INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE LA COSTA CHICA

INGENIERIA CIVIL

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

CALCULO DE SEDIMENTOS

ELABORÓ:

HERIBERTO SANTIAGO NICIO

GRADO: 8º SEMESTRE

CATEDRATICO: ING. MODESTO ROJAS CASTRO

OMETEPEC GUERRERO, A 21 de NOVIEMBRE del 2013.

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Medidas de conservación y limpieza

a) Todo sistema de alcantarillado debe contar con un mantenimiento en menor o mayor grado, esto con el propósito de que el sistema funcione adecuadamente y se eviten anomalías en la época de lluvias. Además, ello ayuda a prolongar la vida útil del sistema.

b) Esta actividad debe programarse para llevarse a cabo en la época de estiaje, que es cuando los sistemas conducen caudales pequeños y es posible revisarlos con relativa facilidad, así como detectar los daños.

c) En este periodo (estiaje) es de esperarse que se tenga la presencia de sedimentos en el sistema debido a que las velocidades son bajas y no es posible que ellos sean arrastrados. Por esto, es necesario hacer actividades de limpieza en el sistema, para lo cual se requiere de equipo apropiado para llevar a cabo esta actividad, ya que existen tanto conducciones a cielo abierto como cerradas, siendo estas últimas la mayoría.

d) Para la limpieza de las conducciones cerradas se deben emplear equipos apropiados para arrastrar las sustancias sedimentadas. Una forma de hacerlo es remansando el agua dentro de la alcantarilla y después liberándola de manera súbita. Este proceso se logra colocando una compuerta en un extremo de la alcantarilla y al liberar el volumen remansado, éste arrastrará el material sedimentado hacia aguas abajo; esta onda de agua se recomienda se presente en longitudes de tuberías no mayores de 150 a 200 m.

e) Otro sistema de limpieza es el que utiliza inyección de agua a presión (750

kg/cm2

), que es introducida a través de una manguera en cuyo extremo lleva una tobera; estas llevan en su parte posterior y en forma de anillo una serie de orificios con cierto grado de inclinación (35º y 45º) para poder ir lanzando el agua y a la vez poder ir avanzando. Este sistema se utiliza en conductos con diámetro interior mayor de 23 mm.

f) La operación de limpieza de una tubería con este último tipo de sistema es sencilla, ya que basta introducir por el pozo de visita el extremo de la manguera; una vez colocada la tobera adecuada, se pone en funcionamiento la bomba y comienza a avanzar, a partir de este momento, la manguera a través de la tubería, empujada por la reacción del agua que sale a través de los orificios de la tubería, tal como se observa en la figura.

Accesorios de limpieza

a) Además de la limpieza de conductos utilizando agua a presión, también se hace por medio de procedimientos manuales, los cuales consisten en el retiro de la basura o sedimento mediante dispositivos como son: cepillos o palas que se arrastran en el interior de la tubería en forma manual o mecánica.

b) Todos los dispositivos descritos se emplean, usando varillas de 0.90 m en cuyos extremos tienen rosca y palanca para asegurar la sujeción, y dada la flexibilidad del dispositivo se pueden limpiar longitudes de hasta 50 m, que es en promedio la distancia normal que se tiene entre pozos de visita.

c) Se usan también los platillos dragadores, los cuales se introducen en el registro de aguas abajo y son arrastrados hacia aguas arriba con una cuerda en posición horizontal. Posteriormente, se tira hacia delante, se levanta el platillo y con esta operación se logra arrastrar los sedimentos.

d) Las figuras siguientes indican el proceso para desazolvar un tramo de tubería con el auxilio de los platillos dragadores.

e) En este proceso se recomienda hacer la limpieza por tramos cortos, según sea la cantidad de sedimento, para no tener que retirar cargas demasiado grandes.

f) Sin embargo, cuando esto último llega a suceder existen equipos mecánicos como los de la figura siguiente el cual está formado por dos dispositivos

mecánicos que arrastran dentro de la tubería, una pala que va recolectando la basura y sedimento, la cual es extraída al final.

g) Además, si la forma de conducción lo permite, pueden emplearse rastrillos, escobas de fibras metálicas y compuertas móviles en las que la presión del agua remansada actúa de motor y el estrechamiento regulable, situado aguas abajo, permite producir un chorro suficiente para provocar el arrastre de sedimento.

Limpieza de coladeras a) Si las coladeras están conectadas con el alcantarillado y no tienen cámaras de

arena no es necesario limpiarlas; cuando se cuenta con cámara de arena es necesario revisarla en forma periódica y retirar la arena y esta acción puede hacerse en forma manual utilizando cucharas de varios tipos y añadiendo agua para la remoción de los sedimentos.

b) Sin embargo, la tendencia actual es hacerlo con máquinas provistas de dispositivos de absorción, previa inyección de agua y mediante bombeo al vacío.

c) Los aparatos modernos más usados para esta clase de operaciones son los camiones de operación con alto poder de succión, capaces de retirar adoquines y elementos similares en volumen y peso.

d) En general, el material retirado de las alcantarillas deberá ser depositado en un lugar donde no provoque problemas o bien ser tratado para su deposición final.

Sistema de control a) Para conocer el estado que guarda una tubería, en la cual no se puede hacer

una inspección visual directa, se utilizan sistemas de televisión con circuito cerrado. De esta manera es posible realizar un diagnóstico acerca de la situación del alcantarillado.

