE LUIS HURTADO PERDOMO 214958

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AGRICOLAALCANTARILLADOS

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS

Los sistemas de alcantarillado son de gran importancia para la recolección, transporte y tratamiento de las aguas residuales y/o pluviales. Se diseña bajo condiciones hidráulicas de presión atmosférica y generalmente por gravedad.

obras de alcantarillado requiere estructuras complementarias que permitan su adecuada recolección, tratamiento y disposición, mejorando las condiciones de operación al interior del sistema, ya que el agua residual proveniente de descargas domesticas o industriales debe ser llevada a una zona donde se realice un adecuado tratamiento para finalmente ser vertidos a una fuente natural y evitar su contaminación.

Es importante considerar que el diseño de las estructuras complementarias, requiere de estudios detallados de los fenómenos físicos que ocurren al interior del sistema (tuberías y/o canales), acompañados de conceptos de diseño de sistemas de alcantarillado, análisis del comportamiento del flujo y un análisis hidráulico. (Hector Alvarez & Saldarriaga Juan, Camaras de Quiebre en Sistemas de Alcantarillado con Alta Caida, 2008)

INTRODUCCIÓN

 

OBJETIVO ESPECIFICO

 

Conocer las estructuras complementarias que constituyen un sistema de alcantarillados, para optimizar las condiciones de operación del sistema.

 

OBJETIVO GENERALES

 

Conocer el funcionamiento de las estructuras complementarias

Conocer la ubicación de estas estructuras complementarias dentro de un sistema de alcantarillado

Conocer estas estructuras complementarias a partir de imágenes, que ayuden a identificarlas de forma más clara.

OBJETIVOS

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS

Esta estructura complementaria tiene la función de atenuar la cavitación, los flujos inestables, la turbulencia y los esfuerzos de corte que se producen entre los tramos de un sistema de alcantarillados hidráulicos, geométricos y operacionales.

Para el diseño de estas estructuras se debe considerar:

1. Caudal de diseño (Q)

2. Numero de Froude (Fr)

3. Profundidad de flujo aguas arriba y aguas abajo

4. Condiciones geométricas de los conductos de entrada y salida

5. Altura entre bateas

CÁMARASDE QUIEBRE

De igual forma para diseñar estas estructuras se deben considerar los parámetros operacionales y una adecuada accesibilidad para fácil inspección, mantenimiento y reparación.

Las cámaras se clasifican según:

1. La disipación de energía2. Tamaño 3. Forma

Con base en lo anterior se pueden clasificar en:

1. Cámara de caída libre2. Cámara escalonada3. Cámara tipo vórtice 4. Cámara tipo bandeja

La sección de el tipo de cámara depende de los factores hidráulicos, económicos y constructivos.

CAMARAS DE QUIEBRE

Es el diseño más simple para estos tipos de estructuras; consiste en conectar a partir de una cámara simple un conducto de entrada con uno de salida, con el fin de disipar la energía. Se utiliza para flujo subcritico y supercrítico para una diferencia de altura entre el conducto de entrada y de salida entre 0.8m y 8m.

El flujo generado en esta cámara se puede clasificar en tres tipos:

1. El primero se forma cuando el flujo proveniente del conducto de entrada golpea la lámina de agua queso ha formado en el fondo, lo que genera la formación de un resalto hidráulico al interior de la cámara. 2. El segundo se genera cuando el flujo golpea la unión entre el ducto de salida y la cámara, generando la formación del resalto hidráulico en el conducto de Salida. 3. El tercero ocurre si el flujo golpea la pared opuesta de la cámara formando un cojín de agua más alto que el conducto de salida, produciendo que este conducto trabaje a presión. (Chanson, 2004)

TIPO DE CAMARASCÁMARA DE CAIDA

LIBRE

Una característica hidráulica de este tipo de cámaras es que el flujo en el conducto de entrada debe ser curvo para optimizar su rendimiento en cuanto a capacidad de transporte, además de impedir la formación de una vena prolongada en la entrada de la cámara, la cual puede aumentar la cantidad de aire en el pozo y puede llevar a que el conducto de entrada trabaje a presión lo cual no es recomendable. Es importante tener en cuenta que si el pozo tiene más de tres entradas aumenta la posibilidad de generarse cavitación, por lo cual se debe considerar que el radio de curvatura de la entrada del pozo sea 0.5 veces el diámetro del conducto de entrada. (Rajaratnam, 1997).

