Guia Técnica Alcantarillado CEAG

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Guía Técnica

"para Elaboración de Proyectos de Alcantarillado Sanitario"

Código : GT-SD-01 Revisión : 1 Fecha : 16 de Marzo del 2001

Referencia : TR–SD–01

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1. PROPÓSITO

Como una consecuencia de la política de calidad, así como el crecimiento, desarrollo y mejoramiento constante manejados por la Comisión Estatal del Agua de Guanajuato; en apego a la misión, visión y valores que la sustentan, a través de todas sus direcciones en trabajo conjunto se ha implantado una reforma de los procedimientos operativos en materia de validación de expedientes técnicos para proporcionar un servicio de mayor calidad. Una de las medidas iniciales para alcanzar esto es: estandarizando el formato y contenido de los expedientes técnicos presentados para validación ante la CEAG. Siendo imperioso seguir la guía de contenido, así como el formato de presentación de los datos, cálculos y resultados requeridos. Esto para realizar una revisión más rápida, eficiente y detallada; con el propósito de agilizar el proceso mismo. El presente documento tiene por objeto la promoción e implantación permanente de una nueva cultura de calidad entre las personas físicas y/o morales, las dependencias y organismos involucrados en el desarrollo integral de un proyecto de saneamiento (planeación, programación, presupuestación, elaboración de expedientes técnicos, validación de los mismos, licitación, ejecución de las obras, supervisión, puesta en operación y mantenimiento). Primordialmente establecer el contenido y metodología de desarrollo que debe presentar los proyectos de

alcantarillado sanitario, así como los componentes y lineamientos a aplicar para su correcta elaboración.

2. ALCANCE

El presente documento es aplicable a todos los proyectos de alcantarillado sanitario urbano y rural.

3. REFERENCIAS

Este instructivo cumple con el “Procedimiento para Elaborar, Modificar e Implantar Guías Técnicas y Términos de Referencia” (PR-AC-06). Lineamientos Técnicos para la Elaboración de Proyectos de Agua Potable y Alcantarillado de la Comisión Nacional del Agua.

4. RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del Jefe del Departamento de Sistemas de Desalojo de Aguas Residuales, la Elaboración, Modificación y Actualización de ésta Guía. Es responsabilidad del Jefe del Departamento de Sistemas de Desalojo de Aguas Residuales o su asignado el resguardo y aplicación de ésta Guía.

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CONTENIDO

I.- MARCO FÍSICO I.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA I.2 CLIMAS I.3 HIDROLOGÍA I.4 INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA I.5 AGUA POTABLE I.6 ALCANTARILLADO I.7 OBRAS HIDRÁULICAS I.8 GEOLOGÍA O GEOMORFOLOGÍA I.9 FISIOGRAFÍA I.10 OTROS SERVICIOS I.11 ANEXO FOTOGRÁFICO

II.- ESTUDIO SOCIOECONÓMICO II.1 DEMOGRAFÍA II.2 CRECIMIENTO URBANO INDUSTRIAL II.3 NIVEL DE VIDA

III.- MEMORIA DESCRIPTIVA III.1 SITUACIÓN ACTUAL O PROBLEMÁTICA III.2 SOLUCIÓN PROPUESTA III.3 DESCRIPCIÓN EXHAUSTIVA DEL PROYECTO

IV.- ESTRUCTURAS ESPECIALES

V.- MEMORIA DE CÁLCULO V.1 POBLACIÓN DE PROYECTO V.2 PERÍODO ECONÓMICO V.3 APORTACIÓN V.4 COEFICIENTES DE VARIACIÓN V.5 GASTOS DE DISEÑO V.6 DISEÑO GEOMÉTRICO V.7 VELOCIDADES EFECTIVAS V.8 TIRANTES V.9 CÁLCULO Y DISEÑO DE POZOS DE VISITA V.10 RESUMEN O DATOS DE PROYECTO V.11 CÁLCULO DE VOLUMETRÍAS

VI.- PRESUPUESTO

VII.- PLANOS VII.1 PLANO GENERAL O HIDRÁULICO VII.2 PLANO DE PERFILES VII.3 PLANO TOPOGRÁFICO

VIII.- ESPECIFICACIONES CONSTRUCTIVAS

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El contenido de un expediente varía según se trate de obra nueva, ampliación o rehabilitación. Y debe ser integrado según la tabla mostrada en el anexo 1 al final de esta guía. Los elementos de los expedientes técnicos deberán ser colocados en el orden que se presentan a continuación, preferentemente con hojas numeradas.

I.- MARCO FÍSICO En este apartado deberán describirse de manera breve y concisa las principales características que permitan tener un panorama general del marco físico de la región en estudio, entre las que se cuentan:

I.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA. Se señalará la localización física y las características geográficas de la zona donde se desarrolla el proyecto, así como sus limites políticos. Debe incluirse un croquis de localización del sitio donde se ubica el proyecto a revisar.

I.2 CLIMAS. Se hará un análisis completo de la variación del clima del área en estudio cuadros con el comportamiento general de las principales componentes climatológicas como son: precipitación pluvial, temperatura, evaporación, evapotranspiración, vientos y clasificación del clima, con datos mínimos de los últimos 10 años.

