-5-, t >o - All Documents | The World Bank€¦ · Presentación Uno de los grandes retos que afronto el sector de de agua y alcantarillado de las ciudades de La agua y saneamiento

24654December 2001

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Programade Agua ySaneamiento

Sistemascondominialesde alcantarilladosanitario

El Programa de Agua y Saneamiento (PAS) es uno alianza inter-nacional de los principales agenciaos de desorrollo a nivel mun-dial cuya preocupoción se orienta o brindar servicios de ogua ysaneamiento a las poblaciones más pobres Su misión es oliviarla pobreza ayudando a los personos de escosos recursos atener acceso sostenido a mejores servicios de agua y sanea-miento. El PAS es dirigido a través de su oficina principal enWashington D. C y cuatro oficinas regionales en Asia Meridio-nal, Asia Oriental y el Pacífico, África y la Región Andina.Esta publicación del PAS-AND ha sido posible gracis ol apoyofinonciero de la Agencio Sueco de Cooperación Internacionalparo el Desarrollo (ASDI) y al apoyo institucional del Vice Minis-terio de Servicios Básicos de BoliviaEl contenido del documento fue preparado por Adelo Martínez,integrante del equipo que tuvo a su cargo la implementoción delProyecto Piloto El Alto, y Klous Neder, de CAESB Brasil. Larevisión final del documento fue realizada por Alcides Franco.Los comentarios y aportes fueron brindodos por Carmen Arévolo,Directoro Regional del PAS-AND, Joseph Norkevic, Coordina-dor del PAS en Bolivia y Louise Herrmonn, Oficiol del Progromodel PAS.

Depósito legal: 1501132001-4614

Diseño Fabiola Pérez Albela Pighi

Fotografías. PAS -Región Andina

Diseño Fabiolo PérezAlbelo Píghi

Edición Sontillano S A

Impresión Biblos 5 A

Diciembre 2001

Programade Agua ySaneamiento

<S Sistemas> condominiales

O de alcantarillado0 sanitario

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< MANUAL DE DISEÑOLLU Y CONSTRUCCIÓN

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Presentación

Uno de los grandes retos que afronto el sector de de agua y alcantarillado de las ciudades de Laagua y saneamiento a nivel globol es, sin lugar Paz y El Alto, otorgado a la empresa Aguas dela dudas, desarrollar alternativas tecnológicas y lilimani S.A. en 1997, establecía metas de co-de gestión, que permiton mejorar el acceso de la bertura específicas para la ciudad de El Altopoblación de menores ingresos a servicios de -localizada en la periferia de La Paz y con altosagua y saneamiento de calidad y sostenibles a niveles de pobreza-: 1 00% de cobertura en ellargo plazo, en especial en áreas periféricas ur- abastecimiento de agua potable, y la instalaciónbanos. Este reto es particularmente provocador de 3800 conexiones de alcantarillado, duranteporo América Latina, con más de un tercio de su los primeros cuatro años de la concesión. Alpoblación viviendo en la pobreza, y donde el mismo tiempo, el Viceministerio de Servicios Bá-acelerado proceso migratorio del campo a la ciu- sicos, máxima autoridad sectorial en Bolivia, condad, de los últimos veinte años, ha resultado en la asistencia técnica del Programa de Agua yque alrededor de un 75% de sus habitantes se Saneamiento, PAS, y el apoyo financiero de laconcentre en áreas urbanos, con el agravante Agencia Sueca de Cooperación Internacionalque la gran mayoría de estos nuevos migrantes para el Desarrollo, ASDI, estaba comprometidoson pobres y se asientan en áreas periféricas, en la búsqueda de soluciones al saneamientocorentes de todos los servicios básicos y en de- básico de áreas marginales urbanos, que pu-plorables condiciones ambientales y de salud dieran ser adoptados ampliamente en todo elpública. Solucionar estas carencias de manera país. Fue así como, uniendo los intereses y lossostenible, con las tecnologías convencionales esfuerzos de estas y otras instituciones, fue posi-de que dispone el sector, resulta inviable en el ble probar y validar en el contexto boliviano elcorto y aún en el mediano plazo en razón de los sistema condominioa mediante la implementaciónaltos costos que estos soluciones conllevan. del Proyecto Piloto El Alto (PPEA).

En Bolivia, en 1 998 se conjugaron una serie Los resultados del Proyecto Piloto son am-de circunstancias que permitieron poner a prue- pliamente satisfactorios. Su implementación haba una solución alternativo pora la instalación hecho posible el acceso a los servi¿ios de aguade redes de acueducto y alcantarillado sanitario, y alcantarillado, con una significativa reducciónampliamente utilizado en Brasil por más de vein- de costos, a unos 11 .000 personas en las ciu-te años, el sistema condominial. En primera ins- dades de El Alto y La Paz. Pero tal vez su efectotancia, el contrato de concesión de los servicios más importante ha sido que, a partir de la

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PROGRAMA DE AGUA Y SANEAMIENTO

validación del sistema condominial en este pro- participado los profesionales ingenieros del Pro-yecto, el país cuenta con una nueva alternativa grama de Agua y Saneamiento que integraron elde menor costo, para atender la demanda de equipo de implementoción del Proyecto Piloto Elmiles de familias bolivianas que hoy, dado sus Alto, con el apoyo de especialistas en sistemasreducidos ingresos, no tendrían la posibilidad condominiales de Brasil.de acceder a estos servicios utilizando sistemas Esperamos que los instrumentos, que hoy po-convencionales. nemos a disposición de los actores del sector,

Para el Programa de Agua y Saneamiento en apoyen efectivamente la réplica del sistemala Región Andina -institución que ha estado a condominial en Bolivia, con lo cual será posiblecargo de la implementación del Proyecto Piloto, ampliar el alcance de las inversiones y mejorarde la documentación y divulgación de sus resul- los posibilidades de acceso a estos servicios detados, lo mismo que del proceso de institu- un mayor número de familias bolivianas, con elcionalización del sistema condominial-, resulta consecuente impacto en sus niveles de bienestarmuy satisfactorio poder ofrecer a las instituciones y calidad de vida.de gobierno, organismos ejecutores, ONGs ydemós actores del sector, los instrumentos para Carmen Arévalo Correaapoyar y facilitar su réplica en Bolivia, de los Directoracuales forma porte el presente "Manual de ProgramadeAguaySaneamientodiseño y construcción". En su preparación, han Región Andina

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Introducción

El presente Manual de diseño comunitaria con los aspectos técnicos de inge-y construcción de sistemas de niería y diseño. Al involucrar al usuario en todoalcantarillado sanitario condominial el proceso -planificación y diseño, construcciónforma parte de un conjunto de y mantenimiento de las redes- es posible logrardocumentos pubiicados por el una reducción aun mayor de los costos.Programa de Agua y Saneamiento, Este manual trata de los aspectos específicosPAS, con el apoyo financiero de la relacionados con el diseño de los redes del al-Agencia Sueca de Cooperación cantarillado sonitario y está dirigido a ingenie-Internacional para el Desarrollo, ros proyectistas interesados en utilizar el sistemaASDI, con el objetivo de apoyar la condominial ..Su contenido abarca los principa-réplica del sistema condominial, les componentes del proceso desde el punto deprobado y validado en el contexto vista técnico, haciendo énfasis en los aspectosboliviano mediante la implementoción particulares del sistema condominial. Presenta <

del Proyecto Piloto El Alto, PPEA. los principales criterios.relacionados con el dise- ->

ño de los redes, incluyendo los parámetros utili-El sistema condominial se origina en Brasil en la zados, así como el procedimiento de cálculo hi-década de los años 80 como una alternativa de dráulico de las.,redes. de acuerdo al modelo demenor costo al sistema convencional, para la tuberías con sección parcialmente llena. Odotación de servicios de alcantarillado sanitario. Finalmente, es necesario aclarar que en elEstos menores costos provienen de dos de las caso del sistema condominial, los diseños pre- <características básicas del sistema condominial. parados por el proyectista a partir de la utiliza- LU

La primera está relacionada con el trazado y di- ción de este manual deben ser considerados Oseño de las redes, ya que al tenderlos a lo largo como preliminares. Permiten estimar los costos yde los aceros o veredos, en los jardines o al inte- presupuestos para la coñtrotación de las obras yrior de los lotes, en lugar de hacerlo en el centro son la base para la discusión sobre el trazado yde las calles, como en el sistema convencional, localización definitiva de las redes con los usua- Oes posible obtener ahorros sustanciales en cuan- rios. Los diseños definitivos del sistema a cons- uto a la longitud, el diámetro y la profundidad de truirse resultarán de este proceso de participo- ..los tuberías empleadas. La segunda es la forma ción y consultd cón la comunidad que va a ser Ode integrar el trabajo social y la participación atendida por el proyecto.