CÁMARA DE CAIDA LIBRE

Este tipo de estructuras como su nombre lo indica tiene forma de escalera, además cuenta con una limitación de pendiente longitudinal máxima de 67°, lo que limita su uso si lo comparamos con otras estructuras, además de tener la desventaja de que a menor es la pendiente mayor debe ser el espacio para la estructura lo que genera un aumento en los costos.

Hidráulicamente se caracteriza por la existencia de fenómenos de aireación y disipación de energía, y estos dos fenómenos varían según él volumen de caudal transportado.

El flujo se caracteriza por transportarse en forma sucesiva de cascadas pequeñas cuando el caudal es pequeño, pero cuando ocurre lo contrario y se tiene un gran volumen él se desarrolla como una capa uniforme recirculante.

CÁMARA DE QUIEBRE ESCALONADA

Se caracteriza por el ingreso de un caudal por el extremo de aguas arriba y su salida en el otro extremo aguas abajo, el cual se acelera en una estructura con forma de espiral, esta condición genera un flujo en forma de vórtice que se desplaza en forma vertical y paralelo al eje del espiral.

Se constituye de tres partes principales:

1. Conducto de entrega y la cámara de vórtice2. El conducto vertical 3. El conducto de salida.

Esta cámara puede ser tangencial o espiral, plana o inclinada. Cabe destacar que para flujos supercríticos la cámara de espiral de fondo se debe inclinar. Pero según Motzet (2002), la diferencia entre las cámaras de vórtice horizontal y vertical es despreciable. En este tipo de cámaras la disipación de energía se produce por la fricción entre el flujo y la pared de la estructura, y dicha disipación de energía es proporcional a la longitud del conducto del vértice.

CÁMARA DE QUIEBRE TIPO VÓRTICE

Hidráulicamente hablando según Zhao (2006), el patro de flujo en estas cámaras son muy similares, en el cual inicialmente se presenta un aumento en el espesor de flujo, debido a la incorporación de aire, luego el flujo desciende por el pozo en espiral, generando una especie de cono, al final de la cámara se desarrolla un resalto anular. De igual manera se puede clasificar el flujo en este tipos de cámara: flujo anular el cual se genera en las paredes del pozo al existir fricción, luego se genera una zona de transición en la cual el flujo se llena de aire separándolo de las paredes, produciendo en este sector el resalto anular y finalmente en la zona de transferencia se producirá un cojín junto a un proceso de aquietamiento del flujo con un incremento de aire.

CÁMARA DE QUIEBRE TIPO VÓRTICE

Esta estructura de disipación de energía, está constituida por una serie de caídas libres en forma de cascada, este tipo de estructuras están formadas por una cámara que se divide en dos gracias a las láminas internas instaladas escalonadamente.

Este tipo de cámaras funciona como una seria de caídas escalonadas, las cuales según Kleinschroth (1999), el flujo en estas cámaras se puede clasificar en cuatro tipos con base en el caudal, si este es pequeño el flujo impacta en la lámina más cercana al conducto de entrada; y a medida que aumenta el flujo va impactando más lejos.

CÁMARA DE QUIEBRE TIPO BANDEJA

Estas son utilizadas para elevada todo tipo de flujo, generando una energía al flujo para superar cualquier tipo de obstáculo que se presente. permiten elevar el caudal transportado por la red, cuando transportar el flujo por gravedad sea imposible debido a condiciones topográficas o generalmente en la disposición final.

