UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ACUECTOS Y ALCANTARILLADOS PROYECTO ALCANTARILLADO PLUVIAL

Presentado por:

German Camilo Parra Ballesteros

Código: 2101865

Presentado a:

MsC. Edgar Ricardo Oviedo Ocaña

INDICE

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2 CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Consideraciones de diseño pertinentes según grupo de trabajo ................................................... 4 Requerimientos de diseño especificadas por el profesor ............................................................... 4 Requerimientos de diseño establecidos en RAS - 2000 Título D .................................................... 5

DISEÑO TIPO Caudal de diseño ............................................................................................................................. 6 Diseño de los colectores ................................................................................................................. 7

TABLA DE CÁLCULO Caudal de diseño ........................................................................................................................... 16 Diseño de los colectores ............................................................................................................... 16

PLANO Y PERFILES .................................................................................................................. 18 CONSIDERACIONES FINALES .................................................................................................... 21

INTRODUCCIÓN

Un sistema de alcantarillado pluvial es aquel que contiene tuberías, sumideros e instalaciones que

permiten el desalojo de aguas lluvias con la finalidad de evitar inundaciones que se puedan

presentar en la zona tales como la del caso de estudio, este tipo de alcantarillados se implementa

en zonas con altas precipitaciones y superficies pocos permeables.

La principal función y objetivo es la conducción de aguas hasta sitio donde no provoquen daño, este

tipo de red está constituido por conductos, instalaciones para la operación, mantenimiento y

reparación, de esta manera se impide la generación y propagación de enfermedades relacionadas

con aguas contaminadas.

Un sistema de alcantarillado está compuesto de los siguientes partes:

1) Estructuras de captación: Las cuales recolectan las aguas a transportar.

2) Estructuras de conducción: La cuales transportan aguas recolectadas por las estructuras de

captación hacia el sitio de tratamiento o vertido.

3) Estructuras de conexión y mantenimiento: Los cuales facilitan la conexión y mantenimiento

de los conductos que forman la red de alcantarillado, pues además de permitir la conexión

de varias tuberías, incluso de diferentes diámetro o material.

4) Estructuras de vertido: Estructuras terminales que protegen y mantienen libre de

obstáculos la descarga final del sistema de alcantarillado

5) Instalaciones complementarias: Las cuales están las plantas de bombeo, plantas de

tratamiento, estructuras de cruce, vasos de regulación y de detención, disipadores de

energía, etc.

6) Disposición Final: Su importancia radica en que si no se define con anterioridad a la

construcción del proyecto destino de las agua a tratar, entonces se pueden provocar graves

daños al medio ambiente e incluso a la población servida.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Para el caso de estudio dado, se tuvo en cuenta las consideraciones de diseño especificadas por el

profesor, las establecidas en el Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico

RAS – 2000 Titulo D, y las consideraciones que el grupo de trabajo asumió pertinentes para el

correcto funcionamiento de la red de alcantarillado de aguas residuales, y más específicamente de

sus colectores.

Requerimientos de diseño especificadas por el profesor

Tiempo de retorno de 5 años

El cálculo de la intensidad se hará con la siguiente ecuación: 𝐼 = (414

(𝑡+10)0.351 − 50) ∗ 2.777

C = 0.5

Diámetro mínimo de 10 pulgadas

Ymax = D

Velocidad mínima: 0.75 m/s

Velocidad máxima: 5 m/s

Coeficiente de rugosidad n = 0.013

Profundidad mínima a clave: 1 m

Consideraciones de diseño pertinentes según grupo de trabajo

Se supone que el material con el cual estarán construidos los colectores es concreto, por

eso n = 0.013

Se trabajara con un solo tipo de flujo toda la red. Para el caso de flujo subcritico, solo se

aceptaran valores de Numero de Froude menores o iguales a cero punto nueve (Fr ≤ 0.9).

En caso de trabajar con flujo supercrítico, solo se aceptaran valores de Numero de Froude

mayores o iguales a uno punto uno (Fr ≥ 1.1). Los valores de Número de Froude

anteriormente dados, tienen como finalidad evitar que el flujo se comporte de manera

crítica o cuasicritica.

Para tramos iniciales la profundidad mínima a clave se asume como 0.8 m.

El valor máximo de caída dentro de un pozo será de 0.75 m.

Se asumió la dirección del flujo desde las cotas superiores hacia las inferiores. Además se

asumió los pozos 1 y 3 como iniciales, dado a que ambos tienen un valor de tiempo de

concentración dado.

