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COMISIN NACIONAL DEL AGUA

MANUAL DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO

OBRAS ACCESORIAS PARA ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL

JUNIO, 2002 SUBDIRECCIN GENERAL TCNICAGERENCIA DE INGENIERA BSICA Y NORMAS TCNICAS

DIRECTORIO CRISTBAL JAIME JQUEZ Director General DR. ALBERTO JAIME PAREDES Subdirector General Tcnico ING. PRSPERO A. ORTEGA MORENO Subdirector General de Construccin LIC. MARIO ALFONSO CANT SUREZ Subdirector General de Administracin del Agua ING. CSAR HERRERA TOLEDO Subdirector General de Programacin ING. CSAR O. RAMOS VALDS Subdirector General de Operacin ING. CSAR L. COLL CARABIAS Subdirector General de Administracin

La Comisin Nacional del Agua contrat la elaboracin de este libro tcnico con el: INSTITUTO DE INGENIERA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO Segn Convenio de Colaboracin No. UNAM-SGT-GIBNT001/2000, del 1 de abril de 2000.La coordinacin estuvo a cargo de la Subdireccin General Tcnica a travs de la Gerencia de Ingeniera Bsica y Normas Tcnicas. ING. ENRIQUE MEJA MARAVILLA ING. EDUARDO MARTNEZ OLIVER

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CONTENIDOPgina

INTRODUCCIN 1. 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.5 2. 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1. 2.3.2 2.3.3 3. 4. 4.1 4.2 4.3 5. 5.1 5.2 5.3 5.4 6. 6.1 6.2 6.3 7. DESCARGA DOMICILIARIA TUBERA DE CONCRETO TUBERA DE FIBROCEMENTO TUBERA DE POLI(CLORURO DE VINILO) (PVC) Descargas conectadas a 45 Descargas conectadas a 90 por la parte superior de la atarjea TUBERA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD CONCRETO POLIMRICO (POLICRETO) ESTRUCTURAS EN LA CONDUCCIN POZO DE VISITA Pozo fabricado en sitio (in situ) Pozos de visita prefabricados Separacin entre pozos de visita Conexin a pozo de visita CAJAS DE UNIN Caja de conexin Caja de deflexin ESTRUCTURAS DE DISIPACIN DE ENERGA Pozo de visita con cada natural Pozo con cada adosada Estructuras de cada escalonada BROCALES TAPAS INSTALACIN RECOMENDACIONES MARIMBAS COLADERAS CAPTACIN COLADERA DE BANQUETA COLADERA DE PISO BOCA DE TORMENTA ESTRUCTURAS DE DESCARGA CARACTERSTICAS SITIOS DE VERTIDO DATOS DE DISEO CRUCES ELEVADOS1

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2 4 4 6 7 8 8 15 15 16 19 27 28 31 31 31 33 33 33 36 37 39 40 43 43 45 45 45 47 47 53 53 43 54 59

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7.1 7.2 7.3 7.4 8.

AUTO-SOPORTADOS SOPORTADOS ADOSADOS OTRO TIPO SIFONES INVERTIDOS BIBLIOGRAFA

59 60 60 65 67 69

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INTRODUCCIN El Manual de Agua Potable Alcantarillado y Saneamiento referente al tema de Obras Accesorias para Alcantarillado Sanitario y Pluvial, tiene como objetivo fundamental el determinar las estructuras que se utilizan comnmente en los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial como son las descargas domiciliarias, estructuras en la conduccin (pozos de visita, cajas unin y de disipacin de energa), tapas, coladeras, estructuras de descarga, sifones; entre otros, con el fin de brindar al proyectista los elementos necesarios para la elaboracin de proyectos de alcantarillado. El sistema de alcantarillado es un conjunto de obras que sirven para la recoleccin, conduccin y disposicin final de las aguas residuales o de lluvia hasta sitios donde no provoquen daos e inconvenientes a los habitantes de poblaciones de donde provienen dichas aguas, as como a las poblaciones cercanas. La recoleccin de aguas en este sistema puede ser de 3 tipos diferentes: alcantarillado de aguas de lluvia, compuesto de las instalaciones destinadas a la recoleccin y transporte de agua de lluvias, alcantarillado de aguas residuales, sistema que se encarga de la recoleccin y transporte de las aguas residuales domsticas y/o industriales y el alcantarillado combinado que consta de la recoleccin y transporte tanto de las aguas residuales como las de lluvia. Los distintos tipos de accesorios que se utilizan en estos sistemas se incluyen en este manual, as como las caractersticas particulares de cada uno, que se utilizaran de acuerdo a las necesidades especficas de cada proyecto. A continuacin se mencionan algunas definiciones de los conceptos que se manejan. Tubera.- Es un conducto de seccin circular para el transporte de agua, existen de diferentes dimetros y materiales los cuales deben cumplir las normas tcnicas correspondientes de fabricacin. Accesorios.- Se define comnmente a los elementos componentes de un sistema de tuberas, diferentes de las tuberas en s, tales como uniones, codos, tees, etc. Albaales (Descargas Domiciliarias).- Se denominan as a los conductos que recolectan las aportaciones de aguas residuales de una casa o edificio y las entregan a la red municipal. Pozo de visita.- Es una estructura en forma de chimenea vertical que se coloca sobre las tuberas a cuyo interior se tiene acceso por la superficie de la calle, son construidos de tabique, concreto reforzado, o prefabricados, los cuales pueden ser de fibrocemento, concreto, policreto u otros materiales, el pozo de visita tiene por funcin la inspeccin, limpieza y ventilacin de las tuberas,

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Brocal.- Es la estructura colocada en la parte superior de un pozo de visita que sirve de base a la tapa, puede ser de concreto o de Fo. Fo. Tapas.- Son estructuras planas que se colocan sobre el brocal a nivel de la rasante de la vialidad de forma que no interfiera con el trnsito ni cauce deterioro del pavimento, son del mismo material del que esta fabricado el brocal, y deben ser de tipo ranurado o con ventilacin. Coladeras.- Son estructuras de captacin de aguas pluviales que permiten su entrada al sistema de interceptores. Estructura de descarga.- Es la obra final del emisor que permite el vertido de las aguas negras o pluviales a un cuerpo o corriente receptora. Sifones invertidos.- Son estructuras que sirven para salvar el paso de una depresin del terreno.

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1. DESCARGAS DOMICILIARIAS La descarga domiciliaria o albaal, es una tubera que permite el desalojo de las aguas residuales de las edificaciones a las atarjeas de la red urbana o municipal. La descarga se inicia en un registro principal localizado en el interior del predio, provisto de una tapa de cierre hermtico que impide la salida de malos olores, (ver figura 1.1). La profundidad mnima de la zanja se recomienda que tenga un colchn de 0.90 m, sobre el lomo del tubo de la atarjea, en lugares con trfico vehicular, o 0.60 m sobre el lomo cuando no exista trfico, para ms detalles consultar el Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento, en el tema de Alcantarillado Sanitario.

Arroyo vial Silleta de descarga o slant Codo de 90 Albaal Paramento de fachada

Flujo Flujo Atarjea Banqueta Cimiento

Registro Principal

Figura 1.1 Descarga domiciliaria con tubera de PVC El albaal se conecta al sistema de alcantarillado con una pendiente del 2 1 % como mnimo, y con un ngulo de 45. Las piezas necesarias segn el tipo de material de la descarga, deben garantizar que la conexin del albaal a la atarjea sea hermtica.

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Dependiendo del tipo de material de la atarjea o colector, se debe seleccionar de preferencia el mismo material en la tubera de albaal y el de las piezas especiales, as como el correspondiente procedimiento de conexin. Adems, hay que considerar que en algunos casos el dimetro del albaal es muy pequeo en comparacin con el de la atarjea, por lo que no es recomendable que se lleve a cabo la unin directa con un dimetro mucho mayor, sino que es necesario prever una atarjea madrina, la cual servir para ir interceptando los albaales hasta que el dimetro de dicha tubera sea adecuado para unirse a la atarjea de la red municipal; si las dimensiones de las tuberas por unir no permiten el uso de las conexiones existentes, ser necesario hacer uso de un pozo de visita. A continuacin se describen los tipos de materiales que comnmente se emplean en los elementos que constituyen las descargas domiciliarias. 1.1 TUBERA DE CONCRETO Se requiere de una pieza, denominada slant, de concreto con campana y con un extremo espiga cortado a 45 con respecto a su eje; un codo a 45 de concreto con espiga y campana para su acoplamiento al albaal, el cual va unido al slant, ver detalle en la figura 1.2. Las dimensiones de la tubera como de las conexiones necesarias se muestran en la Tabla 1.1. Tabla 1.1 Dimensiones nominales en piezas de concreto. TIPO DE PIEZA Tubera de concreto simple con junta hermtica DIMETRO (m) 0.15 0.20 0.15 0.20 0.15 0.20

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Figura 1.2 Tubera de concreto. 1.2 TUBERA DE FIBROCEMENTO

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La conexin es similar al de una tubera de concreto (ver detalle en la figura 1.3), y en este tipo de material se tienen las dimensiones nominales siguientes, ver tabla 1.2. Tabla 1.2 Dimensiones nominales en piezas de fibrocemento TIPO DE PIEZA DIMETRO (m) 0.15 0.20

Tubera de fibrocemento

Codo de 45 Slant

0.15 0.15

1.3 TUBERA DE POLI(CLORURO DE VINILO) (PVC) Este tipo de material permite: Mayor avance de obra (instalacin) gracias a la longitud de los tubos y su junta con empaque de material elastomrico integrado. Instalar rpidamente las descargas domiciliarias bajo prcticamente cualquier circunstancia, al contar con silletas que no requieren ser cementadas; su diseo con anillo de hule y libres de partes metlicas, aseguran la hermeticidad de la unin instantneamente y a largo plazo.

Los tubos de PVC se fabrican generalmente en longitudes de seis metros, sus dimetros y espesores se muestran en la tabla 1.3. Existen yees y varios tipos de silletas para conectar las descargas domiciliarias a la red, ya sea a 45 a 90(por la parte superior de la atarjea). La seleccin depende del momento de su instalacin (durante o despus de la construccin de las atarjeas, o cuando ya este funcionando el sistema), de las condiciones ambientales (temperaturas altas, lluvias frecuentes), de las experiencias o especificaciones del organismo operador, del costo de instalacin de cada descarga, y de la disponibilidad de dimetro y facilidad de instalacin hermtica de cada pieza.