Una estación de bombeo para no profundizarse tanto, además son resultado de:

1. Una cota de captación muy baja, lo que imposibilita el transporte por gravedad a colectores. 2. Es necesario generar una cabeza de energía para conducir e agua hasta la PTAR debido a la cantidad de pérdidas generadas.3. Cuando se requiere iniciar un nuevo tramo bajo un transporte por gravedad4. Es necesario transportar el flujo a un sistema receptor con una cota superior5.Es necesario drenar zonas que se ubican en las afueras de la cuenca vertiente.

ESTACION DE BOMBEO

Para su diseño es necesario según la RAS (2000) considerar el periodo de diseño, el cual es proporcional al nivel de complejidad del sistema y se expresa de la siguiente manera:

ESTACION DE BOMBEO

NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

PERIODO DE DISEÑO (AÑOS)

Bajo 15Medio 20

Media alto 25Alto 30

Para el diseño de un sistema de bombeo es necesario tener en cuenta:

1. Caudales medio diario, máximo horario, máximo y mínimos en condiciones iniciales y finales de operación.2. Taques para amortiguar las aguas lluvias3. Propiedades geométricas de la conducción 4. Materiales de la conducción y la salida5. Analisis de la altura de succion y descargaUna estación de bombeo se compone 5 partes fundamentales:

1. Rejas o rejillas 2. Cárcamo o pozo de bombeo 3. Bombas 4. Tuberías 5. accesorios

Como es bien sabida todas las bombas pueden dañarse o alterar su funcionamiento al obstruirse por un sólido extraño (trapos, piedras y otros residuos sólidos), por lo cual para evitar este inconveniente se hace necesario instalar rejas que impidan el paso de estos sólidos.

Su principal función es la retención de material solido que pueda alterar el debido funcionamiento del sistema de bombeo (desde suegras hasta colchones), para su diseño es necesario considerar los sólidos presentes en el flujo transportado, ya que estos deben ser removidos antes de que logren alcanzar la cámara de succión, o de lo contrario podrían llegar la estación de bombeo e interferir en el adecuado funcionamiento de estas.

Formada por barras paralelas separadas entre 25 y 150mm, según el grado de protección que requiera el sistema. Pueden ser de limpieza automática o manual y se sitúan en soportes para facilitar su extracción.

REJAS

Estas estructuras tienen como función recibir y almacenar el flujo transportado durante cierto periodo de tiempo, se construye de acuerdo al caudal y del tipo de alcantarillado lo que influye en el volumen del tanque y además de si se va a generar un bombeo constante o no.

Se considera que el tiempo de permanencia de las aguas residuales en el pozo de succión debe ser aproximadamente de 10 minutos, pero si el flujo de entrada al cárcamo es inferior al flujo de salida, las aguas residuales pueden permanecer por más tiempo en el pozo de succión, pero esto puede generar malos olores y acumulación de lodos en el fondo del pozo, por lo que se requeriría un mantenimiento adecuado.

