“ Proyecto para la urbanización de la c/ Granada en en municipio de

“ Proyecto para la urbanización de la
c/ Granada en en municipio de LA SÉNIA “
MEMORIA
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1.- MEMORIA
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INDICE
1.- CONSIDERACIONES GENERALES .....................................................................................5
1.1.- Antecedentes ......................................................................................................................... 5
1.2. Titular .......................................................................................................................................... 6
1.3. Autor del proyecto .................................................................................................................. 6
1.4.- Objeto del proyecto .............................................................................................................. 6
2.- MEMORIA JUSTIFICATIVA ..................................................................................................7
2.1.- Solución adoptada ................................................................................................................ 7
2.2.- Normativa y Reglamentación ........................................................................................... 10
3.- MEMORIA TÉCNICA ........................................................................................................ 11
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Red de distribución de agua potable ......................................................................... 11
Red de saneamiento ...................................................................................................... 22
Red de aguas pluviales .................................................................................................. 37
Red de baja tensión........................................................................................................ 37
Red de alumbrado público. .......................................................................................... 47
3.5.1. – Introducción.....................................................................................................................................49
3.5.2. – Sistemas de cálculo........................................................................................................................51
3.6 Red de Telecomunicaciones............................................................................................... 53
3.7 Pavimentación de la red viaria ........................................................................................... 53
4. ANEXO. Colector de aguas de lluvia........................................................................... 56
4.1.- Estudio hidrológico ............................................................................................................... 56
4.1.1. Objeto del presente anexo ............................................................................................................56
4.1.2. Método de cálculo ..........................................................................................................................56
4.1.3. Cálculo de la intensidad de precipitación..................................................................................57
4.1.4. Cálculo de la intensidad de lluvia de diseño..............................................................................57
4.1.5. Delimitación de las cuencas ..........................................................................................................58
4.1.6. Cálculo del hietograma ..................................................................................................................58
4.1.7. Hidrograma sintético de la cuenca..............................................................................................60
4.1.8. Determinación del coeficiente de escorrentia en cuencas....................................................65
4.1.9. Análisis de alternativas......................................................................................................................66
4.1.10. Solución adoptada ........................................................................................................................66
4.1.11. Análisis de la alternativa 2.............................................................................................................67
4.1.12. Adaptación del estudio para el caso concreto de la calle granada..................................73
3
4.2. Dimensionamiento colector principal ................................................................................ 74
4.2.1. Objeto del presente anexo .............................................................................................................74
4.2.2. Método de dimensionamiento .......................................................................................................74
4.2.3 Resultados ............................................................................................................................................75
4.3. Estabilidad mecánica del col.lector .................................................................................. 80
4.3.1. Objeto. .................................................................................................................................................80
4.3.2. Método de cálculo ...........................................................................................................................80
4.3.3 Determinación de de los datos necesarios ...................................................................................81
4.3.4. Determinación de de las acciones................................................................................................85
4.3.5. Distribución de las tensiones y cálculo de los esfuerzos ............................................................86
5.- CONCLUSION ................................................................................................................. 90
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1.- CONSIDERACIONES GENERALES
1.1.- Antecedentes
Se redacta el presente proyecto para la urbanización de la C/ Granada ubicada en el
municipio de La Senia, para que sirva de base para la realización de los viales e
infraestructuras que permitan dotar de la condición de solar a cada una de las parcelas
residenciales existentes en la zona.
Actualmente las infraestructuras existentes en dicho municipio (tanto viarias como de
servicios) funcionan en forma de espina en dirección N-S principalmente por la C/
Tarragona y su continuidad natural por la Avda. de Barcelona.
Las futuras ampliaciones urbanas, juntamente con la necesidad de renovar parte de las
infraestructuras de los servicios existentes en la C/ Tarragona sin colapsar el municipio,
hacen necesaria la ejecución de la urbanización del que será el vial complementario a la
C/ Tarragona: la C/ Granada.
La ejecución del presente proyecto, pretende ser innovador al enterrar todos los servicios
existentes incorporando otros de nuevos, solucionar problemas de las aguas pluviales,
prever la incorporación de futuros servicios y proponer una sección de calle remontable
que haga compatible el trafico rodado con el peatonal, que permita al paso del tiempo
hacer funcionar el vial de formas diferentes según se resuelva la vialidad entre la C/
Tarragona y la C/ Granada.
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1.2. Titular
El titular del presente proyecto es:
Titular
AJUNTAMENT DE LA SENIA
N.I.F.
P-4304500-D
Domicilio
C/ Tortosa, 2
Municipio
43560 LA SENIA
Provincia
Tarragona
Telf.
977 713 000
1.3. Autor del proyecto
El proyecto ha sido redactado por:
Proyectista
MANEL CERVERA FERRÉ
Titulación
Arquitecto
Nº Colegiado
30.200/7
N.I.F.
52.601.585-X
Telf.
607 937 884
Domicilio
C/ Carmen, 26
Municipio
43560 LA SÉNIA
1.4.- Objeto del proyecto
El principal objeto del presente proyecto es el estudio, definición técnica y valoración de
las obras a realizar, así exponer ante los Organismos Oficiales que la ejecución de dicho
proyecto reune las condiciones y garantias mínimas exigidas por la reglamentación
vigente, con la finalidad de obtener la correspondiente autorización Administrativa y la de
ejecución de la obra, así como servir de base a la hora de proceder a la ejecución de
dicho proyecto.
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2.- MEMORIA JUSTIFICATIVA
2.1.- Solución adoptada
En la redacción del presente Proyecto de Urbanización se han tenido en cuenta las
indicaciones y sugerencias aportadas por el Ayuntamiento, en función del destino final de
la urbanización.
Se reservará un pequeño espacio o parcela en la rotonda del inicio de la calle
proyectada, que
servirá
para
el
alojamiento de
la infraestructura común de
telecomunicaciones (RITU), la ubicación del Centro de Mando del Alumbrado (CMA) y el
posible centro de transformación a instalar.
El nuevo viario tendrá una anchura total de 12,0 metros con dos aceras de 2,0 metros
cada una, más una zona de aparcamiento en el lateral izquierdo de 2,0 metros a nivel de
la acera. La calzada será de 6,0 metros. Las calzadas conectarán a nivel con el viario
existente y las aceras terminaran con bordillo remontable tipo T-5 de hormigón
(aproximadamente 5 cm respecto del vial). La zona peatonal de la acera quedará
diferenciada de la zona de aparcamiento mediante elementos propios de la
urbanización y balizas cuando éstas no sean suficientes.
En el diseño de la sección de la calle se ha tenido en cuenta la simetría del mismo, de
forma que en un futuro en el cual se pueda decidir por motivos de trafico la
unidireccionalidad del sentido de la calle para el tráfico rodado, se pueda dotar de un
carril bici o zona de aprcamiento en el lateral derecho de unos 2 metros de amplitud,
quedando la calzada reducida a 4 metros.
El acabado de la calzada será en aglomerado bituminoso de 6 cm de espesor sobre
cama de arena, y el de las aceras de baldosa color salmon o granito con incrustaciones y
un repicado posterior en taller.
Todas las infraestructuras se conectarán enterradas con las redes existentes y con las
separaciones reglamentadas entre ellas, de la manera señalada en los planos adjuntos.
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RED DE BAJA TENSION
La distribución de energía eléctrica para las parcelas se realizará en baja tensión sacando
varias líneas desde el Centro de Transformación a instalar. Esta red alimentará a cada una
de las parcelas residenciales y también al RITU, a las arquetas de telecomunicaciones RSC
y al CMA.
Se ha previsto un doble tubo de PVC flexible de 150 mm de diámetro, dispuestos con
alambre interior para pasar los cables de B.T. de la compañía distribuidora de energia.
RED DE ALUMBRADO PÚBLICO
Esta red se alimentará también desde el Centro de Transformación y partirá desde el
Centro de Mando de Alumbrado situado en la zona común reservada para el RITU.
Se dispondrá una doble tubería de 110 mm de diámetro de PVC flexible para el
alumbrado público, ya que la actual se verá afectada por la ejecución de las obras.
El tipo de luminaria a instalar será del tipo STR-154/CC de CARANDINI o similar, con
lámparas de V.S.A.P. de 150 W dispuestas sobre báculo de 8 metros de altura. Se prevé un
nivel de iluminancia medio de 18 lux y un mínimo de 5 lux en las zonas mas
desfavorecidas.
DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE
Se conectará con la red existente en varios puntos donde existen acometidas de agua
potable, de la red municipal de aguas. Se ha tenido en cuenta en el dimensionado de la
misma que se pueda cerrar en anillo con la instalación existente en esta zona del
municipio.
Dicha tubería será de PE de alta densidad (PE 200 i PE 125) PN 10 Aenor 39.206/M para
abastamiento de agua potable.
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Además se ha previsto la instalación de una tubería provisional de PE de 63 mm de
diámetro que sirva para el suministro de agua a las viviendas existentes durante la
ejecución de la obra. No se han previsto arquetas, ya que las válvulas se accionaran
desde la superficie de la acera mediante unos manguitos de conexión.
El proyecto prevé la substitución de todas las acometidas y contadores existentes y se
prevé la construcción de 126 alojamientos para ubicar los contadores. Se ha previsto un
total de 72 bocas de riego y 4 hidrantes.
RED DE SANEAMIENTO
En la urbanización existe la actual red de saneamiento (diseñada inicialmente para aguas
pluviales y reutilizada actualmente como red de saneamiento), la cual deberá ser
ejecutada de nuevo en su totalidad debido a la obligación de diseñar un nuevo
conducto para aguas pluviales en la totalidad de la calle. La nueva conducción de
saneamiento será con tubería hormigón prefabricado de 1 metro de diámetro, la cual
está dimensionada para poder evacuar las aguas residuales que provienen de otras
calles colindantes del mismo sector.
Para facilitar la inspección de la red de saneamiento se ha previsto una arqueta de
acometida subterranea de 250 mm de diámetro y derivaciones de 150 mm de diámetro
con las correspondientes piezas de unión entre los diferentes materiales en todas las
acometidas.
Además se ha previsto la instalación de una tubería provisional de PE que sustituya la red
actual de saneamiento durante la ejecución de la obra
RED DE TELECOMUNICACIONES
La Red de Telecomunicaciones será objeto de un Proyecto aparte redactado por Técnico
competente, aunque su redacción se coordinará con el presente Proyecto de
Urbanización.
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En el presente proyecto se ha hecho un predimensionado para las instalaciones de
telecomunicación, aunque podrá ser objeto de modificación según las recomendaciones
de LOCALRED.
2.2.- Normativa y Reglamentación
Este Proyecto de Urbanización de la C/ Granada, responderá sin contravenciones a las
determinaciones que previene la ordenación urbanística del Plan Parcial de Ordenación
para la zona residencial unifamiliar
De acuerdo con lo dispuesto en el artículo 1º. A) uno del Decreto 462/1971, de 11 de
marzo, en la redacción del presente proyecto se han observado las normas vigentes
aplicables sobre construcción.
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3.- MEMORIA TÉCNICA
La urbanización de la C/ Granada contempla las siguientes obras e infraestructuras:
1. - Red de distribución de agua potable.
2. - Red de saneamiento.
3. - Red de baja tensión.
4. - Red de alumbrado público.
6.- Telecomunicaciones
7. - Pavimentación de la red viaria.
En el presente apartado se describen las obras que se proyectan, primero de una forma
global y después de una forma más detallada para cada uno de los elementos más
representativos de las mismas. En posteriores documentos del presente Proyecto se
determinarán y evaluarán cada una de las partidas de la obra proyectada.
3.1. Red de distribución de agua potable
La red de distribución se proyecta Polietileno de alta densidad de 10 atm de presión con
los diámetros indicados en los planos, según las demandas a satisfacer. La red discurrirá
por las aceras a la profundidad indicada también en los planos.
La red de distribución de agua potable consta de las siguientes partes:
Conducciones de polietileno de alta densidad de abastecimientos de agua potable.
Las zanjas tendrán las dimensiones indicadas en los correspondientes planos. Salvo
autorización expresa de la Dirección Técnica, la profundidad será tal que la generatriz
superior de la tubería quede, al menos, un metro por debajo de la superficie del terreno.
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Los tubos se apoyarán sobre material seleccionado con tamaño de 2 cm. Cada tubo
deberá
centrarse
perfectamente
con
las
adyacentes
quedando
la
tubería
correctamente alineada. La tubería se colocará en sentido ascendente siempre que sea
posible, en caso contrario, deberán tomarse las precauciones pertinentes para evitar el
deslizamiento de los tubos. Cada vez que se interrumpa la colocación de tuberías se
taponarán los extremos libres.
La prueba de presión interior de la tubería ya montada se ejecutará conforme a lo
preceptuado en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para tuberías de
abastecimiento de agua.
El material de relleno que ha de estar en contacto con la tubería se seleccionará,
evitando emplear piedras o gravas con tamaños mayores de 2 cm hasta una altura de 15
cm por encima de la generatriz superior del tubo. Este relleno se compactará a mano
mediante pisones o con una maza mecánica (rana) teniendo sumo cuidado de no dañar
el tubo, así como de retacar los senos inferiores hasta media caña.
El resto de la zanja se rellenará con material procedente de la excavación, desprovisto de
elementos con tamaño superior a 20 cm y convenientemente compactado por tongadas
de espesor máximo de 20 cm.
Los diámetros y longitudes de las conducciones de agua potable proyectadas son las que
se indican en los planos correspondientes.
Los tubos de la conducción cumplirán las determinaciones que señala el Pliego de
Prescripciones Técnicas Generales y Particulares para tuberías de abastecimiento de
agua en todo lo referente a las tuberías de Polietileno de alta densidad, que obra como
documento constitutivo del presente Proyecto de Urbanización.
