Estas sern empleadas de acuerdo a las condiciones topogrficas y
geohidrolgicas del terreno en la zona de estudio o proyecto
INGENIERIA SANITARIA Y ALCANTARILLADO
PROLOGO
TECNICAS DE DISEO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PARA EL
SANEAMIENTO AMBIENTAL, es un libro preparado la enseanza en la
carrera de Ingeniera Civil. Por ello tiene un sentido didctico en
la presentacin de las actividades que se llevan acabo en los
factores que se deban tomar en cuenta para lograr una adecuada y
eficaz disposicin de las aguas negras. Todo con un propsito ms
amplio: crear un ambiente sano y un mejor bienestar para el ser
humano.
Los temas tratados en el libro se organizan en once captulos. En
los dos primeros se destaca la importancia de los sistemas de
alcantarillado en el saneamiento del ambiente y se presentan
algunos datos histricos que muestran el inters del hombre por
mejorar sus condiciones de vida. Los captulos III al VII se dedican
a mostrar y describir los diferentes tipos de sistemas de
alcantarillado conocidos, as como los conceptos, estudios y normas
aplicables a la planeacin, proyectos y ejecucin de dichos sistemas.
Los captulos VIII, IX y X se dedican a pormenorizar las diferentes
tcnicas utilizables en el diseo de los sistemas de alcantarillado,
tanto separados, como pluviales y combinados. Finalmente en el
capitulo XI se concluyen con algunas recomendaciones generales.
INTRODUCCIN1.- IMPORTANCIA SANITARIA
Desde el punto de vista sanitario las aguas negras son aguas de
desecho originadas por la actividad vital de una poblacin. En su
composicin se encuentran slidos orgnicos disueltos y suspendidos
los cuales son putrescibles, tambin contienen organismos vivos como
son bacterias y otros microorganismos cuyas actividades vitales
promueven el proceso de descomposicin.
Los sistemas de alcantarillado resuelven en forma muy positiva
el problema de alejamiento de aguas negras que por medio de
conductos o tuberas generalmente subterrneas se encargan de
recolectar las aguas de desecho transportndolas en forma segura y
rpida, llevndolas hasta el lugar de disposicin final. Este lugar
generalmente deber ser un sitio donde se le dar un tratamiento.
Este tratamiento consiste en diferentes tipos de procesos que se
basan fundamentalmente en la oxidacin de la materia biodegradable y
as estabilizarlas y quitarles el poder nocivo pudindose disponer de
ellas en forma segura sin que causen peligros ni riesgos a la salud
humana y puedan ser reutilizadas. II.- ANTECEDENTES HISTORICOS Y
AVANCES DE DISEO Y CONSTRUCCIN
1.1 HISTORIA
El registro arqueolgico ms antigo de un sistema de
alcantarillado se remonta a 5,000 aos Antes de Cristo. En las
ruinas de Nippur, Sumeria, hay vestigios de un drenaje formado por
arcos. El sistema es bastante extenso y recolectaba los residuos
lquidos de los palacios y zonas residenciales de la ciudad.
Posteriormente Merckel reporta el alcantarillado de Babilonia, en
donde se alejaban por tuberas las aguas usadas arrastrando la
materia fecal. Por otra parte, las exploraciones de Layard han
revelado cloacas de grandes dimensiones construidas con bvedas, en
Nnive y Babilonia que datan del siglo VII A.C.
En Jerusaln se conducan las aguas residuales del templo y la
ciudad hacia los estanques en los que el agua pasaba por un proceso
de depuracin, siendo utilizado el efluente para riego, y los lodos
sedimentadores para abono en los jardines del valle de Cedrn.
Shick y Warren han desenterrado considerable informacin acerca
de las alcantarillas de Jerusaln.
En la isla de creta, 2,000 aos A.C., buscndose la tumba del Rey
Minos se hallaron construcciones dotadas de verdaderas
instalaciones domiciliarias de desage.
En las poblaciones griegas hay algunas obras de esta naturaleza,
construidas durante el esplendor de los griegos, sin embargo, en
Atenas estaba plenamente difundido el suelo de letrinas. El agua de
lavado de ellas se utilizo para irrigacin.
En tiempos de Tarquino, 558 aos A.C. , se construyo la clebre
Cloaca Mxima, gran colector destinado a sanear el foro Romano,
subsistiendo hasta hoy, despus de 2,500 aos.
Agripa hizo una verdadera red de cloacas secundarias llamadas
Cloacas. Sin embargo todos estos conductos o canales no se
emplearon para descargar los albaales de las casas, ya que las
exigencias sanitarias no existan en aquella poca. Es muy probable
que los desechos humanos se depositaran en canales superficiales en
las calles, de donde posteriormente eran llevados o lavados a las
cloacas, siendo su funcin primaria la de alejar las aguas
pluviales.
Hubo ocasiones especficas en que se hicieron conexiones directas
a las casas o palacios, pero esas fueron excepciones, pues la
mayora de las casas carecan de ellas.
La necesidad de mantener limpia la ciudad y alejar los residuos,
fue bien establecida por el comisionado Julius Frontinus (93 A.C.)
como se desprende de sus ordenanzas para el uso del sistema de
alcantarillado, Nadie puede desaguar excesos de agua sin haber
recibido mi permiso o el de mis representantes, porque es necesario
que el agua sea utilizada no solo para abasto y limpieza de nuestra
ciudad, sino tambin para arrastre de desechos por las
alcantarillas.
Es asombroso notar desde los das de Frontinus hasta la mitad del
siglo XIX no hubo ningn progreso en la ciencia del diseo y
construccin de los de los alcantarillados.
En 1815 se permite la descarga de materias fecales, por primera
vez, en las Alcantarillas de Londres.
En 1833 se permite la descarga de los residuos de letrinas a las
alcantarillas de Boston.
En 1824 en Inglaterra, Chadwich propone el empleo de tuberas
para alcantarillas y el de sistemas separados.
En ese mismo ao despus de que un incendio destruyo la seccin
antiga de la ciudad de Hamburgo, Alemania, se decidi reconstruirla
de acuerdo a los modelos impuestos por los de la moderna. El
trabajo fue confiado a un Ingeniero ingls, W. Lindley, quien diseo
un sistema de recoleccin de agua que incluy muchas de las ideas que
se usan en el diseo de obras actualmente. Desafortunadamente las
innovaciones de Lindley y su influencia en la Salud Pblica no
fueron reconocidas debidamente en su tiempo.
En 1847, se hace obligatoria la descarga de materias fecales en
las alcantarillas de Londres y se construyen sistemas separados por
John Philips.
En 1848, el Parlamento Ingls cre la Comisin Metropolitana de
alcantarillado.
Aparece el clera en Londres durante el verano de 1848 al final
de 1849 se haban producido 14,600 muertes.
Vuelve a presentarse una nueva epidemia en 1854, con una
mortalidad de 10,675 personas. Gran parte de los afectados vivan
cerca del pozo de la calle Borad y el estudio epidmilgico, debido a
Johon Show, permiti por primera vez demostrar la transmisin de
enfermedades por el agua y su interrelacin con la contaminacin por
heces fecales. Ello condujo a la comisin a apresurar el diseo y
construccin de un sistema adecuado de alcantarillado que se inici
en 1855.
El sistema actual de alcantarillado de Paris se construy tambin
como resultado de una epidemia de clera en 1832 sus antecedentes
fueron conductos abiertos para desalojar agua pluvial; uno de
ellos, el Menilmontant, se construy en 1412 y se cubri en 1750.
Las alcantarillas de Paris se construyeron en grandes en grandes
dimensiones; a todas se les daba una altura mnima de 1.65 m. y un
ancho no menor de 0.70 m. para que la limpieza fuera cmoda para el
trabajador. Adems, consideraban que todos los desechos, incluyendo
basuras, deberan ir a las cloacas para su transporte. A menudo se
ensanchaba la parte superior de las alcantarillas para poder alojar
las tuberas de agua, con objeto de poder inspeccionarlas ms
fcilmente y controlar las fugas, ya que el subsuelo de Pars est
formado por terreno muy fracturado.
Por los aos de 1820, en Europa, se discuti mucho el mtodo de
eliminar las materias fecales, si seran transportadas en seco o con
la ayuda del agua, eligindose finalmente el mtodo de transporte con
agua.
Todava existen algunas poblaciones europea en que la eliminacin
de las materias fecales se hace transportndolas en vehculos.
Los trabajos de alcantarillado en Estados Unidos, se realizaron
paralelamente a los europeos; sin embargo hay marcadas diferencias
en cuanto regmenes de lluvia, concentracin de poblacin y volumen de
las corrientes receptoras, lo cual condujo inicialmente a varios
fracasos en el diseo de alcantarillados pluviales en Estados
Unidos, con la utilizacin de parmetros europeos.
En 1857, Julius W. Adams construye el sistema de alcantarillado
de Brooklin, New Cork.
En 1858 se dise el alcantarillado de Chicago
En 1874, se present el estudio y el proyecto total para
Providence R. I por Shedd.
En 1876, se autoriza un sistema de interceptores para Boston que
fue el primer alcantarillado de grandes dimensiones en Estados
Unidos.
En 1880, Waring construye el alcantarillado de Memphis, a raz de
dos epidemias de fiebre amarilla que mataron a 2,000 personas en
1873, y 5,150 en 1878. Fue evidente la falta de conocimientos de la
transmisin de la enfermedad.
Probablemente el acontecimiento ms importante en ese tiempo haya
sido el envo de Rudolph Hering a Europa, para una investigacin
exhaustiva de los sistemas de alcantarillado. El reporte de Hering,
dada a conocer en 1881, incluye casi ntegramente la practica actual
de diseo y construccin de alcantarillados.
El mismo Hering diseo el alcantarillado de Baltimor que se
termino en 1915.
Para los pases sudamericanos hay poca informacin y slo se sabe
que en 1856 se construye en Montevideo el primer alcantarillado
sanitario.
1.2 Algunos datos de los Sistemas de alcantarillado en
Mxico.
A continuacin se presenta, en forma cronolgica el desarrollo o
evolucin que han tenido los sistemas de alcantarillado en la ciudad
de Mxico.
1300 1774. Haba simples canales abiertos, que hacan la funcin de
colectores, y arroyos en las calles donde no exista ningn
canal.
1608. terminacin de tnel de Nochistongo, construida por Enrico
Martnez para desalojar agua pluviales. Por falta de revestimiento
se derrumb en algunos sitios.
1626 1631. Inundacin de la ciudad de Mxico. Perecieron cerca de
30,000 personas.
1783. El Virrey Don Matas de Glvez ordena la constriccin de una
atarjea en la calle Palma.
1789. Terminacin del Tajo de Nochistongo, despus de 158 aos.
1789 1794. El segundo Revillagigedo manda construir ms de 12 Km.
de atarjeas.
1856. Se aprueba el proyecto del Ingeniero Francisco de Garay
para la construccin de gran canal de desage y del tnel viejo de
Tequixquiac.