CÁRCAMO O POZO DE SUCCION

Se toma como nivel de referencia el terreno y se diseña la profundidad del pozo de acuerdo a:1. Que al diferencia de altura entre el nivel máximo y mínimo de aguas no sea menor a 1 metro2. Garantizar que la bomba actué siempre bajo condiciones ahogadas para evitar la entrada de aire y por ende daños en la máquina.3. Que el nivel de aguas máximas este por debajo de la cota de batea del colector más bajo que la descarga en el poso, pero esto no se tiene en cuenta si se desea utilizar el volumen adicional 4. La distancias entre paredes y fondo al pozo de succión y a la tubería de succión debe estar entre 0.5D y 1.5D, donde D es el diámetro de la tubería de succión (ojo este valor nunca puede ser inferior a 0.25m)5.Se debe considerar un valor mayor a dos veces el diámetro de la tubería de succión para la sugerencia mínima (pero nunca inferior a 0.5m)6. La velocidad máxima de entrada al pozo de succión es de 0.7 m/s 7. Es necesario implementar un sistema adecuado de tuberías y válvulas para el total drenaje por bombeo.8. Es necesario considerar la implementar de un vertedero para el exceso de agua en el cárcamo9. Como se mencionó anteriormente es necesario considerar un corto tiempo de permanencia, se aconseja que sea entre 10 y 30 minutos, no solo por los olores y lodos sino también para optimizar el número de paradas de la estación de bombeo.10. Se debe considerar un tiempo de ciclo de funcionamiento mínimo del sistema de bombeo, teniendo en cuenta el caudal de entrada. Es necesario considerar un tiempo de funcionamiento y parada, y estos tiempos son proporcionales a la cantidad de caudal.11. Es necesario considerar un análisis económico evaluando los diámetros de las tuberías, el costo de la energía de bombeo, el costo del sistema de aguas debajo de la bomba.12. La tubería de succión debe ser mayor que la tubería de impulsión como mínimo en 50mm

DISEÑO DEL CÁRCAMO O POZO DE

SUCCION

Para los sistemas de alcantarillados se recomienda como mínimo dos bombas, para garantizar el flujo del agua si una falla, dichas bombas con características similares de diseño.

Como se trabaja con sustancias muy corrosivas se recomienda que los materiales de las bombas sean muy resistentes, tales como: acero inoxidable, hierro, acero al carbón, acero fundido y hierro dúctil.

Para escoger la bomba a utilizar es necesario considerar todo el sistema en conjunto tanto la tubería de succión como la de impulsión, teniendo en cuenta siempre los costos de operación, construcción, mantenimiento o expansión.

Es necesario considerar que existen tres tipos de bombas y estas son:

Bombas centrífugas

Bombas helicoidales

Bombas eyectoras

BOMBAS

A la hora de seleccionar la bomba se debe considerar:

1. El tipo de sistema que va funcionar, en serie o en paralelo2. Las características del agua a bombear3. Variación de los niveles de pozo de succión y la descarga4. La variación de los caudales a bombear 5. El tiempo de funcionamiento del sistema6. Costos en el funcionamiento y el mantenimiento7. Características del sistema a funcionar

SELECCIÓN DE LAS BOMBAS

Utilizados para captar parte del caudal producida por la escorrentía pluvial hacia drenajes naturales. Los aliviaderos se construyen principalmente para disminuir los costos en la conducción hasta el sitio de tratamiento o disposición final.

La ubicación de estos depende en gran medida a:

1. La cantidad del flujo a captar (se busca que sea grande)2. En sitios con topografía favorable que permita la descarga mediante gravedad.3. A la entrada de la PTAR de esta manera se puede controlar el flujo a tratar.

El diseño de un aliviadero obedece en gran medida al caudal a derivar, el cual depende el grado de velocidad de evacuación, las características hidrológicas de la zona, la topografía de la zona y el tiempo estimado para la evacuación.

ALIVIADERO

Es una abertura longitudinal ubicada a un costado de las paredes laterales de un conducto o canal, con el objetivo principal de evacuar el caudal excedente que se transporta en el conducto, durante la operación de un vertedero lateral es necesario considerar obras de regulación y control que permitan manejar el caudal excesivo. Se ha demostrado que este tipo de vertederos tiene una capacidad de descarga inferior a los vertederos normales a la dirección de flujo.

A pesar de ser una obra muy simple, de bajo costo y de no requerir supervisión durante la operación. Lamentablemente este tipo de vertederos sean poco eficientes, ya que requiere de longitudes importantes y deben incluir un canal colector aguas abajo del vertedero. El flujo que se recomienda para estas estructuras es el tipo II, el cual equivale a un flujo subcritico a lo largo de la estructura.

