SISTEMAS DE RECOLECCIN DE AGUAS RESIDUALESALCANTARILLADOS

GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS Un sistema de alcantarillado es un conjunto de obras que permiten captar el agua residual y /o agua lluvia , transportarla para su evacuacin a un punto alejado de la comunidad, y realizar en ella antes de su disposicin final un tratamiento que le devuelva las caractersticas que garanticen que no afectar negativamente el medio ambiente. A un sistema de alcantarillado pueden llegar aguas provenientes de varios orgenes:Aguas lluvias. Aguas provenientes de la precipitacin pluvial.Aguas residuales domsticas: desechos lquidos provenientes de la actividad domsticas en residencias , edificaciones, instituciones etc.Aguas residuales industriales: desechos lquidos provenientes de las actividades industriales y su composicin varia de acuerdo al tipo de industria. Aguas de infiltracin. Aguas provenientes del subsuelo que penetran en el sistema de alcantarillado.

Problemas de las agua residuales y aguas lluviasAguas residualesLa grasa obstruye las tuberasLos cidos atacan el concreto, la tubera de gres y el asbesto cemento.Los productos txicos impiden el tratamiento biolgico en las plantas El aumento en la temperatura acaba el oxigeno disuelto.Los lquidos inflamables hacen peligrar las estructuras y el rea vecina.Los gases txicos son peligrosos para obreros y operadores.Los slidos pesados pueden sedimentarse y ocasionar abrasin u obstruccin.

Problemas de las agua residuales y aguas lluviasAguas lluviasSe contaminan las fuentes receptorasLas basuras y residuos vegetales obstruyen las estructuras de captacin o sumideros.Las piedras y la arena pueden ocasionar abrasin de los colectoresLa sedimentacin de limos y lodos puede obstruir la tubera.

TIPOS DE SISTEMAS Existen diferentes tipos de sistemas que pueden ser utilizados para la recoleccin y evacuacin de las aguas residuales y lluvias, una seleccin depende de aspectos tcnicos, socioeconmicos, socioculturales, financieros y ambientales, bsicamente son los sistemas convencionales y no convencionales. Sistemas convencionales: son los sistemas que tradicionalmente se han utilizado, consta de tuberas de grandes dimetros que permiten una gran flexibilidad en la operacin del sistema, debido a la incertidumbre en los parmetros que definen el caudal (densidad de poblacin y estimacin futura). Sistemas no convencionales: se utilizan en poblaciones de baja capacidad econmica, son sistemas que requiere de mayor definicin y control de los caudales, mantenimiento intensivo porque la parte tecnolgica exige que la comunidad acepte y controle el sistema dentro de las limitaciones que estos puedan tener.

TIPOS DE SISTEMAS Sistemas convencionales. Se divide en sistema de alcantarillado separado, es aquel en el cual se independiza la evacuacin de la aguas residuales y lluvias: Alcantarillado sanitario: es el sistema de recoleccin compuesto por obras destinadas a la recoleccin y transporte de la aguas residuales domsticas y /o industriales. Alcantarillado pluvial. Compuesto por todas las obras necesarias para evacuar la escorrenta superficial producida por la precipitacin. Compuesto por todas las obras destinadas a la recoleccin y transporte de tanto de aguas residuales como de aguas lluvias. Cuando se realiza tratamiento de las aguas ,es necesario construir aliviaderos para desviar hacia las fuente receptora los caudales pico durante la lluvia, la dilucin de las aguas residuales por el aporte de las aguas lluvias causa problemas de operacin en la planta.

TIPOS DE SISTEMAS Alcantarillado combinado: Es un sistema que conduce simultneamente las aguas residuales domsticas e industriales y las aguas lluvias. Sistemas no convencionales: Alcantarillado simplificado: funciona como un sistema convencional con colectores de menor dimetro y menor tamao y nmero de cmaras de inspeccin, pudindose sustituir estas ltimas por estructuras menos costosas , requieren de mayor mantenimiento. Alcantarillado condominal: son sistemas que recogen las agua residuales de un conjunto de vivienda ubicada en un rea inferior a una hectrea, mediante colectores simplificados , los cuales se conducen a la red de alcantarillado municipal o a una planta de tratamiento.

Tipos de sistemas Alcantarillado sin arrastre de slidos: el agua residual de una o varias viviendas se descarga a un tanque interceptor de slidos donde estos se retienen y degradan produciendo un efluente sin slidos sedimentables el cual es transportado por gravedad a travs de colectores de dimetros reducidos (ej. 2). y poco profundos. Sistemas In situ. Las aguas residuales son descargadas a letrinas o a pozos spticos y campos de infiltracin. Son sistemas apropiados para reas rurales o suburbana con baja densidad de poblacin y adecuadas caractersticas del subsuelo.