1879. El Ingeniero M. M. Contreras, de la Comisin de Obras
Pblicas corrige grandes defectos existentes. Mejora los canales
interior y exteriormente, se gasta la suma $17,291.00.
1885. El Ingeniero Gayol estudia la forma de mejorar el desage
del interior de la ciudad y las condiciones sanitarias de las
cosas. Este sirve de base para el proyecto y construccin de las
obras de 1897 a 1902.
1888. Nombran al Ingeniero Gayol jefe de la comisin de
Ingenieros encargados de resolver el problema de desage de la
ciudad de Mxico. Fuertes lluvias inundan varios meses la Ciudad,
hecho que origina la instalacin de la estacin de bombeo en San
Lzaro que permiti que el nivel del agua descendiera a un acota tal
que permitiera la construccin de atarjeas definitivas, sin esperar
a que estas se terminaran.
1896. Se nombra Junta Directiva de Saneamiento y como director
al Ingeniero Gayol.
1897. En marzo se construye el primer colector. Se profundiz el
canal de la Merced.
1900. Se terminan las obras, con las modificaciones hechas por
el Ingeniero Luis Espinosa en 1879.
1901. Reexpide el primer cdigo sanitario.
1901 1904. El Consejo de Salubridad convence a la poblacin sobre
cambios sanitarios en las casas.
1925. Terminacin del alcantarillado en el sistema de drenaje y
saneamiento de la Ciudad de Mxico. Segn proyecto del Ingeniero
Roberto Gayol.
1940. Se principia el tnel nuevo de Tequixquiac, que se termin
en 1946.
Desde 1930 hasta 1951, el alcantarillado de la Ciudad se fue
haciendo inadecuado, tanto por insuficiente, como por el
hundimiento de la ciudad. Se mencionan las inundaciones del centro
y de muchas colonias en 1950 y 1951.
1952. Construccin de Plantas de Bombeo en el gran canal en
diversos puntos de la ciudad para el drenaje.
1953. Plantas de Bombeo en la Merced, para el drenaje de dicha
zona.
1954. Se inicia la construccin de ms de 150 Km. de colectores de
1.22 a 3.50 m. de dimetro y se termina en 1962.
1959. Se inicia en septiembre la construccin del interceptor
poniente.
1960. El 4 de julio termina el interceptor poniente que se inici
10 meses antes. Conducto de 4.00 m. de dimetro de 17 Km. de
longitud y de stos 17 Km., 15 Km. en tnel.
1960. se termina el colector 15 que drena una zona de 4,500
habitantes mayor a cualquier otro colector de la ciudad.
1963. se construye la segunda etapa del interceptor del poniente
por la S.R.H. y el D.D.F. de 30 Km. de desarrollo.
1964. Se termin el Emisor del Poniente. (Vaso del Cristo a
Laguna de Zumpango).
1965. Nuevos sistemas de alcantarillado en Xochimilco.
1967- 1975. Se construy el interceptor y emisor central y una
parte del interceptor del Oriente. Importante obra de la Ingeniera
Mexicana (65Km. de tneles).
1979. Se termina el enturbamiento del Ro Churubusco.
1.3. Datos Complementarios de los Sistemas de Alcantarillado en
Mxico.
a) La mayor parte de la poblacin rural carece del servicio.
b) En las poblaciones mayores se ha desatendido la eliminacin
racional de las aguas de lluvia (Len, Irapuato, Mrida, etc.).
c) En algunas poblaciones de gran magnitud como Monterrey y
Guadalajara, recientemente, se termin el alcantarillado
pluvial.
d) Debido al fuerte crecimiento de algunas poblaciones, muchas
zonas carecen del servicio, o bien los sistemas actuales son
insuficientes.
e) Aunque existe una reglamentacin para las descargas de
residuos lquidos, su aplicacin y resultados son cuestionables.
1.4. Consideraciones sobre el Medio Ambiente.
Hace 8,000 aos aproximadamente, el hombre hizo un descubrimiento
que eventualmente transformara radicalmente su sistema de vida, el
saber que alimento podra producirse ya fuera cultivando plantas o
criando animales.
Con un control asegurado del sustento se originaron las grandes
civilizaciones antigas, desarrolladas lentamente por el hecho de
que todo el trabajo se hacia con fuerza muscular.
En primer o segundo siglo A.C. el hombre hizo otro
descubrimiento revolucionario, encontrando que la fuerza muscular
podra remplazarse por fuerzas naturales. La primera en utilizarse
fue la energa hidrulica.
Alrededor del siglo X de la era cristiana, se utilizaba la
energa hidrulica para operar maquinas, que forjaban metales, cortar
madera y para prensas hidrulicas. A medida que se incremento el
suministro de energa utilizable se aument el desarrollo sobre la
base industrial.
Al final del siglo XVIII, el hombre haba inventado un gran nmero
de mquinas hidrulicas, que podan llevar a cabo procesos tan
delicados como la hilandera y el tejido.
Al mismo tiempo empez a utilizar el carbn para producir vapor y
forzarlo para operar pistones de otro tipo de mquina.
En el siglo XIX, el petrleo y el gas natural se sumaron a la
lista de energticos producindose las mquinas de combustin interna.
Al final, el hombre haba desarrollado la energa elctrica
aprovechando la energa hidrulica, aprendi a transmitirla a grandes
distancias y convertirla en energa mecnica.
Finalmente, en este siglo, el hombre encontr una nueva y
tremenda fuente de energa, la nuclear.
El progreso bajo la influencia de la industrializacin ha
producido una demanda de materiales y servicios que contina
creciendo.
En este procedimiento, de acelerado crecimiento, la naturaleza
no ha recibido su retribucin; ha sido tremendamente dotada; pero
mientras ha proporcionado lo que el hombre le ha pedido, hay poco
inters en saber que podr pasar en el futuro. Sin embargo hemos
llegado al punto en que la contaminacin ambiental puede reducir el
rendimiento de la naturaleza que acarrear un sinnmero de
problemas.
Hay sntomas de inminentes carencias en muchas reas de nuestros
recursos naturales, como consecuencia de la explosin demogrfica y
el efecto resultante de un incremento de necesidades.
La ingeniera ambiental ha sido directamente involucrada con la
reduccin de la tasa de la mortalidad, especialmente en los pases en
desarrollo.
Esto incluye un abastecimiento de agua seguro y algunos medios
sanitarios para la disposicin de desechos. Los objetivos de estos
programas se han cumplido en perodos cortos, originando tasas de
crecimiento elevado sin el correspondiente ajuste
socioeconmico.
La contaminacin ambiental esta relacionada con el nmero de
personas, pero el control natal no es la nica solucin. La
concentracin de poblacin es un factor primordial, pero ms
importante, el grado de contaminacin depende del estndar de vida y
el estado de desarrollo tecnolgico.
Para mantener este estndar, la sociedad se ha organizado para
obtener los recursos naturales en donde se encuentre, procesarlos,
cambiarlos y distribuirlos como bienes de consumo.
Al realizar esto, los contaminantes son introducidos
prcticamente por todas las actividades humanas.
Tienden a afectar la economa y la calidad de vida.
Muchos contaminantes pueden transportarse a grandes distancias
por el aire, agua o en artculos comerciales, afectando la salud,
longevidad, actividades recreativas, limpieza, etc.
Cuando las futuras generaciones escriban de nuestra era, notarn
que gran parte de la capacidad tcnica se dedico a producir
comodidades inevitablemente destinadas a contaminar el ambiente. El
ejemplo ms importante es el automvil.
Las necesidades de la sociedad moderna pueden armonizarse con el
balance natural, de manera que los intereses de la ecologa y la
tecnologa no entren en conflicto.1.5. Avances de los Sistemas de
Alcantarillado.
La tecnologa del diseo y construccin de alcantarillado tienen
pocos cambios desde la construccin del alcantarillado de Hamburgo
en 1842 y sobre todo a partir del Reporte de Hering en 1881. Las
modificaciones trascendentes han ocurrido en el tratamiento de
residuos, donde el desarrollo tecnolgico ha sido espectacular desde
la dcada de los sesentas.
Con respecto a los alcantarillados, los avances mas destacados
son los siguientes:
a) Relacin con el diseo.
Desarrollo de nuevas tcnicas de clculo en hidrologa urbana.
Empleo de computadoras para el diseo de alcantarillado con
optimizacin econmica empleando programacin dinmica.
b) Relacin de la construccin.
Mtodos modernos para la programacin de tiempos de construccin.
Nuevos y mejores equipos para excavaciones, perforaciones y
compactaciones.
Nuevos materiales para las tuberas.
Empleo del rayo lser para el trazo.
Empleo de sistemas hidrulicos de descarga para reducir el pico
de avenida, integrados en el alcantarillado.
c) Relacin con equipos.
Mejores materiales y equipos ms eficientes de bombeo.
Se menciona el reciente empleo masivo de los equipos de
tornillo.
Equipos de medicin ms confiables y de simple operacin como la
introduccin de bocinas de ondas ultrasnicas y los medidores
magnticos y ultrasnicos.
Sistemas programados para la operacin de los sistemas.
d) Relacionados como el mantenimiento.
Desarrollo de mltiples ventajosos dispositivos para
limpieza.
Inclusin de circuitos cerrados de televisin.
Sistemas modernos para la prevencin del ataque qumico a las
tuberas de concreto por la produccin de cido sulfhdrico.
UNIDAD IALCANTARILLADO1.1 ELEMENTOS PARA UN PROYECTO DE
ALCANTARILLADO.1.1.1 TIPOS DE ALCANTARILLADO. DIFERENTES TIPOS DE
SISTEMAS Y ELECCION DEL TIPO DE SISTEMAExisten tres clases de
Sistemas de Alcantarillado que se denominan de la siguiente
manera:
a) Sistemas Separado para Aguas Negras
b) Sistemas Separado para Aguas Pluviales
c) Sistema Combinado
Sistema Separado Para Aguas Negras.
Es aquel que se disea nicamente para que reciba las aportaciones
de aguas de desecho (domsticas e industriales), con el fin de
alejarlas de la localidad hasta un sitio adecuado dnde sern
tratadas para posteriormente verterlas a una corriente natural o
rehusarlas en riego o en industria.
Sistema Separado para Aguas Pluviales.
Es aquel que se disea nicamente para captar las aguas de lluvia
y se puede efectuar de dos maneras; la primera proyectando
conductos por todas las calles de la localidad y auxilindose de sus
respectivas estructuras de captacin (coladeras pluviales), reciban
las aguas de lluvia y as conducirlas hasta un sitio que no produzca
molestias ni daos a la localidad, la segunda alternativa es la de
proyectar nicamente interceptores, los cuales captaran stas por
medio de las estructuras de captacin (coladeras pluviales) para
conducirlas hasta un sitio adecuado evitando as que las aguas se
acumulen y tomen fuerza de arrastre que causen molestias y daos a
la comunidad.
Sistema Combinado.
Es aquel que sirve para captar y conducir por la misma red de
conductos las aguas negras de desecho como las aguas de lluvia.
Eleccin del Tipo de Sistema.