VERTEDERO LATERAL

Para diseñar estas estructuras es necesario tener en cuenta el régimen de flujo, y aplicar la ecuación dinámica de flujo gradual espacialmente variado con disminución de caudal:

 

dy/dx = cambio de profundidad en la dirección de flujo

F = número de Froud

g = aceleración de la gravedad

So = pendiente del fondo del canal

Sf = pendiente de la línea de energía

Q = caudal, en m3/s

A = Sección transversal del canal o conducto, en m

D = profundidad hidráulica

DISEÑO VERTEDERO LATERAL

Ecuaciones para régimen subcritico:

 

Donde:

Cd: Coeficiente de descarga del vertedero

H: Altura de agua por encima de la cresta, en metros

L: Longitud del aliviadero en metros

 

De tal manera que Cd es:

 

H = Altura de agua por encima de la cresta del vertedero en metros

Hv = Altura del vertedero en metros

 

DISEÑO VERTEDERO LATERAL

Si el régimen es supercrítico:

 

 

H2 = Altura de la lámina de agua, aguas abajo en metros.

H1 = Altura de la lámina de agua, aguas arriba en metros.

P = Altura del aliviadero en metros.

Q = Caudal aliviado en m3/s.

b = Ancho del aliviadero en metros

Este tipo de estructuras se calculan a partir de la ecuación de la conservación de la masa y del momentum, de tal manera que se pueda establecer la ecuación de descarga de un vertedero normal. Cabe destacar que el ancho del vertedero equivale al total de la cámara. Para el diseño de estos vertederos se considera la ecuación:

Q: Caudal vertido

Cd: Coeficiente de descarga del vertedero

H: Altura de agua por encima de la cresta del vertedero en metros

B: Ancho del vertedero en metros.

 

Cabe destacar que en este tipo de vertederos es necesario iterar para obtener los resultados hasta que se cumpla con la ecuación de continuidad.

 

 

DISEÑO VERTEDERO FRONTAL

Son canales que se diseñan a los lados de las vías terrestres para recibir las aguas pluviales, estas canales son encargadas de transportar las aguas hasta un lugar adecuado para su recolección.

CUNETAS

Para diseñar una cuneta es necesario conocer la escorrentía que puede llegar a la cuneta, y la capacidad de la cuneta dependerá de su forma, pendiente y rugosidad.

El diseño de la cuneta se hace a partir de las pendientes transversales y longitudinales de la calle (generalmente estas son menores al 2%), y se desarrolla como un canal abierto de sección transversal determinada con una capacidad hidráulica.

El caudal de la cuneta se puede determinar con la ecuación:

Donde:

Q: Caudal en la cuneta en m3/s

y: Profundidad mayor de agua en la cuneta en m

n: Coeficiente de rugosidad de Mannig

S0: Pendiente longitudinal

Z=1/Pendiente transversal

DISEÑO DE CUNETAS

Los sumideros son estructuras de captación, los cuales aumentan su capacidad de captación a medida que aumenta la altura de agua en la cuneta. Estas estructuras pueden ser diseñadas en la parte lateral o transversa al sentido del flujo.

Durante su diseño es necesario considerar, que el caudal captado por el sumidero no debe por ninguna razón superar la capacidad hidráulica del sistema de drenaje al cual va conectado.

SUMIDERO

Para la ubicación de estos es necesario considerar:

1. Puntos bajos y depresiones2. Lugares donde se pueda producir una pendiente longitudinal de las calles3. Se recomienda su ubicación en esquinas o pasos peatonales4. Tener en cuenta la sección de las calles para determinar el mejor sumidero posible (Horizontal, vertical o mixto)5. No se deben colocar donde puedan intervenir o conectarse con otros servicios públicos6. Se recomienda ubicar entes de puentes o terraplenes

SUMIDERO

El diseño de los sumideros es función de la intensidad y frecuencia de las precipitaciones, del tipo de la calzada u del área de aporte, y generalmente tiene las siguientes medidas:

DISEÑO DE SUMIDEROS

Pendiente

Espaciamiento (m)

