13. Sistema De Colección Y Evacuación De Aguas De Lluvia. 6r2u52

INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIFICACIONES

13. SISTEMA DE COLECCIÓN Y EVACUACIÓN DE AGUAS DE LLUVIA.

DOCENTE : Ing. Rupay Aguilar, Jaime.

Propósito de la clase

•Aplica los métodos de cálculo respecto a los conceptos básicos para el diseño de un sistema de evacuación de agua de lluvia.

R.N.E. - OS. 010 – INSTALACIONES SANITARIAS PARA EDIFICACIONES

7. AGUA DE LLUVIA 7.1. RECOLECCIÓN. a) Cuando no exista un sistema de alcantarillado pluvial y la red de aguas residuales no haya sido diseñada para recibir aguas de lluvias, no se permitirá descargar este tipo de aguas a la red de aguas residuales. Estas deberán disponerse al sistema de drenaje o áreas verdes existentes.

R.N.E. - OS. 010 – INSTALACIONES SANITARIAS PARA EDIFICACIONES

7. AGUA DE LLUVIA - RECOLECCIÓN (…)

b) Los receptores de agua de lluvia estarán provistos de rejillas de protección contra el arrastre de hojas, papeles, basura y similares. El área total libre de las rejillas, será por lo menos dos veces el área del conducto de elevación.

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7. AGUA DE LLUVIA - RECOLECCIÓN

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c) Los diámetros de las montantes y los ramales de colectores para aguas de lluvia estarán en función del área servida y de la intensidad de la lluvia. d) Los diámetros de las canaletas semicirculares se calcularán tomando en cuenta el área servida, intensidad de lluvia y pendiente de la canaleta.

R.N.E. - OS. 010 – INSTALACIONES SANITARIAS PARA EDIFICACIONES

7. AGUA DE LLUVIA - RECOLECCIÓN

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e) La influencia que puedan tener las aguas de lluvias en las cimentaciones deberán preverse realizando las obras de drenaje necesarias. f) La capacidad de las bombas de las cámaras de bombeo se calculará teniendo en cuenta la máxima intensidad de lluvia registrada, de los últimos años.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES Teoría

Se llama así, al sistema de canalones y/o tuberías que recogen el agua proveniente de las precipitaciones pluviales que caen sobre techos, patios, y/o zonas pavimentadas de una edificación y la evacua hacia un sistema de disposición final adecuado.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES Es importante indicar que existen 4 formas de evacuar finalmente el agua de lluvia: a. Red de Evacuación de aguas de lluvia separado del Sistema de Alcantarillado. b. Red de Alcantarillado Mixto o de uso tanto para desagüe cloacales como de lluvia. c. Evacuación hacia cunetas, canales o Jardines. d. Evacuación hacia tanque séptico para su reutilización.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES Tradicionalmente las redes de saneamiento se han clasificado en dos tipos:  Redes de saneamiento unitarias.  Redes de saneamiento separativas . Las redes de saneamiento unitarias tienen un solo conducto para transportar las aguas residuales y pluviales. En las separativas las aguas pluviales y las aguas residuales se evacuan por diferentes conductos, existe una doble red.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES REDES DE SANEAMIENTO UNITARIAS. VENTAJAS • Su construcción es más económica, pues sólo es necesario construir una red. Las dimensiones son equivalente a las de la red de pluviales, pues el caudal de residuales tiene poca incidencia en el caudal total.

• El mantenimiento estricto de la red es más económico. Las aguas pluviales tienen un efecto de auto-limpieza importante, pues arrastran gran parte de la suciedad acumulada en las alcantarillas. ´ • El denominado “efecto corona” (corrosión por la acción del sulfhídrico) es menor, debido a las mayores dimensiones de los conductos que favorecen la ventilación y la autolimpieza antes citada.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES REDES DE SANEAMIENTO UNITARIAS.

INCONVENIENTES • Las depuradoras no pueden asumir los caudales de aguas pluviales, por lo que es necesario prever sistemas de separación de las aguas pluviales antes de llegar a la planta de tratamiento mediante aliviaderos. Dichos aliviaderos funcionan a partir de un determinado coeficiente de dilución, por lo que es inevitable que llegue a la planta depuradora un caudal muy superior en casos de lluvia que altera el desarrollo de la depuración.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES REDES DE SANEAMIENTO UNITARIAS.

… INCONVENIENTES • El vertido de los aliviaderos es contaminante, especialmente los que se producen en los minutos iniciales. Se puede minimizar sus efectos construyendo tanques de tormenta anti-DSU (Dilución de Sólidos Urbanos), pero es inevitable causar cierta contaminación en el medio receptor y en el medio ambiente. • Las plantas depuradoras han de prever un sobredimensionamiento en el Pre tratamiento para poder tratar el exceso de caudal cuando hay lluvias o disponer de algún depósito de regulación. En todos los casos se incrementa el coste de depuración.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES REDES DE SANEAMIENTO UNITARIAS.