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1 ESTLDIOS BÁSICOS

1. Estudios básicos

Antes de iniciar el diseño de un sistema de al- o Contar con servicio de agua potable.cantarillado condominial, es necesario tener un . Tener una ocupación de 60 - 70% de los lo-conocimiento detallado del área donde se pre- tes existentestende implantar el sistema, considerando todas o Ser representotiva de la situación de soneo-sus potencialidades y las limitaciones para po- miento de la ciudad.ner en marcha un modelo de este tipo. o No demandar soluciones tecnológicas sofis-

Estos estudios básicos deben determinar no ticadas, como muchos estaciones de bom-solamente los aspectos relacionados a la parte beo o nivel de tratamiento muy elevado.técnica de las obras, como la topografía, tipo desuelo, drenaje, etc., sino también aspectos Además, se deberá contor con la siguiente infor-socioeconómicos y culturales de la población a mación relacionada con el área del proyecto,atender, tales como el nivel de ingresos, consu- como soporte a la preparación de los diseñosmo de agua, demanda por los servicios, hábitos del sistema de alcontarillado: <de higiene, etc. e Población a ser atendida: actual y futura. >

Los estudios bósicos requeridos serán deta- o Nivel general de ingresos, y voluntad de pago O

liados a continuación. por el servicio.* Nivel cultural general.

1.1 Caracterización del área . Hábitos de higiene de la población. 0

del proyecto . Situación sanitaria.El área seleccionada deberá contar con una se- o Potencial, capacidad y voluntad pora la par- <rie de características deseables para que el pro- ticipoción comunal. LLU

yecto pueda lograr su objetivo, es decir, el desa- o Demanda por servicio de alcantafrillado. 0

rrollo de una solución de alcantorillado de bajo o Voluntad de porticipación comunal. O

costo y sostenible. 2Algunos de estas características se presentan 1.2 Estudio de los recursos hídricos L

a continuación: y calidad de agua para 0a Estar dentro de los límites del perímetro urbo- consumo humano U

no de la ciudad. Se deben realizar los estudios necesarios que >_

* Ser parte del plan regulador o plan de ocu- permitan verificar la oferta de agua, a fin de 0

poción y usos del suelo de la ciudad. garantizar el abastecimiento actual y futuro de 2

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agua potable y el adecuado funcionamiento del Se realizará el levantamiento de obstáculos su-sistema de alcantarillado. perficiales y subterráneos, desniveles y lugares

Los principales estudios técnicos especializa- por donde será trazada la red colectora. Princi-dos serán los siguientes: palmente:

o Dimensiones de los anchos de frente de lote,a) Estudios hidrogeológicos anchos de calles o avenidas.Esta investigación comprenderá varios procesos o Cordones de acera, aceras, postes, topos derelacionados con las circunstancias que se pre- cámaras y otros de importancia.senten debido a las condiciones geológicas e o Accidentes naturoles como riachuelos, pasohidrológicas de la región de estudio, así como la de quebrados y otros.importancia de la población y la situación eco- O Líneas de conducción o emisarios existentes.nómica de sus habitantes. * Perfiles longitudinales sobre los ejes de los

Una vez determinados los caudales disponi- calles o avenidas, etc.bles y aprovechables, si es necesario, deberá re-solverse el tratamiento de las aguas, con el fin Además, será necesario ubicar "Bench Mark"de garantizar que la calidad del agua para el (BM) en lugares visibles y accesibles como ca-consumo cumpla con los estándores de calidad lles, avenidas, plazas, iglesias, colegios, escue-vigentes en el país. las, edificios públicos, etc. Los BM deberán ser

mojones de hormigón ciclópeo de forma cilín-b) Determinaciones hidrométricas drica de diámetro 0.20 m. y de 0.30 m. de pro-Hay que estudiar y cuantificar las fuentes posi- fundidad. Estos serán localizados a distanciasbles para el abastecimiento a la población. En el prudentes para su uso posterior.caso de fuentes superficiales, la investigaciónhidrométrica consistirá en aforar en distintas épo- 1.4 Estudio geotécnicocas del año la fuente de aprovisionamiento o El estudio geotécnico será realizado para deter-deducir su valor utilizando los datos hidrológicos minar las características geológicas y geotécnicascorrespondientes, de acuerdo a las precipitacio- referidas a las propiedades físicas y mecánicosnes pluviales, para determinar el caudal mínimo del suelo y subsuelo para la construcción deldisponible. sistema de alcantarillado sanitario. Además, los

En el caso de fuentes subterráneas, los estu- estudios de suelos tienen que incluir la determi-dios hidrogeológicos comprenderán pruebas de nación del nivel freático y los siguientes valores:bombeo, aforos y determinaciones del compor- o Módulo de elasticidad del suelo (E').tamiento de los acuíferos y capacidad y posibili- o Análisis granulométrico.dad de explotabilidad para que el abastecimien- o Clasificación de suelo (según ASTM D2487).to a la población sea conveniente y apropiado. o Límites de Atterberg (líquido y plástico).

o Ángulo de fricción interna.1.3 Estudios topográficos o Tensión admisible y cohesión.El levantamiento planialtimétrico del área de pro- o Peso específico del suelo de relleno.yecto y de sus zonas de expansión será presenta- C Peso específico saturado del suelo dedo en una escala mínima de 1: 1000, con curvas relleno.de nivel cada metro y cotas de nivel de la rasan-te del terreno en todos las intersecciones de calle 1.5 Plan maestro de desarrollo urbano(cruceros) y puntos importantes. Se deberá contar con información sobre planos

Se debe presentar un plano en planta, en directores existentes del área urbana, planos deescala mínima 1: 10.000, en el cual estén repre- expansión urbana, tipo de ocupación del suelo,sentadas, en conjunto, las áreas de las cuencas tendencias y pronósticos de desarrollo socio-de drenaje. económico.

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¡ ESTUDIOS BÁSICOS

1.6 Descripción y diagnóstico del quebrados, solares, etc.), tratamiento de aguassistema de agua potable residuales, y principales deficiencias del servi-

Se recopilará información sobre la entidad res- cio. Si la zona no cuenta con alcantarillado sa-ponsable del servicio, condiciones del servicio, nitario, se deberá describir las condiciones de lacomponentes del sistema, conexiones domicilia- disposición de excretos.nos, calidad y cantidad del agua y las principa-

les deficiencias del sistema, 1.8 Características socioeconómicas

1.7 Descripción y diagnóstico del de la población en estudiosistema existente de alcantarillado Para describir la condición socioeconómica (ni-

sanitario veles de ingreso), os hábitos de higiene de losEs necesario contar con información sobre la habitantes de la zona del proyecto y la relaciónentidad responsable del servicio, condiciones del entre el precio del agua y su consumo 'Curva deservicio, componentes del sistema, conexiones demanda), se realizará una encuesta socio-

domicilicrios, descripción de las cuencas de dre- económica para establecer la "Línea de base"

naje, descripción del cuerpo receptor (ríos, correspondiente.'