I.3 HIDROLOGÍA. Se incluirá una descripción de la hidrología de la región, identificando las cuencas y sus respectivas corrientes e

indicando sus caudales y volúmenes anuales de escurrimientos mínimos y máximos; de existir información se vaciará en un plano. Especial cuidado se tendrá en delimitar las cuencas de aportación del alcantarillado sanitario y pluvial. También, se hará una descripción de los recursos y aprovechamientos de agua subterránea, indicando sus características principales como son capacidades de caudales, de extracción, calidad y uso.

La CEAG cuenta con un centro documental donde se tiene información al respecto y puede proporcionarla.

I.4 INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA. Se describirá la infraestructura hidráulica actual y futura de la zona en estudio, y se harán balances hidráulicos correspondientes actuales y por períodos de 5 a 20 años incluyendo: Agua potable.-

Se describirá la cobertura actual del servicio de agua potable, dotación, deficiencias, áreas que faltan de cubrir, etapas y proyectos de ampliación y rehabilitación del servicio.

Alcantarillado.-

Se determinará la cobertura actual, localizando en un plano de áreas cubiertas y las zonas desprovistas del servicio, delimitación de las zonas potenciales de crecimiento del área urbana e industrial, probables etapas de ampliación o

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rehabilitación del servicio, y esquema general de manejo de las aguas residuales en la zona, actual y futura.

Asimismo, se hará la localización y descripción de los colectores principales y emisores, en caso de existir información como: sitios de aforo, caudales medidos en las descargas, características de calidad de las aguas residuales y cuencas de aportación, determinando valores mínimos y máximos.

Obras Hidráulicas.–

Se proporcionará, además una descripción de las principales características y ubicación de la infraestructura hidráulica no incluida en los párrafos anteriores, como son: planta de tratamiento, infraestructura hidroagrícola, pluvial, etc. que tengan influencias en el proyecto.

I.5 GEOLOGÍA O GEOMORFOLOGÍA. Se proporcionará información geológica general elaborando el marco geológico de la zona de estudio, donde se señalarán las características del suelo y toda aquella información con la cual sea posible establecer el uso actual y potencial del suelo. Todo esto es apoyado en cartas de DETENAL, en visitas de observación o estudios anteriores.

I.6 FISIOGRAFÍA. Se describirán las provincias fisiográficas correspondientes a la zona y se proporcionarán los aspectos más importantes de su topografía, con apoyo en la cartografía disponible, tanto para localizar colectores, estaciones de bombeo, planta de tratamiento y emisores de aguas tratadas.

I.7 OTROS SERVICIOS. Se incluirá información complementaria de viviendas, energía eléctrica, vías de comunicación, accesos y localización de industrias, determinando la influencia de estas últimas en calidad y cantidad de aguas residuales.

I.8 ANEXO FOTOGRÁFICO. Se incluirán fotos de la zona a la que se refiere el proyecto. Mostrando las partes más representativas o significativas del lugar, para dar un panorama preciso del área. Asimismo se integraran fotografías de los sondeos realizados dentro del estudio.

II.- ESTUDIO SOCIOECONÓMICO Estudio que tiene por objeto mostrar (mediante un análisis comparativo de los factores sociales y económicos actuales y futuros que afectan la zona en estudio) la factibilidad de la realización del proyecto a corto plazo y acorde con los planes de desarrollo vigentes.

En este apartado, se describirán los factores socioeconómicos de mayor influencia en el proyecto como son:

II.1 DEMOGRAFÍA. Se reportarán los datos de población económicamente activa por sectores y ramas de actividad, considerando los censos de población y niveles de ingreso y educación, actividades principales y todos aquellos parámetros que

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permitan efectuar pronósticos de crecimiento (INEGI), para establecer la dinámica poblacional. Se efectuarán proyecciones de población. El análisis de crecimiento se llevará a cabo considerando horizontes de planeación de 20 a 30 años, los períodos en 5 en 5 años, y utilizando cuando menos tres metodológicas de pronóstico. En caso de carecer de información de años anteriores, las proyecciones se harán con base a las tasas promedio de crecimiento Municipal, Estatal y Nacional, a las acometidas de energía eléctrica y a las tomas domiciliarias de agua potable. Los resultados se reportarán describiendo las variables y criterios utilizados. Los datos más relevantes, se vaciarán en cuadros resumen y gráficas. Con los valores obtenidos de este análisis se seleccionarán las poblaciones de proyecto.

II.2 CRECIMIENTO URBANO INDUSTRIAL. En este aspecto se incluirá información sobre la configuración urbano - industrial actual. Con las tendencias reales de crecimiento y desarrollo y tomando como referencia los lineamientos, acciones y políticas enmarcadas en los planes de desarrollo estatal y nacional, se estimarán las expresiones futuras, así como las tendencias de desarrollo. Particular atención se le dará a la infraestructura existente y en proyecto, en cuanto a los servicios de dotación de agua potable y alcantarillado. Se deberán incluir la carta urbana y planos sobre las condiciones actuales y de expansión o cambio de los usos del suelo y de la tenencia de la tierra.

