Embed Size (px)
DESCRIPTION
Tesis para optar al Título de:Ingeniero Constructor.Profesor Patrocinante:Rubén Seguel Vidal.Ingeniero Constructor.Francisco Alejandro Gallardo MoreiraValdivia-Chile2011
Citation preview
Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Ingeniería en Construcción
ANALISIS COMPARATIVO ENTRE ALCANTARILLADO AL VACIO Y ALCANTARILLADO GRAVITACIONAL EN UNA VILLA DE 214 VIVIENDAS EN LA CIUDAD DE VALDIVIA
Tesis para optar al Título de:
Ingeniero Constructor.
Profesor Patrocinante:
Rubén Seguel Vidal.
Ingeniero Constructor.
Francisco Alejandro Gallardo Moreira Valdivia-Chile
2011
AGRADECIMIENTOS
No ha sido fácil concluir con esta tarea pero el camino siempre se vuelve más
liviano cuando se cuenta con el apoyo de personas que te animan día a día a seguir
firme en la persecución de tus metas.
Es así como no puedo dejar pasar esta oportunidad para agradecer a todos
quienes me acompañaron en este proceso, especialmente a mis padres Baltazar
Gallardo y Gloria Moreira; a mi Tía Nora y demás familiares, los que nunca dejaron de
confiar en mis capacidades.
También quisiera dar la gracias a mis amigos más cercanos que no me dejaron
de alentar para que concluyera con esta importante etapa de mi Vida.
Un agradecimiento especial a mis compañeros de trabajo quienes día a día me
hacían recordar de la importancia de terminar con esta etapa y me dieron su apoyo en
todo momento.
CAPITULO I: INTRODUCCION
Resumen 2
Summary 3
Introducción 4
Objetivos 5
CAPITULO II: ASPECTOS GENERALES, ORIGEN Y FUNCIONAMIENTO
Origen del Alcantarillado al Vacío 7
Teoría de Operación del Alcantarillado al Vacío 10
Proceso de Funcionamiento desde la Casa hasta la Estación del Vacío 11
Funcionamiento de la Red de Vacío 15
Funcionamiento de la Estación de Vacío 17
CAPITULO III: CONSIDERACIONES EN LA IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE
RED DE VACIO
Unión de tubería con goma para uso de vacío 22
Materiales de tuberías 22
Tubería Laterales de Servicio 22
Configuración de la Cámara de la válvula y construcción del alcantarillado 24
Cámara de la Válvula 26
Conexión Domiciliaria 27
Tuberías de la red Principal 28
Perfiles de la red de vacío 29
Válvula de vacío 32
Funcionamiento de la Valvula 32
Admisión de Aire 33
Accesorios 34
Sensor 35
Ventilación 36
Consideraciones al momento de construir una red de vacío 38
CAPITULO IV: ANALISIS DE PRESUPUESTO ENTRE EL SISTEMA DE
ALCANTARILLADO GRAVITACIONAL Y ALCANTARILLADO AL VACIO
Antecedentes del Proyecto 46
Datos del Proyecto 47
Memoria de Calculo red de Alcantarillado Gravitacional 48
Presupuesto Alcantarillado Gravitacional 49
Presupuesto Planta Elevadora 51
Base Cálculo para la red de Alcantarillado al Vacio 54
Presupuesto Alcantarillado al Vacio 55
Presupuesto Estación de Vacio 57
Costo de Mano de Obra y Maquinaria 58
Resumen Análisis de costo entre ambos sistemas de Alcantarillado 59
CAPITULO V: VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE AMBOS SISTEMAS
Ventajas del Sistema 61
Desventajas del Sistema 69
CONCLUSION 70
BIBLIOGRAFIA 72
ANEXOS:
Anexo N° 1: Especificaciones Técnicas Ribera del Calle-Calle
Anexo N°2: Oferta Económica Empresa Manantial
Anexo N° 3: Tipo de cámara de Vacío
Anexo N° 4: Planos
INDICE DE FIGURAS
Figura N° 1: Primer Diseño de una red de Vacío. 7
Figura N° 2: Sistema Típico de Evacuación Aguas Servida. 8
Figura N° 3: Proyecto de Alcantarillado al Vacío en Iloca Región del Maule. 9
Figura N° 4: Esquema de funcionamiento red de Vacío. 11
Figura N° 5: Perfil tipo entre Vivienda y Cámara de Vacío. 13
Figura N° 6: Corte Cámara Vacío. 14
Figura N° 7: Perfil Diente Sierra. 15
Figura N° 8: Sistema de elevación Tuberías en perfil diente Sierra. 16
Figura N° 9 : Estación de Vacío. 17
Figura N° 10: Estación de Vacío con Bombas. 19
Figura N° 11: Estación de Vacío con Eyectores. 20
Figura N° 12: Conexión lateral de la cámara a la red. 23
Figura N° 13: Cámara de Vacío. 26
Figura N° 14: Instalación de Tuberías. 28
Figura N° 15 : Perfil Horizontal. 29
Figura N° 16: Perfil Ascendente. 30
Figura N° 17: Perfil Descendente. 30
Figura N° 18: Método de Elevación en perfiles. 31
Figura N° 19: Ventilación. 34
Figura N° 20: Tipo de Ventilación. 36
Figura N° 21: Ventilación Cámara. 37
Figura N° 22: Conexión a Cámara. 42
Figura N° 23: Perfil tipo alcantarillado al vacío. 61
Figura N° 24: Perfil utilizado para la instalación del Colector de Alcantarillado
Gravitacional . 61
Figura N° 25: Perfil Alcantarillado Gravitacional. 63
Figura N° 26: Perfil Alcantarillado al Vacío. 63
INDICE DE IMÁGENES
Imagen N° 1: Trazado excavación red de Vacío. 10
Imagen N° 2: Componentes de una Cámara de Vacío. 25
Imagen N° 3: Ubicación Obra Ribera del Calle-Calle. 46
Imagen N° 4: Excavación red Alcantarillado al Vacío. 62
Imagen N°5: Excavación colector Público gravitacional. 62
Imagen N° 6: Instalación Cámara Vacío en terreno. 64
Imagen N° 7: Nueva cámara de vacío. 65
Imagen N° 8: Fabricación Insitu cámara inspección Publica. 65
Imagen N° 9 : Rebalse de Colector. 66
Imagen N° 10: Colector Obstruido. 66
Imagen N° 11: Bombas Saturas . 67
Imagen N° 12: Instalación Planta de Vacío. 67
CAPITULO I
INTRODUCCION
‐ 2 ‐
RESUMEN
La presente tesis tiene por finalidad dar a conocer un nuevo sistema de
recolección de aguas servidas, llamado alcantarillado al vacío. Para ello se realiza un
análisis comparativo basado en la construcción de 214 viviendas en la obra Ribera del
Calle-Calle ubicada en el sector de Collico, ciudad de Valdivia y que utiliza el
alcantarillado gravitacional como sistema de recolección de aguas servidas.
Se elige esta obra debido a que el terreno en el cual se emplaza es ideal para la
realización de este estudio, por ser un terreno arenoso y con una gran presencia de
napas subterráneas, lo que permite colocar a prueba la viabilidad de este sistema, en
relación con los costos y beneficios, de la utilización del método tradicional de
alcantarillado.
Para lograr este cometido, se realiza una aproximación conceptual que permite
conocer el origen y funcionamiento de este sistema, con el objeto de obtener una
mayor comprensión por parte del lector.
‐ 3 ‐
SUMMARY
This thesis aims to present a new system of sewage collection, called vacuum
sewer. For this purpose, a comparative analysis based on the construction of 214 homes
in the work of the Calle-Calle Ribera located in the area of Collico, Valdivia and using the
gravitational sewer collection system wastewater.
Choose this work because the land on which it is located is ideal for this study,
being a sandy soil with a large presence of underground water, which allows you to put
to test the feasibility of this system, regarding the costs and benefits of using the
traditional method of sewage.
To achieve this task, you perform a conceptual approach that allows to know the
origin and functioning of this system in order to gain a greater understanding by the
reader.
‐ 4 ‐
INTRODUCCION
En la actualidad el sistema más común y empleado en Chile para la recolección
de aguas servidas es el método gravitacional, el cual utiliza la misma fuerza de
gravedad como motor para el trasporte de los sólidos y residuos líquidos provenientes
de las viviendas o industrias.
Debido a una serie de dificultades que se presentan en el proceso de ejecución y
mantención de este sistema, como por ejemplo el problema de filtración de aguas
lluvias y la eliminación de olores proveniente de las propias cámaras, así como el
tiempo empleado para su construcción, es que la presente tesis tiene por finalidad dar a
conocer una nueva alternativa de recolección de aguas servidas, llamada sistema de
Alcantarillado al Vacío, la cual es utilizada a nivel internacional, pero aún desconocida
en nuestro país.
Este sistema funciona mediante el uso diferencial de presión negativa generada
desde una estación de vacío. Esto representa una alternativa viable para su instalación
en terrenos complicados, donde el alcantarillado gravitacional resulta imposible o
dificultoso construir.
Para realizar este análisis se utiliza como base de este estudio la construcción
de una villa de 214 viviendas, cuyo terreno presenta las características ideales, que
facilitan la obtención de los datos necesarios para realizar este comparativo.
‐ 5 ‐
OBJETIVOS
Objetivo Principal
Evaluar la implementación de un sistema de recolección de aguas servidas, que
resulta ser un método más sustentable en comparación al sistema al alcantarillado
gravitacional ocupado en Chile.
Objetivo Específicos
Realizar una investigación del funcionamiento y operación del
Alcantarillado al Vacío.
Analizar los costo entre el sistema de Alcantarillado Gravitacional y
Alcantarillado al Vacío.
Señalar las Ventajas y Desventajas que presenta el sistema de
Alcantarillado al Vacío y el Alcantarillado Gravitacional.
CAPITULO II ASPECTOS GENERALES: ORIGEN Y
FUNCIONAMIENTO DEL ALCANTARILLADO AL VACIO.
‐ 7 ‐
Origen del Alcantarillado al Vacío.
La historia del alcantarillado al vacío comienza en el año 1866, cuando el
Ingeniero Holandés Liernur presenta ante el congreso de Haarlem (desarrollado en
Holanda) el primer sistema de recolección de aguas residuales mediante el uso de
vacío como se aprecia en la figura N° 1.
Figura N°1: Primer diseño de una Red de Vacío.
Primer proyecto de sistema de alcantarillado al vacio publicado el año 1866 en Holanda.
Fuente: Terraigua, España
En el año 1956, después de 100 años desde la primera publicación del sistema
de alcantarillado al vacio, el Ingeniero Sueco Joel Liljendahl registra una patente para el
trasporte y recogida de las aguas residuales por medio del vacío. El desarrollo en este
momento buscaba el ahorro del agua en las descargas de los inodoros. Sustituyendo el
agua como modo de trasporte por el aire.
Hasta el momento antes de que se diera a conocer este sistema en Europa y
Estados Unidos el único medio que se utilizaba y que se mantiene vigente en gran parte
del mundo en la recolección de las aguas negras provenientes de las viviendas era por
medio del alcantarillado por gravedad el cual utiliza la fuerza de gravedad para el
‐ 8 ‐
transportes de los desechos generados por los habitantes como se aprecia en la
figura N° 2.
Figura N°2: Sistema Típico de Evacuación Aguas Servida.
Esquema de evacuación de aguas residuales desde una vivienda hasta el colector publico
Fuente: Vivienda tipo 2 obra Ribera del Calle-Calle, Valdivia
Esto cambia en la década del 60 cuando la USEPA1 desafía a la industria a
desarrollar una recolección alternativa aportando fondos especiales para dicha tarea.
Uno de los sistemas de recolección alternativa es el de alcantarillados al vacío.
Durante un tiempo, el alcantarillado al vacío era considerado como “nuevo" y
sólo debían utilizarse como un sistema de último recurso. Pero más tarde, las mejoras
en la tecnología condujeron a la aceptación de éstas como colectores alternativos, pero
aún así sólo debían utilizarse cuando resultaran recogidas significativas. Ahora, el
alcantarillado al vacío se ha convertido en una alternativa aceptable en su correcta
1 La Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos (comúnmente conocida como EPA por sus siglas
en inglés, algunas veces USEPA) es una agencia del gobierno federal de Estados Unidos encargada de proteger la salud humana y proteger el medio ambiente: aire, agua y suelo
‐ 9 ‐
aplicación y están proporcionando un servicio de alcantarillado eficiente y confiable a las
comunidades de todo el mundo. Sin embargo, un diseño adecuado es de suma
importancia para llevar a cabo este sistema de manera eficiente.
En Chile este sistema es nuevo y aún no se ha construido la primera red de
alcantarillado con este sistema, sin embargo se encuentran varios proyectos en los
cuales se pretende reemplazar el sistema de alcantarillado gravitacional por el
Alcantarillado al vacio. Una de las zonas en estudio es el balneario de Iloca ubicado en
la Séptima Región del Maule frente a la ciudad de Curicó como se aprecia la figura 3.
Figura N°3: Proyecto de Alcantarillado al Vacío en Iloca Región del
Maule.
Fuentes: Proyecto de alcantarillado al vacío por Empresa Manantial.
‐ 10 ‐
Teoría de Operación del Alcantarillado al Vacío.
El alcantarillado al vacío es un sistema mecanizado de transporte de aguas
residuales, diseñado para ser aplicado en cualquier tipo de terreno, ambiente y
condiciones de aplicación. A diferencia de flujo por gravedad, el alcantarillado al vacío
utiliza la presión de aire diferencial que va desde los -50 [Kpa] a -70[Kpa] otorgándole la
fuerza necesaria para mover los residuos atreves de la red. Se requiere de una fuente
central de energía para operar las bombas de vacío necesarias para mantener el vacío
(presión negativa) en el sistema de recogida. El sistema requiere de una válvula de
interface vacío/gravedad normalmente cerrada en cada punto de entrada para sellar las
líneas de vacío de manera que éste se pueda mantener. Estas válvulas, situadas en el
interior de la cámara, se abren cuando una cantidad predeterminada de aguas
residuales se acumula en la recogida de cada sumidero. La presión diferencial
resultante entre la atmósfera y el vacío se convierte en la fuerza motriz que impulsa las
aguas residuales hacia la estación del vacío.
Además el sistema de red al vacío, al contrario del sistemas convencionales que
utilizan la fuerza natural de la gravedad como impulsora de las aguas, gracias a la
presión negativa que se genera desde la estación y se trasmite a toda la red,
permitiéndole de este modo se pueda adaptar a todo tipo de perfil natural del terreno
utilizando para ello zanjas estrechas de poca profundidad y tuberías de pequeño
diámetro como se aprecia en la Imagen N° 1.
Imagen N°1: Trazado excavación red de Vacío.