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Figura 1.3 Tubera de fibrocemento. Hidrulicamente, una conexin a 45 funciona mejor que una a 90 porque genera menor prdida de velocidad del fluido conducido, y contribuye a la capacidad de arrastre de la atarjea; adems el riesgo de taponamiento es menor. Sin embargo, se ha observado que las descargas domiciliarias a 90, conectadas por la parte superior de las atarjeas, no se obstruyen como se piensa (casi todos los pases europeos se conectan de esta forma. Por otra parte, en los edificios con espacios reducidos se 5

utilizan siempre codos de 87 y 0.11 m de dimetro). El agua, al entrar por la parte superior de la atarjea, cae dispersa como regadera, sobre el caudal de la atarjea sin alterar su velocidad. Mecnicamente, una conexin a 90 est menos expuesta a falla porque en ella las cargas externas, por ser paralelas al eje vertical de la silleta, pueden generar nicamente esfuerzos de compresin. Una conexin a 45 puede trabajar a flexin con lo cual existe el riesgo de falla en la unin atarjea-silleta donde se generan los mximos esfuerzos de tensin y compresin. Lo anterior se agudiza en zonas con suelos compresibles. Este caso se resuelve, en buena parte, permitiendo que las uniones atarjea-silleta puedan tener movimiento, como sucede con las yee acopladas con el sistema de unin espiga-campana. Entonces, bajo este planteamiento, la pieza ms vulnerable a falla es la silleta cementar. Los volmenes de obra pueden reducirse si el albaal exterior se instala con una pendiente del 20 al millar (la mnima), para reducir al mximo la profundidad de su zanja (respetando el colchn mnimo de 0.90 m, en el arroyo de la calle) y, mediante el codo y un tramo de tubo con campana, conectarse a la silleta acoplada en la atarjea. Las piezas necesarias para una conexin a 45 son: albaal, codo de 45, y silleta cementar o yee. Mientras que para una conexin a 90 se requiere de un codo de 90 y silleta clic, (ver figura 1.4). Una vez que se realicen las operaciones de descubrir (si la red de atarjeas ya existe), marcar los puntos (aguas arriba y aguas abajo) donde se conectarn la descarga domiciliaria y excavar la zanja con la profundidad y pendiente adecuadas, pueden llevarse a cabo los siguientes procedimientos: 1.3.1 Descargas conectadas a 45 Cuando la descarga domiciliaria se realiza con yees, se corta el tubo en el punto marcado y se acopla el cople conexin, la yee y el codo de 45 se colocan para recibir el albaal. Si el punto donde se conecta la descarga coincide con la campana de un tubo, o se conecta a otra yee, no se requiere el cople conexin; cada yee contribuye a la longitud de la atarjea, (ver figura 1.4) Se le llama silleta cementar a la conexin que puede acoplarse con un anillo de hule o pegarse con cemento, se puede realizar la conexin durante la construccin o una vez que ya esta funcionando el sistema. Si la unin es con cemento, es necesario fijar la silleta por medio de un par de abrazaderas metlicas y esperar por lo menos dos horas antes de probar la hermeticidad de la unin. Las abrazaderas podrn retirarse despus para utilizarse nuevamente. El codo se inserta a la silleta de la misma forma que la tubera y en direccin apropiada para recibir el albaal. El procedimiento de su instalacin es:

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Localizar el punto exacto de la descarga y utilizando la silleta como gua marcar la perforacin que se har en el tubo. Con una broca hacer varias perforaciones a una distancia de 0.015 m de la marca, terminar el corte con ayuda de un serrucho. Limpiar la rebabas y sobrantes en la perforacin. Montar las abrazaderas sobre el tubo dejando una holgura para recibir la silleta. Si se utiliza anillo de hule, montar ste alrededor de la perforacin del tubo, montar la silleta de acuerdo al marcado y apretar los flejes hasta evitar que la silleta gire o se deslice. Si no, limpiar las reas de contacto de la silleta y el tubo. Aplicar una capa uniforme y abundante de cementante en las reas de contacto que se limpiaron previamente, esto se logra al utilizar un aplicador (para tinte de pelo) y aplicar cordones de cementante perimetrales a la perforacin (primero en la silleta y luego en el tubo) espaciados de 0.003 a 0.005 m, en toda el rea de contacto. Montar inmediatamente la silleta en el tubo (para evitar que el cemento se volatilice), apretar los flejes alrededor de ella dndoles una tensin que no permita su desplazamiento. Una vez instalada la silleta, proceder a la instalacin del codo y albaal exterior e iniciar el relleno apisonado.

1.3.2 Descargas conectadas a 90 por la parte superior de la atarjea La silleta clic est diseada para conectarse por la parte superior del tubo y para evitar que la unin de la descarga domiciliaria pueda concentrar cargas externas sobre la parte del tubo donde se apoya, est provista de una canastilla de polipropileno, colocada en el interior de cada campana, que permite el deslizamiento vertical, a lo largo, de la espiga acoplada. Al accionar sus dos brazos hasta el broche, desliza hacia arriba un niple engrasado de un extremo que expande su empaque y lo presiona contra las paredes de la perforacin del tubo y logra hermeticidad; se sujeta al quedar la parte abocinada dentro del tubo. El procedimiento de instalacin de la silleta clic es el siguiente: Se traza el eje longitudinal del tubo y con una lnea perpendicular a ste, se marca el centro. Con una perforadora de sierra o de calor, completamente vertical, se perfora lentamente un crculo en el tubo. Por ejemplo, si la descarga es de 0.16 m, se utiliza una perforadora de 0.159 m. Se eliminan las rebabas. Se toma la silleta y se cerciora que los brazos estn en posicin vertical y que el empaque est dentro de su nicho para asegurar que pase por la perforacin. 7

Se asienta bien la base de la silleta y se giran simultneamente los brazos hacia su posicin horizontal asegurndose que pasen por el broche. Una vez instalada la silleta, se acoplan el tubo vertical, el codo y el albaal exterior y se inicia el relleno apisonado

Se puede utilizar un sifn domiciliar, el cual puede integrarse o sustituir al registro, ya que evita la entrada de insectos y malos olores a la vivienda. Las dimensiones de las tuberas y conexiones se muestran en la tabla 1.3. 1.4 TUBERA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD.

Se utiliza un slant o una silleta de 45 y un codo a 45. La unin se hace mediante termofusin si el sistema esta seco, de lo contrario se emplea una silleta de polietileno sujetada con una abrazadera, ver detalle de la figura 1.5. Este tipo de material es el menos utilizado en campo, debido a que la unin de la tubera y de algunas conexiones requiere de equipo y personal especializado, ya que se realiza a base de termofusin, (ver figura 1.5). 1.5 CONCRETO POLIMRICO (POLICRETO)

Es un material fabricado con base de matriz sinttica y agregados minerales inorgnicos (no usa cemento tipo Prtland). Entre sus aplicaciones para uso sanitario se encuentran: tapas, registros sanitarios para casa habitacin, coladeras pluviales, brocales, tapas y pozos de visita, silleta de transicin PVC-concreto, para descargas domiciliarias. El registro sanitario de Policreto tiene un diseo que permite la salida de tubos de PVC de 0.16 m o de concreto de 0.15 m de dimetro. Adems, cuenta con accesos laterales preparados para recibir tubo de PVC de 0.11 m y de 0.05 m. Cuenta con una coladera integrada de fierro fundido de 0.20 x 0.20 m, ver figura 1.6, su ubicacin dentro del predio, debe ser tal que garantice el colchn mnimo en el albaal exterior. Tabla 1.3 Dimensiones nominales de piezas de PVCTIPO DE PIEZA DIMETRO (m) 0.160 0.200 0.250 0.315 0.450 0.525 0.600 DIMENSIONES (m)

Tubera PVC

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M1 Silleta clic 0.200 a 0.125 0.250 a 0.125 0.160 a 0.110 0.160 a 0.160 0.200 a 0.110 0.200 a 0.160 0.250 a 0.110 0.250 a 0.160 0.315 a 0.160 0.200 a 0.110 0.200 a 0.160 0.250 a 0.110 0.250 a 0.160 0.315 a 0.110 0.315 a 0.160 L2 Codo 45 0.110 0.160 0.200 0.110 0.160 0.200 0.250 0.315 0.110 0.125 0.060 0.081 0.099 L2 0.060 0.081 0.099 0.134 0.144 0.067 0.067 L1 0.323 0.393 0.362 0.431 0.437 0.506 0.531

M2 0.104 0.104 L2 0.081 0.081 0.099 0.099 0.134 0.134 0.144 Z1 0.002 0.037 -0.016 0.019 -0.037 -0.003 -0.032 Z2 0.168 0.194 0.195 0.221 0.228 0.254 0.297

H 0.185 0.185 Z3 0.159 0.194 0.180 0.214 0.206 0.241 0.275

Yee

Silleta cementar

Se fabrican a partir de las yees, o de tubo

Z1 0.026 0.037 0.046 Z1 0.059 0.084 0.105 0.132 0.166 L1 0.550 0.600

Z2 0.029 0.042 0.054 Z2 0.065 0.091 0.113 0.143 0.180

Codo 87

Sifn domiciliar

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Figura 1.4 Descargas domiciliarias con piezas de Policloruro de vinilo (PVC).

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Sus dimensiones nominales son: 0.40 m de ancho, 0.60 m de largo y 0.55 m de altura.

0 . 4 0 0 . 6 0

0 . 5 5 C o l a d e r a 0 . 2 0 x d e F o . 0 . 2 0 m F o .

Figura 1.6 Registro domiciliar prefabricado La silleta de policreto ha sido diseada para unir el albaal de PVC de cemento a tubos de concreto que cumplan con las normas mexicanas NMX-C-401-1996ONNCCE NMX-C-402-1996-ONNCCE. Las medidas nominales son: 0.20x0.11 m, 0.20x0.16 m, 0.25x0.16 m, 0.30x0.16 m, ver figura 1.7. Su colocacin se realiza perforando cuidadosamente con un cincel el tubo de concreto con la forma de entrada de la silleta, posteriormente se limpian las superficies de modo que se encuentren libre de polvo y grasa; se aplica una capa de cementante a las dos superficies del tubo y la silleta, se coloca la silleta y se sella con el adhesivo cementante formando un chafln perimetral.

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Figura 1.5 Detalles de unin para tubera de polietileno.

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10.200 0.200 0.250 0.300

20.110 0.160 0.160 0.160

1

PERFIL

Figura 1.7 Silleta de policreto.

