Informe Diseño Hidraulico

DISEÑO REDES EXTERNAS URBANIZACION PANORAMA RESERVADO

INFORME DE DISEÑO

VERSION 01 – Octubre 27/2010

Elaboro: Ing. Guillermo Romero

–INFORME DE DISEÑO

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TABLA DE CONTENIDO GENERAL

1. 2. 3. 4.

ALCANCE ............................................................................................................... 4 LOCALIZACIÓN LOCALIZACIÓN ...................................................................................................... 4 DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PROYECTO........................................................................... 4 RECOPILACIÓN RECOPILACIÓN Y AN ANÁLISIS ÁLISIS DE INFORMACIÓN INFORMACIÓN ................................................. 6 4.1 Visita de campo................................................................................................ 6 4.2 Planos Secretaría Secretaría de Planeación Planeación ..................................................................... 6 4.3 Información Informació n obtenida en la Empresa de Acueducto de Bogotá ............ ...... ............ ............ ...... 7 5. TOPOGRAFIA TOPOGRAFIA......................................................................................................... 7 6. CRITERIOS DE DISEÑO ........................................................................................ 7 7. PARÁMETROS PARÁMETROS DE DISEÑO .................................................................................. 8 7.1 Acueducto ........................................................................................................ 8 7.2 Alcantarillado Alcantarillado Sanitario..................................................................................... 8 7.3 Alcantarillado Alcantarillado Pluvial ...................................................................................... 10 8. CÁLCULO DE CAUDALES CAUDALES .................................................................................. 11 9. DISEÑO GEOMÉTRICO GEOMÉTRICO DE LAS LÍNEAS ........................................................... 12 10. CIMENTACIÓN CIMENTACIÓN DE LA RED PROYECTADA PROYECTADA ....................................................... 12 12 11. POZOS DE INSPECCIÓN ................................................................................... 13 12. DISEÑO ESTRUCTURAL .................................................................................... 13 13. ESTUDIOS PREDIALES PREDIALES ...................................................................................... 14 14. CANTIDADES CANTIDADES DE OBRA ..................................................................................... 14

ELABORO Ing. GUILLERMO ROMERO H.

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CARGO Ingeniero Diseñador Hidráulico

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1. ESQUEMA GENERAL DEL TRAZADO DE LA RED SANITARIA (ROJO). .................... 5 FIGURA 2. CAUDALES UNITARIOS. NORMA SISTEC NS-085. ................................................... 11


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LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1 – Memorias de Diseño ANEXO 2 – Memoria Cantidades de Obra ANEXO 3 – Cantidades de Obra ANEXO 4 – Planos ANEXO 5 – Estudio de Suelos ANEXO 6 – Informe Topografía


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MEMORIAS DE CÁLCULO DISEÑO HIDRÁULICO 1. ALCANCE

El proyecto consistió en la elaboración de los diseños necesarios para construir las redes locales de acueducto y alcantarillado sanitario y pluvial de la Urbanización PANORAMA RESERVADO, del Municipio de Soacha. En este informe técnico se presenta el diseño hidráulico para la construcción de las redes locales de acueducto y alcantarillado definidas por la EAAB en el documento de Posibilidad de Servicios y Datos Técnicos No. S-2009-032425 de fecha 10 de Febrero de 2009, en el cual se exponen los criterios y metodologías utilizadas soportadas en las diferentes Normas de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá EAAB.

2. LOCALIZACIÓN

El proyecto se encuentra ubicado en el barrio PANORAMA del Municipio de Soacha en la calle 25 con Kr 12 Este.

3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto consiste en el diseño de la red de acueducto cubriendo todos los frentes del predio y la red de alcantarillado sanitario para la correcta prestación del servicio de alcantarillado del sector, debido a que el alcantarillado combinado existente no cumple con las normas y especificaciones de la EAAB, como lo son el tipo de material de la tubería, ya que el alcantarillado existente es de gres, razón por la cual la red existente no es una red oficial. En cuanto a la red pluvial el predio que se está urbanizando manejará las aguas lluvias por escorrentía superficial, mediante la construcción de canaletas de drenaje superficial, las cuales llevan sus aguas frente al predio a una vía en pavimento ELABORO Ing. GUILLERMO ROMERO H.

