COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO

Una red de alcantarillado se compone de varios elementos, tales como tuberías, conexiones, anillos y obras accesorias, descargas domiciliarias, pozos de visita, estructuras de caída y estructuras de descarga. Por otra parte en los sistemas a presión se utlizan estaciones de bombeo.

La expectativa de la vida útil de un sistema de alcantarillado y sus componentes debe ser de al menos 50 años. Todos los elementos que conforman la red deben de cumplir con la NOM-001-CONAGUA-1995 SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO- ESPECIFICACIONES DE HERMETICIDAD.

OBRAS ACCESORIAS

Comunmente usadas para mantenimiento y operación del sistema como son:

Descarga domiciliaria Pozos de visita Estructuras de caída Estructuras de descarga

DESCARGA DOMICILIARIA

Tambien conocida como albañal exterior, es una tuberia que permite el desalojo de las aguas del registro a la atarjea.

La descarga domiciliaria inicia en un registro principal localizado en la banqueta provisto de una tapa de cierre hermético. Las piezas necesarias según el tipo de material de la descarga, deben garantizar que la conexión del albañal a la atarjea sea hermética.

PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION PARA LAS DESCARGAS DOMICILIARIAS

La excavación de la zanja para la descarga domiciliaria será perpendicular a la red de atarjeas, quedando el sentido que se forma con el angulo de 45° aguas abajo.

TUBERIA DE CONCRETO

En tuberías de concreto, para efectuar la conexión del albañal con la atarjea o colector, se utiliza el denominado “slant” que es una pieza especial de concreto con campana (para unir con anillo de hule) y con un extremo espiga cortado a 45 grados con respecto a su eje, para unir con la atarjea o colector, lo cual permite que la conexión domiciliaria una vez construida quede con este ángulo de deflexión; al slant se conecta un codo a 45 grados de concreto con espiga y campana para su acoplamiento al albañal con anillo de hule, el cual generalmente es perpendicular a la atarjea o colector

VENTAJAS

Economía.- Bajo costo de adquisición y mantenimiento.

Hermeticidad.- El empleo de la junta hermética con anillo de hule impide infiltraciones de agua y contaminación debido a ex filtraciones.

Diversidad en diámetros mayores.- Se suministran diámetros hasta de 3.05 m.

Durabilidad.- Larga vida útil de las tuberías.

DESVENTAJAS

Fragilidad.- Los tubos requieren cuidados adicionales durante su transporte e instalación.

Capacidad de conducción.- La tubería de concreto presenta un coeficiente de rugosidad alto, lo que la hace menos eficiente hidráulicamente.

Corrosión cuando se encuentra en condiciones ácidas o alcalinas

Tubería de fibrocemento

Para la conexión domiciliaria en tubería de fibrocemento, el procedimiento es similar al descrito en tubería de concreto; se emplean: el “slant” a 45 grados con campana (para unir con anillo) y extremo de apoyo para unir a la atarjea o colector con pasta epóxica; y el codo de 45 grados con espiga y campana para su acoplamiento al albañal con anillo de hule

VENTAJAS

Ligereza.- Debido a su bajo peso y su longitud de 5 m por tramo, su manejo e instalación es sencilla y rápida.

Resistencia y durabilidad.- La tubería de fibrocemento presenta alta resistencia al aplastamiento, garantizando los valores mínimos de ruptura que para cada diámetro y clase exige la norma NMX-C-039-81. Esta resistencia (en kg/m) se obtiene multiplicando la clase por el diámetro en mm.

Hermeticidad.- Garantizada por el empleo de anillo de hule en las juntas.

Resistencia a los sulfatos.

DESVENTAJAS

Mayor costo de adquisición de la tubería.

Fragilidad.- Los tubos requieren cuidados en su transporte e instalación.

Número de coples.- A menor longitud de tubo se requiere mayor número de coples

Tubería de poli (cloruro de vinilo) (pvc)

Este tipo de material permite:

Mayor avance de obra (instalación) gracias a la longitud de los tubos y su junta con empaque de material elastomérico integrado.

