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SISTEMAS DE ALCANTARILLADO (FUNDAMENTOS Y COMPONENTES) Ing. José Alexander Díaz R. E-mail: capaguas.ve@gmail.com Elaborado: Enero – 15 - 2.022 mailto:capaguas.ve@gmail.com CONTENIDO ALCANTARILLADO SISTEMAS DE SANEAMIENTO Y DRENAJE - Redes unitarias - Redes separativas o redes separadas LINEAMIENTOS PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS REDES SEPARADAS: Principal inconveniente de las redes separativas Principal inconveniente de las redes unitarias ALCANTARILLADO SANITARIO ALCANTARILLADO PLUVIAL COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS REDES - Las acometidas - Arqueta de arranque - Albañal - Entronque - Las alcantarillas - Los colectores (o “colectores secundarios”) - Los colectores principales - Los emisarios interceptores - Estación depuradora. - Vertido final de las aguas tratadas OTROS ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS - Estaciones de bombeo - Líneas de impulsión - Depósitos de retención, pozos o tanques de retención - Elementos menores - Cunetas y rigolas - Imbornales, tragantes o sumideros - Pozos de inspección http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcantarillado_unitario&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcantarillado_separativo&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Acometida http://es.wikipedia.org/wiki/Alba%C3%B1al http://es.wikipedia.org/wiki/Alcantarilla_(construcci%C3%B3n) http://es.wikipedia.org/wiki/Colector http://es.wikipedia.org/wiki/Interceptor http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_de_bombeo http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dep%C3%B3sito_de_retenci%C3%B3n&action=edit&redlink=1 ALCANTARILLADO Se denomina alcantarillado o también red de alcantarillado, red de saneamiento o red de drenaje al sistema de estructuras y tuberías usado para la recogida y transporte de las aguas residuales y pluviales de una población desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten al medio natural o se tratan. Las redes de alcantarillado son estructuras hidráulicas que funcionan a presión atmosférica, por gravedad. Muy raramente, y por tramos breves, están constituidos por tuberías que trabajan bajo presión o por vacío. Normalmente están constituidas por conductos de sección circular, oval o compuesta, la mayoría de las veces enterrados bajo las vías públicas. El más antiguo alcantarillado de que se tiene referencia es el que fue construido en Nippur (India), alrededor del 3.750 AC. Posteriormente en los centros poblados de Asia Menor y de Oriente Próximo utilizaron conductos de alfarería, (Creta, 1700 AC). En Atenas y Corinto, en la Grecia antigua, se construyeron verdaderos sistemas de alcantarillado. Se utilizaron canales rectangulares, cubiertos con losas planas (atarjeas, propiamente dichas), que eventualmente formaban parte del pavimento de las calles; a las atarjeas afluían otros conductos secundarios, formando verdaderas redes de alcantarillado. http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa http://es.wikipedia.org/wiki/Aguas_residuales http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aguas_pluviales&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales http://es.wikipedia.org/wiki/Obra_hidr%C3%A1ulica http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADo http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(hidr%C3%A1ulica) http://es.wikipedia.org/wiki/Nippur http://es.wikipedia.org/wiki/Creta http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Atarjea_(saneamiento)&action=edit&redlink=1 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paris-Egouts-p1010721.jpg Existen muchos relatos y descripciones de las alcantarillas de la antigüedad, quizás las más conocidas sean las de la antigua Roma, de París y de Londres, estas dos últimas alcantarillas construidas en Europa se dirigían fundamentalmente a la recolección de las aguas de lluvia. Las aguas usadas de origen humano solo comenzaran a ser conectadas a las alcantarillas en 1.815 en Londres, en Boston a partir de 1.833 y en París, solo a partir de 1.880 El primer sistema moderno de alcantarillado se diseñó en Hamburgo en 1.842, utilizando las más modernas teorías de la época, teniendo en cuenta las condiciones topográficas y las necesidades reales de la comunidad. Este hecho significó un espectacular avance, considerando que los principios fundamentales en que se basó el proyecto no se generalizaron hasta inicios de los 1.900, y siguen vigentes en la actualidad. SISTEMAS DE SANEAMIENTO Y DRENAJE Las redes de saneamiento surgieron en las ciudades europeas durante el siglo XIX en respuesta a los problemas sanitarios y epidemiológicos generados por la deficiente evacuación de las aguas fecales. En aquel momento la mayoría de estas ciudades disponían ya de un sistema de cloacas destinadas a la evacuación de las aguas de lluvia y residuales, pero sin conexión a éstas de las bajantes de los edificios. Las aguas residuales se vertían a la calle y la lluvia las arrastraba a las cloacas, desde donde iban a un cauce. Los alcantarillados se pueden construir de dos modos: Redes unitarias: las que se proyectan y construyen para recibir en un único conducto, mezclándolas, tanto