II.3 NIVEL DE VIDA. Se deberá evaluar el nivel de bienestar de los pobladores de la zona, actividades productivas a que se dedican, nivel de salarios, nivel de educación promedio, inmigración y emigración, composición de los estratos sociales y tendencias de desarrollo en el marco de crecimiento de la urbe en general.

III.- MEMORIA DESCRIPTIVA

En este apartado se deberá dar una visión específica y clara del proyecto a validar. Hacer una descripción concisa del mismo y de cada una de las etapas que lo comprenden.

III.1 SITUACIÓN ACTUAL O PROBLEMÁTICA. Se describirá detalladamente la problemática actual del área de influencia a que se refiera el proyecto, enfatizando en los factores que sean de especial relevancia y proporcionar toda la información que sea necesaria para dar un panorama específico, que permita una compresión rápida y clara.

III.2 SOLUCIÓN PROPUESTA. Se describirá claramente la solución que se propone. La cual debe ser planteada y justificada de manera lógica en base a las condiciones dadas en el punto anterior, es decir, satisfacer de una manera real las necesidades existentes y futuras originadas en el horizonte de planeación considerado; así como cumplir todos los requerimientos de la CNA. Se hace la observación, que la solución propuesta debe estar sustentada en una visión integral del sistema de

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alcantarillado, o sea, si es necesario plantear mejoras a otro sector del sistema de alcantarillado, estas mejoreas se deben de plasmar en la memoria descriptiva y formaran parte del proyecto.

III.3 DESCRIPCIÓN EXHAUSTIVA DEL PROYECTO. Se definirán los objetivos y alcances del proyecto y se mencionará cada una de las etapas que lo integran; dando una descripción clara y detallada de las mismas. Mencionando los parámetros de diseño que se utilizaron en cada una de ellas (que deben estar lógicamente sustentados en la información obtenida en los puntos anteriores), cómo fue el desarrollo de cada etapa explicando metodología y procedimientos utilizados, presentando un resumen de los resultados obtenidos y las conclusiones y/o recomendaciones.

IV.- ESTRUCTURAS ESPECIALES En este apartado se deberá desarrollar lo concerniente a las estructuras especiales que integren el proyecto de alcantarillado como lo pueden ser:

Cárcamos de bombeo de aguas negras Sifones Fosas sépticas Tanques Imhoff Lechos de secado Pozos de absorción, etc.

Se integrarán los siguientes apartados: a) Cálculo hidráulico.

Se deberán indicar los gastos o parámetros que se utilizan para el dimensionamiento de la estructura que corresponda. b) Dimensionamiento. Se desarrollará el procedimiento de cálculo de los elementos hidráulicos en función del inciso a). c) Diseño estructural. Se desarrollará el procedimiento de cálculo de los elementos estructurales en función de sus cargas de operación. Las cuales se deberán diseñar conforme al ACI-350, Lineamientos de diseño para estructuras de concreto para tratamiento de aguas residuales. (En el caso de contemplar fosas sépticas, tanques Imhoff, cárcamos de bombeo; todos ellos de concreto armado). Equipamiento electromecánico. Se desarrollará exhaustivamente (conforme requerimientos del departamento de equipamiento) el diseño eléctrico y mecánico de los componentes que pudieran utilizarse en las estructuras especiales.

V.- MEMORIA DE CÁLCULO Documento técnico donde se mostrará paso a paso cómo se realizó el cálculo de las variables de las que depende el diseño indicando claramente todas las consideraciones especiales de diseño que se hayan utilizado en caso de que aplique, y el cual debe ser consistente con la solución propuesta.

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V.1 POBLACIÓN DE PROYECTO. Para propósitos de un proyecto sanitario es necesario conocer la población actual, la densidad de población por zona y sus características generales como estructura por edades y nivel general de ingreso. Tener las características de vivienda y la existencia de actividades industriales y artesanales que contaminen o tengan riesgo de contaminación. La población de proyecto se determinará de acuerdo con las características anteriores y tomando en cuenta los planes de desarrollo urbano y se definirán las zonas habitacionales actuales y futuras para cada grupo. En base al crecimiento histórico, variaciones en la tasa de crecimiento, características migratorias y perspectivas de desarrollo económico de la localidad. Definiendo la tasa de crecimiento de cada grupo demográfico para proyectar la población anualmente en un horizonte de 20 años. Definir la densidad de población futura y estrategias planteadas para el crecimiento de la localidad para determinar el área urbana a la que se le proporcionará el servicio. Calculándose por alguno de los métodos matemáticos y lógicos de proyección conocidos recomendándose utilizar el método del INEGI

V.2 PERÍODO ECONÓMICO. Es el número de años para el cual se diseña una obra bajo el supuesto de que durante ese período se proporcionará

un servicio suficiente y eficiente, sin incurrir en gastos innecesarios. Se asocia al crecimiento previsible de la población, al monto de inversiones requeridas y a las necesidades de operación. Se determina analizando los factores específicos de cada comunidad y tomando en cuenta las recomendaciones de la CNA para obras de saneamiento.

V.3 APORTACIÓN. El alcantarillado de una localidad es reflejo del sistema de agua potable y existe una relación directa entre la aportación de aguas negras y dotación de agua potable. Se acepta la siguiente relación:

Aportación de aguas negras = 75% dotación de agua potable

En localidades con zonas industriales se deberá obtener el porcentaje de aportación para cada una de estas zonas en particular, independientemente a las domésticas. Tomando en cuenta la dotación requerida para las condiciones actuales y futuras de la localidad.