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2. ESTRUCTURAS EN LA CONDUCCIN Las estructuras en la conduccin son aquellas obras o dispositivos, complementarias de las tuberas o conductos, que son esenciales para el buen funcionamiento de los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial, permiten la inspeccin y limpieza de las alcantarillas, disipan la energa con que llega el agua y ayudan en la unin de varias tuberas en los cambios de dimetro, direccin y pendiente. De acuerdo a sus caractersticas particulares las estructuras en la conduccin se clasifican en pozos de visita, cajas unin y disipadores de energa, (cajas con cada). Los pozos de visita tienen por funcin la inspeccin, limpieza y ventilacin de las tuberas. Atendiendo al dimetro interior de las tuberas de llegada y /o salida los pozos de visita se clasifican en comunes y especiales. Las cajas unin de acuerdo a su funcin pueden ser de conexin, de deflexin, y en algunos casos pueden presentar ambas funciones. Las estructuras de disipacin de energa se agrupan en tres bloques, cada adosada, cada natural y cada escalonada. 2.1 POZO DE VISITA

Los pozos de visita son estructuras construidas sobre las tuberas, a cuyo interior se tiene acceso por la superficie de la calle. Su forma es cilndrica en la parte inferior y troncocnica en la parte superior, son suficientemente amplias para darle paso a un hombre y permitirle maniobrar en su interior (el piso es una plataforma con canales que prolongan los conductos y encauzan sus corrientes). Una escalera de peldaos de fierro fundido empotrados en las paredes del pozo permite el descenso y ascenso al personal encargado de la operacin y mantenimiento de los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial. El acceso a la superficie se protege con un brocal de fierro fundido o de concreto y con una tapa perforada, tambin de fierro fundido o de concreto, permitiendo el acceso a su interior y la salida de gases. A profundidades de 1.50 m o menores los pozos de visita tienen forma de botella y a mayores de 1.50 m se construye en la parte cilndrica con el dimetro interior necesario de acuerdo con los dimetros de las tuberas que a l concurran y la parte troncocnica con paredes inclinadas a 60 que rematar con otra cilndrica de 0.60 m de dimetro interior y 0.25 m de altura aproximada la cual recibir al brocal y su tapa. Los pozos de visita pueden ser por el procedimiento de construccin construidos "in situ" o prefabricados, su eleccin depende de un anlisis econmico y en el caso de alcantarillado sanitario se debe asegurar la hermeticidad de la estructura y de la conexin de la tubera.

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2.1.1

Pozo fabricado en sitio (in situ)

Comnmente el pozo construido in situ puede ser de tabique rojo recocido, concreto reforzado o mampostera de piedra. Se usan frecuentemente los tabiques y los bloques de concreto, porque las formas necesarias para la construccin a base de concreto, aumentan el costo de la construccin. Las paredes del registro deben tener, por lo menos, un espesor de 0.20 m. Puede necesitarse un espesor mayor en suelos inestables en registros profundos o para evitar la humedad. Cuando se use tabique, se recomienda que el espesor mnimo sea de 0.28 m. Estos se deben aplanar y pulir interiormente con mortero (cemento-arena), el espesor del aplanado debe tener como mnimo 0.01 m. Para evitar la entrada de aguas freticas o pluviales, el aplanado se realiza exteriormente, nicamente en los pozos de visita del alcantarillado sanitario. Se deben aplanar las dos caras del pozo con mortero mezclado con impermeabilizante integral. Las paredes de concreto pueden construirse con menor espesor que las de tabique, pero debe ser reforzado con varillas de acero. La cimentacin del pozo puede ser de mampostera o de concreto; en terrenos suaves se har de concreto armado an cuando la chimenea sea de tabique. Para formar la media caa se coloca el tubo en el fondo del pozo despus se construye el pozo. Cuando se ha terminado el trabajo, se corta la mitad superior del tubo dejando un canal liso y abierto a travs del pozo. El piso del pozo se construye con inclinacin hacia el centro y de tal modo que las aguas escurran al canal de forma semicircular o en U, de mayor capacidad que las atarjeas tributarias. Las paredes del canal deben tener altura suficiente para evitar que el agua rebose sobre el piso inclinado. Esto exige que las paredes laterales de la media caa se eleven casi hasta la altura de la clave de la atarjea. En algunas atarjeas el tirante del canal de escurrimiento a travs del registro se hace que sea igual al dimetro total de la atarjea. El piso debe tener una pendiente de 0.1 a 0.083 (desnivel de 0.01 m en sentido vertical por 0.10 a 0.12 m en sentido horizontal) hacia la atarjea. En los pozos donde concurran dos o ms conductos, al mismo nivel aproximadamente, las medias caas del fondo deben colocarse a la misma altura o cota las claves de los tubos o los extremos de las tuberas de menor dimetro, cuando los ms grandes estn funcionando a toda su capacidad, ver tabla 2.1, En el caso del diseo de la atarjea, sea de bayoneta, la distancia mxima entre las dos medias caas dentro del pozo ser de 0.50 m. Si el pozo se construye en planta de forma de elipse, no debe ser menor de 0.90 m de ancho, por 1.20 m de largo, para una altura de 1.20 m, y si son circulares, 1.20 m de dimetro. En caso de colectores o subcolectores con tuberas de ms de 1.20 m de dimetro el pozo de visita debe centrarse en la interseccin de las tuberas y tener una 16

cimentacin especial. Para tuberas de mayor dimetro, las paredes del pozo o caja se construyen en prolongacin de las paredes del conducto. Son caractersticas importantes de estos diseos, el tamao del acceso y el espacio de trabajo, as como la resistencia de la estructura. Se debe evitar hacer entradas en los registros menores de 50 cm de dimetro, siendo comn entradas de 60 cm. Un hombre debe pasar a travs de cualquier entrada que permita el paso de sus caderas, siempre que pueda doblar las rodillas y volver los hombros inmediatamente despus de haber pasado por el orificio de entrada. Por tal razn, se recomienda el ensanchamiento de los pozos de visita por debajo de la estructura. En el caso de requerir un pozo de visita exclusivo para la inspeccin y limpieza de la tubera, se opta por colocar una chimenea troncocnica de tabique rojo, la cual se une directamente a la tubera. 2.1.1.1 Pozo de visita Comn Los pozos comunes (PC) tienen un dimetro interior inferior de 1.20 m y se utilizan con tuberas de 0.20 m hasta 0.61 m de dimetro, (ver plano 2.1 a y plano 2.1 b). La profundidad mnima que se maneja para este tipo de pozo es 1.00 m hasta la profundidad indicada en el proyecto. La base superior de todos los pozos de visita ser de 0.60m de dimetro interior. 2.1.1.2 Pozo de visita Tipo Especial para tuberas de 0.76 a 1.07 m de dimetro El pozo de visita Tipo Especial 1 (E1) para deflexin presenta un dimetro interior inferior de 1.50 m para tuberas de 0.76 a 1.07 m de dimetro, (ver plano 2.2). La profundidad mnima que se maneja por lo general para este tipo de pozo es de 1.50 m 2.1.1.3 Pozo de visita Tipo Especial para tuberas de 1.22 m de dimetro. El pozo de visita Tipo Especial 2 (E2) de deflexin presenta un dimetro interior de 2.0 m para tuberas con dimetro de 1.22 m, (ver plano 2.3). La profundidad mnima que se maneja para este tipo de pozo es de 2.00. 2.1.1.4 Otros tipos de pozos de visita En los planos (plano 2.4, plano 2.5, plano 2.6 a plano 2.7) se presentan algunos ejemplos de diseo de pozos de visita que a continuacin se describen su uso. a) Pozo de visita y conexin con atarjea Conexin directa al tubo de 1.50 m a 3.05 m de dimetro Chimenea de concreto reforzado de 0.91 m de dimetro 17

La estructura de la figura 2.4 es un pozo de visita y conexin de atarjea para colectores de 1.50 a 3.05 m de dimetro, su forma es como la de un matraz, su acceso a l y la salida de gases es mediante una tapa perforada de 0.80 m de dimetro, descansa sobre un brocal de fierro fundido, le siguen tres hiladas de tabique como mnimo para permitir futuras nivelaciones, colocados sobre una base de 0.30 por 0.40 m de altura de concreto reforzado, seguido de un tubo de concreto reforzado con 8 varillas de 3/8, el cual llega directamente hasta el colector, la forma de recubrimiento exterior del colector tiene forma octagonal; para su descenso e inspeccin se colocan escalones con varilla de 7/8 a lo largo de este conducto hasta el fondo de pozo. b) Pozo de visita Tubo de 1.83 m de dimetro con caja de conexin Chimenea de concreto reforzado de 1.22 m de dimetro El pozo de visita del plano 2.5, esta diseado para colectores de 1.83 m de dimetro, el acceso consiste en un tubo de concreto de 1.22 m de espesor, con paredes de concreto de 0.12 m de espesor y escalera marina de varillas de 7/8 1de dimetro, con una separacin de escalones de 0.30 m, el ancho de cada escaln ser de 0.40 m con una profundidad de 0.12 m entre la pared y la varilla, la escalera debe llegar hasta el fondo del colector. c) Pozo de visita Conexin directa a tubo de 1.83 m 2.13 m 2.44 m de dimetro Chimenea con tubo de concreto de 0.91 m de dimetro Los pozos de visita para colectores de 1.83, 2.13 y 2.44 m de dimetro pueden ser construidos como se aprecia en el plano 2.6, su acceso a la superficie se realiza mediante una tapa de 0.60 m de dimetro que descansa en un brocal, seguido de tres hiladas de tabique a plomo como mnimo, posteriormente un nmero de hiladas de tabique como se muestra en el plano 2.3, la disposicin indicada es el mnimo que se puede usar, estos tabiques descansan sobre un firme de 0.25 m de altura, del cual baja un conducto de 0.91 m de dimetro con paredes de concreto de 0.075 m de espesor, el espacio entre el tubo y los tabiques debe quedar libre de mortero. El tubo del pozo de visita descansa sobre el colector donde las varillas de refuerzo del tubo se doblarn para anclarse en las trabes. Este tipo de pozo no deber usarse cuando H sea menor de 1.00 m. d) Pozo de visita Conexin directa al tubo de 2.44 m de dimetro Chimenea de tabique de dimetro variable En el plano 2.7, se aprecia un ejemplo de pozo de visita con chimenea de tabique para colector de 2.44 m de dimetro, su acceso a la superficie se realiza mediante una tapa 0.60 m de dimetro que descansa en un brocal, seguido de tres hiladas de tabique a plomo como mnimo, posteriormente se colocan otras hiladas de tabique como se muestra en el plano 2.7, la disposicin indicada es el mnimo que puede 18

usarse, estos tabiques se colocan sobre un firme de 0.25 m de altura, del cual baja un conducto de 0.76 m de dimetro con paredes de concreto de 0.11 m de espesor, el espacio entre el tubo y los tabiques debe quedar libre de mortero. El tubo de 0.91 m de altura llega a descansar sobre la chimenea de tabique a tizn la cual se ancla sobre el colector de 2.44 m de dimetro mediante trabes con una separacin de 1.20 m. 2.1.2 Pozos de visita prefabricados

Los pozos prefabricados son estructuras que aseguran el funcionamiento de los Sistemas de Alcantarillado Sanitario y Pluvial, evitan la contaminacin de los acuferos o la recepcin de sustancias peligrosas, su peso es relativamente ligero, lo cual asegura una fcil maniobra de instalacin, pueden ser fabricados de fibrocemento, concreto, policreto u otros materiales, se entregan en obra como una unidad completa. A continuacin, se describen las caractersticas de algunos tipos de pozos prefabricados. 2.1.2.1 Pozos de fibrocemento La estructura del pozo est constituida por un tubo, base y conexiones de fibrocemento, formando una unidad integrada y hermtica que evita la contaminacin e infiltracin hacia los niveles freticos. Se fabrican segn las especificaciones del proyecto, considerando la profundidad, dimetro y posicin de las conexiones; esto reduce considerablemente el tiempo de instalacin en el lugar de la obra, se entregan como una unidad completa, lista para ser instalada. Su peso, relativamente ligero asegura una fcil maniobra e instalacin. La mxima profundidad de una unidad es de 5.00 m, puede suministrarse pozos de mayor profundidad si el proyecto lo requiere, esto se logra mediante el empleo de un cople con junta hermtica. Para su cotizacin el incremento es de 0.25 m La hermeticidad se garantiza con una tapa fibrocementada en la base del pozo. La losa de la parte superior de los pozos puede ser prefabricada o construida en el lugar, generalmente es de concreto, se podr colocar un anillo de hule en el permetro de la boca del pozo antes de asentar la losa, la cual sirve para dar hermeticidad al pozo y eliminar las cargas puntuales. La tapa y el brocal pueden ser de fierro fundido o de concreto Todas las conexiones de entrada y salida se colocan en el pozo segn las especificaciones del proyecto. Los tubos se conectan a los pozos por medio del sistema de cople con anillo de hule. Para una mejor instalacin debe considerarse lo siguiente:

19

Profundidad de las tuberas del nivel del terreno natural al nivel de arrastre, donde se va a colocar el pozo. Dimetro del emisor, colector y atarjeas a conectar. ngulo que forman el emisor, los colectores y atarjeas de entrada y salida. Cadas adosadas, si se requieren.