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Obras complementarias de las conducciones
Los pozos y arquetas estarán constituidos por anillos cilíndricos de hormigón vibrado tipo
HM-20/P/20/I de 20 cm de espesor, terminado en forma troncocónica en la que irá
sentado el cerco de 12 cm de espesor de fundición, de la tapa. La solera de construirá
con hormigón HM-20/P/20/I, sin vibrar. Sus alturas serán las que se reflejan en los planos
correspondientes. En toda su altura y anclados al hormigón se dispondrán pates que
permitan un fácil acceso al personal de mantenimiento, formados por redondos de 18
mm de diámetro y separados entre sí 40 cm.
La fundición empleada para la fabricación de piezas y cualquier otro accesorio deberá
ser fundición gris, con grafito laminar (fundición gris normal). Podrán ser cortadas y
taladradas fácilmente. Las paredes interiores y exteriores de las piezas deben estar
cuidadosamente acabadas, limpiadas y desbordadas.
Las tapas de fundición serán circulares y el apoyo sobre el cerco debe realizarse
perfectamente a lo largo de toda la circunferencia. El ajuste lateral entre cerco y tapa no
debe sobrepasar los 4 mm. El peso de la tapa con cerco no será inferior a 65 kg.
El Contratista suministrará todos los materiales y mano de obra necesarios para las
conexiones a los sistemas de fontanería de todos los aparatos y equipos que lo requieran.
En los planos queda indicada la disposición general de las conexiones de fontanería.
El Proyecto de la red de abastecimiento va a depender de las distintas circunstancias que
se den en el lugar así como de la situación de los depósitos reguladores para elegir el
trazado, y un sistema de abastecimiento y otro. Así pues, el cálculo de la red comienza
una vez elegido el sistema de distribución – ramificada o mallada – y se ha establecido el
trazado. Este consiste fundamentalmente en fijar los diámetros de las tuberías de la red o
comprobar que se dan en las acometidas unas presiones mínimas y unos caudales para
abastecer a todos los usuarios.
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Antes de establecer los distintos tipos de cálculos conviene conocer unos conceptos
referentes a éstos:
a) Caudal
necesario
(QJ:
Para
obtener
el
caudal
máximo
necesario
correspondiente al gasto de una determinada población, se puede emplear la
siguiente expresión:
N.D.
Q max = C1 . C2 .
86400
siendo:
Qmax Caudal máximo o gasto producido por la población en (l/seg.).
D
Dotación prevista en (l/hab.día), que puede tomarse de la tabla
de dotación del epígrafe: 1.3.1.1.
N
Población, en nº de habitantes, suministrada.
C1
Coeficiente corrector para ajustar el valor del gasto en función
del tamaño de la población. Se puede estimar
que
para
poblaciones pequeñas (2.000 Hab.), el valor de C1 será: 2,2.
C2
Coeficiente corrector para ajustar el valor del gasto en función
de la dotación prevista. Se puede estimar que para dotaciones
escasas (*), el valor de C2 se puede tomar como, 1,12. Y para
elevadas.
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(*) ACLARACION: Téngase en cuenta que la dotación debe estar relacionada con la
población total, nivel social y otros factores de la misma por lo que una dotación
pequeña (en valor absoluto) puede ser suficiente para una población reducida y
viceversa.
Como se trata de una zona, exclusivamente, residencial, se puede aplicar la siguiente
expresión, para la obtención del caudal necesario:
N.D
Q = KP .
86400
Siendo:
Q Caudal medio previsto en (l/seg.)
D Dotación prevista en (l/hab. día), que puede estimarse, en función del
tipo de vivienda como:
100-150 (l/hab.día) – para viviendas de bajo nivel social.
150-200 (l/hab. día) – para viviendas de medio nivel social.
N Población en nº de habitantes, suministrada.
Kp
Coeficiente Punta (kp): La dotación diaria por habitante es la media de
los consumos registrados durante un año. La distribución de estos
consumos no es regular, variando de unos meses a otros, así como en
los días de la semana y algunas horas del día. Para asegurar que la
población reciba esta demanda máxima, se debe aplicar al valor medio
unos coeficientes que varían en cada población, de tal modo que se
garantiza el suministro de esa demanda.
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Nº Viviendas
Coeficiente punta (Kp)
< 50
10
de 50 a 250
5
de 250 a 500
3,5
de 500 a 1.000
2,5
> 1.000
2
b) Presión máxima en las redes:
El empleo de presiones elevadas sólo puede producir efectos negativos.
•
Encarecimiento de la red al tener que adoptar diámetro de mayor
dimensión, y espesor de paredes de tuberías más grandes.
•
Aumento de fugas por averías.
•
La presión estática de la red de distribución no debe sobrepasar los 60
m.c.a.
•
Si se prevé la posible aparición de golpe de ariete y consiguiente
sobrepresión dinámica, ésta deberá tenerse en cuenta para sumarla a la
presión estática, que de esta manera no podrá alcanzar los 6 kgf/cm2.
c) Presión y cota piezométrica mínima:
La presión mínima viene condicionada por las características del punto de
consumo a servir.
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•
La cota piezométrica mínima necesaria se obtendrá sumándole a la
cota topográfica del punto, la presión necesaria del mismo. Este
suplemento de presión ordinariamente oscila entre los 20 y 25 (m.c.a.)
aproximadamente.
•
Para bocas de incendios, la presión mínima dependerá de que el
servicio de bomberos esté equipado con bombas o no lo esté.
•
-
Si está equipado: P mín. = (6 – 14) (m.c.a.)
-
Si no está equipado: P min. = (35) (m.c.a.)
En bocas de riego deberá contarse con presiones residuales del orden
de los 30 m.c.a.
Evidentemente, las presiones a soportar las dará el cálculo en cada caso, pero en la
ejecución se deberá exigir lo prescrito al respecto por el “Pliego General de Prescripciones
Técnicas para Tuberías de Abastecimiento”, a tenor de cada circunstancia.
‘
Coeficiente de seguridad o rotura por presión hidráulica interior:
Para tubos de material homogéneo, excepto plásticos, deberá verificarse siempre:
Pr > 2 Pn
y
Pn / 2 > P
Por lo tanto, coeficiente de seguridad o rotura será:
Pr / Pt > 4
Para tubos de hormigón armado o pretensado, ambos con o sin camisa de chapa,
deberá verificarse siempre:
Pf > 2,8 Pn
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siendo:
Pn
“Presión normalizada”. Es aquella con arreglo a la cual se clasifican y
timbran los tubos prefabricados en serie.
Pr “Presión de rotura”. Es la presión hidráulica interior que, para tubos de material
homogéneo, produce una tracción circunferencial en el tubo igual a la tensión nominal
de rotura a tracción (Tr) del material de que está fabricado.
2e
Pr =
Tr
D
D
Diámetro interior del tubo.
e
Espesor de la pared del mismo.
Pf
“Presión de fisuración”. Para los tubos de hormigón armado o pretensado,
ambos con o sin camisa de chapa, es aquella que haga aparecer la primera fisura de por
lo menos, dos décimas de milímetro (0,2 mm) de anchura y treinta centímetros (30 cm) de
longitud, en una prueba de carga a presión interior.
Pt
“Presión máxima de trabajo” de una tubería es la suma de la máxima presión de
servicio más las sobrepresiones, incluido el golpe de ariete.
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d) Velocidades admisibles:
En general, sobre los valores límites de las velocidades, se puede decir que:
Conducciones por gravedad
hasta 2,5 m/s
Impulsiones, aspiración
hasta 2,0 m/s
Impulsiones, elevación
hasta 1,0 m/s
Red de distribución en poblaciones
hasta 1,5 m/s
Todo ello teniendo en cuenta, en cada caso, la posibilidad de golpe de ariete, según el
tipo de maniobra de los aparatos intercalados, y según la longitud de la conducción.
No obstante, en las conducciones a presión es posible alcanzar velocidades superiores
solamente con mantener algunas precauciones.
1) No deben existir cambios bruscos en la conducción.
2) El agua circulante debe estar exenta de arenillas en suspensión, ya que estas
provocarían la erosión de tubos y especialmente de codos.
Así pues, la velocidad máxima vendrá condicionada por:
-
Aparición de golpes de ariete.
-
Aparición de vibraciones y cavitaciones.
-
Posibles partículas en suspensión (erosiones).
Por lo que, para redes de estructura compleja las velocidades máximas serán:
Vmáx. < 1,00 m/s, para tubos de diámetro medios.
Vmáx. < 2,00 m/s, para tubos de diámetro altos.
En consecuencia, se recomienda que la velocidad media de transporte del agua en
redes, esté alrededor de : (0,5 – 1,5) m/s.
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Las velocidades mínimas vendrán condicionadas por:
-
Evaporación y eliminación del cloro.
-
Agotamiento del oxígeno.
-
Aparición de contaminantes.
-
Formación de sedimentaciones
Todo lo cual puede producir un tiempo de permanencia excesivo del agua en la red, lo
cual disminuye la calidad del agua distribuida.
* Hay que tener en cuenta que las tuberías de plástico admiten velocidades muy altas, las
de fundición altas y las de fibrocemento bajas.
e) Pérdida de carga: Desde que sale el agua de la estación de potabilización o del
depósito de distribución hasta que llega a la acometida, se producen unas
variaciones de régimen de circulación como consecuencia de cambios de
pendiente, así como de los mecanismos y singularidades introducidas en la tubería
rectilínea. Esto produce una pérdida de carga o de energía.
Esta pérdida de carga, que en definitiva es una pérdida de presión, se mide en
(mca). Si dividimos la misma por la longitud total del tramo considerado, obtendremos
la pérdida de carga unitaria, cuyas unidades vendrán en m/m ó m/km.
f)
Diámetros mínimos: Se elegirá el diámetro comercial que sea capaz de suministrar el
caudal preciso con la suficiente presión en cada punto de red.
La inclusión de hidratantes en la red hace que los diámetros utilizados sean
superiores a los normalmente empleados.
Hay que tener en cuenta que a efectos de cálculo hidráulico el diámetro a utilizar es
el interior de la tubería; ahora bien, muchos fabricantes o catálogos dan el valor
exterior del diámetro del tubo, lo cual hace que se tenga que considerar, así mismo, el
espesor de las paredes de éste.
20
Los valores de las presiones normalizadas de los tubos, están en relación con el mayor
o menor espesor de la pared de los mismos.
De igual forma, los caudales que pueden transportar las tuberías a sección llena son
función de la pérdida de carga real según el tipo de material, de la velocidad y del
diámetro.
En general, se puede adoptar la siguiente relación entre diámetros y caudales (para
una velocidad estimada de 1 m/s).
TABLA ORIENTATIVA DE DIÁMETROS MÍNIMOS EN FUNCIÓN DE LA TIPOLOGÍA DE LA RED.
Red de distribución
Diámetro (mm)
Agua potable e hidrantes
200 y 125
Agua potable
10 Φ
Hidrantes
125
TABLA QUE RELACIONA DIÁMETROS (mm) Y CAUDALES (L/S) PARA UNA VELOCIDAD DE 1
(m/s).
Diámetro (mm)
100
125
150
175
200
250
300
350
Caudal (l/s)
7,85
12,30
17,70
24,0
31,40
49,10
70,70
96,20
21
3.2.
Red de saneamiento
La red de saneamiento se conectará con la red municipal de la manera y a la cota que
se indica en los planos. El material y características de la red también se define en los
mismos.
Como obras complementarias de la red de saneamiento se prevé pozos de registro y
cámaras de descarga.
Las obras más significativas de la red de saneamiento son las siguientes:
Conducciones de alcantarillado con tubos de hormigón prefabricado.
Terminada la zanja, que tendrá las profundidades indicadas en los planos, y una vez
comprobada la rasante se procederá a la colocación de los tubos. En primer lugar se
apisonará el fondo de la zanja, disponiéndose a continuación una cámara de arena con
objeto de eliminar las irregularidades de la excavación y conseguir que el tubo asiente a
lo largo de una generatriz. El espesor mínimo de esta cama será en función del diámetro
de la tubería a colocar sobre ella, y de la constitución del fondo de la zanja.
Seguidamente se realizará el centrado y alineación de los tubos, conseguido lo cual se
procederá a calzarlos y acordarlos con un poco de material de relleno para impedir su
movimiento. Cada tubo deberá centrarse perfectamente con los adyacentes. El anclaje
de los tubos contiguos se realizará mediante las juntas de goma que disponen los propios
tubos.
La tubería se colocará en sentido ascendente siempre que sea posible en caso contrario,
deberán tomarse las precauciones pertinentes para evitar el desplazamiento de los tubos.
Cada vez que se interrumpa la colocación de tuberías se taponarán los extremos libres.
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El material de relleno que ha de estar en contacto con la tubería tendrá un tamaño
máximo de 2 cm; hasta una altura de 20 cm por encima de la generatriz superior del tubo.
Este relleno se compactará teniendo sumo cuidado de no dañar la tubería. El resto de la
zanja se rellenará con material procedente de la excavación desprovisto de elementos
superiores a 20 cm.
El diseño de la red de alcantarillado va a depender de las distintas circunstancias que se
den en el lugar, así como de la situación de los puntos de vertido para elegir el trazado, y
un sistema de alcantarillado u otro. Así pues, el cálculo de la red consiste
fundamentalmente en fijar los diámetros de las tuberías de red y comprobar que por las
acometidas pasan unos caudales máximos para evacuar los vertidos de los usuarios.
a) Caudal necesario (Q): Para obtener el caudal máximo necesario correspondiente al
gasto de una determinada población, se puede emplear la siguiente expresión:
D.N
Q Max = C1 . C2 .