V.4 COEFICIENTES DE VARIACIÓN. Los coeficientes de variación de las aportaciones de aguas negras son dos: uno que cuantifica la variación máxima instantánea (coeficiente de Harmon) de las aportaciones de

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las aguas negras y otro de seguridad. El primero se aplica al gasto medio y el segundo al gasto máximo instantáneo. V.4.1 Coeficiente de variación máxima extraordinaria o de Harmon Para cuantificar la variación máxima instantánea de las aportaciones, se utiliza la formula de Harmon, cuya expresión es:

PM

4

141

donde: M= coeficiente de variación máxima

instantánea de aguas negras. P= población servida acumulada hasta el

tramo de tubería considerada, en miles de habitantes.

El coeficiente de variación máxima instantánea, o coeficiente de Harmon, se aplica tomando en cuenta las siguientes consideraciones: En tramos que presenten una población acumulada

menor a los 1,000 habitantes, el coeficiente se considera constante e igual a 3.8.

Para una población acumulada mayor de 63,480

habitantes, el coeficiente se considera constante e igual a 2.17, es decir, se acepta que su valor a partir de esa cantidad de habitantes, no sigue ya la ley de variación establecida por Harmon.

Lo anterior resulta de considerar al alcantarillado como un reflejo de la red de distribución de agua potable ya que el coeficiente “M” se equipara con el coeficiente de variación del gasto máximo horario necesario en un sistema de agua potable, cuyo límite inferior es de:

1.40 x 1.55 = 2.17

V.4.2 Coeficiente de seguridad Generalmente en los proyectos de redes de alcantarillado se considera un margen de seguridad aplicando un coeficiente. En el caso de rehabilitaciones a una red existente, previendo los excesos en las aportaciones que puede recibir la red, generalmente por concepto de aguas pluviales, se considera un coeficiente que puede ser igual a 1.5. Para nuevos asentamientos, siempre y cuando se garantice que las aportaciones pluviales de los lotes urbanizados no se conecten a los albañales o a las atarjeas del alcantarillado sanitario, el coeficiente de seguridad será igual a 1.0.

V.5 GASTOS DE DISEÑO. Los gastos considerados en un proyecto de alcantarillado son: medio, mínimo, máximo instantáneo y máximo extraordinario.

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sLPA

Qmed /86400

.

Gasto medio Se obtiene mediante la expresión: Donde: A= Aportación de aguas negras, de acuerdo al uso del

suelo. L/hab/día P= Población de proyecto, hab. 86400 segundos al día. Gasto mínimo Se obtiene mediante la expresión:

sLQQ medmin /5.0

El límite inferior de Qmin es 1.5 L/s, si en los tramos iniciales de las redes de atarjeas resultan valores menores de 1.5 se adopta este valor para el diseño. (Diámetros de 20 y 25 cm). Para el caso de diámetros mayores deberá tomarse en consideración el gasto que arroje la tabla siguiente:

GASTOS MÍNIMOS PARA DISTINTOS DIÁMETROS Y NÚMERO DE DESCARGAS

Diámetro (cm)

No. de descargas simultáneas

Aportación por descarga (l.p.s.)

Gasto mínimo aguas negras (l.p.s.)

20 1 1.5 1.5

25 1 1.5 1.5

30 2 1.5 3.0

38 2 1.5 3.0

45 3 1.5 4.5

61 5 1.5 7.5

76 8 1.5 12.0

91 12 1.5 18.0

107 17 1.5 25.5

122 23 1.5 34.5

152 30 1.5 45.0

183 38 1.5 57.0

213 47 1.5 70.5

244 57 1.5 85.5

Gasto máximo instantáneo Se obtiene mediante la expresión:

Donde:

QMI = gasto máximo instantáneo, en L/s Qmed = gasto medio, en L/s M = coeficiente de variación máxima instantánea Gasto máximo extraordinario En función del gasto máximo extraordinario se determina el diámetro adecuado de los conductos

medMI MQQ

MIME CSQQ

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Donde: QME = gasto máximo extraordinario, en L/s CS = coeficiente de seguridad QMI = gasto máximo instantáneo, en L/s Fórmula de diseño Se emplea la fórmula de Manning para calcular la velocidad del agua en las tuberías cuando trabajen llenas, utilizando además, las relaciones hidráulicas y geométricas de esos conductos, al operar parcialmente llenos. Según la siguiente gráfica, se determinará la fórmula de diseño para tuberías: donde: r= radio de la tubería d= tirante real

= ángulo generado por el tirante del agua R= radio hidráulico de la tubería = A/P A= área hidráulica P= perímetro mojado de la tubería cuando la tubería trabaja a tubo lleno se dará:

A= r2

P=2 r por lo tanto, R será:

R = A / P = r2/2 r= r/2

Análogamente, se procede para obtener el radio hidráulico para la tubería cuando trabaja parcialmente llena. (figura)

A= r2 - r

2 sen cos r

2 - sen cos

P= 2 r

por lo tanto, R será:

R= r2 - sen cos / 2 r

2

)cossen( rR

La expresión anterior nos determina el radio hidráulico de una tubería cuando trabaja parcialmente llena; esta ecuación sustituye a las gráficas correspondientes a las relaciones hidráulicas y geométricas de las tuberías al trabajar parcialmente llenas al utilizarla en la fórmula de Manning. La fórmula de Manning es:

2

1

3

21SR

nV

donde: V= velocidad media del flujo, en m/s n= coeficiente de rugosidad R= radio hidráulico, en m S= pendiente

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Para determinar el gasto que circula por una tubería utilizaremos la siguiente expresión:

Q = A · V

donde:

Q = flujo en la tubería, en m3/s A = área hidráulica, en m2 V= velocidad media del flujo, en m/s

Desarrollando para tubería a tubo lleno tendremos:

n

srrQ

n

sr

n

sRV

rA

rR

32

21

322

32

2

1

3

2

2

1

3

2

2

2

2

11

2

Si desarrollamos en forma similar para tubería parcialmente llena obtendremos lo siguiente:

32

32

21

35

32

2

32

32

21

323

22

32

32

2

1

3

23

2

2

1

3

2

2

2

'

2

'

2

1'1'

'

2'

n

sCosSenrrQ

n

sCosSenrCosSenrQ

n

sCosSenr

n

sRV

CosSenrA

CosSenrR

Para obtener las relaciones hidráulicas y geométricas utilizaremos las ecuaciones anteriores.

CosSen

V

Q

QV

Q

QCosSen

V

V

CosSen

V

V

CosSen

Q

Q

''

''

'

'

32

32

32

35

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Coeficiente de rugosidad o de Manning El coeficiente de rugosidad variará de acuerdo a la clase de material de las tuberías. Para el coeficiente “n” de Manning en tuberías se pueden tomar los valores indicados en la siguiente tabla:

MATERIAL

COEFICIENTE (n)

Asbesto – cemento 0.010

Concreto liso 0.012

Concreto áspero 0.016

Concreto presforzado 0.012

Acero galvanizado 0.014

Fierro fundido 0.013

Acero soldado sin revestimiento 0.014

Acero soldado con revestimiento interior a base de epoxy 0.011

PVC (policloruro de vinilo) 0.009

Polietileno de alta densidad 0.009

V.6 DISEÑO GEOMÉTRICO. Este diseño consiste en la selección de la cota de plantilla y del diámetro de la tubería a utilizar.

El diámetro mínimo. La experiencia en la conservación y operación de los sistemas de alcantarillado a través de los años ha demostrado que el diámetro mínimo en las tuberías es de 20 cm para evitar frecuentes obstrucciones.

El diámetro máximo. Esta en función de diferentes factores tales como: características topográficas y de mecánica de suelos de la localidad en particular, el gasto máximo

extraordinario de diseño, el tipo de material de tubería y los diámetros comerciales disponibles.

Para el caso de grandes diámetros se deberá realizar un estudio técnico-económico para definir la conveniencia de utilizar tuberías paralelas (madrinas) de menor diámetro.

En cualquier caso, la selección del diámetro depende de las velocidades permisibles, aprovechando al máximo la capacidad hidráulica del tubo trabajando a superficie libre. Para la determinación de las cotas de plantilla es importante tomar en cuenta las pendientes existentes en el terreno. La pendiente de cada tramo de tubería debe ser tan semejante a la del terreno como sea posible, con objeto de tener excavaciones mínimas. Los valores de las pendientes máximas y mínimas para cada caso, se obtienen a partir de las restricciones de velocidad. En casos especiales de fuertes pendientes es conveniente que en el diseño se consideren tuberías que permitan velocidades altas, y dependiendo del caso hacer estudio técnico-económico para determinar el empleo de pendientes mayores, de tal forma que se pueda tener sólo en casos extraordinarios y tramos cortos velocidades de hasta 8 m/s. El objeto de establecer límites para la pendiente es evitar, hasta donde sea posible, el azolve y la construcción de estructuras de caída que además de encarecer las obras, propician la producción del gas hidrógeno sulfurado, que es

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muy tóxico y aumenta los malos olores de las aguas negras.

V.7 VELOCIDADES EFECTIVAS. Velocidad máxima permisible para evitar erosión en las tuberías, está en función del tipo de material que se utilice y sus diferentes valores se observan en la tabla siguiente:

TIPO DE TUBERÍA

VELOCIDAD MÁXIMA

(m/s)

Concreto simple hasta 45 cm de diámetro 3.0

Concreto reforzado de 60 cm de diámetro o mayores 3.5

Concreto presforzado 3.5

Asbesto cemento 5.0

Acero galvanizado 5.0

Acero sin revestimiento 5.0

Acero con revestimiento 5.0

PVC (policloruro de vinilo) 5.0

Polietileno de alta densidad 5.0

Para su revisión se utiliza el gasto máximo extraordinario, considerando el tirante que resulte (a tubo lleno o parcialmente lleno). Velocidad mínima permisible considerada como 0.6 m/s, considerando el gasto mínimo y su tirante correspondiente a tubo parcialmente lleno. Asegurándose que dicho tirante tenga un valor mínimo de 1.0 cm en casos de fuertes pendientes y de 1.5 cm en casos normales.