Excavación en pavimento existente para la instalación de tuberías
Fuente: Airvac
‐ 11 ‐
Este sistema, combina un bajo costo constructivo en situaciones adversas y una
mayor protección del medio ambiente con alta fiabilidad frente a infiltraciones salinas,
control de vertidos además de requerir un escaso mantenimiento.
Proceso de Funcionamiento desde la Casa hasta la Estación del Vacío
La figura 4 describe el proceso de drenaje de las aguas residuales al vacío desde
la Vivienda hasta la Estación de Vacío.
Figura N°4: Esquema de funcionamiento red de Vacío.
Esquema de Funcionamiento sistema al Vacío
Fuente: Airvac
1 2 3 4
‐ 12 ‐
1. Las aguas servidas son transportada por gravedad desde la vivienda hasta la
cámara de recolección, este es el único tramo del sistema que utiliza el sistema
tradicional de trasporte mediante gravedad.
2. Las Aguas Servidas proveniente desde la vivienda se almacenan en el interior de
la cámara, el cual tiene un mecanismo que cuando alcanza su límite de llenado
(40 litros) esta se activa permitiendo entrar el vacio en el interior de la cámara.
3. Las aguas servidas son trasportadas hasta la estación de vacio por medio de una
red de tuberías con forma de dientes de sierra.
4. La estación de vacio tiene la función de generar la presión necesaria para el
buen funcionamiento del sistema, además sirve de recolección de todas las
aguas servidas, para luego trasportarlas a algún colector existente o a una planta
de tratamiento según sea el caso.
‐ 13 ‐
En cuanto a las conexiones de las viviendas o edificios, la unión a un sistema de
vacío es similar a la conexión a cualquier otro sistema de alcantarillado.
El alcantarillado fluye a través de la gravedad fuera de la vivienda a través de un tubo
de PVC del cual no se requiere de un gran diámetro hasta el punto de conexión de la
red de alcantarillado público (Ver Figura N°5). En este caso, el punto de conexión es el
pozo de la válvula. (Fuente: Vacuum Sewer; Design and Installation Guidelines, Curso n°C-
8015.Vol 2.)
Figura N°5: Perfil tipo entre Vivienda y Cámara de Vacío.
Esquema entre Vivienda, Válvula y red Fuente: Airvac
‐ 14 ‐
El vacío creado por las bombas de vacío ubicado en la estación del vacío es
transferido a través de la red de vacío hasta la Cámara donde se encuentra la válvula.
Es en el interior de la cámara donde se produce la interface entre la gravedad y el
vacío.
Ubicado en el compartimiento superior de la cámara se encuentra la válvula de
interface (Ver Figura N° 6). Esta válvula está normalmente cerrada con el fin de sellar la
red de vacío. Esto asegura que el vacío se mantenga en la red de tuberías en todo
momento.
Figura N° 6: Corte Cámara Vacío.
Corte Esquemático Interior cámara Fuente: Airvac
El compartimiento inferior de la Cámara es un sumidero que recibe las aguas residuales
provenientes de cada vivienda que se encuentre conectada . Cuando se han acumulado
una cantidad 10 galones (aproximadamente 40 lts.) de aguas servidas en la cámara, la
válvula se abre automáticamente. Esto se hace sin requerir de ningún tipo de energía
eléctrica. La válvula se abre y en 3 -4 segundos el contenido dentro del sumidero es
evacuado. La válvula permanece abierta durante otros 2 o 3 segundos para permitir que
el aire atmosférico entre en el sistema. Este aire es introducido atreves de la ventosa
ubicada entre la vivienda y la cámara como se observa en la figura n°5.
(Fuente: Vacuum Sewer; Design and Installation Guidelines, Curso n°C-8015.Vol 2.)
‐ 15 ‐
Funcionamiento de la Red de Vacío.
La presión diferencial resultante entre la presión positiva de aire ambiental y la
presión negativa en el vacío se convierte en la principal fuerza motriz que impulsa las
aguas residuales hacia la estación del vacío. La diferencia de presión que existe en
los niveles normales de funcionamiento del vacío, proporciona la energía para
propulsar el agua residual a velocidades que van entre los 4,5 a 5,5 metros por
segundo.
Cuando las aguas residuales entran en la red del vacío, viajan tanto como su
energía inicial le permite, hasta que las fuerzas de rose generadas en las paredes de
la tubería hacen que se detenga (Ver Figura N° 7).Como también existen otras
cámaras conectadas en la red a medida que una nueva válvula se abre entran
nuevamente energía permitiendo de este modo el trasporte de las aguas hacia la
estación de vacío.
Figura N° 7: Perfil Diente Sierra.
Trasporte de las aguas hacia la Estación de Vacio. Fuente: Airvac
Muchos ven la tubería de vacío como un “drenaje por gravedad asistido por vacío”. Al igual que el alcantarillado por gravedad, el alcantarillado al vacío se
‐ 16 ‐
instala con una pendiente positiva hacia la estación de vacío. Cuando la red de vacío
empieza a hacerse más profunda, se utiliza una "elevación" (Ver Figura N° 8) para
devolverle una profundidad más aceptable permitiendo que la red se mantenga en la
misma altura. Es en estas elevaciones donde el vacío "ayuda" a las aguas negras en
su viaje hacia la estación de vacío.
Figura N° 8: Sistema de elevación Tuberías en perfil diente Sierra.
Detalle Elevación.
Fuente: Airvac
Los ascensores o elevaciones son parte de la configuración de dientes de sierra de
la cañería de vacío, que es un elemento clave en un sistema de vacío. El perfil de
diente de sierra se utiliza para mantener un conducto abierto en la parte superior de
la tubería, evitando así que el tubo se selle y se devuelvan los residuos. De esta
manera, el aire fluye por encima del líquido, y el vacío que se crea en la estación de
vacío puede ser transferido a cada pozo de la válvula. Esto asegura que la presión
diferencial sea máxima, y por lo tanto, se obtiene el máximo de energía, proveniente
de cada cámara. (Fuente: Vacuum Sewer; Design and Installation Guidelines, Curso n°C-
8015.Vol 2.)
‐ 17 ‐
Funcionamiento de la Estación de Vacío
La estación colectora de vacío es muy similar, en sus funciones, a una
estación de bombeo en un sistema por gravedad (ver Figura N°10). Unas bombas de
descarga envían las aguas Servidas del tanque colector a través de un emisor a
presión hacia la planta de tratamiento del sistema. Por otra parte, a diferencia de una
estación de bombeo, la estación de vacío posee un tanque colector y un grupo de
bombas que se encargan de crear el vacío requerido en las líneas.
Figura 9: Estación de Vacío.
Esquema Estación de Vacio
Fuente: Airvac
Estas bombas mantienen el vacío en el sistema en un rango de operación de
16" a 20" de mercurio (0.5 - 0.7 bar), trabajando un total de 2 a 3 horas al día, no en
forma continua, pues las válvulas permanecen normalmente cerradas. Conforme las
aguas servidas ingresan a las líneas, impulsadas por aire a presión atmosférica, el
vacío en el sistema disminuye desde 20" hasta 16" de mercurio. La capacidad de las
bombas de vacío se calcula para lograr el incremento de vacío en 3 minutos o
menos. Los motores para las bombas de vacío están comprendidos normalmente en
‐ 18 ‐
el rango de 10 a 25 H.P. (7.5 a 18.5 kw) Cada grupo de bombas de descarga está
diseñado para manejar el gasto máximo extraordinario de diseño.
El tanque colector se fabrica con placa de acero o fibra de vidrio y su capacidad
varía entre 4,000 y 12,000 litros. Las líneas de vacío se conectan al tanque en forma
individual dividiendo en forma efectiva al sistema en varias zonas.
Un generador de emergencia mantiene al sistema en operación en caso de
posibles fallas de energía. Una alarma telefónica remota alerta a los operadores en
casos de emergencia.
En el sistema se pueden utilizar dos tipos de estaciones:
A. Estación de vacio mediantes bombas de vacio
Este tipo de estación es óptima para grandes caudales, está compuesta
principalmente por los siguientes elementos:
1. Bombas rotativas de vacío (refrigeradas por aire y lubricadas con
aceite)
2. Tanque de recolección (enterrado o dentro de la estación)
3. Bombas propulsoras (para vaciado del tanque)
4. Cuadro eléctrico y de mandos
5. Deshumificador
6. Caseta - enterrada o superficial (diseño según necesidad)
7. Biofiltro.
‐ 19 ‐
Figura 10: Estación de Vacío con Bombas.
Esquema de Estación de vacio mediante Bombas.
Fuente: Airvac
B.- Estación de vacio mediante eyectores de vacio
Óptimas para bajos caudales. Las estaciones con eyectores están
compuestas principalmente por los siguientes elementos:
1. Bombas de propulsión.
2. Eyectores (para creación de vacío).
3. Bombas sumergibles para vaciado de la Cámara.
4. Cámara húmeda o tanque.
5. Cuadro eléctrico y de mandos.
6. Caseta (Compuesta de dos cámaras: seca y húmeda).
7. Biofiltro (Necesario en escasas ocasiones).
(Fuente: Vacuum Sewer; Design and Installation Guidelines, Curso n°C-8015.Vol 2.)
1
2
7
6
5
4
3
‐ 20 ‐
Figura 11: Estación de Vacío con Eyectores.
Esquema de Estación de vacio mediante Eyectores
Fuente: Airvac
2 1
3 4
5
6
7
CAPITULO III
CONSIDERACIONES EN LA IMPLEMENTACION DEL SISTEMA DE RED
DE VACIO.
‐ 22 ‐
Unión de tubería con goma para uso de vacío
Los primeros sistemas de vacío se construían utilizando uniones o
articulaciones soldadas solventes. Varios factores relacionados con el pegado de
tuberías, incluyendo errores humanos, ocasionaron problemas de fuga en las
uniones.
A mediados de la década de los 80 la mayoría de los diseñadores
comenzaron a usar tubería de PVC que está equipado con una junta especial de
doble labio. Como resultado, el número de fugas en la línea principal disminuyeron
drásticamente. La experiencia ha demostrado que la tubería es económica de
instalar, fiable de operar y fácil de reparar. (Fuente: AIRVAC)
Materiales de tuberías
El tubo de PVC termoplástico, por lo general la clase 200, SDR 21 de PVC, se
utiliza normalmente para el alcantarillado al vacío. En algunas instalaciones, MDPE,
HDPE y ABS han sido utilizados con éxito. En algunos casos, DIP también se ha
utilizado, asumiendo que las articulaciones se han probado y están aptas para el
servicio de vacío. Para reducir la expansión y la contracción inducida por tensiones,
se prefieren las juntas flexibles y elásticas. Si se utilizan tuberías de soldadura,
deberían seguirse las indicaciones de temperatura del fabricante para su instalación.
Tubería Laterales de Servicio
La tubería lateral de servicio para la red de vacío tiene como función
conectar o empalmar la cámara con la red principal del alcantarillado al vacio, Los
laterales suelen ser de 3 pulgadas de diámetro. Al igual que con los tubos de
desagüe de la red de vacío, el tipo de tubería 200, SDR 21 PVC es usada
regularmente para los laterales, donde también se prefieren accesorios de goma.
Los laterales de servicio deben estar ubicados lejos de las líneas de agua
potable para reducir la posibilidad de contaminación cruzada. Si es posible, también
deben estar distantes de otros servicios enterrados para reducir la posibilidad de
daños causados por las excavaciones posteriores al mantenimiento o la reparación
de los servicios públicos.
‐ 23 ‐
Se recomienda que todas las conexiones al ducto principal se hagan "sobre la
parte superior" mediante el uso de una válvula angular vertical y un codo de radio
largo (Figura n° 18). Debido a las restricciones impuestas, respecto a la profundidad
de la línea principal de alcantarillado, por los laterales de servicio que conectan a la
entrada "en la parte superior ", los ingenieros deberían considerar la cobertura de
suelo mínima requerida en este tipo de conexiones en la fase de diseño. El
espaciado invertido se puede reducir enrollando la válvula a un ángulo de 45 grados.
Este método es aceptable, siempre que el invertido en la tubería de conexión sea por
lo menos 2 pulgadas por encima de la corona de la principal. (Fuente: AIRVAC)
Figura N° 12: Conexión lateral de la cámara a la red.
Conexión de la tubería lateral de servicio a la red principal
Fuente: AIRVAC
‐ 24 ‐
Configuración de la Cámara de la válvula y construcción del alcantarillado
Los principales componentes relativos de una cámara se definen a
continuación y se ilustra en la Imagen n° 2. Este arreglo de la válvula es una mejora
con respecto a la anterior.
Cono de la Cámara: Cámara Alta, que alberga la válvula de vacío.
Tanque colector: parte inferior de la cámara que recibe y almacena las aguas
servidas provenientes de las viviendas.
Parte inferior de la Cámara: la separación física entre colector y cono de la
cámara.
Válvula de vacío: válvula de interfaz de tres pulgadas (normalmente cerrada) de la
línea de aspiración: línea de tres pulgadas que se utiliza para evacuar el colector de
aceite.
Línea de Succión: línea de tres pulgadas, usada para evacuar desechos
Línea de sensor: línea de dos pulgadas del colector de aceite usado para transferir
la creciente presión a la válvula de control.
Entrada conexión domiciliaria: pequeña pieza de cañería que se extiende hasta la
propiedad del usuario.
Servicio de lateral: línea de vacío de tres pulgadas que conecta la válvula a la
cámara principal de la alcantarilla.
Flotación del collar: cuello de fibra de vidrio para mantener la válvula del pozo
flotante.
Protector de la fosa de la válvula: el tráfico de protección nominal de la tapa de
pozo (no se muestra)
Respirador por cárter/ sumergido: Dispositivo que permite una pequeña cantidad
de aire atmosférico del sumidero para que cierre el controlador de la válvula,
mientras que lo protege del agua no deseada (no debe confundirse con la mayor
cantidad de aire necesaria para el transporte de aguas residuales suministradas por
el aire de admisión). (Fuente: AIRVAC)
‐ 25 ‐
Imagen N° 2: Componentes de una Cámara de Vacío.
Principales componentes de una cámara de vacio
Fuente: AIRVAC
‐ 26 ‐
Cámara de la Válvula
La figura n° 19 muestra una cámara pre-fabricada, del tipo de fibra de vidrio,
que es mucho más común. Este tipo de ajuste se compone de cuatro partes
principales: en la cámara inferior (sumidero), la cámara superior (cielo de la válvula),
la placa o anillo anti flotación que separa las dos cámaras y la tapa.
Los residuos de las viviendas se transmiten a través del alcantarillado que une
la vivienda con la entrada de conexión domiciliaria. Esta conexión de entrada entra
en el colector de 18 pulgadas por encima del fondo. Los agujeros para la
construcción de alcantarillado son cortados en la posición dirigida por el ingeniero.
