Determinación de la precipitación Media: Métodos (Media Aritmética, Polígonos de Thiessen, Curvas Isohietas)

Método de la Media Aritmética

Consiste en realizar la suma del valor registrado en cada una de las estaciones pluviométricas y/o pluviográficas del área en estudio y dividirla por el número total de estaciones analizadas, siendo el valor así hallado la lluvia media. Se trata de un método de resolución rápida de que conlleva un grado de precisión muy relativo, el cual depende de: el número de estaciones pluviométricas y/o pluviográficas, la forma en que estén localizadas y la distribución de la lluvia estudiada. Es el único método que no requiere de un conocimiento previo de la ubicación de cada estación. El valor buscado se calcula haciendo:

-Método de los Polígonos de Thiessen

Para aplicar este método se requiere conocer la ubicación de cada estación dentro o en la periferia de la cuenca, identificando el área de influencia de cada pluviómetro. Así se van formando triángulos entre las estaciones más cercanas uniéndolas con segmentos rectos sin que éstos se corten entre sí y tratando que los triángulos sean lo más equiláteros posibles. A partir de allí se trazan líneas bisectoras perpendiculares a todos los lados de los triángulos, las que al unirse en el baricentro de cada triángulo conforma una serie de polígonos que delimitan el área de influencia de cada estación.El área de influencia de cada estación considerada (polígono) está comprendida exclusivamente dentro de la cuenca.

Método de las Curvas Isohietas

Para aplicar este criterio se debe contar con un plano de curvas isohietas de la tormenta en estudio. Las isohietas son curvas que unen puntos de igual valores de lluvia y para trazarlas se requiere un conocimiento general del tipo de tormentas que se producen en las zonas de precipitaciones orográficas. Primeramente, se utilizan los mismos segmentos que unen las estaciones en estudio, según Thiessen; y para cada uno de ellos, en función de los montos de lluvia de dichas estaciones, se van marcando sobre los mismos, los valores de lluvia con el cual se irán formando las isohietas.

Bombas Hidráulicas: Introducción.

Una bomba hidráulica es un dispositivo tal que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión .

Se dice que una bomba es de desplazamiento No positivo cuando su órgano propulsar no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola.

A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga , en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza matriz .

Por las características señaladas, en los sistemas hidráulicos de transmisión hidrostática de potencia hidráulica NUNCA se emplean bombas de desplazamiento NO positivo.

Se dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su órgano propulsor contiene elementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresión a la salida. En este tipo de bombas la energía mecánica recibida se transforma directamente en energía de presión que se transmite hidrostáticamente en el sistema hidráulico.

En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, pues a medida que la misma se obstruya, aumenta la presión en el circuito hasta alcanzar valores que pueden ocasionar la rotura de la bomba; por tal causal siempre se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad. con una descarga a tanque y con registro de presión.

Badenes.

Los badenes son depresiones en el perfil de una carretera que permiten el paso de vehículos y además del flujo de una quebrada que atraviesa la vía la superficie de rodadura actúa tanto como una porción del canal como le tramo corto de una carretera una desventaja del Baden es que por lo general implica una reducción en la velocidad de los vehículos que pasan por dicha estructura. La mayor ventaja es que permite el paso de material de arrastre que trae el curso del agua, particularmente si este es de gran tamaño. El badén debe tener una longitud aproximadamente igual al ancho del cauce, de manera que la topografías natural se altere mínimamente.

Así mismo el perfil de la vía debe mantener una transición suave y se debe instalar señales que prevengan al conductor de la existencia de un badén para evitar el transito durante lluvias muy intensas y cuando la vía se encuentre seca, los vehículos no “salten” debido al cambio brusco de pendiente en los extremos del badén.

Es importante proteger el cauce aguas debajo de los mismos debido a que se puede producir erosión regresiva que termina destruyendo el camino.

Bombas Hidráulicas

Una bomba hidráulica es un dispositivo tal que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión .

Se dice que una bomba es de desplazamiento No positivo cuando su órgano propulsar no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola.

A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga , en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza matriz .

Por las características señaladas, en los sistemas hidráulicos de transmisión hidrostática de potencia hidráulica NUNCA se emplean bombas de desplazamiento NO positivo.

Se dice que una bomba es de desplazamiento positivo, cuando su órgano propulsor contiene elementos móviles de modo tal que por cada revolución se genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de la contrapresión a la salida. En este tipo de bombas la energía mecánica recibida se transforma directamente en energía de presión que se transmite hidrostáticamente en el sistema hidráulico.