Requerimientos de diseño establecidos en RAS – 2000 Titulo D

La pendiente mínima y máxima serán las que cumplan con las condiciones de velocidad

mínima y máxima.

Profundidad máxima a clave: 5 m. Si se llega a sobrepasar este valor, se debe garantizar los

requerimientos geotécnicos de la cimentación y requerimientos estructurales de los

materiales y colectores, durante y después de su construcción, especificados en RAS – 2000

Titulo G.

Fuerza tractiva mínima: 3 N/m2.

DISEÑO TIPO

Para el diseño tipo del caso de estudio, se presentaran los cálculos hechos y el paso a paso que se

utilizó para diseñar el primer colector, el cual va desde el pozo 1 hasta el pozo 2.

El diseño se divide en dos partes, primero se determina el caudal de diseño según caudal de aguas

lluvia según el método racional.

En la segunda parte se realizara el diseño, de forma parecida al diseño de un alcantarillado sanitario,

utilizando la ecuación de manning, y cumpliendo las consideraciones de diseño anteriormente

dadas.

Caudal de diseño

En la información proporcionada para el diseño, se tiene el área, en hectáreas, de la zona que servirá

cada colector, y de la longitud que tendrá cada uno. Para el caso del colector que va de 1 hasta 2 se

tiene:

𝐴 = 1.9 [𝐻𝑎]

𝐿 = 90 [𝑚]

También, de las consideraciones de diseño, tenemos que el coeficiente de escorrentía para cada tramo, el cual el mismo valor para todos los colectores.

𝐶 = 0.5 Posteriormente se debe suponer un valor de velocidad dentro de la tubería, por lo cual para este caso se escogió el valor de 1 m/s. Con todos estos datos, el primer paso es calcular el área acumulada para cada colector, en este caso, al tratarse de un tramo inicial, el área acumulada es igual al área del colector.

𝐴𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 = 1.9 [𝐻𝑎] Es necesario calcular un coeficiente de escorrentía promedio, dado que para los colectores no iniciales, el valor de C se ve afectado por lo de aguas arriba. Para el cálculo de dicho coeficiente de escorrentía nuevo, se utiliza la siguiente formula:

𝐶𝑝𝑟𝑜𝑚 =∑ 𝐶 ∗ 𝐴

∑ 𝐴

Para el caso de primero colectores, se mantiene el mismo valor de coeficiente de escorrentía. Como el coeficiente de escorrentía es el mismo para todos los tramos, por lo tanto el valor del coeficiente de escorrentía promedio para todos los tramos seguirá siendo de 0.5

𝐶𝑝𝑟𝑜𝑚 = 0.5

Por otro lado, utilizando el tiempo de concentración dado en los tramos iniciales, se puede calcular el tiempo de concentración real de cada tramo. Para el caso del tramo que va desde el pozo 1 hasta el 2, para calcular el tiempo de concentración total, se suma el tiempo de concentración, más el tiempo que demora el flujo en recorrer todo el tramo, usando la velocidad supuesta anteriormente.

𝑇𝑐 = 𝑇𝑐𝑖𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 + 𝑇𝑉

𝑇𝑉 =𝐿

𝑉

Por lo tanto, para el tramo del cálculo tipo tenemos:

𝑇𝑉 =90

1= 90 [𝑠𝑒𝑔] = 1.5 [𝑚𝑖𝑛]

𝑇𝑐 = 12 + 1.5 = 13.5 [𝑚𝑖𝑛]

Para tramos que no son iniciales, el tiempo de concentración inicial es el tiempo de concentración total del tramo aguas arriba. Teniendo el tiempo de concentración de cada tramo, se procede a calcular la intensidad.

𝐼 = (414

(𝑇𝑐 + 10)0.351− 50) ∗ 2.777

𝐼 = 240.75 [𝐿

𝑠 ∗ 𝐻𝑎]

Finalmente, para obtener el caudal de diseño, se aplica la fórmula del método racional.

𝑄 = 𝐶𝐼𝐴 Donde el coeficiente de escorrentía es el promedio calculado, y el área es acumulada.

𝑄𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 240.75 ∗ 0.5 ∗ 1.9 = 228.72 [𝐿

𝑠]

Se realiza el mismo procedimiento para los demás colectores. Diseño de los colectores Para el diseño de la red, se parte con la premisa de que se debe suponer una pendiente, y variarla hasta que se cumplan todos los requisitos y consideraciones de diseño, tratando de obtener el diseño más óptimo en términos de costos.