0,40% 500,4% a 0,6%

60

0,6% a 1%

70

1% a 3%

80

DISTANCIA FIJA

ZONA

25 m Comerciales y centrales con pavimento de concreto

30 m Vías con ancho de 15 metros50 m Pavimentos de adoquín o en zonas de

baja velocidad de transito

Consiste en una abertura en forma de ventana, ubicada en el bordillo de la acere, con cierta depresión comparada con la cuneta. Cuenta con un canal lateral de desagüe, una pequeña cámara de recolección de sedimentos y una tubería que lo conecta al colector público.

El funcionamiento hidráulico de esta estructura es ineficiente, sobre todo si no se genera la depresión o su ubicación es en calles con pendiente pronunciada. No tiene gran interferencia en el tráfico, lamentablemente tienen un costo considerado y pueden obstruirse con facilidad, perjudicando ampliamente su funcionamiento. Es vital tener en cuenta que no pueden ser utilizados cuando se prevé una cantidad considerable de sedimentos y desperdicios.

SUMIDERO DE VENTANA O ACERA

Para calcular el caudal que el sumidero puede captar, se debe tener en cuenta su longitud, la altura aproximada de flujo y una constante de captación. Por lo cual:

Donde:

Q: Caudal en m3/s

L: Longitud de la ventana en metros

g: Gravedad en m/s2

k: Coeficiente de captación (depende de la pendiente transversal de la via)

yA: Altura de flujo en metros

SUMIDERO DE VENTANA O ACERA

Consiste en la construcción de una cámara donde se disponga el flujo de aguas pluviales, las cuales se cubren con una reja para impedir el paso de objetos de ciertos tamaños. Estas estructuras constan de una reja propiamente diseñada, la cámara de desagüe y la tubería de conexión al colector.

Si se tienen barras paralelas al sentido de flujo, el valor del caudal puede ser despreciable y la longitud de la rejilla debe ser mayor que:

 

 Donde:K: Coeficiente en función de la geometría de la reja y de la separación de las barras.g: Gravedad en m/s2

yA: Altura del flujo en metrosL: Longitud minima de la rejilla en metros.VA: Velocidad del flujo en m/s

 

SUMIDERO DE REJILLA O CALZADA

Si el sumidero es transversal se debe tener en cuenta:

Donde:

Q: Caudal de diseño en m3/s

e: Área libre/Área total

c: Coeficiente de descarga

b: Ancho de la calle en metros

E: Energía específica sobre la reja en metros

Fs: Factor de seguridad

SUMIDERO DE REJILLA O CALZADA

Estos sumideros son utilizables en sumideros que se conectan con redes de alcantarillado combinados, lamentablemente cuenta con la desventaja de que en épocas de sequía se pueden generar malos olores, por lo cual es necesario adoptar medidas que impidan esta situación, utilizando válvulas de cheque.

SUMIDERO CON VALVULA CHEQUE

Son implementados sobre vías sin pavimentar o con acumulación de bastante arena y sólidos en suspensión. Por lo cual es necesario implementar este sistema para evitar que lleguen a la red de alcantarillado.

SUMIDERO CON DESARENADOR

Al igual que los sumideros con válvula de cheque, los de sello hidráulico son muy utilizados para sistemas en donde los sumideros se conectan a redes de alcantarillado combinado, de él se pueden desprender olores en épocas de sequía por lo cual es necesario utilizar sellos hidráulicos.

SUMIDERO CON SELLO HIDRAULICO

Son estructuras que permiten el paso de tuberías por debajo o sobre algún obstáculo que no permitirían la construcción de una red de alcantarillado.

ESTRUCTURAS DE CRUCE

Este tipo de estructuras son utilizadas para superar obstáculos como viaductos subterráneos, autopistas, quebradas, ríos, entre muchos más. Que obstruyen la instalación adecuada de la tubería de alcantarillado.