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Ver detalles en lo 'Guía de procedimientos poro la implementoción de sistemos condominicles de olcontrrillodo sonitorio", opublicado por el PAS

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2. Parámetros de diseño

Los parámetros de diseño definen el tamaño del económicos disponibles, pora evitar períodossistema a ser construido y deberán ser estableci- muy largos y maximizar la cobertura a medianodos de acuerdo con la demanda real por el ser- plazo.vicio, ya que tienen incidencia directa en los cos-tos de inversión, operación y mantenimiento de 2.2 Poblaciónlos sistemas instalados. El proyectista deberá realizar el estudio demo-

gráfico basado en datos censales e información2.1 Período de diseño local y regional para el cálculo de la poblaciónEl período de diseño permite definir el tamaño a ser atendida por el proyecto. Habrá que deter-del proyecto en base a la población a ser atendi- minar la población y las densidades poblacionalesda al final del mismo. de acuerdo con las zonas de ocupación homo-

Si el período de un proyecto es corto, inicial- génea, siguiendo los categorías residencialmente el sistema requerirá una inversión menor, (unifamiliar o multifamiliar), comercial, industrialpero luego exigirá inversiones sucesivas de acuer- y pública, para el inicio y final de proyecto.do con el crecimiento de la población. Por otro Para obtener una buena aproximación entrelado, la ejecución de un proyecto con un perío- el parámetro a ser utilizado en el diseño y lado de diseño mayor requerirá mayor inversión demanda futura de la población del proyecto,inicial, pero luego no necesitará de nuevas in- serán necesarios, por lo menos, los siguientesversiones por un buen tiempo. estudios:

Cuando se diseña un sistema condominial El primer estudio pondrá énfasis en la pobla-en áreas periurbanas, donde la demanda es ción futura, resultante de la ocupación total delmayor que los recursos disponibles, será una área de acuerdo al plan maestro de desarrollobuena estrategia acortar el período del proyecto. urbano, o plan regulador de uso de suelo esta-De esta manera, se consiguen costos más bajos blecido por el municipio, que determina la cate-que permiten atender de inmediato a una pobla- goría de vivienda a ser construida en la zonación mayor. (gráfico 1 y cuadro 1).

El período de diseño de un sistema condo- El resultado será la población de saturación,minial deberá ser optimizado en el caso de producto del número de viviendas por la densi-zonas con bajos ingresos y donde la demanda dad de ocupación prevista; pero sin referenciapor el servicio sea mayor que los recursos temporal.

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2 PARÁMETROS DE DISEÑO

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_ Viviendas mubifamiliares

~ Zoncas comerciales Plan regulador urbano delmunicipio

= Viviendas unilamiliares

TIPO DE OCUPACIÓN Número Número Tasa Población >de lates de viviendos de ocupación resultante 1

Unifamiliar 144 144 5,50 792

Multdtamiliar (hasta ó departamentos) 36 216 5,50 1188Comercial (10 habitantes equivalentes) 36 - 10 360 0

1-Total 2340 <

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El segundo estudio se relaciona con el crecimiento El proyectista deberá tener cierta precaución en

de la población en función del tiempo, a partir utilizar las tosas promedio de crecimiento de la O

de la población verificada al inicio mediante ciudad como un todo; ya que normalmente se u

datos censales en el área de proyecto y tosas de relacionon a una expansión horizontal con au- >_

crecimiento anual; sin considerar las limitacio- mento del área urbana. El crecimiento vertical O

nes del plan regulador (gráfico 2 y cuadro 2). del área de proyecto, normalmente, es más balo. n

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Lotes ocupados Ocupación actualLotes vacíos

Tipo de lote Número Población Densidad Tasa Poblaciónde viviendas actual de ocupación de crecimiento al final del

ocupadas verificada anual periodo de(censo) 15 años

Unifamiliar 136 715 5,25 3,5% 1179Multifamilior 192 864 4,50 3,5% 1425

Total 2604

Del ejemplo anterior, se observa que la pobla- de 3,5 hab / vivienda. En áreas de bajos ingre-ción calculada según tasas de crecimiento es sos, este número puede llegar a ser tan alto comomayor que la resultante del plan regulador y uso 10 hab / vivienda. Esto se debe a que común-de suelo. El proyectista deberá definir la opción mente en las áreas de bajos recursos de la ciu-más probable. dad una sola vivienda puede estar habitada por

Además, se tendrá que tomar en cuenta que más de una familia.el número de habitantes por vivienda y la densi- Para la elaboración del diseño, el proyectistadad de ocupación, generalmente, tienen rela- debe obtener una cifra real de la densidad ocu-ción directa con el nivel de ingresos de la comu- pacional basada en los levantamientos demo-nidad. En áreas de altos ingresos, el número gráficos realizados durante la caracterización delmedio de personas en una vivienda puede ser área.

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2 PARAMETROS DE DISEÑO

Los valores siguientes pueden ser considerados El proyectista deberá en casos específicoscomo una primera referencia de la densidod de ajustarse a la realidad y hábitos de higiene de laocupación: zona, siempre y cuando realice estudios de res-

paldo.

2.5 Coeficiente de punta

Tipo de zona Densidad La relación entre el caudal medio diario y el cau-según nivel de ocupación dal máximo horario, denominado 'coeficiente dede ingresos (hab/vivienda) punta", se obtiene mediante la ecuación de

l.Alto 4 ¡_ Harmon o valores de kl y k2 (coeficientes deMedio _ 5,50 3 máximo caudal diario y horario). El valor reco-

. Baj . , = _.. ._Bajo 7,00 | mendado está en el rango de 2 a 3,8 y dependedel tamaño de la población a ser atendida.

2.3 Dotación de agua potable 2.6 Caudal por infiltraciónEl volumen de descargo de aguas residuales El caudal de infiltración se determinará conside-depende directamente del consumo de agua en rando los siguientes aspectos:la zona. Por esto, para diseñar el sistema de o Altura del nivel freático sobre el fondo delalcantarillado, habrá que definir la dotación de colector.agua potable por habitante. La dotación, a su o Permeabilidad del suelo y cantidad de preci-

vez, dependerá del clima, el tamaño de la pitación anual.población, características económicas, cultura- . Dimensiones, estado y tipo de alcantarillas, yles, información sobre el consumo medido en la cuidado en la construcción de cámaras dezona, etc. inspección.

Normalmente, en áreas de bajos ingresos se e Material de la tubería y tipo de unión.registran bajos consumos de agua. Un valor pro-medio utilizado en el diseño podría ser de 80 a En el cuadro 5 se presentan valores sugeridos120 I/h/día. para la infiltración:

El cuadro 4 muestra, como referencia, nive-les de ingreso y su respectivo consumo de agua 1(l/h/día): >

Cuadro 4 Nivel freático Tipo de unión Caudol de °infiltracion r

li/s/km O

Tipo de área Dotación ¡o anillo de goam. 0.05 a ser atendida per-cápita Alto anillo de goma 0.50 <según nivel de ingresos (Il/h/día) _

uLJeAlto 250Q- 180 1-

1 ¡3ejdio . = =, l1-89-- -12 - ¡ 2.7 Caudal por conexiones erradas_ Se deben considerar los caudales provenientes

de malas conexiones o conexiones erradas, así n

2.4 Coeficiente de retorno (C) como las conexiones clandestinas de patios do- °Se ha estimado, mediante estudios estadísticos, el miciliarios que incorporan al sistema aguas u

LUporcentaje de agua abastecido que llega a la red pluviales. El caudal por conexiones erradas puede >

de alcantarillado. Este coeficiente oscila entre el ser del 5% al 10% del caudal máximo horario de O

60% y 80% de la dotación de agua potable. aguas residuales. «

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2.8 Cuantificación de caudales c) Caudal de diseñode aporte El dimensionamiento de los conductos deberá

Los caudales de aporte que concurren a las re- atender los máximos caudales de descargades de alcantarillado sanitario, pora el inicio y según la siguiente expresión:final del período de diseño, serán determinadosutilizando las siguientes ecuaciones: Qd= Qinax + Q, + Qe

Donde:a) Caudal medio diario Q, = CPD

Qd = Caudal de diseño (l/s)Donde:

Qr= Caudal máximo horarioQm = Caudal medio diario (l/s) Qi = Caudal por infiltración

C = Coeficiente de retornoQe = Caudal por conexiones erradas

p = Población

D = Dotación (I/hab/d) 2.9 Aporte de aguas industriales,comerciales y públicas

La contribución de aguas residuales industria-b) Caudal máximo horario |Qm_ =MQm (I/s)| les, comerciales e institucionales será evaluado

en forma puntual y como descarga concentradaa la red, de acuerdo con los niveles de consu-

Qm = Caudal medio diario (l/s) mo. La calidad de descarga estará condiciona-da a la Ley de Medio Ambiente y a sus regla-

M = Coeficiente de punta mentos.