Hay diversas modalidades de válvula disponibles para dar cabida a diferentes
profundidades de servicio (1,5 metros a 3 metros). Las modalidades más
superficiales se utilizan en zonas donde existen altos índices de agua en el suelo, o
bien en suelos pobres donde la profundidad de las alcantarillas del edificio es muy
poco profunda. (Fuente: AIRVAC)
Figura 13: Cámara de Vacío.
Cámara típica de fibra de vidrio
Fuente: AIRVAC
‐ 27 ‐
Hasta un máximo de seis viviendas se pueden conectar a una cámara de
recolección, cada uno a 90 grados uno del otro. Sin embargo, esto rara vez se hace
considerando las líneas de propiedad, además de otros factores que pueden hacer
de esto un proceso impracticable. Por el momento, el método más efectivo es la
distribución de dos viviendas adyacentes compartiendo una misma cámara.
Algunos han tratado de reducir costos distribuyendo una sola cámara entre
más de dos casas. La experiencia ha demostrado que, aunque esto pueda parecer
viable en el papel, muchas veces no se puede lograr durante la construcción. Y, aun
si lo es, el costo percibido de ahorro no siempre se materializa. Mayores recorridos
de laterales de gravedad son necesarios para acomodar esto. Además, 60 o 90
centímetros adicionales de excavación, no sólo del pozo, sino que también la de los
laterales de gravedad, lo que puede resultar en una amplia deshidratación.
Conexión Domiciliaria
Normalmente, el ajuste de la válvula en boxes incluirá un pequeño tramo de
tubería que se extiende desde el sumidero hasta la línea de propiedad. Esta breve
sección se llama "área de salida". El área de salida se utiliza para minimizar el
riesgo de daños a la cámara de la válvula de fibra de vidrio durante la conexión al
sistema propietario.
Una presión nominal de SCH 40 o 21 tubos de PVC SDR son recomendados
para el trozo de espera ya que este tipo de tubería tiene un diámetro exterior (OD)
que coincide con la proporcionada en el ojal de la apertura del colector de aceite. (Fuente: AIRVAC)
‐ 28 ‐
Tuberías de la red Principal
Las tuberías están conformadas por tubos de PVC PN 10 o tuberías de
HDPEE PN10, montadas con un perfil de dientes de sierra. Dicho perfil permite la
formación de saltos o ascensores (ver figura 20), en los cuales el líquido se
acumula. Estos “saltos” de líquido son transportados progresivamente por el aire
introducido en cada cámara de vacío, en dirección al tanque de recolección central
de la estación de vacío.
Figura N° 14: Instalación de Tuberías.
Líquido acumulado a lo largo de la red en estado inactivo.
Fuente: Airvac
A diferencia de las redes normales de alcantarillado en donde el sistema es
por gravedad, utilizando para ello pendientes pronunciadas y diámetros más grandes
para su correcta funcionalidad, las tuberías del sistema de alcantarillado al vacio solo
‐ 29 ‐
necesita una pendiente mínima de 0,2% además debido a que el sistema es por
vacio, el mismo aire que ingresa desde la arqueta de recolección y la alta velocidad
en el sistema permiten una rápida evacuación de las aguas residuales permitiendo a
la vez mantener limpia la red. (Fuente: AIRVAC)
Perfiles de la Red de Vacío
Una de las principales ventajas del sistema de saneamiento por vacío es la gran
flexibilidad de la tubería para acompañar el terreno, ya sea en situaciones
ascendentes como descendentes sorteando de esta manera los obstáculos que se
presentan producto de alguna falla en el terreno o por servicios existentes en el área,
de esta manera nos encontramos con tres tipos de perfiles:
1- Perfil Horizontal: Este tipo de perfil se utiliza cuando la zona donde se traza
la línea de la tubería se presenta plana sin grandes variaciones en el terreno,
en este caso las tuberías son instaladas a una profundidad estándar de 1,2
metros a 1,5 metros con una pequeña inclinación del 0,2% .la instalación
recomendad de los saltos o ascensores se debe hacer a una distancia
máxima de 150 metros, de esta manera se mantiene la misma altura inicial y
se evita excavaciones profundas( ver figura n° 21).
Figura Nº 15: Perfil Horizontal.
Fuente: Terraigua
‐ 30 ‐
2- Perfil Ascendente: Cuando la red de vacio se encuentra en un terreno en
contra pendiente, se mantendrá una pendiente igual o mayor de 0,2% y la
distancia entre salto será igual o mayor a los 6 metros como se ve en la
figura nº 22.
Figura Nº 16: Perfil Ascendente
Fuente: Terraigua
3- Perfil Descendente: Cuando la red de vacio se encuentre en una pendiente
favorable en el mismo sentido del flujo, no se requerirá de saltos y la tubería
se instalara manteniendo la misma pendiente del terreno como se ve en la
figura 23.
Figura Nº 17: Perfil Descendente
Fuente: Terraigua
‐ 31 ‐
Ascensores o Saltos
Como se vio al principio del capítulo II los saltos son piezas necesarias para
poder formar el perfil de dientes de sierra que se a descripto, está formado por dos
codos de 45º (ver figura n° 24) y un tramo de tubería, su función es mantener el
tramo de tuberías como si este se instalara en forma horizontal, de esta manera la
diferencia de altura entre el punto de inicio de la red con el punto final será mínima
evitando tener que excavar de mas en el extremo opuesto.
Figura Nº 18: Método de Elevación en perfiles.
Sistema de elevación en una red de vacio
Fuente: Airvac
‐ 32 ‐
Válvulas de Vacio
Las válvulas de vacío casi siempre fallan en la posición abierta. En este tipo
de avería, el dueño de casa no se ve afectado, ya que el contenido del sumidero
seguirá siendo vaciado, siempre que queden suficientes niveles de vacío. Es raro
que una válvula de vacío falle en la posición cerrada debido a un defecto físico o
problemas de funcionamiento interno de la válvula en sí. Es posible, sin embargo,
que la válvula no se abra por vacío insuficiente. Esto puede ser causado por una
fractura o fuga principal del vacío o algún otro problema de sistema como una
condición de bajo vacío. En este caso, se puede producir una copia de seguridad de
las aguas residuales en el hogar.
Algunas entidades prefieren el uso de válvulas de remanso en alcantarillas de
edificios a fin de proporcionar protección de respaldo de aguas residuales,
especialmente para las casas que comparten una fosa y cuando las casas están a
diferentes alturas. Para el típico tipo de válvula “normalmente cerrado" de agua
estancada, el posicionamiento es fundamental. Si no se instala entre la casa y el
consumo de tubería de aire, la válvula de vacío no funcionará. El tipo preferido de
una válvula de agua estancada es diseñado para estar en una posición
"normalmente abierta”. La ubicación no es un problema para este tipo de válvula,
que han demostrado tener un rendimiento superior cuando se utiliza en un sistema
de vacío. (Fuente: AIRVAC)
Funcionamiento de la Válvula de Vacío
La válvula es operada en base al vacío en la apertura y el resorte asistido en
el cierre. El sistema de vacío asegura un posicionamiento de la válvula positivo. Las
válvulas tienen un 3 puertos de apertura total, están hechos de vidrio relleno de
polipropileno y tiene ejes de acero inoxidable, cojinetes y juntas de elastómero
(Airvac, 2005). Todos los materiales de la válvula son químicamente resistentes a
los constituyentes normales de aguas residuales domésticas y gases.
El diseño de alcantarillado de vacío sigue el estándar de la industria que
promueve la capacidad de pasar sólidos de 3 pulgadas a través de cualquier parte de
un sistema de recogida de aguas residuales. Algunos códigos de plomería tienen
disposiciones que prohíben las restricciones de menos de 3" río abajo de cualquier
‐ 33 ‐
baño. Por estas razones, un mínimo tamaño recomendado de la válvula es de 3
pulgadas.
La fuerza motriz en un sistema de vacío es la diferencial de presión que existe
entre la atmósfera y el vacío en el sistema. Esta diferencial se produce cuando la
válvula se abre. Como resultado, el único lugar para impartir la energía en un sistema
de vacío se encuentra en la misma válvula. Como las alcantarillas de vacío tienen
una cantidad limitada de energía disponible, cualquier pérdida a través de la válvula
reduce aún más esta energía que da como resultado una menor disposición para el
transporte dentro de la tubería. Esto es especialmente crítico cuando se considera
que esta pérdida se produce en cada válvula y durante cada ciclo de la válvula. Por
esta razón, es importante utilizar una válvula de vacío con un alto Cf (coeficiente de
flujo) de los factores y por lo tanto, una pérdida de carga baja a través de la válvula.
El factor Cf es el caudal en galones por minuto (gpm) lo cual produciría una pérdida
importante de 1 psi. (Fuente: AIRVAC)
Admisión de aire
Una admisión de aire, consiste en una tubería de PVC de 4-pulgadas, fittings y
una pantalla (Figura n° 25), para cada salida de una vivienda. Su objetivo es
proporcionar una cantidad suficiente de aire para entrar en el vacío principal a través
de la alcantarilla del edificio y pozo de la válvula para actuar como la fuerza
impulsora detrás del líquido que se evacua del sumidero. Como los respiraderos de
cañerías permiten la expulsión del aire, mientras que la entrada de aire permite su
ingreso, la entrada de aire no es considerada como componente del sistema de
ventilación.
La mayoría de personas que forman parte de organismos o entidades de
fontanería requieren el código de admisión de aire que se encuentra frente a una
estructura permanente, como la casa o una pared. Debido a las variaciones que
sufre el código local, el ingeniero de diseño y utilidad de gobierno deben estar
conscientes de los requisitos del código de plomería e informar al propietario antes
de la instalación de la conexión de alcantarillado. (Fuente: AIRVAC)
‐ 34 ‐
Figura N° 19: Ventilación.
Admisión de aire
Fuente: AIRVAC Accesorios
El diseñador debería realizar cálculos de flotabilidad para ver si es necesario
algún tipo de cuello anti-flotación para que la cámara de la válvula se mantenga
estable. Hasta hace poco, los cuellos anti-flotación consistían en anillos de hormigón.
Estos anillos de hormigón requieren de sumo cuidado durante la instalación de la
válvula porque como los yacimientos y el relleno podrían desencadenar la presencia
de asentamientos diferenciales alrededor de la fosa de la válvula causando que los
cuellos de hormigón pesado muevan su posición. El resultado podría ser que las
cámaras de la válvula se dañen o que se quiebren las líneas de vacío que están
cerca del pozo de la válvula.
Sistemas recientes han utilizado cuello anti-flotación de fibra de vidrio (ver
Imagen n° 2) que se ajustan alrededor del hoyo cónico de la válvula y se basan en la
carga del suelo para evitar que el pozo flote. Los collares de fibra de vidrio no sólo
eliminan el problema de asentamiento, sino que también requieren de una mano de
obra en la instalación mucho menos intensiva que los cuellos de hormigón.
La seguridad también es una preocupación con los anillos de hormigón. Estos
cuellos de hormigón tienen pesados anillos de metal para la elevación utilizados
durante la primera fase de instalación del cuello. Se han notificado casos en que
estos anillos de elevación fallan después de haber sido expuestos a condiciones
‐ 35 ‐
subterráneas corrosivas. No sólo el pozo de la válvula es fácil de dañar, tanto que los
cuellos deben ser finalmente removidos, sino que los trabajadores también son
vulnerables a las lesiones durante este proceso. Una vez más, los collares ligeros de
fibra de vidrio eliminan este problema. (Fuente: AIRVAC) Sensor
El sensor es el componente clave de la válvula de vacío. El dispositivo se
basa en tres fuerzas para su funcionamiento: presión, vacío, y atmósfera. Como el
nivel de las aguas residuales se eleva en el sumidero, se comprime el aire en el tubo
del detector. Esta presión inicia la apertura de la válvula por la superación de la
tensión del resorte en el controlador y activa una válvula de tres vías. Una vez
abierto, la válvula de tres vías permite que el sensor tome el vacío de la parte detrás
de la válvula y lo aplique en la Cámara de accionamiento para abrir completamente
la válvula. Este controlador es capaz de mantener la válvula totalmente abierta por
un período fijo de tiempo, que es ajustable en un rango de 3 a 10 segundos.
Después del período de tiempo establecido, el aire atmosférico se admite a la
cámara de accionamiento permitiendo la asistencia de resortes de cierre de la
válvula.
El controlador de válvula de vacío fue diseñado para dar un período de tiempo
consistente según lo establecido por el operador del sistema. El pozo de la válvula
fue diseñado también para que un muy repetible, y específica cantidad de líquido sea
extraída en cada ciclo (de 10 galones). Con una cantidad constante de aire y una
cantidad específica de líquido, el grado de aire / líquido se mantiene constante.
Durante el inicio del sistema el personal a cargo establecerá el controlador de
sincronización de la válvula mientras explica el razonamiento que se aplica a ese
sistema. En algunas circunstancias todo un sistema, o pequeñas porciones de un
sistema pueden ajustarse para operar a altos grados de aire/líquido. En este caso, el
controlador puede ser ajustado para permanecer abierto más tiempo en
determinadas zonas de alta elevación. Cuanto más sincronización se mantendrá
despejado el sistema de elevación, previniendo la pérdida de vacío no deseado. La
capacidad de ajustar el campo de relación A / L, a través del ajuste del controlador
de sincronización ha sido citado por los operadores como una característica
necesaria. (Fuente: AIRVAC)
‐ 36 ‐
Ventilación
Como se señaló anteriormente, el controlador necesita una fuente de aire
atmosférico a la cámara de accionamiento que permita un cierre con asistencia de
resortes de la válvula de vacío. Sin este aire, la válvula se quedará en posición
abierta. Hay dos tipos de ventiladores que se han utilizado: la externa y la de
ventilación de sumidero.
Casi todos los sistemas instalados antes del 2000 utilizaron una ventilación
externa (Figura 26). Aunque es relativamente fiable, los ventiladores exteriores
tenían dos elementos que requerían atención. En primer lugar, el ventilador de todo
el sistema de tuberías desde la cúpula a la conexión en el controlador deberá ser
hermético. En segundo lugar, la tubería debe inclinarse hacia el lugar del pozo de la
válvula. Si no están adecuadamente instalados o mantenidos, los ventiladores
externos podrían permitir que el agua se tire directamente en el controlador, lo que
da como resultado una válvula que falla en posición abierta. (Fuente: AIRVAC)
Figura N° 20: Tipo de Ventilación.
Principios del sistema de ventilación externa
Fuente: AIRVAC
‐ 37 ‐
Mientras los ventiladores externos se han utilizado con éxito en muchos
sistemas de vacío en funcionamiento, han sido percibidos algunos problemas de
estética y vandalismo. Y, por el respiradero externo fue citado constantemente por
los operadores como el mayor contribuyente a las fallas de la válvula a través de
"agua en el controlador." Debido a esto, la mayoría de los últimos sistemas utilizan
ventilación de sumidero el que se describe a continuación.