El diseño de los sifones se basa en conducir el flujo a presión por debajo de los obstáculos por medio de dos pozos, un ascenso y una caída. Las cuales se conectan en la parte inferior por una tubería que pasa por debajo del obstáculo. De esta manera cuando el agua alcanza el pozo de caída es conducida bajo presión hacia el pozo de ascenso donde recuperara el nivel con el que entro a la estructura y continuar su flujo normal.

A la hora del diseño es necesario evitar la sedimentación del material arrastrado que se puede conglomerar en los puntos bajos. Para esto es necesario crear un diseño con una velocidad de arrastre mayor a 0.9 m/s

SIFON INVERTIDO

Se construyen cuando se tiene una depresión profunda con poca longitud, generalmente se logra mediante una estructura que soporte las tuberías. El conducto generalmente se construye con tubería de polietileno o acero, además la estructura a construir puede ser un puente de acero aligerado o de concreto o madera.

La tubería se debe sostener sobre el piso del puente por medio de soportes que eviten la vibración de las transmisiones de vibraciones a los conductos. Es necesario considerar que esta debe ser instalada en un lugar de fácil acceso y mantenimiento. A la entrada y salida del sistema es necesario construir cajas de inspección.

CRUCE ELEVADO

Este tipo de estructuras está constituida principalmente por tuberías en concreto o revestidas de concreto, este revestimiento está destinado a proteger la tubería del medio que la rodea. Para la instalación de este tipo de estructuras se recomienda un método de hincado, ya que se puede instalar sin la necesidad de una zanja.

Para cruces ferroviarios, se puede introducir la tubería dentro de una camisa formada por un tubo de acero hincado en el terreno (esto es factible solo para alcantarillados que son menores o iguales a 30 cm). Esto se realiza para que las cargas exteriores sean absorbidas correctamente.

CRUCE SUBTERRÁNEOS CON CARRETERAS Y VÍAS DE

FERROCARRIL

Es necesario considerar que el cruzamiento no puede ubicar a una profundidad que pueda generar la erosión de la corriente y por ende la estabilidad de la estructura.

El diseño de estas estructuras se recomienda hacerlo con tuberías de acero y revestirlas con concreto simple o reforzado, de acuerdo a lo que el diseño especifique. Es importante considerar que la estructura no altere el régimen dinámico del flujo del cauce por lo cual es importante colocar sobre el revestimiento en forma integral un lavadero de concreto que siga las curvas de nivel del cauce, este lavadero de concreto también se puede construir en mampostería de piedra con una dimensión aproximada de 60 cm y colocada en forma suelto (esto siempre y cuando la erosión no sea muy fuerte). Es vital anclar la tubería para evitar deslizamiento por socavación en el fondo del rio o arroyo.

CRUCE SUBTERRÁNEOS CON RÍOS, ARROYOS Y CANALES

Estas estructuras permiten la descarga apropiada y práctica de los caudales provenientes de la red de alcantarillado a las corrientes naturales de agua después de su adecuado tratamiento.

Es necesario para evitar la socavación y problemas durante la operación complementar el cabezote de descarga con estructuras disipadoras de energía, tales como; escaleras, canales con disipadores, etc.) de tal manera que se pueda descargar adecuadamente el flujo que proviene de la red hasta el nivel de la corriente.

Su ubicación debe considerar la estabilidad de la estructura, el ángulo adecuado para la descarga (Se recomienda no construir en contracorriente o perpendicular), la no obstrucción del cauce en periodos de crecimiento y el nivel adecuado de descarga (no sumergida).

CABEZAL DE DESCARGA

Cuando se concentran dos o más colectores, debido al cruce durante el trazado de la red de alcantarillado o por variación en la dimensión del colecto, es necesario construir estructuras apropiadas que permitan la adecuada unió o cambión, estas estructuras se conoce como estructura de pozo.