Para elegir un sistema de alcantarillado es preciso que en dicha
eyeccin se analice la mayor cantidad de factores que intervengan en
el problema a resolver para rusticar la eleccin.
Tomando en cuenta las necesidades de saneamiento de las
poblaciones, el primer punto a resolver ser el desalojar las aguas
de desecho o aguas negras, y como segundo punto a resolver para
evitar los riesgos y molestias que se les puedan causar las aguas
de lluvia.
Dependiendo de la economa de la poblacin, de las condiciones
topogrficas, se podr elegir un sistema separado de aguas negras, un
sistema pluvial, o un combinado.
Otros factores que intervienen en la eleccin ser el tratamiento
de las aguas negras y posibles bombeos a la red.
Si una poblacin la configuran topogrficamente ello permite el
desalojo en forma superficial de las aguas de lluvia se elegir el
sistema separado de aguas negras.
Existe otro caso en donde la configuracin topogrfica no permite
el desalojo de las aguas de lluvia en forma superficial y adems el
potencial econmico de la poblacin es bajo, es decir no puede
absorber el costo de las obras de un sistema combinado o pluvial
entonces se les resolver su problema ms inmediato que es el
desalojar las aguas negras por medio de un sistema separado de
aguas negras y posteriormente se le ir solucionando en etapas el
problema pluvial.
Conceptos Generales1) Partes de que consta un sistema de
alcantarillado.
2) Estructuras conexas de un sistema de alcantarillado.
3) Requisitos que deben de satisfacer en sistemas de
alcantarillado.
4) Trazo de una red de alcantarillado.
5) Clase de tuberas usadas.
6) Descripcin de las partes de un tubo.
7) Pruebas a las que deben someterse las tuberas de
concreto.
8) Ventajas y desventajas de una seccin circular y una
rectangular.
9) Conservacin y Operacin de la Red de Alcantarillado.
1.1.2 ESTUDIO SOCIOECONMICO.Informacin que se requiere para el
proyecto
1 Solicitud del servicio
(Nombre completo de la Localidad, Colonia, Municipio y Estado al
que pertenece).
1.1 Tipo de Servicio
(Obra nueva, Ampliacin, Rehabilitacin, Mantenimiento).
1.1.1 Participacin de los Beneficiarios
1.2 Datos del ltimo censo oficial
(Los 4 ltimos censos para obtener la poblacin actual y futura
mediante los mtodos de proyecciones, mnimo 3).
1.3 Clima
(Relacionado con la Dotacin Lts/hab-da; se debe dar solo en
trminos de calido, templado, fro).
1.4 Comunicaciones.
1.5 Economa.
(Poblaciones Econmicamente Activa, Nivel de Ingresos por Sector
Productivo, Distribucin de la Poblacin Econmicamente Activa por
Sector Productivo).
1.6 Aspectos de la Localidad indicando Tipos de Edificacin y
servicios.
1.7 Localizacin de un plano de Vas de Comunicacin.
1.8 Plano mostrando la zona de la localidad.
2 Alcantarillado Sanitario Existente en Servicio.
(Descripcin de las partes que componen el sistema, Estado de
conservacin y estimacin de las partes aprovechables).
2.1 Sitios de vertido o disposicin final de las aguas negras
2.1.1 Ubicacin respecto a la localidad servida.
2.1.2 Distancias y niveles.
2.1.3 Naturaleza y gasto de la corriente receptora.
2.1.4 Estructura de vertido plano detallado.
2.2 Emisores.
2.2.1 Plano en planta y perfil.
(Con las indicaciones del gasto conducido, dimetros, clases,
Estado de conservacin, y estructuras u obras conexas).
2.3 Bombeo.
2.3.1 Plano de localizacin y detalle.
2.3.2 Numero de caractersticas.
(Bombas, motores, subestaciones elctricas, y estado de
conservacin, costo de operacin y conservacin).
2.4 Tratamiento de las aguas negras.
2.4.1 Localizacin y detalles (Planos)
2.4.2 Descripcin de las caractersticas de las unidades de
tratamiento.
2.4.3 Gasto tratado, Capacidad de proyecto y eficiencia.
2.4.4 Estado de conservacin.
2.4.5 Consumo actual de productos qumicos.
2.4.6 Costo del Tratamiento.
2.4.7 Problemas especiales en tratamiento de aguas.
2.5 Colector (es), Subcolector (es), y atarjeas.
(Plano de la red indicando: Nombre de calles, longitudes,
dimetro y pendiente de las tuberas, as como clase y materiales,
elevaciones del terreno y plantilla de la misma en los pozos de
visita).
2.5.1 Pozos de visita comunes y especiales.
2.5.2 Pozos de visita con cada adosada.
2.5.3 Pozos con cada libre.
2.5.4 Estado de conservacin.
2.6 Albaales domiciliarios (Descargas domiciliarias).
(Cantidad, Dimetros y Estado de conservacin).1.1.3 ESTUDIO
TOPOGRFICO.En el desarrollo o inicio de un proyecto, se debe partir
de la informacin ms elemental a ste, en la cul se incluirn los
elementos y criterios que dan forma a la elaboracin de un buen
proyecto.
Estos criterios se podrn variar de acuerdo a:
Caractersticas propias de la localidad.
Ubicacin geogrfica.
Poblacin por servir.
El principal objetivo de este proyecto es evitar la contaminacin
a los habitantes.
Se tomaran en cuenta los factores y caractersticas propias de la
poblacin como por ejemplo:
Econmico.
Demogrfica.
Topogrfico.
La estimacin de la poblacin a servir, es el factor primordial en
que se basa para calcular el caudal de aguas negras a
desalojar.
Esto deber ser calculado de acuerdo al Periodo Econmico de
Proyecto o vida til del Sistema.
DATOS PARA LA ELABORACIN DE UN PROYECTO DE ALCANTARILLADO
SANITARIO
1.- Datos generales
Categora Poltica
Localizacin Geogrfica.
Climatologa e Hidrologa.
Vas de Comunicacin.
Servicios Pblicos.
Economa.
Aspectos de la localidad.
Datos censales.
2.- Plano actualizado de la planimetra de la poblacin que
indique:
a) Nmero de habitantes por manzana.
b) Nmero de predios por frente de calles.
c) Edificios pblicos, jardines y lugares notables
3.- Plano del plan de desarrollo en el que se indique:
a) Cobertura del proyecto.
b) Usos del suelo con sus densidades correspondientes.
4.- plano de la poblacin en el que se indique:
a) Clases de pavimentos y banquetas.
b) Sondeos en diferentes puntos de poblacin.
c) Profundidad del agua fretica.
5.- Plano topogrfico actualizado de la poblacin, a escala 1: 10
000, con curvas de nivel a una equidistancia de un metro.
6.- Plano topogrfico actualizado de la poblacin, a escala 1:2
000 en el cual se indique:
a) Curvas de nivel a una equidistancia de un metro.
b) Nomenclatura de sus calles.
c) Elevaciones de terreno obtenidas de nivelacin directa, en los
cruceros de las calles y en puntos donde existan cambios de
pendiente o de direccin del eje de las calles.
7.- Levantamiento topogrfico de la localizacin del trazo del
emisor (planta y perfil) a escala horizontal 1: 2 000 y vertical
1:1 000, hasta el lugar donde se ubicara la planta de tratamiento y
sitio de vertido.
1.1.4 ESTUDIO GEOTCNICO.1.- Levantamiento topogrfico de la zona
de tratamiento con curvas de nivel a una equidistancia de 50 cm.,
indicando:
a) Valor por hectrea.
b) Caractersticas geolgicas del terreno.
c) Profundidad del agua fretica.
d) Pruebas de permeabilidad.
e) Temperatura media.
f) Precipitacin pluvial.
g) Evaporacin.
h) Vientos dominantes.
9.- Levantamiento del sitio de vertido:
a) Seccin transversal del cause receptor.
b) Niveles de aguas: mnimo, medio, mximo y mximo previsto.
c) Caudales correspondientes.
10.- Plano actualizado de la red existente:
a) Emisor.
b) Colector.
c) Subcolectores.
d) Atarjeas.
Indicando:
a) Elevaciones de terreno y plantilla en cada pozo de
visita.
b) Pendiente geomtrica.
c) Dimetro.
d) Sentido de escurrimiento.
e) Estado de conservacin de las mismas.
11.- Localizacin de las estaciones de bombeo y planta de
tratamiento, indicando sus caractersticas y estado de
conservacin.
1.1.5 ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL.
1.2 PARTES DE UNA RED DE ALCANTAROLLADO
1.2.1 PARTES Y ACCESORIOS DE UNA RED DE ALCANTARILLADO.
Interior
a) Albaales
Exterior
b) Atarjeas
c) Subcolector
d) Colector
e) Emisor
f) Interceptor
g) Disposicin final
a) Albaales.- Conducto que recolecta las aportaciones de aguas
residuales de una casa o edificio y las entrega a la red municipal,
este se divide en dos partes, a la primera se le denomina albaal
interior, conducto que se localiza dentro del predio, casa o
edificio y a la segunda parte se le denomina descargas
domiciliaria.
b) Atarjea.- Tubera de dimetro mnimo dentro de la red, que se
instala por los ejes de las calles, las cuales reciben las
aportaciones de los albaales o descargas domiciliarias de las casas
o edificios.
c) Colector.- Lnea principal que se localiza en las partes bajas
de la localidad cuya funcin es colectar todas las aportaciones
provenientes de subcolectores, atarjeas y descargas domiciliarias y
as conducirlas hasta la parte final de la zona urbana donde se
iniciar el emisor.
d) Emisor.- Conducto que se inicia al final de la zona urbana de
la poblacin donde ya no existir mas aportacin de aguas residuales,
recibiendo las aguas negras del colector o colectores, ste se
encarga de transportarlas hasta el sitio donde se localiza la
planta de tratamiento.
e) Interceptor.- Es un conducto abierto o cerrado que intercepta
o desva las aguas pluviales, aliviando problemas que ponen en
peligro a la poblacin.
PARTES DE QUE CONSTA UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO
f) Disposicin Final.- Una vez sometido a tratamiento las aguas
residuales quitndoles su poder nocivo se podr disponer de de las
siguientes maneras:
Verterlas a corrientes naturales (arroyo, ro, lago o mar).
Rehusarlas ya sea para riego agrcola, riego de parques y
jardines o utilizndola en la industria.ESTRUCTURAS CONEXAS DE UN
SISTEMA DE ALCANTARILLADO.
a) Pozo de visita
b) Cadas
c) Estaciones de bombeo
d) Sifones Invertidos y Puente Canal
e) Coladeras Pluviales
f) Caja Derivadora
a) Pozo de Visita.- Son chimeneas verticales de tabique o caja
de concreto reforzado, colocadas sobre las tuberas tienen un acceso
por la superficie de la calle, siendo su forma cnica
suficientemente amplia para dar paso a un hombre y poder maniobrar
en su interior, sus funciones principales son la de proporcionar
ventilacin a los conductos, ya que contienen gases emanados por las
aguas residuales y la de facilitar las maniobras para limpieza de
toda la red. Se localiza en los cruceros de las calles, en cambios
de pendiente o direccin del eje de las calles o para seccionar un
tramo demasiado largo.