A finales de los 90, la empresa Estadounidense Airvac patentó un dispositivo
que elimina la ventilación externa. Esto se llamaba ventilación de sumidero (Figura n°
27). Como su nombre lo indica, este dispositivo utiliza aire atmosférico del sumidero
para cerrar el controlador de la válvula, en lugar de una fuente externa. En el caso de
las condiciones de bajo vacío donde la válvula no se abre, flota en la ventilación de
sumidero y protege el controlador de líquidos no deseados. (Fuente: AIRVAC) Figura N° 21: Ventilación Cámara.
Nuevo sistema de ventilación Fuente: AIRVAC
‐ 38 ‐
CONSIDERACIONES AL MOMENTO DE CONSTRUIR UNA RED DE VACIO
La construcción de un sistema de alcantarillado de vacío es similar a la red de
agua potable. La utilización de tubos de diámetro pequeño en zanjas poco profundas
y tener la capacidad de evitar obstáculos de metro casi a voluntad hace este tipo de
construcción atractiva a los contratistas. Hay, sin embargo, algunas cuestiones
inherentes a la construcción alcantarillas de vacío.
Es imperativo que las personas con un conocimiento profundo de la tecnología
del vacío de alcantarillado realicen una inspección. El diseño del sistema hidráulico y
sus límites deben ser comprendidos por lo menos por un miembro del equipo de
construcción. (Fuente: AIRVAC)
A. Construcción de la Red de Vacío
El uso de trincheras del tipo de cadena es, a veces, especificado para la línea
de instalación del servicio donde los tipos de suelo lo permitan, ya que causa menos
trastornos a la propiedad del propietario del patio, de los que causa una
retroexcavadora. Suelos rocosos y algunos suelos arcillosos que no se auto
limpiaran de los dientes de la trinchera pueden ser poco prácticos para excavar con
una excavadora, aunque los diseños especiales han sido utilizados con éxito para la
condición anterior.
Muchos contratistas usan una retroexcavadora para la excavación de la línea
de servicio, ya que este mismo equipo es necesario para la excavación de la cámara
de la válvula, que normalmente se encuentra cerca de la alcantarilla principal. La
sobre-excavación, junto con el uso de accesorios que se requieren típicamente entre
la cámara y la válvula principal, puede llevar a problemas en el futuro si no se utiliza
el material adecuado para el relleno. Dado que el material nativo y los equipos
destinados para el contratista no siempre son conocidos, se recomienda que los
documentos de contrato especifiquen rodear el tubo con relleno de zona importado.
Si los materiales locales cumplen los requisitos correspondientes, podrán ser
sustituidos a un costo reducido.
Para minimizar el daño a la alcantarilla principal de la aspiradora causados por
excavaciones posteriores, los marcadores de ruta algunas veces son colocados junto
a la tubería principal, advirtiendo excavadoras de su presencia. Planes precisos
‐ 39 ‐
como los construidos son útiles para identificar la ubicación de tuberías. Un cable
enterrado con la tubería principal puede ser inducido con un tono para que la tubería
principal pueda ser localizada utilizando equipos localizadores comunes. En otros
casos, una cinta de advertencia marcada "alcantarillado de vacío " se coloca
superficialmente en la zanja de tuberías para poder notificar posteriormente a las
nuevas excavadoras. (Fuente: AIRVAC)
Los cambios de línea
Obstáculos e imprevistos son una realidad que se presentan cuando se realiza
la construcción del alcantarillado. El agua y las líneas de gas, drenajes pluviales, y
alcantarillas en lugares no previstos pueden presentar dificultades durante la
construcción. Condiciones subterráneas naturales, como rocas, agua o arena
también pueden presentar más problemas de lo previsto.
En un sistema de alcantarillado gravitacional , estos obstáculos a menudo
resultan en cambios sobre el terreno. Estos cambios podrían incluir la instalación de
una cámara adicional y la remoción y reinstalación de la parte de la tubería en un
grado diferente. El cambio de grado podría afectar a la profundidad y grado de
gravedad del sistema de alcantarillado completo. Y es posible que tenga que ser
instalada otra estación de elevación. Las alteraciones en la planta de tratamiento
podrían ser necesarias. El resultado final es un aumento de precio del contrato a
través por la realización de estos imprevistos.
Una ventaja clave de las alcantarillas de vacío es la flexibilidad que permiten
los cambios de línea durante la construcción. Los obstáculos imprevistos se pueden
evitar con sólo pasar por debajo, sobre o alrededor de ellos. Puede haber casos
donde será necesario un cambio de línea, debido a las limitaciones hidráulicas. Sin
embargo, la probabilidad de que pase esto es considerablemente reducida en
comparación con alcantarillas de gravedad convencionales.
Los cambios de línea se realizan a través de la utilización de fittings. Curvas
de 90° se deben utilizar en cambios de línea horizontal o vertical. El bloqueo de
hormigón por lo general no es necesario, sin embargo, la compresión en la zona de
cambios abruptos en la dirección es vital. (Fuente: AIRVAC)
‐ 40 ‐
Grado de control
La capacidad de realizar cambios de grado para evitar obstáculos es una
ventaja inherente en el alcantarillado al vacío, pero el abuso de esta libertad puede
ocasionar problemas de importancia. Los cambios de grado no deben llevarse a cabo
sin una evaluación minuciosa de cómo este cambio afectará al rendimiento general
del sistema. Este problema ha sido la causa de los conflictos entre el contratista y el
ingeniero en proyectos de vacío pasados. El inspector del ingeniero instintivamente
desea eliminar la elevación para mejorar el sistema hidráulico, pero esto dará como
resultado una instalación más profunda. El contratista, por el contrario, desea añadir
elevaciones, que se traducirá en una instalación menos profunda. Mientras que
ninguna de las partes pierda de vista los límites del sistema hidráulico, y el efecto
sobre los gastos operacionales, un conflicto no tiene por qué tener lugar. Las
alcantarillas de vacío deben colocarse con una pendiente positiva hacia la estación
de vacío.
La única excepción a esto es cuando se hacen los cambios de perfil vertical
(elevación). La tubería debe inclinarse hacia el vacío entre la estación de elevación.
Un mínimo de 0,2 por ciento de pendiente se debe mantener en todo
momento. Para ello, normalmente se requiere un láser durante la construcción. El
uso de niveles automáticos también es aceptable cuando son manipuladas por un
operador con experiencia. En las zonas donde existe un evidente (> 0,2%) descenso
en la pendiente, la tubería puede seguir el contorno del terreno. El ingeniero
inspector debe verificar rutinariamente el grado. (Fuente: AIRVAC)
Pruebas de vacío durante la construcción
Si bien una prueba de vacío final del sistema de toda la colección en última
instancia se llevará a cabo para garantizar la integridad del sistema de recogida, se
recomienda que las pruebas de la vida diaria también sean llevadas a cabo. Si se
hace, aumentará la probabilidad de una prueba final con éxito. Por otra parte, una
fuga es mucho más fácil de localizar, cuando sólo la sección instalada ese día se
examina en lugar de todo el sistema.
La duración de la prueba de vacío es de 2 horas diarias. La tubería prevista
para ese día debe estar conectada y sometida a un vacío de 22 mm. De mercurio,
que permitirá que se estabilice durante 15 minutos. La pérdida admisible se limita a
no más de un 1% la presión de vacío por hora (aproximadamente ½ "de Hg).
‐ 41 ‐
Durante el ensayo todos los días, todas las juntas se deben dejar expuestas. Si
cualquier sección de la alcantarilla no pasa la prueba, debería ser modificado antes
de colocar nuevos tramos de alcantarillado. Una vez haya superada la prueba, el día
de la construcción debe ser rellenada antes de cambiar de terminación.
Durante las pruebas pueden ocurrir en el ambiente cambios climáticos
inesperados, en estos casos se recomienda que la temperatura atmosférica y la
presión de la tubería se registren al inicio y al final de la prueba, y los resultados de
las pruebas sean ajustados para corregir estos cambios. (Fuente: AIRVAC)
B. Instalación de la fosa de la válvula
La relación entre la elevación del terreno donde la fijación se va a situar la
cámara y la elevación de la construcción del alcantarillado del cliente, indica la
profundidad de servicio requerido y el tipo de cámara necesaria. La duración de la
conexión lateral requerida debe considerarse para permitir la suficiente pendiente de
la construcción de alcantarillado.
Los pozos de válvula prefabricados, con dimensiones fijas a veces pueden
hacer crítica la ubicación de la cámara. El traslado de la cámara a una elevación más
baja, mientras permite caídas adicionales para la alcantarilla del edificio, puede
resultar en una elevación necesaria para conectarse a la cámara principal.
El traslado de la fosa a una elevación más alta puede resultar en una caída
disponible que sea insuficiente para la construcción de la alcantarilla del edificio.
Cada ubicación de cámara debe ser evaluada para que sea adecuada y verificada
por el ingeniero antes de la expedición de las piscinas de la válvula.
La orientación de la boca de la válvula es una función del número de
conexiones domiciliarias a la fosa y la colocación de la estrella principal de la
aspiradora. El servicio de vacío lateral de 3 pulgadas que sale de la boca de la
válvula debe estar siempre en un ángulo horizontal de 45 grados a cualquiera de las
tuberías (4 pulgadas.) externas que permiten una entrada de gravedad (ver Fig. 29).
‐ 42 ‐
Figura N° 22: Conexión a cámara.
Configuraciones típicas para las conexiones por gravedad
Fuente: AIRVAC
‐ 43 ‐
Conexión de la Boca a la Cañería Principal.
Los contratistas suelen tener un equipo de instalación de las líneas principales y
un equipo de la instalación del segundo lote de servicios (por ejemplo, ajustes en boxes
de la válvula). Es común que el equipo de la línea instale un fittings angular en el tubo
principal para aceptar finalmente el servicio de tuberías laterales del equipo de
mecánicos. Normalmente, el equipo de mecánicos instala la creación de la cámara y
luego conecta el pozo a la cámara principal. El trabajo restante, que conecta dos
puntos fijos en diferentes canales y lugares, pero que requiere tubos de conexión rígida,
puede resultar en que el contratista utilice una cantidad excesiva de material. La
adecuada planificación y coordinación entre la línea y equipos de mecánicos puede
reducir al mínimo el uso de fittings en el servicio lateral.
Para eliminar los posibles problemas causados por el uso de tuberías rígidas y
fittings para conectar los pozos de la válvula a la fosa principal, se ha desarrollado un
producto especial llamado “conector flexible”. El conector flexible utiliza una manguera
especial de 3 pulgadas de PVC flexible para dar un grado de flexibilidad que permite
estas conexiones difíciles. Las conexiones en ambos extremos de la conexión son los
mismos que con tubo de PVC. El uso de un conector de servicio flexible prácticamente
elimina las fugas relacionadas con el estrés causado por la mano de obra deficiente o
asentamiento del terreno.
Muchas veces los accesorios se encuentran dentro de la excavación. Este
exceso de excavación es una zona donde la falta de compactación podría conducir
fácilmente al asentamiento futuro, que pueden dar lugar a fallos de montaje.
Sumidero a prueba de hermeticidad
Es importante poner a prueba la parte del sumidero de la fosa de válvulas de
estanqueidad de agua. Los colectores deben ser puestos a prueba dos veces.
La primera prueba se realiza en el taller del contratista o en el sitio de construcción.
Esto se hace antes de cualquier agujero cortado en el sumidero. El propósito de este
ensayo es garantizar que el sumidero no esté defectuoso o que no se haya dañado
durante el envío.
‐ 44 ‐
La segunda prueba se realiza después de que la fosa de la válvula de suministro
haya sido instalada en el sitio. Esta segunda prueba es asegurar que se haya logrado
un sello hermético después de la instalación de las líneas externas. (Fuente: AIRVAC)
C. Construcción de la Estación de vacío
No hay nada único sobre la construcción de una estación de vacío. Norma
estructurales, eléctricas, y de plomería que son utilizadas en otros tipos similares de
estructuras es seguida. (Plantas de estructuras de elevación, las estaciones y
mecánicos, etc.)
D. Final de vacío y sistema de pruebas de puesta en marcha
La ppuesta en marcha suele ser realizada en dos fases: la estación de vacío y
el sistema de recogida. El fabricante que suministra los equipos de estaciones de vacío
por lo general lleva a cabo todas las tareas relacionadas con la estación de puesta en
marcha de vacío. El Contratista, con la ayuda del fabricante, es normalmente
responsable del sistema en marcha de recaudación de tareas de inicio.
‐ 45 ‐
CAPITULO IV
ANALISIS DE PRESUPUESTO ENTRE EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO
GRAVITACIONAL Y ALCANTARILLADO AL VACIO.
‐ 46 ‐
Antecedentes del Proyecto
La obra se encuentra ubicada en el sector de Collico, frente al sector de las
Ánimas (ver Imagen n° 3), el proyecto cuenta con un total de 214 viviendas de 60 a
65 mt2 separada en dos modelos. El modelo tipo uno corresponde a la vivienda de
un piso con 60 mt2 que en total corresponde a 88 viviendas y el modelo tipo dos
que corresponde a una casas de 2 piso de 65 mt2 con un total de 126 viviendas.
Ambas viviendas cuentan con tres dormitorios, cocina amoblada, dos baños, living y
comedor. El proyecto cuenta además con áreas verdes y zonas de juegos.
El sistema que se empleara para la recolección de las aguas servidas es el
sistema de alcantarillado gravitacional por el ser el más conocido, además debido a
las cotas que presenta el terreno, el proyecto contara con una planta elevadora
desde la cual se impulsara las aguas servidas al colector existente
Imagen N° 3: Ubicación Obra Ribera del Calle-Calle.
Vista aérea ubicación obra Ribera del Calle-Calle
Fuente: Google Hearth
‐ 47 ‐
Datos del Proyecto: Nombre del Proyecto: Ribera del Calle-Calle
Ubicación: Avenida Balmaceda # 6340, sector Collico
Ciudad: Valdivia
Región: XIV Región de los Ríos
Construye: Constructora Pacal S.A
Características del terreno
La obra se encuentra emplazada en un terreno que se encuentra a la orilla del
rio Valdivia, el tipo de suelo es de carácter areno con alto nivel freático a (ver Anexo N° 1) continuación se muestra el modelo estratigráfico de que se obtuvo de los posos
realizados en la zona.
El nivel freático se encontró a alturas variables en los pozos entre 1,3 metros a los
2,2 metros con un promedio aproximado a los 1,5 metros.
