BASES AP Y ALC EP EMAPAR

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EMPRESA PÚBLICA

EMPRESA MUNICIPAL DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO RIOBAMBA DIRECCION DE INGENIERIA

“JEFATURA DE ESTUDIOS Y DISEÑOS”

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Londres y Av. Juan Félix Proaño. Telefax (03) 2940812- 2940 813 EXT 26 / email: epemapar@emapar.gov.ec. Riobamba

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PARAMETROS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LA CIUDAD DE RIOBAMBA

1. SISTEMA DE AGUA POTABLE TRABAJOS DE CAMPO

TOPOGRAFÍA

Se han colocado 30 puntos GPS distribuidos espacialmente de manera estratégica de tal forma de que puedan ser utilizados en los trabajos topográficos, para la los diseños del Plan Maestro y además como puntos de partida para el replanteo de las obras durante la etapa de construcción. Para la ubicación de los puntos GPS se han colocado placas de bronce. Para el reconocimiento de estas placas GPS, se ha preparado un plano de ubicación y se pueden observar las monografías con el detalle individual de cada una de ellas con información como:

identificación, coordenadas, cota y fotos. Dependiendo de la obra a replantear, se buscará en el plano de ubicación y luego en el anexo indicado, la información de los dos puntos GPS más cercanos. Con esta información se localizarán en campo los dos puntos GPS seleccionados.

Se ubicará la estación total sobre la placa del primer punto GPS; luego, como datos, se ingresará en la estación total, las coordenadas y las cotas correspondientes a los dos puntos GPS así como el azimut existente entre los dos puntos. Se colocará el prisma sobre el segundo GPS, debiendo obtenerse como resultado, en la estación total, las coordenadas y cota de este segundo GPS o BM. Si estos datos (coordenadas y cotas) son iguales a los determinados en el presente estudio, entonces es seguro seguir con el trabajo, caso contrario (debido a que, por alguna razón, ha sido alterado el emplazamiento de uno de los dos GPS, ante lo cual se deberá realizar la consulta a la unidad de topografía de la EP EMAPAR. Al estar seguros de la localización de los dos GPS, es decir que, tanto sus coordenadas como sus cotas corresponden a las obtenidas en este estudio, entonces, manteniendo la estación total en el primero de los GPS se irán ingresando, en la estación total como datos, las coordenadas y cotas del punto a ser replanteado. Con esta información, la estación total, automáticamente, indicará la ubicación del punto a ser emplazado. Se recuerda que, con los trabajos realizados, como uno de los productos importantes del proyecto, los planos del estudio de los planes maestros están georeferenciados con el sistema WGS84, pudiendo identificarse información de coordenadas y cotas en cada una de las obras que se vayan diseñando.

MECÁNICA DE SUELOS

Recomendaciones para las obras en la ciudad:

 La cimentación de las diferentes estructuras se diseñará tomando en cuenta los siguientes parámetros:

Tipo de cimentación: Superficial directa a nivel de proyecto.

Capacidad de carga admisible: Ver el valor de capacidad admisible a diferentes profundidades según el informe presentado, de acuerdo al nivel de cimentación de cada estructura.

 En los sectores en los cuales la cota de cimentación del proyecto coincide con un nivel de estrato cuyo número de golpes “N” del ensayo SPT menores a 8, previo a la construcción, se deberá construir un mejoramiento con material granular seleccionado de 30 cm de espesor, compactado a las mejores condiciones de humedad y densidad.

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 No es recomendable utilizar valores de capacidad de carga superiores a los indicados, debido a la presencia de piedras y que el tipo de material encontrado, presenta gran susceptibilidad al fracturamiento y presenta también variabilidad de sus características ante la presencia de agua.

Para los estudios de los planes maestros se han tomado como base las Normas para diseños de sistemas de Agua Potable y Alcantarillado del Ex-IEOS, es decir, las normas de la Subsecretaría de Saneamiento Ambiental (S.S.A.). Por lo expuesto, si en el presente documento no se cuenta con algún parámetro que se requiera para ejecutar un diseño, se podrán tomar en consideración los datos necesarios del documento planteado por parte del Ex-IEOS.