Existen diferentes tipos de pozos de visita, los cuales se
muestran en la siguiente tabla as como su aplicacin.
Falta tabla no en documentos.b) Cadas.- Es una estructura que se
utiliza para absorber un desnivel entre la unin de dos tuberas, con
el fin de ahorrar excavacin o de disminuir pendiente en la tubera,
para no rebasar la velocidad mxima permitida.
Existen diferentes tipos de estructuras de cada, las cuales se
muestran en la tabla anterior, as como su aplicacin.
c) Estaciones de Bombeo.- Se utiliza para elevar las aguas de
una zona de la poblacin, que por razones topogrficas no les permite
integrarse al sistema general por gravedad.
d) Sifones Invertidos y Puente Canal.- Estructuras que sirven
para salvar el de una depresin fuerte.
e) Coladores Pluviales.- Estructuras de captacin que
proporcionan las entradas del agua de lluvia hasta el sistema de
interceptores, su localizacin se har en lugares estratgicos que
garanticen la captacin de las aguas pluviales.
f) Caja Derivadora.- Son estructuras que se utilizan en un
sistema combinado para inducir en tiempo de seca, las aguas negras
por un conducto diseado para stas y conducirlas hasta la planta de
tratamiento y en tiempo de lluvia las aguas combinadas se vierten
directamente a una corriente o cuerpo de agua.
1.3 PROYECTO DE UNA RED DE ALCANTARILLADO1.3.1 DOTACIN Y
APORTACIONES.Requisitos que deben satisfacer un Sistema de
Alcantarillado.
Toda la red de alcantarillado debe cumplir con los siguientes
requisitos:
a) Localizacin adecuada
b) Seguridad en la eliminacin
c) Capacidad suficiente
d) Resistencia adecuada
e) Profundidad de instalacin apropiada
f) Facilidad de limpieza e inspeccin
a) Localizacin Adecuada.- Los conductos de una red de
alcantarillado deben instalarse coincidiendo con los ejes de las
calles. Cuando la calle es muy ancha se localizan dos conductos,
uno a cada lado, prximos a las guarniciones de las banquetas.
La red deber estar constituida por tramos rectos encauzando las
corrientes por el camino ms corto hacia el lugar de vertido,
evitando la formacin de contracorrientes.
Los colectores debern quedar alojados en las calles que tengan
las elevaciones de terreno ms bajas para facilitar el escurrimiento
de las zonas elevadas hacia ellos.
Se procurar que los conductos de la red trabajen siempre a
gravedad, evitando hasta donde sea posible el establecimiento de
estaciones de bombeo.
b) Seguridad en la Eliminacin.- la eliminacin de las aguas
negras para lo cual se debe hacer en forma rpida sin causar
molestias ni peligros a la comunidad para lo cual se requiere lo
siguiente:1) Conductos cerrados para evitar que aparezca a la vista
el repugnante aspecto de las aguas negras, y tambin para conducir y
resguardar al usuario de los malos olores producto de la
putrefaccin de las materias en ellas contenidas.La conduccin en
despoblado puede verificarse utilizando canal abierto, pero tan
luego como los lmites de la zona urbana se alarguen hacia el
vertido, es preciso el conducto emisor.2) La velocidad de
escurrimiento del agua dentro de los conductos ser tal que en
condiciones de velocidad mnima no permita que se depositen las
materias que llevan las aguas negras y en condiciones de velocidad
mxima no produzcan erosin a las tuberas ni dislocacin de las mismas
por desgaste de sus juntas.3) Conductos impermeables a fin de
evitar contaminaciones, para lo cual los conductos deben estar
fabricados con el material ms apropiado y compatible con las
condiciones econmicas.4) Un sistema adecuado de ventilacin que
evite la acumulacin de gases corrosivos. Los pozos de visita de la
red sirven para ventilacin y por tanto su localizacin y nmeros
deben decidirse con acierto para que el escape de los gases sea el
ms adecuado.c) Capacidad Suficiente: La red de alcantarillado debe
tener capacidad suficiente para conducir en condiciones de
seguridad el volumen mximo de aguas por eliminar, a fin que el
alejamiento sea rpido y que no d origen a estancamientos que
propicien depsitos indeseables y daos.
d) Resistencia Adecuada: Los conductos deben resistir los
esfuerzos a que estn sujetos, tanto interior como exteriormente,
procurando que los materiales utilizados en su construccin sea lo
suficientemente impermeables para evitar fugas perjudiciales de
aguas negras; adems deben resistir lo mejor posible el ataque
corrosivo de los gases emanados las aguas.
e) Profundidad de Instalacin Apropiada: La profundidad de
instalacin de los conductos de la red, deben ser: la que evite
ruptura de los conductos, ocasionados por efecto de cargas vivas,
que asegure la correcta conexin de las descargas domiciliarias, y a
la vez garantice un buen funcionamiento hidrulico.
f) Facilidades de Limpieza e Inspeccin: No es posible que una
red de alcantarillado se conserve limpia por s sola, ya que las
materias en suspensin tienden a sedimentarse y a adherirse a las
paredes de los conductos, aun cuando la velocidad del agua sea
superior a los lmites mnimos. Por lo tanto es necesario una
inspeccin y desazolve peridicos para conservar los conductos en las
mejores condiciones de funcionamiento hidrulico.
1.3.3 NOMOGRAMAS DE MANNING Y HARMON
1.3.5 TRAZO GEOMTRICO DE UN RED Dependiendo de la configuracin
topogrfica de la localidad, el trazo de las lneas principales de un
sistema de alcantarillado pueden tener las siguientes
variantes:
Una vez que se han trazado las lneas principales colector,
subcolector y emisor, se definen las atarjeas, su localizacin estar
de acuerdo con la planeacin y se construyen desde lo lmites de la
zona por sanear hasta los colectores y subcolectores siguiendo el
recorrido ms adecuado y ms rpido para verter sus aguas a los antes
mencionados, existen los siguientes trazos para atarjeas.
Trazo de atarjeas.
1) Peine
2) Doble Peine
3) Bayoneta
Clase de Tuberas usadas.
Las clases de tuberas empleadas para sistemas de alcantarillado
son:
Simple
Concreto
Reforzado
Barro vitrificado
Asbesto cemento
Fierro fundido, acero
P.V.C.
Estas sern empleadas de acuerdo a las condiciones topogrficas y
geohidrolgicas del terreno en la zona de estudio o proyecto.
Tuberas de concreto simple: Resultan ser mas econmicas y son as
que mas comnmente se usan en la construccin de alcantarillado,
cuyos dimetros empleados son 15, 20, 25, 30, 38 y 45 cm. en las
tuberas de concreto simple.
Tuberas de concreto reforzado: Las cuales estn reforzadas con
dos juntas entre lazadas de varilla, calculadas para resistir las
presiones de trabajo, sus dimetros mas empleados son de 61, 76, 91,
107, 122, 152, 183, 213 y 244 cm. Para dimetros superiores a los
anteriores se colarn en sitio.
Tuberas de barro vitrificado: Estas tuberas se construyen en
dimetros pequeos (20 a 30 cm. ) por ser su costo un poco mas
elevado en comparacin con las tuberas de concreto simple, se usan
en casos donde la pendiente es muy fuerte, por ser tuberas que
admiten mayores velocidades, su coeficiente de rugosidad es menor
que el de tuberas de concreto simple, es mas resistente a la
erosin, ofrece buena impermeabilidad, adems de una tersura
suficiente para un escurrimiento en las mejores condiciones.Tuberas
de asbesto cemento: Estas clase de tuberas por su alto costo se
usan en pocos casos, siendo uno de los principales cuando se quiere
que el agua fretica no se infiltre, esta tubera esta fabricada con
pasta de asbesto Prtland, sus juntas son muy hermticas tambin son
empleadas en sifones en cruces de ros etc.
Tuberas de acero y Fierro fundido: El uso de estas tuberas es en
casos muy limitados, son tuberas que tienen el inconveniente de ser
altamente corrosivas, se usan en cruces de ros arroyos como puentes
canal, se construyen en todos los dimetros. Y sus costos son
elevados.Tuberas de P.V.C.: Son tuberas de poli cloruro de vinilo,
es un material plstico, pertenece al grupo de los termoplsticos,
caracterizados estos por la particularidad de recuperar sus
propiedades fsicas y qumicas cada vez que son sometidos a la accin
del calor. Por su alto costo se usan en casos especficos en los
alcantarillados, existiendo solamente dimetros de 15, 20, 25, 30 y
45 cm. Sus juntas son hermticas y de fcil instalacin.
6.- Descripcin de las paredes de tubo.
Lomo.- Parte superior del tubo.
1. Clave: Es el punto mas elevado del permetro interior de la
tubera.
2. Eje: La lnea horizontal de mayor amplitud.
3. Plantilla: Es el punto mas bajo del propio permetro de la
tubera.
Base.- Parte inferior del tubo
EMBED AutoCAD.Drawing.16
ESTUDIOS NECESARIOS.
Las investigaciones y estudios permiten al proyectista
desarrollar un criterio ms amplio; la informacin que se obtiene,
ayuda a tomar decisiones para lograr la mejor ejecucin de la obra.
Por lo anterior es necesario que estos se lleven a cabo con la
mayor seriedad y responsabilidad para lograr el objetivo deseado,
que es desarrollar eficientemente cualquiera de las fases del
proyecto en los sistemas de alcantarillado, y adems poder analizar
estos datos para llegar a tomar las decisiones tcnicas y polticas
.Estos estudios son los siguientes:
a) Estudio de poblacin o demogrficos.
b) Estudio topogrfico.
c) Estudio geolgico.
d) Estudio de climatologa e hidrologa.a) Estudios de poblacin o
demogrficos.
La determinacin de la poblacin futura es realmente importante,
esto se calculara por medio de los mtodos matemticos y lgicos, con
ayuda de los censos sobre la poblacin de 4 dcadas anteriores a la
actual obtendr mas poblacin futura o capacidad del sistema, que
quedara comprendida dentro del periodo econmico de diseo, lo que
garantizara la eficiencia de la obra por proyectar al menos en ese
lapso de tiempo.b) Estudio topogrfico.
Son un conjunto de operaciones necesarias en el campo y clculos
en el gabinete mediante la tcnica topogrfica para determinar en el
terreno las posiciones de los puntos, alturas y detalles en el,
para posteriormente llevarlas grficamente a un plano mediante una
escala convenida, y as poder proyectar el sistema de
alcantarillado.c) Estudio geolgico.
Este tipo de estudio es mucha importancia para realizar un buen
proyecto. Es muy necesario para conocer el tipo de subsuelo y tipo
de material que encontramos a distintas profundidades. La manera
mas recomendable es mediante sondeos exploratorios en puntos
representativos del terreno estos cumplen la funcin de obtener
muestras a fin de conocer los materiales que lo constituyen como
pueden ser materiales clase I o A, clase II o B, clase III o C.d)
Estudios de climatologa e hidrologa.