Restricciones que tienen por objeto evitar el depósito de sedimentos que provoquen azolves y taponamientos en el tubo.

V.8 TIRANTES. Una vez obtenidos los valores de los gastos y velocidades mínimas y efectivas se procede al cálculo de los tirantes presentados en cada tramo. Valores que se utilizarán para evaluar el comportamiento hidráulico en cada tramo.

V.9 CÁLCULO Y DISEÑO DE POZOS DE VISITA. Determinación de las profundidades de los mismos, el número de ellos y establecer si son comunes o tienen alguna característica especial. Presentar el diseño de los mismos e incluir su diagrama en el plano general o hidráulico.

V.10 RESUMEN O DATOS DE PROYECTO. Se presentará un resumen con los datos de diseño (población, período de diseño, coeficientes de rugosidad, longitudes, gastos de diseño, velocidades efectivas, aportaciones), así como los resultados obtenidos en el cálculo hidráulico, la cual deberá de presentarse con los datos solicitados en la TABLA DE CÁLCULO HIDRÁULICO (Anexo 2) que se presenta al final de esta guía.

V.11 CÁLCULO DE VOLUMETRÍAS. Se anexará el cálculo de la volumetría generada en forma de tabla, basándose en los lineamientos establecidos de anchos de zanja, profundidades de excavación, etc. Se presenta la TABLA DE VOLUMETRIAS (Anexo 3) al final

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de la guía como referencia para la presentación de estos datos.

ANCHO DE ZANJA DIÁMETRO NOMINAL ANCHO

( cm ) ( pulgadas ) ( cm )

15 6 70

20 8 75

25 10 80

30 12 85

35 14 90

38 15 100

40 16 100

45 18 110

50 20 120

60 24 130

75 30 150

90 36 170

107 42 195

122 48 215

152 60 250

183 72 285

213 84 320

244 96 355

Tomando en cuenta los diámetros de la tubería a usar se determinarán los anchos de zanja (se muestran en la tabla anterior) y ya conocidas las profundidades promedio de cada tramo así como las longitudes, se calcularán los volúmenes de excavación y plantilla y rellenos compactado y a volteo. Así como los acarreos. Es importante que a la altura del lomo del tubo, la zanja tenga realmente el ancho que se indica en la tabla; a partir de este punto puede dársele a sus paredes el talud

necesario para evitar el empleo de ademe. Si es conveniente el uso de ademe, el ancho de zanja debe ser igual al indicado en la tabla más el ancho que ocupe el ademe. La profundidad de instalación de los conductos queda definida por:

La topografía El trazo Los colchones mínimos Las velocidades máxima y mínima Las pendientes del proyecto La existencia de conductos de otros servicios Las descargas domiciliarias La economía de las excavaciones La resistencia de las tuberías a cargas exteriores

Cuando se presente un cruce del alcantarillado sanitario con una tubería que conduce agua potable, la tubería del alcantarillado debe ir a mayor profundidad que la del agua potable. Las profundidades a las cuales se instalen las tuberías deben estar comprendidas dentro del ámbito de la mínima y máxima indicadas a continuación:

Profundidad mínima. La profundidad la determinan el

colchón mínimo necesario para la debida protección de la tubería y la seguridad de permitir que se conecten los albañales domiciliarios. Por lo que debe de tenerse en cuenta la infraestructura existente.

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El colchón mínimo necesario para evitar rupturas del conducto, ocasionadas por cargas vivas, está en función del diámetro de la tubería por instalar, como se muestra en la tabla.

COLCHÓN MÍNIMO

DIÁMETRO DEL TUBO COLCHON MÍNIMO

Hasta 45 cm 0.90 m

Mayores de 45 cm y hasta 122 cm 1.00 m

Mayores de 122 cm 1.50 m

Los colchones mínimos indicados anteriormente, podrán modificarse en casos especiales previo análisis particular y justificación de cada caso. Los principales factores que intervienen para modificar el colchón son: tipo de tubería a utilizar, tipo de terreno en la zona y las cargas vivas que se puedan presentar. Para permitir la correcta conexión de los albañales se acepta que el albañal tenga como mínimo una pendiente de 1% y que el registro interior más próximo al paramento del predio tenga una profundidad mínima de 60 cm.

Profundidad máxima. La profundidad máxima se debe

determinar mediante un estudio económico comparativo entre el costo de instalación del conducto principal con sus albañales correspondientes, y el de atarjea o atarjeas laterales

(madrinas), incluyendo los albañales respectivos; la experiencia ha demostrado que entre 3 y 4 m de profundidad el conducto principal puede recibir directamente los albañales de las descargas y que a profundidades mayores, resulta más económico el empleo de atarjeas laterales.

Las longitudes o separaciones máximas entre pozos de visita a las cuales se instalen los pozos de visita, serán determinadas por los diámetros de las tuberías a instalar y que deben estar comprendidas en el ámbito de la mínima y máxima indicadas a continuación:

DIÁMETRO DEL TUBO LONGITUD MÁXIMA

Entre 20 y 61 cm 125.00 m

Entre 76 cm y 122 cm 150.00 m

Entre 152 y 244 cm 175.00 m

Se recomienda utilizar la longitud efectiva de los tramos de tubería autilizar (PVC, concreto simple, fibrocemento, etc).