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3 CRITERIOS DE DISEÑO DE REDES DE ALCANTARILLADO

3. Criterios de diseño de redesde alcantarillado

3.1 Fórmulas para diseño Caudal:La técnica de cálculo admite el escurrimiento en Q 3 D3 S2

régimen permanente y uniforme, en el cual elcaudal y la velocidad promedio permanecenconstantes a lo largo de la corriente líquida. Para tuberíos con sección parcialmente llena:

Fórmula de Manning: El ángulo central 0O (en grado sexagesimal)212/

VE X- R3 s 2 00= 2arcos -

Donde:

V= velocidad (m/s) Radio hidráulico: <

f = coeficiente de rugosidad >(adimensional) R D= D I- 360sen 00

R = radio hidráulico (m) 4 2 00 J S

S = pendiente (m/m) OVelocidad:

Paro tuberías con sección llena: n [ 6Ose 0 O

2 1 n ~~~ 2,r00 0Velocidad: V= 0.397 D3 S2

Caudal:Continuidad: Q = VA O

D3 5 i uDonde: Q= D 2 (2r0 -360sen0O) 3 S 2 LU

7257.15n(21rzO) 5 0

Q = caudal (m3/s)

A = área de la sección circular (m2)

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3.2 Criterio de la tensión tractiva Pendiente pora tuberías poro sección parcial-Las tuberías del sistema de alcantarillado deberán mente lleno:cumplir la condición de autolimpieza para limitarla sedimentoción de arena. La eliminación con- S =tinua de sedimentos de los colectores es costosa pg D1 360sen ol

y, en caso de falta de mantenimiento, se pueden 4 L 27r0 Jgenerar problemas de obstrucción y tapo-namiento.

Por lo tanto, es aconsejable utilizar pendientes 3.2.1 Tensión tractiva mínimaque den lugar a velocidades autolimpiantes en La tensión tractiva mínima para el cálculo de lacondiciones críticas de flujo (bajo caudol y pendiente será:tirante). Incluso cuando el incremento de costosde construcción con pendientes más pronun-ciadas suponga costos fijos mayores que el costoadicional de mantenimiento de los colectores si En los tramos iniciales, la verificación de lase hubiesen construido con pendientes menores. tensión tractiva mínima no podrá ser inferior a

La tensión tractiva, o tensión de arrastre, es 0,60 Pa.el esfuerzo tangencial unitario ejercido por ellíquido sobre el colector y en consecuencia sobre 3.3 Pendiente mínimael material depositado. Tiene la siguiente La pendiente del colector será determinada paraexpresiónr garantizar la condición de autolimpieza desde

| = pgRS la etapa inicial del proyecto, de acuerdo con lasiguiente relación de caudoles:

Donde:

= Tensión de arrastre, en pascal (Pa). Q"" 0,10 a 0,15 (10% a 15%)Ql1

p= Densidad del agua= 1000 (kg/m3).

Donde:g = Aceleración de la gravedad

= 9,81 m/s2 Qn"' Caudal de aporte medio diario enla etapa inicial (sección

R = Radio hidráulico (m). parcialmente llena).

S = Pendiente de la tubería (m/m). Q,l = Capacidad de la tubería paraconducir el caudal de diseño (Qd)'

(sección llena)

La pendiente del colector será calculada con ella pendiente de. colector será calculado con elOtras relaciones de caudal deberán ser justi-

criterio de la tensión tractiva, según la siguiente ficadas con información correspondiente aexpresión: iascoinomcó corsodeta

caudales de aporte presente y sus proyecciones.

Pendiente para tuberíos con sección llena:3.3.1 Pendiente mínima admisibleLa pendiente mínima admisible será determinada

5S= T para las condiciones de flujo, establecidos en elpgR numeral 3.3, para una tensión tractiva media de

1 Pa.

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3 CRITERIOS DE DISEÑO DE REDES DE ALCANTARILLADO

3.3.1.1 Relación de caudal funcionamiento del sistema, cuando se presentan

caudales de aporte bajos y condiciones de flulo

Q 0.1 h =0.2618 críticas.Ql D

(de las propiedades hidráulicas de la sección Cuadro 6 Pendiente mínima en colectores dealcantarillado sanitario (Qmi / Qll = 0,1 5)

circular) .

El ángulo central (grado sexagesimal): Diámetro Pendiente mínima Sección llenaS., (miles) Velocidad Caudal

M o/oo m/s l/s

H = 2arcos [I- 2h = 123.10 0,10 6,68 0,54 4,22D 0,15 4,46 0,58 10,17

0,20 3,34 0,60 18,960,25 2,67 0,63 30,75

Radio hidráulico: 0,30 2,23 0,65 45,650,35 1,91 0,66 63,75

Rp=0,1525D 0,40 1,67 0,68 85,130,45 1,49 0,69 109,88

Pendiente mínima: 0,50 1,34 0,70 138,06

s S = Tm.n = Tmn (m/m) Las pendientes fueron obtenidos para lospgRp pgo .1525D siguientes valores:

Tm= 1 Pa p =1000 kg/m 3

Utilizando las ecuaciones anteriores, se presentanen el cuadro 6, los pendientes mínimas admisiblespara diferentes diámetros y los volores de velo-cidad y caudal a sección llena.

De acuerdo con las características topo- 3.3.2 Pendiente mínima admisible para

gráficas de la zona del proyecto, los colectores diferentes relaciones de caudal

deben ser dimensionados con la pendiente natu- Se podrán establecer otras relaciones de caudal <rol del terreno. Sin emborgo, las pendientes no presente y futuro, de acuerdo con las condiciones >

serán inferiores a la mínima admisible para permitir locales (caudales de aporte) En este caso, la Ola condición de autolimpieza desde el inicio de pendiente mínima será obtenida del cuadro 7.

o

LUJ

oCriterios de diseño Pendiente mínima Flujo a sección llena

Q/Qll h/D R/D Tt (Fa) Smin (miles) Vil (m/s) Qll (m3/s)

0.10 0.2136 0.1278 1.0 0.7976D-1 08622D 01667 0.6771 D 21667 o0.15 0.2618 0.1525 1.0 06684 D-1 07892D 01667 0.6199D 21667 D

0.25 0.3408 0.1895 1.0 0 5379 D-] 0.7080 D 01667 0.5561 D 21667 o0 35 0.4084 0.2175 1.0 0.4687 D-' 0.6609 D 01667 0.5190 D 2 1667 >

21


3.4 Coeficiente de rugosidad 3.6.1 Recubrimiento mínimoEl coeficiente de rugosidad "n" de la fórmula de La profundidad del recubrimiento, medida a partirManning será de 0,013 en alcantorillas de la clave de la tubería, será definida por el

sanitarias, para tuberías de cualquier tipo de cálculo estructurol de la tubería instalada en

material. zanjo, considerando que los esfuerzos a los queestá sometida dependen de las características del

3.5 Diámetro mínimo suelo, cargas de relleno y vehicular, tipo de ma-El diámetro mínimo de los colectores de terial de la tubería, coma de asiento, ubicación

alcantarillado sanitario, de acuerdo con las y trazado en el terreno.

experiencias en Bolivia y Brasil, puede ser de 100 El cálculo estructural deberá cumplir con lasmm (4"). Este valor para el diámetro es suficiente recomendaciones de los normas técnicas vigentes,

para transportar caudales principalmente en los de acuerdo al material empleado.arranques. El colector puede ser instalado con Se podrán utilizardiferentestiposde materiales

una pendiente mínima, sugerida en el párrafo para tuberías y accesorios, siempre que cuentenanterior, con la certificación normativa del organismo

competente autorizado en el país.

3.6 Profundidad de instalación Usualmente, en el sistema condominial de, .. ., ~~~~alcantarillado sanitario la red pública a princi-La profundidad mínima de instalación de una '

tubería será definida .funcióndelosspal se localiza por el medio de los calles y estátubería será definida en función de los siguientes sueaalscrsveiurs.Ecsodsr

aspectos: ~~~~~~~~sujeta a los cargas vehículiares. En caso de seraspectos:instalada en áreas protegidas, se podrá reducir

la oltura del recubrimiento.

Cuadro 8 Profundidad dell recubrimiento - El cuadro 8 puede orientar al proyectistaTubería de PVC sobre la profundidad del recubrimiento.