PERÍODO DE DISEÑO

Se tomará como periodo de diseño 25 años para sistemas de tipo secundario o terciario y 30 años para sistemas principales.

ÁREA DE SERVICIO

Se considera para la ciudad de Riobamba, hasta el año 2025, como límite para la dotación de servicios por parte de la EP EMAPAR, el área proyectada a nivel de estudios definitivos en los planes maestros. De considerarse otras zonas futuras o de expansión, el proyectista podrá plantear estudios con sistemas independientes, o adscritos a los existentes, siempre y cuando se demuestre la viabilidad mediante modelaciones que permitan verificar la idoneidad del diseño.

ESTUDIOS DEMOGRÁFICOS

Los estudios de población se encuentran detallados del presente informe, de los cuales, a continuación se presentan cuadros con el resumen de las principales estimaciones realizadas.

DENSIDADES DE POBLACIÓN

Las densidades que se presentan en el siguiente cuadro resultan de dividir la población fija total para el área correspondiente.

Cuadro 1

Densidades poblacionales dentro del área del proyecto

Zonificación Área (ha)

Densidad (hab/ha)

2008 2010 2015 2020 2025

Zonas Urbanas 2782,39 52,12 54,51 60,44 66,07 71,55

Sectores Periféricos 792,05 5,52 5,94 7,03 8,16 9,32

Sectores Adicionales 447,82 3,02 3,25 3,85 4,47 5,10

Total 4022,26 37,47 39,23 43,62 47,81 51,90

Cuadro 2

Densidades poblacionales dentro del área del proyecto

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Página 3 de 17 Zonificación Área

(ha)

Densidad (hab/ha) 2030 2035 2040 Zonas Urbanas 2 884,52 76,50 82,61 88,52 Sectores Periféricos 2 041,44 8,31 9,31 10,26 Sectores Adicionales 845,19 8,64 9,76 10,75 Total ^{5 771,15} 42,44 46,01 49,45

Dentro de los planos generales del proyecto se ha preparado el correspondiente al de poblaciones y densidades, en el que se puede apreciar la distribución de la población actual y futura, así como las respectivas densidades poblacionales para los años: 2008, 2011, 2025 y 2040, que son los años de mayor interés para el proyecto.

Además de la población, se muestran cuadros con el cálculo de las densidades poblacionales, detalladas para cada una de las áreas que conforman las zonas y sectores indicados, desde el año 2008, de año en año, hasta el año 2040.

Es necesario señalar que, para los diseños de factibilidad, se agruparon a todas las densidades en tres zonas o grupos, considerando para cada uno de ellos, que tengan densidades similares al año 2040 y obteniendo su valor como una media ponderada. Estas tres densidades condensadas, para los años 2008, 2011, 2025 y 2040, se muestran en el cuadro siguiente.

Cuadro 3

Densidades condensadas

Zona Densidad (hab/ha)

2008 2011 2025 2040 1 92,12 95,74 105,48 113,10 2 28,11 31,66 51,15 74,62

3 4,17 4,73 7,52 10,40

Para los diseños definitivos, al requerirse un nivel de detalle mayor, se podrá tomar en cuenta a todas las áreas, con sus respectivas densidades, de cada una de las zonas urbanas (28), sectores periféricos (36 sectores periféricos dentro del área de estudio de un total de 41 según la información del INEC) y sectores adicionales (7) que se encuentran dentro de los límites del Plan Maestro. O en su defecto, el proyectista podrá plantear su propio análisis poblacional, en función de la naturaleza del proyecto o proyectos que se planifiquen implementar en la zona.

DOTACIÓN Y PORCENTAJE DE PÉRDIDAS

Para los diseños definitivos se adoptaron las siguientes dotaciones y porcentajes de pérdidas:

Desde el año 2012 hasta el año 2040:

Dotación: 208 l/(hab x día) para la población fija con servicio y 25 l/(hab x día) para la población sin servicio.

Porcentaje de pérdidas 20%.