En las bombas de desplazamiento positivo siempre debe permanecer la descarga abierta, pues a medida que la misma se obstruya, aumenta la presión en el circuito hasta alcanzar valores que pueden ocasionar la rotura de la bomba; por tal causal siempre se debe colocar inmediatamente a la salida de la bomba una válvula de alivio o de seguridad. con una descarga a tanque y con registro de presión.

EMISARIOS

Colector que tiene como origen el punto más bajo del sistema y conduce las aguas al punto de descarga en el curso receptor o al sitio donde se someten a tratamiento. Se caracteriza porque a lo largo de su desarrollo no recibe contribución alguna.

Teniendo  en  cuenta  que  en  los  sistemas  unitarios  los  grandes  volúmenes  de  agua  de  lluvia  aportados conjuntamente  con  las  aguas  negras,  se  observa  la  necesidad  de  buscar  algún  sistema  que  disminuya  al máximo posible su sección, dado que las longitudes de estos emisarios suelen ser importantes. Dos son los sistemas normalmente utilizados:

            Aliviaderos

            Depósito de retención

1. Aliviaderos o vertederos

Son  estructuras  del  sistema  de  alcantarillado  combinado  principalmente  y  del  sanitario  en  ciertos casos, empleados para desviar el caudal o caudales parciales que puedan sobrecargar las plantas de tratamiento o emisarios. Los   aliviaderos son ubicados aguas debajo de las redes, en sitios donde el caudal excedente puede ser drenado fácilmente.

2. Tipos de aliviaderos

a) Aliviaderos Ordinarios

No son los más frecuentes, pues en general la longitud del aliviadero será mayor que el colector de llegada, lo que da origen a los aliviaderos laterales.

b) Aliviaderos laterales

Se presentan dos tipos de aliviaderos:

1.- Aliviaderos normales a la dirección de la corriente, se clasifican en: canal contraído y canal uniforme

2.-  Aliviaderos  transversales,  son  los  más  utilizados  en  los  sistemas  de  alcantarillado, dando  origen  a  dos  formas  constructivas,  la  primera  que  desvía  el  colector  de  llegada hacia la descarga final (planta de tratamiento) y la segunda cuando el colector de llegada continúa en línea recta hacia la descarga final (planta de tratamiento).

c) Aliviaderos de fondo

Son  estructuras  que  consisten  en  una  abertura  en  el  fondo  del  colector  de  llegada  donde  las variaciones  de  los  tirantes  por  incremento  del  gasto,  hacen  que  el  agua  salte  la  abertura  y  pueda dirigirse hacia otro destino.

Por las variaciones indeterminadas del tirante que dificultan el cálculo de una abertura determinada, se construyen placas móviles susceptibles de variación.

3. Depósitos de retención

El  depósito  de  retención  permitirá  evacuar  lentamente  el  volumen  de  agua  acumulado  durante  el periodo  de  aportación  de  las  aguas  de  lluvia.  Las  emisiones  encomendadas  a  un  depósito  de retención pueden ser varias.

CONEXIONES DOMICILIARIAS

Las  conexiones           domiciliarias  son  gestionadas,  a  través  de  las  entidades responsables  (Entidad  de Saneamiento  Municipal),  debiendo  prohibirse  cualquier obra  por  intervención  de  particulares  en  la  red pública. Estas conexiones deben realizarse bajo control Municipal.
Como  regla  de  seguridad  de  utilización  adecuada  de  la  red  interna  domiciliaria (privada),  la  sección adoptada de conexión debe tener un diámetro inferior a la del colector público, buscando que en caso de producirse una obstrucción por uso indebido, el efecto se produzca en el tramo de conexión o en el interior de la edificación.
1. Alternativas de conexión
Son tres las  alternativas que se pueden  considerar:
1.1-  Alternativa “A”
Es el caso más común en nuestro medio, en el cual el colector público es existente y se procede a efectuar una conexión de la última cámara de inspección del inmueble con la tubería de servicio público, a través de la acometida que tiene un alineamiento con una deflexión de 45° con la línea de  la  edificación.  Para  este  efecto  se  realiza  una perforación  de  diámetro  similar  al  tubo  de  la acometida y, luego se procede a la unión de ambas tuberías, en forma cuidadosa, empleando para ello mortero de cemento.
Esta  alternativa  que  prácticamente  resulta  en  una  unión  tubo  a  tubo,  tiene  el inconveniente  que requiere un excesivo cuidado, además afecta la sección hidráulica del tubo, ya que su ejecución casi siempre presenta dificultades por las rebabas (resalto formado por la materia sobrante en los bordes) que se producen en la unión y que pueden originar un taponamiento del colector público, especialmente si este es de diámetro mínimo de 6”.
En todos los casos es recomendable realizar esta unión con un accesorio o codo
1.2.-  Alternativa “B”
Su utilización es práctica cuando el colector público será recién construido y la urbanización tiene definidos  los  frentes  de los lotes de terreno. En este caso es factible prever la instalación, en el colector  público  de  una  ramal  en  “Y”,  cuyo  diámetro  de derivación  sea  igual  al  de   la  tubería domiciliaria  para  luego  ser  extendido  hasta la  cámara  de  salida  de  la  edificación.  Tiene  el inconveniente  de  que  muchas veces,  la  prolongación  del  ramal  de  conexión  no  coincide  con  la dirección requerida por la última cámara domiciliaria por lo que se debe modificar y/o forzar su dirección.
Por  lo  tanto,  en  caso  de  adoptar  esta  alternativa,  es  recomendable  complementar la  conexión ejecutando la acometida y la cámara de salida de la edificación.
1.3.- Alternativa “C”
Presenta  una  nueva  modalidad  mediante  el  uso  de  Conectores,  con  los  cuales  se pretende simplificar y garantizar la ejecución de las conexiones domiciliarias con el cuidado necesario que requiere la red pública cuyo control de calidad pasó por diversas pruebas. Para este efecto, se hace uso  de  una  pieza  adicional  prefabricada  ramal  o dado  conector  (Selín)  que  se  coloca  en  forma lateral o en la clave del colector público.
La conexión en esta alternativa puede ser efectuada en ramal a 45 ° o en forma perpendicular al colector público.
Esta  alternativa  elimina  la  posibilidad  de  formación  de  resaltos  dentro  del  colector  público,  y además se mantiene intacta la sección hidráulica de escurrimiento del colector.
Por  otra  parte,  esta  alternativa  permite  ejecutar  con  un  solo  conector,  hasta  3 conexiones domiciliarias.