TUBERIAS EN SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS Conexin domiciliara : tubera que transporta las aguas residuales y/o lluvias desde la caja de inspeccin desde la caja e inspeccin domiciliaria hasta un colector secundario de la red municipal de alcantarillado.

Alcantarillado Convencional

Red de Colectores Alcantarillado Simplificado

ALCANTARILLADO SIMPLIFICADO

ALCANTARILLADO CONDOMINAL

TUBERIAS EN SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS

Laterales o iniciales: reciben nicamente, los desages provenientes de los domicilios. Secundarias : reciben el caudal de dos o ms tuberas iniciales Colector secundario: recibe el desage de dos o ms tuberas secundarias. Colector principal: capta el caudal de dos o ms colectores secundarios evacuando un determinado sector. Emisario final: Conduce todo el caudal de agua residual o lluvias a su punto de entrega, que puede ser una planta de tratamiento, o un vertimiento a un cuerpo de agua. Interceptor: recibe las aguas de los colectores principales y se construye paralelo aun ro o quebrada con el objeto de evitar vertimientos de la aguas residuales a los cauces.

DISPOSICIN DE LAS REDES DE ALCANTARILADOSTRAZADO EN ESPINA DE PEZCADO

TRAZADO EN FORMA SERPENTEADA

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LOS ALCANTARILLADOS La red de colectores de un alcantarillado, adems de los colectores esta compuesta por : pozos de inspeccin Cmaras de cada Aliviaderos Sifones invertidos Sumideros viaductos Cabezal de descarga Conexiones domiciliarias

TRAMPA DE GRASA-CAJA DE INSPECCIN DOMICILIARIA TIPICA

POZO DE INSPECCION-CONEXION DOMICILIARIA

ELMPALME ENTRE ACOMETIDA Y COLECTOR DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOSPOZOS DE INSPECCON: sirven para realizar cambio de direccin en el alineamiento horizontal o vertical de los colectores de un sistema de alcantarillado. La distancia mxima permitida entre pozos depende del tipo de maquinaria utilizada para el mantenimiento del alcantarillado, si el mantenimiento es manual , la distancia mxima se limita a 100m o 120m; si el mantenimiento se realiza por medios mecnicos la separacin permitida es de 200m, en el emisario final la distancia entre pozos puede llegar a ser de hasta 300m.El pozo: se puede construir en concreto o mampostera , en el sitio o prefabricado.Tapa de acceso: tiene por objeto permitir el acceso para la realizacin de las labores de limpieza y mantenimiento de las tuberas, proveer una adecuada ventilacin , su dimetro es generalmente de 60 cm.Cilindro: es el cuerpo principal del pozo de una altura variable , segn la profundidad , las paredes tienen un espesor tpico de 20cm de instalacin de las tuberas y el dimetro del cilindro ha de ser de 1,20m y depende del dimetro de la tubera de salida.

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS cuerdo al rgimen de flujo DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOSReduccin cnica: elemento que se localiza entre la tapa y el cilindro, es la conexin estructural que permite la conexin de estos elementos de dimetro diferente.Cauela : en la base del cilindro se localiza la cauela , la cual es un canal semicircular en concreto de 300psi, encargado de hacer la transicin de flujo entre tuberas entrantes y el colector saliente de acuerdo con el rgimen de flujo entre ellas y las prdidas de energa ocasionadas en la unin.Cmaras de cada: estructuras utilizadas para realizar la unin de colectores de alcantarillados de alta pendiente.

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO

NORMAS DE SISEO DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADOSLOCALIZACION DE LA TUBERIA : el trazado de la red de colectores debe seguir la disposicin topogrfica de las calles . La profundidad de las tuberas debe ser tal que permita el desage por gravedad de las instalaciones domiciliarias.

RELLENO DE ZANJAS

EXCAVACION PARA UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO

ALCANTARILLADO SANITARIO Se disea para evacuar aguas residuales de una poblacin. Caudal de diseo: El caudal de aguas residuales de una poblacin est compuesto por los siguientes aportes: Aguas residuales domsticas.Aguas residuales industriales, comerciales e institucionales.Aguas de infiltracin.Conexiones erradas.