Dotación incluido pérdidas: 120 l/(hab x día) para población flotante Turistas; 150 l/(hab x día) para población flotante Estudiantes y 50 l/(hab x día) para población flotante Feriantes. Para la población de Guano a ser abastecida por el sistema de Riobamba 150 l/(hab x día).

En la etapa de factibilidad se realizó el estudio de la dotación media de la ciudad, considerando para el efecto, la información de la EMAPAR de los consumos mensuales de

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Página 4 de 17 todos los usuarios y de un año de registro, habiéndose obtenido un valor igual a 208 l/(hab x día). Luego, en el distrito piloto, con los trabajos del Programa de Control de Pérdidas se obtuvo una dotación de 207,81 l/(hab x día). Al haberse determinado un valor similar al de la etapa de factibilidad, se asumió para los diseños definitivos también el valor de 208 l/(hab x día).

CÁLCULOS HIDRÁULICOS

Sobre la base de las estimaciones de población y dotaciones anteriores, las demandas futuras se obtendrán a partir de las siguientes fórmulas:

Caudal Medio Diario (Qmd)

Representa el consumo medio anual diario

Qmd = P x Dbruta / 86400 = (l/s)

Donde:

P = población servida futura = habitantes Dbruta = dotación bruta = l/(hab x día).

Caudal Máximo Diario (QMD)

Representa el consumo máximo de un día presentado durante un año.

QMD = KMD x Qm

En donde KMD = Coeficiente de variación de consumo máximo diario.

Con la información que maneja la EMAPAR, y que este momento está en proceso de depuración por la propia Empresa, es difícil conocer con certeza el mes de máximo consumo, y menos aún, el poder determinar el día de mayor consumo. En realidad, de lo que se conoce, este tipo de estudio no se ha realizado en ninguna parte del país, siendo esta la causa principal para que, se haya asumido este coeficiente con un valor igual a 1,4 correspondiente al valor medio propuesto por las normas del Ex-IEOS (estas normas recomiendan valores entre 1,3 a 1,5).

Caudal Máximo Horario (QMH)

Representa el consumo máximo de una hora presentado durante un año

QMH = KMH x QMD = KMH x KMD x Qmd = K2 x Qmd

En donde KMH = Coeficiente de variación de consumo máximo horario.

Al igual que para el caso del coeficiente del caudal máximo diario, por no existir información que permita determinar el coeficiente de variación de consumo máximo horario (K2) se ha tomado un valor igual a 2, considerando que las normas del Ex-IEOS recomiendan valores entre 2 y 2,3; y que, en la bibliografía técnica como el libro de Simón Arocha “Abastecimientos de Agua” se indica que este coeficiente puede estar entre 2 y 3, recomendándose un valor igual a 2 cuando las poblaciones son mayores a 100 000 habitantes como es el caso de Riobamba.

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Página 5 de 17 Caudal contra incendios

Se adopta lo señalado en las normas del Ex-IEOS, cuyo número y caudal depende de la población servida futura, tal como se puede apreciar en el cuadro siguiente.

Cuadro 3.1.2.9 Caudales contra incendios

Población futura (miles de hab)

Hidrantes en uso simultáneo

(l/s)

Hipótesis de diseño

10 a 20 Uno de 12 Uno en el centro

20 a 40 Uno de 24 Uno en el centro

40 a 60 Dos de 24 Uno en el centro y otro periférico 60 a 120 Tres de 24 Uno en el centro y dos periféricos

> a 120 Cuatro de 24 Dos en el centro y dos periféricos Fuente: Parte Séptima de las Normas del Ex – IEOS.

Resumen de Caudales de diseño

Las normas del Ex-IEOS, según el componente a diseñar proponen los siguientes caudales:

 Captación de aguas subterráneas = QMD + 5%

 Captación de aguas superficiales = QMD + 20%

 Conducción de aguas subterráneas = QMD + 5%

 Conducción de aguas superficiales = QMD + 10%

 Conducción agua tratada a gravedad = QMD

 Red de distribución = QMD+incendio; comprobando las presiones con QMH

Por otro lado, debido al desbalance que se produce en una red de distribución al aplicar en un punto determinado el caudal de incendio, para el diseño de este componente se adopta el diseño con QMH y la comprobación para QMD+incendio, es decir lo contrario de lo que se indica en las normas del Ex – IEOS.