Este estudio comprende la recabacin de datos sobre la
precipitacin, escurrimientos, vientos y temperatura con el fin de
estudiar en detalle la climatologa e hidrologa predominante en al
lugar donde se proyectara el sistema de alcantarillado.
Si el proyecto es pluvial se debern obtener datos pluviogrficos
de la estacin meteorolgica en el lugar o la ms cercana, en los
cuales se indiquen las intensidades mximas anuales.
PLANEACION.
La planeacin de un sistema de alcantarillado consiste en
utilizar lo mejor posible los recursos disponibles, de acuerdo a
las tecnologas que debern aplicarse en la forma ms productiva para
alcanzar con el menor costo posible los objetivos.
En la planeacin de las obras de alcantarillado se deber tomar en
cuenta el anlisis de la situacin de la localidad por sanear, como
ajustar los adjetivos.Para mejorara esa situacin, proponer
soluciones inmediatas y futuras, previa clasificacin prioritaria de
esos objetivos y establecer planes de accin tcnicos,
socioeconmicos, polticos y financieros.
Para la solucin del problema de saneamiento con respecto a las
aguas negras por eliminar de una localidad es conveniente hacer el
planteamiento de la siguiente manera:a) Se obtiene los antecedentes
(solicitud de servicio) y la informacin preliminar de la localidad
con el que se establece la situacin del problema de alcantarillado
(obra nueva, de rehabilitacin y/o ampliacin) a esta parte se le
designa como la etapa de diagnostico, o primera etapa de la
planeacin.
b) Se plantearan y estudiarn las soluciones posibles del
problema de alcantarillado (obtencin de ideas) de acuerdo con el
tipo disponible, clasificacin en orden de prioridad, los estudios y
obras por realizar. esta parte se puede denominar como la etapa de
confeccin del plan de alcantarillado, se prepararan anteproyectos
preliminares.
c) Se compararan y evaluaran las soluciones factibles (evaluacin
de ideas) determinando los costos de inversin (materiales y mano de
obra), operacin y conservacin de las obras consideradas en los
anteproyectos preliminares. En esta etapa que se puede designar
como la de evaluacin del plan, se define el anteproyecto ms
viable.d) Estableciendo el anteproyecto de mnimo costo se
programarn los estudios faltantes, los proyectos y las etapas de
construccin de las obras de alcantarillado de acuerdo con los
recursos materiales y humanos disponibles y los planes financieros
que se tengan establecidos o se propongan a la comunidad y
autoridades municipales, en funcin de las inversiones por
realizar.
DIFERENTES PLANEACIONES
NORMAS DE PROYECTO.
A travs del tiempo para los proyectos de alcantarillado se han
utilizado normas elaboradas por diferentes organismos, aunque
tambin como se vera mas adelante; los ingenieros proyectistas
utilizan sus propias normas adaptadas a nuestro medio.
A continuacin se indican las normas y cdigos que se han usado o
se pueden usar en algunos casos:
ACI American Concrete Institute.
Building Code Requerimente for Reinorced Concrete
Reglamento de las construcciones de concreto reforzado.
ASME American Society of Mechamical Engeneers.Asociacin
Americana de Ingenieros Mecnicos.
Normas y cdigos para diseo y prueba de equipos y tubera.
ASTM American Society for Testing and Materials.
(Asociacin Americana para Pruebas y Materiales) Normas de
calidad de materiales y mtodos de prueba de los mismos.
NEMA Nacional Electrical Manoacturers Association
(Asociacin Nacional de Fabricantes de Equipo Elctrico) Normas
para diseo y costruccin de equipo y materiales elctricos.
AWWA American Water Works Associations.
(Asocioacin Americana de Obras de Abastecimiento de Agua) Normas
para el diseo de obras de abastecimiento de agua potable.
ASCE American Society of Civil Engineers.
(Asociacin Americana de Ingenieros Civiles) Normas y cdigos para
diseo y costruccin de alcantarillados sanitarios y pluvial.FSIWA
Federation of Sewege and Industrial Wasters Associations.
(Federacin de Asociaciones para el desage de aguas negras e
industriales). Diseo de plantas de tratamiento de aguas negras.
De las normas mencionadas las correspondientes a ACI, ASME,
ASTM, NEMA y AWWA, son las que mas se han utilizado como consulta,
principalmente en la dcada de los cincuenta. Posteriormente se han
utilizado poco (con excepcin de las A.S.T.M.) principalmente los
ltimos 10 aos en que para los proyectos de alcantarillado se han os
utilizado normas nacionales.Normas tcnicas nacionales.
En la elaboracin de proyectos de sistemas de alcantarillado se
han utilizado a travs del tiempo normas y especificaciones
elaboradas por otros organismos, algunas de las cuales se han ido
adoptando por los ingenieros proyectistas, a las condiciones
socioeconmicas de la republica Mexicana. Como ejemplo se da la
siguiente bibliografa:
S.R.H. Normas generales que deben seguirse para el proyecto de
alcantarillado ((1958) por el Ing. Lus Torres Torrija y S.)
Jefatura de agua potable y alcantarillado.
D.D.F. Reglamento de las construcciones.Departamento del
Distrito Federal.
A.C.I. Cdigo del instituto americano del concreto
C.F.E. Manual de diseo de obras civiles.
Comisin federal de electricidad.
S.R.H. Normas de proyecto para obras de aprovisionamiento de
agua potable de localidades urbanas de la republica Mexicana.Norma
Oficial Mexicana NOM- 002-ECOL-1996
Que establece los lmites mximos permisibles de contaminantes en
las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado
urbano o municipal.
(Publicada en el Diario Oficial de la federacin el 3 de junio
1998)
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-ECOL-1996, QUE ESTABLECE LOS LMITES
MXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS
RESIDUALES A LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO URBANO O MUNICIPAL.
NDICE
1. Objetivo y campo de aplicacin
2. Referencias
3. Definiciones
4. Especificaciones
5. Mtodos de prueba
6. Grado de concordancia con normas internacionales
7. Bibliografa
8. Observancia de esta norma
9. Transitorios
1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIN
Esta Norma Oficial Mexicana establece los lmites mximos
permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a
los sistemas de alcantarillado urbano o municipal con el fin de
prevenir y controlar la contaminacin de las aguas y bienes
nacionales, as como proteger la infraestructura de dichos sistemas,
y de observancia obligatoria para los responsables de dichas
descargas. Esta norma no se aplica a la descarga de las aguas
residuales domsticas, pluviales, ni a las generadas por la
industria, que sean distintas a las aguas residuales de proceso y
conducidas por drenaje separado.
2. REFERENCIAS
3. DEFINICIONES
3.6 Condiciones particulares para descargas al alcantarillado
urbano o municipal.
El conjunto de parmetros fsicos, qumicos y biolgicos y de sus
lmites mximos permisibles en las descargas de aguas residuales a
los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, establecidos por
la autoridad competente, previo estudio tcnico correspondiente, con
el fin de prevenir y controlar la contaminacin de las aguas y
bienes nacionales, as como proteger la infraestructura de dichos
sistemas.
3.7 Contaminantes
Son aquellos parmetros o compuestos que, en determinadas
concentraciones, pueden producir efectos negativos en la salud
humana y en el medio ambiente, daar la infraestructura hidrulica o
inhibir los procesos de tratamiento de las aguas residuales.
4. ESPECIFICACIONES
4.1 Los lmites mximos permisibles para contaminantes de las
descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado
urbano o municipal, no deben ser superiores a los indicados en la
tabla 1. para las grasas y aceites es el promedio ponderado en
funcin del caudal, resultante de los anlisis practicados a cada una
de las muestras simples.
TABLA 1
LMITES MXIMOS PERMISIBLES
PARMETROS(miligramos por litro, excepto cuando se especifique
otra).
Promedio MensualPromedio Diario Instantneo
Grasas y Aceites5075100
Slidos sedimentables
(milmetros por litro)57.510
Arsnico total0.50.751
Cadmio total0.50.751
Cianuro total11.52
Cobre total101520
Cromo hexavalente0.50.751
Mercurio total0.010.0150.02
Nquel total468
Plomo total11.52
Zinc total6912
4.2 Los limites mximos permisibles establecidos en las columnas
instantneo, son nicamente valores de referencia, en el caso de que
el valor de cualquier anlisis exceda el instantneo, el responsable
de la descarga queda obligado a presentar a la autoridad competente
en el tiempo y forma que establezcan los ordenamientos legales
locales, los promedios diario y mensual, as como los resultados de
laboratorio de los anlisis que los respaldan.
4.3 El rango permisible de pH (potencia hidrgeno) en las
descargas de aguas residuales es de 10 (diez) y 5.5 (cinco punto
cinco) unidades, determinando para cada una de las muestras
simples. Las unidades de pH no debern estar fuera del intervalo
permisible, en ninguna de las muestras simples.
4.4 El lmite mximo permisible de la temperatura es de 40C.
(cuarenta Grados Celsius), medida en forma instantnea a cada una de
las muestras simples. Se permitir descargar con temperaturas
mayores, siempre y cuando se demuestre a la autoridad competente
por medio de un estudio sustentado, que no daa al sistema del
mismo.
4.5 La materia flotante debe estar ausente en las descargas de
aguas residuales, de acuerdo al mtodo de prueba establecido en la
Norma Mexicana NMX-AA-006, referida en el punto 2 de esta Norma
Oficial Mexicana.
4.6 Los lmites mximos permisibles para los parmetros demanda
bioqumica de oxgeno y slido suspendidos totales, que debe cumplir
el responsable de la descarga a los sistemas de alcantarillado
urbano o municipal, son los establecidos en la Tabla 2 de la Norma
Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996 referida en el punto2 de esta
norma, o a las condiciones particulares de descarga que corresponde
cumplir a la descarga municipal.
4.7 El responsable de la descarga de aguas residuales a los
sistemas de alcantarillado urbano o municipal que no d cumplimiento
a lo establecido en el punto 4.6, podr optar por remover la demanda
bioqumica de oxgeno y slidos suspendidos totales, mediante el
tratamiento conjunto de las aguas residuales en la planta
municipal.
4.8 No se debe descargar o depositar en los sistemas de
alcantarillado urbano o municipal, materiales o residuos
considerados peligrosos, conforme a la regulacin vigente en la
materia.
4.9 La autoridad competente podr fijar condiciones particulares
de descarga a los responsables de las descargas de aguas residuales
a los sistemas de alcantarillado, de manera individual o colectiva,
que establezcan lo siguiente:
c) Nuevos lmites mximos permisibles de descarga de
contaminantes.
d) Lmites mximos permisibles para parmetros adicionales no
contemplados en esta Norma.
Dicha accin deber estar justificada por medio de un estudio
tcnicamente sustentado presentado por la autoridad competente o por
los responsables de la descarga.