VI.- PRESUPUESTO En este punto se requiere la presentación de los conceptos de los trabajos a ejecutar lo mejor desglosado posible o en su defecto, presentados conforme al catálogo de conceptos de la CEAG. Asimismo, el catálogo debe de corresponder en su totalidad al proyecto presentado.

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VII.- PLANOS

VIII.1 PLANO GENERAL O HIDRÁULICO Presentar plano que contenga: Planta general del trazo hidráulico con numeración de los pozos de visita, cota de terreno natural, cota de plantilla y altura del pozo; tramos de tubería con la indicación de longitud en metros, pendiente en milésimas y diámetro en centímetros; así como las curvas de nivel. Además debe incluir como mínimo croquis de localización, simbología, cantidades de obra, datos de diseño, detalles constructivos (pozos de visita, descargas domiciliarias, estructuras de descarga, zanjas, etc.), cuadro de referencia que contenga nombre de la obra, municipio, localidad, nombre del proyectista y fecha de elaboración.

VIII.2 PLANO DE PERFILES El o los planos de perfiles deben de contener como mínimo el perfil del colector principal o en su defecto el tramo más importante de recolección; se anexarán los perfiles más importantes de la red para identificar las conexiones críticas existentes o la determinación de la instalación de estructuras especiales (pozos de caída, pozos caja, cajas deflectoras, etc.)

VIII.3 PLANO TOPOGRÁFICO Debe contener información correspondiente a la topografía de la zona de proyecto, el cual debe incluir: bancos de nivel, referencias topográficas de los puntos de apoyo de los levantamientos, vías de comunicación, líneas de

teléfono, eléctricas, agua potable, gasoductos, oleoductos, etc.; que nos permitan identificar los posibles problemas constructivos que se puedan presentar.

VIII.- ESPECIFICACIONES CONSTRUCTIVAS

Documento que debe incluir una descripción detallada y clara de las especificaciones para la construcción de la obra, así como la determinación de la forma de medición y pago para su cotización correspondiente. Utilizando de ser necesario dibujos, croquis o representaciones gráficas. Se puede utilizar como referencia las especificaciones constructivas de la Comisión Nacional del Agua, CFE, SAHOP; las cuales deberán estar identificadas en un listado de referencia para su revisión.

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ANEXO 1

OBRA NUEVA (1) AMPLIACIÓN (2) REHABILITACIÓN (3)

Los requisitos requeridos en cada tipo de proyecto son aquellos marcados con celdas grises.

REQUISITOS DEL PROYECTO POR TIPO DE OBRA

1

2

3

1. MARCO FÍSICO

Localización geográfica

Climas

Hidrología

Infraestructura hidráulica

Geología o geomorfología

Fisiografía

Otros Servicios

Anexo fotográfico

2. ESTUDIO SOCIOECONÓMICO

Demografía

Crecimiento urbano industrial

Nivel de Vida

3. MEMORIA DESCRIPTIVA

Situación actual o problemática

Solución propuesta

Descripción exhaustiva del proyecto

4. ESTRUCTURAS ESPECIALES

5. MEMORIA DE CÁLCULO

Resumen o datos de proyecto

Cálculo de volumetrías

6. PRESUPUESTO

7. PLANOS

Plano general o hidráulico

Plano de perfiles

Plano topográfico

8. ESPECIFICACIONES CONSTRUCTIVAS

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ANEXO 2 TABLA DE CÁLCULO HIDRÁULICO

Ejemplo:

TRAMO COTA DE TERRENO

COEFICIENTES GASTOS DE DISEÑO (l.p.s.) A TUBO LLENO TIRANTES COTA DE PLANTILLA

INIC

IAL

FIN

AL

PO

ZO

DE

VIS

ITA

INIC

IAL

PO

ZO

DE

VIS

ITA

FIN

AL

PE

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IEN

TE

HID

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ía)

PO

BL

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BL

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EL

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MÍN

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DIO

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CU

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O

Q

l.p.s

.

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AD

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(m

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VE

LO

CID

AD

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FE

CT

IVA

(m/s

)

A G

AS

TO

MÍN

IMO

A G

AS

TO

EF

EC

TIV

O

PO

ZO

DE

V

ISIT

A IN

ICIA

L

PO

ZO

DE

VIS

ITA

FIN

AL

5 4 107.418 106.461 0.035 30 0.012 50.50 160.00 8100 8100 3.04 1.50 7.50 15.00 15.00 68.51 68.51 195.99 2.77 2.52 4.02 12.25 106.468 104.700

4 3 106.461 102.731 0.032 30 0.012 114.80 100.00 8100 3.04 1.50 7.50 0.00 15.00 68.51 68.51 187.40 2.65 2.44 4.11 12.56 104.700 101.026

10 4 102.731 100.343 0.035 30 0.012 71.20 100.00 8100 3.04 1.50 7.50 0.00 15.00 68.51 68.51 195.99 2.77 2.52 4.02 12.25 101.026 98.534

4 1 100.343 99.626 0.020 30 0.012 40.30 100.00 8100 3.04 1.50 7.50 0.00 15.00 68.51 68.51 148.15 2.10 2.05 4.58 14.33 98.534 97.728