3.6.2 Conexión de descargas domiciliarias

MUnimoi(m o La profundidad mínimo del colector deberápermitir la correcta conexión de las descargas

Red principal por lo calzada de la vía pública 0.85 domiciliarios a la red pública de alcantarillado.Red principal por las áreas verdes/jardines 0.55 (la Norma vigente para instalaciones dom-Ramales porel fondo, por las aceras 0.35- 0,45 cLarma via, es talec nendientRamales por el fondo, por medio de lotes 0,30 ciliaris en Bolvia, establece una pendiente

mínima del 2% desde la cámara de inspección

domiciliaria hasta la tubería de recolección).

i Anchos de zanja recomendados(Diámetro 1 00 y 150 mm) 3.7 Dimensiones dei ancho de zanja

Las dimensiones del ancho de zanjo deberán

Redes 1 ramales Profundidad Ancho permitir suficiente comodidad al obrero parade zanja (m) de zanja (m) realizar las actividades de tendido de la tubería.

En el cuadro 9, se presentan anchos reco-Redes principales 0.85- 1.30 0.55 -0.60 mendados en función de la profundidad.

Mayora 1.30 0.65Ramolescondominiales 045-0.60 0.35 En general, debido o las profundidades

0.60-]1.20 0.60 mínimos de instalación de redes y ramales delsistema condominial, no se requiere el entubado

de zanjas. Sin embargo, el proyectista deberá

tomar las previsiones correspondientes e incre-

mentar el ancho de zanja de acuerdo con los

características del terreno y la presencia de nivel

freático.

22

4 DISEÑO GEOMÉTRICO - TRAZADO DE REDES

4. Diseño geométrico - Trazado de redes

4.1 Red pública puntos de bombeo, tratamiento y descargoLa red pública es el conlunto de tuberías que de las aguas residualesreciben las aguas residuales de ramales condo- - Cotas del nivel del terreno en todas las inter-miniales o conexiones domiciliarias 2 secciones de calle (cruceros) y puntos de in-

Para el trazado de las redes públicas, el pro- terés, debidamente referenciados.yectista deberá disponer de: El trazado de las redes públicas se realizará a

a partir de los puntos de cota más elevada (arran-Uncplan de á000resulade proyeto urbantmiza que) hacia el punto de cota más baja (descar-

escalar1f200, resultado denel leantamietro ga) y siguiendo el drenaje natural del terreno Eltopográfico, con curvas de nivel cada metroa proyectista deberá analizar las alternativas de tra-y el detalle de manzanos, calles, avenidas, zado para obtener la menor extensión de red ycanales, cursos naturales de agua, puentes conectar todos los manzanos.vehiculares, peatonales, cámaras del siste- En el gráfico 3, a manera de ejemplo, se pre-ma de alcantarillado existente, posibles sentan dos opciones

E9 B g m m tF9 Fq w v t F X_ v M

lo | 1 0 E I

9 _u A93 LM8 7 8 7

Red pública - Opción 1 Red pública - Opción 2

232 Para Bolivia, véase la terminología definida en el numeral 3 6 2 - Capítulo 11 de la Norma Boliviana NB 688


La red pública puede ser ubicada en el centro de Según la topografía y el trazado urbano, unacalle o avenida. Sin embargo, de preferencia será manzana podrá tener más de un ramalubicada en las áreas más protegidas del tránsito condominial (véase gráfico 6)vehicular, utilizando, siempre que sea posible, La información de cada ramal será incorpo-las aceras, los parques y los jardines existentes rada en una tabla, con la siguiente informaciónLa opción de trazado seleccionado se indica en básicael gráfico 4 e Número de manzana

La información sobre cada tramo será incor- a Número de ramalesporado en la planilla de cálculo hidráulico (ver o Longitud prevista para cada ramalmodelo en el ejemplo de cálculo), con la siguiente o Número de conexiones en cada ramal.información básica. e Número de habitantes atendidos por ramal.* Número de cámara inicial . Número y tipo de cámaras de inspeccióne Número de cámara final• Número de tramo Para calcular la población atendido por cadaC Cota de terreno inicial. ramal, se debe tomar en cuento que cada loteo Cota de terreno final significa una conexión y puede estar habitado* Longitud por más de una familio Una vez registradas to-

dos las manzanas, se determinará la longitud4.2 Ramal condominial total de los ramales condominiales y la pobla-El ramal condominíal es la tubería que recolecto ción total del área beneficiadoaguas residuales de un conjunto de edificacio- En la cuantificación de otros tipos de ocupa-nes con descarga a la red pública en un punto 3 ción, no residenciales, se debe proceder de la

Según el drenaíe natural del terreno, el pro- misma manera, considerando la población co-yectista definirá la ubicación más probable del rrespondiente a cada ocupación no residencialramal condominiol que atenderá cada manza- En estos casos, se puede calcular directamenteno, conectando todos las edificaciones hasta un el caudal de contribución de cada ocupación,punto de la red público Se presenta un ejemplo sin que sea necesario el cálculo total de lode trazado en el gráfico 5 población

-~~~~~~~~~~~--

1_ 47 Y 1 Ii:A 1 II

Red pública* Cámaras de inspección

24Paro Bolivia, véase numeral 3 6 1 - Capítulo 11 de lo Normo Boliviono NB 688

4 DISEÑO GEOMÉTRICO - TRAZADO DE REDES

1¿~~~~15

_ M 1 z 7 M2 _ 3 Z M t 5 M6

I u i.

8 7

- Ramol condominíal* Cámaras de inspección

-Red pública

Ramal candominial

*Caja de inspección Cl 40Caja de inspección Cl 60

* Cámaras de inspección Cl 1 20 rn

Detalle de ramal condominial empleado en Bolivia 0

Red principal -J

-J

uJ

Ramcal condominial °

*Cámara de ramal 0.45 m. --

25


El siguiente cuadro resume la información de los ramales condominiales:

Manzana Extensión Número Población Número Númeronúmero del ramal de conexiones de contribución de elementos de elementos

condominial estimada (hab.) de inspección de inspecciónCl 0.40 m Cl 0.60 m

Mi 265 m 18 99 17 4

M2 265 m 18 99 17 4

M3 265 m 18 99 17 4

M4 265 m 18 99 17 4

Ms 265 m 18 99 17 4

M6 265 m 18 99 17 4

M7 250 m 18 99 17 4

M8 250 m 18 99 17 4

M9 250 m 18 594 17 4

MiO 250 m 18 594 17 4

Mil 265 m 18 180 17 4

M12 265 m 18 180 17 4

Total 3120 m 216 2340 204 48

Además, se debe incluir información de los accesorios "TE" o "YE" de conexión que requieren losdomicilios o, en su caso, cámaras de interconexión.

26

5 CAMARAS DE INSPECCICN

5. Cámaras de inspección

Las cámaras de inspección forman parte de la da Tendrá dimensiones reducidas y poca pro-red de alcantarillado y tienen el objetivo de per- fundidadmitir el acceso para el mantenimiento Además, Cámara de inspección.- Debe ser ubicada enrepresentan un componente vulnerable del siste- la red pública. Su diseño atenderá las recomen-ma, ya que a través de ellos pueden ingresar daciones y normas técnicas vigentes en el paíselementos inapropiados y causar obstrucciones donde se elecuta el proyectoPor este motivo se deberá proyectar la cantidadmínima necesaria de cámaras de inspección En el cuadro 11 se presentan las dimensiones

recomendables de cámaras, según la profundi-5.1 Tipos de cámaras de inspección y dad de instalación de la tubería y el tipo de red.

ubicaciónLas cámaras de inspección se construyen en 5.2 Cámarasdeinspeccióndehormigónmampostería de ladrillo, mampostería de piedra, prefabricado <hormigón simple y armado, hormigón ciclópeo y Generalmente, los cámaras de inspección son >PVC. construidos en el sitio, pero debido a las venta- OLos elementos de inspección serán principalmente las de manipuleo y montaje, el proyectista debe-de dos tipos. rá analizar la posibilidad de utilizar "calas de

inspección' y "cámoras de inspección' con ele- QCaja de inspección.- Se ubicará en el ramal mentos prefabricados de hormigón simple y/o -

condomínial, de preferencia en un área protegí- armado (base, anillos y tapa) <

LLJ

o

Profundidad de la Tipo de cámara Dimensiones del Tipo de redtubería (solera) (m) acceso diámetro (m) ¡O

u< 0 90 Cala (Cl 40) 0 40 Ramal LU

0 90a 1 20 Cala (Cl 60) 0 60 Ramal Q> 1 20 Cámara (Cl 120) 1 20 con chimenea Red pública C

27Para Bolivia, véase los numerales 4 5 4, 4 5 5, 4 5 8, 4 5 9 y 4 5 10 - Capítulo 11 de la Norma Boliviana NB 688


Las cámaras de la red pública ubicadas en áreasde tráfico su jetas a carga vehicular deben contarcon el diseño estructural y prever el equipo espe-cial para transporte y montaje.