Con lo anteriormente dicho, en el diseño de la red se buscara realizar la menor cantidad de excavaciones variando tanto la pendiente como el diámetro, ya que en términos de costos, es mejor comprar tuberías de un diámetro mayor, a realizar excavaciones muy profundas. Al comenzar el diseño se supuso una pendiente de 2%, y luego de numerosas iteraciones con el fin de que la red trabaje con el mismo tipo de flujo y se cumplan todas las condiciones de diseño, se obtuvo el siguiente valor de pendiente.

𝑆 = 0.9% Con el valor del caudal y la pendiente, y utilizando la ecuación de manning, se puede despejar el diámetro necesario para dichas condiciones.

𝐷 = (𝑄 ∗ 𝑛

0.311 ∗ √𝑆)

38

𝐷 = (0.229 ∗ 0.013

0.311 ∗ √0.009)

38

= 0.423 [𝑚]

Es necesario aproximar el valor del diámetro a uno comercial, por lo tanto se convierte el valor obtenido a pulgadas.

𝐷 = 0.408 ∗ 39.37 = 16.65 [𝑖𝑛]

Y aproximando a un diámetro comercial, y teniendo en cuenta que no se pueden usar valores de diámetro menor a 10”, se tiene que:

𝐷𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 = 18 [𝑖𝑛] Como se va a trabajar con cotas a clave, es necesario conocer el diámetro interno de la tubería, teniendo en cuenta que se supuso el material de la tubería de concreto, se usó la siguiente tabla para determinar el valor del diámetro interno.

De la gráfica se concluye que:

𝐷𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 = 0.45 [𝑚] Con el valor del diámetro comercial a usar, y conociendo la pendiente, se procede a hallar el caudal a tubo lleno de la tubería, utilizando la fórmula de manning nuevamente.

𝑄0 =0.311

𝑛∗ √𝑆 ∗ 𝐷

83

𝑄0 =0.311

0.013∗ √0.009 ∗ (0.45)

83 = 0.27 [

𝑚3

𝑠]

Con el caudal a flujo lleno, se puede calcular la velocidad a flujo lleno de la siguiente manera:

𝑉𝑜 =𝑄0 ∗ 4

𝜋 ∗ (𝐷𝑖𝑛𝑡)2

𝑉𝑜 =0.27 ∗ 4

𝜋 ∗ (0.45)2= 1.70 [

𝑚

𝑠]

Se calcularon los valores a flujo lleno de caudal y velocidad, con el fin de usar las relaciones hidráulicas para simplificar cálculos de propiedades hidráulicas de la sección. Por lo tanto utilizando el valor de Q/Qo y la tabla mostrada a continuación, se calcula la relación V/Vo, Y/D y Dh/D.

𝑄

𝑄0=

0.229

0.27= 0.85

De la tabla se obtienen las siguientes relaciones:

𝑉

𝑉0= 1.01

𝑌

𝐷= 0.789

𝐷𝐻

𝐷= 0.815

Donde: V: Velocidad Y: Tirante hidráulico DH: Profundidad hidráulica D: Diámetro

En este punto se debe verificar que la relación 𝑌

𝐷 no supere el valor de 1.

Teniendo las relaciones hidráulicas, podemos proceder a hallar las propiedades hidráulicas y con estas, valores que regirán nuestro diseño. En primera instancia calcularemos la velocidad real del tramo, uno de los valores que rige nuestro diseño, y con ella se calculara la cabeza de velocidad.

𝑉 =𝑉

𝑉0∗ 𝑉0 = 1.01 ∗ 1.7 = 1.71 [

𝑚

𝑠]

𝑉2

2 ∗ 𝑔=

1.712

2 ∗ 9.81= 0.15 [𝑚]

Se comprueba que la velocidad está dentro de los rangos permitidos según consideraciones de diseño. Posteriormente se calcula el radio hidráulico de la sección, como la tabla de relaciones hidráulicas usadas no tenía la relación de radio hidráulico, es necesario calcularlo con las fórmulas de propiedades hidráulicas para una sección circular.