Los tipos de pozos de visita de fibrocemento integral (ver figura 2.1) que se fabrican actualmente son los siguientes: Tabla 2.1 Caractersticas de los pozos de visita de fibrocementoDIMETRO INTERIOR (m) 1.20 1.50 2.00 Hasta 2.00 DIMETRO DE TUBERA (m) 0.20 a 0.60 0.75 a 1.10 1.22 a 2.00 0.20 a 0.25 H RANGO (m) 1.00 a 5.00* 1.00 a 5.00* 1.00 a 5.00* 1.00 a 5.00*

TIPO DE POZO COMN ESPECIAL 1 ESPECIAL 2 CADA ADOSADA

* Puede ser mayor a 5.00 m segn lo considere el proyecto.

El pozo de visita se deber desplantar sobre una plantilla compactada con un espesor mnimo de 0.10 m, o bien sobre una base de concreto para evitar cargas puntuales, o para asegurar su posicin donde el nivel fretico es alto y existe peligro de flotacin, debiendo quedar ahogado el pozo de visita en la base de concreto. 2.1.2.2 Pozo de visita de concreto Actualmente, los pozos de visita de concreto se fabrican con un dimetro interior de 1.20 m y se usan para unir tuberas de 0.20 a 0.61 m, con entronques de hasta 0.45 m de dimetro, estn constituidos por un cilindro de altura variable con tapa inferior y un cono concntrico de 0.60 de altura y 0.60 m de dimetro superior como se aprecia en la figura 2. 2. La profundidad de estos pozos es adaptable a las necesidades del proyecto, se pueden unir dos o ms segmentos de tubo de longitud de 2.5 m acoplados con junta hermtica mediante el empleo de anillo de hule, comercialmente se venden en segmentos de 0.90 m y 2.50 m.

20

0

. 6 0

m B r o c a l y t a

0

. 6 0 p a

m B r o c a l y t a p a

A E E C

n o

il lo p l e

d e

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H

H

d

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D

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N G CI T O U R D T I N E L C I O C NO C O Ta l 5 . 0 0 in t e r io a d ( v a m P a r a H

A L LO N G P L E I Nm a y o r d e

I T U I SD O I N M A L T R T E R M E D I O5 . 0 0 E d m = = E D

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P D H = =

a D P

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i m e t r o r o f u n d id

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b l e )

s p e s o r i m e t r o

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r io

r

d

e

Figura. 2.1 Pozo de visita de fibrocemento Estos pozos se fabrican con las preparaciones necesarias para poder conectarse de manera hermtica a las tuberas de la red de alcantarillado, mediante el empleo de anillo de hule en las uniones. Los pozos de vista de concreto estn sellados en su base con una tapa del mismo material. La tapa de la parte superior de los pozos puede ser prefabricada o construida en el lugar. El pozo de visita se deber desplantar sobre una plantilla compactada para asegurar su posicin donde el nivel fretico es superficial y existe peligro de subpresin, esta base debe ser de concreto reforzado el espesor de la base de concreto deber calcularse de acuerdo a la magnitud de la fuerza de flotacin. Todas las preparaciones de entrada y salida se colocan en el pozo segn las especificaciones del proyectista. En general los datos que requiere el fabricante son los mismos que para los pozos de fibrocemento. Tabla 2.2. Caractersticas de los pozos de visita de concreto prefabricadosTIPO DE POZO DIMETRO INTERIOR (m) DIMETRO DE TUBERA (m) H RANGO (m)

21

COMN

1.20

0.20 a 0.61

Segmentos de 0.90 y 2.50

0 . 6 0 0 . 6 0 S e g m e n t o d e 0 . 9 0 m m v a r ia b le 2 . 5 0 m

m C

o n o

c o n c

n t r ic o

y

A S

n il lo

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h u le

e ll a d o c o n m o r t e r o 0 . 2 a d e 0 . 6 1 h u le m

d e

S e 0 . 9 0

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y

e n t o 2 . 5 0

m A

n il lo

B

a s e

d e C O

c o R

n c r e t o 1 . 2 0 m T E L O N G I T U D I N A L I S O M T R I C O

Figura 2.2 Pozo de visita prefabricado de concreto 2.1.2.3 Pozos de visita de policreto El policreto es un material fabricado con matriz sinttica y agregados minerales inorgnicos, la composicin qumica depender de las caractersticas de resistencia mecnica, fsica y del medio ambiente que se requiera, adems es un material ligero y resistente a la corrosin. Los pozos de policreto se fabrican con junta hermtica para cualquier tipo de tubo, concreto, asbesto-cemento y PVC. Acepta tuberas de 0.30 m hasta 0.91 m. Su profundidad se adapta a las necesidades del proyecto, porque cuenta con mdulos de 1.50 m y 3.00 m, ajustables en campo, pero puede construirse un pozo de una sola pieza de 6.00 m o de la dimensin que requiera el proyecto. La configuracin de la base esta diseado para diversos accesos y dimensiones de tubera, adems el cuerpo del pozo puede ser recortado con un disco de corte, para ajustarlo al sitio, (ver figura 2.3). La tapa del pozo es construida del mismo material Los datos que requiere el fabricante para determinar el tipo y caractersticas del pozo de visita son:

22

Profundidad de las tuberas del nivel del terreno natural al de arrastre, en el sitio donde se colocar el pozo. Dimetro del emisor, colectores y atarjeas a conectar. ngulo que forman; emisor, colectores y atarjeas de entrada y salida. Cadas adosadas, si se requieren. Tabla 2.3 Caractersticas del pozo de policretoDIMETRO INTERIOR (m) 1.20 DIMETRO DE TUBERA (m) H RANGO (m) 1.50 a 3.00*

TIPO DE POZO

COMN

0.30 a 0.90

* Puede ser de 1 pieza de 6 m

2.1.2.4 Pozo de visita construido de polietileno de alta densidad (HDPE) HDPE significa de alta densidad y la alta densidad significa que resiste la abrasin, la reproduccin de bacterias, algas y hongos. Se pueden producir numerosos accesorios fabricados del mismo material que se unen por medio de fusin trmica. Todos los adaptadores de tubera se maquinan partiendo de un trozo cilndrico nico de plstico HDPE. Los depsitos y pozos de visita s extruyen en forma de cilindro continuo entero usando el mismo proceso. Para la fabricacin de estos productos, slo se usa material HD PE3408 con clasificacin celular segn ASTM 3350, que cumple los requisitos de la especificacin estndar para moldeo de plsticos de polietileno y materiales de extrusin, ASTM D 1248, tipo III, clase C, categora 5, grado P34. Todos los adaptadores cumplen o exceden las normas ASTM actuales, y se pueden construir de acuerdo a las especificaciones del proyectista. Algunas de las caractersticas notables son: Gran capacidad de dimetro interior hasta 3.0 m

23

1 2 3

4

5

6

Figura 2.3 Pozo de visita prefabricado en policreto Resistente a la corrosin y las sustancias qumicas Resistente a los golpes, es duradero Ligero y fcil de instalar Hermtico

24

Figura 2.4 Pozo de visita de HDPE El pozo de visita de polietileno de alta densidad no es afectado por gases de drenaje o sulfuro de hidrgeno, son hechos con la misma calidad con que se elabora la tubera de Polietileno de alta densidad. Las paredes de la tubera y de los pozos de visita son bastante robustas para resistir las condiciones del suelo en donde son colocados. Hidrulicamente ofrecen caractersticas de flujo continuo. La superficie de polietileno de alta densidad, es lisa, con lo que se aumenta al mximo la capacidad del flujo a travs del pozo de visita. Entre los accesorios opcionales est la escalera de mano que se solda trmicamente al pozo de vista. Los pozos de visita estn disponibles como una pieza desde alturas de 12 m, en dimetros de 1.20 m y 1.50 m, ver figura 2.5. En cuanto a los dimetros de los orificios del pozo para unin con la tubera hay disponibles de 0.46 m a 1.38 m, como se muestra a continuacin: Tabla 2.4 Caractersticas del pozo de visitaTUBERA DIMETRO INTERIORNominal (m)

TUBERA DIMETRO EXTERIORNominal (m)

ESPESOR DE LA TUBERANominal (m)

DIMETRO INTERIOR DEL POZONominal (m)

DIMETRO INTERIOR DEL POZONominal (m)

18 21

0.46 0.53

23.7 26.7

0.60 0.68

1.56 1.56

0.04 0.04

48 48

1.22 1.22

60 60

1.52 1.52

25

24 27 30 33 36 42 48 54 Notas:

0.61 0.68 0.76 0.84 0.91 1.07 1.20 1.38

29.7 32.7 35.7 38.7 42.8 48.8 55.4 61.5

0.75 0.83 0.91 0.98 1.09 1.24 1.41 1.51

1.56 1.56 1.56 1.56 1.91 1.91 2.04 1.17

0.04 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05 0.03

48 48 48 48 48 48 * *

1.22 1.22 1.22 1.22 1.22 1.22 * *

60 60 60 60 60 60 60 60

1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52

* No disponibles, pedidos sobre diseo.

Tabla 2.5 Espesor del pozo de visita para dimetro interior de 48 y 60DIMETRO INTERIOR DEL POZONominal 48 60 (m) 1.22 1.52

ESPESOR DEL POZO DE VISITANominal 2.0 2.3 (m) 0.05 0.06

DIMETRO INTERIOR ESTNDAR (Ver tabla anterior)Nominal 18 42 18 54 (m) 0.46 1.07 0.46 1.38

La altura de un pozo de visita se determina desde la plantilla de la tubera que va unida al pozo. Es muy recomendable que la chimenea del pozo de visita por lo menos sea 0.30 m ms alto que lo requerido, para absorber algunas variaciones en el nivel del terreno sin salir de la rasante del pavimento. Pueden hacerse ajustes menores en el campo cortando el tramo recto del pozo a la altura requerida. Los pozos de visita pueden colocarse desde un camin utilizando una pluma o una retroexcavadora. Para una fcil instalacin se levanta de las orejas el pozo y se coloca en el sitio deseado.