86400
Siendo:
Qmax = Caudal máximo o gasto producido por la población en (l/seg.).
D = Dotación prevista en (l/hab.día), que puede tomarse de la tabla de dotación del
epígrafe: 1.3.1.
N = Población, en nº de habitantes, suministrada.
C1 = Coeficiente corrector para ajustar el valor del gasto en función del tamaño de la
población.
C2 = Coeficiente corrector para ajustar el valor del gasto en función de la dotación
prevista.
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Se puede estimar que para dotaciones escasas, el valor de C2 se puede tomar como:
1,12. Y para elevadas dotaciones, el valor de C2 puede ser: 1,08.
Si se trata de una zona exclusivamente residencial, se puede aplicar la siguiente
expresión para la obtención del caudal necesario:
D. N
Q = Kp .
86400
siendo:
Q = Caudal medio previsto en (l/seg.)
D = Dotación prevista en (l/hab.día), que puede estimarse, en función del tipo de
viviendas como:
100-150 (l/hab.día) – para viviendas de bajo nivel social.
150-200 (l/hab.día) – para viviendas de medio nivel social.
200-250 (l/hab.día) – para viviendas de alto nivel social.
N = Población, en nº de habitantes, suministrada
Kp = Coeficiente Punta (Kp): La dotación diaria por habitante es la media de los
consumos registrados durante un año. La distribución de estos consumos no es
regular, variando de unos meses a otros, así como en los días de la semana y
algunas horas del día.
24
Para asegurar que la población reciba esta demanda máxima, se debe aplicar al valor
medio unos coeficientes que varían en cada población, de tal modo que se garantiza
el suministro de esa demanda.
Nº Viviendas
Coeficiente punta (Kp)
< 50
10
de 50 a 250
5
de 250 a 500
3,5
de 500 a 1.000
2,5
> 1.000
2
b) Velocidades mínima/máxima.
En el cálculo se considerará unos límites máximos y mínimos de las velocidades del
fluido a lo largo de la red, que no se deberán sobrepasar para que exista una buena
conservación de los materiales.
La velocidad mínima para las aguas residuales, que garantiza la autolimpieza de la red,
conviene que no baje de 0,60 m/s con la sección llena por término medio; y en las
cabeceras de la red de alcantarillado 0,70 m/s.
Aunque con un caudal medio y con un calado de 1/5 del diámetro el límite inferior
esté en 0,30 m/s.
Cuando se tenga que calcular colectores que lleven aguas pluviales la velocidad
mínima conviene que sea de 1 m/s, al igual que las aguas industriales con la sección
llena.
25
Para conocer la velocidad que corresponderá a un calado que no sea el lleno, se
utilizará las siguientes tablas:
Véase figura: en página 2.32 de la Guía de Proyectos de Urbanización.
El límite de velocidad máxima, que evita la erosión del conducto, a considerar en el
cálculo dependerá del material que se vaya a emplear, pero se utilizará como regla
general para todos los conductos la de 3 m/s, pudiéndose llegar a 5 m/s en tuberías de
acero.
c) Pendientes mínima/óptima.
Se establecerán unas pendientes tales que no hagan que las velocidades rebasen los
límites establecidos. Así pues, la siguiente tabla relaciona los diámetros de los
conductos con las pendientes mínimas y óptimas.
Diámetro
Pendiente mínima im
Pendiente óptima io
(mm)
(mm)
(mm)
200
0,0035
0,0099
300
0,0020
0,0081
400
0,0014
0,0070
500
0,0010
0,0063
600
0,0008
0,0057
700
0,0007
0,0053
800
0,0006
0,0050
1.000
0,0004
0,0044
1.200
0,0003
0,0041
1.500
0,0003
0,0036
1.750
0,0002
0,0033
2.000
0,0002
0,0031
* Por razones constructivas im = 0,0005 m/m.
26
d) Secciones mínimas.
En el cálculo de las tuberías se fijará unos diámetros mínimos que eviten que los objetos
sólidos que puedan introducirse en ellas obstruyan éstas.
En alcantarillas de pocos usuarios se utilizarán diámetros de 200 ó 250 mm en materiales
lisos, evitando siempre que existan muchas uniones. En colectores que recojan más
usuarios la sección mínima a utilizar será la de 300 mm, mientras que en la red principal
supere los 400 mm.
e) Pérdida de cargas.
Se tendrá en cuenta a la hora de diseñar la red los cambios de sección transversal y
longitudinal habrá una pérdida de carga, al igual que el ensanchamiento de los pozos,
debido a la variación de velocidad.
Las obras que se tendrán en cuenta para considerar pérdidas de carga en todo el
trayecto de la red serán las siguientes:
-
Pozo de registro.
-
Pozo de resalto.
-
Cambio de dirección.
-
Cambio de sección.
-
Conexión lateral.
-
Sifón invertido.
27
3.2.1. Sistema de Cálculo Hidráulico
Existen diversos métodos de cálculo de caudales para el dimensionamiento de la Red
de Alcantarillado según sea el sistema Separativo o Unitario. También está el método
de las NTE-ISA. Se indican de forma resumida éstos con objeto de que el Arquitecto
pueda elegir el que crea más oportuno.
3.2.1.1. Cálculo de Caudales.
a)
Aguas pluviales:
El caudal a evacuar vendrá dado en l/s y se calculará mediante la siguiente expresión:
Qp = c . l . S
Siendo:
c = coeficiente de escorrentía medio.
l = Intensidad de lluvia en litros por segundo y hectárea correspondiente a la máxima.
Precipitación para una período de retorno dado y la duración correspondiente al
tiempo de concentración.
S = Superficie de las zonas afluentes al punto considerado, en hectáreas.
28
Calculo del Caudal:
Para obtener el caudal pluvial en un punto dado se procederá de la siguiente manera:
1. - Se determinará la cuenca afluente al punto que queremos calcular el caudal.
2. - Se definirá la distribución de la red o de los cauces afluentes que llevan al punto de
cálculo.
3. - Se calculará tanto las superficies parciales (Si) como la superficie total (S) de
distintos coeficientes de escorrentía.
4. - Se definirán estos coeficientes de escorrentía y se calculará el coeficiente de
escorrentía medio mediante la siguiente expresión:
c = (∑ ci . si ) / ∑ Si
siendo:
ci = coeficiente de escorrentía para cada superficie.
Si = superficies parciales.
5. - Se evaluará el tiempo de concentración como suma del tiempo de escorrentía
mediante el ábaco que se recoge en el apartado 1.8.2. d y se le sumará el de
recorrido.
29
6. - Se definirá el periodo de retorno que normalmente se toma de la siguiente forma:
Zona urbana
Zona libre
1 a 5 años
10 a 20 años
7. - Se obtendrá para la zona en que se está calculando el caudal, la máxima
intensidad media horaria para un período decenal.
8. - Se seleccionará la curva de intensidad de lluvia-duración del chaparrón; cuya lh
sea igual al valor obtenido en el mapa del punto anterior.
9. - Se obtendrá la intensidad de lluvia lm para el tiempo de concentración que se
haya establecido en el punto 5 con la curva seleccionada en el punto anterior en el
mismo diagrama.
10. - Si el período de retorno que estamos considerando difiere del decenal,
aplicaremos un coeficiente corrector a la lm.
11. - Obtenido estos datos, se hallarán el caudal mediante la fórmula expresada
anteriormente.
30
B) Aguas residuales
Si no se tienen datos del volumen de aguas residuales, lo más adecuado es basar éste
en el de las aguas de abastecimiento (reflejadas anteriormente en tablas).
Después se obtendrán los caudales en función de los periodos punta en los que se
produce la máxima evacuación de agua, así como los caudales mínimos en los que
debe mantenerse la circulación de agua para evitar la sedimentación:
a) Caudal medio (Qm): Para obtener el caudal medio correspondiente al gasto de
una determinada población, se puede emplear la siguiente expresión:
D.N
Qm =
86400
siendo:
Qm = Caudal medio o gasto producido por la población en (l/seg.)
D
= Dotación prevista en (l/hab. día), que puede tomarse de la tabla de dotación del
epígrafe:
100-150 (l/hab. día) – para viviendas de bajo nivel social.
150-200 (l/hab. día) – para viviendas de medio nivel social.
200-250 (l/hab. día) – para viviendas de alto nivel social.
N = Población, en nº de habitantes, suministrada.
31
b) Caudal máximo en dos horas punta antes y después de la jornada laboral (Qmax):
Qmax = KP * Qm
Siendo:
Qmax = Caudal máximo previsto en (l/seg.).
Kp = Coeficiente Punta (Kp): La dotación diaria por habitante es la media de los
consumos registrados durante un año. La distribución de estos consumos no es regular,
variando de unos meses a otros, así como en los días de la semana y algunas horas del
día. Para asegurar que la población reciba esta demanda máxima, se debe aplicar al
valor medio unos coeficientes que varían en cada población, de tal modo que se
garantiza el suministro de esa demanda.
c) Caudal mínimo (Qmin):
D . N . – 2.Qmax
Qmin =
79200
Qmin = Caudal mínimo previsto en (l/seg.).
32
3.2.1.2.- Cálculo Hidráulico. Dimensionamiento
Aguas Pluviales.
Se puede utilizar este método para el cálculo de la Red de Aguas Pluviales en Sistemas
Separativos o determinación de Sección-Cálculo máxima, en Sistemas Unitarios.
Para calcular un tramo cualquiera se tendrá que conocer las cotas de entrada y
salida, así como la longitud del tramo.
Se adoptará una pendiente y se calculará el caudal máximo de cálculo Q’ (mediante
uno de los métodos explicados anteriormente según sean las aguas pluviales o
residuales).
Se elegirá un diámetro y mediante el ábaco de Prandtl-Colebrook se obtendrá el
caudal Q y la V referidos a la sección llena.
De estos datos se obtendrá una relación entre los caudales de cálculo y de sección
llena, y mediante la siguiente tabla obtendremos la relación entre velocidad de
cálculo y de llenado V’/V (que servirá para obtener V’, que ha de ser mayor que la
velocidad mínima de 0,3 m/s), y la relación entre altura de cálculo y de llenado h’/h
(que servirá para obtener h, que ha de ser mayor que la altura mínima de calado).
Estas relaciones se obtienen mediante las siguientes tablas de relación de velocidades
y caudales para distintos calados.
33
CAUDALES Y VELOCIDADES PARA DISTINTOS CALADOS REFERIDOS A LA SECCION LLENA
QC/
VC/
HC/
QC/
VC/
HC/
QC/
VC/
HC/
QLL
VLL
HLL
QLL
VLL
HLL
QLL
VLL
HLL
0,001
0,18
0,03
0,33
0,90
0,40
0,78
1,10
0,66
0,002
0,22
0,04
0,34
0,91
0,40
0,79
1,11
0,67
0,003
0,23
0,04
0,35
0,51
0,42
0,80
1,11
0,68
0,004
0,26
0,05
0,36
0,92
0,42
0,81
1,11
0,68
0,005
0,27
0,05
0,37
0,92
0,42
0,82
1,11
0,69
0,006
0,28
0,06
0,38
0,93
0,30
0,83
1,12
0,69
0,007
0,30
0,06
0,39
0,94
0,43
0,84
1,12
0,70
0,008
0,31
0,07
0,40
0,94
0,44
0,85
1,12
0,72
0,009
0,32
0,07
0,41
0,95
0,45
0,86
1,12
0,71
0,010
0,32
0,07
0,42
0,96
0,50
0,87
1,12
0,72
0,015
0,36
0,08
0,43
0,96
0,46
0,88
1,13
0,73
0,020
0,40
0,10
0,44
0,97
0,46
0,89
1,13
0,73
0,025
0,43
0,11
0,45
0,98
0,47
0,90
1,13
0,74
0,030
0,46
0,12
0,46
0,98
0,48
0,91
1,13
0,75
0,035
0,47
0,13
0,47
0,98
0,48
0,92
1,13
0,76
0,040
0,50
0,14
0,48
0,99
0,49
0,93
1,14
0,76
0,045
0,51
0,15
0,49
0,99
0,49
0,94
1,14
0,77
0,050
0,52
0,15
0,50
1,00
0,50
0,95
1,14
0,70
0,06
0,55
0,16
0,51
1,01
0,51
0,96
1,14
0,79
0,07
0,57
0,18
0,52
1,01
0,51
0,97
1,14
0,79
34
0,080
0,60
0,19
0,53
1,01
0,52
0,96
1,14
0,80
0,09
0,63
0,21
0,54
1,02
0,53
0,99
1,14
0,81
0,10
0,64
0,21
0,55
1,02
0,53
1,00
1,14
0,82
0,11
0,66
0,23
0,56
1,03
0,53
1,01
1,14
0,83
0,12
0,68
0,23
0,57
1,03
0,54
1,02
1,14
0,84
0,13
0,70
0,25
0,58
1,04
0,55
1,03
1,14
0,85
0,14
0,71
0,26
0,59
1,04
0,55
1,04
1,13
0,86
0,15
0,72
0,26
0,60
1,05
0,56
1,05
1,13
0,88
0,16
0,74
0,27
0,61
1,05
0,56
1,06
1,13
0,89
0,17
0,75
0,23
0,62
1,05
0,57
1,065
1,12
0,90
0,18
0,76
0,29
0,63
1,06
0,58
1,070
1,124
0,91
0,19
0,77
0,30
0,64
1,06
0,59
1,073
1,115
0,92
0,20
0,78
0,30
0,65
1,06
0,59
1,075
1,104
0,93
0,21
0,79
0,32
0,66
1,07
0,59
1,075
1,10
0,94
0,22
0,80
0,32
0,67
1,07
0,60
1,074
1,095
0,95
0,23
0,61
0,33
0,68
1,07
0,60
1,070
1,045
0,96
0,24
0,83
0,34
0,69
1,08
0,61
1,065
1,075
0,970
0,25
0,83
0,34
0,70
1,08
0,61
1,055
1,060
0,980
0,26
0,84
0,35
0,71
1,08
0,62
1,040
1,041
0,990
0,27
0,85
0,35
0,72
1,09
0,63
1,029
1,030
0,995
0,28
0,86
0,36
0,73
1,09
0,63
1,026
1,026
0,996
0,29
0,87
0,37
0,74
1,09
0,62
1,622
1,022
0,997
0,30
0,88
0,38
0,75
1,10
0,65
1,014
1,018
0,9980
35
Aguas Residuales
En este caso se utilizará la misma expresión que en abastecimiento:
Q =SxV
Siendo:
K = Coeficiente de rugosidad en m (o mm).