𝜃 = 2 ∗ arccos (1 −2 ∗ 𝑌

𝐷)

𝑅 =𝐷 ∗ (𝜃 − 𝑠𝑒𝑛 (𝜃))

4 ∗ 𝜃

Reemplazando en las formulas correspondientes, se obtiene el valor del radio hidráulico, por lo tanto, para el primer colector se tiene:

𝑅 = 0.137 [𝑚] Y conociendo el radio hidráulico, se puede determinar el valor de la fuerza tractiva o esfuerzo cortante.

𝜏 = 𝛾 ∗ 𝑅 ∗ 𝑆

𝜏 = 9810 ∗ 0.137 ∗ 0.009 = 12.07 [𝑁

𝑚2]

Se comprueba que el valor de fuerza tractiva es mayor al valor mínimo establecido en las consideraciones. Este valor es importante porque el esfuerzo cortante es el que realiza el arrastre de sólidos. Para el diseño de alcantarillados pluviales, también es necesario chequear que el esfuerzo cortante es mayor a 1.5 N/m2 cuando se trabaja con el 10% de capacidad de la tubería, como se indica en el RAS 2000 Titulo D.

Por lo tanto, se calcula el valor del esfuerzo cortante para dichas condiciones.

𝑄

𝑄0= 0.1 ⇒

𝑅

𝑅0= 0.586

Con la relación hidráulica del radio hidráulico para el 10% de la capacidad de la tubería, se determina el valor del radio hidráulico, teniendo en cuenta que el Ro es igual a un cuarto del diámetro.

𝑅10% =𝑅

𝑅0∗

𝐷

4= 0.066 [𝑚]

𝜏10% = 9810 ∗ 0.066 ∗ 0.009 = 5.82 [𝑁

𝑚2]

El valor del tirante hidráulico se usa para calcular la energía total del sistema.

𝑌 =𝑌

𝐷∗ 𝐷 = 0.789 ∗ 0. .45 = 0.355 [𝑚]

𝐸 =𝑉2

2 ∗ 𝑔+ 𝑌

𝐸 = 0.150 + 0.355 = 0.505 [𝑚]

Finalmente, se calcula la profundidad hidráulica de la sección, que servirá para hallar el número de Froude, y saber en qué flujo se está trabajando.

𝐷𝐻 =𝐷𝐻

𝐷∗ 𝐷 = 0.815 ∗ 0.45 = 0.365 [𝑚]

𝐹𝑟 =𝑉

√𝑔 ∗ 𝐷𝐻

𝐹𝑟 =1.71

√9.18 ∗ 0.367= 0.90

Con el cálculo del número de Froude, se comprueba que todos los colectores trabajen en el mismo tipo de flujo, además de que se verifica que las condiciones de diseño cumplen. Es necesario calcular las pérdidas generadas por el cambio de pendiente, diámetro (transición) y por curvaturas, ya que esto afecta a la línea de energía. Dichas perdidas se generan en cada pozo donde hay por lo menos una entrada y una salida de colectores. En este cálculo tipo se hará el cálculo de las perdidas en el pozo 2, suponiendo que conocemos el valor de la velocidad y de la cabeza de velocidad del colector que va de 2 a 4, realizando el mimo procedimiento hechos hasta ahora en el colector que va de 1 a 2.

ℎ𝑡𝑟𝑎𝑛 = 𝑘 ∗ |𝑉2

2 ∗ 𝑔1−2

−𝑉2

2 ∗ 𝑔2−4

|

El valor de k se determina con las velocidades de entrada y salida, relacionando si hubo un aumento o una disminución.

Velocidad k

Aumento 0.1

Disminución 0.2

Para el caso del pozo dos, analizando los colectores 1 – 2 y 2 – 4, hubo un aumento de la velocidad, y por lo tanto se usa un k = 0.1.

ℎ𝑡𝑟𝑎𝑛 = 0.1 ∗ |0.150 − 0.175| = 0.0025 [𝑚] Para el caso del pozo 2, analizando los colectores 1 – 2 y 2 – 4, no hay pérdidas por curvatura, ya que no se presenta un cambio en la dirección de la tubería. En caso de que haya pérdidas por curvatura es necesario emplear las siguientes tablas para determinar el radio del pozo (Rc), y las respectivas perdidas.

ℎ𝑐𝑢𝑟𝑣 = 𝑘 ∗𝑉2̅̅̅̅

2 ∗ 𝑔

Donde k se obtiene de la tabla 14.4 con el valor de Rc/D, y el promedio de las cabezas de velocidad de los tramos en análisis. Finalmente se calculan las pérdidas totales, sumando las perdidas por transición y curvatura.

ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ℎ𝑡𝑟𝑎𝑛 + ℎ𝑐𝑢𝑟𝑣 = 0.0025 [𝑚] Con todos los cálculos anteriormente realizados, se procede a hacer el cálculo de las cotas, el cual sería el diseño final, ya que nos dirá a cuales profundidades estará cada conductor.

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒1 = 951.4

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒2 = 949.92 La profundidad mínima para cota clave es de 0.8 m, para el caso del pozo 1, se tomara la profundidad de 3.4 m, dado que la pendiente del terreno es muy fuerte, y con bajas profundidades iniciales, la profundidad mínima de excavación a cota clave no se cumpliría en algunos puntos. Para la cota rasante del pozo 2, se usara la pendiente para determinarla.

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒1 = 951.4 − 3.4 = 948

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒2 = 948 − 0.001 ∗ 90 = 947.19 La cota batea se calcula restándole a la cota clave, el diámetro interno de la tubería.

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 − 𝐷𝑖𝑛𝑡

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎1 = 947.55

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎2 = 946.74 La cota lamina se calcula desde la cota batea, sumándole el valor de tirante hidráulico.

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 + 𝑌

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎1 = 947.91

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎2 = 947.10 La cota de energía se obtiene también desde la cota batea, sumándole el valor de la energía total E.

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 + 𝐸

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎1 = 948.05

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎2 = 947.24 Finalmente se resta la cota rasante con la clave para tener el valor de excavación o profundidad a clave, y compararla con los valores máximos y mínimos exigidos en las consideraciones de diseño.

𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒1 = 3.4 [𝑚]

𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒2 = 2.73 [𝑚] Es importante resaltar que el cálculo de cotas mostrado para el colector 1 – 2, solo es válido para colectores iniciales. Si se desea hacer el cálculo de los demás colectores, se debe iniciar desde la cota de energía, haciendo un empate por línea de energía por cota menor. Teniendo la cota de energía para los tramos no iniciales, se despeja de la formulas mostradas anteriormente, hasta llegar a la cota clave de cada colector.

TABLA DE CÁLCULO

Caudal de diseño

SECTOR NODO

AREA [Ha]

L [m] C V [m/s] AREA

ACUMULADA [Ha]

C*A C prom Tc inicial

[min] Tv

[min] Tc

[min] I

[L/s*Ha] Q diseño

[L/s] DE HASTA

1 1 2 1.9 90 0.5 1 1.9 0.95 0.5 12 1.50 13.50 240.75 228.72

2 3 2 0.5 80 0.5 1 0.5 0.25 0.5 6 1.33 7.33 283.55 70.89

3 2 4 0.8 85 0.5 1 3.2 0.4 0.5 13.50 1.42 14.92 233.03 372.86

4 4 5 0.03 50 0.5 1 3.23 0.015 0.5 14.92 0.83 15.75 228.77 369.46

Diseño de los colectores

SECTOR NODO Q

diseño [m3/s]

L [m] S Diámetro D comercial

Qo [m3/s]

Vo [m/s]

Q/Qo V/Vo Y/D Dh/D DE HASTA [m] [in]

Nominal [in]

Interno [m]

1 1 2 0.229 90 0.009 0.423 16.65 18 0.450 0.27 1.70 0.85 1.01 0.789 0.815

2 3 2 0.071 80 0.006 0.290 11.41 12 0.300 0.08 1.10 0.91 1.027 0.834 0.94

3 2 4 0.373 85 0.008 0.519 20.45 22 0.550 0.43 1.83 0.86 1.013 0.796 0.833

4 4 5 0.369 50 0.008 0.515 20.26 22 0.550 0.44 1.86 0.84 1.007 0.782 0.798

SECTOR NODO

V [m/s] V^2/2g

[m] R [m]

σ [N/m^2]

σ (10%) [N/m^2]

Y [m] E [m] Dh [m] Froud Perdidas

DE HASTA h. tran

[m] Rc/D h curv h total

1 1 2 1.71 0.150 0.137 12.07 5.82 0.355 0.505 0.367 0.90 0.003 0 0 0.003

2 3 2 1.13 0.065 0.091 5.81 2.80 0.250 0.315 0.282 0.68 0.011 0.027 0.024 0.035

3 2 4 1.85 0.175 0.167 13.13 6.32 0.438 0.613 0.458 0.87 0.000 0 0 0.000

4 4 5 1.87 0.178 0.167 13.50 6.51 0.430 0.608 0.439 0.90

SECTOR NODO Cota rasante Cota clave Cota batea Cota lamina Cota energía

Profundidad a clave

DE HASTA De A De A De A De A De A De A

1 1 2 951.4 949.92 948.00 947.19 947.55 946.74 947.91 947.10 948.05 947.24 3.40 2.73