Caudal de aguas residuales domsticas: se cuantifica a partir del caudal medio diario, o sea la contribucin en un periodo de 24 horas, obtenida como el promedio de un ao. Cuando no se cuenta con datos de aportes de aguas residuales, se debe cuantificar el aporte con base en el consumo de agua potable obtenido del diseo de acueducto. El caudal se da en (l/s*ha) para la poblacin en general o para cada zona del estudio de planeacin de la poblacin. El aporte ,medio diario para cada una de las zonas se puede expresar en funcin del rea servida y sus caractersticas como: Q = CR x Cx D x A / 86400

El aporte ,medio diario para cada una de las zonas se puede expresar en funcin del rea servida y sus caractersticas como: Q = CR x C x D x A / 86400 Tambin, se puede definir el caudal en funcin del nmero de habitantes servidos por el alcantarillado: Q = CR x C x P/86400 En donde Q = caudal medio diario de aguas residuales domsticas, L/s. CR = coeficiente de retorno. C = Consumo neto de agua potable, L/ hab.*d. D = densidad de poblacin de la zona, hab./ha A = rea de drenaje de la zona, ha P = nmero de habitantes de la zona. El caudal se debe evaluar para los extremos del horizonte de diseo perodo de diseo inicial y final debido a que el comportamiento hidrulico puede ser bastante diferente.

Coeficiente de retorno: Este coeficiente tienen en cuenta el hecho de que no toda el agua consumida del domicilio es devuelta al alcantarillado, en razn de sus mltiples usos como : riego, lavado de pisos, cocina, se puede establecer entonces que solo un porcentaje del total de agua consumida se devuelve al alcantarillado. Este porcentaje se denomina coeficiente de retorno, el cual vara entre 65 y 85%. Consumo de agua potable: Este consumo se debe tener en cuenta para la determinacin del aporte de aguas residuales domsticas, se determina de acuerdo al calculo o a criterios utilizados en consumo para acueductos. Poblacin: La poblacin actual y futura servida por el proyecto se determina a partir de los censos utilizando los mismos mtodos usados para el clculo de poblacin para acueductos. La poblacin servida se estima como el producto de la densidad de poblacin y el rea bruta servida por dicho colector, tambin se puede estimar a partir del nmero de viviendas y del nmero de habitantes por vivienda

Densidad de poblacin: Es el nmero de personas que habitan en una extensin de una hectrea. Un estudio de densidad de poblacin debe reflejar su distribucin de manera zonificada, la densidad actual y la mxima densidad esperada, con este ltimo dato se debe disear el alcantarillado y con la densidad inicial se debe verificar el comportamiento hidrulico del sistema. La densidad varia entre 100 y 200 hab./ha para poblaciones pequeas, mientras que para poblaciones mayores o ciudades determina por estrato y por usos (residencial, comercial e industrial) y puede llegar a valores del orden de 400hab./ha. rea de drenaje: La determinacin del rea de drenaje de cada colector se realiza de acuerdo al plano topogrfico de la poblacin y el trazado de las tuberas. El rea bruta de drenaje aferente a cada colector se obtiene trazando las diagonales o bisectrices sobre las manzanas de la poblacin. Se deben incluir las zonas de uso de recreacin. Caudal de aguas residuales industriales: este caudal debe evaluarse para cada caso en particular porque vara de acuerdo al tipo de industria, as como de los procesos de tratamiento de las aguas, reutilizacin de la misma y de las tecnologas empleadas para reducir el impacto ambiental.

En zonas pequeas donde no existan zonas industriales definidas y se trate de industria pequea localizadas en zonas residnciale y/o comerciales, el aporte medio se puede tomar del orden de 0,4 L/s*ha hasta 1,5 L/s*ha correspondiendo las ha al rea de uso industrial y se puede definir para las etapas iniciales del proyecto al igual que para la etapa final o perodo de diseo del mismo.Caudal de agua residuales comerciales: Para zonas comerciales definidas pudiera contarse con informacin de consumos netos, densidades de poblacin y coeficientes de retorno, par este caso se calculara el aporte de manera similar que para las zonas residenciales o consumo domstico. Cuando no se presentan las condiciones anteriores, se puede emplear un aporte comercial medio de 0,4 L/s* ha a 0,5L/s*ha, correspondiendo las ha al rea de uso comercial. El caudal de aguas residuales comerciales se puede definir para la etapa inicial y final o periodo de diseo del mismo.

Caudal de aguas residuales institucionales; este aporte lo constituyen instituciones tales como: colegios esuelas, hospitales, hoteles, universidades y establecimientos que requieran de tratamiento especial. Para instituciones pequeas localizadas en onas residenciales se puede tomar un aporte de medio diario de 0,4L/s*ha y 0,5L/s*ha, correspondiendo las ha a rea de uso institucional.Caudal medio diario de aguas residuales: El aporte medio diario de alcantarillado sanitario resulta de sumar los aportes domsticos, industriales, comerciales e institucionales a que haya lugar. Se obtiene tanto para el periodo final del proyecto como para el inicial.