las aguas residuales (urbanas e industriales) como las pluviales generadas en el área urbana cubierta por la red. Redes separativas o redes separadas: constan de dos canalizaciones totalmente independientes; una para transportar las aguas residuales domésticas, comerciales e industriales hasta una estación http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIX http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIX http://es.wikipedia.org/wiki/Colector http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcantarillado_unitario&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcantarillado_separativo&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Aguas_negras http://es.wikipedia.org/wiki/Aguas_negras http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_depuradora_de_aguas_residuales depuradora, estas redes son designadas también como "redes de alcantarillado sanitario"; y otra para conducir las aguas pluviales hasta el receptor, que puede ser un río, un lago o el mar. Desde mediados del siglo XX comenzaron a construirse redes separativas, tras la aparición de los primeros sistemas de depuración, y con base en los siguientes argumentos: La separación reduce los costes de depuración y simplifica los procesos, puesto que el caudal tratado es menor. La separación reduce la carga contaminante vertida al medio receptor por los episodios de rebosamiento del alcantarillado unitario. Siendo correctos los argumentos anteriores, existen también una serie de inconvenientes del alcantarillado han hecho que las redes separativas desde finales de los años 1.990 están incrementando su uso, principalmente en redes de nueva implantación (la separación de redes unitarias existentes pronto se vio como económica y técnicamente inviable). LINEAMIENTOS PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS REDES SEPARADAS Para el buen funcionamiento de las redes separadas debe prestarse mucha atención a los aspectos que siguen: Debe existir un estricto control de vertidos para evitar que se acometan caudales residuales a la red de pluviales (que irían directamente al medio natural sin depurar) y viceversa. Esto último ocasionaría una explotación más compleja y costosa de la red de alcantarillado sanitario. La separación completa implica redes interiores separativas en los edificios, con duplicación de las bajantes. En este frente los costes de instalación son importantes. http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_depuradora_de_aguas_residuales http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XX http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Contaminaci%C3%B3n_de_las_aguas&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rebosamiento_del_alcantarillado_unitario&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/A%C3%B1os_1990 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_de_vertidos&action=edit&redlink=1 Las aguas pluviales urbanas no son aguas limpias, si no que suelen estar sucias, por lo que su vertido directo al cauce puede generar una contaminación apreciable. La red de pluviales de una red separativa puede permanecer, en climas secos, sin agua durante periodos de tiempo extensos. Sin la auto limpieza de los conductos en tiempo de lluvia, por lo que puede llegar a ser necesaria la descarga de caudales de agua limpia por la red (arquetas de descarga en las cabeceras del saneamiento), reduciendo las ventajas de ahorro y eficiencia. Principal inconveniente de las redes separativas El coste de instalación es muy superior, entre 1,5 y 2 veces la red unitaria equivalente. Principal inconveniente de las redes unitarias Los grandes cambios en el caudal dificultan mucho la operación de las plantas de tratamiento. Frecuentemente en los periodos de lluvias intensas las plantas de tratamiento son simplemente "by-pasadas", vertiendo los efluentes directamente sin tratamiento en los cuerpos receptores o construyendo balsas de retención para guardar durante unos días el exceso de aguas llegadas, mientras se van depurando. ALCANTARILLADO SANITARIO Inicialmente las redes de alcantarillado sanitario se construían con tubos de cemento, y fibrocemento; en algunos casos se utilizaron tubo de gres; actualmente, el material más utilizado es el PVC. A partir de la década de 1.990 cada vez se hace más frecuente el dimensionamiento de las tuberías considerando no solamente la velocidad mínima http://es.wikipedia.org/wiki/Cuerpo_receptor http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tubo_de_cemento&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tubo_de_cemento&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Fibrocemento http://es.wikipedia.org/wiki/Gres http://es.wikipedia.org/wiki/PVC del agua en la tubería, sino que también se considera la fuerza de arrastre del flujo. Esta variante permite trabajar con pendientes menores, lo que se constituye en una ventaja en zonas muy llanas. ALCANTARILLADO PLUVIAL Las redes de alcantarillado pluvial tienen concepciones de las más variadas. Frecuentemente son redes enterradas, pero se combinan con tramos constituidos con canales abiertos. En la concepción de las redes de alcantarillado pluvial juegan un papel muy importante, además de la topografía, que domina