Instalar rápidamente las descargas domiciliarias bajo prácticamente cualquier circunstancia, al contar con silletas que no requieren ser cementadas; su diseño con anillo de hule y libres de partes metálicas, aseguran la hermeticidad de la unión instantáneamente y a largo plazo.

POZOS DE VISITA

Es una estructura que permite la inspección, ventilación y limpieza de la red de alcantarillado.

Se utiliza generalmente en la unión de varias tuberías y en todos los cambios de diámetro, dirección y pendiente.

Su forma es cilíndrica en la parte inferior y troncocónica en la parte superior, son suficientemente amplias para darle paso a una persona y permitirle maniobrar en su interior.

El fondo es una plataforma en la cual se han hecho canales o medias cañas, que prolongan los conductos y que encauzan sus corrientes. Una escalera de peldaños de fierro fundido empotrados en las paredes del pozo permite el descenso y ascenso al personal encargado de la operación y mantenimiento de los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial.

Se clasifican en:

Pozos comunes

Pozos especiales

Pozos caja

Pozos caja unión

Pozos caja deflexión

Pozos tangenciales

POZOS CONSTRUIDOS “IN SITU” (En el sitio)

Este tipo de pozo puede ser de tabique rojo recocido, concreto reforzado o mampostería de piedra.

Se usan frecuentemente los tabiques y los bloques de concreto, porque las formas necesarias para la construcción a base de concreto aumentan el costo de la construcción.

Las paredes del registro deben tener, por lo menos, un espesor de 0.20 m.

POZOS DE VISITA PREFABRICADOS

Como su nombre lo indica, estos pozos se elaboran antes de ser llevados a la obra y se entregan como unidad completa, lista para ser instalada.

Su peso es relativamente ligero, asegura una fácil maniobra e instalación.

Se clasifican en:

Pozos de concreto

Pozos de fibrocemento tipo integral

Pozos de polietileno de alta densidad (HDPE)

Pozos de policreto

Pozos de poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV)

BROCAL

Es una estructura que se utiliza de marco para colocar la tapa de un pozo y fijarla de manera tal que al variar la rasante, por pavimentación o repavimentación, sea fácil su remoción para ajustarla a las nuevas condiciones.

TAPA

Las tapas son del mismo material del que fabricado el brocal, por lo que pueden ser de fierro fundido, de concreto reforzado, o de fibrocemento. Deben ser de tipo ranurado o con ventilaciones para permitir el paso de gases que se forman dentro de la tubería y evitar explosiones.

Los factores que deben ponderarse para elegir los brocales con tapa para pozos de visita son:

Seguridad, de modo que las tapas no se separen del brocal.

Facilidad de reparación y sustitución, requerida por la intensidad del tráfico.

Resistencia suficiente para soportar el peso de vehículos pesados.

Que no produzcan ruidos ni trepiden al paso de los vehículos.

Costo de suministro e instalación económico.

Las estructuras de caída que se utilizan son:

• Caídas libres

• Pozos con caída adosada

• Pozos con caída

• Estructuras de caída escalonada

Sitios de vertido

• La disposición final de las aguas residuales o pluviales se puede llevar a cabo en diversas formas, los sitios más comunes de vertido son los siguientes:

• a) En corrientes superficiales.

• b) En terrenos.

• c) En el mar.

• d) En lagos y lagunas.

• e) Recarga de aguas subterráneas por medio de pozos de absorción.

TUBERÍAS E INSTALACIÓN DE TUBERÍAS.

Las tuberías para alcantarillado sanitario se fabrican de diversos materiales, tales como:

Tubería de fibrocemento.

Tubería de poliéster reforzado con fibra de vidrio.

Tubería de PVC.

Tubería de concreto.

Tubería de acero al carbono.

Tubería de polietileno de alta densidad con refuerzo de acero.

Tubería de polietileno de alta densidad.

PREPARACION DEL TERRENO

Para los cambios de dirección, las deflexiones necesarias en los diferentes tramos de la tubería se deben efectuar como se indica a continuación:

• a) Para tuberías de hasta 750 mm (30”) de diámetro, los cambios de dirección son hasta 90° y deben hacerse con un solo pozo común.