R = (p x r2 / 2 x p x r) = (Superficie mojada/Perímetro mojado) = r/2 Radio hidráulico en
m.
J = Pendiente de la conducción en m de altura por m de longitud.
Se calculará el diámetro Ø yendo al ábaco de Prandtl-Colebrook entrando con el
caudal y la pendiente, y teniendo en cuenta que no se salgan de los valores de las
velocidades máximas y mínimas, considerando los valores máximos y mínimos de los
caudales.
3.2.1.3.- Cálculo por las Normas Tecnológicas NTE-ISA.
En cualquier caso el Arquitecto puede utilizar las NTE-ISA para abordar el cálculo de la
red de alcantarillado, por lo que se recoge como referencia.
La altura A de los conductos se determina a partir de su pendiente en mm/m según los
criterios de diseño y de la superficie S en Ha, que evacua a cada tramo, multiplicada
por el coef. K.
36
3.3. Red de aguas pluviales
La red de aguas pluviales se ha diseñado independiente de la red de alcantarillado,
de forma que sigue las recomanaciones de los técnicos municipales. El diseño de la
misma se realiza según anexo correspondiente.
De todas formas esta infraestructura podrá ser modificada según recomanaciones de
la Agencia Catalana del Agua, si creyera oportuna aumentar su sección.
3.4. Red de baja tensión.
Desde el centro de transformación previsto, situado en un extremo de la calle se
distribuirá en baja tensión a cada una de las parcelas.
La red de baja tensión se proyecta por debajo de las aceras destinadas al paso de
peatones, y se ubicará en una zanja independiente a la que discurrirá la red de
alumbrado público. Se cumplen las separaciones mínimas exigidas por la normativa en
vigor, tanto para cruces, como para paralelismos.
Los conductores serán de aluminio con las características especificadas en los planos
de distribución y en las partidas presupuestarias correspondientes.
Las obras de distribución en baja tensión son las siguientes:
37
Conducción subterránea de baja tensión.
La red se proyecta subterránea sobre cama de arena de río de 10 cm y tapado de 20
cm sobre el cable de igual material a una profundidad de 80 cm. Antes de proceder al
tapado con material seleccionado procedente de la excavación se colocará sobre la
capa de arena una fila de rasillas, en sentido longitudinal, así como la cinta plástica
avisadora de la canalización.
En los cruces de calles de tráfico rodado los cables se alojarán en tubos de hormigón
de D = 15 cm y clocados éstos sobre una solera de hormigón HM-20/P/20/I de 10 cm y
recubiertos con otros 10 cm de igual hormigón, en este caso la profundidad será de
100 cm. Se dejará un tubo de reserva sin cable alguno.
Los conductores serán de aluminio y estarán aislados a 1000 V con polietileno
reticulado u otro aislamiento que autorice la dirección técnica.
Las secciones de cables serán las siguientes:
-
3 (1 x 240) + 1 x 150 mm2 Al.
-
3 (1 x 150) + 1 x 95 mm2 Al.
Quedando determinadas para cada uno de los tramos de la red en el correspondiente
anejo de cálculo.
Cuando la canalización discurra paralelamente a otras conducciones (agua,
saneamiento, etc.) se separará 50 cm y en el caso de cruzamiento la separación será
de 20 cm. La separación entre cables, unipolares o ternas de cables monofosfáticos,
que discurrieran por la misma zanja, será de 20 cm.
38
No se permitirá el empalme de cables, debiéndose realizar esta operación en las
conexiones de los armarios mediante las tomas de entrada y salida y derivación,
realizándose con terminales bimetálicos de presión.
Los armarios de conexiones también podrán utilizarse para medida, siendo de fibra de
vidrio sobre una base de ladrillo macizo de 40 cm de altura.
Una vez situados los Centros de Transformación en función de las potencias
consideradas se procede a proyectar los circuitos en baja tensión que suministrarán,
mediante los cables eléctricos, los puntos de consumo según las modalidades de
circuitos aéreos o subterráneos. Actualmente el mercado ofrece una gran variedad de
cables con cualidades específicas que difieren tanto en cuanto a las características de
los materiales conductores como en los aislamientos y en la construcción y
protecciones del cable propiamente dicho.
Así, al margen de las consideraciones de cálculo que a continuación se expondrán es
siempre recomendable acudir a los Servicios Técnicos de los diversos fabricantes para
inquirir las ventajas y adecuación de los distintos tipos para cada caso concreto pero,
en todo caso, es obligado cumplir las exigencias que al respecto plantea el
Reglamento de Baja Tensión con objeto de efectuar la selección técnicamente
correcta de cualquier cable.
Para la determinación de la sección de los cables, sea en instalación subterránea o
aérea, se tratará de, por razones de economía, determinar la sección más pequeña de
entre las normalizadas que satisfaga diversas condiciones.
39
- Por una parte la red ha de ser capaz de soportar las intensidades requeridas y no
sobrepasar unas densidades máximas de corriente fijadas por el Reglamento de Baja
Tensión. Ello con objeto de que el calentamiento del cable por efecto Joule no eleve la
temperatura del conductor por encima del valor máximo que puede soportar sin daño
en el aislamiento del cable en servicio permanente durante el tiempo previsto de vida
útil del mismo.
- Además, la red ha de ser capaz de, para esas intensidades requeridas que se
producen en el cable, no producir una caída de tensión superior al valor fijado por el
Reglamento de Baja Tensión de acuerdo con el servicio que ha de prestar la
instalación. En el caso del suministro eléctrico en general este valor es de 5 por 100 de
la tensión nominal, siendo del 3 por 100 para los circuitos de alumbrado, valor este
también fijado por el Reglamento de Baja Tensión. Hay calculistas que consideran el
valor constante del 4 por 100 en ambos casos hasta el punto más alejado de entrega
de energía.
- Por último, que la intensidad de cortocircuito y el tiempo de desconexión previstos no
ocasionen una elevación transitoria de la temperatura del conductor del cable
superior a los límites que puede soportar sin sufrir daños permanentes.
Por supuesto, la mayor de las tres secciones anteriormente obtenidas será la que
puede cumplir todas las exigencias de la instalación de que se trate. Como ya se ha
indicado el método de cálculo es idéntico tanto para las redes aéreas como para las
subterráneas y la única diferencia estriba en que los valores máximos de densidad de
corriente permitidos por el R.E.B.T. para cada tipo y sección del cable son distintos para
las redes aéreas y subterráneas. En efecto, debido a las notables diferencias para la
disipación del calor que existen con respecto al cable según el mismo se encuentre
tendido al aire o enterrado, en este último caso es imprescindible tomar en
consideración la naturaleza del terreno que rodea al cable.
40
Por nuestra parte y en base a los razonamientos repetidamente expuestos con
respecto a la escasa deseabilidad de las líneas aéreas nos referiremos al cálculo de los
circuitos subterráneos que juzgamos imprescindibles para una actuación a nivel de los
tiempos, haciendo la salvedad de que cuando los circuitos son de cierta longitud,
considerar que las características físico-químicas de los terrenos atravesados son
constantes, es ilusorio.
Así, la determinación de la sección impuesta por la caída de tensión máxima prevista
para la línea cuando trabaja a plena carga se realizará mediante las expresiones
siguientes:
-
En distribución trifásica:
P. L
s=
p.e.V
-
En distribución monofásica:
2.P.L
s=
p.e.V
41
siendo:
s = sección en m2.
P = potencia a transportar en vatios.
L = longitud del tramo en m.
p = conductividad del conductor (56 para el cobre y 35,7 el aluminio).
e = caída de tensión admisible en el tramo, en voltios.
V = tensión nominal de suministro en voltios.
Dado que las secciones de los conductores se encuentran normalizadas con valores de
1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240 y 300 mm2, al obtener “s” según las
fórmulas anteriores será necesario adoptar la sección normalizada de valor
inmediatamente superior al obtenido (salvo en el caso improbable de que coincidan)
en el cálculo.
Una vez definida la sección, en función de la caída de tensión, se procederá a realizar
una posterior comprobación consistente en determinar si la intensidad de corriente que
va a circular por el mismo es admisible con la sección que se ha obtenido con el
cálculo. Para ello habrá que determinar en primer lugar la intensidad de corriente en
régimen permanente normal lo que se lleva a cabo mediante la aplicación de las
siguientes fórmulas:
-
En distribución trifásica:
P
I =
√ 3 V . cos fi
42
-
En distribución monofásica:
P
I =
V . cos fi
Siendo:
I
= Intensidad en amperios
P
= Potencia a transportar en vatios consumida por el receptor previsto.
V
= Tensión nominal de suministro en voltios.
cos fi= Factor de potencia (se tomará siempre 0,9).
Conocida la intensidad se tratará de acudir a las tablas que, bajo normas UNE se han
confeccionado, y en las que se establecen los valores máximos admisibles de las
intensidades en función de la sección de los conductores sus características de
aislamiento y su agrupación. Este paso se conoce como la determinación de la
sección por calentamiento. El vigente Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, fija
las intensidades máximas admisibles en régimen permanente para los cables aislados
instalados enterrados.
Ahora bien, para una intensidad determinada, el calentamiento del cable depende
también de sus posibilidades de refrigeración por lo que el reglamento y las normas
antes citadas incluyen unos factores de corrección de las intensidades máximas
admisibles en servicio permanente que determinan la carga real que puede soportar el
cable en las condiciones de instalación y medio ambiente presentes. La aplicación de
estos coeficientes de corrección supone la aceptación de unas condiciones que,
evidentemente, son aleatorias y no constantes en el tiempo de utilización por lo cual
algunos de ellos son discutibles pero el principio en que los mismos se basan es, sin
embargo, fiable.
43
No tener en cuenta esas consideraciones haría que el cable trabaje, al menos
ocasionalmente, muy recalentado lo que reduce de forma manifiesta su vida útil y
produce averías aparentemente inexplicables pero que tienen muy frecuentemente su
origen en un mal dimensionamiento.
Es evidente, por ello, que un conocimiento objetivo y lo más preciso posible de las
condiciones ambientales y del terreno en que los circuitos se enclavan suponen, junto
a la precisa distribución de los cables y organización de las potencias previstas, unas
premisas indispensables para la adecuación entre los cálculos teóricos de las secciones
y los resultados prácticos del tendido de las redes.
No debe pensarse sin embargo que existe un sistema común de cálculo pues es norma
habitual que cada compañía suministradora realice unas tablas para su manejo
interno las cuales, si bien basadas en los textos normativos antes citados, presentan
pequeñas diferencias basadas, fundamentalmente, en las diversas organizaciones
constructivas de cables que consideran más idóneas. Estos cables, si bien su obtención
se basa en la normativa obligatoria, permiten simplificar y facilitar la uniformización
tanto de las líneas como de las acometidas aunque ello en cierto detrimento del
preciso ajuste a los valores específicos de las potencias. Según el mismo criterio se
recomienda que tanto la línea como la acometida sean de la misma naturaleza,
aérea o enterrada.
En el caso de ENDESA DISTRIBUCIÓN ELEÉCTRICA, dotada de una conocida
capacitación técnica, se considera que los cables a emplear tanto en líneas como en
acometidas de Baja Tensión serán siempre unipolares y el conductor de aluminio
dispondrá de sección circular compacta.
En cuanto a los cables pueden llevar un aislamiento, siempre termoestable, tanto de
polietileno reticulado (R) como de etileno-propileno (D) siendo la cubierta de
policloruro de vinilo PCV (V) parra el aislamiento R y de policloropeno (N) para el
aislamiento D. Respecto a las secciones tipo adoptadas las mismas responden a los
valores de 1 x 25 mm2, 1 x 50 mm2, 1 x 95 mm2, 1 x 150 mm2 y 1 x 240 mm2, todos ellos
44
usando el aluminio como material conductor resultando las denominaciones y
secciones siguientes:
•
Cable RV de 1 x 25 mm2
•
Cable RV de 1 x 50 mm2
•
Cable RV de 1 x 95 mm2
•
Cable RV de 1 x 150 mm2
•
Cable RV de 1 x 240 mm2
Las intensidades máximas admisibles de estos cables, en servicio permanente y
corriente alterna, cuando su instalación se ejecute enterrada, responden a la tabla
siguiente.
Cuando los cables vayan entubados en recorridos superiores a 15 m, se aplicará un
coeficiente de reducción de 0,80 a la intensidad admisible debido a la mayor
dificultad que en este caso se presenta para una adecuada disipación del calor
generado en los cables. Si se trata de conductos multitubulares, este factor de 0,80
deberá añadirse a los coeficientes previstos para las agrupaciones de cables
anteriormente citados. Además y cuando por la misma zanja transcurra más de una
línea trifásica o ternas separadas entre sí por unos 7 cm, se aplicarán los
correspondientes coeficientes de reducción.