Con todo lo señalado, los caudales de diseño adoptados para el sistema de agua potable de la ciudad de Riobamba son los siguientes:

 Captación de aguas subterráneas = QMD + 2%

 Captación de aguas superficiales = QMD + 20%

 Conducción de aguas subterráneas = QMD + 2%

 Conducción de aguas superficiales = QMD + 10%

 Conducción agua tratada a gravedad = QMD

 Red de distribución = QMH; comprobando las presiones con QMD+incendio.

Volúmenes de almacenamiento

El volumen de reserva se ha calculado según lo recomendado por las Normas del Ex-IEOS, que expresa que el volumen total de almacenamiento es igual a la suma de los volúmenes de regulación, emergencia, el volumen para incendios y el volumen de la planta de tratamiento.

De estos, el volumen de tratamiento será considerado directamente en los tratamientos, en tanto que los restantes se determinarán de la siguiente manera:

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 Volumen de regulación: igual al 25% del volumen consumido en un día, considerando la demanda media diaria al final del período de diseño.

 Volumen de protección contra incendios= Vi = 100 √P; en donde:

P = población en miles de habitantes

Vi = volumen para protección de incendios en m³.

 Volumen de emergencia: igual al 25% del volumen de regulación.

Pérdidas de Carga

Para el cálculo de tuberías a presión, se propone el empleo de la fórmula experimental de Hazen-Williams, cuya expresión es:

J = 10,643 * L * Q^1.85*C^-1.85 * D^-4.87

Donde:

J = Pérdida de carga por fricción en m.

L = Longitud de la tubería en m.

C = Coeficiente de pérdida de carga, dependiente del material y estado de la tubería.

Q = Caudal en m³/s.

D = Diámetro de la tubería en m.

Los valores del coeficiente de pérdida de carga, C, adoptados para la evaluación y diseño del sistema son:

Para tuberías de PVC: 130 Para tuberías de acero: 130

Para tuberías de asbesto cemento: 120 Para tuberías de hierro viejo: 90

Velocidades máximas

Para el diseño de las conducciones de agua cruda y agua tratada el criterio de las normas del Ex-IEOS, que recomiendan los siguientes valores de velocidades máximas:

Asbesto cemento: 4,5 a 5 m/s.

Acero: 6 m/s.

Hierro: 4 a 5 m/s.

Plástico: 4,5 m/s.

A pesar del criterio del Ex-IEOS, según otra bibliografía técnica, las velocidades en las conducciones se limitan a 3 m/s o inclusive a 2 m/s. Considerando lo uno y lo otro, para el proyecto, se ha limitado la velocidad máxima a 3 m/s.

Se han tomado estos materiales puesto que son los que se tienen en el sistema de Riobamba.

Presiones de servicio en la red de distribución

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Página 7 de 17 Se proponen presiones mínimas de servicio en la red de 10 mca y 15 mca para las zonas rural y urbana, respectivamente. En casos excepcionales en zona urbana, se propone adoptar 10 mca. La presión estática máxima propuesta es de 60 mca.

Los tanques de reserva se ubicarán aproximadamente en una cota 20 m más arriba que el límite superior de la correspondiente zona de servicio, con la finalidad de garantizar presiones adecuadas en los sectores más alejados; definiendo además que los rangos de desnivel topográfico entre zonas de presión sea de aproximadamente 40 m.

Para el caso de urbanizaciones nuevas, se adjuntará al estudio hidráulico sanitario, el anteproyecto aprobado por parte de la Dirección de Planificación Municipal, como requisito previo.

Diámetro mínimo de ø= 63 mm PVC para redes de distribución de agua potable, a ubicarse sobre vías y/o pasajes aprobados por parte de la Dirección de Planificación de la Ilustre Municipalidad del Cantón Riobamba, para el efecto se adjuntará al estudio la certificación de ejes viales debidamente certificada.

