Redes de Saneamiento Urbano: Obras e Instalaciones complementarias en las redes

SECCIÓN 1 :OBRAS E INSTALACIONES NORMALES

INTRODUCCIÓN Las redes de alcantarillado de aguas residuales y pluviales se componen de dos partes fundamentales: a) los conductos de las alcantarillas, en sus distintas formas geométricas. b) diversas obras o estructuras que complementan a los conductos. Este último apartado, es lo que se conoce como obras e instalaciones complementarias en una red de saneamiento. Su función, es alcanzar el objetivo de un buen funcionamiento de la red y conseguir su mantenimiento durante el período de su explotación. Todas estas obras e instalaciones, se enumeran a continuación.

SUMIDEROS Los sumideros absorben el agua procedente de la lluvia, de la fusión de nieves o la limpieza de las calles que se recoge en las cunetas, conduciéndola a la red de saneamiento. Presentan el inconveniente de que pueden introducirse elementos sólidos, originando atascos. No es recomendable su instalación en calles no pavimentadas, excepto en el caso de que el sumidero disponga de una arqueta para la recogida de arenas y detritus depositados. Llamados también absorbederos e imbornales, suelen colocarse en la calzada, en el bordillo o una solución mixta (fig. 5.10 ).

fig. 5.10

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Redes de Saneamiento Urbano: Obras e Instalaciones complementarias en las redes Los tipos frecuentes de sumideros atendiendo a su colocación, son los siguientes: Sumidero de rejilla, con abertura en la calzada. El agua debe atravesar una rejilla (fig.5.11) su forma debe ser tal, que se obtenga una fijación firme de la propia rejilla y una absorción total del agua, no permitiendo la formación de charcos.

fig. 5.11 La orientación de la rejilla tiene importancia según los lugares de colocación. En general, se emplean rejillas transversales. Presentan un menor peligro para bicicletas y motocicletas. Se obturan fácilmente si el agua arrastra paja o hierbas por ello, en las zonas rurales se prefieren las rejillas longitudinales. En casos especiales, se pueden emplear sumideros de tapa abatible (fig. 5.12).

fig. 5.12 Sumideros de ventana, con abertura en la acera. El agua penetra a través de una abertura lateral situada en el canto del bordillo de la acera, estando el sumidero situado bajo dicha acera y recubierto por una tapa de hormigón. Siempre existe la posibilidad de que el agua continúe su curso por la cuneta sobrepasando el sumidero. En este tipo de sumidero cabe distinguir si su instalación dispone de depresión o no, tal como puede verse en la figuras 5.13 a y b

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a) Sumidero de ventana sin depresión

b) Sumidero de ventana con depresión fig. 5.13 Sumideros mixtos Es una combinación de los anteriores Sumideros especiales En calles con pendiente superiores al 10%. La rejilla tienen una longitud mayor que la normal, debido a la gran velocidad que adquiere el agua. En estos casos las longitudes de la rejillas pueden ser mayores. Si el sumidero recoge grandes caudales y el agua puede arrastrar arena o guijarros, es preciso instalar una cámara de recogida de arena o fangos. En la conexión de calles que formen vaguada, es necesario poner sumideros que ocupen la longitud de la calzada para evitar inundaciones (fig. 5.14).

fig. 5.14 Página 3 de 11

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La distancia entre sumideros, aunque normalmente se fija por la experiencia, puede determinarse hidráulicamente, es frecuente situarlos cada 50 m en zonas lluviosas y más distantes en regiones secas, aunque la pendiente es un factor decisivo. No obstante, el criterio que debe estar presente para su situación en las calles, es disponerlos de forma que los pasos de peatones en los cruces y bocacalles queden libres de agua. La capacidad de absorción de un sumidero normal es de hasta 3,5 l/s y la de uno doble de hasta 5 l/s. POZOS DE REGISTRO Los registros constituyen los puntos de acceso a la red de saneamiento, a partir de los cuales se realizan las operaciones de visita, inspección y limpieza, suelen servir para ventilación de la red, mantener la pendiente y evitar curvas en el trazado. Por su significación en la infraestructura de saneamiento es necesario realizar la diferenciación entres registros no visitables y visitables (figura 5.15).

fig. 5.15 Los no visitables a veces constituyen una arqueta grande con las dimensiones necesarias para la conexión de las alcantarillas con diámetro de 300 mm. En general, están situados en el eje de la conducción, aunque en las calles de gran tráfico estén localizados a veces a un lado y fuera de la calzada. Van provistos de una tapa de acero de fundición. DETALLES CONSTRUCTIVOS La tendencia actual en la construcción de los pozos de registro es el empleo de módulos o elementos prefabricados de hormigón. No obstante hay pozos o instalaciones que todavía utilizan los materiales clásicos de construcción, como fábrica de ladrillo y el hormigón armado. En la preparación del hormigón o del mortero, se recomienda el empleo de cementos pobres en cal.