Para los casos citados, se presenton los cá-maras de inspección típicas de hormigón prefa-bricado, en los gráficos 7 y 8.

5.3 Cámaras de inspección de PVCEl proyectista deberá considerar el diseño de sis-temas de alcantarillado condominial totalmentede plástico, mediante el uso de tuberías, acceso-rios y cámaras de inspección de PVC. Esta op-ción podrá tener ventoais técnicas y económicasfrente a los elementos de hormigón, especial-mente en ramales condominiales y en la conexióndomiciliaria, según se describe más adelante.

Las cámaras de inspección de PVC que po-drán ser utilizados se denominan Cl PVC 40,tienen un diámetro de 0.40 cm y el acceso a lared se realiza a través de un tubo vertical deprofundidad variable de 0.10 a 0.20 cm de diá-metro. Debido a esta característica, el proyectis-ta deberá adquirir un equipo sencillo de limpie-za con agua a presión, para fines de manteni-miento.

Además, habrá que considerar las ventajasde estanqueidad, fácil interconexión y funciona-miento hidráulico, ya que la "base" de la cáma-ra, tiene las opciones de flujo directo, contribu-ción izquierda y derecha, que pueden serusadas cortando la extensión cerrada corres-pondiente.

Una desventaja que debe ser tomada en cuen-ta es la fragilidad de los cámaras de PVC frenteal hormigón, motivo por el cual deberán contarcon la protección adecuada.

28

5 CAMARAS DE INSPECCIÓN

_ _ _ _ ~~~~Tapa

ChimeneaAnillo

Base Anillo superior

Tubería

Anillo inferior

Media caña Base

t _ i7~~~~ Tapa

Chimenea

Cámara de inspección

TuberíaTX

Base

29


6. Conexiones al ramal condominial

El proyectista debe definir el tipo de conexión de tipo Cl 40 de hormigón o Cl PVC 40, según sela vivienda al romal condominiol según su ubi- indica en el grófico 9.coción, dentro o fuera del lote. La coja de inspección debe ser instalado

durante la construcción del romal condominiol,una en cada lote o vivienda. El usuario será res-

6.1 Conexión dentro del lote ponsoble de la conexión de sus instalacionesSi el romal condominial se encuentra dentro del introdomiciliarias, una vez que el sistema se en-lote, la conexión de la viviendo se realizará me- cuentre concluido y próximo al inicio de funcio-diante una "caja de inspección", usualmente del namiento.

Caja de inspecciónRamal condominiol

Tubería de la vivienda

30

6 CONEXIONES AL RAMAL CONDOMINIAL

6.2 Conexión fuera del lote conectado mediante una tubería corta a la cajaSi el ramal condominial se encuentra fuera del de inspección tipo Cl 40 o Cl PVC 40, que esta-lote (acera), la conexión de la vivienda se reali- rá ubicada dentro del lote, en una zona mászará mediante un accesorio de PVC tipo "T", protegida y próxima al límite público, como se"Y" o una "Silleta". El accesorio de PVC será puede apreciar en los gráficos 10 y 1 1.

Caja de inspección

Ramal condominial< X ~~~~~~~~Límite público

Tubería de la viviendo

Caja de inspección o

Ramal condominial~~~~~~~~~Límite público 0>

1-J-

-LJTubería de la vivienda o

ouJ

o

31


7. Actividades previas al cálculohidráulico - red pública

Como porte del proceso de diseño de una red de y cámara estarán en función de los equipos dealcantarillado sanitario, y previo al cálculo hi- limpieza previstos y disponibles.dráulico de la red pública, se debe realizar unaserie de análisis y actividades que servirán de e) Areas tributariosapoyo a dicho cálculo. Se da a continuación Los caudales para el diseño de cada tramo se-una breve descripción de estas. rán obtenidos en función a su área tributaria.

Para la delimitación de áreas se tomará en cuenta

a) Pendiente mínima el trazado de colectores, asignando áreas pro-Conforme a lo establecido (en el numeral 3.3.1 porcionales de acuerdo a las figuras geométricas

que el trazado configura, la unidad de medidadel presente Manual de diseño y construcción Y' será la hectárea (Ha).la Norma boliviana NB 688), previo al cálculo El caudal de diseño será el que resulte dehidráulico debe ser predeterminada la pendiente multiplicar el caudal unitario (1 / s / Ha) por sumínima para cada diámetro, de acuerdo a la área correspondiente.relación de caudales de la etapa inicial y la ca- El tramo podrá recibir caudales adicionalespacidad de la tubería para conducir el caudal de aporte no doméstico (industria, comercio yde diseño futuro (Q.,/Q11 = 0,15). público) como descarga concentrada.

b) Trazado de ejes fl Numeración de cámaras de inspecciónLos ejes de la red pública deben ser trazados por Las cámaras de inspección serán numeradas ael centro de las calles, cuidando que se intercep- partir de aguas arriba hacia aguas abajo.ten en un mismo punto. Además, se debe anali- En el ejemplo del gráfico 12, la numeraciónzar la posibilidad de ubicar la tubería en áreas de los cámaras se inicia con el colectar princi-más protegidas y a menar profundidad. pal, o interceptor, en el sentido de flujo desde el

punto de cota más elevada (1) hasta la cota másbaja (8). Además, cada tramo recibe su corres-

c) Medición de longitudespondiente numeración (Ti a T7).Se medirán las distancias entre crucero y crucero(intersección de calles). g) Determinación de las cotas de terreno

Dependiendo de la topografía de la zona deld) Ubicación de cámaras de inspección proyecto, y de acuerdo con las curvas de nivel,Las cámaras de inspección serán ubicadas en se determinarán cada una de las cotas de terre-los arranques de red, cambios de dirección y no correspondientes a cada una de los cámaraspendiente. Las distancias máximos entre cámora de inspección.

32

e£

9

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5��'80 9 �

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71

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1


8. Cálculo hidráulico

El proyectista desarrollará el cálculo hidráulico Los colectores serán instalados con una pendientedel sistema a partir de los datos básicos del pro- mínima de 6.68 o/oo (por mil), a fin de garanti-yecto indicados anteriormente. zar la condición de autolimpieza desde el inicio

Para esto, hará uso de la planilla de cálculo, de funcionamiento del sistema. Este diámetro serásegún el modelo que se presenta en el ejemplo incrementado en función al requerimiento de losde cálculo (página 36 y siguientes). caudales de aporte.

En primera instancia, el cálculo hidráulico Durante la fase de los estudios de pre-de la red se realizará para la condición más des- inversión, la comunidad deberá intervenir en lafavorable de instalación, que se dará con el tra- definición del trazado de los ramales condo-zado de la red pública por el centro de la calle, miniales y, con el asesoramiento técnico-socialcon ramales por las aceras y cuando los arran- debido, deberá seleccionar la alternativa cons-ques de los colectores se encuentren a mayor tructiva de los mismos. El diseño podrá ser ajus-profundidad. tondo a partir de los puntos de arranque de los

La`profundidad de instalación dependerá ade- ramales condominiales, pero no podrá ser mo-más del tipo de suelo, determinado en el estudio dificado el trazado, diámetro, profundidad y lageotécnico, del material de la tubería a ser pendiente de la red pública.implementado y de la factibilidad de las conexio- Posteriormente, durante la fase de construc-nes domiciliarios. ción, el contratista deberá efectuar el replanteo

El diámetro mínimo de los colectores de al- correspondiente y definir la ubicación y cota exac-cantarillado sanitario es de 100 mm (4"). ta de las cámaras en los ramales condominiales.

34


Anexo 1

EJEMPLO DE CÁLCULO HIDRÁULICO

A manera de guía y orientación para ingenieros proyectistas que tienen que ver con el diseño desistemas condominiales de alcantarillado sonitario, se ha desarrollado un ejemplo de cálculo hi-dráulico que pretende aplicar en forma sintética los conceptos y criterios de diseño explicados ante-riormente.