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rígido, la cual tiene sumideros que recogen las aguas lluvias y las conducen a la red de alcantarillado existente, la cual es combinada. En el presente diseño se optó como propuesta diseñar una red de alcantarillado sanitario de aproximadamente 450 metros y dejar la red existente como de aguas lluvias. La red que aparece como combinada quedará como de aguas lluvias, ya que en la etapa de construcción del proyecto se suspenderán las domiciliarias que tiene conectadas, las cuales se conectarán a la nueva red sanitaria diseñada. En la imagen 1 se muestra un esquema general del trazado de las red de alcantarillado sanitario diseñada.

Figura 1. Esquema General del trazado de la red sanitaria (rojo).


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4. RECOPILACIÓN Y ANALISIS DE INFORMACIÓN

El proceso de recopilación y análisis de la información incluyó la localización del trazado de la red diseñada y de las áreas aferentes a la red, para lo cual se tuvo en cuenta las planchas de obra construida del Acueducto de Bogotá 1:2000 y 1:3333, plancha L-21 de alcantarillado sanitario y la plancha 246-II-B-10; se revisaron la existencia de redes en la zona y la incorporación de estas en la EAAB. Se determinaron las áreas de drenaje y en general se prepararon y se conformaron los planos para presentación de diseños, de acuerdo con las normas vigentes de la EAAB – ESP. A continuación se hace una descripción de la información recopilada para adelantar los diseños del proyecto de las redes locales de acueducto y alcantarillado sanitario.

4.1.

Visita de campo

Se inició con una visita de reconocimiento al sector, igualmente se observaron las posibilidades de alineamientos de la red e intervención de espacio público así como las posibles interferencias con otras redes de servicio público. Se realizaron varias visitas por parte del diseñador y la topografía con el objeto de adelantar las actividades de campo y finalmente para ajustar y definir los diseños adecuados y definitivos.

4.2.

Planos Secretaría de planeación

Principalmente para el desarrollo del proyecto de la red de alcantarillado sanitario se tomó como base el plano de ordenamiento territorial del Municipio de Soacha (Plano Actualizado POT SOACHA).


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4.3.

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Información obtenida en la Empresa de Acueducto de Bogotá

Planos de redes existentes de alcantarillado sanitario en escala 1:2000, planchas L21 y L-11. Plano de redes existentes de acueducto en escala 1:3333, plancha 246-II-B-10. Se consulto el Proyecto Conceptual C- 11 “PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO PARA EL MUNICIPIO DE SOACHA” . Se consulto el SISTEC Y la pagina Web de la Empresa de Acueducto y alcantarillado de Bogotá (EAAB), en donde se obtuvieron algunas normas técnicas y especificaciones.

5. TOPOGRAFIA

Se levantó la topografía de la vía por donde se diseño la red amarrada a las placas IGAC GPS-C-T-25 y GPS-C-T-26. Se niveló el eje de la vía y se realizó el inventario de redes existentes. Toda la información relacionada con el levantamiento topográfico y las investigaciones de redes se presentan en el informe de topografía.

6. CRITERIOS DE DISEÑO

El proyecto se diseñó según los lineamientos contemplados en la norma SISTEC NS-085 “CRITERIOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO” y la norma SISTEC NS-036 “CRITERIOS PARA DISEÑO DE RED DE ACUEDUCTO SECUNDARIA Y MENOR DE DISTRIBUCIÓN”, y según lo dispuesto en el estudio de Factibilidad del Plan Maestro de Alcantarilladlo de Soacha, Proyecto Conceptual C-11.


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7. PARÁMETROS DE DISEÑO

Los parámetros de diseño constituyen los elementos básicos para el desarrollo del presente proyecto de redes externas de la Urbanización Panorama Reservado del barrio PANORAMA del Municipio de Soacha. Los diseños del proyecto de redes de acueducto y alcantarillado sanitario se realizó aplicando las normas vigentes en la Empresa de Acueducto de Bogotá en especial las Normas NS-085, NS-036, NS-010, NS-035, NS-029, NS-054 y NS-068. 7.1.

Acueducto

El diseño de las redes de acueducto se realizó con el criterio de diámetro mínimo en red menor de distribución definido en la Norma NS- 036 “CRITERIOS PARA DISEÑO DE RED DE ACUEDUCTO SECUNDARIA Y MENOR DE DISTRIBUCIÓN”, el cual debe ser mínimo de 4”. Debido a que la cota de terreno donde se desarrollará la Urbanización Panorama Reservado se encuentra por encima de la cota en el cual la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá garantiza servicio de acueducto (2570 m.s.n.m. IGAC), se diseño un sistema de bombeo, con tanque de almacenamiento que garantizará suministro de agua potable las 24 horas y redes de distribución para el suministro interno de la Urbanización, los cálculos aparecen en el anexo 1. Se instalará un sistema de macromedición y a cada suscriptor individual se le colocará medidor domiciliario. 7.2.