En caso de instalarse cables o ternas en más de un plano horizontal, se aplicará un
coeficiente complementario sobre los valores anteriores por cada plano horizontal,
suponiendo una separación entre planos superior a los 10 cm.
Finalmente es recomendable realizar la comprobación de determinar la sección en
función de la intensidad de cortocircuito y de su duración a lo que dedicaremos unos
comentarios ya que la aplicación de esta posibilidad es sencilla y su interés grande. En
esencia se trata de tener presente que las redes de transporte de energía deben
contar con los elementos de protección que interrumpan el paso de la corriente
45
cuando se presenta una sobrecarga, interrupción que se produce con algunas
décimas de segundo de retraso sobre el instante en que aparece el defecto para
evitar cortes indexados motivados, generalmente, por sobrecargas transitorias
provocadas por maniobras en la red.
Por consiguiente, el cable ha de ser capaz de soportar una sobreintensidad, durante
ese pequeño intervalo de tiempo que puede ser muy superior a la intensidad normal
de servicio.
Como hemos visto anteriormente, se define como intensidad admisible de un cable
aquella que tiene un valor por debajo de la cual la corriente puede circular por dicho
cable permanentemente. También hemos visto como la intensidad admisible de un
cable depende de la sección, la temperatura ambiente y el tiempo de circulación.
Cuando una intensidad superior a la admisible circula por un cable, pero lo hace
durante un tiempo suficientemente
pequeño como para no sobrepasar la
temperatura admisible del cable, éste no se avería. Por ello, para evitar el
calentamiento excesivo y, por tanto, el deterioro del aislamiento de los cables, estos se
protegen mediante fusibles de alto poder de ruptura calibrados. La misión de estos
fusibles es la de no fundir cuando la intensidad es inferior a la admisible del cable que
protegen y, naturalmente, fundir cuando esta intensidad es sobrepasada.
La Norma UNE 21145
‹‹Guía sobre la aplicación de los límites de temperatura de
cortocircuito de los cables de tensión nominal no superior a 0,6 / 1 kV ›› considera un
cortocircuito como una sobrecarga de gran intensidad cuya duración no excede los
de los cinco segundos y, con esta limitación, establece una temperatura máxima en el
conductor, durante el cortocircuito que, para un cable aislado con XLPE, no debe
exceder de los 250º C. Existen fórmulas que permiten calcular las secciones de los
cables capaces de soportar una determinada intensidad de cortocircuito (lcc) durante
un tiempo (t) concreto en segundos pero lo más práctico consiste en adoptar como
protección de los cables los fusibles con arreglo a los valores obtenidos de la tabla
simplificada que a continuación se indica.
46
El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, obliga en el caso de las redes
subterráneas a la protección no solamente en origen de la instalación, sino también en
el arranque de cada derivación siempre que exista una reducción de la intensidad
admisible en la derivación, bien debida a cambio de sección o a condiciones de la
instalación. Esta prescripción no se aplica a las redes aéreas, pero lógicamente, es
conveniente su aplicación.
Otro lado de interés es el de las secciones mínimas del neutro que se regirán por la
tabla siguiente (en el caso de líneas trifásicas en baja tensión):
-
Secciones en aluminio hasta 16 mm2, misma sección de fase obtenida según
cálculo.
-
Secciones en cobre hasta 10 mm2, misma sección de fase obtenida según
cálculo.
-
Secciones en aluminio mayores a 16 mm2, mitad de la fase obtenida según
cálculo.
-
Secciones en cobre mayores de 10 mm2, mitad de la fase obtenida según
cálculo.
3.5. Red de alumbrado público.
La red de alumbrado público se proyecta en una zanja independiente de la red de
baja tensión, iniciándose en un armario para albergar el cuadro de mandos y
protección de dicha red. Se dispondran dos canalizaciones de 110 mm de diámetro.
Los conductores serán de cobre de 50 mm2, de sección para alimentarla totalidad de
puntos de luz que constituyen la red de alumbrado público.
47
Los elementos de la red son los siguientes:
Red subterránea de alumbrado público
El tipo de luminaria será del modelo LF de Socelec o similar, la cual presenta la ventaja
que incorpora un equipo óptico similar a una luminaria urbana y exterior a ésta se le
añade un elemento decorativo que le da un rendimiento mucho superior a las
tradicionales, así como disminuye la contaminación lumínica. La lámpara será de
vapor de mercurio a alta presión con una potencia de 150 watios, dada la larga vida
de este tipo de lámparas y su buena relación lúmenes/watio.
La distancia entre puntos luminosos: 24 m con disposición bilateral, con dicha
disposición y tipo de luminaria se ha de conseguir, conforme a la Instrucción para
Alumbrado urbano, una iluminación media superior a 7 lux y un factor de uniformidad
de 0,20.
La red de distribución eléctrica será subterránea partiendo de un cuadro de mando y
protección. Los conductores de Cu de sección mínima 50 mm2 aislados o 1 Kw irán
alojados en tubo flexible de PVC de 110 mm de diámetro colocado a una profundidad
mínima de 80 cm y separado 20 cm de cualquier otra canalización.
El cuadro de medida y control será de poliester y fibra de vidrio sobre bancada de
hormigón de 40 cm de altura. En un cuerpo se colocará el equipo de medida de doble
tarifa, en el cuerpo de protección y mando se instalará un contador, un interruptor
diferencial, otro magnetotérmico y un tercero de accionamiento manual.
La entrada de los conductores a cada punto de luz tendrá una protección individual
contra cortacircuitos, para lo que en el interior de una caja de 100 x 100 se instalará un
fusible calibrado sobre el correspondiente portafusible.
48
De conformidad con el REBT la toma de tierra se instalará en una arqueta en cuyo
interior se clavará una pica de acero cuprizado de diámetro 22 mm y una longitud de
1,50 m; a fín de que la resistencia a tierra no supere los 20 ohm. Los conductores a
emplear para las líneas de enlace con tierra, y para el enlace de ésta con el cuadro
de mando y protección, serán de cobre de 35 mm2 de sección. Todos los elementos
receptores metálicos se unirán a tierra a través de los conductores de protección con
una sección no inferior a 2,5 mm2, y por lo menos igual a la del conductor activo
correspondiente.
3.5.1. – Introducción
Puesto que la iluminación requiere del concurso tanto de las luminarias como de la
superficie a iluminar, veamos cuáles deben ser las exigencias que deben cumplir
aquellas.
3.5.1.1. – Luminarias
Los datos correspondientes a las características fotométricas de las luminarias vendrán
dados por:
-
Curvas de distribución de intensidad.
-
Curvas isocandelas representadas en el sólido fotométrico o diagrama
rectangular.
-
Curvas isolux en función de la altura del punto de luz.
-
Curvas de utilización que permiten calcular el flujo luminoso que incide sobre el
plano a iluminar deduciéndose la separación entre unidades luminosas si se
conoce la iluminancia que se desea alcanzar.
49
LUMINARIAS TIPO
TIPO l
El rendimiento de la luminaria será del 75% ó del 70% según esté equipada de lámparas
clara u opal.
Tendrá fotometría regulable y la carcasa podrá ser de aleación de aluminio inyectado,
poliéster y otros materiales nobles. El sistema óptico será cerrado y tendrá el equipo
auxiliar incorporado. Llevará filtro y el grado de estanqueidad del sistema óptico estará
comprendido entre IP33 e IP55 según la norma UNE 20.324.
Por su seguridad eléctrica estará clasificada como clase 1.
TIPO ll
El rendimiento de la luminaria será del 60% ó del 55% según esté equipada de lámparas
clara u opal.
Tendrá fotometría regulable o fija y la carcasa podrá ser de aleación de aluminio
inyectado, poliéster u otros materiales. El sistema óptico podrá ser abierto ó cerrado
con equipo auxiliar incorporado y podrá llevar filtro para el caso de estar cerrado.
Por su seguridad eléctrica estará clasificado como clase 0.
50
TIPO lll
El rendimiento de la luminaria será del 60% ó del 55% según esté equipada de lámparas
clara u opal.
La fotometría será fija y la carcasa podrá ser abierta ó cerrada y podrá llevar equipo
auxiliar incorporado.
Por su seguridad eléctrica estará clasificada como clase 0.
Atendiendo a las características fotométricas, según clasificación CIE que figuran en la
publicación nº 34, cada una de las luminarias anteriores se indicará:
-
En función de la apertura del haz (alcance): estrecho, medio y ancho.
-
En función de la extensión del haz (dispersión): estrecho, medio y ancho.
-
En función del control de deslumbramiento: molesto, limitado, moderado e
intenso. El deslumbramiento limitado sólo se permitirá en las de Tipo lll.
3.5.2. – Sistemas de cálculo.
3.5.2.1. – Alumbrado público
La separación entre unidades luminosas, una vez fijada su altura y posición, depende
fundamentalmente del factor de uniformidad de iluminación que se pretenda
conseguir.
51
La iluminación media (Emed), necesaria para realizar cualquier tarea visual, expresada
en luxes, se calculará según la siguiente fórmula:
F . FU . Fc
Emed =
d*a
siendo:
F :
Fu:
Flujo luminoso expresado en lúmenes.
Factor de utilización, deducible a partir de las curvas facilitadas por el
fabricante de luminarias.
Fc:
Factor de conservación. Oscila aproximadamente entre 0,8 y 0,5 según éste sea
bueno, regular o malo.
d:
Separación entre unidades luminosas, expresada en metros.
a:
Anchura de la calzada, expresada en metros.
Una vez calculada la separación entre las unidades luminosas, tras la elección de la
correspondiente luminaria, calculamos la potencia luminosa expresada en vatios y
materializamos la sección de los conductores eléctricos en mm2.
52
3.6 Red de Telecomunicaciones
Se proyecta una red completa de canalizaciones y arquetas capaces de recibir las
instalaciones de telefonía y otras telecomunicaciones.
Se dispondrá una cámara general de registro en la que se efectuará la conexión con
las redes exteriores de las diferentes compañías.
En caso de redactarse un proyecto específico de telecomunicaciones, éstas se
adaptaran a lo que se considere oportuno en el mismo.
3.7 Pavimentación de la red viaria
La red viaria proyectada se conecta a la red existente de la manera y con las cotas
señaladas en los planos correspondientes.
Las obras de pavimentación son las siguientes:
Aceras y encintado de bordillo.
Las características de la calzada se describen en apartados posteriores, pasando a
continuación a hacerlo para las aceras y bordillos.
53
El bordillo será remontable (aproximadamente 5 cm respecto de la calzada) y se
colocarán sobre un cimiento de hormigón de resistencia característica 50 kp/cm2;
sobre el que se extenderá un mortero semiseco 1/6 para conseguir una nivelación de
cada una de las piezas de hormigón, posteriormente se procederá al llagueado de las
diferentes piezas mediante mortero ¼. Las dimensiones y demás características del
encintado de bordillo se resumen en el estado de mediciones del presente Proyecto.
Las aceras se construirán con baldosa bicolor sobre solera de hormigón en masa de
resistencia característica 20 N/mm2, siendo su espesor de 10 cm. Previamente a la
extensión del hormigón se habrá procedido a la compactación mecánica, o manual si
su ancho no lo permite, del terreno excavado, pudiéndose precisar de una sub-base
de zahorra natural si la plasticidad del terreno lo aconsejase, a juicio del Ingeniero
Director de la obra. Cualquier relleno sobre el que localizasen las aceras deberá
compactarse hasta adquirir una densidad superior al 5% de la óptima determinada en
el Ensayo Proctor normal.
Calzada de firme flexible
El pavimento de las calzadas que se proyecta en adoquín de hormigón sobre cama de
arena y firme de hormigón sobre sub-base de zahorra tipo Z-2 compactada.
La zahorra artificial de la base será machacada mecánicamente siendo su tamaño Z-2
de los definidos en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de
Carreteras y Puentes del Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo. El coeficiente de
desgaste, medido por el ensayo de los Angeles, será inferior a 35 debiendo, así mismo,
cumplir las condiciones mínimas de adhesividad de los ligantes bituminosos.
La base de zahorra se extenderá una vez que se haya realizado el perfilado de la
excavación de la caja, siendo su espesor, una vez compactada, el señalado en el
estado de mediciones del presente Proyecto. Al finalizar la compactación se extenderá
una capa de recebo con objeto de evitar los huecos del firme antes definidos.
54
Elementos auxiliares de las obras de pavimentación
Las calzadas tendrán una pendiente transversal del 2% con objeto de recoger las
aguas de lluvia en los oportunos indicados en los planos de este Proyecto o donde la
Dirección Técnica considere que su ubicación es la más adecuada para cumplir tal fín.
Los sumideros se proyectan mediante fábrica de ladrillo de medio pie, enfoscada y
bruñida interiormente. Previamente se habrá colocado una solera de hormigón de 10
cm de espesor y 125 kp/cm2 de resistencia característica. Sus dimensiones quedan
reflejadas en el correspondiente plano de Proyecto, siendo las mismas las adecuadas
para colocar una rejilla con cerco, ambas de hierro fundido, de 50 x 30 cm y de 38 kg
de peso.
El sifón se formará con un bordillo de hormigón empotrado en ambos extremos en la
fábrica de ladrillo, estando la parte inferior del mismo a una cota menor de la del tubo
de conexión a la red de saneamiento, que se realizará mediante tubería de hormigón
centrifugado de 15 cm de diámetro.
En el caso de comportarse la red de distribución con alguna boca de riego e incendio
éstas serán modelo Madrid con una salida de 40 mm estando a las conducciones de
agua potable mediante tubería de polietileno de 40 mm.