ACOMETIDAS A EDIFICIOS

1.  Ramales principales de las acometidas.
Denominase  acometida  al  ramal  principal  de  enlace  de  un  edificio,  desde  el  pozo de  registro principal a  la  alcantarilla  oficial  o,  de  no  existir  esta  a  la  instalación depuradora  domestica correspondiente.
Estos ramales principales deben clasificarse en no visitable y visitables.
En  estos  ramales  los  pozos  de  registro  puede  sustituirse  por  arquetas,  que  de  ser de  dos  clases: general y de registro.
La general deberá recoger todos los ramales secundarios, debe ponerse lo mas próxima posible al pozo  de registro  principal.  Este  pozo  puede  ser  de  planta  circular, cuadrada  o  rectangular,  y revestirse  de  fabrica  o  de  hormigón  enlucido  y bruñido de  cemento.  Sus dimensiones deben ser análogas a las de los registros de los ramales públicos. Estará enlazado a la arqueta general por un ramal. Las de registro deben instalarse en las base de las bajantes y en los encuentros con ramales, así como los quiebros de la red horizontal. Su separación no debe pasar de 30 m y, desde luego, colocarse en todos los   cambios de dirección del ramal y en la unión con otros ramales, así como en el entronque de la red vertical con la red horizontal. Deben ser de 60 cm de lado como mínimo, para profundidades inferiores a 1 m, y de 80 cm para los superiores
2. Red vertical de saneamiento.
Esta integrada por los ramales superficiales o verticales que evacuan las aguas de las instalaciones de las viviendas hasta la red horizontal.
Los tubos de bajada habrán de ser situados  por el técnico constructor lo mas próximo posible a los aparatos sanitarios que se han de desaguar.
El alzado deben de colocarse en los lugares que no perturben la estructura del edificio, y encajados en los muros exteriores de las fachadas. O adosados y sujetos adecuadamente a las paredes de los patios interiores. Su diámetro debe ser de 0.08 a 0.01 m, ya que las mayores superficies pueden producir depósitos.
Las tuberías de ventilación deben hacerse de 10 cm. Las tuberías de gres y fibrocemento pueden sujetarse con anillos metálicos clavados a las paredes, o bien soportes de fabrica. Las salidas de lavados, videts, urinario y puestos de agua deben ser de 30 mm, y las bañeras y uniones con las tuberías de bajada de 40 mm. La tubería general de evacuación puede estar instalada en el sótano de la casa (y, por tanto, enterrado), o en canal abierto o suspendidos de las vigas del techo. Los dos últimos sistemas tienen mayor accesibilidad.
Si la profundidad  de la alcantarilla fuera inferior  a la de los sótanos de los edificios, y estos no pueden  desaguar  directamente,  debe  recurrirse  a  una  instalación, disponiendo  de  un  pocillo  de recogida  del  sótano  un  sistema  de  elevación  que vierta  el  agua  recogida  en  un  sumidero empalmado a la tubería principal de evacuación.