Pora fines del ejemplo se ha tomando la información básica de un sector de una urbanizaciónexistente (véase gráfico 12, página 33).

1. Estudios básicosLa aplicación del modelo condominial de alcantarillado sanitario requiere desarrollar una metodo-logía de implantación técnica y social. Como porte de la metodología y previo al cálculo hidráulico,el proyectista deberá realizar los estudios básicos indicados en los numerales 1 .1 al 1 .8 del presentemanual, referidos a:• Características del área seleccionada.* Estudio de los recursos hídricos y calidad de agua para consumo humano.* Estudio topográfico.

* Estudio geotécnico.

* Información sobre el plan maestro de desarrollo urbano.* Descripción y diagnóstico del sistema de agua potable existente.* Descripción y diagnóstico del sistema de alcantarillado sanitario existente.* Características socioeconómicas de la población en estudio.

En el presente caso, y para fines de aplicación práctica, los estudios mencionados se consideranrealizados y solamente se trata el diseño hidráulico de las redes.

36

2. Parámetros de diseñoConforme a los numerales 2 1 al 2 9 de este manual, en el siguiente cuadro se presento el resumende los parámetros que fueron utilizados.

No. PARAMETROS DE DISEÑO UNIDAD VALOR

1 Período de diseño año 202 Población actual hab 2,0433 Población futura o servida hab 3,4814 Tasa de crecimiento de población (variable) % 3 3-2 05 Lotes habitados (según censo) No 3966 Área tributaria total del barrio (c/vias) - (A) Ho 24 77 Densidad actual (Di) hab/ha 82 718 Densidad futura (Df) hab/ha 140 939 Número de conexiones de agua No 39610 Número de habitantes porconexión Hab/conex 51611 Consumo doméstico(s/ registros del operador) m3/coneíx/mes 16 2312 Consumo comercial13 Consumo industrial

14 Dotación actual con servicio de agua (DaJ) I/h/día 105

15 Dotación prevista con alcantarillado (Da,c , l/h/día 125

16 Coef ciente de retorno (c) % 70

17 Coeficiente de punta M = 1 + 14 factor 339

18 Coefciente por conexiones erradas (ce) % 1019 Coeficiente de infiltración (Qí) (PVC) 1/s/m 0 000120 Longitud total red de colectores proyectada m 6,15521 Profundidad del nivel freáótco m 1 9022 Material de la tubería PVC SDR35y4123 Módulo de elasticidad de la tubería Kg/cm2 28,10024 Peso específico del suelo de relleno kg/m3 1,81 725 Peso por eje (corga vehicular) - h 10 Kg 9,06026 Módulo de elasticidad del sue o (relleno) Kg/cm2 0027 Tipo del suelo A628 Límite líquido (IIJ) < 5029 Angulo de fricción interna < 30' -

30 Recubrimiento según cálculo estructural (calle) m 0 8531 Recubrimiento en acera (c/ protección en cruces) m 0 3532 Recubrimiento en interior de lote M 0 30

37


3. Cuantificación de caudales de aporte doméstico

a) Caudal Medio Diario (Qm)

D *Pf *C 125 *3,481 *0.70Q = alc -= _ = 3.531/s" 86,400 86,400

b) Caudal Máximo Horario (Qmax)

| Qmax = Qrn * M = 3.53 * 3.39 = 1 1.971/s

c) Caudal Máximo Unitario Doméstico por Área

q, = A = 24.7 = 0.481/sHa

4. Caudal por infiltración (Qi)

Q,= 0.00011/sm * 6,155m = 0.621/s

5. Caudal por conexiones erradas (Qe)

Qe = 10% * Qmax = °. 10 * 1 1.97 = 1.201/s

6. Caudal máximo de diseño (Qd)El caudal máximo de diseño incorpora los caudales de infiltración y por conexiones erradas.

Q= Qm.x + Q, + Qe = 11.97 + 0.62 + 1.20= 13.791/s

7. Criterios de diseño7.1 Verificación de lo reloción de caudales: presente y futuro

a) Caudal medio presente (doméstico) (Qp)

D*P, *C 125*2,041*0.70= ____ = '= 2.071/s

QP = 86,400 86,400

b) Capacidad de la tubería (tramo final)Con el caudal de aporte máximo de diseño Qd = 13.79 l/s, ubicamos en el cuadro ó el diámetro dela tubería necesaria, y corresponde a 0.20 m (8"), la cual tiene una capacidad para conducir:

Q1l= 18.96/s

Se verifica que la relación de caudal presente y futuro es: Q 2.07 0.11 (11%)Q11 18.96

38

Para determinar las pendientes mínimas, y previo al cálculo hidráulico, se adoptó una relación decaudales de: Q (15%), que fue aplicada a todos los tramos de la red.

P =0.15Qll

7.2 Tensión tractiva

Tensión tractiva mínima: | = 1 (Pa)

7.3 Pendiente mínimaLa pendiente mínima para la relación de caudales QJ/Q11 = 0.15 y la tensión tractiva mínima 1 Pay para diferentes diámetros de los colectores, tiene la siguiente expresión:

Smn _ Tmn Tm= n

| yRp pgO.1525D

En el cuadro Al, se presenta la pendiente mínima, velocidad y caudal a sección llena, utilizados enel cálculo hidráulico.

Cuadro Al - Pendientes mínimas

Diámetro Pendiente Sección llenamínima (S-,n ) Velocidad Caudal

m o/oo m/s I/s0 10 6.68 0 54 4 220.15 4.46 0.58 10 170.20 3.34 0.60 18.96

Pendiente obtenida para los siguientes valores:

Q,/Q, = 0.15 R/D = 0.1525 Tm = 1 Pa

p = 1000 kg/m3 9 = 9,81 m/s2 n = 0,013

7.4 Trazado de redes y recubrimiento mínimoEn el plano topográfico de la urbanización (Gráfico 1 2), se procedió al trazado de la red pública porel centro de la calle y los ramales condominiales por las aceros. El recubrimiento mínimo fue definidosegún el tipo de material (PVC), el cálculo estructural, la carga vehicular y datos del estudio geotécnico,habiendo determinado un recubrimiento mínimo de 0.85 m.

8. Cuantificación de áreas de aporteCon la planimetría y el apoyo del autocad, se procedió con la cuantificación de áreas de aporte portramo.

39


9. Cálculo hidráulico

El cálculo hidráulico fue reaiizado mediante la planilla de cálculo que se adjunta, con la siguientedescripción:

Columna 1 - 2 Numeración de cámaros de inspección.Columno 3 Identificación del área propia del tramo.Columna 4 Área de aporte propia, A (Ha).Columna 5 Area de aporte acumulada, A (Ha).Columna 6 Caudal unitario doméstico (qu = 0.48 l/s Ha).Columna 7 Caudal propio, agua residual doméstica, l/s (col.4 x col.6).Columna 8 Caudal acumulado, agua residual doméstico, l/s.Columna 9 Caudal propio, conexiones errados, l/s (Qe = 10% x col.7).Columna 10 Caudal acumulado, conexiones erradas, l/s.Columna 11 Caudal propio de infiltración, l/s (Qi=0.0001 l/s m x col. 1 8)Columna 12 Caudal acumulado de infiltración, l/s.Columna 13 Caudal máximo de diseño, l/s (Qmax = col: 8 + 10 + 12)Columna 14 Coto terreno inicial.Columna 15 Cota terreno final.Columna 16 Cota solera inicial.Columna 17 Cota solera final.Columna 18 Longitud del tramo.Columna 19 Pendiente del conducto, en miles (se adopta lo pendiente del terreno en el caso

que sea mayor a la mínima: cuadro 1)Columna 20 Diámetro del conducto (cuadro 1)Columna 21 Capacidad de la tubería a sección llena (cuadro 1)Columna 22 Velocidad a sección llena (cuadro 1)Columna 23 Relación de caudales (col.13 / col. 21)Columna 24 Velocidad real (con col. 23, y las propiedades hidráulicas de la sección circular)Columna 25 Relación de tirantes (con col. 23 y las propiedades hidráulicas de la sección

circular)Columna 26 Tensión tractiva, Pa (con col. 23, propiedades hidráulicas y fórmula de la tensión

tractiva). Se verifican valores superiores a 0.6 Pa requeridos por la NormaBoliviana.