• b) Si el diámetro de la tubería es mayor a 750 mm (30”) y hasta 900 mm (36”) de diámetro, los cambios de dirección son hasta 45° y deben hacerse con un pozo especial.

ACONDICIONAMIENTO DEL FONDO DE LA ZANJA

Para proporcionar apoyo adecuado y continuo (encamado) a los tubos por instalar, deberá colocarse una cama de material seleccionado libre de piedras, para un correcto asentamiento, de tal forma que no se provoquen esfuerzos adicionales a flexión. El espesor de la plantilla debe ser de acuerdo a las especificaciones del proyecto.

En la práctica se utilizan 3 tipos de camas de apoyo para tubos en zanja:

• Apoyo Tipo A: este tipo de apoyo es recomendado cuando el nivel freático está localizado por encima del fondo de la zanja y cuando el suelo tiene baja capacidad portante

• Apoyo Tipo B: Este tipo de apoyo es el más común y se recomienda para suelos normales, libres de piedras y rocas, y que posean buena capacidad portante.

• Apoyo Tipo C: este tipo de apoyo se recomienda cuando a capacidad de soporte del suelo sea mínima, en general su uso es apropiado cuando el terreno es de mala calidad, o cuando su instalación es a una profundidad grande.

INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDICIONES CONVENCIONALES

PREPARACIÓN DE LOS TUBOS

ENCAMPANADO:

A) Encampanado a mano: Tuberías de 150 mm (6”) De diámetro

B) Encampanado fuera de zanja: Diámetros mayores a 600 mm (24”).

DESCENSO DE TUBOS A ZANJA

El tubo se baja a la zanja después de inspeccionar visualmente, comprobar su clase y verificar la cama de apoyo. Son generalmente tubos de 200 mm (8”) a 500 mm (20”) de diámetro, los cuales se bajan por medio de 2 cables

DESCENSO DE TUBOS A EMISORES

• Son tubos con diámetro de 600 mm (24”) y mayores, los cuales se bajan a la zanja por medio de equipo mecánico como retroexcavadoras o grúas de capacidad adecuada al peso y distancia de manejo.

INSTALACIÓN DE TUBERÍA EN LOS EMISORES

Hidráulicamente es recomendable que en las conexiones se nivelen las claves de los tubos por unir. De acuerdo a las especificaciones del proyecto, se pueden efectuar las conexiones de las tuberías haciendo coincidir las claves, los ejes o las plantillas de los tramos de las tuberías de diámetro diferente.

CONEXIÓN A POZO DE VISITA

• Verificada la preparación de la plantilla y colocado el cople al primer tubo, se baja éste a la zanja haciendo el acoplamiento de su extremo sin cople a la estructura de descarga del vertido

• Se baja el segundo tubo, y entre éste y el cople del primer tubo, se colocan 2 maderos de dimensiones adecuadas (sección mínima de 10 cm x 10 cm) Se opera el dispositivo de tracción hasta lograr el acoplamiento

• Se retiran los maderos, se lubrica el extremo del segundo tubo, se emboquilla al cople y por medio del equipo de tracción se logra la unión a dicho cople.

ALINEACIÓN, NIVELACIÓN Y RELLENO INICIAL DE ZANJA.

Cuando se ha instalado al menos 75% de la tubería entre dos pozos extremos, se efectuarán las siguientes etapas de construcción

• Alineación

• Nivelación

ENCAMADO Y ACOSTILLADO

• Inmediatamente después de la colocación, se debe proceder al relleno acostillado hasta los costados del tubo.

Relleno y compactación

Los materiales iniciales de relleno se extienden desde el centro del tubo hasta 150 mm a 300 mm sobre el tubo para proveer al resto del tubo apoyo y protección contra de piedras o guijarros hasta el final del relleno. Pueden usarse materiales de relleno que generalmente siguen los requerimientos de ASTM D2321, tal como las Clases I, II o III.

• Instalación

• Materiales de relleno

• Cimentación

• Encamado

• Acostillado

• Relleno inicial

• Relleno final

Inspección

• Visual

• Pruebas a baja presión

• Pruebas de hermeticidad