Download Guía para diseño Alcantarillados

Guía para diseño de
Alcantarillados con tramos
existentes
ADVERTENCIA:
Si al ejecutar SedalPlus le dice que no hay
conexión con Internet, no obstante existir la
conexión, VUELVA A DESCARGAR EL
PROGRAMA.
Como opera SedalPlus
• Si se introduce un diseño conformado en su totalidad por tramos
existentes, en caso de diseño automático, SedalPlus se limitará a
reordenar algunos tramos para garantizar el ordenamiento según
sentido de flujos (cuando sea necesario) y todas las alternativas
serán funcionalmente iguales al proyecto inicial.
• Si adicionalmente se incluyen algunos tramos nuevos, SedalPlus
podría intentar empalmarlos a tramos existentes, y si se presentan
problemas de capacidad o empalme, haría la eliminación de tramos
si hubiese autorizado para ello. La eliminación debe considerarse
como una primera aproximación a la solución, pues puede haber
mejores, basadas en tubos paralelos o interceptores, que SedalPlus
no puede formular debido a su limitado conocimiento topográfico
(solo cotas de terreno y longitudes).
• En el ejemplo siguiente se verá la mejor manera de diseñar un
sistema que incluya tramos nuevo y existentes.
Un ejemplo de diseño cuando hay
alcantarillados existentes
• Seguidamente se mostrarán las figuras que caracterizan
un ejemplo con explicaciones abreviadas
• Seguidamente se ampliaran las explicaciones con textos
más completos
Un ejemplo de diseño
Zona A
Nueva
Zona B
Nueva
Colector lleva aguas de Zona A nueva a Zona B nueva
convenciones:
Existente
Nuevo
Sistema a diseñar
(Hay 2 zonas nuevas separadas: A y B)
Paso 1. Analizar el alcantarillado existente
convenciones:
Existente
•
•
Alcantarillados
Existente
Recomendación: Calcular solo el sistema existente usando diseño topológico Manual
Analizar primero eventuales problemas de empalme. Verificar que realmente existen en el
terreno y que no son errores de información como suele ocurrir con frecuencia.
Paso 2. Corregir problemas desempalmes.
(En está etapa no importan los problemas
de capacidad insuficiente)
Eliminar desempalme
construyendo un
pequeño interceptor
convenciones:
Existente
•
•
Alcantarillados
Existente
Eliminar el desempalme construyendo un interceptor que lleve las aguas a otro pozo aguas
abajo o eliminado el tramo mal construido
Hacer lo mismo en todos los desempalmes
Paso 3. Estudiar la posibilidad de incorporar algunas zonas
nuevas al alcantarillado existente
Zona A
Nueva
Zona B
Nueva
convenciones:
Existente
Nuevo
•
Interceptor
Nuevo a
incorporar al
existente
En Zonas nuevas como la A parece más lógico incorporarlas al sistema existente (se evitan
colectores largos). Se ensaya la incorporación y si no presenta problemas de empalme se acepta
la solución. En principio no importan los problemas de capacidad porque ellos se corrigen con
Interceptores, como se verá más adelante. (a menos que resulten muy complejos)
Paso 4. Recalcular el sistema existente para analizar
problemas de tramos con capacidad insuficiente
convenciones:
Existente
Tramos con capacidad insuficiente
Alcantarillados
Existente
Interceptor
Vertimientos ficticios
•
•
•
Se trazan interceptores aguas arriba de los tramos con capacidad insuficiente
Los tramos que concurren al interceptor se marcan transitoriamente como vertimientos ficticios
Se recalcula el sistema para ver si los alivios ficticios evitan la presencia de tramos con
capacidad insuficiente
Paso 5. Diseñar interceptores para aliviar los caudales
excesivos
Al sistema nuevo
convenciones:
Existente
Interceptor
•
•
El alcantarillado existente requiere
un interceptor para aliviar los
caudales
Verificado que el interceptor corrige el problema se procede a modificar manualmente la
topología para dar lugar al interceptor. Se eliminan los vertimientos ficticios.