55
4. ANEXO. Colector de aguas de lluvia.
4.1.- Estudio hidrológico
4.1.1. Objeto del presente anexo
Lo objeto del siguiente anexo es la de la estimación de los caudales asociados a
diferentes períodos de retorno, dependiendo de la medida y naturaleza de la cuenca
receptora, con el objetivo final de diseñar los colectores para poder evacuar las aguas
pluviales.
4.1.2. Método de cálculo
Se ha utilizado un método de transformación lluvia-escorrentia simplificado, más
concretamente el método racional, que nos proporciona un caudal punta del
hidrograma, se a decir, el caudal máximo de escorrentio superficial suponiendo una
precipitación de intensidad constante tanto espacialmente como temporalmente en
toda la cuenca.
En este cálculo se sigue el método de la instrucción de carreteras "5.2 IC DRENAJE
SUPERFICIAL", editada por el MOPU. y de la que se han extraído todas las figuras
contenidas en este estudio. El método calcula el caudal de una avenida provocada por
una lluvia con un período de retorno determinado, en este caso de 500 años, tomando las
máximas diarias de intensidad de precipitación, y concentradas en un tiempo
determinados al punto siguiente. En este método, el caudal se calcula según la siguiente
fórmula:
Q = C ⋅I ⋅ A/3
Donde :
Q es el caudal resultante del cálculo (m3/seg)
C es el coeficiente de escorrentia
Y es la intensidad de precipitación para un período de retorno determinado (mm/hora)
A es la área de la cuenca receptora (Km2).
Mediando esta formulación, se calculará el caudal de agua de lluvia de toda la cuenca.
56
4.1.3. Cálculo de la intensidad de precipitación
Un golpe consultados los valores de las lluvias en la publicación: “Planificación del Espacio
Fluvial del Barranco de la Galera” estudio realizado por la Agencia Catalana del Agua
(ACA), se ha constatado que las lluvias para diferentes períodos de retorno para la
población de la Senia, cogiendo como referencia la distribución SQR-Etmax, que es la que
mejor se ajusta a los datos meteorológicos observados son:
LA SENIA
T=10
T=50
T=100
T=500
141
207
237
315
NOTA: los datos venden dadas en mm/día.
4.1.4. Cálculo de la intensidad de lluvia de diseño
Para su cálculo, utilizamos la equación:
(28 −Tc )
( I / I d ) = ( I1 / I d ) (28 −1)
0 ,1
0 ,1
0 ,1
Donde I1/Id, se obtiene del mapa de isolinias de la figura 2.2 de la instrucción (en el caso
del municipio de la Senia tiene un valor de 11).
Tc es el tiempo de concentración, que se calcula como:
1
4 0.76
T = 0.3 ⋅ ( L / J )
Donde:
L, es la longitud mayor de la cuenca (en Km)
J es la pendiente media de la cuenca (en tanto por u)
57
4.1.5. Delimitación de las cuencas
La cuenca de estudio se ha dividido en 5 subcuencas de estudio con 7 puntos de control
para poder realizar un análisis más fino. Estas 5 cuencas, así como sus características
relevantes, se pueden ver en el plano correspondiente, subcuencas de cálculo.
4.1.6. Cálculo del hietograma
En la cuenca de estudio cabe la posibilidad de construir un parque de laminación que
nos permití laminar los caudales de cálculo. Para poder determinar el volumen necesario
que ocupa esta balsa de laminación nos hace falta estimar cuál volumen de agua caerá
para una lluvia de período de retorno de 500 años.
La metodología de cálculo será la siguiente (extraído de Recomendaciones técnicas
para los estudios de inundabilidad de ámbito local, departamento de medio Ambiente,
Agencia catalana de la agua).
1. Un golpe conocida la precipitación diaria (apartado 3), el método más utilizado
para la construcción de un hietograma de precipitación que sea razonable, se
basa en las cobras intensidad-duración-frecuencia, también renombradas IDF.
2. Se nombran a curvas IDF las que resultan de unir puntos representativos de la
intensidad media en intervalos de diferente duración y correspondientes todos
ellos a una misma frecuencia o período de retorno. su obtención se a partir de las
curvas propuestas por Témez, que dedujo la relación del apartado 3.
3. El cálculo de la hietograma de precipitación, un golpe conocida la Pd y la curva
IDF aplicable se sol realizar con el método conocido como de los bloques
alternados. La aplicación de este método es sencilla. Las pasos para construir un
hietograma por el método de los bloques alternados son los siguientes:
a) Decidir cuál será la duración de la tempestad por la que se quiere generar
la hietograma de precipitación. Se ha fijado que en caso de duda habrá
que considerar una lluvia con una duración efectiva de 24 horas.
58
b) Seguidamente, hay que decidir cuál será el período de tiempo en que se
dividirá la duración efectiva D en la construcción del hietograma. El valor
de Δt depende básicamente del modelo de transformación lluviaescorrentia y de las características hidrológicas de la cuenca. Δt =1 hora
c) Se obtiene la precipitación diaria PD correspondiente al período de retorno
considerado.
d) Calcular las intensidades de lluvia para los intervalos de tiempo. Δt, 2 Δt,
3 Δt,... 4 Δt utilizando la curva IDF que corresponda.
e) Generar un pluviograma de precipitación, es decir, la suma de
precipitaciones ΣP correspondiente a cada una de las intensidades
calculadas
f)
Calcular la pluviograma de lluvia limpia ΣP utilizando el modelo del SCS.
g) Obtener la lluvia limpia que corresponde a cada uno de los intervalos n· Δt
con n [1,2], que constituirán les nombrados a bloques de lluvia limpia.
h) Postreramente, el hietograma se construye colocando el bloque E' Δt en el
punto medio de la duración efectiva, el bloque E'2 Δt en el intervalo
anterior, el siguiente en el intervalo posterior, y así sucesivamente.
Figura 1. Transformación lluvia escorrentio en un sist. hidrológico formato por cuenca única
59
Figura 2. Fórmulas a utilizar para la realización del hietograma.
4.1.7. Hidrograma sintético de la cuenca
La dificultad práctica de disponer de hietogrames y hidrogrames en el punto de
desaguadero de cada sistema hidrológico que se deseen analizar ha motivado que
varios organismos e investigadores que hayan desarrollado técnicas por generar
hidrogrames unitarios a partir únicamente de las características hidrológicas de la cuenca.
La metodología que se ha seguido es la deducción de hidrogrames unitarios sintéticos
obtenidos del análisis del comportamiento de muchas otras cuencas, oportunamente
adaptados a la cuenca por estudiar utilizando parámetros característicos de la misma
cuenca.
60
Los hidrogrames sintéticos se utilizan por generar hidrogrames unitarios de una
determinada cuenca cuando no se dispone de hietogrames y hidrogrames reales en les
suyo punto de desguace.
Figura 3. Ilustración de la hipótesis de proporcionalidad de los hidrogramas unitarios.
Se desarrollará detalladamente el hidrograma unitario sintético del SCS por su facilidad de
uso y los buenos resultados que proporciona. La descripción pormenorizada se puede
consultar a Chow (1994), CNEGP (1997) y MOPU (1987).
HIDROGRAMA ADIMENSIONAL DEL SCS.
En la figura 4 se presenta el hidrograma adimensional del SCS, en el que se expresa la
relación de caudal Q con respecto al caudal punto Qp frente a la relación entre el
tiempo t y el tiempo de pico, Tp.
61
Hay que percatarse que el hidrograma representado en la figura r no es un hidrograma
unitario propiamente dedo, sino un hidrograma adimensional que se hará servir por
generar el hidrograma unitario de la cuenca que se quiere estudiar un golpe conocidos
Qp y Tp.
Los valores de Qp y Tp se pueden estimar utilizando el modelo simplificado de un
hidrograma unitario triangular como el que se muestra en la figura 5.
Del análisis de un grande número de hidrogrames unitarios, el SCS obtuvo que el tiempo
de receso Rr, el tiempo entre el pico de caudal y el final del hidrograma, variaba entre
1,15Tp y 3,3 Tp y concluyeron que el valor de TR de 1,67Tp era el más adecuado para un
grande número de cuencas. Se quiere advertir de que si se volgués cambiar esta relación
que construir un nuevo hidrograma adimensional.
Figura 4. Hidrograma adimensional de l’SCS
62
Figura 5. Model simplificat d’un hidrograma unitari simplificat.
Obteniendo el caudal punta como:
Qp =
2.08 ⋅ S
Tp
S. superfície de la cuenca, expresada en Km2
Qp caudal punta, expresado en m3/Seg.
Tp tiempo de pico, expresado en horas
El tiempo de pico se puede obtener como:
Tp =
D
+ t gp
2
Tp tiempo que tarda en llegar el caudal punta
D duración efectiva
Tgp tiempo de retraso.
63
EL SCS dedujo del estudio de los hidrogrames unitarios de muchas cuencas rurales grandes y
pequeñas que se complia la siguiente relación: tgp= 0,6·Tc
APLICACIÓN DEL HIDROGRAMA UNITARIO
Un golpe montado el hidrograma unitario y utilizando el hietograma calculado
anteriormente, se obtiene el hidrograma al punto de desaguadero. Este se obtiene con los
siguientes pasos:
1. El hidrograma unitario se obtiene como la resultante de una lluvia limpia de 10 mm.
2. Con la hietograma se obtiene una distribución de lluvias con valores diferentes.
3. Se multiplica los valores del hidrograma unitario por los del hietograma para cada
Δt, dividido por 10.
4. Se montan los hidrogramas así obtenidos, y para obtener el hidrograma resultante,
se suman todos los hidrogramas (figura 6).
Para más información sobre el método, consultar: Guía técnica: Recomanacions
tècniques per als estudis d’inundabilitat d’àmbit local, ed. Generalitat de Catalunya,
Departament de medi ambient, Agència catalana de l’aigua.
Figura 6.
hidrograma en el punto de desaguadero obtenido de la superposición de los
hidrogrames generados por las diferentes columnas de lluvia limpia de un el hietograma.
64
4.1.8. Determinación del coeficiente de escorrentia en cuencas
Se realizará el cálculo siguiendo el método de la instrucción "5.2 IC DRENAJE SUPERFICIAL",
editada por el MOPU. Cada subcuenca tiene un coeficiente de escorrentia diferente. Este
se calcula en función de la utilización del suelo en cada zona. Al final se utiliza un
coeficiente de escorrentia medio.
Punto
Area
Coeficiente escorrentia
control
(Km2)
parcial
1
0.35
0,33
2
0.042
0,8
3
0.055
0,9
4
0.056
0.7
5
0.07
0,8
6
0.25
0.7
7
0.03
0.7
El Coeficiente de escorrentia global (se el que utilizaremos para calcular los caudales) se
calcula como la media ponderada según los coef. de escorrentia parciales y las áreas. En
la subcuenca 4, se ha escogido como coeficiente de escorrentia 0,7 ya que una grande
parte de las aguas pluviales ya se recogen en colectores unitarios.
Area
Coeficiente escorrentia
(Km2)
global
1
0.35
0,33
2
0.042
0,5
3
0.055
0,7
4
0.056
0,7
5
0.07
0,7
6
0.25
0.7
7
0.03
0.7
Subcuenca
65
4.1.9. Análisis de alternativas
Se han estudiado tres alternativas para el cálculo de las secciones de paso de la agua:
1. Colector simple desde la urbanización la Pedrera hasta su desaguadero al
barranco.
2. Colector simple que desagüe en un parque urbano, que realiza la tarea de
depósito de laminación. Los caudales laminados discurren hasta el barranco.
3. Parque de laminación en cabecera que regula las avenidas, se le conecta un
colector que va a parar a un parque central que también realiza la función de
una doble laminación, de ahí el caudal paso a un colector que discurre por la
calle granada hasta su desaguadero al barranco.
NOTA: el Análisis pormenorizado las tres soluciones adoptadas se puede consultar en el
documento: “Ordenación hidrológica de zonas de nueva urbanización a la Senia”.
4.1.10. Solución adoptada
•
Después de analizar las tres alternativas, se ha optado por la segunda alternativa, ya
que el municipio de la Senia tiene prevista la construcción de un parque en la zona
donde se ha previsto poner el parque de laminación en el presente estudio. Este
hecho se aprovechará por dotarlo de los elementos necesarios para poderlo hacer
servir como depósito de retención de aguas (teniendo una doble funcionalidad). A
parte de eso, con esta alternativa se reducen los diámetros de los colectores de una
forma importando en un tramo largo de la conducción.
•
La alternativa 1 se descarta ya que prevé unos diámetros de colectores demasiado
grandes, que provocan un coste abusivo de las obras (ya que se necesita una gran
longitud de colector).
66
•
La alternativa 3 se descarta ya que el hecho de construir dos balsas de laminación
presenta una construcción cara y un valor añadido de mantenimiento, que no
compensa la reducción de los diámetros de los colectores que se logra.
4.1.11. Análisis de la alternativa 2
Esta alternativa consiste en llevar el colector que nace a la urbanización la Pedrera de
forma continúa hasta un parque municipal, que servirá como balsa de laminación. Un
golpe laminado el caudal, pasará al colector de la calle granada que llevará las aguas
pluviales hasta el barrcanco.
Para esta alternativa, se utilizan los mismos puntos de control que al anterior. Finos el punto
de control 3, la cuenca se comporta de la misma manera que en la alternativa 1, o sigui,
un colector continuo que transcurre hasta el parque de laminación.
SUBCUENCA 1. punto de control 1
Superficie
Km2
Longitud
Km.
pendiente
m/m
Tiempo
concentración
(hores)
Intensidad
(mm/hora)
Coef.
escorrentia
Caudal
Salida
(m3/Seg.)
0,35
1,156
0,048
0,6
195.83
0,33
7.539
SUBCUENCA 2. punto de control 3
Superficie
Km2
Longitud
Km.
pendientr
m/m
Tiempo
concentración
(hores)
Intensidad
(mm/hora)
Coef.
escorrentia
Caudal
Salida
(m3/Seg.)