4.10 Los valores de los parmetros en la descarga de aguas
residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal a
que se refiere esta norma, se obtendrn de anlisis de muestras
compuestas, que resulten de la mezcla de las muestras simples,
tomadas stas en volmenes proporcionales al caudal medido en le
sitio y en el momento del muestreo, de acuerdo con la tabla 2.
TABLA 2
FRECUENCIA DE MUESTREO
HORAS POR DIA QUE OPERA EL PROCESO GENERADOR DE LA DESCARGANMERO
DE MUESTRAS SIMPLESINTERVALO MXIMO ENTRE TOMA DE MUESTRAS SIMPLES
(HORAS)
MNIMOMXIMO
Menor que 4De 4 a 8Mayor que 8 y hasta 12Mayor que 12 y hasta
18
Mayor que 18 y hasta 24Mnimo 244
66-1
223-
2334
Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de
las muestras simples debe ser proporcional al caudal de la descarga
en el momento de su toma y se determina mediante la siguiente
ecuacin:
Donde:
VMSi= volumen de cada una de las muestras simples i, litros.
VMC= volumen de la muestra compuesta necesario para realizar la
totalidad de los anlisis de laboratorio requeridos, litros.
Qi= caudal medido en la descarga en el momento de tomar la
muestra simple, litros por segundo.
Qt= S Qi hasta Qn, litros por segundo
4.11 Los responsables de las descargas de aguas residuales a los
sistemas de alcantarillado urbano o municipal deben cumplir los
lmites mximos permisibles establecidos en esta Norma, en las fechas
establecidas en la Tabla 3. De esta manera, el cumplimiento es
gradual y progresivo, conforme al rango de poblacin, tomando como
referencia el XI Censo General de Poblacin y Vivienda, 1990.
TABLA 3
FECHA DE CUMPLIMIENTO A PARTIR DE:RANGO DE POBLACIN
1 de enero de 1999Mayor de 50,000 habitantes
1 de enero de 2004De 20,001 a 50,000 habitantes
1 de enero de 2009De 2,501 a 20,000 habitantes
4.12 Las fechas de cumplimiento establecidas en la Tabla 3 de
esta Norma, para el o los responsables de descargas individuales o
colectivas, pueden ser modificadas por la autoridad competente,
cuando:
a) El sistema de alcantarillado urbano o municipal cuente con
una o varias plantas de tratamiento en operacin y la o las
descargas causen efectos nocivos a la misma.
b) La autoridad competente, previo a la publicacin de esta
norma, haya suscrito formalmente compromisos financieros y
contractuales para construir y operar la o las plantas de
tratamiento de aguas residuales municipales
c) Exista previo a la publicacin de esta norma, reglamentacin
local que establezca fechas de cumplimiento para los responsables
de las descargas a los sistemas de alcantarillado urbano o
municipal.
4.13 Cuando la autoridad competente determine modificar las
fechas de cumplimiento, deber notificar a los responsables de las
descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado
urbano o municipal, conforme a los procedimientos legales locales
correspondientes.
1.14 Los responsables de las descargas tienen la obligacin de
realizar los anlisis tcnicos de las descargas de aguas residuales,
con finalidad de determinar el promedio diario o el promedio
mensual.
4.15 El responsable de la descarga podr quedar exento de
realizar el anlisis de algunos o varios de los parmetros que se
sealan en esta Norma, cuando demuestre a la autoridad competente
que, por caractersticas del proceso productivo, actividades que
desarrolla o el uso que le d al agua, no genera o concentra los
contaminantes a exentar, manifestndolo ante la autoridad
competente, por escrito y bajo protesta de decir verdad.
4.16 El responsable de la descarga, en los trminos que
establezca la legislacin local, queda obligado a informar a la
autoridad competente, de cualquier cambio en sus procesos
productivos o actividades, cuando con ello modifique la calidad o
el volumen del agua residual que le fueron autorizados en el
permiso de descarga correspondiente.
4.17 El responsable de la descarga de aguas residuales que, como
consecuencia de implantar o haber implantado un programa de uso
eficiente y/o reciclaje del agua en sus procesos productivos,
concentre los contaminantes en su descarga, y en consecuencia
rebase los lmites mximos permisibles establecidos en la presente
Norma, deber solicitar ante la autoridad competente se analice su
caso particular, a fin de que sta le fije condiciones particulares
de descarga.
5. METODOS DE PRUEBA
Para determinar los valores y concentraciones de los parmetros
establecidos en esta Norma, se pueden aplicar los mtodos de prueba
referidos en las normas mexicanas sealadas en el punto 2 de esta
Norma. El responsable de la descarga puede solicitar a la autoridad
competente, la aprobacin de mtodos alternos. En caso de aprobarse,
dichos mtodos quedarn autorizados para otros responsables de
descarga en situaciones similares.
6. GRADO DE CONCORDANCIAN CON NORMAS INTERNACIONALES.
7. BIBLIOGRAFA
8. OBSERVANCIA DE ESTA NORMA
8.1 La vigilancia del cumplimiento de esta Norma Oficial
Mexicana corresponde a los Gobiernos Estatales, Municipales y del
Distrito Federal, en el mbito de sus respectivas competencias, cuyo
personal realizar los trabajos de verificacin, inspeccin y
vigilancia que sean necesarios. Las violaciones a la misma se
sancionarn en los trminos de la Ley General del Equilibrio Ecolgico
y la Proteccin al Ambiente, y dems ordenamientos jurdicos
aplicables.
8.2 La presente Norma Oficial Mexicana entrar en vigor al da
siguiente de su publicacin en el Diario Oficial de la
Federacin.
A continuacin hablaremos de las especificaciones mas usadas en
lo proyectos de alcantarillado.NORMAS DE PROYECTO.
1.- Periodo econmico de proyecto.
Como la construccin de alcantarillado ocasiona fuertes
inversiones, es necesario que el proyecto respectivo se elabore de
manera que d un servicio eficiente a un nmero mayor de habitantes
que los existentes en el ao de estudio.
Como las erogaciones que ocasionan estas obras se deben de
cargar tanto a los usuarios actuales como a los futuros, es por
ello, que el lapso en que se proyecta proporciona un servicio
eficiente, no debe de ser muy grande.
El tiempo durante el cual se desea proporcionar dicho servicio
se le llama periodo econmico de la obra, el cual estar en funcin
del estudio financiero que se haga a la poblacin, de la vida til de
los materiales y del equipo necesario para operar el sistema.
Es regla general en nuestro medio que el periodo econmico de un
proyecto de alcantarillado baria de 20 a 25 aos por lo que respecto
a la obra y de 12 a 15 aos en lo referente al equipo mecnico que se
emplea para operar el sistema.Considerndose el periodo econmico del
proyecto como sigue: para localidades de 2500 a 15000 habitantes de
proyecto- 6 a 10 aos para localidades de mas 15000 habitantes de
proyecto- 15 a 20 aos.
2.- determinacin de los datos bsicos.
a) Poblacin actual
b) Poblacin de proyecto (diferentes mtodos)
c) Dotacin.
d) Aportacin.
a). El dato de la poblacin actual de la localidad, se obtiene de
los censos oficiales de la direccin de estadstica.
b). Para obtener la poblacin de proyecto, primeramente debemos
contar con datos censales de la localidad, los actuales y de cuando
menos de tres decenios anteriores, para con estos datos aplicar los
diferentes mtodos que existen para obtener la proyeccin de la
poblacin, como son:
POBLACIN DE PROYECTO
En la planeacin de un sistema de alcantarillado es necesario
determinar la poblacin de la localidad en el futuro, sobre todo, al
final del periodo econmico de la obra. Para lograr esto debe
conocerse la poblacin presente y la forma de cmo ha venido
desarrollndose. Mediante censos oficiales levantados cada 10 aos se
sabe como ha venido creciendo la poblacin; y la poblacin presente
se puede determinar apoyndose en el ultimo censo. Si la localidad
es pequea se puede hacer un rpido levantamiento censal y
determinarla mediante un plano predial. Conocida la poblacin pasada
y presente, se puede predecir la poblacin futura considerando que
los crecimientos futuros no siempre siguen las leyes del pasado,
pues influyen a veces factores que en ocasiones son imponderables y
que llegan a provocar un crecimiento que sale de toda previsin.
Poblacin proyecto.- principalmente se refiere al clculo del
crecimiento de la poblacin mediante mtodos que son:
MTODO ARITMTICO
I = ( Pa Pi ) / n
Pf = Pa + N * I
Donde:
Pf: poblacin futura
Pa: poblacin actual
Pi: poblacin primer censo
N: numero de aos a que se va proyectar
I : crecimiento anual promedio
n : aos transcurridos entre el primer censo y el ultimo
Ejemplo:
Aos Habitantes
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sumatoria2895
3610
4836
6424
9871
12350
17254
23256
80496 hab.
Datos:
n = 70
Pa = 23256 hab.
N = 20
I = ( 23256 2895 ) / 70 = 290.87 hab.
I = 291 hab.
Pf = 23256 + (291) (20) = 29076 hab.MTODO GEOMTRICO POR
PORCENTAJE
% anual promedio: % Pr = % / n
Donde:
% = suma de porcentajes decenales
N = numero de aos entre el primer y ultimo censo
Pf = Pa + ( Pa * ( % Pr ) N ) / 100
Incremento = resta de 3610 2895 = 715% de incr. = ( 715 /2895 )
= 0.24
= 0.24 * 100 = 24Aos habitantesincremento% de incremento
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sumatoria2895
3610
4836
6424
9871
12350
17254
23256
80496 hab.715
1226
1588
3447
2479
4904
6002
026
33
32
53
25
39
34
0
242
Si: 242 / 70 = 3.45
Pf 2020 = 23256 + ( 23256 ( 3.45 ) (20) ) / 100
= 39302.64
= 39303
MTODO GEOMTRICO POR INCREMENTO TOTAL
Pf = Pa (1 + r) progresin geomtrica logartmica
(1 + r) = ( log Pf log Pa ) / n
Donde:
Pf : poblacin futura
Pa : poblacin actual
n : traza o factor de crecimiento, se opera con la forma
logartmica
log Pf = n log (1 + r) y se aplica al promedio de la expresin:
log (1 + r)
aoshabitantesLog pob.Log ( 1+r)
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sumatoria2895
3610
4836
6424
9871
12350
17254
23256
80496 hab.3.4616
3.5575
3.6844
3.8078
3.9943
4.0916
4.2368
4.3665
0.00959
0.01269
0.01234
0.01865
0.00973
0.01452
0.01297
0
0.09049
0.09049 / 7 = 0.01292Log Pa + n log (1 + r) = 4.3665 + ( 20 ) (
0.01292 ) = 4.6249
= 42214 hab.MTODO DE MALTHUS
aoshabitantesincremento% incremento
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sumatoria2559
3239
4437
6339
8681
11735
16528
22641
76162 hab.680
1198
1901
2344
3051
4793
61130.265822
0.369863
0.428571
0.36986
0.35135
0.40845
0.36986
2.56378
% de incremento = 680 / 2599 = 0.265822
2.56378 / 7 = 0.366224
Pf = Pa + (1 + ) xDonde:
Pf: poblacin futura
Pa: poblacin actual
Incrremanto relativo medio = incremento decenal / pob.