también en el alcantarillado sanitario, el régimen de precipitaciones en la zona. Componentes de una red de alcantarillado COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS REDES Los componentes principales de una red de alcantarillado, descritos en el sentido de circulación del agua, son: Las acometidas, que son el conjunto de elementos que permiten incorporar a la red las aguas vertidas por un edificio o predio. A su vez se componen usualmente de: - Una arqueta de arranque, situada ya en el interior de la propiedad particular, y que separa la red de saneamiento privada del alcantarillado público; - Un albañal, conducción enterrada entre esa arqueta de arranque y la red de la calle - Un entronque, entre el albañal y la red de la vía, constituido por una arqueta, pozo u otra solución técnica. Las alcantarillas (en ocasiones también llamadas “colectores terciarios”), son conductos enterrados en las vías públicas, de pequeña http://es.wikipedia.org/wiki/Acometida http://es.wikipedia.org/wiki/Alba%C3%B1al http://es.wikipedia.org/wiki/Alcantarilla_(construcci%C3%B3n) sección, que transportan el caudal de acometidas e imbornales hasta un colector. Imbornal Los colectores (o “colectores secundarios”), que son las tuberías de mayor sección, frecuentemente visitables, que recogen las aguas de las alcantarillas, las conducen a los colectores principales. Se sitúan enterrados, en las vías públicas. Los colectores principales, que son los mayores colectores de la población y reúnen grandes caudales, hasta aportarlos a su destino final o aliviarlos antes de su incorporación a un emisario. Los emisarios interceptores o simplemente interceptores, que son conducciones que transportan las aguas reunidas por los colectores hasta la depuradora o su vertido al medio natural, pero con su caudal ya regulado por la existencia de un aliviadero de tormentas. Estación depuradora. Aguas abajo y ya fuera de lo que convencionalmente se considera red de alcantarillado. Vertido final de las aguas tratadas: - Mediante un emisario, llevadas a un río o arroyo. - Vertidas al mar en proximidad de la costa. - Vertidas al mar mediante un emisario submarino, llevándolas a varias centenas de metros de la costa. - Reutilizadas para riego y otros menesteres apropiados. http://es.wikipedia.org/wiki/Colector http://es.wikipedia.org/wiki/Interceptor http://es.wikipedia.org/wiki/Aliviadero http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Emisario&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Emisario_submarino http://es.wikipedia.org/wiki/Riego http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alcantarilla_-_Buenos_Aires.JPG OTROS ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS En un cierto número de ocasiones son necesarias otras estructuras más importantes: Estaciones de bombeo: como la red de alcantarillado trabaja por gravedad, para funcionar correctamente las tuberías deben tener una cierta pendiente, calculada para garantizar al agua una velocidad mínima que no permita la sedimentación de los materiales sólidos transportados. En ciudades con topografía plana, los colectores pueden llegar a tener profundidades superiores a 4 - 6 m, lo que hace difícil y costosa su construcción y complicado su mantenimiento. En estos casos puede ser conveniente intercalar en la red estaciones de bombeo, que permiten elevar el agua servida a una cota próxima a la cota de la vía. Líneas de impulsión: Tubería en presión que se inicia en una estación de bombeo y se concluye en otro colector o en la estación de tratamiento. Depósitos de retención o también pozos o tanques de retención: estructuras de almacenamiento que se utilizan en ciertos casos donde es necesario laminar las avenidas producidas por grandes tormentas, allí donde no son raras (depósitos, tanques o pozos de laminación, o arcas de expansión); y donde es necesario retener un cierto volumen inicial de las lluvias para reducir la contaminación del medio receptor (depósitos, tanques o pozos de tormentas). Elementos menores En todas las redes de alcantarillado existen, además otros elementos menores: Las cunetas, rigolas y caces, que recogen y concentran las aguas pluviales de las vías y de los terrenos colindantes; http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_de_bombeo http://es.wikipedia.org/wiki/Pendiente_(matem%C3%A1ticas) http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dep%C3%B3sito_de_retenci%C3%B3n&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dep%C3%B3sito_de_laminaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dep%C3%B3sito_de_laminaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Dep%C3%B3sito_de_tormentas http://es.wikipedia.org/wiki/Dep%C3%B3sito_de_tormentas http://es.wikipedia.org/wiki/Cuneta Los imbornales, tragantes o sumideros, que son las estructuras destinadas a recolectar el agua pluvial y de baldeo del viario; Los pozos de inspección, que son cámaras verticales que permiten el acceso a las alcantarillas y colectores, para facilitar su mantenimiento. http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Imbornal&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pozo_de_alcantarillado&action=edit&redlink=1
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