Horizonte Profundidad
Descripción Mts
H-1 0,00 - 0,05 Capa Vegetal
H-2 0,05 > 2,5
Estratificación de arenas finas y arenas finas limosas, humedad baja a alta y saturada bajo napas, compacidad media, finos de baja plasticidad, raíces y raicillas dispersas en los estratos superiores, compacidad media a alta.
‐ 48 ‐
Memoria de Calculo red de Alcantarillado Gravitacional
La presente memoria se refiere al proyecto de extensión de las redes de
Alcantarillado de Aguas Servidas en (en Anexo N° 2 se encuentran las tablas de
cálculos utilizados para realizar el proyecto) para el Loteo de la referencia,
compuesto por 214 Viviendas que se construirá en la comuna de Valdivia, Región de
los Ríos.
La red se consulta en cañería de PVC Sanitario tipo I y tipo II, en diámetros D:
180mm, D: 200 mm y D: 355 m.
Los puntos de descargas serán en P.E.A.S, como se indica en el plano.
Base de Cálculo
Número de Lotes : 214 Viviendas
Densidad : 5 Hab/Vivienda
Población : 1070 Habitantes
Dotación : 150 Lts/Hab/Día
Coeficiente de Recuperación : 0,8
Relación máxima H/D : 0,7
Formulas de Calculo : Ganguillet y Kutter
Boston Society of Civil Engineers.
‐ 49 ‐
Presupuesto Alcantarillado Gravitacional
El presente presupuesto detalla el costo y la cantidad de materiales que se
utilizaron para realizar los trabajos de alcantarillados en la obra Ribera del Calle-
Calle. Los datos para confeccionar este presupuesto se obtuvieron del registro del
inventario que lleva bodega, del cual se pudo obtener las cantidades reales
ocupadas en terreno. Para mayor detalle del proyecto ver plano en Anexo N° 4.
Colector Publico de Alcantarillado
DESCRIPCION Alcantarillado Tradicional UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Tubería Pvc C-6 D= 355 mm Tira 7,50 6,14 46,07Tubería Pvc C-6 D= 200 mm Tira 29,00 1,24 35,82Tubería Pvc C-4 D= 200 mm Tira 43,00 0,85 36,58Tubería Pvc C-6 D= 180 mm Tira 33,00 1,00 33,01Tubería Pvc C-4 D= 180 mm Tira 164,00 0,69 113,46Tee Pvc CII 180 mm C/G Unidad 93,00 0,50 46,11Tee Pvc CII 200 mm C/G Unidad 33,00 0,49 16,24Tee Pvc CII 355 mm C/G Unidad 4,00 3,55 14,18Tubo Hidráulico 110 mm x 6 mts Tira 470,00 0,40 185,99Tapa sanitaria 110 mm Unidad 213,00 0,01 2,25Lubricante Pvc 500 cc. Unidad 41,00 0,03 1,38
Adhesivo Pvc 250 cc. Unidad 33,00 0,05 1,64
Total UF 532,74Total pesos $ 11.117.168
Refuerzo Colector
DESCRIPCION Alcantarillado Tradicional UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Cemento 42,5 kg saco 650,00 0,20 127,71Arena Planta mt3 1.534,00 0,39 594,70Bolón mt3 250,00 0,37 93,56Grava mt3 183,00 0,44 80,07Gravilla mt3 810,00 0,37 303,15Integral mt3 230,00 0,35 81,56
Polietileno kg 712,00 0,06 45,04
Total UF 1.325,78Total pesos $ 27.666.290
‐ 50 ‐
Cámaras Públicas
DESCRIPCION Alcantarillado Tradicional UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Hormigón H-20 mt3 110,00 2,17 238,56Hormigón H-30 mt3 150,84 2,39 360,05Escalines Galvanizados de 3/4" unidad 557,00 0,09 50,71Desmoldante tambor 2,00 1,01 2,02Sika 1 unidad 23,00 1,50 34,45Yeso Romeral saco 25,00 0,16 4,02Tapa calzada unidad 32,00 3,16 101,21Barra estriada 8 mm kg 1.650,00 0,02 35,58Barra estriada 10 mm kg 2.750,00 0,03 72,48Cemento 42,5 kg saco 320,00 0,20 62,87
Total UF 961,95Total pesos $ 20.073.864
Cámaras de Unión Domiciliaria
DESCRIPCION Alcantarillado Tradicional UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Ladrillo Fiscal 15 x 30 cm unidad 3.750,00 0,01 23,36Modulo C.C 0,60 x 0,60 mts unidad 368,00 0,44 161,66Tapa Módulos unidad 371,00 0,34 124,34Tapa Cuadra unidad 55,00 0,34 18,43Cemento 42,5 kg saco 206,00 0,20 40,47
Total UF 368,27Total pesos $ 7.685.000
Insumos
DESCRIPCION Alcantarillado Tradicional UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
materiales varios gl 1,00 282,83 282,83Toma densidades Unidad 96,00 0,72 69,01Inspector gl 1,00 71,88 71,88
Total UF 423,71Total pesos $ 8.842.026
Resumen
Costo Total Alcantarillado en UF 3.612,46 Costo Total en Pesos $ 75.384.348
Fuente: Cantidades y valores obtenidos del inventario de Bodega de la Obra, gentileza Constructora Pacal S.A. Nota: Valor UF= $ 20.867,88 corresponde al 28 de Enero 2010, fecha que fue elaborado el presente presupuesto.
‐ 51 ‐
Presupuesto Planta Elevadora Movimiento de Tierra
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Excavación terreno mt3 320 0,64 204,33
Mejoramiento sello de fundación gl 1 21,09 21,09
Relleno excavaciones para estructura mt3 117 0,65 75,83
Retiro y trasporte de excedentes mt3 287,30 0,12 35,80
Total UF 337,05Total Peso $7.033.455
Obras Civiles
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Hormigón estructural H-30 mt3 59,80 4,49 268,22
Hormigón H-15 mt3 1,5 4,19 6,29
Hormigón H-5 mt3 26 3,87 100,75
Emplantillado H-15 mt3 4,3 3,87 16,66
Acero A-63-42 H kg 7932 0,04 337,15
Moldajes lisos m2 440 0,50 221,48
Total UF 950,55Total Peso $19.836.056
Ventilación Planta Elevadora
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Ventilación en tubería de acero galvanizado D= 4" gl 1 22,21 22,21
Total UF 22,21Total Peso $463.450
Elementos Metálicos
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
‐ 52 ‐
Tapa de Palastro para vano 1,00x0,7,incluye Cerrojo y candando U 2 10,31 20,62
Tapa de Palastro para vano 0,8x0,8,incluye Cerrojo y candando U 2 9,03 18,07
Tapa de Palastro para vano 0,7x0,7,incluye Cerrojo y candando U 2 8,10 16,20
Suministro de Tapa circular tipo BRIO RSV/CLASE:D400 c/cerradura U 1 8,58 8,58
Reja gl 1 17,01 17,01
Bandeja de estruje gl 1 9,97 9,97
Escalera superpuesta de acero inoxidable gl 1 22,38 22,38
Baranda de seguridad Pozo Bombas y cámara desarenadora,acero inox. gl 1 17,56 17,56
Total UF 130,37Total Peso $2.720.510
Suministro e Instalación de Equipos y Accesorios
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Equipos de Bombeo Principales gl 1 15,73 15,73
Equipo de Bombeos de Achique sala de válvulas gl 1 39,28 39,28
Medidor Electromagnético gl 1 5,44 5,44
Calefactor gl 1 8,22 8,22
Total UF 68,68Total Peso $1.433.250
‐ 53 ‐
Suministro e Instalación de Tuberías y Piezas especiales
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Valvula retención de bola BB D=250 mm PN 10 tipo bayard o Equivalente U 2 57,97 115,93
Valvula de retención de clapeta,BB;D=50 mm ;PN-10 tipo TALMET o Equiv. U 1 3,05 3,05
Unión de desmt. autobloqueante,ejecucion corta;BB DN 250 mm,PN 10 U 3 12,09 36,26
Unión de desmt. autobloqueante,ejecucion corta;BB DN 100 mm,PN 10 U 1 4,27 4,27
Valvula Cuchilla, Tipo Waffer,D=250 mm;PN-10 con Volante U 5 Suministro Aguas decimas
Valvula Cuchilla, Tipo Waffer,D=200 mm;PN-10 con Volante U 1 29,39 29,39
Valvula Cuchilla, Tipo Waffer,D=100 mm;PN-10 con Volante U 1 14,50 14,50
Valvula compuerta BB D=100 mm;PN-10 de cierre elastomerico,c/volante U 1 5,68 5,68
Ventosa trifuncional para aguas servidas, conexión B,PN 10 U 1 10,75 10,75
Piezas especiales Fe.Fdo sin mecanismo kg 1115,6 0,19 208,49
Piezas especiales de Acero sin mecanismo kg 821,5 0,24 199,59
Total UF 627,92Total Peso $13.103.415
Obras Anexas
DESCRIPCION Planta Elevadora UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Obras Anexas gl 1 123,42 123,42
Pruebas de Conjuntos y Control de Calidad gl 1 26,16 26,16
Impulsión de Aguas Servidas gl 1 467,97 467,97
Colector interceptor gl 1 69,76 69,76
Limpieza, aseo general y entrega final gl 1 12,15 12,15
Urbanización y Caseta Grupo Electrógena gl 1 735,03 735,03
Total UF 1.434,49Total Peso $29.934.671
Resumen Costo Total Planta Elevadora en UF 3.571,27Costo Total en Pesos $74.524.807 Fuente: Gentileza Aguas Decima. Nota: Valor UF= $ 20.867,88 corresponde al 28 de Enero 2010, fecha que fue elaborado el presente presupuesto.
‐ 54 ‐
Base Cálculo para la red de Alcantarillado al Vacio
La correcta determinación de los caudales de aguas servidas es un paso
fundamental en el diseño conceptual de un sistema de alcantarillado en vacío.
Datos confiables de los flujos actuales y proyectados permiten definir las
características hidráulicas y dimensionamiento de los componentes del sistema de
recolección en vacío. Caudales aportados por clientes residenciales, comercio,
industrias, instituciones y áreas recreacionales deben ser establecidos antes de que
el sistema sea diseñado a nivel de ingeniería de detalle.
Caudales exógenos como ser infiltración o aporte de aguas lluvias no son
considerados en el diseño, ya que por su naturaleza, un alcantarillado en vacío es
hermético e impide el ingreso de lluvias o infiltración, a menos que se dañe la red de
colectores.
Una rotura será rápidamente detectada por un inmediato incremento en los
tiempos de operación de las bombas de vacío, lo que facilita una rápida detección al
momento de generarse la rotura, y por ende una rápida reparación.
Todos los componentes principales del sistema son dimensionados para
soportar el caudal punta, expresado en litros por minuto (L/min). Los caudales punta
son calculados aplicando un factor de 3,5 veces al caudal medio diario de 150 L/d
por conexión residencial.
Con la pendiente media del terreno, se facilita la instalación de este tipo de
alcantarillado ya que se lograría mantener una profundidad media de excavación de
1200 mm en toda la red.
La siguiente tabla resume los parámetros de diseño del sistema, el cual una
dotación proyectada de 130 m3/día según el siguiente detalle:
Los caudales considerados para el diseño son los que se muestran a continuación:
Caudal per cápita 150 L/d
Habitantes por conexión 5.0
Caudal medio diario por conexión 750 L/d
Factor punta 3.5
Caudal punta por conexión 0.018 L/s
Conexiones residenciales 214
Caudal punta 6.5 L/s
‐ 55 ‐
Presupuesto Alcantarillado al Vacio
El siguiente presupuesto corresponde al proyecto entregado por la Empresa
Manantial S.A quienes en conjunto con Airvac (Empresa Norteamericana que se
dedica a la construcción de alcantarillado al Vacio) evaluaron el proyecto basándose
en las condiciones topográficas que presenta el terreno y a datos entregados por la
empresa.
Instalación de Tuberías y Cámaras Movimiento de Tierra
DESCRIPCION Alcantarillado al Vacio UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Excavación en Zanjas 0 - 2 metros m3 3180 0,15 472,77Excavación en Zanjas 2 - 4 metros m3 0 0,84 0,00Excavación en Zanjas > 4 metros m3 0 0,92 0,00cama de apoyo e= 10 cm m3 133 0,30 40,53Material seleccionado Arena m3 1272 0,43 550,04Material proveniente de excavaciones m3 1908 0,12 236,40Retiro y transporte de excedentes m3 795 0,15 123,11
Total UF 1.422,84Total pesos $ 29.691.662
Instalación de Tuberías
DESCRIPCION Alcantarillado al Vacio UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Tubo de HDP PN-10 D= 4 " ml 2020 0,12 246,05Termo Soldado unidad 8 6,53 52,24Tubo de HDP PN-10 D= 6 " ml 440 0,26 112,63Termo Soldado unidad 3 6,53 19,59Tubo de HDP PN-10 D= 8 " ml 190 0,40 75,90Termo Soldado unidad 1 6,53 6,53Instalación de Tubos ml 2650 0,15 391,43Codo 45º D= 4" unidad 27 1,34 36,06Codo 45º D= 6" unidad 6 2,67 16,01Codo 45º D= 8" unidad 3 4,09 12,28
Total UF 968,72Total pesos $ 20.215.136
‐ 56 ‐
Válvulas Divisorias
DESCRIPCION Alcantarillado al Vacio UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Válvulas Compuertas 4" unidad 10 19,15 191,55Válvulas Compuertas 6" unidad 2 23,94 47,89Válvulas Compuertas 8" unidad 1 29,93 29,93Cámara Válvulas unidad 12 13,06 156,72stud 4" unidad 20 0,29 5,76stud 6" unidad 4 0,41 1,64stud 8" unidad 2 0,93 1,86Brida volante 4" acero unidad 20 0,41 8,22Brida volante 6" acero unidad 4 0,59 2,34Brida volante 8" acero unidad 2 1,06 2,12Empaquetadura 4" unidad 20 0,02 0,39Empaquetadura 6" unidad 4 0,03 0,14
Empaquetadura 8" unidad 2 0,05 0,10
Pernos 4" unidad 208 0,05 10,87Termo soldado brida unidad 26 0,65 16,98
Total UF 476,50Total pesos $ 9.943.594
Cámara de Vacio
DESCRIPCION Alcantarillado al Vacio UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Cámara AIRVAC unidad 43 100,56 4.324,23Flete a chile unidad 3 100,56 301,69Flete a Obra gl 3 34,83 104,48Colocación HH 32 0,87 27,86Relleno mt3 563 0,13 73,53Excavación mt3 669 0,15 101,93Retiro de Excedentes mt3 956 0,09 83,24
Total UF 5.016,96Total pesos $ 104.693.367
Empalme de Cámara de Red de Vacio a Red Principal
DESCRIPCION Alcantarillado al Vacio UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Tee 45º 4" x 3" unidad 33 1,34 44,14Tee 45º 6" x 3" unidad 7 4,55 31,86Tee 45º 8" x 3" unidad 3 7,46 22,37Tubo flexible 3" ml 114 0,44 49,63Codo 90º 3" unidad 43 0,54 23,02tubo de hdpe 3" ml 129 0,11 14,60codo 45º 3" unidad 17 1,41 23,95Termo soldado unidad 2 6,53 13,06Soldadura flexible 3" a cámara de vacio unidad 43 0,41 17,55
Total UF 240,18Total pesos $ 5.012.007
‐ 57 ‐
Empalme de UD. Cámara de Vacio
DESCRIPCION Alcantarillado al Vacio UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Unión estanque 4" unidad 214 0,15 32,61Tubo Pvc sanitario clase 4 de diámetro 4" ml 2568 0,14 355,96Tee 90º 4" x 3" unidad 214 0,12 25,02Tubo pvc sanitario clase 4 .D= 3" ml 428 0,04 15,69Codo PVC sanitario 90º D= 3" unidad 428 0,06 27,28Adhesivo Vinilit pote unidad 214 0,04 9,32
Total UF 465,87Total pesos $ 9.721.704
Resumen
Costo Total UF 8.591,07 Costo Total Pesos $ 179.277.470
Presupuesto Estación de Vacio
DESCRIPCION ESTACION DE VACIO UN. CANT. P. UNIT. TOTAL
Edificio mt2 50 18,20 910,01Grupo electrógeno (Estac.Vacio y Ptas.) gl 1 335,44 335,44Equipos Estación de Vacio (Obra vendida) gl 1 5.244,90 5.244,90Fletes a Obra gl 1 33,54 33,54Montajes Equipos D/H 80 1,92 153,35Arriendo Grúas hrs 16 2,40 38,34
Obras de urbanización gl 1 47,92 47,92
Total UF 6.764Total pesos $ 141.140.000
Fuente: Gentileza Empresa Manantial S.A
Nota: Valor UF= $ 20.867,88 corresponde al 28 de Enero 2010, fecha que fue elaborado el presente presupuesto.