Alcantarillado Sanitario

Respecto a la densidad de población tenida en cuenta en el diseño se tomo de acuerdo con el Informe Ejecutivo del Estudio de Factibilidad del Plan Maestro de Alcantarillado de Soacha, de fecha noviembre del 2000, entregado a la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. Menciona en cuanto a Estudios de Población y Demanda que se realizaron las proyecciones de población y demanda de agua, para el Municipio de Soacha y la distribución espacial de esta con base en la reglamentación vigente sobre el ordenamiento físico del Municipio dada por su Plan de Ordenamiento Territorial POT. Se calcularon las poblaciones para el año 2020, según tres alternativas de crecimiento demográfico: alta migración, migración decreciente y migración cero, para luego distribuir la población proyectada en la alternativa de migración decreciente por estratos y sectores censales. Los análisis estadísticos del estudio establecieron:


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Población 1993 incluida Granada (Urbana) = 252.907 Población 2020 cálculo conservador = 416.720 Población 2020 cálculo no conservador = 788.311 Población base de proyección = 218.940 Población posible de saturación = 793.052

Los resultados finales teniendo en cuenta las alternativas de proyección se resumen en el siguiente cuadro: RESUMEN DE PROYECCIONES DE POBLACIÓN PARTE URBANA AÑO POBLACIÓN 1995 242.525 2000 353.026 2005 434.528 2010 506.890 2015 568.670 2020 617.775

El diseño de la red de alcantarillado sanitario se realizó para un comportamiento de flujo uniforme. Para el cálculo del caudal de diseño se aplicó la ecuación de la norma NS-085 utilizando la curva para una densidad de población entre 400 – 700 hab/ha,  , en donde X = Ha. Este caudal incluye una mayoración para prever la aireación, igualmente conexiones erradas e infiltración.

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El análisis hidráulico se realizó utilizando la formula de Manning          . Se utilizó para los cálculos un coeficiente de Manning de 0.010 correspondiente a una tubería de PVC de acuerdo con la norma NS-085. En las redes de recolección y evacuación de aguas residuales, la sección circular es la más usual para los colectores. El diámetro nominal mínimo permitido en redes de sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales tipo alcantarillado sanitario convencional es 200 mm (8”) (SISTEC NS -085 4.3.1.7). Se tuvo en cuenta que la velocidad mínima fuera aquella que garantizará condiciones de autolimpieza, para lo cual se calculo el esfuerzo tractivo mediante la siguiente expresión: ELABORO Ing. GUILLERMO ROMERO H.

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Donde: = 10300 N/m³ o 1000 Kg/m 3 peso específico de las aguas residuales R = 2arcos(1-(2y/D)), para tuberías parcialmente llenas S= pendiente media La velocidad mínima en sistemas sanitarios es aquella que garantice que el esfuerzo tractivo sea mayor o igual a 1,2 N/m² (0,12 Kg/m²), (SISTEC NS-085 4.3.1.4). La velocidad máxima tenida en cuenta fue de 6 m/s para no contemplar la utilización de pozos de inspección en materiales plásticos de acuerdo con la norma NS-085 debido a que el material de la tubería es PVC. Se controló que el Número de Froude no se encontrará en condición de flujo inestable o sea entre 0.9 y 1.1. Las pendientes utilizadas en general para los diseños son similares a la de la topografía predominante del terreno. La profundidad mínima a la cota clave debe ser la adecuada que permita el drenaje por gravedad de las descargas domiciliarias sin sótano, aceptando una pendiente mínima d estas del 2%. Debido a que el trazado del alcantarillado sanitario va por vía se tuvo en cuenta un recubrimiento mínimo de 1.20 m a cota del clave del colector de acuerdo con la Norma SISTEC NS-035 4.7.6.3. 7.3.

Alcantarillado Pluvial

Como ya se mencionó, el drenaje de la Urbanización Panorama Reservado se hará por Escorrentía Superficial mediante canaletas de drenaje superficial ya que el terreno no presenta lugares bajos donde se pueda presentar inundación de vías. Estas canaletas conducen las aguas lluvias a la vía la cual se encuentra en pavimento rígido y posee sumideros, los cuales drenan a la red existente la cual es combinada. Debido a esta circunstancia no se diseño ninguna red pluvial, ya que si se construirá la red sanitaria para independizar estos sistemas.