SUMIDEROS DE AGUAS DE LLUVIA

Los sumideros son las estructuras encargadas de recoger  el agua que fluye por las cunetas de la vías con el mínimo de interferencia para el tráfico vehicular y peatonal, evitando se introduzca a los colectores material de arrastre.

1.   Características de los sumideros

Los sumideros pueden tener o no  una capacidad establecida pata interceptar el caudal que corre por la cuneta. Todos los tipos de sumideros captan mas agua a medida que aumenta la altura de agua en la cuneta, pudiendo parte del caudal, sobrepasar el sumidero

Un  sumidero  ubicado  en  un  punto  bajo  de  una  cuneta,  captará  eventualmente toda  el  agua  que alcance  (siempre  que  no  quede  completamente  ahogado),  pero  la altura  de  agua  puede  tornarse excesiva si el sumidero no tuviese una altura suficiente. En los casos mas comunes,  de cuneta con pendiente uniforme en un único sentido longitudinal, las dimensiones significativas son el ancho de la reja normal y el ancho de abertura libre paralela al sentido de escurrimiento en la cuneta.
2.   Ubicación de sumideros
Existe  una  serie  de  reglas  y criterios  para  determinar  la  correcta  ubicación  de  los sumideros, lo detallamos a continuación:
            Ubicar los sumideros en puntos bajos y depresiones!
            En lugares donde se produzca la pendiente longitudinal de las calles!
            Ubicar justo antes de puentes y terraplenes
            Preferiblemente antes de los cruces de calles (esquinas) o de pasos de peatones!
            Ubicar  en vías de longitud considerable y cuando el escurrimiento puede sobrepasar la capacidad de la cuneta se instala un sumidero intermedio
También   es  necesario tener en cuenta un conjunto de recomendaciones que deben llevarse a la práctica durante la etapa de la construcción, las cuales son:
             Analizar el esquema geométrico de cada calle, particularmente su sección transversal, de tal forma de decidir si se debe o no construir un sumidero a cada lado, o solo en el lado bajo.
             En las intersecciones de calles y en especial cuando se deba impedirse el flujo transversal, pueden crearse pequeñas depresiones para garantizar la completa captación de las aguas.
             No  se  deben  ubicar  sumideros  en  lugares  donde  no  puedan  interferir  otros  servicios públicos como electricidad y teléfonos.
3.  Separación entre sumideros
Esta determinado en función de la intensidad de la precipitación, del tipo de calzada y del área de aporte. Sin embargo, en general se mantienen distancias fijas como ser:

Distancia fija    Zonas
25 m              Comerciales y centrales con pavimento de concreto
30 m              Para vías de anchura de 15 m.
50 m              En pavimento de adoquín o en zonas de baja velocidad de transit

Se establece como norma de referencia el espaciamiento máximo entre sumideros en función a la pendiente de la calle según:

Pendiente         Espaciamiento  (m)
0.4 %                         50.0
0.4 % a 0.6 %            60.0
0.6 % a 1.0 %            70.0
1.0 % a 3.0 %            80.0


4.  Tipos de sumideros
La selección del tipo de sumidero apropiado es importante, ya que de ello depende la capacidad de captación del caudal y en consecuencia del caudal que ingresa al colector.
En general los sumideros se dividen en cuatro tipos:
            Sumideros de ventana o acera!
            Sumideros de reja o calzada!
            Sumideros mixtos o combinado!
            Sumideros especiales!

a) Sumidero de ventana o acera
Consiste  en  una  abertura  a  manera  de  ventana  practicada  en  el  bordillo  o  cordón de  la  acera, generalmente  deprimida  con  respecto  a  la  cuneta.  El  sumidero  posee además   de la ventana, un  canal  lateral  de  desagüe,  una  pequeña  cámara  de recolección  de  sedimentos  y  una  tubería  de conexión con el colector publico
La longitud de la ventana normalmente es de 1.50m con una depresión mínima de 2.5cm
El  funcionamiento  hidráulico  de  este  sumidero  es  ineficiente,  en  especial  cuando no  existe  la depresión o se encuentra en calles con pendiente pronunciada. Su mayor ventaja radica en su poca interferencia  con  el  transito            vehicular,  la  margen  de ello  son  costosos  y  captan  fácilmente desperdicios (basuras), que perjudican su normal funcionamiento.
Para   decidir   la   utilización   de   este   tipo   de   sumideros   debemos   considerar  las   siguientes recomendaciones:
            Razones de tipo vial en función a una prioridad de la vía!
            Es recomendable su uso en puntos bajos!
            No  deben  ser  utilizados  cuando  existe  la  posibilidad  de  acarreo  cuantiosos  de sedimentos y desperdicios!
b) Sumidero de reja o calzada
Consiste en la ejecución de una cámara donde penetran las aguas pluviales, esta se cubre con una reja para impedir la precipitación de vehículos, personas u objetos de cierto tamaño. Generalmente consta de una reja propiamente dicha, la cámara de desagüe y la tubería de conexión al colector.
Existen  numerosos  tipos  de  rejas,  tales  como  de  barras  paralelas  a  la  dirección del  flujo  (mas común)  en la calzada, de barras normales a dicha dirección. Existen diferentes formas de barras siendo las mas comunes las rectangulares y las redondas.
La mayor ventaja de este sumidero, es su capacidad hidráulica bastante superior al de ventana, en especial  con  pendientes  pronunciadas.  Su mayor  desventaja son los inconvenientes que causa el transito y la facilidad de captación de desperdicios que tapona el área útil de la reja, además del ruido que se produce cuando un vehículo pasa sobre ella.
Las recomendaciones para la utilización de este tipo de sumidero a continuación:

            Utilizarlos preferentemente en calles o avenidas de pendientes pronunciadas (de un 3% o mas)!
           ! Las rejas de barras dispuestas en forma diagonal, por su uso generalizado y por su ventaja para la circulación de bicicletas.
           ! No  se  deben  utilizar  sumideros  deprimidos  de  rejas  cuando  estos  ocupen  parte  o  la totalidad de la calzada
            No  se  deben  utilizar  en  puntos  bajos,  salvo  cuando  no  sea  posible  colocar  los  de  tipo ventana!
c) Sumidero mixto o combinado
Es una combinación de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos lo mas positivo, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la ocupación de la calzada para el sumidero de rejas.
Las recomendaciones practicas para su utilización son las siguientes:
             Utilizarlos en lugares donde seria en principio, preferibles los sumideros de ventana, pero donde la eficiencia de captación de estos sea menor del 75%
            Es recomendable suponer un área efectiva del 67% del área total de la reja y la ventana.
d) Sumideros especiales
Son aquellos que tienen una configuración algo diferente de los anteriores. Son utilizados en los siguientes casos:
            Conexión de calles con canales abiertos o caudales naturales!
            Colección de aguas superficiales de áreas extensas!
            Conexión directa entre colectores y pequeñas calles naturales!
Para   el cálculo de los diferentes tipos de sumideros, ver el capítulo de referente al “Diseño del alcantarillado pluvial”

TIPOS DE SIFONES

1. Tipos de Sifones  TIPOS DE SIFONES
 
Los principales tipos de sifones son los que  se indican a continuación:

a)  Ramas  oblicuas,   se  emplea  para  cruces  de  obstáculos  para  lo  que  se  cuenta  con  suficiente desarrollo, y en terrenos que no presentan grandes dificultades de ejecución.

 

 b)   Pozo  vertical,  con  una  o  dos  ramas  verticales,  son  preferidos  para  emplazamientos  de  poco desarrollo o en caso de grandes dificultades construidas. Sus características;   de fácil limpieza y reducido espacio, los hacen muy aconsejables

 c)           Ramas verticales,  similar al inciso b

d) Con  cámaras de limpieza,  tiene su aplicación en obras de cruce de vías subterráneas

 El sifón invertido es una obra de costo relativamente elevado y presenta dificultades de limpieza y desobstrucción, razón por la cual debe ser utilizado solamente después de un estudio comparativo con otras alternativas

7.6.2 Velocidades

Para obtener una buena auto-limpieza en el sifón, el objetivo fundamental de un proyecto consiste

en  garantizar  una  condición  de  escurrimiento  tal,  que  por  lo  menos  una  vez  por  día  propicie  la auto-limpieza  de  las  tuberías  a  lo  largo  del  periodo  de  proyecto.  Para  esto,  es  necesaria  la determinación minuciosa de los caudales de aguas Residuales afluentes al sifón.

Un  criterio  de  dimensionamiento,  qué  está  siendo  adoptado  con  gran  éxito  en  Brasil,  es  el  de garantizar una velocidad igual o superior a 0.60 m/s, para el caudal medio, a lo largo de todo el periodo de proyecto.

Este  criterio,  da  resultados  próximos  a  aquellos  obtenidos  por  el  uso  del  criterio  considerado racional de garantizar la auto-limpieza con velocidad de 0.9 m/s para el caudal máximo de una día cualquiera.   Esto   ocurre   por   que   éste   caudal   máximo   de   Aguas   Residuales   es   obtenido multiplicando el caudal medio (excepto el de infiltración) por el coeficiente de la hora de mayor contribución, K2, que normalmente es admitido igual a 1.5.