Generalmente la distancia máxima entre estas estructuras se determina con base en la distribución urbana, el comportamiento hidráulico del flujo y el mantenimiento. Se recomienda que la distancia máxima este entre los 100 y 120 metros. El diseño hidráulico se efectúa considerando las pérdidas de energía que pueda producir la unión entre el colector y el pozo, con base en el régimen de lujo se debe realizar el análisis adecuado que permita determinar el nivel de salida del sistema de alcantarillado. Si el régimen de flujo es subcritico se utiliza la ecuación de conservación de la energía para el diseño y si es flujo supercrítico es necesario considerar si la unión del colector es con o sin caída.

ESTRUCTURA DE UNION

Estas estructuras permiten la inspección, ventilación y limpieza adecuada de la red de alcantarillado. Generalmente se utilizan durante la unión de varias tuberías y en lugares donde ocurra cambio de diámetro, dirección y pendiente.

Cuando se construyen estas estructuras se debe garantizar la hermeticidad de la estructura y la perfecta conexión con la tubería.

Los pozos comúnmente se construyen de tabique, concreto reforzado o mampostería de piedra. Después de su construcción es necesario aplanar y pulir exterior e interiormente con mortero impermeabilizado para evitar la contaminación y la entrada de aguas subterráneas.

Estas estructuras se clasifican en:

1. Pozos comunes2. Pozos caja3. Pozos caja unión4. Pozos caja deflexión

POZOS DE VISITA

Pozos comunes

Deben ser lo suficientemente grandes para permitir el paso de una persona y la capacidad de esta de realizar maniobras en su interior. Estos pozos formados por una chimenea de tabique de forma cilíndrica en el inferior y troncocónica en la superior se caracterizan por estar unidas con mortero y tener unas dimensiones aproximadas de 1.2 metros de diámetro inferior, con tubería de 61 cm de diámetro y 0.45 metros de diámetro de entronque, además permite una curvatura de 90° de las tuberías.

Pozos especiales

Son similares a los pozos de visita pero con dimensiones mayores, se clasifica en dos tipos:

El primero posee un diámetro interior de 1.5 m y se utiliza con tuberías con diámetro entre 0.76 y 1.07 m con un entronque de 90° para tuberías de hasta 0.3m

El segundo tipo es para diámetros de 2 metros internos, y se utiliza con diámetros de 1.22 m con un entronque a 90° con tubería de 0.3 m.

POZOS DE VISITA

Pozos caja

Como su nombre lo indica son estructuras en forma de caja de concreto reforzado con una chimenea de tabique parecida a los pozos comunes y especiales. Posee generalmente una sección transversal rectangular.

Sus medidas dependen del tipo de pozo caja que se clasifican en 3:

1. El primero se utiliza para tuberías con diámetro 0.76 a 1.07 m con un entronque a 45°.2. El tipo 2 se usa en tuberías de 0.76 a 1.22 m de diámetro con entronques a 45° grados.3. El tercer tipo es para diámetros entre 1.52 a 1.83 m con entronque a 45°

Pozos caja de unión 

Estas estructuras son cajas de sección horizontal con forma de polígono irregular. Tienen la desventaja de que no permiten deflexiones en las tuberías.

Se clasifican en dos tipos:

1. El primero es para tuberías de 1.52 m de diámetro con un entronque a 45° 2. El segundo tipo es para diámetros de 2.13 m con entronque a 45°

Pozos caja deflexión

Son pozos donde la tubería de salida tiene máximo un angula de 45° y son utilizadas para tuberías entre 1.52 m a 3.05 m de diámetro.

POZOS DE VISITA

Al tratarse de una obra tan compleja, la construcción de un alcantarillado requiere de una selección muy detallada del personal debido, lo cual requiere una aprobación.

A continuación se presentan algunos para aspirantes:

Investigación

Diseño

Evaluación

Aprobación

Contratación

Construcción - Interventoria

Terminacion

PERSONAL

ASPIRANTES

ASPIRANTES

ASPIRANTES