Se deberán adjuntar los datos de presión, y caudal de la modelación hidráulica que se realice, a partir de los datos de presión y caudal que se posean del plan maestro, correspondiente a las principales horas que se requiere el servicio de agua potable, esto es en la mañana, medio día y la noche.

Se verificará en que el punto más desfavorable se tenga una carga dinámica mínima de 7 m.

Se propenderá siempre a cerrar circuitos en las redes de distribución de agua potable, para evitar zonas muertas, en las que no exista recirculación de agua potable y pueda en algún momento determinado presentarse condiciones sépticas.

Se deberán adjuntar los planos de diseño con los siguientes contenidos:

• Planimetría con los datos hidráulicos mínimos: presión de la tubería, diámetro, longitud.

• Planimetría en la que se incluirá el área de servicio del nudo de consumo determinado para la modelación hidráulica, se graficarán las acometidas domiciliarias, curvas de nivel.

• Se deberán adjuntar los planos de detalle de accesorios, anclajes, y obras arte o especiales.

• Se realizará una memoria técnica en la que se indiquen los parámetros de diseño que se han utilizado, los cuales se corroborarán con los cálculos

Los requisitos solicitados en el presente documento, son de carácter básico, la EP EMAPAR, se reserva el derecho de solicitar estudios o requisitos adicionales, cuando por algún requerimiento de carácter técnico y/o legal se necesite.

Para sistemas de agua potable que no vayan a dota a partir de las captaciones y reservas existentes y proyectadas por parte de la EP EMAPAR, se presentarán los diseños de captación, conducción o línea de impulsión, tratamiento de potabilización del agua cruda, reserva, redes de distribución, plan tarifario, con las respectivas adjudicaciones del caudal a ser utilizado, otorgada por parte del organismo de control que tenga competencia, además del proyecto legal para que la EP EMAPAR pueda a administrar el nuevo sistema de agua

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Página 8 de 17 potable.

Se incluye en el presente documento ejemplos de presentación de los cálculos hidráulicos

Página 1 25/02/2010 11:56:37 **********************************************************************

* E P A N E T * * Análisis Hidráulico y de Calidad * * para Redes de Distribución de Agua * * Version 2.0 * * * * Traducción: Grupo REDHISP,UPV Financ: Grupo Aguas de Valencia * **********************************************************************

Fichero Input: EP EMAPAR RIOBAMBA EJEMPLO.net

Tabla de Líneas y Nudos:

--- ID Nudo Nudo Longitud Diámetro Línea Inicial Final m mm ---

3 5 6 61.0 63

4 6 7 110 63

5 7 9 114.51 63

6 9 10 51.60 63

7 10 8 118.65 63

8 8 7 51.10 63

9 5 8 110 63

10 1 8 1500 63

Resultados en los Nudos a las 0:00 Horas:

--- ID Demanda Altura Presión Calidad

Nudo LPS m m

--- 5 0.04 3177.55 47.25 0.00

6 0.10 3177.55 47.05 0.00 7 0.13 3177.55 45.05 0.00 8 0.06 3177.56 45.06 0.00 9 0.15 3177.54 43.34 0.00 10 0.06 3177.54 43.40 0.00

1 -0.54 3179.20 0.00 0.00 Embalse

Resultados en las Líneas a las 0:00 Horas:

--- ID Caudal Velocidad Pérdida Unit. Estado

Línea LPS m/s m/km

--- 3 0.10 0.04 0.04 Abierta

4 0.00 0.00 0.00 Abierta 5 0.06 0.02 0.02 Abierta 6 -0.08 0.03 0.03 Abierta 7 -0.15 0.06 0.09 Abierta 8 0.20 0.08 0.20 Abierta 9 -0.14 0.05 0.07 Abierta 10 0.54 0.20 1.10 Abierta

Resultados en los Nudos a las 1:00 Horas:

--- ID Demanda Altura Presión Calidad

Nudo LPS m m

--- 5 0.15 3160.38 30.08 0.00

6 0.41 3160.35 29.85 0.00 7 0.53 3160.36 27.86 0.00 8 0.23 3160.49 27.99 0.00 9 0.59 3160.32 26.12 0.00 10 0.25 3160.34 26.19 0.00

1 -2.16 3179.20 0.00 0.00 Embalse

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N4

N5 N2

L= 24.85 m Ø= 63mm PVC

N1

1MPa

TUBERIA EXISTENTE PVC Ø=160 mm 1.0

MPa.