Se hace un nuevo recalculo para determinar el caudal y la cota final del interceptor.
Paso 6. Diseñar el alcantarillado nuevo
Recibe
Interceptor
sistema
existente
convenciones:
Nuevo
Interceptor
•
•
Alcantarillado Nuevo
Calcular el alcantarillado nuevo incluyendo el tramo final del interceptor
Incluir el gasto del interceptor como caudal puntual, e indicar al colector de salida del pozo que
recibe el interceptor, una profundidad minima especial que garantice el empalme. Usar diseño
manual y automático para seleccionar la mejor opción.
Paso 7. Diseño final. Integra sistema existente, nuevo e
interceptor
convenciones:
Existente
Nuevo
Interceptor
•
Solucion Completa:
Sistema nuevo, existente e
Interceptor
Integrar el diseño del sistema existente, el nuevo y el interceptor en un solo calculo. Se debe
eliminar el caudal puntual (del interceptor) para que no quede duplicado, También conviene
eliminar la profundidad minima especial que facilitó el empalme del interceptor, porque ahora los
empalmes se garantizarán automáticamente. Usar diseño solo manual.
Paso 8. Garantizar que los cruces de los interceptores se
haga a distinto nivel
Perfiles de los interceptores
Camara
de Caida
Caso 1
Profundidad
minima
Profundidad
minima
Caso 2
|
Caso 3
•
•
•
Caso 1. Todos los colectores se interceptan. El diseño no presenta problemas.
Caso 2. Los dos últimos colectores de la derecha no se interceptan. Para garantizar
que el interceptor pase por debajo se especifica una profundidad mínima especial.
Caso 3. En este caso uno de los colectores puede pasar, de manera natural, por
debajo del interceptor.
Resumen del diseño
1 - Análisis de desempalmes en tramos existentes
• Inicialmente solamente se analiza el sistema existente. Mediante un
cálculo, con diseño topológico manual, se determina si existen
tramos con problemas de empalme. (en esta fase se ignoran los
problemas de capacidad)
• Los problemas de empalme se corrigen, sustituyendo los tramos
desempalmados por otros nuevos, o adicionando interceptores que
lleven las aguas a pozo aguas abajo, donde sean factible los
empalmes.
Resumen del diseño
2
- Análisis de problemas de capacidad
• En caso de problemas de capacidad se diseñan interceptores o
tuberías de refuerzo en paralelo.
• Identificados, mediante un cálculo, los tramos donde el caudal
supere la capacidad del tubo, se prediseñan los interceptores,
localizándolos aguas arriba de los tramos que requieran ser
aliviados.
• Para verificar la funcionalidad, se crean vertimientos ficticios en los
tramos que serían interceptados. (Debe cambiarse transitoriamente
la nomenclatura de los pozos finales de los vertimientos ficticios).
• Se hace un nuevo recalculo para verificar si con los alivios logrados
en los vertimientos ficticios se arreglan los problemas de capacidad.
Resumen del diseño
3 - Análisis del sistema nuevo
• Se analiza ahora solamente el sistema nuevo, adicionando tramos
iniciales ficticios (que representan los interceptores), en los sitios
donde ellos entregan su caudal.
• Se emula el gasto que entregaría cada interceptor mediante un
caudal puntual. Para garantizar el empalme se especifica una
profundidad minima a clave especial. Todo lo anterior se hace en el
tubo de salida del pozo donde llegaría el interceptor. La profundidad
mínima a clave, debe ser la final del interceptor. (conviene incluir
algún margen de seguridad).
• Se repite el proceso para todos y cada uno de los interceptores.
• Se realiza un recalculo del sistema nuevo (incluidos los tramos
iniciales que emulan los interceptores) , con la opción de diseño
manual y automático para poder seleccionar el mejor diseño.
Resumen del diseño
4 - Calculo del sistema integrado
• Se integran en un solo diseño el sistema existente y el nuevo con
los interceptores prediseñados.
• Se omiten los elementos ficticios que se hayan utilizado, tales como
vertimientos, caudales puntuales, profundidades mínimas a clave.