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8. CÁLCULO DE CAUDALES

El diseño del Alcantarillado se realizó a partir de los lineamientos contemplados en la norma SISTEC N- 085 “CRITERIOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO”, para tal efecto se determinó el caudal teniendo en cuenta la Figura 1 de la Norma NS-085, considerando que la densidad poblacional se encuentra entre 400 - 700 Hab/Ha, como ya se menciono en el aparte de “PARAMETROS DE DISEÑO” . A continuación se muestra una imagen de la gráfica utilizada tomada de la norma NS-085 de la EAAB.

Figura 2. Caudales Unitarios. Norma SISTEC NS-085.

Se preparó para el cálculo y dimensionamiento hidráulico de la red de alcantarillado sanitario del barrio PANORAMA un cuadro para aguas residuales que cumple con la Norma NS-085. En el Anexo 1 se presentan los cuadros con los cálculos hidráulicos de la red de alcantarillado sanitario.


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9. DISEÑO GEOMÉTRICO DE LAS LÍNEAS

El trazado de las redes fue evaluado en cuanto a su localización en planta teniendo en cuenta los anchos de las vías y las redes existentes. Todas las cotas presentadas en los diseños definitivos se encuentran en el sistema IGAC. El trazado en perfil del alcantarillado sanitario contemplo el estudio del punto de entrega de la red proyectada a la red existente localizada en la Carrera 5 Este con calle 26, recientemente construida por el CONSORCIO SOACHA 2009, Contrato 1506-2009 de la Alcaldía del Municipio de Soacha, la cual no ha sido entregada a la EAAB. Con las profundidades de las redes proyectadas se asegura que no habrá inferencias con redes de otros servicios como acueducto existente y gas natural. Para la construcción de las redes proyectadas, el constructor deberá tener en cuenta durante las actividades de excavación, no ocasionar daños a las redes de acueducto existente y gas. Las profundidades de instalación de la red sanitaria garantizan el recubrimiento mínimo requerido por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, por lo cual no fue necesario el diseño de cárcamos de protección.

10. CIMENTACIÓN DE LAS REDES PROYECTADAS

El dimensionamiento de la zanja para la instalación y la revisión de la cimentación tramo por tramo de la red de alcantarillado sanitario se efectuó de acuerdo con las especificaciones de la EAAB, Norma NS- 035 “Requerimientos para cimentación de tuberías en redes de acueducto y alcantarillado”. Los rellenos a utilizar corresponden a los especificados por la EAAB en esta misma Norma y en la Norma NP- 040 “Rellenos”. En los planos se especifica y se presentan los respectivos esquemas de cimentación, los cuales pueden ser consultados en la Norma NS-035. El modelo de cimentación a utilizar es el modelo de cimentación 2 para tubería flexible de la Norma NS-035, que corresponde con las recomendaciones indicadas en el estudio geotécnico, para lo cual se deben seguir las recomendaciones del geotecnista en cuanto a calidad de los materiales que se utilicen en el relleno de la zanja. El esquema de cimentación se muestra en el siguiente grafico:


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11. POZOS DE INSPECCIÓN

Es la obra complementaria a la red que se proyecto, construida a partir de la cota de fondo hasta la cota rasante del pozo, la cual permite el acceso al colector con el fin de prever el mantenimiento adecuado del sistema de alcantarillado. Estos se deben construir de acuerdo con la especificaciones de la EAAB y de la Norma NS- 029 “Pozos de Inspección”, teniendo en cuenta las especificaciones de forma y técnicas allí mencionadas, y teniendo en cuenta los materiales propuestos por esta.

12. DISEÑO ESTRUCTURAL

No se requirió diseño estructural, debido a que los diámetros del proyecto son menores a 30”.


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13. ESTUDIOS PREDIALES

El diseño de la red de alcantarillado sanitario no tiene prevista la afectación de predio alguno.

14. CANTIDADES DE OBRA

Con el fin cuantificar y valorar las obras se prepararon los cuadros presentados en el Anexo 2 denominado “Memorias Cantidades de Obra” los cuales contienen las memorias de cálculo para las redes diseñadas. En el Anexo 3 “Cantidades de Obra” se muestran cada una de las actividades de obra. Las cantidades se determinaron de acuerdo con lo dispuesto por la Norma SISTEC en cuanto a los anchos de zanjas de excavación y siguiendo algunas recomendaciones sugeridas por el especialista de geotecnia. Sin embargo, se recomienda tener como base las especificaciones y fichas técnicas de los materiales a suministrar, en especial para el caso de la tubería, ya que cada fabricante posee sus propias recomendaciones.


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