La clave para una instalacin exitosa es logrando un apoyo estable y permanente abajo y alrededor del pozo de visita. El pozo de visita debe instalarse en una trinchera seca, con suficiente grava u otra clase de material que proporcione una cimentacin estable. El espesor de la losa de cimentacin debe ser como mnimo de 0.20 m, para evitar cargas puntuales, o para asegurar su posicin donde el nivel fretico sea superficial y exista peligro de flotacin, debiendo quedar ahogado el pozo de visita en la losa de concreto. El material de cimentacin debe estar compactada al 95 % (Proctor Estndar). La altura del relleno es de por lo menos 0.30 m compactado al 90 % (prueba Proctor Estndar). En calles se debe aumentar la compactacin al 95 % (prueba Proctor

26

Estndar). El relleno alrededor del pozo de visita puede ser del mismo material de la excavacin, si es compatible o de buena clase, deben estar libres de trozos grandes de piedra o de escombro. Una vez que el pozo de visita se ha instalado y se ha rellenado, se coloca concreto o algunas hiladas de tabique alrededor del cono en la parte superior para protegerlo y cubrirlo. Todas las juntas que unen tubo con tubo y el tubo con el pozo de visita son diseadas con los requisitos de las pruebas de la ASTM D-3212. 2.1.3 Separacin entre pozos de visita La separacin mxima entre dos pozos de visita, debe ser la adecuada para facilitar las operaciones de inspeccin y limpieza (longitud que alcanza el quipo de limpieza). De acuerdo con el dimetro se recomiendan las siguientes distancias: En tubos de 0.20 a 0.61 m de dimetro, la distancia recomendable es 125 m. En tubos de 76 a 122 cm de dimetro, la distancia recomendable es 150 m. En tubos de 152 a 244 cm de dimetro, la distancia recomendable es 175 m.

Estas separaciones pueden incrementarse de acuerdo con las distancias de los cruceros de las calles, como mximo se debe tomar un 10%, con respecto al valor sealado.

2.1.4 Conexin a pozo de visita Desde el punto de vista hidrulico, se recomienda que en las conexiones nivelen las claves de los conductos por unir. Atendiendo a las caractersticas del proyecto, se pueden efectuar las conexiones de las tuberas haciendo coincidir las claves, los ejes o las plantillas de los tramos de tuberas de dimetro diferente, (ver figura 2.6); se recomienda que las conexiones a ejes y plantilla se utilicen nicamente cuando sea indispensable y las limitaciones para los dimetros ms usuales se indican en la Tabla 2.1.

27

J U C O N O H D P E

N

T A

E

L

S

T

I C

A

E

S

C

A

L E

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A

H

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D E A B L E

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T A S T

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I M O

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D

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A

T

R

M

I C

A

J U

N

T A

D

E

C

I E

R

R

E

Figura 2.5 Pozo de visita de polietileno de alta densidad

Tabla 2.6 ConexionesD/D 20 25 30 38 45 61 76 91 107 112 152 183 20 P 25 30 38 45 61 76 91 107 112 152 183 213 244 PEC PEC EC EC C C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC C P PEC PEC EC EC P PEC PEC EC P PEC PEC 305

C EC EC

28

213 244 305 Nota:

P D dimetro del tubo, en cm P conexin a plantillas E conexin a ejes C conexin a claves

PEC P

PEC PEC P

29

PLANTILLA DE CONCRETO

CAMA DE PEDACERA DE TABIQUE MAMPOSTERA DE PIEDRA BRAZA

CLAVE CON CLAVE

PLANTILLA DE CONCRETO

MAMPOSTERA DE PIEDRA BRAZA CAMA DE PEDACERA DE TABIQUE

PLANTILLA CON PLANTILLA

PLANTILLA DE CONCRETO

MAMPOSTERA DE PIEDRA BRAZA CAMA DE PEDACERA DE TABIQUE

EJE CON EJE

Figura 2.6 Conexiones

30

2.2

CAJAS UNIN

Estn formados por la unin de una caja de concreto reforzado y una chimenea de tabique idntica a la de los pozos comunes y especiales. Su seccin transversal horizontal tiene forma rectangular o de un polgono irregular. Sus muros as como el piso y el techo son de concreto reforzado, arrancando de este ltimo la chimenea que al nivel de la superficie del terreno, termina en un brocal y su tapa, ambos de fierro fundido o de concreto reforzado, como se ha mencionado anteriormente. Por lo general, este tipo de estructura es de seccin rectangular en planta y por ello se le llama de caja (ver plano 2.8 y plano 2.9); a las que tienen su seccin horizontal en forma de polgono irregular y se conectan varas tuberas, se les llama de caja de conexin (ver plano 2.10, plano 2.11 y plano 2.12) y a los que tienen una tubera de entrada y una de salida con un ngulo de deflexin de 45 en planta se les denomina de caja de deflexin, (ver plano 2.12). Existen dos tipos de pozos caja: el 1 (C1), que se utiliza en tuberas de 1.22 m de dimetro con entronques a 45 hasta de 0.76 m de dimetro, (ver plano 2.4); el 2 (C2), que se usa en tuberas de 1.52 a 1.83 m de dimetro con entronques a 45 hasta de 0.76 m de dimetro, (ver plano 2.9). 2.2.1 Caja de conexin

Las cajas de conexin se dividen en dos: el tipo 1 (U1), se utiliza en tuberas de hasta 1.52 m de dimetro con entronques a 45 de tuberas de 0.91 a 1.22 m de dimetro, (ver plano 2.10); y el tipo 2 (U2), el cual se usa en dimetros de 1.83 hasta 2.13 m con entronques a 45 de tuberas de 1.52 hasta de 1.83 m de dimetro, (ver plano 2.11 y plano 2.12) En la figura 2.7 se muestra en planta la manera correcta de efectuar las conexiones. 2.2.2 Caja de deflexin

Cuando se presenta un cambio de direccin, las deflexiones necesarias en los diferentes tramos de tubera se efectan como se indican a continuacin:

Si el dimetro es mayor de 1.52 m y menor o igual a 3.05 m, los cambios de direccin son hasta 45, y deben hacerse en una caja de deflexin, (ver plano 2.13). Si se requiere dar deflexiones mayores a 45 se pueden emplear tantos tramos como ngulos de 45 o fraccin sean necesarios. En este caso es posible determinar las caractersticas geomtricas de la caja, ya que slo se tiene una tubera de entrada y una de salida.

31

SU

BC

O

LE

C

4 5

TO

R

C

A

J A

C

O

L E

C

T O

R

4 5 O BC L EC

TO

R

SU

D

E

T A

L L E

E

N

P

L A

N

T A

P

V P C

C

O

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C

T O

R

P

SU BC O LEC TO R

P

V

L A

N

T A

Figura 2.7 Conexin de las atarjeas al colector 2.3 ESTRUCTURAS DE DISIPACIN DE ENERGA (CADAS)

32

Por razones de carcter topogrfico o por tener elevaciones obligadas para las plantillas de algunas tuberas, suele presentarse la necesidad de construir estructuras que permitan efectuar en su interior los cambios bruscos de nivel. El empleo de estas estructuras se hace atendiendo las consideraciones siguientes: Cuando en el pozo las uniones de las tuberas se hagan eje con eje o clave con clave, no se requiere emplear ninguna de las estructuras mencionadas en el prrafo anterior, unindose las plantillas de las tuberas mediante una rpida. Si la elevacin de proyecto de la plantilla del tubo del cual cae el agua, es mayor que la requerida para hacer la conexin clave con clave y la diferencia entre ellas no excede al valor de 50 cm, se hace la cada libre dentro del pozo unindose las plantillas de las tuberas mediante una rpida, sin utilizar ninguna de las estructuras mencionadas; pero en el caso de que esta diferencia sea mayor de 50 cm, para salvar la cada, se emplea una estructura de alguno de los tipos mencionados.

Si la diferencia de nivel entre las plantillas de tubera, es mayor que las especificadas para los pozos con cada y caja de cada adosada, se construye el nmero de pozos con cada que sea necesario para ajustarse a esas recomendaciones. Cabe mencionar que en ocasiones los gases de las alcantarillas han causado desgracias personales generalmente cuando la agitacin de las aguas residuales hace que se liberen cantidades excesivas de gas, como sucede con este tipo de pozos, por lo que es necesario tener cuidado en este tipo de estructuras sobre todo cuando se conozca que el agua a conducir pueda liberar gases txicos o explosivos. Las estructuras que se utilizan son pozos de visita con cada adosada, pozo de visita con cada natural y pozos de visita con cada escalonada. 2.3.1 Pozos de visita con cada natural

Se permiten cadas hasta de 0.5 m sin la necesidad de utilizar alguna estructura especial, nicamente una rpida. 2.3.2 Pozos con cada adosada.

Son formados por una caja y una chimenea, a los cuales en su interior se les construye una pantalla que funciona como deflector del caudal que cae. Se construyen para tuberas de 0.30 a 0.76 m de dimetro y con un desnivel hasta de 1.5 m, (ver plano 2.14). 2.3.2.1 Construido en sitio Son pozos de visita comunes o especiales los cuales lateralmente se les construye una estructura que permite la cada con tuberas de 0.20 y 0.25 m de dimetro con un desnivel hasta de 2.0 m, (ver plano 2.15).

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2.3.2.2

Construido con tubera de PVC

Los elementos de PVC que llegan al pozo de visita son los siguientes: a) Tee: proporciona rapidez de instalacin y flexibilidad a las cadas adosadas. Sus caractersticas son como se observa en la figura y en la tabla siguiente. Tabla 2.7 Caractersticas de la TeeMedidas (m)L1 0.160x0.160 0.200x0.200 0.250x0.250 0.335 0.414 0.538 L2 0.081 0.099 0.134

Dimensiones (m)Z1 0.084 0.105 0.132 Z2 0.089 0.111 0.138 Z3 0.089 0.111 0.138

L

Z1

3 1

Z L

2

Z

2

b) Codo 87. Se coloca para unir el albaal a silletas unidas a la parte superior del tubo, facilita la pendiente de la descarga, en cadas adosadas y en cualquier cambio de direccin, ocupa poco espacio. Tabla 2.8 Caractersticas de los codosMedidas (m)L2 0.110 0.160 0.200 0.250 0.315c)

Dimensiones (m)Z1 0.059 0.084 0.105 0.132 0.166 Z2 0.065 0.091 0.113 0.143 0.180

Z

2

0.060 0.081 0.099 0.134 0.144

Z

1

L2

Manga de empotramiento hermtico: se adhiere hermticamente a la mezcla de cemento-arena o al concreto, puede empotrarse en cualquier direccin, permite que el tubo se deslice sin perder hermeticidad y lo protege de algn movimiento que se presente en el pozo de visita o registro. Tabla 2.9 Caractersticas de la manga de empotramiento hermticoMedidas (m) Dimensiones (m)L1

34

0.110 0.160 0.200 0.250 0.315

0.110 0.240 0.100 0.240 0.240 0.240 0.240

L

1

T e e

C

o

d o

8

7

Figura 2.8 Estructura disipadora de energa con elementos de PVC 2.3.3 Estructuras de cada escalonada Son pozos caja con cada escalonada cuya variacin es de 0.50 en 0.50 m hasta llegar a 2.50 m como mximo, estn provistos de una chimenea a la entrada de la tubera con mayor elevacin de plantilla y otra a la salida de la tubera con menor elevacin de plantilla. Se emplean en tuberas con dimetros de 0.91 a 2.44 m, (ver plano 2.16).