1 DESC 99.626 0.000 0.011 30 0.012 23.20 100.00 8100 3.04 1.50 7.50 0.00 15.00 68.51 68.51 109.87 1.55 1.64 5.30 17.16 97.728 97.472

DESC

1 2 102.744 102.284 0.034 30 0.012 13.60 100.00 600 600 3.80 1.50 0.35 0.69 0.69 3.96 3.96 193.17 2.73 1.09 0.93 2.96 101.494 101.031

2 3 102.284 99.362 0.020 30 0.012 111.30 100.00 600 3.80 1.50 0.35 0.00 0.69 3.96 3.96 148.15 2.10 0.91 1.02 3.37 101.031 98.805

3 4 99.362 99.752 0.005 30 0.012 61.65 100.00 600 3.80 1.50 0.35 0.00 0.69 3.96 3.96 74.08 1.05 0.56 1.49 4.71 98.805 98.496

4 5 99.752 0.000 0.053 30 0.012 13.45 100.00 600 3.80 1.50 0.35 0.00 0.69 3.96 3.96 241.17 3.41 1.28 0.83 2.68 98.496 97.783

5

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ANEXO 3 TABLA DE VOLUMETRÍAS

TRAMO COTA DE PLANTILLA PROFUNDIDAD (m) VOLÚMENES RELLENOS

INIC

IAL

FIN

AL

P

OZ

O D

E

VIS

ITA

INIC

IAL

P

OZ

O D

E

VIS

ITA

FIN

AL

INIC

IAL

FIN

AL

PR

OM

ED

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RA

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)

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VA

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PL

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TIL

LA

m3

CO

MP

AC

TA

DO

m

3

V

OL

TE

O

m3

A

CA

RR

EO

m3

1 2 98.000 97.814 2.00 1.98 1.99 0.80 0.05 98.46 4.95 24.18 66.29 3.64

2 5 97.814 97.695 1.98 2.21 2.09 0.80 0.05 198.19 9.47 46.27 136.64 7.26

5 12 97.695 97.602 2.21 2.29 2.25 0.80 0.05 166.18 7.39 36.11 118.15 5.67

12 16 97.602 97.510 2.29 2.31 2.30 0.80 0.05 169.11 7.35 35.90 121.35 5.64

16 17 97.510 97.414 2.31 2.46 2.39 0.80 0.05 182.85 7.67 37.46 133.03 5.88

17 A 97.414 97.161 2.46 2.44 2.45 0.80 0.05 99.07 4.05 19.78 72.76 3.10

A B 97.161 96.889 2.44 2.43 2.43 0.80 0.05 58.64 2.41 11.77 42.98 1.85

B C 96.889 96.792 2.43 3.05 2.74 0.80 0.05 211.88 7.74 37.81 161.58 5.94

C D 96.792 95.203 3.05 3.06 3.05 0.80 0.05 117.54 3.85 18.82 92.51 2.95

D

4 3 98.464 98.439 1.04 1.15 1.09 0.80 0.03 21.39 1.95 9.01 9.67 0.96

3 2 98.439 98.349 1.15 1.44 1.30 0.80 0.03 92.38 7.13 32.87 49.58 3.50

2

9 8 98.015 97.896 1.71 1.72 1.71 0.80 0.03 54.20 3.16 14.56 35.23 1.55

8 7 97.896 97.834 1.72 1.71 1.72 0.80 0.03 28.15 1.64 7.56 18.30 0.81

7 6 97.834 97.756 1.71 1.93 1.82 0.80 0.03 113.02 6.21 28.59 75.79 3.05

6 5 97.756 97.695 1.93 2.21 2.07 0.80 0.03 100.34 4.85 22.35 71.24 2.38

5

11 10 98.284 98.120 1.69 1.69 1.69 0.80 0.03 36.95 2.18 10.05 23.86 1.07

10 7 98.120 97.834 1.69 1.71 1.70 0.80 0.03 97.40 5.72 26.34 63.09 2.81

7

15 14 97.848 97.772 1.80 2.20 2.00 0.80 0.03 120.34 6.02 27.76 84.19 2.96

14 13 97.772 97.698 2.20 2.29 2.25 0.80 0.03 131.12 5.84 26.91 96.08 2.87

13 12 97.698 97.602 2.29 2.29 2.29 0.80 0.03 175.31 7.65 35.26 129.38 3.76

12

20 19 97.829 97.746 1.90 2.21 2.06 0.80 0.03 135.68 6.59 30.38 96.12 3.24

19 18 97.746 97.508 2.21 2.22 2.22 0.80 0.03 84.21 3.80 17.49 61.43 1.86

18 17 97.508 97.414 2.22 2.46 2.34 0.80 0.03 175.35 7.49 34.51 130.41 3.68

17

TOTALES 2667.77 125.11 591.75 1889.66 76.41

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7. GLOSARIO CEAG: Comisión Estatal del Agua de Guanajuato. CNA: Comisión Nacional del Agua INEGI: Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática. SAHOP: Secretaría de Asentamiento Humanos y Obras Públicas. CFE: Comisión Federal de Electricidad.

Documents

Guia Técnica Alcantarillado CEAG