Guía para diseño de Alcantarillados con tramos existentes

1. Guía para diseño de Alcantarillados con tramos existentes ADVERTENCIA: Si al ejecutar SedalPlus le dice que no hay conexión con Internet, no obstante existir la conexión, VUELVA A DESCARGAR EL PROGRAMA.

2. Como opera SedalPlus • Si se introduce un diseño conformado en su totalidad por tramos existentes, en caso de diseño automático, SedalPlus se limitará a reordenar algunos tramos para garantizar el ordenamiento según sentido de flujos (cuando sea necesario) y todas las alternativas serán funcionalmente iguales al proyecto inicial. • Si adicionalmente se incluyen algunos tramos nuevos, SedalPlus podría intentar empalmarlos a tramos existentes, y si se presentan problemas de capacidad o empalme, haría la eliminación de tramos si hubiese autorizado para ello. La eliminación debe considerarse como una primera aproximación a la solución, pues puede haber mejores, basadas en tubos paralelos o interceptores, que SedalPlus no puede formular debido a su limitado conocimiento topográfico (solo cotas de terreno y longitudes). • En el ejemplo siguiente se verá la mejor manera de diseñar un sistema que incluya tramos nuevo y existentes.

3. Un ejemplo de diseño cuando hay alcantarillados existentes • Seguidamente se mostrarán las figuras que caracterizan un ejemplo con explicaciones abreviadas • Seguidamente se ampliaran las explicaciones con textos más completos

4. Un ejemplo de diseño

5. Paso 1. Analizar el alcantarillado existente • Recomendación: Calcular solo el sistema existente usando diseño topológico Manual • Analizar primero eventuales problemas de empalme. Verificar que realmente existen en el terreno y que no son errores de información como suele ocurrir con frecuencia.

6. Paso 2. Corregir problemas desempalmes.(En está etapa no importan los problemas de capacidad insuficiente) • Eliminar el desempalme construyendo un interceptor que lleve las aguas a otro pozo aguas abajo o eliminado el tramo mal construido • Hacer lo mismo en todos los desempalmes

7. Paso 3. Estudiar la posibilidad de incorporar algunas zonas nuevas al alcantarillado existente • En Zonas nuevas como la A parece más lógico incorporarlas al sistema existente (se evitan colectores largos). Se ensaya la incorporación y si no presenta problemas de empalme se acepta la solución. En principio no importan los problemas de capacidad porque ellos se corrigen con Interceptores, como se verá más adelante. (a menos que resulten muy complejos)

8. Paso 4. Recalcular el sistema existente para analizarproblemas de tramos con capacidad insuficiente • Se trazan interceptores aguas arriba de los tramos con capacidad insuficiente • Los tramos que concurren al interceptor se marcan transitoriamente como vertimientos ficticios • Se recalcula el sistema para ver si los alivios ficticios evitan la presencia de tramos con capacidad insuficiente

9. Paso 5. Diseñar interceptores para aliviar los caudales excesivos • Verificado que el interceptor corrige el problema se procede a modificar manualmente la topología para dar lugar al interceptor. Se eliminan los vertimientos ficticios. • Se hace un nuevo recalculo para determinar el caudal y la cota final del interceptor.

10. Paso 6. Diseñar el alcantarillado nuevo • Calcular el alcantarillado nuevo incluyendo el tramo final del interceptor • Incluir el gasto del interceptor como caudal puntual, e indicar al colector de salida del pozo que recibe el interceptor, una profundidad minima especial que garantice el empalme. Usar diseño manual y automático para seleccionar la mejor opción.

11. Paso 7. Diseño final. Integra sistema existente, nuevo e interceptor • Integrar el diseño del sistema existente, el nuevo y el interceptor en un solo calculo. Se debe eliminar el caudal puntual (del interceptor) para que no quede duplicado, También conviene eliminar la profundidad minima especial que facilitó el empalme del interceptor, porque ahora los empalmes se garantizarán automáticamente. Usar diseño solo manual.

12. Paso 8. Garantizar que los cruces de los interceptores se haga a distinto nivel • Caso 1. Todos los colectores se interceptan. El diseño no presenta problemas. • Caso 2. Los dos últimos colectores de la derecha no se interceptan. Para garantizar que el interceptor pase por debajo se especifica una profundidad mínima especial. • Caso 3. En este caso uno de los colectores puede pasar, de manera natural, por debajo del interceptor.

13. Resumen del diseño 1 - Análisis de desempalmes en tramos existentes • Inicialmente solamente se analiza el sistema existente. Mediante un cálculo, con diseño topológico manual, se determina si existen tramos con problemas de empalme. (en esta fase se ignoran los problemas de capacidad) • Los problemas de empalme se corrigen, sustituyendo los tramos desempalmados por otros nuevos, o adicionando interceptores que lleven las aguas a pozo aguas abajo, donde sean factible los empalmes.