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3. BROCALES Un brocal es la estructura que se utiliza de marco para colocar la tapa de un pozo de visita y fijarla de manera tal que al variar la rasante, por pavimentacin o repavimentacin, sea fcil su remocin para ajustarla a las nuevas condiciones. Por lo general, se utilizan brocales prefabricados ya sea de fierro fundido, concreto reforzado, de plstico (polietileno) y pozos de visita prefabricados de fibrocemento que incluyen brocal de fibrocemento, as como pozos de visita prefabricados de PVC que incluyen brocal de PVC. En el caso de brocales de concreto reforzado, estos se pueden construir in-situ, de acuerdo al plano 4.1 o adquirirlos ya construidos. Los dems brocales existen solo para venta en el mercado. Las dimensiones del brocal estn en funcin del material en que se fabriquen los pozos de visita. Las caractersticas para un brocal de concreto y uno de fierro fundido se muestran en el plano 4.1 y plano 4.2.

36

37

4. TAPAS Las tapas son del mismo material del que esta fabricado el brocal, por lo que pueden ser de fierro fundido, de concreto reforzado, o de fibrocemento. Existen tambin brocales con tapa elaborados de concreto polimrico (policreto) para trnsito ligero que sustituyen principalmente a las de fierro fundido, las cuales son propensas a que sean robadas, debido a su valor comercial; adems podemos encontrar brocales con tapa de plstico (polietileno). El empleo de una u otra esta en funcin del tipo de vialidad donde se instalarn, de su costo de fabricacin, del transporte y de su instalacin. En cualquier tipo de material las tapas deben ser de tipo ranurado o con ventilaciones para permitir el paso de los gases que se forman en el interior de las tuberas (ver plano 4.1 y plano 4.2 y figuras 4.1 y 4.2). En la construccin de las redes de alcantarillado la ventilacin es un factor importante por lo cual se practican varias teoras para conseguirla. Las alcantarillas deben ventilarse por los pozos de visita para impedir as que puedan acumularse los gases y al salir se produzcan explosiones que afecten a los habitantes. La necesidad real de la ventilacin surge tambin por el riesgo de asfixia de los operadores de la red, por la posibilidad de que se produzcan explosiones y desprendimiento de gases. La eliminacin de gases mediante la ventilacin aminora el peligro de explosin. Por todo esto, es conveniente utilizar tapas perforadas en los pozos de registro para proporcionar ventilacin tomando en cuenta las dimensiones del rea perforada, pues de resultar excesiva puede tener una entrada incontrolada de aguas pluviales, en el caso de alcantarillas sanitarias el rea debe ser menor. Con el fin de evitar obturaciones por palos y suciedad, los orificios son mayores generalmente en el interior que en el exterior. Los factores que deben ponderarse para elegir los brocales con tapa para pozos de visita son: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Seguridad, de modo que las tapas no se separen del brocal. Facilidad de reparacin y sustitucin, requerida por la intensidad del trfico. Resistencia suficiente para soportar el peso de vehculos pesados. Que no produzcan ruidos ni trepiden al paso de los vehculos. Costo de suministro e instalacin econmico. Posibilidad de ajuste con el desgaste de los pavimentos para corregir los desniveles. 7. Apariencia uniforme. 8. Proteccin contra la entrada de cigarrillos encendidos que pueden entrar a travs de ellas y provocar explosiones. 9. Proteccin mediante dispositivos de cierre que eviten que pueda abrirse sin control y permita arrojar basura a travs de ellas.

38

4.1

INSTALACIN

La tapa ser plana y se colocar en la rasante de la vialidad de forma que no interfiera con el trnsito, evite la entrada excesiva de aguas pluviales y no cause deterioro del pavimento. Las tapas estn normalizadas, de modo que las que se pierdan por robo o por rotura puedan ser sustituidas fcilmente. Son onduladas y con salientes para evitar que sean resbaladizas. En la mayora de los casos son circulares ya que son ms robustas que las rectangulares. En la prctica lo referente a la luz vara mucho; una tapa de 0.60 m de dimetro que tenga una abertura de 0.55 m se considera generalmente satisfactoria. En algunos casos, los brocales con tapa se utilizan con aberturas de 0.60 m de dimetro, ello permite disponer de espacio suficiente para usar una escalera porttil para acceso de los operarios; el peso de los brocales de fierro fundido es de 72 a 200 Kg y las tapas de 47 a 87 Kg. Las tapas de fierro fundido se clasifican en 3 tipos: pesado, regular y ligero, siendo la primera de mayor resistencia debido a las dimensiones que presenta en ciertas secciones de la misma. La capacidad de resistencia de las tapas esta definida por la carga de ensayo y es conveniente que este valor sea estampado en la cara inferior de la tapa. En las tapas de fierro fundido la carga de ensayo es aquella a partir de la cual existen deformaciones permanentes. Algunas caractersticas que presentan los brocales con tapa, elaborados con un material de plstico (PVC o polietileno), en comparacin con las de fierro fundido y concreto son: De menor peso, son ms fciles de instalar y abaratan considerablemente los costos de instalacin Son de muy buena presencia No se las roban (como es el caso de las elaboradas con fierro fundido), por ser de un producto sin valor de reciclado Su costo de transporte es ms econmico, por ser de menor peso Todas las piezas tienen en el brocal un marco que les permite repartir uniformemente la carga vehicular

Para el caso de los brocales y tapas elaborados de policreto y de los nter construidos con el pozo de fibrocemento, se presentan caractersticas similares a las anteriores, excepto por el ltimo punto.

39

Figura 4.1 Brocal y tapa para pozo de visita de Fofo.

40

Figura 4.2 Brocal y tapa de plstico Es necesario tomar en cuenta las necesidades de pavimentacin (en el caso de no existir) o de repavimentacin (en caso de ser necesario), al momento de elegir el tipo 41

de material que se colocar en la parte superior del pozo de visita (brocal y tapa), ya que esta requiere de una reinstalacin en la mayora de las ocasiones. En estos casos, las tapas nter construidas con el brocal y el pozo de visita, presentan una desventaja econmica, debido a que es ms complicado en estos, reajustar la elevacin del pozo a las nuevas condiciones del sitio. Adems, son ms susceptibles a romperse al momento de levantar el pavimento, aquellos que estn elaborados de fibrocemento y los de polietileno, que los que son de fierro fundido o de concreto reforzado. Un inconveniente de las tapas de polietileno, es que no se conoce mucho acerca de ellas, en comparacin con las de concreto o fierro fundido; por lo cual se recomienda antes de su instalacin, pedir garantas de las mismas a los fabricantes. 4.2 RECOMENDACIONES

Algunas recomendaciones generales que deben tomarse en cuenta, en cada tipo de material del que estn elaboradas las tapas: En el diseo de sus caractersticas estructurales se debe considerar el tipo de trnsito vehicular. Por lo cual se debe tomar en cuenta tanto la carga mxima vehicular autorizada (publicada en los diarios oficiales para diferentes tipos de caminos) dependiendo de la zona, y las cargas de vehculos pequeos, que aunque producen esfuerzos pequeos, si se repiten constantemente, pueden ocasionar daos considerables en las tapas e inclusive llevarlas a la falla. Como ayuda para evaluar el dao producido a travs de las cargas por repeticin, se recomienda utilizar el mtodo que se presenta en el Instructivo para Diseo Estructural de Pavimentos Flexibles para Carreteras. 4.3 MARIMBAS

Las cajas provistas de marimbas son colocadas en puntos estratgicos de la red de alcantarillado. Estas estructuras constan de un cajn de concreto con dimensiones variables, segn sean requeridas; el cajn es cubierto en su parte superior por una tapa construida de trabes de concreto alineadas que dan la apariencia de marimbas. Estas deben ser colocadas de forma tal que su cara superior quede al nivel de la rasante del pavimento, para evitar posibles obstrucciones en el trnsito de vehculos y peatones. La geometra del cajn puede ser cuadrada, rectangular o con alguna otra seccin geomtrica diferente, segn las necesidades particulares. Las trabes o marimbas deben ser de un peso considerable para evitar que al paso de los vehculos exista movimiento entre ellas y pueda provocar algn tipo de accidente, tanto vehcular como estructural en las mismas. Las trabes cuentan de unos elementos de izamiento calculados estructuralmente para resistir el levantamiento y la remocin de estas en caso de ser necesario. Estos elementos de izamiento generalmente son dos y se colocan uno en cada extremo de 42

la marimba, para que el peso sea repartido en ambos apoyos y la estructura no sufra dao alguno (ver detalle de marimbas en el plano 4.3). De preferencia las marimbas debern ser colocadas perpendicularmente a la direccin de la va donde sern instaladas. El cajn consta de una estructura de apoyo previamente diseada para recibir a stas (ver detalle de soporte en el plano 4.3). El cajn debe ser construido en el sitio y las trabes poseen la ventaja de poder ser prefabricadas y posteriormente ser transportadas a la zona requerida o ser elaboradas en el sitio y ser colocadas en su lugar correspondiente. Las marimbas son necesarias, debido a que las dimensiones de un pozo de vista comn, no permiten el acceso de maquinaria para las operaciones de limpieza, en cambio en estas estructuras se puede ingresar y es posible maniobrar con mayor facilidad. Son estructuras bastante ms costosas que los pozos de visita, por ello son construidas solo en caso de existir o prever posibles problemas por obstruccin de basura y/o azolvamiento en la red como es el caso de los dimetros grandes y sifones.