‐ 58 ‐
Costo de Mano de Obra y Maquinaria A continuación se detalla el costo de mano de obra y maquinaria para ambos
sistema. Para la realización de estos cuadros se tomo como datos la mano de obra y
horas maquinas ocupada durante el periodo de ejecución de los trabajos de
alcantarillado tradicional. Para el alcantarillado al vacio se utilizo como referencia la
mano de obra utilizada para la instalación de la red agua potable, esto por que
presentan las mismas características de instalación.
Alcantarillado Gravitacional
Descripción Unidad Cantidad Costo Sub-Total
Mano de Obra Jornal Mes 2 9,10 18,21Maestro Camarero Mes 2 14,38 28,75Maestro tubero Mes 1 14,38 14,38ayudante camarero Mes 2 9,58 19,17trazador Mes 1 26,36 26,36supervisor Mes 1 37,43 37,43
Maquinaria Retroexcavadora Hrs 76 0,62 47,35Excavadora Hrs 50 1,20 59,90Bombas días 30 0,58 17,25Rodillo días 25 0,60 14,98Vibro pisón días 25 0,48 11,98
Total Costo Mensual UF 295,75Total Costo Mensual Pesos $ 6.171.607
Alcantarillado al Vacio
Descripción Unidad Cantidad Costo Sub-Total
Mano de Obra Jornal Mes 3 9,10 27,31Maestro Camarero Mes 2 16,77 33,54Maestro tubero Mes 1 14,38 14,38ayudante camarero Mes 1 9,58 9,58trazador Mes 1 26,36 26,36supervisor Mes 1 38,72 38,72
Maquinaria Retroexcavadora Hrs 67 0,62 41,74Vibro pisón días 30 0,48 14,38
Total Costo Mensual 206,01Total Costo Mensual Pesos $ 4.299.000
Fuente: datos obtenidos en obra, gentileza de Pacal S.A
‐ 59 ‐
Ahora calculando el valor mensual de mano de obra, equipos y maquinarias
por el periodo de duración de los trabajos entre ambos sistemas de alcantarillado,
obtenemos los siguientes resultados:
Sistema Duración Costo Total Mes UF UF
Alcantarillado Gravitacional 18 295,75 5.323,44Alcantarillado al Vacio 6 206,01 1.236,06
Diferencia UF 4.087,38Diferencia Pesos $ 85.294.926
Resumen Análisis de Costo entre ambos Sistemas de Alcantarillado A continuación se detalla los costos entre ambos sistemas de alcantarillado.
SISTEMA ALCANTARILLADO GRAVITACIONAL VACIO
RED DE ALCANTARILLADO UF 3.612,46 UF 8.591,07 PLANTA UF 3.571,27 UF 6.764 MANO DE OBRA Y MAQUINARIA UF 5.323,44 UF 1.236,06 TOTAL COSTO UF 12507,17 UF 16591,13
DIFERENCIA COSTO UF 4083,96
Nota: Valor UF= $ 20.867,88 corresponde al 28 de Enero 2010, fecha que fue elaborado el presente presupuesto.
Como se puede observar del resumen, el costo del sistema de alcantarillado
al vacio, excede en un 33,65% con respecto a lo que cuesta construir un
alcantarillado gravitacional en las mismas condiciones , esto debido a que al ser un
sistema nuevo requiere de nuevas tecnologías que no se encuentran fácilmente en el
Mercado Chileno por ser un método totalmente nuevo.
‐ 60 ‐
CAPITULO V
VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE AMBOS SISTEMAS.
‐ 61 ‐
Ventajas del Sistema
Al considerar los aspectos técnicos, ecológicos y económicos de la
recolección de agua residual, el alcantarillado por vacío proporciona una alternativa
efectiva a otras opciones. El sistema de alcantarillado por vacío ha demostrado por
décadas ser un método seguro para recolectar aguas residuales en sistemas no
combinados. Con respecto a sistemas convencionales de gravedad o bombeo, el
sistema de vacío ofrece las siguientes ventajas importantes como se observan en las
Figuras N° 30 y N°31 y las imágenes N°4 y N°5 tomadas en terrenos:
1.-Menor Volumen de Excavación
Figura N° 23: Perfil Tipo Alcantarillado al Vacío.
Fuente: Gentileza de Airvac
Figura N° 24: Perfil Utilizado para la Instalación del Colector de Alcantarillado Gravitacional.
Fuente: Obra Ribera del Calle-Calle, Valdivia del 2009
‐ 62 ‐
Imagen N° 4: Excavación red Alcantarillado al Vacío.
Excavación realizada para instalar el colector del Alcantarillado al vacio
Fuente: Gentileza de Airvac
Imagen N° 5: Excavación Colector Público Gravitacional.
Excavación realizada para instalar el colector del Alcantarillado Gravitacional
Fuente: Obra Ribera del Calle-Calle, Valdivia del 2009
‐ 63 ‐
2.- Fácil adaptación al terreno: Otra ventaja que posee el alcantarillado al vacio en
comparación al alcantarillado gravitacional, es que el alcantarillado al vacio se puede
adaptar a cualquier tipo de terreno sin importar la topografía que presente como se
puede apreciar en las figuras n° 32 y n° 33, además este método permite saltar
obstáculos sin mayores problemas dándole una gran ventaja.
Figura N° 25: Perfil Alcantarillado Gravitacional.
Figura N° 26: Perfil Alcantarillado al Vacío.
Diferencia entre Perfiles de Ambos métodos
Fuente: Terraigua, España
‐ 64 ‐
3.-Facil instalación de Cámaras:
A diferencia de las cámaras por gravedad, las cámaras de la red de vacio se
pueden instalar en un periodo de 3 horas como máximo como se observan en las
imagen n° 6, además con el nuevo modelo (ver imagen n° 7) este periodo se acorta a
1 hora de instalación debido a que esta nueva cámara viene lista para instalar, sin la
necesidad de un pre-ensamblaje.
Imagen N°6: Instalación Cámara Vacío en Terreno.
Procedimiento de instalación de las Cámaras Domiciliarias de Vacio
Fuente: AIRVAC
Las ventajas de este nuevo diseño son:
Diseño hermético de una sola pieza
Liviano en HDPE
Fácil montaje
Número reducido de componentes
‐ 65 ‐
Imagen N°7: Nueva cámara de vacío.
Cámara Prefabricada para red de Alcantarillado al Vacio
Fuente: AIRVAC
En comparación a la confección de una cámara tradicional (ver Imagen n° 8).Claro
está que en costo entre ambos sistemas, la cámara tradicional es lejos más barato
que la cámara de vacío, pero su ejecución es más lenta y existe mayor probabilidad
de que sufra filtraciones.
Imagen N° 8: Fabricación Insitu cámara inspección Pública.
Confección de cámara In-situ para red de Alcantarillado Tradicional
Fuente: Fotografía obtenida en Obra Ribera del Calle-Calle, Valdivia del 2009
‐ 66 ‐
4.-Sin Rebalses: no existe problema de que ocurra un rebalse dentro de la cámara
de vacío, no como ocurre en la red de alcantarillado tradicional (ver imagen n° 9), de
esta manera se evita la propagación de vectores contagiosos sobre la superficie que
resultan un peligro para la población.
Imagen N° 9: Rebalse del Colector.
Cámara de alcantarillado tradicional con problema de rebalse debido a obstrucción.
Fuente: Fotografía tomada por empresa Manantial
5.-Sin Problemas de Obstrucción: Otra gran ventaja que posee el sistema es que
es imposible que se obstruya, esto gracias a la velocidad que posee el sistema y a la
presión que se genera dentro de la red, no como ocurre en las cámaras tradicionales
que dependen de la inclinación del tubo para su desplazamiento.
Imagen N° 10: Colector obstruido.
Colector Obstruido debido a desechos
Fuente: Aguas Decima
‐ 67 ‐
6.-Menor tiempo de Operación de Bombas: Al ser un sistema totalmente
hermético, se elimina los problemas de filtración generados por el ingreso de aguas
lluvias o napas subterráneas al sistema, lo que genera una gran ventaja en
comparación con el sistema gravitacional. Esto porque el aumento de agua externas
proveniente de las Aguas Lluvias (ver imagen n° 11), que ingresan al sistema de
alcantarillado por medio de las tapas de las cámaras o por una mala unión de tubo
para el caso de las napas subterráneas, provoca un exceso de volumen en la planta,
teniendo como consecuencia un periodo prolongado de funcionamiento de las
bomba, y un mayor consumo energético de la estación.
Imagen N° 11: Bombas Saturas.
Exceso de trabajo en plantas de tratamiento
Fuente: Aguas Decima
6.-Ejecucion de Plantas de Vacio más rápidas que plantas de tratamientos: Basta con fabricar un nicho superficial donde se montara la planta, todas las piezas
vienen ensambladas de fábrica, lista para ser montadas en terreno (Ver Imagen
n°12).
Imagen N° 12: Instalación Planta de Vacío.
Montaje Estación de Vacio
Fuente: Airvac
‐ 68 ‐
7.-Ideal para terrenos con demasiadas napas subterráneas o suelos muy rocosos. 8.- Debido a la hermeticidad que presenta el sistema de alcantarillado al vacío, se elimina los problemas de olores desagradables en el ambiente. 9.- Dos estaciones de vacio equivale a 7 Plantas Elevadora lo que minimiza el costo en sectores muy poblados. 10.-Las tuberías del alcantarillado al Vacío se puede instalar en la misma zanja del agua potable. 11.- Se reduce el diámetro del colector de aguas servidas. 12.- Las válvulas de las cámaras de vacio no requieren de electricidad para su funcionamiento. 13.-el sistema es totalmente seguro y se reduce notablemente el impacto ambiental.
‐ 69 ‐
Desventajas del Sistema
1. Solo es competitivo con respecto al alcantarillado convencional en terrenos que presente características geográficas especiales tales son los casos de suelos con fuerte presencia de napas subterráneas, suelos muy duros o rocosos, zonas con demasiadas quebradas y zonas muy montañosas.
2. La red de alcantarillado al vacio depende totalmente para su funcionamiento de una estación de vacio, ubicada al final de la red.
3. Los componentes principales del sistema, como son el caso de las válvulas de interfaz y las cámaras de recolección, deben ser traídos desde el extranjero, debido a que no existe una empresa que las fabriquen, aumentando aun más el costo.
‐ 70 ‐
CONCLUSION
El sistema de alcantarillado al vacio es una alternativa que implica mayores
costos de inversión pero a su vez presenta un mayor beneficio con respecto al
sistema gravitacional tales como:
Eliminación de Olores
Problemas de Filtración por aguas lluvias
Obstrucciones en colectores
Rebalse de cámaras.
Un beneficio notable que presenta el sistema de alcantarillado al vació con
respecto al sistema gravitacional es que no es necesario realizar profundas
excavaciones, lo cual minimiza los riesgos de accidentes por derrumbes, además de
la adaptabilidad que presenta el sistema de Vació frente a los diferentes tipos de
terreno sin que sea relevante los factores geográficos para su instalación.
Es por este motivo que el alcantarillado al vacio se hace atractivo con
terrenos más complicados, donde el gravitacional se puede ejecutar de forma más
compleja, dando cabida al sistema de presión negativa resulta ser altamente
competitivo para terrenos donde existen muchas quebradas, suelos inestables,
muy rocosos, zonas portuarias, islas o terrenos con presencia de napas
considerables.
Si lo vemos por la parte geográfica, Valdivia se encuentra rodeada de ríos, y
humedales, con gran presencia de napas subterráneas y un tipo de suelo arenoso,
además existen zonas que sobrepasan en muy pocos metros el nivel del rio, a esto
debemos agregarle que la ciudad se está expandiendo por lo que llegar a estos tipos
de terreno se hace inevitable, como es el caso de la Villa Ribera del Calle-Calle
donde encontramos napas a los 1,3 mts de profundidad y cuyo suelo, del tipo areno
dificultan los trabajos de excavación, motivo por el cual se requirió el uso de bombas
día y noche ,además de tener que aplicar una sobre excavación para que los
taludes no se vuelvan inestables, evitando que cause algún tipo de accidente por
derrumbe. Todo esto son factores importantes para que el sistema al vacio pueda ser
la mejor solución.
‐ 71 ‐
Con respecto al análisis económico, era de esperarse una diferencia notoria
entre ambos sistemas, puesto que la mayor parte de las piezas que componen la red
de vacío, en especial las cámaras, son fabricadas en el extranjero, exclusivamente
en Europa y Estados Unidos, la cual eleva los costos considerablemente, existiendo
la posibilidad de que se pueda implementar en Chile. Cabe recalcar que en chile solo
una empresa está capacitada para realizar este sistema.