0,447
1.630
0,01
0,6211
191.57
0,5
14.272
Un golpe el agua llega al punto de control 3 (que se donde se sitúa el parque de
laminación), nos interesa saber cuál volumen de agua llevará asociada la lluvia de diseño
(de un período de retorno de 500 años) para la cuenca estudiada.
67
Para hacerlo, primero debemos saber el hietograma asociado a esta lluvia. Los cálculos
completos se pueden ver al final del presente estudio. El cálculo del hietrograma se
explica en el apartado 6 (extraído de Recomendaciones técnicas para los estudios de
inundabilitat de ámbito local, departamento de medio Ambiente, Agencia catalana de
la agua).
El hietograma nos dice cuál lluvia limpia (que no se infiltrará al terreno) caerá en una
determinada cuenca durante un tiempo determinado, en nuestro caso, al no disponer de
suficientes datos, se opta por coger una duración de lluvia muy desfavorable, de 24 horas.
A partir del hietograma, se construirá el hidrograma sintético. Este tiene por misión
proporcionar cuál caudal de lluvia pasará por un punto de control durante el período de
la lluvia de diseño. La construcción de este se puede ver al apartado 2.7 del presente
anexo, y se ha extraído de la misma publicación (Recomendaciones técnicas para los
estudios de inundabilidad de ámbito local, departamento de medio Ambiente, Agencia
catalana de la agua).
hietograma final
100,000
90,000
70,000
60,000
50,000
40,000
30,000
20,000
10,000
temps (h)
Figura 7. Hietograma a la cuenca receptora (hasta el parque de laminación)
68
40
37
34
31
28
25
22
19
16
13
10
7
4
0,000
1
pluja neta (mm)
80,000
HIDROGRAMA DE SORTIDA
16,000
14,000
Q (m3/seg.)
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0,000
0
5
10
15
20
25
30
temps (hores)
Figura 8. Hidrograma de salida a la salida del parque de laminación.
LAMINACIÓN DE LAS AGUAS
El objetivo de un parque de laminación es el de tener un volumen bastante grande para
poder retener el caudal punta de la avenida y poderlo laminar, reduciendo así la agua
que circula y pudiendo reducir el diámetro del colector aguas abajo de este. Se supone
que el parque de laminación tendrá una superficie de 5000 m2 (Esta se la superficie
mínima que se supone que tendrá, cualquiera modificación en este, implicaría a un
caudal laminado mayor. Por este motivo nos quedamos con las dimensiones mínimas, ya
que semillas estaremos del lado desfavorable).
69
Este parque estará desmontado 1,5 metros, con unos taludes de 1:3. Con estas
dimensiones, el volumen de que dispondrá el parque de laminación será de:
EXCAVACIÓN h=1.5 m.
DISTANCIA ENTRE
SECCION AREA
SECCIONES
m2
m
1
61,8
15
2
68
15
3
69
15
4
69
15
5
69
15
6
69
15
7
69,1
15
8
70,1
15
final
0
0
TOTAL
VOLUMEN
m3
973,5
1027,5
1035
1035
1035
1035,75
1044
0
0
7185,75
Utilizando los valores obtenidos en el cálculo de la laminación de los caudales (al final del
estudio), se ha determinado la curva volumen parque-caudal laminado. Con eso, si
sabemos el volumen del parque, podemos determinar el caudal máximo que podemos
laminar.
Volum requerit al parc
(m3)
LAMINACIÓ PARC MUNICIPAL
150000
100000
50000
0
0
2
4
6
8
cabal màxim de laminació (m3/seg.)
Figura 9. Relación Volumen parque i el caudal laminado.
70
Volum requerit al parc
(m3)
LAMINACIÓ PARC MUNICIPAL- ampliació
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
cabal màxim de laminació (m3/seg.)
Figura 10. Relación Volumen parque y el caudal laminado (ampliación)
Con eso, sabemos que el máximo volumen para laminar en el parque municipal será de
7185 m3, entrando a la figura 10, obtenemos que el caudal máximo que podremos
laminar será de 9 m3/segundo. (la punta de caudal laminada será de 14.272 m3/seg. que
teníamos de entrada y los 9 m3/seg. que tenemos de salida, hacen que laminamos 5.272
m3/seg.)
Ahora realizamos los cálculos para determinar los caudales en la subcuenca 3 y 4
(subcuenca final). En esta se parte con un caudal inicial de 9 m3/seg. El tiempo de
concentración de esta se va acumulando al de las otras dos, ya que se trata de una
misma cuenca general. El coeficiente de escorrentia que se utiliza es el de 0,7 ya que se
trata de una zona urbana (por lo tanto muy impermeable), en la que una grande parte
de los desagües pluviales de las casas van a parar a la red de alcantarillado existente).
Procederemos de la misma forma que en el punto anterior, calculando los caudales que
pasan por cada punto de control.
71
SUBCUENCA 3. punto de control 4
Se le añade 9 m3/segundo al resultado que obtenemos.
Superficie
Km2
Longitud
Km.
pendientr
m/m
Tiempo
concentración
(horas)
Intensidad
(mm/hora)
Coef.
escorrentia
Caudal
Salida
(m3/Seg.)
0,06
0,143
0,019
0,63
190.85
0,7
11.449
SUBCUENCA 3 punto de control 5
Superficie
Km2
Longitud
Km.
pendientr
m/m
Tiempo
concentración
(horas)
Intensidad
(mm/hora)
Coef.
escorrentia
Caudal
Salida
(m3/Seg.)
0,07
0.234
0,03
0,63
190.3
0,7
11.931
SUBCUENCA 4. punto de control 6
Superficie
Km2
Longitud
Km.
pendientr
m/m
Tiempo
concentración
(horas)
Intensidad
(mm/hora)
Coef.
escorrentia
Caudal
Salida
(m3/Seg.)
0,25
0.133
0,015
0,634
189.16
0,7
20.16
SUBCUENCA 5. punto de control 7
Superficie
Km2
Longitud
Km.
pendientr
m/m
Tiempo
concentración
(horas)
Intensidad
(mm/hora)
Coef.
escorrentia
Caudal
Salida
(m3/Seg.)
0,03
0.331
0,022
0,7
173,57
0,7
1,247
72
4.1.12. Adaptación del estudio para el caso concreto de la calle granada
Con el presente anexo, se ha justificado el caudal de paso a tener en cuenta para el
diseño del colector de la calle granada. La importancia de este radica en el hecho de
que será la piedra angular de los colectores de
pluviales de la zona de nuevo
crecimiento de la Senia. La primera fase de lo obra se la de la calle granada, (se la que
va desde el punto de control 4 hasta el punto de control 7), por este motivo ahí se hará un
resumen de los caudales de cálculo que deberemos tener en cuenta (todo eso se puede
consultar en el plano 2: Implantación general):
El tramo de la calle granada por donde pasará el colector tendrá diversas partes por
donde pasarán diferentes caudales.
PASEO DE LA CLOTADA ESQUINA CON CALLE GRANADA
En esta sección inicial, que corresponde al punto de control 4, pasará un caudal de 11.44
m3/seg.
CALLE GRANADO ESQUINA CON CALLE ALCANAR
En esta sección, que corresponde al punto de control 5, pasará un caudal de
11.9m3/seg.(este será el caudal que deberá poder pasar por el tramo entre paseo de la
CLOTADA y calle Alcanar).
CALLE GRANADO ESQUINA CON CALLE SANTA JOAQUÍN
En esta sección, que corresponde al punto de control 6, pasará un caudal de 20.167
m3/seg.(este será el caudal que deberá poder pasar por el tramo entre la calle Alcanar y
la calle Santa Joaquín).
Este caudal irá a parar al barranco, por el que se hará una derivación de este colector.
CALLE GRANADO ESQUINA CON CALLE SANTA JOAQUÍN
En esta sección, que corresponde al punto de control 7, pasará un caudal de 1.247
m3/seg.(este será el caudal que deberá poder pasar por el tramo entre la calle y la calle
Santa Joaquín y la plaza Andalucía).
73
4.2. Dimensionamiento colector principal
4.2.1. Objeto del presente anexo
Lo objeto del siguiente anexo es el del cálculo de las secciones del colector de aguas
pluviales de la calle granada, desde el paseo de la Clotada hasta la plaza Andalucía (y
su posterior desaguace al barranco).
4.2.2. Método de dimensionamiento
Se utiliza la fórmula de Mannig-Stickler, válida para canales y ríos, con régimen en lámina
libre. La formula de cálculo es la siguiente:
2
Q=kR 3i
1
2
A
Donde:
Q es el caudal resultante del cálculo (m3/seg)
K=1/n, donde n representa el parámetro de Manning Stickler, que tiene en cuenta la
rugosidad de los diferentes materiales. Para el hormigón, corresponde a 0,013; para el PVC,
corresponde a 0,01.
Rh radio hidráulico de la sección
A es el area de la sección (m2)
i es la pendiente del colector
Para el cálculo de la sección, se realiza un tanteo iterativo según el diámetro y la
pendiente del colector, con eso, nos da un caudal de paso. La sección calculada debe
permitir el paso del caudal calculado en el Anexo 1: Estudio hidrológico. Todos los cálculos
iterativos utilizados se pueden ver al final del anexo.
Se debe realizar una comprobación de la velocidad que llevará la agua, ya que esta
debe ser superior a 1 m/s (para evitar sedimentaciones) y ver que no sea excesiva (ya que
sino puede tener problemas de abrasión).
En este anexo se calcularán secciones tanto rectangulares como circulares, para poder
dar una mayor flexibilidad de cara a la elección de la más conveniente.
74
Se debe tener en cuenta, que el caudal máximo que puede llevar un colector circular (en
lámina libre) no corresponde a la sección totalmente llena, ya que semillas, el frotación
con las paredes, hace que el flujo que puede pasar menor. El caudal máximo de paso es
el del 80% de la sección llena (que es el que proporciona un mayor caudal). En el cálculo
de la sección se ha tenido en cuenta este detalle.
4.2.3 Resultados
Después de los cálculos (se pueden ver al final del presente Anexo), el dimensionamente
del ramal principal del colector de aguas pluviales de la calle granada (para un período
de retorno de 500 años) utilizando una sección rectangular y circular de hormigón, es:
SECCIÓN RECTANGULAR
Los resultados se presentan al punto de desaguadero de cada subcuenca (plano 1:
subcuencas de cálculo), sus trazados y características se puede ver al plano 2:
implantación del colector. El valor de la sección del colector será constante a lo largo de
todo el tramo, aunque el valor de cálculo sea para la parte final de la cuenca. En esta
sección, el punto de control 7 no es, ya que el colector en aquel tramo será circular.
Caudal max.
del colector
(m3/Seg.)
Velocidad
(m/Seg.)
1,2
14,323
7,96
1,52
21,966
7,61
número
Pendiente
m/m
Long.
(m.)
Dimensiones
(m.)
Calado
Max.
(m.)
P5
0,03
239
1.5 X 1.5
P6
0,02
133
2X2
NOTA: los caudales máximos nombrados en el cuadro anterior, se refieren a los caudales
máximos que puede transportar la sección calculada (después se habrá de comprobar si
permiten el paso del caudal calculado al estudio hidrológico).
75
SECCIÓN CIRCULAR
Los resultados se presentan al punto de desaguadero de cada subcuenca (plano 2:
subcuencas de cálculo), sus trazados y características se puede ver al plano 3:
implantación del colector. El valor del diámetro del colector será constante a lo largo de
todo el tramo, aunque el valor de cálculo sea para la parte final de la cuenca. El colector
que va del punto de control 6 al 7, será dePVC.
Pendiente
Longitud
Diámetro
m/m
(m.)
(m.)
Caudal max.
del colector
(m3/Seg.)
P5
0,03
234
1,4
12,9
8,3
P6
0,02
133
1,9
20,77
7,93
P7
0.01
153
0,6
0,883
3,4
0.025
163
0,6
1,4
5,35
número
Velocitat
(m/Seg.)
NOTA: los caudales máximos renombrados en lo cuadros anterior, se refieren a los caudales
máximos que puede transportar la sección calculada (después se habrá de comprobar si permiten
el paso del caudal calculado al estudio hidrológico).
MARGEN DE SEGURIDAD
Las secciones calculadas se encuentran por el lado de la seguridad, en lo cuadros
siguiente se hace una comparativa entre los caudales máximos que pueden circular por
el colector proyectado y los caudales determinados en el estudio hidrológico para ver si
estamos del lado de la seguridad.
76
Caudal max. del
colector rectangular
(m3/seg.)
Caudal maximo del
colector circular
(m3/seg.)
Caudal estudio
hidrologico
(m3/seg.)
Lado de la
seguridad?
P5
14,323
12,9
11,9
SI
P6
21,966
20,77
20,163
SI
P7
---------
0,883
0,586
SI
1,4
1,135
SI
número
CURVAS DE CAUDAL/ PENDIENTE PARA DIFERENTES DIAMETROS
MATERIAL: HORMIGÓN
Capacitat de desaigüe col·lector
caixó 1,5X1,5. Calat m àxim 1,2 m .
20.000
18.000
16.000
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
Pendent [%]
77
0.049
0.045
0.041
0.037
0.033
0.029
0.025
0.021
0.017
0.013
0.009
0.005
0.000
0.001
Cabal [m3/s]
14.000
Capacitat de desaigüe col·lector
caixó 2X2. Calat m àxim 1,52 m .