La  velocidad  máxima,  es  función  de  las  características  del  material  del  sifón  y  de  la  carga

disponible, de un modo general, la misma no debe ser mayor a 3.0 ó 4 m/s.

3 Diámetro mínimo

Considerando   que para tuberías de menor dimensión es mayor la posibilidad de obstrucción, es recomendable que el diámetro mínimo del sifón tenga un valor similar al fijado para los colectores, esto es, 150mm.

Por tanto se recomienda un diámetro de 150 mm como diámetro mínimo.

4. Número de tuberías

El sifón invertido deberá tener, como mínimo dos líneas, a fin de hacer posible el aislamiento de una de ellas sin perjuicio del funcionamiento, cuando sea necesaria la ejecución de reparaciones y/o desobstruccines.

En  el  caso  de  existir  grandes  variaciones  de  caudal,  el  número  de  líneas  debe  ser  determinado

convenientemente  para  garantizar  el  mantenimiento  de  la  velocidad  adecuada  a  lo  largo  del tiempo.

5. Perfil de sifón

La facilidad de limpieza y las pérdidas de carga son dos aspectos que deben ser considerados para

la definición del perfil del sifón. El perfil de mayor uso es el que se asemeja a un trapecio con la base menor para abajo y sin la base mayor.

Así la elección del perfil sea función de las condiciones locales y del espacio para su implantación,

es de importancia fundamental que se procure proyectar el sifón con ángulos suaves que permitan

la utilización de equipos simples para la limpieza y desobstrucción.

6. Cámaras visitables

El sifón invertido debe ser proyectado con dos cámaras visitables, cámara de entrada y cámara de salida.

- Cámara de entrada

La cámara d entrada debe ser proyectada de manera de orientar el escurrimiento hacia las tuberías que constituyen el sifón propiamente dicho, debe prever además dispositivos que permitan:

a)    El aislamiento de cualquiera de las línea para su limpieza.

b)    El  desvío  del  caudal  afluente  para  cualquiera  de  las  líneas,  aisladamente  o  en conjunto con otra.

c)         El desvío o by – pass directamente para un curso de agua o galería.

d)    La entrada de un operador o equipos para desobstrucción o agotamiento.

Los dispositivos para aislamiento de tuberías pueden ser compuertas de madera , que deslizan en ranuras apropiadas, o vertederos adecuadamente dispuestos para permitir la entrada en servicio de

la nueva tubería después de alcanzar el límite de la capacidad  de la anterior.

Generalmente han sido utilizadas compuertas que tienen la ventaja de poder distribuir mejor los caudales, de modo de mantener siempre una velocidad mínima de autolimpieza; sin embargo, ésta alternativa  tiene  la  desventaja  de  requerir  la  entrada  de  personas  en  la  cámara  para  efectuar  la operación de las compuertas.

La utilización del vertedor lateral tiene la ventaja de evitar la entrada frecuente de personas en la cámara,  sin  embargo  ocasiona  mayor  pérdida  de  carga,  pues  es  considerado  un  obstáculo sumergido, cuando el escurrimiento pasa sobre él. Cuando es utilizado el vertedor lateral, deben ser  tomados  los  debidos  cuidados  en  relación  a  las  velocidades  para  atender  las  condiciones  de auto-limpieza.

-  Cámara de salida

Debe ser también adecuadamente proyectada de modo de permitir la inspección, al aislamiento y

la limpieza de cualquier línea del sifón. Las soleras de los tubos afluentes y de la tubería de salida quedarán rebajadas, en relación a la tubería de llegada en la cámara de entrada, en 1/3 del valor correspondiente a la pérdida de carga a lo largo del sifón, más las pérdidas localizadas.

Las cámaras de Entrada y Salida deben ser proyectadas con dimensiones adecuadas, de modo que permitan al acceso y movimiento de personas y equipos, en forma cómoda durante las operaciones que se realicen en las mismas.

7.6.7. Ventilación

Considerables cantidades de aire y gases son arrastrados por el escurrimiento de Aguas Servidas

en  los  colectores  que  funcionan  en  lámina  libre.  En  cambio,  éste  flujo  es  interrumpido  en  la cámara de salida del sifón, ya que el escurrimiento en el sifón se efectúa en conducto forzado.

Debido  a  esa  interrupción,  se  produce  una acumulación de aire y gases que origina una presión positiva  en  la  cámara  de  entrada,  y  puede  provocar  el  escape  de  gases  con  olor  desagradable  a través de orificios y aberturas en las tapas de acceso a las cámaras.

Si  la  cámara  de  entrada  fuese  completamente  hermética,  los  gases  efectuarían  un  camino  en sentido inverso al escurrimiento hasta conseguir salir por las cámaras de inspección aguas arriba del sifón.