Caudal mximo horario de aguas residuales: el caudal de diseo de la red de colectores debe contemplar el caudal mximo horario, este caudal se obtienen a partir de factores de mayoracin del caudal medio diario, los cuales se seleccionan de acuerdo con las caractersticas propias de cada poblacin. El factor de mayoracin es inversamente proporcional al nmero de habitantes servidos, osea que los tramos iniciales tendrn factores de mayoracin mayores, mientras que el emisario final tendr un factor de mayoracin menor debido al amortiguamiento de los picos a travs de la red de tuberas. Caudal de infiltracin: Es producido por la entrada de agua que se encuentra por debajo del nivel fretico del suelo a travs de las uniones entre tramos de tuberas, de fisuras en el tubo y en la unin con las estructuras de conexin. Este aporte adicional se estima con base en las caractersticas de permeabilidad del suelo

Caudal de conexiones erradas: Proviene de las conexiones equivocadas que los usuarios realizan al sistema de alcantarillado y El RAS recomienda para poblaciones que disponen de un sistema de alcantarillado pluvial, el valor de conexiones erradas puede variar entre 0,1l/s*ha hasta 0,2l/s*ha, tomando el valor mximo en poblaciones pequeas donde las medidas de control no son las ms adecuadas. En caso de no existir alcantarillado pluvial, el aporte de conexiones es mayor y puede ser superior a 2l/sha. Las conexiones erradas pueden definirse en funcin de otros parmetros como la densidad de poblacin y adoptar coeficientes de aportes unitarios que en poblaciones pequeas pueden ser del orden de 5/hab/d.Caudal de diseo: es la sumatoria de del caudal mximo horario + caudal de infiltracin + caudal de conexiones erradas.

ESPECIFICACIONES DE DISEO Velocidad : la velocidad mnima para garantizar la resuspensin del material sedimentado y las caractersticas de auto limpieza es de 0,45 m/s. Los alcantarillados simplificados se deben disear para velocidades reales superiores de 0,40 m/s. Esfuerzo cortante: Se debe calcular el esfuerzo cortante medio con el fin de verificar las condiciones de autolimpieza de la tubera. = RS = esfuerzo cortante medio (N/m2) = peso especifico del agua residual 9,81(KN/m2) R= radio hidrulico de la seccin de flujo, m S= pendiente de la tubera El esfuerzo cortante mnimo para un alcantarillado sanitario convencional es de 1,5N/m2, para alcantarillados simplificados1,0N/m2.

En poblaciones donde la pendiente de los colectores deba ser muy baja, posiblemente no se pueda cumplir con la velocidad mnima para el caudal de diseo, se se puede admitir un cortante de 1,2N/m2. Para el calculo de la profundidad hidrulica se debe tener en cuenta que el caudal mnimo para un sistema de alcantarillado es de 1,5L/s. Los sistemas de alcantarillados que transportan aguas residuales industriales deben disearse para cumplir con el esfuerzo cortante mnimo de 1,5 N/m2- 2,0 N/m2. Dimetro mnimo: El dimetro nominal mnimo para la red de colectores de un sistema de alcantarillado sanitario convencional debe ser 8. En sistema de alcantarillados simplificados o poblaciones pequeas se puede utilizar 6. Borde libre: Al seleccionar el dimetro nominal se debe asegurar un borde libre que permita una adecuada ventilacin de la tubera, en razn a la alta peligrosidad de los gases que en ella se forman. El borde libre se define el mximo porcentaje de utilizacin de la capacidad de transporte de agua en la tubera Q/Qo o de la relacin H/D

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO E INTERPRETACIN DE PLANOS

La escala mnima para el levantamiento topogrfico para un sistema de alcantarillado sanitario es de 1:2000 y curvas de nivel cada metro, para alcantarillados pluviales la escala puede ser menor , depender de la extensin del rea de drenaje ej.1:5000. la lectura de las cotas clave o batea se hace en sentido horario Datos de un plano de la red En el plano de la red, figuran los siguientes elementos:a) Planimetra de la zona, distribucin de manzanos, nombres de calles, avenidas, plazas, etc.b) El trazo de los colectores se realiza con la identificacin de sus caractersticas de uso, material, dimetro, longitud y pendiente.c) Las cmaras de inspeccin, con su nmero de identificacin y las elevaciones o cotas de terreno.

Escalas de los planosLos planos topogrficos y de planimetra de la zona correspondiente a las redes de alcantarillado, generalmente, son dibujados en escala 1:1.000 o 1:2.000, suficiente para identificar a todos los componentes, mediante la simbologa y nomenclatura detallada anteriormente.En los perfiles longitudinales se utiliza generalmente la relacin 1 a 10 entre las escalas horizontales y verticales, es decir: escala horizontal 1:1.000, vertical 1:100 escala horizontal 1:2.000, vertical 1:200.

ESTACIONES DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES

CAMIONES VACTOR

CAMIONES VACTOR