43

5. 5.1

COLADERAS CAPTACIN

Las coladeras son las estructuras de captacin de un sistema de alcantarillado pluvial. Su nmero, tipo, capacidad y ubicacin dependen de varios factores: como son el tamao del rea de aportacin, la topografa y el tipo de urbanizacin. La forma de cuantificar el volumen de escurrido es mediante relaciones lluvia escurrimiento. El tipo de coladera mostrada en la figura 5.1 es usualmente el estndar. Dado que no es posible dimensionar cada coladera segn su gasto de diseo, se dispone de coladeras tipo que tienen una capacidad estndar. Su uso implica la colocacin de tantas coladeras como sea necesario para captar el gasto de diseo y del rea de aportacin. De acuerdo a la topografa se pueden ubicar tres tipos de coladeras con relacin a la pendiente como las mostradas en el plano 5.2. Para calcular la capacidad de una alcantarilla se utiliza el procedimiento propuesto en el Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento, en el tomo de Alcantarillo Pluvial. Con el procedimiento de clculo hidrulico mostrado, se observa que la capacidad de la coladera es directamente proporcional al tirante de agua sobre la misma, por lo que para aumentar su confiabilidad, en ocasiones, se hacen arreglos a las rasantes del pavimento, tales como los mostrados en la figura 5.2, considerando pendientes transversales y longitudinales a la calle. Existen coladeras estndar de: banqueta y piso combinadas. De acuerdo a la capacidad y tipo de alcantarilla se pueden definir para cada una de ellas sus caractersticas principales, existen coladeras fabricadas de concreto reforzado y acero estructural (que se proyectan en cada caso particular); actualmente las hay de polietileno pero no son muy comunes. 5.2 COLADERA DE BANQUETA

Son las de menor capacidad (15 l/s), el albaal de conexin con las atarjeas es de 0.15 m de dimetro. En el Plano 5.1 se muestran los detalles constructivos de las coladeras de banqueta. Con respecto a los materiales empleados y a la posicin que guardan con relacin a la banqueta y el piso de la calle, las coladeras de banqueta pueden ser con brocal y tapa de fierro fundido, con brocal y tapa de concreto con rejilla frontal de fierro fundido, con acero estructural y concreto reforzado, existen tambin coladeras de polietileno de media densidad nuevas en el mercado las cuales se presentan en la figura 5.3.

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Figura. 5.1 Coladera de piso de Fo. Fo.

Figura 5.2 Cortes longitudinal y transversal de un pavimento con pendientes hacia la coladera de piso

45

La instalacin de las coladeras depende de la pendiente longitudinal de las calles y el caudal por colectar, las coladeras de banqueta se instalan comnmente en calles con pendientes menores al 2% como se ilustra en la figura 5.4. 5.3 COLADERA DE PISO

Poseen mayor capacidad hidrulica que las de banqueta (25 l/s), el albaal de conexin con las atarjeas es de 0.15 m de dimetro (ver figura 5.1). Con respecto al material existen coladeras de piso de rejillas de fierro fundido, de concreto reforzado y acero estructural. En calles con una pendiente mayor al 5% se recomienda instalar este tipo de coladeras, su ubicacin se muestra en la figura 5.5. La combinacin de las anteriores son las coladeras de piso y de banqueta, por lo que se posee mayor capacidad hidrulica (40 l/s). El dimetro del albaal de conexin en este caso es de 0.20 m (ver plano 5.2). Tomando en cuenta la posicin de las coladeras y el tipo de material en que se fabrican se tienen los tipos siguientes: Tipo AColadera de piso y banqueta, con brocal y rejilla frontal de fierro fundido en banqueta y, brocal y rejilla de fierro fundido en piso. Tipo BColadera de piso y banqueta, con brocal de concreto (f'c = 175 kg / cm2) y rejilla frontal, de banqueta con brocal y rejilla frontal de concreto y de piso fabricadas de fierro fundido. Tipo CColadera de piso de fierro fundido. El tipo de pendiente que se utiliza para instalarlas es entre 2 y 5% como se puede ver en la figura 5.6. En el plano 5.2 se muestran los distintos tipos de coladeras pluviales de banqueta, y la combinacin de piso y banqueta. Adicionalmente en el plano 5.3 se presentan los tipos de rejillas de piso de fierro fundido que existen en el mercado. 5.4 BOCA DE TORMENTA

Se construyen de manera similar a las coladeras de banqueta, pero su tanque decantador es mayor. Este tipo de coladeras se instala cuando el caudal por colectar es demasiado grande y se tiene una pendiente mayor al 5% (ver figura 5.7). Existen tambin en el mercado fabricadas de polietileno de media densidad como la mostrada en la figura 5.8.

46

Figura 5.3 Coladera de banqueta de polietileno

47

Figura 5.4 Ubicacin de coladeras de banqueta

Figura 5.5 Ubicacin de coladeras de piso

48

Figura. 5.6 Ubicacin de coladeras de piso y banqueta

Figura. 5.7 Ubicacin de coladeras longitudinales de banqueta

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Figura 5.7 Rejilla boca de tormenta de polietileno

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Las coladeras transversales de piso se construyen como canales con rejillas o en ocasiones con varios marcos y rejillas de fierro fundido como los que se emplean en las coladeras de piso, la capacidad que tienen es de 100 l/m de coladera. En calles donde el ancho es menor a 6 m, el dimetro del albaal de conexin con las atarjeas es de 0.61 m, cuando es mayor a este se instalan albaales de 0.76 m de dimetro (ver figura 5.9, plano 5.4 y plano 5.5).

Figura. 5.9 Ubicacin de coladeras transversales de piso Si la pendiente de la calle es mayor al 3%, se pueden colocar coladeras de piso o combinadas de piso y de banqueta construyendo una depresin en la cuneta para obligar al agua a entrar a la coladera, puesto que estas depresiones son molestas al trnsito vehicular deben ser lo ms pequeas posibles. Para ubicar las coladeras se procura que su separacin no exceda de 100 m, dependiendo del gasto de que se trate. En cualquier circunstancia se debe tratar de instalarlas cercanas a las esquinas o en los cruces de las calles. En zonas comerciales con pavimentos de concreto, se recomienda que no deben quedar a una distancia mayor de 25 m, con objeto de no provocar ondulaciones en el pavimento para dar las pendientes. Cuando se tienen pavimentos de adoqun o empedrado, donde se presentan velocidades bajas de trnsito, y que adems, permitan construir las pendientes de las cunetas con mayor facilidad, se recomienda una separacin mxima de 50 m entre coladeras.

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6. 6.1

ESTRUCTURA DE DESCARGA CARACTERSTICAS

La estructura de descarga es la obra final del emisor que permite el vertido de las aguas negras o pluviales a un cuerpo receptor, sus caractersticas dependen del lugar elegido para la disposicin final, del gasto de descarga, del tipo de emisor (tubera o canal), entre otros. La disposicin del caudal del alcantarillado sanitario debe efectuarse previo tratamiento por lo que el dimensionamiento de la estructura de descarga se har para el gasto del efluente de la planta de tratamiento. En caso de que la construccin de la planta se difiera, el diseo se har para el gasto mximo extraordinario considerado para el emisor. Adems, es recomendable considerar lo siguiente: Localizacin adecuada del sitio de vertido, procurando que quede lo mas alejado posible de la zona urbana, tomando en cuenta las zonas de crecimiento futuro, la mejor ubicacin para la planta de tratamiento y la direccin de los vientos dominantes Para el caso de descarga en una corriente de agua superficial, en la cual flucta su tirante dependiendo de la poca en la que se encuentre se puede disear una estructura con dos descargas a diferente nivel. En todos los casos se debe evitar tener un remanso en el emisor de descarga segn las caractersticas del sitio de vertido, colocando la plantilla de descarga a una altura igual o mayor al nivel de aguas mximas extraordinarias como se puede observar en la figura 6.1. En general, no se recomienda localizar los vertidos en: Masas de agua en reposo; vasos de presas, lagos, estuarios o bahas pequeas Aguas arriba de una cascada o cada de agua Terrenos bajos que estn alternativamente expuestos a inundacin y secado SITIOS DE VERTIDO

6.2

La disposicin final de las aguas residuales o pluviales se puede llevar a cabo en diversas formas, los sitios ms comunes de vertido son los siguientes: a) b) c) d) e) En corrientes superficiales En terrenos En el mar En lagos y lagunas Recarga de aguas subterrneas por medio de pozos de absorcin

Cuando el vertido se hace a corrientes superficiales, es importante investigar los usos que se hagan aguas abajo de ellas, con el fin de determinar el tipo de tratamiento y reducir la contaminacin en estos cuerpos receptores. El tipo de obra de descarga depender de las variaciones que tenga el tirante en la corriente. Las estructuras que permiten una descarga continua a una corriente receptora son de

52

dos tipos: en conducto cerrado o a cielo abierto, y pueden ser normales a la corriente o esviajadas como se observa en las figuras 6.1 y 6.2. Las estructuras de descarga esviajada para tubera hasta 0.76 m de dimetro se muestran en el plano 6.1 y las estructuras de descarga con tubera de 2.0 a 3.0 m de dimetro en el plano 6.2. El vertido en terrenos se lleva a cabo cuando el agua residual se utiliza para riego de terrenos agrcolas o con fines recreativos. La elevacin de la descarga debe ser tal que permita el vertido por gravedad. Cuando el emisor vierte en el mar, es conveniente instalarlo a cierta distancia de la playa hasta alcanzar aguas profundas (emisor submarino), o hasta donde las corrientes produzcan una mezcla del agua residual con la de mar, con objeto de evitar molestias en las playas cercanas; as como a profundidades mayores que el nivel promedio de las mareas bajas, este emisor submarino puede tener una longitud entre 50 y 100 m y su orientacin depender de la direccin de las corrientes marinas superficiales. En la tubera de descarga puede tener bifurcaciones o simplemente tener una tubera con orificios. Las perforaciones usuales son de 0.06 a 0.23 m de dimetro. Se recomienda que en las tuberas de descarga la velocidad oscile entre 0.6 a 0.9 m/s. Si la localidad tiene muy poca altura sobre el nivel del mar y hay gran variacin de mareas, se recurre a establecer depsitos compensadores de marea, con una capacidad mnima igual al volumen de aguas servidas en 12 horas. En las bahas pueden establecerse desages mltiples colocando ramas abiertas en T o en Y, en el conducto de salida. Si las bahas son muy cerradas no es recomendable el vertido al mar debido a que se tendra un estancamiento que posteriormente afecte las condiciones ambientales del sitio. Las aguas servidas tratadas tambin se utilizan para la recarga de los acuferos subterrneos, lo que se puede realizar mediante pozos de absorcin o depsitos de reparticin, que permitan a las aguas infiltrarse y llegar a los mantos subterrneos. Los estudios geohidrolgicos del lugar definirn la posibilidad de proyectar este tipo de descarga, adems de considerar un adecuado tratamiento de las aguas negras. 6.3 DATOS DE DISEO

El diseo de la estructura de descarga que vierte en una corriente superficial deber contar con la informacin siguiente: Gasto mnimo y mximo extraordinario de aguas servidas que vierte el emisor.