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AREA VERDE B A C D

1.60

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2. ALCANTARILLADO

Coeficiente de retorno de agua potable Cr y Coeficiente de infiltración

Cr=0.80 Cinf=0.35 l/s.km o Cinf=0.05 l/s.ha Coeficiente de variación de caudal (K)

Para redes y colectores principales:

Q= caudal en m3/s.

K= Factor de mayoración <4 Q mínimo del tramo, 2.2 l/s Para interceptores y emisarios:

Para caudal al inicio del período:

Para final del período de diseño Si Qmax>751 l/s Si Qmax<750 l/s Qmed = Caudal sanitario, l/s

Qmax = Caudal medio sanitario + infiltración, para el respectivo período de análisis CMD= Coeficiente de variación de consumo máximo diario

CMH= Coeficiente de variación de consumo máximo horario Coeficiente de escorrentía (k)

Se aplica el modelo STORM, con las ecuaciones:

K= Coeficiente de escorrentía

I= Coeficiente de impermeabilidad (decimal) D= Densidad poblacional (hab/ha)

Factor de reducción de área (Kr)

Para la estimación de la escorrentía superficial, se aplicará la ecuación siguiente, ésta se aplica para áreas mayores a 5 km2 o 500 ha.

Kr= Factor de reducción (%)

A = Área de drenaje (ha) Coeficiente de rugosidad (n) –por tipo de material-

Materiales de las tuberías Coeficiente n Tubería de hormigón simple y/o armado 0,013

Tubería de fibra de vidrio GRP 0.011

Tubería termo-plástica de interior liso o PVC 0,011 Conductos de hormigón armado (sec. Rectang.) 0,014

073325 . 0

228 . 2 K =Q

5090 . 0

485 . 1 17

Qmed

CMD

K = +

CMH K1=

CMD K1= CMH

I

K =0.15+0.75 I =9.6PD⁽⁰^.⁵⁷³⁻⁰^.⁰³⁹¹^Log¹⁰^D⁾

1202 .

8985 0

.

1 ⁻

= A

k_R

(12)

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Página 12 de 17 INTENSIDAD DE LLUVIA (I)

La intensidad de lluvia se calcula con las ecuaciones I- D-F de Riobamba.

I = intensidad, (mm/hr)

t= Tiempo de concentración (minutos).

A, B, C = Coeficientes (tabla).

PERÍODO DE RETORNO

Redes pluviales y combinadas T = 3 años Colectores y redes principales T = 5 años

Obras especiales T = 10 años

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN (t)

t= te+tr t = tiempo de concentración (min) te = tiempo de concentración inicial (min) tr = tiempo de recorrido en el colector (min) TIEMPO DE CONCENTRACIÓN INICIAL

tc = Tiempo de concentración inicial (minutos)

L = Longitud entre punto más alejado y el punto inicial de recolección (m).

H = Diferencia de nivel entre el punto más alejado y el de ingreso (m).

TIEMPO DE RECORRIDO (tr)

tr = tiempo de recorrido del agua (min) Li = Longitud del colector (m)

Vi = Velocidad en el colector (m/s) CAUDAL DE AGUAS SERVIDAS

Caudal medio de aguas residuales:

Caudal máximo instantáneo de aguas servidas:

Qmed = Caudal medio de aguas residuales domésticas (l/s) Cr: = Coeficiente de retorno del agua potable

P: = Población aportante (hab)

D: = Dotación per-cápita de agua potable (l/(hab.día))

Qmáx = Caudal máximo de aguas residuales (l/s). Para redes y colectores.

QmáxI = Caudal máximo de aguas residuales (l/s). Para Interceptores y Emisarios.

Qmed = Caudal medio de aguas residuales (l/s).

K = Coeficiente de variación de caudal. Para redes y colectores.

