entendiendo la velocidad máxima y mínima

ENTENDIENDO LA VELOCIDAD MÁXIMA Y MÍNIMA
La velocidad mínima
El tema de la velocidad mínima (0.6 m/s) para mantener la auto limpieza es frecuentemente
una preocupación para los diseñadores en las áreas de cubierta mínima en dónde las
limitaciones de la pendiente de tubo representan un problema. Esto es especialmente cierto
en las áreas aguas arriba en donde se espera un flujo limitado. Históricamente este
problema del flujo se solucionaba frecuentemente conectando un sumidero al alcantarillado
sanitario o deliberadamente permitiendo la infiltración. Esta práctica de años pasados atañe
a los diseñadores de la actualidad quienes deben ahora diseñar sistemas herméticos sin el
elemento del flujo exterior. Esta característica de los sistemas contemporáneos muy
frecuentemente deja al diseñador con opciones limitadas.
Algunos diseñadores han buscado una justificación de su pendiente plana relacionada con
el flujo orientándose hacia las pretensiones del fabricante de la suavidad superior de los
materiales de tubo alternativos. Sin embargo, las normas Europeas reconocen que la
rugosidad se incrementa con el diámetro de algunos tubos termoplásticos. Esto se debe
principalmente a un incremento en las tolerancias de fabricación al incrementarse el
diámetro. El tubo de concreto moderno con junta de hule se considera como un tubo de
pared suave y está libre de los efectos de rugosidad de la unión del mortero referenciado en
investigaciones. Este hecho se ha confirmado en repetidas ocasiones en pruebas de
laboratorio. Varias pruebas de campo también han demostrado que no existe una razón
técnica para justificar la asignación de diferentes valores de Manning “n” a los tipos
específicos de tubos de pared suave basándose en diferencias marginales en el desempeño
en laboratorio.
Cualquiera que sea el valor de la “n” de Manning que el diseñador elija utilizar, basándose
en resultados de laboratorio o en el historial de desempeño, no se puede justificar ninguna
diferencia entre todos los materiales de tubo de pared lisa. Esto se debe a que las
condiciones de campo reales añaden las mismas características de rugosidad a todos los
tipos de tubo de pared lisa. La magnitud de este valor es considerablemente mayor que la
diferencia mínima en rugosidad medida bajo condiciones ideales de laboratorio.
La velocidad máxima
La velocidad máxima es frecuentemente un tema relacionado con la topografía en donde las
pendientes pronunciadas tienen que acomodarse en el diseño. Las consideraciones
principales de diseño están relacionadas con la velocidad máxima que causará la abrasión
del material del tubo y el impacto que los flujos de alta velocidad pueden tener en el
sistema receptor o en la estructura de la desembocadura. El impacto aguas abajo puede
acomodarse mediante una variedad de métodos que incluyen cambios de diámetro y la
utilización de deflectores en línea o estructuras especiales de desembocadura.
Históricamente, se ha encontrado que las velocidades de hasta 12 m/s no representan
problema para el tubo de concreto (Ref.1&2).
El excelente funcionamiento del tubo de concreto durante muchos años llevando residuos
de mina en lodo ha probado la habilidad del tubo de concreto para resistir las condiciones
severas de una combinación de alta velocidad y de carga de fondo abrasiva (Ref. 3) Cuando
existen condiciones topográficas montañosas, esta larga experiencia con el tubo de concreto
ha resultado en un sistema de drenaje que permite velocidades máximas de hasta 12 m/s
(Ref. 4)
Las restricciones de velocidad máxima en los diseños actuales, que limitan a los
diseñadores a 3 m/s, se relacionan con los datos limitados disponibles hace muchos años
cuando se establecieron estas normas. Estas limitaciones arbitrarias no reflejan los datos
actualmente disponibles basados en muchos años de un excelente funcionamiento del tubo
de concreto.
Referencias:
1. Concrete Pipe Design Manual ACPA – páginas 6-10.
2. Manual of Practice No. 9 ASCE WPCF – páginas 128-129.
3. Concrete Pipe News Vol. 6, No. 10, Oct. 1954 “El tubo de concreto resiste la
abrasión”
4. Pedido especial de La Ciudad de Los Ángeles, Ingeniero del Municipio. Materiales
para drenaje pluvial: diseño de drenaje pluvial – velocidades máximas.