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Redes de Saneamiento Urbano: Obras e Instalaciones complementarias en las redes En los pozos visitables, la cimentación del pozo puede estar hecha de mampostería o de hormigón, también puede estar formada por una placa prefabricada de hormigón, en todo caso, su espesor debe ser como mínimo de 20 cm. En los pozos circulares deben tener una dimensión mínima de 80 cm de diámetro, si son rectangulares, menos frecuentes 80 x 80 cm. La boca de entrada suele abocinarse hasta llegar a unos 60 cm, para disminuir el tamaño de la tapa. En profundidades grandes el diámetro puede alcanzar diámetros de 1,20 m, en estos casos conviene construir pozos con retranqueo respecto al principal (figura 5.16) en previsión de caídas por robo de las tapas. En zonas verdes debe sobresalir sobre la rasante, como mínimo unos 20 cm, con objeto de que el registro pueda siempre ser localizado. La cubierta o tapa del registro no debe ser colocada directamente sobre el revestimiento del pozo; debe instalarse un anillo de hormigón o mampostería, con ello, se consigue una superficie de apoyo para la tapa del registro suficientemente uniforme.

fig. 5.16 Para subir o bajar por los pozos, se colocan pates embutidos en el paramento vertical distanciados unos 30 cm que suelen ser de acero con recubrimiento sintético, acero inoxidable, hierro galvanizado, aluminio o propileno (fig.5.17).

fig. 5.17 Página 5 de 11

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A veces es necesario la ejecución de escaleras formadas por peldaños excavados en el recubrimiento, se suelen construir tres peldaños por metro. Los peldaños excavados en la pared no se proyectan en el espacio libre del pozo, debido a la condensación y a la suciedad, se hacen resbaladizos muy rápidamente, los resbalones se evitan mediante unos bordes levantados o con mucho rozamiento. Las cunas (canales de transición) en la solera, deben tener sección semicircular; la pendiente será uniforme desde la conducción entrante a la saliente. Si el cambio de dirección es considerable entre las bocas de los tubos entrante y saliente, debe existir un desnivel mínimo de 10 cm, siendo preferible que sea de 20 cm para obtener un buen desagüe en la época de estiaje. La superficie de la solera, para evitar la formación de depósitos, debe tener una pendiente mínima del 3% hacia los canales. Si en el pozo desembocan tuberías de gran diámetro, es preciso que en los pozos de hormigón se coloque sobre los tubos una armadura para descarga; en muchos casos, se colocan para lograr este aligeramientos, dos hiladas de ladrillos. Desde el punto de vista constructivo, los pozos de registro pueden ser:

Planta cuadrada y hormigón con estrechamiento en la boca. Resisten bien a pandeo, suministrando gran espacio de trabajo.

Planta cuadrada y fábrica de ladrillo, sin estrechamiento. El lugar de trabajo es muy reducido, por ello, este tipo sólo se emplea en colectores de poca profundidad, por ejemplo, en colectores de aguas pluviales en el sistema separativo.

Planta circular con hormigón o fábrica de ladrillo, es apropiado para grandes profundidades, la forma circular del pozo lo hace muy resistente a los empujes del terreno, sin embargo el espacio de trabajo es escaso.

Prefabricados, en la actualidad por su rapidez de ejecución y economía, la tendencia, es emplear pozos prefabricados de hormigón (fig. 5.18).

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fig. 5.18

se componen de diferentes unidades o módulos que pueden superponerse, entre módulo y módulo se coloca una junta elastómera que concede a la estructura una gran estanqueidad. Se inicia el pozo con la base, parte inferior del registro y en él se incluye la solera y un alzado circular de altura suficiente para realizar el entronque de los diferentes módulos según la altura dada al pozo de registro. La variedad de piezas prefabricadas para las posibles disposiciones del pozo permiten cualquier tipo de diseño para los diámetros convencionales en tuberías de hormigón. DISPOSICIÓN DE LOS POZOS DE REGISTRO La alineación entre cada dos registros ha de ser necesariamente recta tanto en planta como en alzado, no habrá por tanto cambios de pendiente o curvas. Los pozos de registro se ubicarán obligatoriamente en los puntos siguientes: -

En los cambios de alineación, vertical u horizontal.

1:1 Ø3

00

00

1:100 31

Ø300

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- En las confluencias de dos o más colectores

22

3

-

En el comienzo de los colectores.

1

- En los cambios de sección.