T (Años) A B C

2 502.345 -0.822396 4.9 3 581.803 -0.826013 4.1 5 682.861 -0.831583 3.6 10 807.773 -0.836402 3.1

15 881.138 -0.839 2.9

20 935.418 -0.84102 2.8

25 973.738 -0.84194 2.7

Intensidad de lluvia

(

t C

)

^B

A I = +

60 ) / (Li Vi t_r = ∑

( )( )

385 . 0

7802 . 1 155 .

275 1

. 0

H e tc L

− C

=

4 . 86 Qmed = CrPD

(

^Qmed

)

K I Qmax = 1

(

^Qmed

)

K Qmax=

(13)

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Página 13 de 17 K1 = Coeficiente de variación de caudal. Para Interceptores y Emisarios.

CAUDAL DE AGUAS LLUVIAS O PLUVIALES

Qlluvias = caudal de aguas lluvias en l/s.

C = coeficiente ponderado de escorrentía.

Kr = factor de reducción de área (en áreas superiores a las 500 Ha.) I = intensidad de la lluvia en mm/h.

A = área drenada en hectáreas.

CAUDALES DE DISEÑO

Para redes y colectores sanitarias:

Para redes y colectores combinadas:

Para Interceptores y emisarios sanitarios:

Para tratamiento

Qmáx = Caudal máximo instantáneo de aguas residuales domésticas e industriales.

Qmed = Caudal medio de aguas residuales

Qinf = Caudal de infiltración (tasa de infiltración por el área o longitud correspondiente).

Qilí = Caudal de aguas ilícitas (tasa de ilícitas por la población tributaria).

Qlluvias = Caudal de aguas lluvias. Aplicable en las zonas con alcantarillado combinado.

Qt = Caudal medio de tratamiento QI = Caudal para el interceptor/Emisario Qs = Caudal sanitario

Qc = Caudal combinado CAUDAL MÁXIMO EN EL TUBO

Q = caudal en m³/s

A = Área hidráulica en m² R = Radio hidráulico en m

J = Pendiente longitudinal del tramo, m/m n = Coeficiente de rugosidad

CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO

Caudal mínimo para dimensionamiento hidráulico

En cualquier tramo de la red sanitaria el menor valor de caudal a ser utilizado en los cálculos es 2,2 l/s, este valor corresponde al pico instantáneo de caudal que ocurre en las descargas de un inodoro.

Diámetro mínimo de las tuberías

Para conexión domiciliaria: 150 mm

Para tirante de sumidero: 200 mm

Para los colectores sanitarios: 250 mm

Para colectores combinados y pluviales: 300 mm

Para sifón invertido: 150 mm

Se permitirán acometidas domiciliarias hacia tuberías de diámetro inferior a los 400 mm, caso contrario, se plantearán concomitante al colector principal el o los colectores de tipo secundario en diámetros inferiores al principal

Pendiente mínima

CIA K Q_lluvias =2.7778 _r

n J Q AR

2 / 1 3 /

= 2

inf max Q Q

QI = + inf Q Qmed Qt= +

Qilí Q

Q

Qs= max+ inf+

Qlluvias Q

Q

Qc= max+ inf+

(14)

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Página 14 de 17 Para asegurar la auto limpieza, la pendiente mínima calculada para caudal inicial;

En redes: fuerza tractiva

σ

≥1.0 Pa;

pendiente mínima (n=0,013) (n=0,010)

Imin = pendiente mínima, m/m Qi = caudal inicial en el tramo, l/s

En interceptores: fuerza tractiva

σ

≥1.50 Pa;

pendiente mínima (n=0.013):

(n=0.01):

Imin = pendiente mínima, m/m

Qi = caudal inicial en el tramo, m3//s

OBSERVACIÓN: Se considerarán válidas estas ecuaciones de pendiente mínima, siempre que se cumplan las condiciones de velocidad del flujo mínima de diseño suficiente para auto limpieza o fuerza tractiva.

Relación calado diámetro

En redes sanitarias, si Vf>Vc y/D=50%

Para colectores e interceptores y/D=<80%

Vf = velocidad final Vc = velocidad crítica Velocidad de flujo

v = velocidad del flujo en m/s.