En éste caso, todo el oxígeno extraído de la cámara y los gases (principalmente el sulfhídrico que

se  desprende  del  líquido  debido  al  aumento  de  turbulencia)  se  concentran  pudiendo  ocasionar serios problemas de olor. Con la acumulación del sulfatos en la cámara de entrada, el ambiente se torna altamente tóxico, y puede ocasionar la muerte de los operadores que visiten la cámara sin la debida máscara de protección.

Para minimizar este problema, se puede interconectar la cámaras de entradas y salida por medio de una tubería, de modo que los gases sean transferidos para la cámara de salida y arrastrados por el flujo  de  aguas  residuales  aguas  abajo  del  sifón.  Dependiendo  de  la  ubicación  de  la  cámara  de entrada,  los  gases  pueden  ser  lanzados  a  la  atmósfera  siempre  que  las  condiciones  ambientales locales no sean afectadas.

La evacuación de aire y gases se produce a través de una tubería con diámetro que varía desde un décimo  hasta  la  mitad  del  diámetro  del  sifón.  Cuando  se interconectan las cámaras, esta tubería generalmente es ubicada en forma paralela a las tuberías del sifón.

8. Técnica de construcción

La técnica de construcción siempre que el obstáculo a salvar éste constituido por un arroyo o río, con un caudal de volumen apreciable, sigue alguno de los siguientes métodos:

a)         Se monta un andamio perpendicular a la dirección de la corriente; el sifón se instala sobre

el  andamio  y  luego  se  produce  su  descenso  en  bloque  hasta  que  repose  en  un  canal excavado con anterioridad para éste propósito.

b)    El sifón, previamente montado, se suspende mediante grúas flotantes y se sumerge luego hasta reposar en la zanja excavada para tal fin.

c)         El sifón se monta en tierra; se obturan ambos extremos; se recubre el exterior del sifón con   hormigón   proyectado   o   encofrado,   hasta   que   el   peso   del   sifón  compense   su

flotabilidad en el agua; de esta forma se consigue una protección suplementaria contra la

corrosión;  se  conduce  el  sifón  haciéndolo  flotar mediante boyas, hasta que este situado sobre  el  canal  excavado  previamente,  se  sueltan  las  boyas  y  se  sumerge  el  sifón llenándolo con agua.

d)    Se ejecuta el montaje del sifón en la orilla del río que constituye el obstáculo. Desde la orilla  opuesta  y  mediante  cables,  éste  es  remolcado  hasta  su  emplazamiento  definitivo, por vehículos que circulan sobre una vía dispuesta en la prolongación teórica del eje del sifón.

SUMIDEROS DE AGUAS DE LLUVIA

Los sumideros son las estructuras encargadas de recoger  el agua que fluye por las cunetas de la vías con el mínimo de interferencia para el tráfico vehicular y peatonal, evitando se introduzca a los colectores material

de arrastre.

1 Características de los sumideros

Los sumideros pueden tener o no  una capacidad establecida pata interceptar el caudal que corre por la cuneta. Todos los tipos de sumideros captan mas agua a medida que aumenta la altura de agua en la cuneta, pudiendo parte del caudal, sobrepasar el sumidero

Un  sumidero  ubicado  en  un  punto  bajo  de  una  cuneta,  captará  eventualmente  toda  el  agua  que alcance  (siempre  que  no  quede  completamente  ahogado),  pero  la  altura  de  agua  puede  tornarse excesiva si el sumidero no tuviese una altura suficiente. En los casos mas comunes,  de cuneta con pendiente uniforme en un único sentido longitudinal, las dimensiones significativas son el ancho

de la reja normal y el ancho de abertura libre paralela al sentido de escurrimiento en la cuneta.

2 Ubicación de sumideros

Existe  una  serie  de  reglas  y criterios  para  determinar  la  correcta  ubicación  de  los sumideros, lo detallamos a continuación:

            Ubicar los sumideros en puntos bajos y depresiones

            En lugares donde se produzca la pendiente longitudinal de las calles

            Ubicar justo antes de puentes y terraplenes

            Preferiblemente antes de los cruces de calles (esquinas) o de pasos de peatones

            Ubicar  en vías de longitud considerable y cuando el escurrimiento puede sobrepasar la capacidad de la cuneta se instala un sumidero intermedio

También   es  necesario tener en cuenta un conjunto de recomendaciones que deben llevarse a la práctica durante la etapa de la construcción, las cuales son:

            Analizar el esquema geométrico de cada calle, particularmente su sección transversal, de tal forma de decidir si se debe o no construir un sumidero a cada lado, o solo en el lado bajo.