• Se hace el calculo definitivo, usando diseño de topología manual.
Resumen del diseño
5 - Perfiles de los cruces de los interceptores
• SedalPlus no cuenta con la información topográfica suficiente para
garantizar que los cruces de los interceptores con otras tuberías se
hagan a distinto nivel. La revisión y diseño de los cruces debe
hacerse manualmente por el consultor.
• Para el propósito anterior es necesario disponer de perfiles a lo
largo de cada interceptor diseñado, donde se muestren tanto los
colectores que serían interceptados, como los que se dejarían pasar
de largo sin ninguna intercepción.
Resumen del diseño
6 - Verificación de los cruces de los interceptores
• Se pueden presentar los siguientes casos:
• 1 – Todas las tuberías que se atraviesan serán interceptadas. Este
caso no presenta problemas y el calculo normal garantiza los
empalmes correctos.
• 2 – Algunos colectores no serán interceptados. Se hace un calculo
inicial para verificar si se presentan colisiones en las cotas. En caso
afirmativo se le especifican al interceptor profundidades mínimas
especiales que aseguren los cruces a distinto nivel (conviene incluir
un margen de seguridad del orden de 0.20 m).
• 3 – En caso de que algún colector no interceptado sea profundo de
manera que exista la posibilidad de que el interceptor pase por
arriba de él, no hay ningún mecanismo para asegurar que así
ocurra. En consecuencia conviene verificar tales cruces.
Ventajas y desventajas del diseño
topológico manual y automático
Topología Manual
•
Desventajas: Exige que los tramos se introduzcan en un orden
predeterminado.
•
Ventajas: Es más fácil encontrar los errores topológicos que en el diseño
automático.
Topología Automática
•
Desventajas: Es muy difícil encontrar los errores topológicos detectados por
el programa (Falta especificar algunos vertimientos, errores de
nomenclatura, etc.). En algunos caso debe recurrirse a usar la topología
manual para garantizar que la información esté completa y correcta,
aunque finalmente el calculo se haga con topología solo automática.
•
Ventajas: No requiere entrar los tramos en un orden especial.
Usar plano de conjunto para facilitar el diseño topológico
manual (a menos que se disponga de un monitor grande)
10.00
1
9.50
4
7
10
9.50
2
9.00
8.50
5
8
11
3
9.00
8.50
8.00
6
9
12
9.00
8.50
8.00
7.50
13
7.00
Vertimiento
•
•
•
•
•
Presentar en un solo plano todo el conjunto aunque sea en muy escala
reducida (1:10000 o menor).
Si se requieren varios planos, conviene pegarlos a tope aunque se obtenga
una sabana que deba trabajarse en una mesa grande.
Incluir, al menos, las cotas de terreno y la nomenclatura de los pozos.
A medida que haga el trazado dibujar a lápiz el sentido de flujo con flechas
(para poder corregir) y los tramos iniciales demarcarlos con una raya.
Usar colores distintos para los tramos nuevos (negro) y construidos (rojo).
Comentarios finales
• La metodología anteriormente propuesta marca algunas pautas
convenientes para un buen diseño de alcantarillados, y son
aplicables también en el caso de diseños totalmente manuales.
• El “quid” del asunto es que debe evitarse en lo posible la
eliminación innecesaria de tramos construidos, a menos de que
haya evidencia cierta de mal funcionamiento. El autor de SedalPlus
ha logrado diseñar proyectos grandes, sin necesidad de eliminar
ningún tramos construido que estuviese funcionando
adecuadamente
• Algunos usuarios de SedalPlus optan por no analizar previamente
el sistema existente y acuden al calculo solo automático para evitar
tener que entrar los tramos en un orden predeterminado. Esa es
una mala practica.
“Sedalplus es una herramienta diseñada
para potencializar el trabajo del consultor,
liberándolo de operaciones repetitivas muy
tediosas, para que pueda tomar las
decisiones verdaderamente importantes
para lograr un buen diseño.”