J = pendiente del canal o tubería.

R = radio hidráulico.

n = coeficiente de rugosidad.

Velocidad en las tuberías

Velocidad mínima a sección parcial: 0,60 m/s Velocidad mínima de auto limpieza a sección parcial: 0,40 m/s

Velocidad máxima tuberías de HS 5,00 m/s

Velocidad máxima tuberías de HA (f’c=280 kg/cm2) 6,00 m/s Velocidad máxima canales de HA (f’c=350 kg/cm2) 9,00 m/s Velocidad máxima en tuberías plásticas y GRP 6,00 m/s Velocidad en sifones (para caudal medio) >0.6 m/s

Velocidad máxima en sifones <4.0 m/s

Velocidad crítica

Vc = velocidad crítica, m/s

g = aceleración de la gravedad, m/s2 RH= radio hidráulico para caudal fina

n R v J

3 / 2 2 / 1

=

47 . 0 min =0.0055Q_i⁻ I

49 . 0 min =0.0061Q_i⁻ I

H

c gR

V =6

47 . 0 min =0.00035Q_i⁻ I

48 . 0 min =0.000391Q_i⁻ I

(15)

____________________________________________________________________________________________

Página 15 de 17 CRITERIO DE DISEÑO HIDRÁULICO DE LÍNEAS A PRESIÓN

Q = Caudal en m3/s

D = Diámetro de la tubería (m)

C = Coeficiente de rugosidad para HFD Hf = Pérdidas de carga (m/m)

Para el cálculo de las pérdidas localizadas se ha utilizado la fórmula siguiente:

Hf = k * V²/2g Hf = Pérdidas de carga localizadas

k = Coeficiente experimental que depende del tipo de accesorio V = Velocidad de flujo en m/s

g = Aceleración de la gravedad en m/s²

De la presentación del estudio

Todos los planos se deberán presentar en tamaño mínimo INEN A1, para casos especiales, en los cuales los diseños requieran un espacio de dibujo superior, se aceptará el tamaño INEN A0. Todos los planos deberán poseer la información necesaria en la que se incluya, croquis de ubicación del proyecto, simbología además de los componentes hidráulicos que permitan obtener un mejor entendimiento al momento de ejecutar, supervisar o fiscalizar la obra.

Los estudios contendrán además de los planos de diseño y detalle, memoria de diseño, cálculos hidráulicos de los sistemas, especificaciones técnicas, presupuesto referencial y análisis de precios unitarios.

Se verificará que se presenten los datos mínimos que se presentan en los ejemplos que se han plasmado en el presente documento, tanto en tablas de cálculo, planimetría del sistema y perfiles en el caso de alcantarillado

Los estudios deberán ser presentados bajo la responsabilidad de un Ingeniero Civil, el cual deberá acreditar su título profesional

852 , 1 87 , 4

852 ,

643 1

, 10

C D Hf = Q

(16)

____________________________________________________________________________________________

(17)

____________________________________________________________________________________________

LE CAL LICA PUB

196 732.

084 731.

P4 P5

P9 P1 0 P1 1

P1 2

L= 6.00 m Ø= 300 mm Q= 7.58 l/s I= 61.10 %o CL: HSCOTA INICIO= 730.901

730.746 COTA FINAL= 730.540

L= 56.50 m Ø= 300 mm Q= 12.31 l/s I= 25.40 %o CL: HS 729.311728.382729.507 L= 33.10m Ø=300mm Q= 7.58 l/s I= 34.0 %o CL: HS 9.7 72

36 71 9.5 72

L=

76.90 m Ø=

300 mm

Q=

27.88 l I= 1 /s % 3.0 o

HS CL:

.31 728 1

728 2 .38 .63 727

6 L= 24.

85 m Ø

= 40 0 mm

Q= 151.

46 l /s I= 10.00 %

o

CL: HS 726.040 L=

42.70 m 400 Ø=

mm 0.0 I= 1 /s 152.16 l Q=

0 %

o HS CL:

5.6 72 72 13 615.

3 5. 72 051