Incremento dcada.
X: incremento de periodo
Pf = 26641 (1 + 0.366224) 2Pf = 42261 hab.MTODO DE INCREMENTO DE
INCREMENTO
AoshabitantesincrementoIncrem de increm.
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Sumatoria2559
3239
4437
6339
8681
11735
16528
22641
76162 hab.680
1198
1901
2344
3051
4793
6113
0
19401517
703
442
706
1742
1319
0
0
4914
Incremento:
19401 / 6 = 3233
Incremento - incremento:
4914 / 5 = 983
4216
Aos habitantesincrementoIncrem de increm
2000
2010
202022641
26857
320564216
5199983
Poblacin futura: 32056 habitantes.Proyeccin de poblacin urbana
del Banco de Mxico.
c). El dato de lo dotacin se tomara del que sirvi de base para
el proyecto de agua potable, siendo su valor de 75 al 80% del valor
de la dotacin.
Mediante la experiencia se ha determinado que del agua potable
que se suministrara a la localidad de un 20 a un 25% nos llega a la
red de alcantarillado, por varios factores como son: fugas en la
red, lavado de coches, riego de jardines, etc.
3.- Dimetro mnimo empleado en tarjeas y descargas
domiciliarias.
La experiencia en la conservacin y operacin de estos a travs de
los aos, ha demostrado universalmente que el dimetro mnimo que
deben tener las tarjeas es de 20 (veinte) cm. Y el de las descargas
domiciliarias es de 15 cm.
4.- Pendientes mnimas y mximas permisibles para diferentes
dimetros de las tuberas.
Ver tabla pendientes mximas y mnimas a tubo lleno.
5.- Velocidad mnima y mxima permisible es aquella que no permite
la sedimentacin de slidos en suspensin.
Velocidad mnima al tubo lleno.0.60 m/seg.
Velocidad mnima a medio tubo.0.30 m/seg.
Velocidad mnima recomendable.0.45 m/seg.
Velocidad mxima para que produzca erosin en la tubera ni
dislocamiento en las juntas no debe ser mayor de 3.00 m/seg.
Para un alcantarillado combinado la velocidad mxima permisible
es de 5.00 m/seg.
Para un alcantarillado pluvial la velocidad mxima permisible es
de 8.00 m/seg.
CALCULO DE GASTOS6.- Gastos mnimos en fusin del dimetro de la
tubera.
Se considera como gasto mnimo la mitad del gasto medio, pero
nunca ser menor de 1.5 que es la descarga de un escusado, en la
inteligencia de que adems se considerara el nmero de descargas
simultneas al alcantarillado est de acuerdo segn el dimetro del
conducto.
Q min. = 0.5 med.
Ver tabla No. 1
7.- Tirante mnimo a velocidad mnima y mxima.
Para gasto mnimo cuando la velocidad mnima permisible sea de
0.30 m/seg. El tirante, para que pueda arrastrar las partculas en
suspensin, deber ser igual o mayor de 1.50 cm.
De igual manera para la velocidad mxima permisible de 3.00
m/seg. Con un tirante igual o mayor de 1 cm.
8.- Colchn mnimo.
Se le da este nombre al espesor de capa de tierra que tenemos
sobre el lomo del tubo para protegerlo de los efectos de las cargas
vivas, siendo este de 90 cm.
9.- Profundidad mnima y profundidad recomendable de instalacin
de tuberas.
La profundidad a la cual se debe instalar una tubera de
alcantarillado obedece a tres factores importantes:
1) Debe de cumplir con el colchn mnimo especificado.
2) Se debe evitar al mximo el topetear las tuberas de
alcantarillado con otras instalaciones (agua potable, gas, etc.) y
as evitaremos problemas constructivos.
3) Asegurar la correcta conexin de las descargas
domiciliarias.
10.- Diferencia de elevaciones de plantilla entre media caa y
cabeza de atarjea y entre dos medias caas.
La diferencia de elevaciones de plantilla entre media caa y
cabeza de atarjea debe ser cuando menos de un dimetro (el que lleva
la media caa), con el fin de que el flujo no se bifurque por la
media caa y la cabeza de atarjea, adems para que se pueda tener
libertad para limpiar el tramo, desde la cabeza de atarjea hasta el
siguiente pozo de visita.
La diferencia de plantillas entre dos medias caas en un pozo de
visita no debe ser mayor de 40 cm. con el fin de que una persona
pueda tener maniobrabilidad dentro de el.
11.- Separacin mxima entre pozos de visita.
Con el fin de tener una buena ventilacin de la red de
alcantarillado y facilitar las maniobras de limpieza, dependiendo
de la capacidad y longitud de los equipos de limpieza, la distancia
mxima entre pozos de visita para los diferentes dimetros de tubera
son:
20 a 61 cm. ......125 135
76 a 122 cm. ....175 190
152 a 244 cm. ..250 275
12.- Uniones entre tuberas.
Se tienen tres tipos de uniones:
A continuacin se muestra una tabla la cual contiene las uniones
permitidas entre los diferentes dimetros de tuberas empleadas en un
sistema de alcantarillado.
Ver tabla No. 3
13.- Estructura de cada.
Con el fin de ahorrar excavacin o de disminuir velocidad en el
conducto y para no pasarse de los limites mximos permisibles se
pueden utilizar las siguientes estructuras de cada para diferentes
dimetros de las tuberas.
20 a 25 cm. Con caja de cada adosado h=2.00m. Altura mxima
30 a 76 cm. Pozo con cada h= 1.50 m. Altura mxima.
91 a 244 cm. Cada escalonada con escalones de 50 cm. De peralte
hasta una altura mxima h=2.50m.
14.- Anchos de zanja.
Todas las tuberas se instalaran en condicin de zanja debiendo
ser sta de paredes verticales como mnimo hasta el lomo del tubo y
con un ancho de acuerdo con lo especificado por la Teora de
Mainston.
De 20 a 76 cm. ext. + 41 cm.
91 a 2.44 cm ext. + 61 cm.
W = DWB
W = Peso Vol.
B = Ancho de zanja.
C = Coeficiente que depende de la relacin h/b.
h = Profundidad de la superficie del terreno hasta el lomo del
tubo.
Los anchos mnimos de zanja necesarios para la instalacin de las
tuberas segn la magnitud de su dimetro son:
NOTAS
1.- Las tuberas que se instalen sern de juntas de macho y
campana hasta 45 cm de dimetro y para dimetros mayores de espiga y
caja.
2.- El colchn mnimo sobre el lomo del tubo debe de ser de 90 cm
excepto en los sitios en que por razones especiales se indiquen en
los planos otros valores.
3.- La profundidad mnima de la zanja ser la que obtengo sumando
al colchn mnimo exterior de la tubera y el espesor de la plantilla
C.
4.- En todas las juntas se excavaran conchos para facilitar el
junteo de los tubos de macho y campana y la inspeccin de estas.
5.- Es indispensable que a la altura del lomo del tubo, la zanja
tenga realmente como mximo el ancho indicado, pero a partir de este
punto, puede drseles a sus paredes el talud que se haga necesario
para evitar el empleo de ademe.
6.- Si la secretaria autoriza el empleo de un ademe provisional,
el ancho de zanja deber ser igual al indicado en la tabla ms el
ancho que ocupe el ademe.
7.- Los valores de C se indican en los planos V.C 1980 Y V.C.
1981.
15.- Plantillas o camas.
Con el fin de que la tubera al instalarse en la zanja, se le
ofrezca mantenerla en una posicin estable y que tenga un asiento
correcto en toda su longitud, se construir una plantilla o cama en
la cual ir asentada la tubera y puede ser de los siguientes tipos o
clases.
TECNICAS DE DISEO PARA LOS SISTEMAS SEPARADOS AGUAS NEGRAS
ANALISIS DE SISTEMA
En el desarrollo o inicio de un proyecto, se debe partir de la
informacin ms elemental a ste, en la cual se incluirn los elementos
y criterios formadores que den forma a la elaboracin de un
proyecto; estos criterios se podrn variar de acuerdo a las
caractersticas propias de la localidad, su ubicacin geogrfica y la
poblacin por servir.
Se debe considerar una serie de factores y caractersticas
propias de la poblacin, en los cuales se incluy el factor econmico,
demogrfico, topogrfico, etc.
Su principal objetivo de ste Sistema ser evitar la contaminacin
a los habitantes.
La estimacin de la poblacin a servir, es el factor primordial en
que se basa; es decir la capacidad del Sistema o Poblacin Proyecto
a la cual se le calcular el caudal de aguas negras a desalojar o
eliminar esto deber ser calculado de acuerdo al Perodo Econmico de
Proyecto o vida til del Sistema.
DATOS NECESARIOS PARA LA ELABORACIN DE UN PROYECTO DE
ALCANTARILLADO SANITARIO
1.- DATOS GENERALES
a) Categora Poltica
b) Localizacin Geogrfica
c) Climatologa e Hidrologa
d) Vas de Comunicacin
e) Servicios Pblicos
f) Economa
g) Aspectos de la localidad
h) Datos Censales (actuales y de tres decenios anteriores)
2.- PLANO ACTUALIZADO DE LA PLANIMETRIA DE LA POBLACIN A ESCALA
1:2000 EN LA CUAL SE INDIQUEN:
a) Nmero de habitantes por manzana
b) Nmero de predios por frente de calles
c) Edificios pblicos, jardines y lugares notables
3.- PLANO DEL PLAN DE DESARROLLO URBANO, EN EL CUAL SE
INDIQUEN:
a) Cobertura del Proyecto
b) Uso del suelo con sus densidades correspondientes
4.- PLANO DE LA POBLACIN EN EL CUAL SE INDIQUEN:
a) Clases de pavimentos y banquetas
b) Sondeos en diferentes puntos de la poblacin para determinar
su clasificacin con fines de excavacin.
c) Profundidad del agua fretica
5.- PLANO TOPOGRAFICO ACTUALIZADO DE LA POBLACIN, A ESCALA
1:10,000, CON CURVAS DE NIVEL A UNA EQUIDISTANCIA DE UN METRO.
6.- PLANO TOPOGRAFICO ACTUALIZADO DE LA POBLACIN, A ESCALA
1:2000 EN EL CUAL SE INDIQUEN:
a) Curvas de nivel a una equidistancia de un metro
b) Nomenclatura de sus calles
c) Elevaciones de terreno obtenidas de nivelacin directa, en los
cruceros de las calles y en puntos donde existan cambios de
pendiente o de direccin del eje de las calles.
7.- LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO DE LA LOCALIZACIN DEL TRAZO DEL
EMISOR (PLANTA Y PERFIL) A ESCALA HORIZONTAL 1:2000 Y VERTICAL
1:1000, HASTA EL LUGAR DONDE SE UBICARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO Y
SITIO DE VERTIDO.