            En las intersecciones de calles y en especial cuando se deba impedirse el flujo transversal, pueden crearse pequeñas depresiones para garantizar la completa captación de las aguas.

            No  se  deben  ubicar  sumideros  en  lugares  donde  no  puedan  interferir  otros  servicios públicos como electricidad y teléfonos.

3 Separación entre sumideros

Esta determinado en función de la intensidad de la precipitación, del tipo de calzada y del área de aporte. Sin embargo, en general se mantienen distancias fijas como ser:

 

4 Tipos de sumideros

La selección del tipo de sumidero apropiado es importante, ya que de ello depende la capacidad de captación del caudal y en consecuencia del caudal que ingresa al colector.

En general los sumideros se dividen en cuatro tipos:

            Sumideros de ventana o acera

            Sumideros de reja o calzada

            Sumideros mixtos o combinado

            Sumideros especiales

a) Sumidero de ventana o acera

Consiste  en  una  abertura  a  manera  de  ventana  practicada  en  el  bordillo  o  cordón  de  la  acera, generalmente  deprimida  con  respecto  a  la  cuneta.  El  sumidero  posee  además   de la ventana, un

canal  lateral  de  desagüe,  una  pequeña  cámara  de  recolección  de  sedimentos  y  una  tubería  de

conexión con el colector publico

La longitud de la ventana normalmente es de 1.50m con una depresión mínima de 2.5cm

El  funcionamiento  hidráulico  de  este  sumidero  es  ineficiente,  en  especial  cuando  no  existe  la depresión o se encuentra en calles con pendiente pronunciada. Su mayor ventaja radica en su poca interferencia  con  el  transito  vehicular,  la  margen  de  ello  son  costosos  y  captan  fácilmente desperdicios (basuras), que perjudican su normal funcionamiento.

Para   decidir   la   utilización   de   este   tipo   de   sumideros   debemos   considerar   las   siguientes recomendaciones:

            Razones de tipo vial en función a una prioridad de la vía

            Es recomendable su uso en puntos bajos

            No  deben  ser  utilizados  cuando  existe  la  posibilidad  de  acarreo  cuantiosos  de sedimentos y desperdicios

b) Sumidero de reja o calzada

Consiste en la ejecución de una cámara donde penetran las aguas pluviales, esta se cubre con una reja para impedir la precipitación de vehículos, personas u objetos de cierto tamaño. Generalmente consta de una reja propiamente dicha, la cámara de desagüe y la tubería de conexión al colector.

Existen  numerosos  tipos  de  rejas,  tales  como  de  barras  paralelas  a  la  dirección  del  flujo  (mas común)  en la calzada, de barras normales a dicha dirección. Existen diferentes formas de barras siendo las mas comunes las rectangulares y las redondas.

La mayor ventaja de este sumidero, es su capacidad hidráulica bastante superior al de  ventana, en especial  con  pendientes  pronunciadas.  Su mayor  desventaja son los inconvenientes que causa el transito y la facilidad de captación de desperdicios que tapona el área útil de la reja, además del ruido que se produce cuando un vehículo pasa sobre ella.

Las recomendaciones para la utilización de este tipo de sumidero a continuación:

            Utilizarlos preferentemente en calles o avenidas de pendientes pronunciadas (de un 3% o mas)

            Las rejas de barras dispuestas en forma diagonal, por su uso generalizado y por su ventaja para la circulación de bicicletas.

            No  se  deben  utilizar  sumideros  deprimidos  de  rejas  cuando  estos  ocupen  parte  o  la totalidad de la calzada

            No  se  deben  utilizar  en  puntos  bajos,  salvo  cuando  no  sea  posible  colocar  los  de  tipo ventana

c)         Sumidero mixto o combinado

Es una combinación de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos lo mas positivo, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la ocupación de la calzada para el sumidero de rejas.

Las recomendaciones practicas para su utilización son las siguientes:

            Utilizarlos en lugares donde seria en principio, preferibles los sumideros de ventana, pero donde la eficiencia de captación de estos sea menor del 75%

            Es recomendable suponer un área efectiva del 67% del área total de la reja y la ventana.

d) Sumideros especiales

Son aquellos que tienen una configuración algo diferente de los anteriores. Son utilizados en los siguientes casos:

            Conexión de calles con canales abiertos o caudales naturales

            Colección de aguas superficiales de áreas extensas

            Conexión directa entre colectores y pequeñas calles naturales

Para   el cálculo de los diferentes tipos de sumideros, ver el capítulo de referente al “Diseño del alcantarillado pluvial”

Ver anexo 7.3

e)  Cálculo de los sumideros (PROXIMOS POSTS)