2 3 2 949.04 949.92 947.74 947.22 947.44 946.92 947.69 947.17 947.76 947.24 1.30 2.70

3 2 4 949.92 947.47 947.14 946.46 946.59 945.91 947.03 946.35 947.20 946.52 2.78 1.01

4 4 5 947.47 947.05 946.46 946.05 945.91 945.50 946.34 945.93 946.52 946.11 1.01 1.00

PLANO Y PERFILES

Se presenta la planta del alcantarillado pluvial, donde se muestra la dirección del flujo.

SECTOR NODO Cota rasante Cota clave

DE HASTA De A De A

1 1 2 951.4 949.92 948.00 947.02

2 3 2 949.04 949.92 948.24 947.02

3 2 4 949.92 947.47 947.10 946.47

4 4 5 947.47 947.05 946.35 945.95

Tramo 1 2 2 4 4 5

Longitud 0.00 90.00 0.00 85.00 0.00 50.00

Abscisa 0.00 90.00 90.00 175.00 175.00 225.00

Cota rasante 951.40 949.92 949.92 947.47 947.47 947.05

Cota clave 948.00 947.19 947.14 946.46 946.46 946.05

Cota batea 947.55 946.74 946.59 945.91 945.91 945.50

Cota energía 948.05 947.24 947.20 946.52 946.52 946.11

Diámetro 18.000 22.000 22.000

Pendiente 0.0090 0.0080 0.0082

951.40

949.92

947.47947.05

948.00947.19

947.14

946.46946.46 946.05

947.55946.74

946.59

945.91945.91

945.50945.00

946.00

947.00

948.00

949.00

950.00

951.00

952.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00

CO

TAS

ABSCISAS

TRAMO 1-2-4-5

Cota rasante Cota clave Cota batea

Tramo 3 2

Longitud 0.00 80.00

Abscisa 0.00 80.00

Cota rasante 949.04 949.92

Cota clave 947.74 947.22

Cota batea 947.44 946.92

Cota energia 947.76 947.24

Diametro 8.000

Pendiente 0.0065

949.04

949.92

947.74

947.22947.44

946.92

946.50

947.00

947.50

948.00

948.50

949.00

949.50

950.00

950.50

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00

CO

TA

ABSCISA

TRAMO 3-2

Cota rasante Cota clave Cota batea

CONSIDERACIONES FINALES

Como conclusión del trabajo, se realizaran algunas consideraciones finales pertinentes al diseño de los colectores.

La pendiente y el diámetro del colector son factores que influyen directamente en el diseño de los colectores, y en algunos casos es recomendable aumentar el diámetro, aunque no sea necesario según caudal de diseño, con el fin de que el colector tenga un mejor comportamiento.

Utilizar las caídas en los pozos como una herramienta de ayuda para el diseño, fomenta de manera considerable a obtener menores profundidades de excavación, pero se debe tener cuidado de no tener caídas muy grandes, y que el colector de salida tenga una cota clave más profunda a las de entrada.

Es recomendable trabajar con flujo subcriticos debido a su baja pendiente, ya que esto genera bajas profundidades de excavación, aunque trabajar en dicho rango genere dificultades en el diseño. En términos de costos, es viable utilizar tuberías de mayor diámetro para evitar excavaciones muy profundas.

Aunque se recomienda trabajar solo un tipo de flujo durante toda la red, si ese flujo es supercrítico generará profundidades muy grandes de excavación, por lo que es recomendable mezclar tipos de flujo, teniendo en cuenta que no se debe pasar de un flujo supercrítico a un flujo subcritco.

Si se utiliza como guía la pendiente del terreno para obtener la dirección del flujo, este método ayuda a que las excavaciones seas las menores posibles ya que el terreno ayuda a la pendiente que debe llevar cada colector.

Otra forma de obtener un diseño óptimo es la utilización de tuberías de diferentes materiales, con el fin de aprovechar el coeficiente de rugosidad de manning y obtener el diseño más óptimo posible, con excavaciones mínimas.