41

Ø500

Ø300

- En los tramos rectos de colectores visitables (altura 1,70 m) cada 100-120 m; en las conducciones que puedan recorrerse de rodillas o a gatas, cada 70-80 m, y en las no visitables cada 50 m. Los colectores visitables pueden formar ángulos en planta, todos los demás colectores deben ser rectos en planta de pozo a pozo. En poblaciones muy accidentadas, la distancia entre pozos debe calcularse desde el punto de vista del coste de las obras, teniendo en cuenta que a mayor distancia entre pozos al mantener las pendientes constantes en la alineación, el movimiento de tierras será mayor para la instalación de la alcantarilla por la profundidad de la zanja, mientras que reduciendo la distancia entre pozos el movimiento de tierras de las zanjas será menor, sin embargo el coste por el número de pozos se incrementará en esta partida. Es por tanto necesario compatibilizar ambas cosas y tomar la decisión más óptima.

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Redes de Saneamiento Urbano: Obras e Instalaciones complementarias en las redes OTROS TIPOS ESPECIALES DE POZOS DE REGISTRO Existen tipos muy específicos como por ejemplo, los utilizados en la evacuación de nieves y los pozos registro gemelos.: Registros para evacuación de nieves La red de saneamiento se puede utilizar para la evacuación de nieves, construyendo para ello colectores que tengan una capacidad de transporte suficiente, esto es, colectores de una altura mínima de 1,20 m (fig.5.19) En estas condiciones, el calor de las aguas residuales es capaz de fundir la nieve cuando no hay gran cantidad. Los registros deben estar situados fuera de las zonas de tránsito de los peatones, en plazas, ensanches de calles y lugares análogos. Los registros para evacuación de nieves deben distar más de 500 m de sifones, estaciones de bombeo o instalaciones de depuración.

fig. 5.19 No obstante, el descenso de la temperatura de las aguas residuales no es conveniente para el buen funcionamiento de las instalaciones de depuración. Pozos registro gemelos A veces en las redes de saneamiento de sistema separativo, es conveniente la instalación de pozos para cada una de las conducciones que lo constituyen que permitan el acceso simultáneamente a ambas redes, en vez de dos pozos separados con entradas independientes. Es evidente, que el coste de los pozos gemelos es mayor que en el caso de ser independientes.

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Redes de Saneamiento Urbano: Obras e Instalaciones complementarias en las redes CÁMARAS DE DESCARGA Las sedimentaciones originadas en las redes de saneamiento unitarias tienen su origen en velocidades de las aguas negras inferiores a 0,6 m/s, las causas suelen ser pendientes no adecuadas en determinados tramos, descensos de los caudales durante el día o en determinados períodos del año, escasez de lluvias que permitirían una limpieza natural. La forma de proceder a eliminar estos sedimentos es mediante cámaras de descarga o de limpia. Esencialmente el fundamento de una cámara de descarga, consiste en acumular agua en determinados recintos, situados en puntos topográficamente altos de la red para luego ser vaciados instantáneamente originando una oleada con aumento de caudal en un tramo y el consiguiente arrastre de los depósitos de sedimentos acumulados. El llenado de la cámara puede realizarse por agua de lluvia, o por conexión mediante una pequeña acometida a la red de abastecimiento de agua potable (fig.5.20).

fig. 5.20 Las cámaras de descarga son automáticas, aunque antaño fueron manuales y frecuentemente con llenado ajeno a la red de saneamiento. La descarga se realiza cuando se llenan, por tanto funcionan por sifonamiento con intermitencia. En la tabla 7 se recoge en función del diámetro nominal, diámetros más frecuentes, caudal para el llenado y volumen descargado.

Diámetro nominal (mm.)

Tabla 7 Conexión a tubos Caudal para de diámetro (mm) llenado (l/s)

Volumen descargado (m3 )

50

50-100

2

0,4

100

100-150

15

1

150

150-200

35

1-2

200

200-400

55

2-4

300

400-600

100

4-8

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ACOMETIDAS A EDIFICIOS O DOMICILIARIAS Las aguas residuales de origen doméstico son evacuadas a través de una acometida al alcantarillado, se realizan con diámetros pequeños a partir de 200 mm, el diámetro es función del caudal de desagüe que por otra parte depende del número de viviendas (fig. 5.21). Tapa

Tubo de hormigón 5%

Cuna

fig. 5.21 Además, en la actualidad el agua de lluvia recogida en los tejados y patios, se evacua por medio de bajantes que se conectan a una arqueta, la misma donde empieza la tubería de recogida de aguas residuales domésticas. Es suficiente una arqueta en el caso de redes unitarias. Desde la arqueta se acometerá a la red general preferentemente a través de un pozo de registro. Siempre que un ramal secundario o una acometida se inserte en otro conducto, se procurará que el ángulo de encuentro sea como máximo de 60º.

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