Conservación y reparación del sistema de alcantarillado

a) Es difícil establecer lineamientos que indiquen cuando efectuar reparaciones en un sistema, ya que estas pueden ir desde la simple reposición de una tapa de pozo de visita, hasta la reconstrucción de un tramo de alcantarilla. En está última situación el daño puede haber sido producido por un sismo, una avenida extraordinaria u algún otro evento.

b) Para hacer la reparación de las tuberías rotas, es necesario levantar el pavimento para sustituir los tramos dañados y en el caso en que solo se tengan agrietamientos estos pueden ser reparados utilizando equipo especial que inyecte concreto o alguna resina en la zona dañada.

Para poder elaborar un plan de mantenimiento adecuado a las redes existentes hay que tener en cuenta la edad de las mismas. Se puede hacer una clasificación aproximada en función de la edad:

- Redes con período de vida superior a 50 años: se trata de redes que probablemente requieran su renovación, no tanto por su deterioro estructural como por sus efectos hidráulicos.

- Redes construidas en el período de vida de 20 a 50 años: teniendo en cuenta los materiales empleados y la época en que se construyeron, si además tenemos en cuenta que los países desarrollados cifran en el 2-3% el deterioro anual de las redes, probablemente requieran de un análisis global al estilo de los realizados en otros países. Probablemente una parte requiera renovación, pero otra parte será adecuada para el nivel hidráulico y estructural exigido.

- Redes con menos de 20 años de vida: estas redes deben entrar rápidamente en un programa de mantenimiento, tras un análisis previo, para valorar su estado real, y lograr que la mayoría de estas redes cumplirán con la finalidad prevista.

PLANTAS DE TRATAMIENTO

Se proporcionan en orden prioritario y por período las actividades a realizar, como hacerlo y que herramienta utilizar.

ESTACIONES DE BOMBEO

La inspección trimestral de bombas sumergibles, impulsores y flotadores permite la remoción de escombros y grasa que dificultan su correcto funcionamiento. La inspección a mitad de año de las válvulas de retención asegura la función de la válvula que restringe el flujo de retorno adecuado de la fuerza principal al pozo de agua. La limpieza del pozo se hace por lo menos dos veces al año para evitar el olor que emana del sólido y acumulación de grasa que también causan daños a la bomba. El equipo eléctrico del motor tiene que inspeccionarse dos veces al año para identificar las conexiones pobres y reemplazar las piezas gastadas. El sistema de alarma y luz debe inspeccionarse cada semana.

Las instalaciones del cronómetro en cada motor registra el número de ciclos de motor y por lo tanto es una medida de la cantidad de agua bombeada. Cuando las horas motor difieren en más del 10 por ciento, se revisa el impulsor para ver si tiene desechos. Se accede a las bombas y válvulas a través de una escotilla durante la limpieza y mantenimiento. Las lecturas de amperios sobre los motores son una indicación de la función motora. Se comprueba cada mes para ver si cumplen con la especificación del fabricante, si no, se revisa la hélice para ver si está bloqueada por desechos, o si entra agua a la carcasa o cableado del motor. Es obligatorio registrar en un libro las horas de funcionamiento del motor, las lecturas de amperaje y las fechas de mantenimiento.

Cualquier falla en la estación de bombeo debe ser atendida de inmediato con un adecuado plan de respaldo. El sistema de alarma debe estar en buenas condiciones para alertar instantáneamente a las autoridades de los problemas, la alarma debe sonar a un operador de turno para identificar, corregir y documentar la causa. El libro de registro se utiliza de referencia para las fechas de mantenimiento y acción apropiada a tomar. El generador de respaldo para el corte de luz durante tormentas o el uso de bombas accionadas por motor aseguran el tratamiento y procesamiento de las aguas sin trabas. Algunas estaciones también utilizan camiones de vacío para omitir estaciones de bombeo con el fin de evitar la interrupción del servicio que provocan desbordamientos del alcantarillado sanitario.

El programa interno de inspección de TV involucra el control por televisión que ayuda a detectar cualquier falla en el sistema que se pase por alto en el mantenimiento de rutina. Todas las líneas principales también se verifican mediante la inspección TV después de cualquier trabajo de reparación. Las líneas críticas deben limpiarse periódicamente para evitar problemas de raíces de árboles, sumergirse en una línea y el taponamiento y obstrucción debido a los desechos y grasa. El sitio es inspeccionado por personal calificado y se analiza los procedimientos de mantenimiento estándar, cualquier construcción nueva o reconstruida se probada e inspeccionada en ensayos o pruebas de infiltración de aire, además de vigilancia de TV.

Todas las estaciones deberán estar señalizadas y contar con extintores para combatir incendios. Se deberá contar con el espacio e iluminación suficiente para que las labores de operación y mantenimiento se realicen con facilidad.

a) El tamaño de la sala debe ser suficiente para alojar el conjunto motor-bomba y los equipos de montaje.

b) Las dimensiones deben permitir la facilidad de circulación, montaje y desmontaje de los equipos, y dado el caso, el movimiento de las unidades de bombeo. Las dimensiones deben ser compatibles con las del pozo de succión, con el fin de asegurar una adecuada distribución de la obra civil, buscando al mismo tiempo minimizar sus costos.