8.- LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO DE LA ZONA DE TRATAMIENTO CON
CURVAS DE NIVEL A UNA EQUIDISTANCIA DE 50 CM., INDICANDO:
a) Valor por hectrea
b) Caractersticas geolgicas del terreno
c) Profundidad de el agua fretica
d) Pruebas de permeabilidad
e) Temperatura media
f) Precipitacin pluvial
g) Evaporacin
h) Vientos dominantes
9.- LEVANTAMIENTO DEL SITIO DE VERTIDO:
a) Seccin transversal del cauce receptor
b) Niveles de aguas: mnimo, medio, mximo y mximo previsto.
c) Caudales correspondientes
10.- PLANO ACTUALIZADO DE LA RED EXISTENTE (EMISOR, COLECTORES,
SUBCOLECTORES Y ATARJEAS), INDICANDO DE LAS TUBERIAS:
a) Elevaciones de terreno y plantilla en cada pozo de visita
b) Pendiente geomtrica
c) Dimetro
d) Sentido de escurrimiento
e) Estado de conservacin de las mismas.
11.- LOCALIZACIN DE LAS ESTACIONES DE BOMBEO Y PLANTA DE
TRATAMIENTO, INDICANDO SUS CARACTERISTICAS Y ESTADO DE
CONSERVACIN.
TRABAJOS PREVIOS AL CALCULO HIDRAULICO
Como un proceso a seguir para la elaboracin del clculo Hidrulico
y Geomtrico de la Red de Alcantarillado, se debern realizar algunos
trabajos previos, que no servirn de gran apoyo para el clculo del
proyecto.
A continuacin se describen brevemente:
a) TRAZO DE EJES:
Los ejes debern trazarse por medio de lneas delgadas que irn por
el centro de las calles, cuidando que intercepten en un mismo
punto, cuando la calle es muy ancha se colocar doble eje es decir
en ambos lados de la calle, estas lneas vendrn a ser las tuberas
que se disearn.
b) MEDICIN DE LONGITUDES:
Se medirn las distancias entre crucero y crucero, y se anotar el
valor en la parte superior izquierda correspondiente a cada
manzana. Esto se realizar tanto horizontal como vertical, tomando
en cuenta que la distancia mxima entre crucero y crucero debe ser
de 125 m.
c) COLOCACIN DE POZOS DE VISITA.
Los pozos de visita se colocarn en cada crucero de calle, cambio
de pendiente, de dimetro y de direccin; se checar que la separacin
entre pozo y pozo no sea mayor de 125 m, de lo contrario se
colocarn el nmero de pozos necesarios para cumplir con sta
especificacin.
d) DETERMINACIN DE LAS COTAS DE TERRENO.
Dependiendo de la topografa de la poblacin y de acuerdo con las
curvas de nivel, se determinarn cada una de las cotas de terreno
correspondiente a cada uno de los pozos.
e) PLANEACIN Y TRAZO DE LA RED. Con la ayuda de la topografa y
tomando en cuenta que la eliminacin del sistema ser por gravedad se
localizarn las tuberas principales, como son colectores,
subcolector y emisor, stas debern de ir localizadas, por las partes
ms bajas de la poblacin.
A continuacin se har el trazo de la red ste podr ser peine,
doble peine o bayoneta.
FIG. 4 PLANEACIN DE LA RED
CALCULO HIDRAULICO Y GEOMETRICO DE LA RED
Una vez que hemos realizado los trabajos previos de apoyo para
nuestro proyecto, estaremos en condiciones de poder ejecutar el
clculo Hidrulico y Geomtrico del Sistema, para este clculo
necesitaremos conocer algunos datos del Proyecto como son:
Poblacin 14000 Hab.
Poblacin Proyecto 30000 Hab.
Dotacin 200 lt/hab/da
Aportacin 150 lt/hab/da
Frmulas Harmon y Manning
Sistema Separado de Aguas Negras
Eliminacin Por Gravedad
Vertido Riego Previo Tratamiento
Solamente se har el clculo hidrulico de las tuberas principales
como son: (colector, subcolector, emisor), ya que las atarjeas el
dimetro mnimo, con que se proyectan por especificacin es de 20
cm.
A continuacin se realizar el clculo de la tabla Funcionamiento
Hidrulico y Geomtrico del colector, en dnde se describirn cada una
de las columnas que intervienen.
1. CRUCERO:
Se enumeran todos los pozos del colector de aguas arriba a aguas
abajo y se colocan en cada rengln dejando un espacio entre crucero
y crucero.
2. LOGITUD PROPIA:
Es la longitud propia del tramo en estudio.
3. LONGITUD TRIBUTARIA:
Es la suma de las longitudes de todos los tramos de tubera
(atarjeas) que llegan o descargan en cada crucero o pozo de visita
a partir del cual se considera que recibe aportaciones importantes
para efectuar el clculo hidrulico.
4. LONGITUD ACUMULADA: Es la suma de la longitud propia ms la
longitud tributaria (Long. Propia + tributaria).
5. POBLACIN: La poblacin servida en cada tramo se calcular por
medio de la Densidad de Poblacin.
La poblacin servida en cada tramo ser igual a la Densidad de
Poblacin por la longitud acumulada en cada tramo.
Crucero
1 a 2 p = 9.1491 x 259 = 2370 Hab.
2 a 3 p = 9.1491 x 662 = 6057 Hab.
3 a 4 p = 9.1491 x 1107 = 10128 Hab.
GASTOS
La cuantificacin de los gastos se har en funcin de la poblacin
servida en cada tramo y tomando en cuenta la aportacin que es de
75% de la dotacin.
A = 0.75 x Dot.
Aportacin = 0.75 x 200 = 150 lt / hab. / da
6) GASTO MINIMO
En los proyectos generalmente se consideran como gasto mnimo la
mitad del gasto medio pero habr que hacer un estudio mas riguroso
sobre todo en aquellos casos que tengan pendientes muy pequeas o
muy grandes se capta como cuantificacin practica del gasto mnimo
probable de aguas negras por conducir la descarga de un excusado
que es de 1.5 l.p.s. En la inteligencia de que adems se considera
que el numero de descargas simultaneas al alcantarillado esta de
acuerdo segn el dimetro del conducto receptor.
Qmin = 0.5 Qmed. Lt /s.
Crucero Qmin. = 0.5 Qmed.
1 a 2 Qmin. = 0.5 x 4.1 = 2.0 Lt / s
2 a 3 Qmin. = 0.5 x 10.5 = 5.2 Lt / s
3 a 4 Qmin. = 0.5 x 17.6 = 8.8 Lt / s
7) GASTO MEDIO
Se empezara a calcular primeramente el gasto medio con le
siguiente formula: Poblacin x aportacin
Qmed = ---------------------------------- = Lt / s
86400
Crucero
2370 x 150
1 a 2 Qmed = ------------------ = 4.1 Lt / seg. 86400
6057 x 150
2 a 3 Qmed = ------------------ = 10.5 Lt / seg.
86400
10128 x 150
3 a 4 Qmed = ------------------ = 17.6 Lt / seg.
86400
8) GASTO MAXIMO
El gasto mximo tambin es llamado Gasto Mximo Instantneo se hace
afectando de un coeficiente M ( Harmon) al gasto medio.
Qmax = M Qmed Lt / s
Cuando la poblacin servida por el conducto sea menor de 182250
usuarios, las expresiones que proporcionan el valor de M son
indistintamente de acuerdo con Harmon.
14
M = 1 ----------------------- 4 + (miles)
Cuando la poblacin servida por el conducto es igual o superior a
los 182250 usuarios el coeficiente M el valor fijo ser de 1.80, es
decir entonces que:
Qmax = 1.8 Qmed Lt / s
Crucero M Qmed.
14
1 a 2 Qmax = (1+ --------------------)(4.1) = 14.5 Lt / s
4 +
14
2 a 3 Qmax = (1+ --------------------) (10.5) = 33.2 Lt / s
4 +
14
3 a 4 Qmax = (1+ --------------------) (17.6) = 51.9 Lt / s
4 +
9) GASTO MAXIMO PREVISTO
En funcin de este gasto se determina el dimetro adecuado de los
conductos y su valor debe calcularse multiplicando el gasto mximo
por el coeficiente de seguridad de 1.5 es decir.
1) Q mximo previsto = Coef. Seguridad x Q max.2) Q mximo
previsto = 1.5 x Q max. Lt / s
Crucero Qmax prev = 1.5 Qmax.
1 a 2 Qmax prev = 1.5 x 14.5 = 21.7 Lt / s
2 a 3 Qmax prev = 1.5 x 33.2 = 49.8 Lt / s
3 a 4 Qmax prev = 1.5 x 51.9 = 77.8 Lt / s
10) PENDIENTE
Las pendientes de las tuberas debern seguir hasta sea posible,
la inclinacin del terreno con objeto de tener excavaciones mnimas,
para cada tramo se propone una pendiente. Al efectuar el clculo
geomtrico se verifica con el monograma de Manning y con tablas de
pendientes la cual nos debe producir velocidades mximas y mnimas
que se requieren en conducto y por especificacin de proyecto.
Diferencia de cotas de terreno H x 1000
P = -------------------------------------------- = -------------
= milsimos.
Longitud L
Crucero
70.60 69.95
1 a 2 P = -------------------- = 0.013 x 1000 = 13 milsimos.
50
69.95 69.50
2 a 3 P = -------------------- = 0.010 x 1000 = 10 milsimos.
44 69.50 68.75
3 a 4 P = -------------------- = 0.007 x 1000 = 7 milsimos.
104
11) DIAMETRO
Deber seleccionarse el dimetro de las tuberas de manera que su
capacidad sea tal que el gasto mximo de agua escurra sin presin
interior y con un tirante para gasto mnimo que permitirn arrastrar
las partculas slidas en suspensin. Con valores de Q max previsto, y
la pendiente buscamos en el monograma de Manning.
Crucero s y Qmax
1 a 2 13 y 21.7 20 cm.
2 a 3 10 y 49.8 25 cm.3 a 4 7 y 77.8 30 cm.
Los dimetros se buscaran en el lado derecho de la escala y
cuando el dimetro sea menor de 20 cm. se pondr 20 por
especificacin.
12 13) TUBO LLENO
Nuevamente recurrimos al monograma de Manning y con los valores
obtenidos de la pendiente y el dimetro quedaran determinados el
gasto y la velocidad a tubo lleno.
Crucero s y Q V
1 2 13 y 20 38 l/s 1.20 m/s
2 3 10 y 25 62 l/s 1.20 m/s 3 4 7 y 30 80 l/s 1.15 m/s
14 15) DETERMINACION DE LA VELOCIDAD REAL A GASTO MNIMO Y GASTO
MAXIMO
Para poder conocer la velocidad real del gasto mnimo Qmin y a
Gasto Mximo Previsto (Qmax prev.) es necesario saber como utilizar
la ultima escala del Nomograma de Manning, en donde aparecen dos
tipos de relaciones se intercalan y as se obtienen la Velocidad
Real.
Tubo Parcialmente Lleno
Relacin del Gasto = --------------------------------