Utilizar un sistema de alcantarillado al vacio resulta ser ventajoso pues su
tiempo de ejecución es mínimo, se necesita una menor cantidad mano de obra, lo
que reduce los gastos generales pudiendo realizarse de manera paralela a la
instalación del agua potable, inclusive con la pavimentación.
Para finalizar, Chile es un país que cada día aumenta su población y por lo
tanto deben evaluarse nuevas tecnologías a las cuales se tienen acceso en este
mundo globalizado que permitan una mejor calidad de vida a sus habitantes y al
planeta
‐ 72 ‐
BIBLIOGRAFIA
PDHengineer.com. 2007 . Vacuum Sewer; Design and Installation Guidelines, Curso
n°C-8015.Vol 2. 2-64 .
Disponible en internet: http://www.hdpengineer.com/pages/C-8015.htm.
(Consultado el 10 de Marzo 2010).
FLOVAC. 2009. Alcantarillado por Vacio; Diferencias básicas entre Flovac y
Alcantarillado convencional. Pag. 1
Disponible en internet: http://www.flovac-spain.com/difer.html.
(Consultado el: 10 de Febrero del 2010).
Airvac. 2005. Catalogo de Informativo .pag.1
Disponible en internet:www.airvac.com/lit_pdf/AIRVAC%20Brochure%20%2705.pdf.
(Consultado el 20 de Enero 2010)
Anexo 1:
Especificaciones Técnicas Ribera del Calle-Calle
Especificaciones Técnicas
Las presentes especificaciones técnicas se refieren a las obras de
extensión de la red de alcantarillado público para el loteo de la referencia.
Todas las instalaciones se ejecutaran conforme a los planos del proyecto, a
las presentes especificaciones y a las recomendaciones para la instalación de
cañerías de Aguas Decima y a los fabricantes.
Se considera parte integral de estas de estas especificaciones todas las
normas del INN, vigentes a la fecha de presentación de este proyecto en todo lo
que tenga relación con la obra, en especial las normas referentes a:
HORMIGONES
148 OF. 68 Cemento- Tecnologías clasificación y especificaciones en general
160 OF. 68 Cemento- agregado tipo A para uso en cemento-especificaciones.
162 OF. 67 Cemento-extracción de muestras.
163 OF. 54 Áridos para morteros y hormigones- requisitos generales
164 OF. 76 Áridos –extracción y preparación de muestras.
170 OF. 52 Hormigones de Cementos.
171E OF. 75 Hormigones –extracción de muestras de hormigón fresco.
172 OF. 52 Mescla Colocación en obra y armado.
CAÑERIAS Y PIEZAS ESPECIALES
1362 OF. 78 Alcantarillado-Pruebas de Impermeabilidad.
1623 OF. 80 Cámaras de inspección prefabricada para redes públicas de alcantarillado-requisitos
1635 OF 80 Tubos de policloruro de vinilo (PVC) para alcantarillado- requisitos
1779 OF. 80 Uniones y accesorios para tubos de PVC para alcantarillado-requisitos.
SEGURIDAD
348 OF. 53 Prescripciones generales acerca de la seguridad de los andamios y cierros provisionales.
349 OF. 53 Prescripción de seguridad en excavaciones.
350 OF. 60 Instalaciones Eléctricas provisionales en la construcción.
436 OF. 51 Prescripciones generales acerca de prevención de accidentes del trabajo.
Todos los materiales serán suministrados por el contratista, quien deberá
preocuparse de disponer oportunamente de los tubos y materiales necesarios para
evitar mantener las zanjas abiertas o calle interrumpidas o reducidas durante un
tiempo mayor al normal, igualmente deberá señalizar convenientemente sus
faenas en vías de transito público y será de su cargo el tramite y vigilancia de las
interrupciones o desvíos de circulación que se produzcan, siendo de su exclusiva
responsabilidad cualquier inconveniente causado por una falla a lo expuesto.
La inspección podrá tomar muestras de las tuberías o materiales utilizados
en las obras y enviarlos a un laboratorio competente para su análisis, los gastos
originados serán de cargo del contratista.
Como seguridad contra accidentes, el contratista deberá respetar en forma
especial las disposiciones del pliego de condiciones para la construcción de
alcantarillados y las normas chilenas antes mencionadas.
Al término de la obra, el contratista deberá hacer entrega a la Inspección
Técnica, de planos de construcción dibujados en autocad 2000 o superior y
georeferenciados, consistente en un original en tela poliéster y 4 copias, más el
respaldo magnético de estos. Lo anterior será requisito fundamental para otorgar
la recepción final de la obra de parte de AGUAS DECIMAS S.A.
Además será de cargo del contratista los daños que se produzcan a
terceros tanto para las excavaciones, como por el depósito de escombros y
materiales.
MOVIMIENO DE TIERRA
Este capítulo comprende las obras de excavación tanto en zanjas o en
túneles para la colocación de cañerías, como también el de las cámaras de
inspección, el relleno de las excavaciones y trasporte de excedentes que resulten.
También incluye las estibaciones, agotamiento mecánico, drenajes, etc...Si
preceden.
La colocación de las cañerías se hará en zanjas abiertas o túneles cuando
sea necesario. El fondo de las zanjas se ha considerado igual al diámetro normal
del túnel del tubo más 0,6 mts. La pared se ha considerado vertical desde el fondo
hasta los 2 mts. Desde allí hasta la superficie se ha considerado talud de 1/10.
EXCAVACION EN ZANJAS.
Se clasifica clase “b” de EX – SENDO, dureza media, valor informativo que
debe ser verificado por el constructor, así como el nivel de la napa.
Se ejecutaran en terreno tipo de la clasificación AGUAS DECIMAS.
1. De 0 – 2 m. de profundidad. Clase “b”
2. De 2 – 4 m. de profundidad. Clase “b”
3. Mayor a 4 m. de profundidad.Clase”b”
RELLENO EN ZANJAS
Se ejecutaran de acuerdo al instructivo sobre relleno de excavación de
AGUAS DECIMAS.
Campo de Aplicación
Ejecución de relleno de zanjas para las instalaciones de redes públicos de
agua potable y alcantarillado.
Este instructivo anula y reemplaza las instrucciones y exigencias anteriores
de compactación de rellenos.
Sello de Excavaciones
Se verificara el sello de excavaciones en forma visual y se exigirá un
análisis del suelo con un laboratorio de mecánica de suelo de manera que pueda
certificar una densidad de compactación que no sea inferior al 90% proctor
estándar, salvo indicaciones en contrario.
Cama de apoyo
La tubería ira apoyada en un relleno de arena compactada, del ancho de la
excavación y de una altura de 0,10 mts.. la tubería deberá penetrar en el
relleno un sexto de su diámetro exterior.
La cama de apoyo estará formada por arena limpia, con no más de un 10%
de finos (suelo que pasa por malla A.S.T.M. Nº 200) compactada con placa
vibrante de no menos de 100 kg de peso estático. Se exigirá una densidad
relativa no menor del 75%.
Relleno Lateral
Luego del relleno especificado en el punto anterior se colocara el segundo
extracto. Este será con arena limpia, con no más de un 10% de finos colocado
por capas de 0,10 mts. y fuertemente apisonado con pisón manual. Se colocara
lateralmente a los tubos hasta el nivel de la clave.
Relleno de Primera Capa
Sobre la clave del tubo se dispondrá una primera capa de relleno de 30
cms. Compactada con pisón normal, hasta obtener una densidad máxima no
inferior al 90% del proctor estándar, salvo indicación contraria. El material de
relleno sobre la clave del tubo y hasta una altura de 0,3 mts. debe ser arena
limpia.
Relleno Superior Medio
Se efectuara por capas de 30 – 50 cms. Compactadas con piso mecánico
de madera, de manera que se obtenga una densidad máxima no inferior al 90%
proctor estándar.
Relleno Superior Final
La ultima capa de 0,5 mts. de relleno, medido desde la superficie tendrá un
grado de compactación de una densidad relativa no menos de 175% o
correspondiente al 95% de la densidad máxima proctor modificado, según las
características del material de relleno, o exigencias propias para esta capa
establecida por el SERVIU regional; este proctor se exigirá solamente en
calzadas. En vereda y otros terrenos se exigirá lo dicho en el punto anterior
La inspección podrá aceptar variaciones en los valores proctor antes
indicados en no más de un 2%.
Certificaciones
Se exigirán certificaciones de las densidades indicadas en párrafos
anteriores, realizados por un laboratorio competente a juicio de esta empresa,
según las siguientes pautas:
- Alcantarillado: dos análisis por cada tramo entre cámaras de inspección
Los análisis se efectuaran en diferentes capas de rellenos en distintos
tramos de las excavaciones, incluso en el sello.
Los números de análisis indicados anteriormente son mínimos y el
inspector podrá pedir más ensayos si las circunstancias así lo exigen.
El inspector de la obra determinara si se puede disminuir el número de
ensayos de compactación por causas especiales( por ejemplo presencia de
napas subterráneas), además si los suelos no son cohesivos, se procederá
a rellenar con suelos de empréstito de material adecuado, que reemplaza a
los no cohesivos.
Se procederá a la recepción de las obras si no se ha cumplido con los
requisitos anteriores.
Después de a colocación de cada manto se deberá regar adecuadamente.
El contratista deberá entregar los terrenos bien consolidados
reconstituyéndose el estado de compactación de las tierra. Estas quedaran
al nivel que tenía el terreno antes de abrir la zanja, salvo modificación
autorizada por la Inspección Técnica. El terreno deberá quedar en
condiciones para la pavimentación. Alrededor y debajo de los postes de
líneas de electricidad y teléfonos. El terreno se compactara
cuidadosamente desde los costados se cubica el volumen del espacio por
rellenar.
RETIRO Y TRASPORTES DE EXCEDENTES
El excedente se ha estimado en un 5 % del volumen excavado más del
130% del volumen desplazado por las instalaciones. Este se trasportara a
botaderos naturales aceptados por la inspección técnica, se considera una
distancia máxima de 3 kms. Los excedentes deben ser llevados a botaderos
autorizados por la Ilustre Municipalidad de Valdivia.
COLECTORES
Este capítulo comprende el suministro, trasporte interno, colocación y
pruebas de las cañerías, para las cuales se considera un 3% de aumento en su
longitud para adsorber roturas e imprevistos.
Se hace incapie, que todo los tubos deben quedar apoyados en toda su
longitud y no sebe quedar en contacto con piedras en sus paredes. Se consulta
tubos de PVC clase 4 y clase 6 de marcas y tipos aceptados de AGUAS
DECIMAS.
SUMINISTROS Y TRASPORTES INTERNO DE CAÑERIAS
D=180 mm. Clase 4 indicar cantidad
D=200 mm. Clase 4
D=180 mm. Clase 6
D=200 mm. Clase 6
D=355 mm. Clase 6
COLOCACION Y PRUEBA DE CAÑERIAS
La colocación se ejecutara de acuerdo especificaciones técnicas de AGUAS
DECIMAS en PVC clase 4 y 6 para Alcantarillado Público. Colocación en obra y
son las siguientes:
a) Verificación de: Calidad de sello, pendientes y cotas del tramo, relleno de
arena encamado y relleno lateral y sobre el tubo.
b) 1º prueba de impermeabilidad del tramo con uniones domiciliarias y
empalmes con machones de hormigón a la vista. Espiches en los extremos
más altos y en todas las U.D.
c) Control de compactación de relleno con laboratorios acreditados o
autorizados.
d) Revisión de machones de empalmes de colectores a cámara, revisión de
hormigón de emboquillado.
e) 2º prueba de impermeabilidad con base colocada y compactada a punto de
recibir el hormigón de calzada.
f) Prueba de luz y revisión de cámaras terminadas, estucos, escalones,
remate de cámaras, etc.
g) Prueba de impermeabilidad de cámaras.
D=180 mm. Clase 4 indicar cantidad
D=200 mm. Clase 4
D=180 mm. Clase 6
D=200 mm. Clase 6
D=355 mm. Clase 6
REFUERZO DE CAÑERIAS
Se ejecutaran en los tramos que se indique en los perfiles longitudinales
y serán de hormigón de 170 kg.cem/mt3 de acuerdo al detalle entregado en el
plano de proyecto.
Se incluye material, ejecución y trasporte interno.
Las cámaras de inspección se han designado y deberán ejecutarse de acuerdo
con la nomenclatura y especificaciones del plano tipo HB-e de AGUAS DECIMAS
y el cuadro de cámaras del proyecto, y se cubicaran conforme al plano de detalle
del mismo.
Los radiares, pies derechos, conos y chimeneas se ejecutaran con
hormigón H30(fc=300 kgf/cm2), en el caso de existir napas.
Los radiares se estucaran con morteros de 510 kg cm/mt3 de argamasa
hasta 0,20 mts. como mínimo sobre la parte más alta de la banqueta o hasta el
nivel estático d la napa subterránea cuando esté por encima del límite indicado.
La parte interior de la cámara que no lleve estuco deberá quedar con una
superficie lisa. Se empleara molde metálico, o de madera forrado en metal.
Las cámaras existentes en que se ejecuten modificaciones, deberán quedar
terminadas con las mismas características originales.
El movimiento de tierra corresponde a las cámaras y chimeneas incluidos
en el capítulo 1 de las presentes Especificaciones, y el suministro de tapas y
escalines de tapas y escalines se incluyen en ítem apartes.
Cámara tipo “a”
D= 1,3 mts Hm: 2,43 mts Cantidad: 21
Cámara tipo “b”
D= 1,3 mts Hm: 1,43 mts Cantidad: 9
Cámara tipo “a “con salto
D= 1,3 mts Hm: 3,45 mts Cantidad: 2
TAPAS PARA CAMARAS DE INSPECCION
Las tapas se ejecutaran de acuerdo al plano tipo nº3 “TAPAS DE
HORMIGON ARMADO Y ANILLO DE FUNDICION DE HIERRO PARA CAMARAS
DE INSPECCION DE ALCANTARILLADO CALZADAS – ACERAS”, según
especificaciones técnicas AGUAS DECIMAS.
Plantilla de acero A 27-26 es INCH 2031-e= 5 mm
ARMADURA:
Se confeccionara con barra de acero Grado A 37-26ES como mínimo en D=8mm (INCH 204)
RELLENO:
Hormigón H-30
TUBOS:
Acero DN = 1 ¼”
DISCO:
Acero est = 100 mm
TAPAS:
Tapa tipo calzada = 32 unidades
SUMINISTRO ESCALINES
Los escalines serán de fierro galvanizado de 20 mm. En conformidad con el
plano tipo HB e-1 AGUAS DECIMA, y se colocaran de acuerdo con el cuadro de
cámaras del proyecto.
Se usara fe. galvanizado en baño, rechazándose el electrolítico. No incluye
la colocación de los escalines, pues estas considerado en la confección de la
cámaras y chimeneas.