40

Alcantarillado sanitario - Ejemplo de planilla de cálculo hidráulicoTrazado de red pública por centro de calle (Recubrimiento Minimo en Arranque =0.85 m)

f f l 3 4 5 6 7 0 9 10 1 1 12 1 13 14 15 16 171 16 1 19 201 211 22 23 1 24 25 2

C AU D AL E S D__ DS EÑO __ _ _CONDcICONES DE FLUJOCámnara idnfe ratributana má.,.a agua re-idual dOo.ésliu Conea,on.s enada. Inflitc,ón Caud.1 Cotas ( ,snm LongOud Pendiente Didáetro Sección plena PARA CAUDAL MAXIMO (OmaD. A aón del árwa Pr,pra An.urlada~ Caudal Prupro Acumnaldo Prapio Acu.ulado Prupa Acu,ulado Mdaimnu Terreno Solera L del Capacidad Velocidad Relación. Vel,osdad Relacó Tlensiónpropia Unila-o Qraa mia Final Inicial Fina Conducta de Caudal. ea delirante Trutoa

A A qu qu'A -A Oe Oe Qr Oí 6.10.12 ___ S (Par ,il) Oíl VI1 Op/Oíl Vp lh/D FtN. N Terna Ha Ha l/s 'ha lis U. lis lis l/s P(S Y. ren u/a re,s eVs/ nt/sP1 2 Ti1 0 27 0 27 0 40 0 13 0 13 05013 0 013 0 011 0 011 0 15 260 750 275 05 274 25 110 8 7 22 0 10 4 4 5 56 0-034 0 26 0.13 0 62 3 1 2 0 26 0.52 0 48 0 12 0 25 0 012 0 025 5 007 0 016 0 29 200 747 274 25 273 72 71 2 7.44 0 10 4 5 0 57 0 006 0 32 010 0 763 4 1.3 0 34_ 048 0 16 0016 0 000

10 -3 0.68 1 54 0 33 0 74 0 033 0 07 0 016 05043 0 85 274.67 274 35 273.68 273 14 81 0 ¡ 68 0 10 4 2 0 54 0 202 0 42 0 31 1.154 5 T4 0 21 0 40 5.15 0 010 0 000

12 -4 0 68 2 43 0.33 1 17 0 033 0 12 0.017 0 067 1 20 274 35 273 94 273 11 272 68 644 668 0 10 4 2 0054 0 304 0 47 0 38 1.355 6 T5 0 27 0 40 0 13 0 013 0 007

14 -5 0 63 3 33 0 30 1 60 0 030 0 16 1 0016 0 009 1 85 273.54 274 40 272 60 272 23 66 7 66 0 10 4 2 0 54 0 438 0052 0 46 18566 7 T 6 0 26 0 40 0 13 0 013 0 006

15 -6 0 63 4 22 0 30 3 03 0 030 0 20 0 01 1 0 107 2534 274 40 373 68 272 23 271.80 64 8 60 ¡ 0 10 4 2 0 54 0 553 0 56 0856 1 767 8 T17 0 42 0 40 0 20 0 020 0 009

19 -7 2.67 7 31 1 28 3 51 0 128 0 35 05070 0 105 4 05 273 68 273 42 271.8 271 41 060 ¡ 49 0-15 10 2 0 58 1 0 398 005S 0 46 1.55

PrO 2019 10 T 8 0 13 0 13 0 48 0 06 0 06 5 006 5 008 0 005 0005 0 07 276 00 275 37 275 05 274 42 53 2 1 1104 0 10 5.6 0 72 0 013 0 25 0 00 0.6010 3 T O 0 55 0 60 0 40 026 0 33 0 026 0 033 0 011- 0 016 0 37 275037 274 67 274 42 273 68 110 90 ¡ 60 ¡ 0 10 4,2 0 54 0 089 0 35 0 22 0.86

11 12 TIO 0 15 0 15 0 48 0 07 0 07 0 007 0 007 0 006 0 006 0 09 270 37 275 03 274 42 273 85 63 2 9 00 0 10 4 9 0 62 0 018 024 0 09 06612 4 Tít 0 54 0 69 0 40 0 26 0 33 0 026 0 033 0 011 0 017 0 38 275 03 274 35 273605 273.11 111 1 ¡ 60 ¡ 0 10 42 0 54 0 0901 0 34 0 21 6 .81

13 14 T12 0 11 0 11 0 46 0.00 0 05 0 005 06005 0054 0064 0 06 275 03 274 65 274 00 273059 44 7 11 00 0 10 54 0 65 0 012 0 23 0 08 8614 5 113 A52 0 63 0 48 0.20 0 30 0 025 0 030 0 011 0 016 0 35 274 65 273594 273059 272685 111 0 68 ¡ 0 10 42 0 54 0 082 0 32 0 19 0.77

15 6 T 14 1 063 0 63 0 48 0 30 I 030 I 0 030 0 030 0 011 0 011 0 34 274.44 274 40 273 49 272.74 112.22 60 ¡ 0 10 4 2 0 54 0 081 0 32 0 18 0.77

16 17 TíO 0 35 0 35 0 40 0 17 0 17 0 017 0 017 0 012 0 012 0 20 275 20 274594 274 25 273 47 117 11 60 0 10 1 4 2 0 54 05047 0.28 0 18 0.6317 16 T16 0 29 0564 0 40 0 14 031 0 014 0 031 0 006 0 019 0 36 274 94 274 48 273 47 272 97 750 60 0 10 42 0 54 0 054 0 33 0 20 1 0 7916 19 T 17 0 30 0 40 0 15 0 015 0 000

20.-10 0 72 1 67 0 35 0080 0 035 0 08 0 012 0 039 02 748J 730 272.93 ] 72 35 1780 74 0 10 4 5 0 57 0 206 0 45 0 31 1 2019 7 T16 0 23 0 40 0 11 0 011 0 007

21 -19 0 36 0 17 0 017 0 011

22- 19 0 42 2067 0 20 1 20 0 020 0 128 0 013- 0 070 1 40 273 90 273 60 272.35 271 90 87 0 .¡ 0 10 4 2 0 54 0 351 0 49 0 41 1.44

20 10 T19 0 72_ 072 0 40 0 35 0 35 0 035 0 035 0 012 0 012 0 39 274 67 274 40 273 72 272.93 110 7 668 ¡ 10 4 2 0 54 0 093 0 35 1 0 22 688 a

21 19 T20 0 36 0 38 0.48 017 0 17 0 017 0 017 0 011 0 011 0 20 274 35 273 90 273 40 272 64 114 1 68 ¡ 0 10 4 2 0 54 0 040 0 28 0 15 6 61

22 ISJj T21 042 042 048 020 0~~ ~ ~~~~~ ~~~~20 0 020 0 020 01 013 - 03 749 279 273 44 272 50 25 6 0 10 4 2 054 0 055 0 30 0 17 6 68

OBSERVACIONES

O Unitario /qc/ 0 40

OelO0% q.A o 1

0í t/sl/re 0 1

Culerías de Diseño

FI 1 P.

Op/Oil =O 15/a i.nici.o pryp

1ían,m Mnimo = 0 10 m


Anexo 2

Características del área de proyecto - Formulorio de referencia

Información Área I Área 11 Área 11

Área (Ha)

Población actual - habitantes

Población futura - habitantes

Dotación de agua potable 1/ hab ! d

Número esperado de conexiones

¿Forma porte del área urbana regular?

¿Tiene la densidad adecuada? 60 -70% hab / Ha

¿Cuál es el nivel de ingresos predominante2

¿Tiene potencial para la porticipación de la comunidad?

¿Está disponible el plan de la urbanización formal?¿Corresponde a la ocupación real del plano de la ciudad?

¿Los bloques de manzanos están bien definidos?¿Hay voluntad de pago para lo cuota de conexión?

¿Hay voluntad de pago para la taoria?

¿Cuál es la situación de soneamiento?¿Existe área disponible para el tratamiento?

¿El nivel de tratamiento requerido es elevado?

¿Hay drenaje disponible?

¿LLa cuenco recibe caudales de aguas arriba?

¿Hay recolección de basura?

¿Hay basura en las calles?

¿Demandan una solución de saneamiento?

42

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