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30 V a r ia b le V a r ia b le

A2 .7 0

45

A0 . 7 16 . 2 0 Zam peado

45 V a r ia b le 30

Z a m p e a d o c o n m a m p o s te r a d e 3 a c o n m o rte ro c e m e n to 1 : 5

0 .4 0

V a r i a b le

PLAN TAT a l d s e g n e l n g u lo d e r e p o s o d e l m a te r a l C o n c r e to s im p le 0 .2 0 V a r ia b le 0 .7 6 N AM E 0 .2 0 P r o f u n d id a d a ju ic io d e l I n g . R e s id e n te Z a m p e a d o c o n m a m p o s t e r a d e 3 a c o n m o rte ro c e m e n to 1 : 5 A c o ta c io n e s e n m e tr o s V a r ia b le a ju ic io d e l I n g . R e s id e n t e a ju ic io d e l In g . R e s id e n te

60

C O R TE A - A

Figura 6.1 Estructura de vertido en conductos cerrados (trazo normal a la corriente)

54

B

V a ria b le

30 V a r i a b le V a r i a b le

A

45

A1 .2 0 Z am peado con m a m p o te ra d e 3 a c o n m o rte ro c e m e n to 1 :5

45 V a ria b le 30

BZ a m p e a d o c o n m a m p o s te r a d e 3 a c o n m o rte ro c e m e n to 1 : 5

PLAN TA

V a ria b le 60

0 .2 0

V a r ia b le 0 .2 0 N A M E

P r o f u n d i d a d a ju iM i o m p o s t e r a d e 3 a c a d e l I n g . R e s i d e n t ec o n m o r t e r o c e m e n t o 1 : 5 V a ria b le a ju ic i o d e l In g . R e s id e n te a ju ic io d e l I n g . R e s id e n t e

0 . 4 m n 1 . 2 00 . 4

C O R TE A - A

C O R TE B - BA c o t a c io n e s e n m e t r o s

Figura 6.2 Estructura de vertido a cielo abierto

55

Secciones topogrficas en la zona de vertido, procurando que esta sea en un tramo recto y estable de la corriente, indicando los niveles de aguas mnimas (NAMIN), mximas ordinarias (NAMO) y mximas extraordinarias (NAME), as como la velocidad del flujo Caractersticas geotcnicas del cauce

Elevacin de la plantilla del emisor de descarga, la cual debe tener una elevacin comprendida entre los niveles de aguas mnimas y mximas ordinarias de la corriente receptora La informacin que se requiere para el proyecto y que es determinante para elegir el sitio de vertido en terrenos es la siguiente: Cual es el tipo de cultivo que se va a regar Sistema de riego que se emplear Gastos mnimo y mximo extraordinario de agua servidas que entrega el emisor Tipo de suelo Permeabilidad del terreno y factibilidad para drenarlo Elevacin del nivel fretico Topografa del terreno ligada a la del emisor de descarga

Para el diseo de descarga al mar es necesaria la informacin siguiente:

Gastos mnimo y mximo extraordinario de aguas servidas que entrega el emisor y caractersticas del agua tratada Estudio de las corrientes en la zona de vertido, su direccin en las diferentes estaciones del ao Topografa y batimetra de la zona de descarga y perfil en el eje del emisor La batimetra debe cubrir una superficie aproximada de 30, 000 m2, de no ms de 150 m a lo largo del eje del conducto con un ancho de 200 m, teniendo como eje al emisor

Para elaborar el proyecto de vertido en lagos o lagunas se requiere lo siguiente: Gastos mnimo y mximo extraordinario de aguas servidas que entrega el emisor Caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas tanto de las aguas servidas como del lago Datos topogrficos de la zona de descarga

Para el diseo de recarga de acuferos subterrneos por medio de pozos de absorcin se requiere lo siguiente:

Estudios geohidrolgicos del sitio de vertido Gastos mnimo y mximo extraordinario de las aguas servidas Caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas de las aguas tratadas y del acufero receptor.

56

57

7.

CRUCES ELEVADOS

En sitios en donde la topografa es muy accidentada es comn encontrarse con problemas relacionados con el trazo del sistema de alcantarillado sanitario o pluvial y el nivel del terreno natural ya que pueden presentarse grandes depresiones como es el caso de caadas o barrancas de poca anchura, por lo que la continuacin del trazo podr hacerse por medio de un cruce elevado. El cruce elevado es una estructura cuyo empleo estar indicado si el funcionamiento hidrulico es mejor que si el obstculo se salvara con otra estructura, ya que es posible conservar la lnea de energa y evitar sus prdidas, o bien, cuando hubiera economa en su construccin. El cruce podr ser de un claro o varios, de acuerdo con las condiciones topogrficas que se presenten. Para cada caso debern presentarse las alternativas convenientes escogiendo las dimensiones correctas, el nmero de tramos, la posicin de los apoyos y continuidad o no de los claros. Para el soporte de la conduccin debe conocerse el dimetro de la tubera, las condiciones de operacin, los efectos de temperatura del ambiente as como tambin los tipos de fuerzas que deben de resistir como son las fuerzas ssmicas, por viento, peso propio y combinacin de estas. Los cruces elevados pueden ser: 7.1 Auto-soportados Soportados Adosados Otro tipo AUTO-SOPORTADOS

Este tipo de estructura suele ser de acero, concreto reforzado y fibrocemento, aunque lo recomendable es el acero. Los soportes para instalacin de las tuberas deben seleccionarse dependiendo de las condiciones tcnicas y econmicas; estos apoyos pueden ser fijos (atraques), mviles(silletas) o una combinacin de ambas. Los soportes de las silletas consisten en una base de concreto cimentado en una zapata, la tubera se apoya directamente en la parte superior de la silleta, la cual debe tener un rea cncava, el espacio anular entre esta rea y tubo debe rellenarse con un material blando para proporcionar una superficie de contacto suave y uniforme. El comportamiento adecuado de un sistema sujeto a diferentes condiciones de carga se puede lograr mediante el control de sus deformaciones. En la tabla 7.1 se muestran claros prcticos para diferentes dimetros y espesores de tubera de acero auto-soportadas sobre silletas.

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La longitud mxima entre apoyos se encuentra en funcin de la flecha mxima permisible por flexin que pueda presentarse en la tubera. La deformacin en cualquier punto depende de la longitud del claro, de las condiciones de los apoyos, de las cargas verticales y de la rigidez del conducto. Debido a la gran variedad de condiciones y combinaciones de carga que puedan existir, para la determinacin de la flecha podrn utilizarse expresiones para claros simples y apoyados. Si se presentan esfuerzos en la tubera en la zona de apoyo que excedan a los permisibles, una solucin es incrementar el espesor en la tubera de dicha zona, o utilizar anillos rigidizantes, es recomendable utilizar esta solucin cuando se tengan tuberas de gran dimetro (d>0.914 m). En las figuras 7.1 a 7.3 se muestran claros tpicos con anillos rigidizantes. Para detalles ver el Manual de Diseo, Seleccin e Instalacin de tubera de Acero para lneas de conduccin de Agua Potable. 7.2 SOPORTADOS

En este tipo de cruces se utiliza tubera de fibrocemento, PVC, polietileno de alta densidad, y acero. La estructura de soporte se utiliza para evitar deformaciones en la conduccin y evitar que los esfuerzos se trasladen al sistema. Para toda lnea los soportes de preferencia deben ser de acero, para materiales que no deben ser expuestos a los rayos solares como el polietileno de alta densidad y el PVC, deben protegerse contra la intemperie aplicando una capa de pintura blanca, y por temperatura, colocando los soportes como se observa en la figura 7.4. 7.3 ADOSADOS

Para este tipo de cruces se utiliza tubera de asbesto cemento, PVC y de preferencia acero. Si se cuenta con infraestructura en el sitio aprovecharla como va de acceso de un tramo a otro en las depresiones, considerando el estado de la estructura y su vida til. Si el conducto pasa por un puente vial, peatonal o ferroviario, se recomienda que este sea de acero y este suspendido del piso del puente por medio de soportes que eviten la transmisin de las vibraciones a la tubera la que debe colocarse en un sitio que permita su fcil inspeccin o reparacin. A la entrada y salida del puente, se deben construir cajas de inspeccin o pozos de visita, sin olvidar que entre esta estructura y el conducto debe existir cierta flexibilidad. Y dependiendo del puente se debern cumplir las especificaciones de cada tipo de estructura para transporte o vialidad.

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DIAM. NOM (pulg) 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 45 48 51 54 57 60 63 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 126 132 138 144

3/16 0.004763 11 12 12 12 12 12 12 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

1/4 0.00635 12 13 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 16 16 16 16 16 16 16 16 16

5/16 0.007938 13 14 14 14 14 15 15 15 16 16 16 16 16 16 16 16 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18

3/8 0.009525

ESPESOR (PULG Y M) 7/16 1/2 0.011113 0.0127 Claros L (metros)

5/8 0.015875

3/4 0.01905

7/8 0.022225

1 0.0254

16 16 16 17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18 18 18 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20

18 18 18 18 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 21 21 21 21 21 21 21 21 21

18 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 21 21 21 21 21 21 21 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 23

21 21 22 22 22 22 23 23 23 23 23 23 23 23 24 24 24 24 24 24 24 25 25 25 25

24 24 24 24 24 25 25 25 25 26 26 26 26 26 26 27 27 27 27 27

26 27 27 27 27 27 28 28 28 28 28 28 29 29

27 28 28 29 29 29 29 29 30 30 30 30 30 30

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Figura 7.1 Claros tpicos para tubera

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Figura 7.2 Claros tpicos para tubera

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Figura 7.3 Claros tpicos para tubera

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Figura 7.4 Cruce de obstculo soportado 7.4 OTRO TIPO

Estas estructuras pueden ser: Puente canal Apoyada en un terrapln con alcantarilla Apoyada en una alcantarilla de mampostera Puente colgante EL puente canal es una estructura que se apoya sobre caballetes o pilas. Suele utilizarse para alcantarillado pluvial y para riego, aunque para el primero no es muy comn; es de seccin circular, semicircular, rectangular o trapecial, se construye de lamina de acero cuando se trata de un puente provisional o de concreto cuando es definitivo. Para las estructuras apoyadas en terrapln o en alcantarilla de mampostera se debe de tomar en cuenta las condiciones del suelo; cuando el suelo sea demasiado blando, se puede combinar un atraque de concreto con pilas para incrementar su capacidad de carga al deslizamiento. La separacin y dimensiones de los atraques se determinan dependiendo del peso de la tubera, y de la pendiente del sitio en que se construya. El anlisis y diseo de los atraques y silletas se har de acuerdo a las Normas y Especificaciones de la Asociacin Americana de Obras de Agua (AWWA), al Manual de Diseos de Obras Civiles de la Comisin Federal de Electricidad y al de CNA. Los puentes colgantes son otro tipo de solucin para los cruces, estos se soportan por medio de cables, el cable principal esta formado por la unin de varios cables que parten de la parte principal de las torres apoyadas en atraques, ambas se encuentran en la parte exterior del puente, la figura 7.5 esquematiza una estructura de este tipo.

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Figura 7.5 Cruce por medio de un puente colgante

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8. SIFONES INVERTIDOS Cuando sea necesario cruzar alguna corriente de agua, depresin del terreno, estructura, conducto o viaductos subterrneos, que se encuentren al mismo nivel en que debe instalarse la tubera, normalmente se utilizan sifones invertidos (ver figura 8.1). El sifn invertido tiene la caracterstica de funcionar totalmente lleno bajo la accin de la gravedad y bajo presin, debido a que se encuentra en un nivel inferior al del gradiente hidrulico. En el diseo de los sifones inv