UNIONES DOMICILIARIAS
Se construirán uniones domiciliarias de acuerdo al proyecto entre cañería
colectora y la cámara de inspección domiciliaria más próxima a ella.
Las uniones se harán con tubos de PVC sanitario de D: 110 mm de
diámetro.
El empalme de la unión en el colector se hará con pieza T, de arranque
PVC.
Las pendientes se regirán de acuerdo a las cotas del terreno, no pudiendo
ser inferior a un 3% y superior a un 33%.
Incluye suministro, trasporte interno, colocación y prueba de cañerías, tubo
de registro (cuando corresponda),dado de refuerzo, excavación, relleno, y
trasporte de excedentes.
UNION DOMICILIARIA SEGÚN TIPO DE EMPALME
Union domiciliaria con empalme a colector proyectado.se considera una Ud.
por vivienda, largo promedio de la Ud. L=9 mts, se considera una excavación de
5,5 mt3 por Ud.
Memoria de cálculo
La presente memoria se refiere al proyecto de extensión de las redes de
Alcantarillado de Aguas Servidas para el Loteo de la referencia, compuesto por
214 Viviendas que se construirá en la comuna de Valdivia, Región de los Ríos.
La red se consulta en cañería de PVC Sanitario tipo I y tipo II, en diámetros
D: 180mm, D: 200 mm y D: 355 m.
Los puntos de descargas serán en P.E.A.S, como se indica en el plano.
Base de Cálculo
Número de Lotes : 214 Viviendas
Densidad : 5 Hab/Vivienda
Población : 1070 Habitantes
Dotación : 150 Lt/Hab/Día
Coeficiente de Recuperación : 0,8
Relación máxima H/D : 0,7
Formulas de Calculo : Ganguillet y Kutter
Boston Society of Civil Engineers.
DE CI Nº A CI Nº 0‐2 MTS 2‐4 MTS > 4 MTS
COL 1 1 2 87,4 32 7 57 14
2 3 23,4 9 2 16 4
3 4 46,8 26 4 45 9
4 5 192,24 83 10 143 27
5 6 336 10,5 30 3 55 9
6 7 684 13,7 86 7 136 22
7 8 684 36,8 89 7 138 22
8 9 552 79,4 100 6 140 21
9 32 552 118,7 113 6 153 22
32 10 7,2 7,2 0,5 9 0 12 2
10 11 18 75 6 95 17
CAÑ 1 12 13 28,35 21 4 38 9
13 14 10,84 9 2 15 3
14 15 28,7 29 4 52 10
15 5 93 52 10 93 21
CAÑ 2 12 16 74 63 8 108 21
16 6 59 8,8 45 6 80 15
CAÑ 3 17 18 996 81 10 140 26
18 6 384 24 34 4 59 10
CAÑ 4 19 20 96 37 5 68 12
20 7 98 36 5 66 12
CAÑ 5 21 22 156 12 2 21 4
22 23 108 12 1 19 3
23 24 840 34,6 90 8 146 24
24 8 348 38 37 3 60 10
CAÑ 6 16 25 924 104 9 166 27
25 26 1140 73 146 11 228 36
26 9 936 152 102 9 159 27
CAÑ 7 17 27 696 74 7 115 20
27 28 540 43 72 5 111 17
28 9 732 115 82 7 131 22
CAÑ 8 29 10 268 40 81 13 148 31
LAT. 1‐3 1 18 622 40 7 72 15
LAT. 1‐5 30 24 168 12 2 22 4
LAT. 1‐7 31 27 384 14 4 24 7
12894,93 794,7 18,5 1937 204 3131 555
VOLUMEN (MT3)
TOTAL MT3
CALCULO DEL VOLUMEN DE EXCAVACION
NOMBRETRAMO
ESCARPE CAMA RELLENO EXCEDENTES
L
DE CI Nº A CI Nº MTS MINIMO MAXIMO
COL 1 1 2 56 11 0 225 0,115 55 0,115 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
2 3 15 3 0 225 0,031 55 0,031 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
3 4 30 225 55 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
4 5 89 10 0 225 0,104 55 0,104 3,63 3,72 1,115 3,63 4,83
5 6 28 21 0 225 0,219 55 0,219 3,76 4,29 1,288 3,76 5,58
6 7 57 44 0 225 0,458 55 0,458 4,03 5,41 1,624 4,03 7,04
7 8 57 9 0 225 0,094 55 0,094 4,09 5,63 1,69 4,09 7,32
8 9 46 18 0 225 0,188 55 0,188 4,2 6,06 1,817 4,2 7,88
9 32 46 82 0 225 0,854 55 0,854 4,71 7,87 2,362 4,71 10,24
32 10 3 11 0 225 0,115 55 0,115 4,78 8,25 2,474 4,78 10,72
10 11 45 4 0 225 0,042 55 0,042 4,81 8,39 2,518 4,81 10,91
CAÑ 1 12 13 35 7 35 225 0,073 35 0,073 1,95 1,95 0,585 1,95 2,54
13 14 13 2 10 225 0,021 45 0,021 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
14 15 33 2 10 225 0,021 55 0,021 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
15 5 86 10 50 225 0,104 105 0,104 3,61 3,63 1,089 3,61 4,72
CAÑ 2 12 16 70 13 65 225 0,135 65 0,135 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
16 6 49 6 30 225 0,063 95 0,063 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
CAÑ 3 17 18 83 14 70 225 0,146 70 0,146 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
18 6 32 11 55 225 0,115 125 0,115 3,63 3,74 1,123 3,63 4,87
CAÑ 4 19 20 40 4 20 225 0,042 20 0,042 1,36 1,36 0,408 1,36 1,77
20 7 41 5 25 225 0,052 45 0,052 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
CAÑ 5 21 22 13 3 15 225 0,031 15 0,031 1,08 1,08 0,324 1,08 1,4
22 23 9 15 1,08 1,08 0,324 1,08 1,4
23 24 70 7 35 225 0,073 50 0,073 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
24 8 29 4 20 225 0,042 70 0,042 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
DOT.
(L/H/D)
CALCULO SEGÚN DEMANDA AL AÑO
IDENTIFICACION
ENTRE CAMARASNº VIVIENDA
POBLACION
SERVIDA INFIL TRACION
TOT.ACUMULADO
EXTREMOS
CAUDALES (L/S)
Q.MED
(L/S)
APORTE INCREMENTAL EN EL TRAMO
POBLACION
SERVIDA
Q.MED
(L/S)MINIMO MAXIMO
L
DE CI Nº A CI Nº MTS MINIMO MAXIMO
CAÑ 6 16 25 77 14 70 225 0,146 70 0,146 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
25 26 95 19 95 225 0,198 165 0,198 3,68 3,97 1,191 3,68 5,16
26 9 78 15 75 225 0,156 240 0,156 3,78 4,37 1,312 3,78 5,69
CAÑ 7 17 27 58 11 55 225 0,115 55 0,115 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
27 28 45 12 60 225 0,125 115 0,125 3,62 3,69 1,106 3,62 4,79
28 9 61 11 55 225 0,115 170 0,115 3,69 4 1,199 3,69 5,2
CAÑ8 29 10 112 11 55 225 0,115 55 0,115 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
225
LAT. 1‐3 1 18 56 11 55 225 0,115 55 0,115 2,28 2,28 0,684 2,28 2,96
LAT. 1‐5 30 24 14 4 20 225 0,042 20 0,042 1,36 1,36 0,408 1,36 1,77
225
LAT.1‐7 31 27 32 6 3 225 0,063 30 0,063 1,8 1,8 0,54 1,8 2,34
MINIMO MAXIMOENTRE CAMARAS
Nº VIVIENDA POBLACION
SERVIDA
DOT.
(L/H/D)
CALCULO SEGÚN DEMANDA AL AÑO
IDENTIFICACION APORTE INCREMENTAL EN EL TRAMO TOT.ACUMULADO CAUDALES (L/S)
INFIL TRACION
EXTREMOSQ.MED
(L/S)
POBLACION
SERVIDA
Q.MED
(L/S)
COL I 1 2 173 0,804% 0,009 24,8 2,96
2 3 173 0,333% 0,009 15,9 2,96
3 4 173 0,300% 0,009 15,1 2,96
4 5 173 0,303% 0,009 15,2 4,83
5 6 192 0,321% 0,009 20,9 5,58
6 7 192 0,316% 0,009 20,7 7,04
7 8 192 0,316% 0,009 20,7 7,32
8 9 192 0,304% 0,009 20,3 7,88
9 32 192 0,304% 0,009 20,3 10,24
32 10 192 0,333% 0,009 21,3 10,72
10 11 334 0,311% 0,009 92,5 10,91
CAÑ 1 12 13 173 0,800% 0,009 24,8 2,54
13 14 173 0,308% 0,009 15,3 2,96
14 15 173 0,303% 0,009 15,2 2,96
15 5 173 0,302% 0,009 15,2 4,72
CAÑ 2 12 16 173 0,800% 0,009 24,8 2,96
16 6 173 0,551% 0,009 20,5 2,96
CAÑ3 17 18 173 0,807% 0,009 24,9 2,96
18 6 173 0,313% 0,009 15,4 4,87
CAÑ 4 19 20 173 1,150% 0,009 29,7 1,77
20 7 173 0,707% 0,009 23,3 2,96
CAÑ 5 21 22 173 1,615% 0,009 35,3 1,4
22 23 173 1,556% 0,009 34,6 1,4
23 24 173 0,300% 0,009 15,1 2,96
24 8 173 0,759% 0,009 24,1 2,96
ENTREDIAMETRO PENDIENTE RUGOSIDAD
DETERMINACION DE LAS CAPACIDAD DE CAÑERIAS
CAMARAS
IDENTIFICACIONCAPACIDAD
CAÑERIA
CAUDAL
MAXIMO
CAÑERIANOMBRE
CAÑ 6 16 25 173 0,805% 0,009 24,9 2,96
25 26 173 0,316% 0,009 15,5 5,16
26 9 192 0,333% 0,009 21,3 5,69
CAÑ 7 17 27 173 1,483% 0,009 33,8 2,96
27 28 173 0,311% 0,009 15,4 4,79
28 9 173 0,508% 0,009 19,7 5,2
CAÑ 8 29 10 192 0,804% 0,009 32,2 2,96
LAT. 1‐3 1 18 173 1,607% 0,009 35,2 2,96
LAT.1‐5 30 24 173 2,071% 0,009 39,9 1,77
LAT 1‐7 31 27 173 0,813% 0,009 25 2,34
DETERMINACION DE LAS CAPACIDAD DE CAÑERIAS
IDENTIFICACIONCAPACIDAD
CAÑERIA
CAUDAL
MAXIMO
CAÑERIANOMBRE
ENTREDIAMETRO PENDIENTE RUGOSIDAD
CAMARAS
DE CI Nº A CI Nº
COL 1 1 2 56 173 0,804 0,009 2,3 0,2 0,75 0,42 SI
2 3 15 173 0,333 0,009 2,3 0,24 0,54 0,43 SI
3 4 30 173 0,3 0,009 2,3 0,25 0,52 0,43 SI
4 5 89 173 0,303 0,009 3,6 0,31 0,59 0,45 SI
5 6 28 192 0,321 0,009 3,8 0,27 0,61 0,44 SI
6 7 57 192 0,316 0,009 4 0,28 0,62 0,44 SI
7 8 57 192 0,316 0,009 4,1 0,28 0,62 0,44 SI
8 9 46 192 0,304 0,009 4,2 0,29 0,62 0,44 SI
9 32 46 192 3,04 0,009 4,7 0,31 0,64 0,45 SI
32 10 3 192 0,333 0,009 4,8 0,3 0,66 0,44 SI
10 11 45 334 0,311 0,009 4,8 0,21 0,75 0,42 SI
CAÑ 1 12 13 35 173 0,8 0,009 2 0,2 0,75 0,42 SI
13 14 13 173 0,308 0,009 2,3 0,25 0,53 0,43 SI
14 15 33 173 0,303 0,009 2,3 0,25 0,53 0,43 SI
15 5 86 173 0,302 0,009 3,6 0,31 0,59 0,45 SI
CAÑ 2 12 16 70 173 0,8 0,009 2,3 0,2 0,75 0,42 SI
16 6 49 173 0,551 0,009 2,3 0,21 0,64 0,42 SI
CAÑ 3 17 18 83 173 0,807 0,009 2,3 0,2 0,76 0,42 SI
18 6 32 173 0,313 0,009 3,6 0,31 0,6 0,45 SI
DIAG
AUTOLAV.C
ON Q MIN.
CARACTERISTICAS DEL TRAMOIDENTIFICACION
DIASNOSTICO DE LOS COLECTORES PARA CAUDALES MINIMOS
RUGOS. (L/S) h/d VEL.( M/S) V.AUTOL.
CAUDAL
TOTAL
CARACTERISTICAS
ESCURRIMIENTO CAUDAL
CAMARASLARGO DIAMETRO i %
Anexo 2:
Oferta Económica Empresa Manantial
1 /11
2 /11
3 /11
4 /11
5 /11
6 /11
7 /11
8 /11
9 /11
10 /11
11 /11
Anexo 3:
Tipos de Cámaras de Vacío
ASS Complet Pumpe
90
1027
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
C
ScaleDate.
Drawing No:
Remarks:
Description:
MAT-
ENG.DRAW.
Eco No. Date. Sign. page.
T-GEN.
_/_ SNIRSNIR
10.05.09www.flovac.com
The Netherlands
www.flovac.nl
NL-5803 AP VenrayKeizersveld 71D+GFLOVAC THE Netherlands
Fax; +31-478515180Tel; +31-478516218
H 2000
Pump Chamber 10.05.09
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
C
ScaleDate.
Drawing No:
Remarks:
Description:
MAT-
ENG.DRAW.
Eco No. Date. Sign. page.
T-GEN.
_/_ SNIRSNIR www.flovac.com
The Netherlands
www.flovac.nl
NL-5803 AP VenrayKeizersveld 71D+GFLOVAC THE Netherlands
Fax; +31-478515180Tel; +31-478516218
B
A
600 90
400
93032
0
800
630780
515
1000
550
360
C
V1=70 Lit.
V2=260 Lit.
Pump Chamber
1 A+B 16002 A+B+C 2000
H /mmOptions
H 2000
B
C
D
1 2
A
321 4
B
A
5 6
C
ScaleDate.
Drawing No:
Remarks:
Description:
MAT-
ENG.DRAW.
Eco No. Date. Sign. page.
T-GEN.
_/_ Gadi
10.05.09www.flovac.com
The Netherlands
www.flovac.nl
NL-5803 AP VenrayKeizersveld 71D+GFLOVAC THE Netherlands
Fax; +31-478515180Tel; +31-478516218
Anexo 4:
Planos
Planos: Proyecto de Alcantarillado de A.S y Preliminary Vacuum Collection System Layout
ddi
d
d