14. Resumen del diseño 2 - Análisis de problemas de capacidad • En caso de problemas de capacidad se diseñan interceptores o tuberías de refuerzo en paralelo. • Identificados, mediante un cálculo, los tramos donde el caudal supere la capacidad del tubo, se prediseñan los interceptores, localizándolos aguas arriba de los tramos que requieran ser aliviados. • Para verificar la funcionalidad, se crean vertimientos ficticios en los tramos que serían interceptados. (Debe cambiarse transitoriamente la nomenclatura de los pozos finales de los vertimientos ficticios). • Se hace un nuevo recalculo para verificar si con los alivios logrados en los vertimientos ficticios se arreglan los problemas de capacidad.

15. Resumen del diseño 3 - Análisis del sistema nuevo • Se analiza ahora solamente el sistema nuevo, adicionando tramos iniciales ficticios (que representan los interceptores), en los sitios donde ellos entregan su caudal. • Se emula el gasto que entregaría cada interceptor mediante un caudal puntual. Para garantizar el empalme se especifica una profundidad minima a clave especial. Todo lo anterior se hace en el tubo de salida del pozo donde llegaría el interceptor. La profundidad mínima a clave, debe ser la final del interceptor. (conviene incluir algún margen de seguridad). • Se repite el proceso para todos y cada uno de los interceptores. • Se realiza un recalculo del sistema nuevo (incluidos los tramos iniciales que emulan los interceptores) , con la opción de diseño manual y automático para poder seleccionar el mejor diseño.

16. Resumen del diseño 4 - Calculo del sistema integrado • Se integran en un solo diseño el sistema existente y el nuevo con los interceptores prediseñados. • Se omiten los elementos ficticios que se hayan utilizado, tales como vertimientos, caudales puntuales, profundidades mínimas a clave. • Se hace el calculo definitivo, usando diseño de topología manual.

17. Resumen del diseño 5 - Perfiles de los cruces de los interceptores • SedalPlus no cuenta con la información topográfica suficiente para garantizar que los cruces de los interceptores con otras tuberías se hagan a distinto nivel. La revisión y diseño de los cruces debe hacerse manualmente por el consultor. • Para el propósito anterior es necesario disponer de perfiles a lo largo de cada interceptor diseñado, donde se muestren tanto los colectores que serían interceptados, como los que se dejarían pasar de largo sin ninguna intercepción.

18. Resumen del diseño 6 - Verificación de los cruces de los interceptores • Se pueden presentar los siguientes casos: • 1 – Todas las tuberías que se atraviesan serán interceptadas. Este caso no presenta problemas y el calculo normal garantiza los empalmes correctos. • 2 – Algunos colectores no serán interceptados. Se hace un calculo inicial para verificar si se presentan colisiones en las cotas. En caso afirmativo se le especifican al interceptor profundidades mínimas especiales que aseguren los cruces a distinto nivel (conviene incluir un margen de seguridad del orden de 0.20 m). • 3 – En caso de que algún colector no interceptado sea profundo de manera que exista la posibilidad de que el interceptor pase por arriba de él, no hay ningún mecanismo para asegurar que así ocurra. En consecuencia conviene verificar tales cruces.

19. Ventajas y desventajas del diseño topológico manual y automático Topología Manual • Desventajas: Exige que los tramos se introduzcan en un orden predeterminado. • Ventajas: Es más fácil encontrar los errores topológicos que en el diseño automático. Topología Automática • Desventajas: Es muy difícil encontrar los errores topológicos detectados por el programa (Falta especificar algunos vertimientos, errores de nomenclatura, etc.). En algunos caso debe recurrirse a usar la topología manual para garantizar que la información esté completa y correcta, aunque finalmente el calculo se haga con topología solo automática. • Ventajas: No requiere entrar los tramos en un orden especial.

20. Usar plano de conjunto para facilitar el diseño topológico manual (a menos que se disponga de un monitor grande) • Presentar en un solo plano todo el conjunto aunque sea en muy escala reducida (1:10000 o menor). • Si se requieren varios planos, conviene pegarlos a tope aunque se obtenga una sabana que deba trabajarse en una mesa grande. • Incluir, al menos, las cotas de terreno y la nomenclatura de los pozos. • A medida que haga el trazado dibujar a lápiz el sentido de flujo con flechas (para poder corregir) y los tramos iniciales demarcarlos con una raya. • Usar colores distintos para los tramos nuevos (negro) y construidos (rojo).

21. Comentarios finales • La metodología anteriormente propuesta marca algunas pautas convenientes para un buen diseño de alcantarillados, y son aplicables también en el caso de diseños totalmente manuales. • El “quid” del asunto es que debe evitarse en lo posible la eliminación innecesaria de tramos construidos, a menos de que haya evidencia cierta de mal funcionamiento. El autor de SedalPlus ha logrado diseñar proyectos grandes, sin necesidad de eliminar ningún tramos construido que estuviese funcionando adecuadamente • Algunos usuarios de SedalPlus optan por no analizar previamente el sistema existente y acuden al calculo solo automático para evitar tener que entrar los tramos en un orden predeterminado. Esa es una mala practica.

22. “Sedalplus es una herramienta diseñada para potencializar el trabajo del consultor, liberándolo de operaciones repetitivas muy tediosas, para que pueda tomar las decisiones verdaderamente importantes para lograr un buen diseño.” Muchas Gracias Por Su Atención !