40.000
35.000
Cabal [m3/s]
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0.049
0.045
0.041
0.037
0.033
0.029
0.025
0.021
0.017
0.013
0.009
0.005
0.001
0.000
Pendent [%]
Capacitat de desgüàs col·lector
diametre 1,5 metres. Calat màxim: 80%
20.000
18.000
16.000
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
Pendiente [%]
78
0.049
0.046
0.043
0.040
0.037
0.034
0.031
0.028
0.025
0.022
0.019
0.016
0.013
0.010
0.007
0.000
0.004
2.000
0.001
Caudal [m3/s]
14.000
Capacitat de desgüàs col·lector
diam etre 1,9 m etres. Calat m àxim : 80%
35.000
30.000
Caudal [m3/s]
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0.049
0.045
0.041
0.037
0.033
0.029
0.025
0.021
0.017
0.013
0.009
0.005
0.001
0.000
Pendiente [%]
CURVAS DE CAUDAL/ PENDIENTE PARA DIFERENTES DIAMETROS
MATERIAL: PVC
Capacitat de desgüàs col·lector
diam etre 0.6 m etres. Calat m àxim : 80%
2.500
1.500
1.000
0.500
Pendiente [%]
79
0.049
0.045
0.041
0.037
0.033
0.029
0.025
0.021
0.017
0.013
0.009
0.005
0.000
0.001
Caudal [m3/s]
2.000
4.3. Estabilidad mecánica del col.lector
4.3.1. Objeto.
Los colectores, como cualquiera estructura subterranea, son elementos que van a estar
incursos a determinadas solicitacions mecánicas debidas, a parte de la presión interna, a
cargas externas producidas por el peso propio de las tierras de rellenado, al tráfico que
pueda pasar por sobre y a otras cargas permanentes u ocasionales.
Por lo tanto, los efectos de todas estas acciones diez de calcularse de forma que no se
corran riesgos inadmisibles. En este anexo, se calculará la estabilidad mecánica de las
secciones tipo calculadas para los colectores.
4.3.2. Método de cálculo
Para el cálculo de la estabilidad mecánica, se utilizara la directva alemana ATV-A127
“Directriz para el análisis estàtico de canalizaciones tubulares para aguas residuales”.
El fundamento consiste al verificar el comportamiento de un colector soterraño,
calculando las cargas totales producidas por la acción de los tierras y vehículos que
actúan en ella (en virtud de la hipótesis de reparto de las reacciones en el colector, según
el tipo de acodamiento), comparando por un lado las tensiones calculadas, con las
tensiones producidas en el ensayo de tres aristas, en el caso de colectores rígidos, o con
una tensión de ruptura de diseño en el caso de las flexibles, viendo el coeficiente de
seguridad resultante.
LAS ETAPAS PARA LA ELECCIÓN de los COLECTORES A UTILIZAR SERÁN:
1. Obtención de los datos necesarios para el cálculo sobre:
a) Colector: material y sección a calcular
b) Clase de seguridad requerida
c) Condiciones de instalación y tipo de acodamiento
d) Características del suelo
80
2. Determinación de las acciones
a) Carga de tierras
b) Cargas concentradas (tráfico)
c) Sobrecargas concentradas
3. Distribución de cargas
4. Determinación de las solicitacions
a) Esfuerzos
b) Tensiones
c) Deformaciones
5. Validación de que el colector en función de los coeficientes de seguridad adoptados
para cada tipo de solicitación.
4.3.3 Determinación de de los datos necesarios
A) COLECTOR, MATERIAL Y SECCIÓN A CALCULAR:
Material
Modul elasticidad
Peso específico
Tensió de
flexotracción
N/mm2
KN/m3
N/mm2
Hormigón armado
30000
25
4,2
PVC
3600 (corto plazo)
13,8
90 (corto plazo)
50 (largo plazo)
1750 (largo plazo)
PRV
28000
9
130 (corto plazo)
190 (largo plazo)
Tabla 1: características de los diferentes materiales a calcular
81
B) CLASE DE SEGURIDAD REQUERIDA
Se establecen 2 clases de seguridad según el tipo de daños potenciales que se pueden
originar delante un fallo. Así tenemos:
Clase A (normal): en este caso, una fallo implicaría: a riesgo de contaminación de aguas
subterráneas, Interrupcción importante del servicio, importantes daños económicos
Clase B (reducida): No implica a cabeza riesgo de contaminación de aguas subterráneas,
breve interrupcción del servicio, daños económicos escasos.
Material
Classe A
Classe B
Hormigón armado
1,75
1,4
PVC
2,5
2
Polipropileno
2
1,75
Taula2. Classe de seguretat requerida
El coeficiente frente a la inestabilidad, se para todos los casos: 2,5 (clase A) y 2 (Clase B)
La deformación máxima admisible, para cualquiera tipo de material, se del 6%.
C) CONDICIONES DE INSTALACIÓN Y TIPO DE ACODAMIENTO
Para la determinación de las presiones debidas a las tierras, se necesita conocer los
siguientes parámetros:
Figura 1: parametros geometricos de la rasa
82
Figura 2: tipo de apoyo a utilitzar
D) CARACTERÍSTICAS DEL SUELO
La calidad de los suelos juega un papel importante en el comportamiento mecánico de
los colectores, por lo tanto se necesario definir sus características.
Las características necesarias de los suelos para el cálculo de las cargas del suelo, son las
representadas en la tabla 3, estas van en función de los tipos de suelo:
GRUPO 1: Suelos no cohesivos. Se incluyen en este grupo las gravas y arenas sueltas
GRUPO2: Suelos poco cohesivos. Se incluyen dentro de este las gravas y arenas poco
arcillosas o limosas.
GRUPO 3: Medianamente cohesivos
GRUPO 4: Cohesivos. Se incluyen ahí las arcillas, limos y los soles con mezcla de
componentes orgánicos.
83
GRUPO
Peso específ.
N/mm2
Angulo de
rozamiento
Modulo de deformación (secante)
N/mm2. Segun grado de
compactación
85
90
92
95
97
100
G1
20
35
2,5
6
9
16
23
40
G2
20
30
1,2
3
4
8
11
20
G3
20
25
0,8
2
3
5
8
14
G4
20
20
0,6
1,5
2
3
6
10
Tabla 3: Características de los diferentes tipos de suelos.
Figura 3: Zones de relleno
84
4.3.4. Determinación de de las acciones
Los colectores pueden quedar incursos a esfuerzos por los casos de carga que se estudian
en los apartados siguientes y que son:
A) CARGA POR LA ACCIÓN DE LAS TIERRAS
Las paredes de las zanjas justifican el uso de de la teoría de la silo. Según esta se
obtiene la carga media vertical debida a la acción de las tierras en una sección
hortizontal de la zanja a una distancia H de la superficie.
B) CARGA POR LA ACCIÓN DEL TRÁFICO
Como cargas de tráfico puntuales, pueden adoptarse las que se definen en la mesa 4,
donde Fa corresponde a la roda situada directamente por encima del tubo y la carga
Fe a la suma de las ruedas restantes. EL radio Ra se la superficie circular en relación
con la superficie de acodamiento de la roda y Re se la distancia media horizontal
hasta la clave del tubo.
Vehiculo
Peso total
Fa
KN
Fe
KN
Ra
KN
Re
KN
60
100
500
0,25
1,82
39
65
350
0,21
1,82
30
50
250
0,18
1,82
26
50
250
0,18
1,82
12
40
80
0,15
2,26
Tabla 4. Valores de les cargas de trafico puntuals
Tràfico (T)
Fi
60
39
30
26
1,2
1,4
1,4
1,4
12
1,5
Tabla 5. Coeficiente de mayoración de los impactos
85
C) CARGA POR OTRAS FUERZAS DE SUPERFICIE.
Puede darse el caso de que haya otras fuerzas concentradas al encima del colector
(un muro, un contenedor), para tenerlo cuenta se añaden unos coeficientes . En caso
de que nos ocupa, suponemos una sobrecarga repartida de 5 KN/m2.
Figura 4: Material de aportación para la rasa.
4.3.5. Distribución de las tensiones y cálculo de los esfuerzos
Los valores anteriores, sirven como base de partida para el cálculo de los esfuerzos que
actuarán en las diversas secciones de cálculo. En la norma ATV-A127 “Directriz para el
análisis estàtico de canalizaciones tubulares para aguas residuales” y también en la UNE
53 331, aparece una metodología para su cálculo. Esta metodología es fácilmente
programable, por el que en el mercado existen un grande número de programas
comerciales que se dedican al cálculo de los esfuerzos y posterior comprobació de la
sección transversal.
En este anexo, se han calculado los esfuerzos de los colectores, mediando un programa
de cálculo proporcionado en el libro “Manual de depuración Uralita. Càlculos mecànicos
de laso seccionas” ed. Paraninfo.
86
Los resultados de las tres secciones de cálculo (ver plano 5), se puede ver a continuación.
En la metodología se explica los valores introducidos, geometría, acciones,... y los
resultados obtenidos, así como si la sección resistirá las cargas a que está sometido.
ESTABILIDAD MECANICA COLECTORES
MATERIAL: HORMIGÓN ARMADO
TRAMO: DEL PUNTO DE CONTROL 5 AL 6 (CARRER ALCANAR HASTA CARRER SANT JOAQUIM)
LONGITUD: 133 METROS
DIAMETRO INTERIOR: 1.9 m.
PENDIENTE: 0.02%
CARACTERÍSTICAS GEOMÈTRICAS
DIAMETRO
Exterior:
Interior:
Espesor:
W
A
alfa:
2080.00
1900.00
180.00
54.00
5626.61
1.06
mm
mm
mm
cm
cm
RESISTENCIA
FLEXO-TRACCIÓN:
COEF. SEGURIDAD
MÍNIMO:
4.20
1.75
ACCIONES
H
TERRENO
TALÚS
TRÀFICO
SOBRECARGA
1.5
G1
75
H-39
5
METROS
GRADOS
TON.
KN/m2
CALCULO DE TENSIONES
AXIALES MOMENTOS TENSIÓN
KN/m
KN/m
N/mm2
COEFICIENTE
SEGUREDAD
CUMPLE?
clave -34.19
riñones -59.96
5.37
-4.90
0.99
-1.07
4.24
3.94
SI
SI
base -29.00
12.58
2.40
1.75
SI
87
N/mm2
ESTABILIDAD MECANICA COLECTORES
MATERIAL: HORMIGÓN ARMADO
TRAMO: DEL PUNTO DE CONTROL 4 AL 5 (PG. DE LA CLOTADA HASTA CARRER ALCANAR)
LONGITUD: 234 METROS
DIAMETRO INTERIOR: 1.4 m.
PENDIENTE: 0.03%
CARACTERÍSTICAS GEOMETRICAS
DIAMETRO
Exterior:
Interior:
Espesor:
W
A
alfa:
1540.00
1400.00
140.00
32.67
3232.71
1.06
mm
mm
mm
cm
cm
RESISTENCIA
FLEXO-TRACCIÓN:
COEF. SEGURIDAD
MÍNIMO:
4.20
1.75
ACCIONES
H
TERRENO
TALÚS
TRÀFICO
SOBRECARGA
1.5
G1
75
H-39
5
METROS
GRADOS
TON.
KN/m2
CALCULO DE TENSIONS
AXIALES MOMENTOS TENSIÓN
KN/m
KN/m
N/mm2
COEFICIENTE
SEGURIDAD
CUMPLE?
clave -24.70
2.27
0.66
6.36
SI
riñones -38.35
-1.94
-0.75
5.61
SI
base -22.19
5.48
1.71
2.46
SI
88
N/mm2
ESTABILIDAD MECANICA COLECTORES
MATERIAL: PVC CORRUGADO
TRAMO: DEL PUNT DE CONTROL 6 AL 7 (CARRER ST. JOAQUIM HASTA PLAÇA ANDALUSIA)
LONGITUD: 330 METRES
DIAMETRE INTERIOR: 1.4 m.
PENDIENTE: 0.01% i 0.025%
CARACTERÍSTICAS GEOMÈTRICAS
DIAMETRO
Exterior:
Interior:
Espesor:
W
A
alfa:
844.50
800.00
44.50
3.30
574.76
1.04
mm
mm
mm
cm
cm
RESISTENCIA
FLEXO-TRACCIÓN:
90.00
50.00
COEF. SEGURIDAD
MÍNIM:
2.50
ACCIONES
H
TERRENY
TALÚS
TRÀFICO
SOBRECÀRGA
1.5
G1
75
H-39
5
METROS
GRADOS
TON.
KN/m2
CALCULO DE TENSIONES
AXIALES MOMENTOS TENSIÓN
COEFICIENTE
SEGURIDAD
CUMPLE?
clave
KN/m
-12.90
KN/m
0.85
N/mm2
2.52
corto plazo
35.72
SI
riñones
-22.07
-0.75
-2.79
-32.21
SI
base
-12.20
1.82
5.64
15.97
COEFICIENTE
SEGURIDAD
SI
CUMPLE?
89
largo plazo
19.84
SI
-17.89
SI
8.87
SI
N/mm2
N/mm2
5.- CONCLUSION
El técnico que suscribe considera suficientes los documentos que contiene el presente
Proyecto para la realización de la obra proyectada.
Se hace constar, así mismo, que reúne los requisitos exigidos por la Ley de Contratos de
las Administraciones Públicas y legislación complementaria, de tal manera que las
obras proyectadas, una vez terminadas, pueden ser entregadas al uso general, ya que
contienen todos y cada uno de los elementos precisos para su utilización.
En cumplimiento de lo establecido en el Artículo 17 del Real Decreto 1627/1997, de 24
de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y de salud en
las obras de construcción, se redactará el correspondiente estudio de Seguridad y
Salud que acompañará al presente Proyecto de Urbanización.
LA SENIA, 29 de Octubre de 2004
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