… INCONVENIENTES. • La ventaja económica de la menor inversión inicial disminuye notoriamente si consideramos los costes de las instalaciones necesarias para minimizar el efecto de los vertidos (depósitos anti-DSU. •

Dilución de Sólidos Urbanos) y el sobrecoste de depuración.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES REDES DE SANEAMIENTO SEPARATIVAS. VENTAJAS •El régimen de depuración es más regular, pues no se altera por las lluvias. •No hay vertidos de aguas contaminadas al no mezclarse aguas residuales y aguas pluviales. •Los costes de depuración son menores. •No necesita depósitos anti-DSU.

•Cuando el colector concentrador de llegada a la depuración es muy largo, la diferencia de costes con el colector unitario es considerable y podría compensar el exceso de inversión por doble red.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES REDES DE SANEAMIENTO SEPARATIVAS.

INCONVENIENTES • Mayor inversión inicial. • Mayor coste de limpieza y mantenimiento de la red • Si no se limpia adecuadamente la red de residuales, el efecto corona es muy intenso. • Aunque no hay mezcla de aguas pluviales y residuales, las pluviales de zonas urbanas son aguas sucias y necesitan un tratamiento mínimo. Actualmente, alrededor del 87% de las redes en España son Unitarias aunque parece ser que hay una tendencia a instalar Separativas en redes nuevas ¿estás de acuerdo?

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo -

Previamente al diseño y cálculo de un Sistema de colección y evacuación de agua de lluvia, es importante analizar si es necesario o conveniente considerar en el diseño del Proyecto de Instalaciones Sanitarias de una edificación.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo -

Para ello hay que tener en cuenta los siguientes factores que influyen en la decisión.

• Intensidad de la Precipitación Pluvial • Frecuencia de las lluvias • Área de la Edificación expuesta a lluvia • Sistema de Evacuación final (Mixto o separado) que cuenta la ciudad donde se va a efectuar la edificación. • Costo del Sistema - Economía.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Un análisis adecuado de estos factores servirá para determinar si es necesario implantar o no, el Sistema de Evacuación de agua de lluvia. Para esto se recomienda ver la tabla siguiente .

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Algunas consideraciones para el diseño En el proyecto de un sistema de recolección y evacuación de agua de lluvia. Se deberá considerar 2 etapas: el diseño del sistema y el cálculo de los conductos.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Para el diseño, será necesario estudiar detenidamente el proyecto arquitectónico de una edificación, a fin de determinar las áreas expuestas a lluvia, ya sea techos, azoteas, patios, terrazas, ingresos (rampas) a garajes, estacionamientos, etc., donde será necesario instalar los rios necesarios que colectarán el agua de lluvia a través de las superficies consideradas diseñando la pendiente apropiada para cada área o secciones de área si es muy extensa.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo En general será necesario, como se ha dicho anteriormente, la instalación de sumideros con rejilla y separador de sólidos. El calculo de los conductos, ya sea horizontales para la colección del agua de lluvia o verticales para las bajadas respectivas, se puede efectuar en varias formas.

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El Reglamento Nacional de Edificaciones, establece tablas para el cálculo de bajantes de aguas pluviales, conductos horizontales para agua de lluvia, canalones semicirculares, de sección rectangular.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Así mismo puede calcularse el diámetro de los conductos con la fórmula:

Donde: Q = caudal, [m3/s] C = relación entre la escorrentía y la cantidad de lluvia caída en el área. i = intensidad de lluvia, [mm/h] A = área a drenar en hectáreas.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo COMPORTAMIENTO DEL AGUA AL INGRESAR A LA BAJANTE

BAJANTES

Normalmente el agua ha de descender por los bajantes lamiendo helicoidalmente sus paredes y dejando libre el núcleo del tubo. Por efecto de la gravedad la velocidad va aumentando con la altura del tubo pero a la vez aumenta el rozamiento con el cuadrado de la velocidad, de modo que ésta tiende, a partir de cierto momento, a estabilizarse (velocidad final de caída).

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Así por medio, igualmente, de ensayos trabajando a 1/3 de su capacidad se han obtenido velocidades finales de caída adecuadas, independientemente de la altura del conducto. Sin que ello signifique contradicción con lo anterior y para evitar diámetros excesivos en los bajantes, los edificios de mucha altura se suelen dividir en zonas de 10 a 15 plantas cada una, con bajantes independientes para cada zona.

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De carácter teórico, para establecer la capacidad de los conductos verticales se tiene:

Se llega a esta fórmula considerando una ocupación de 7/24 de la sección.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo CÁLCULO DEL GASTO DE AGUAS PLUVIALES El gasto pluvial está en función de: Intensidad de precipitación considerada (está en razón inversa del tiempo de concentración). Área de captación, y a su vez, la intensidad de precipitación está en razón inversa del tiempo de concentración.

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En el caso de casas habitación y pequeños edificios, las áreas tributarias o de captación y el tiempo de concentración son pequeños, por lo que los gastos pluviales se considerarán en azoteas para un tiempo de concentración de 5 a 8 minutos y para un periodo de retorno de 20 años.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo El gasto de aguas pluviales (método racional americano):

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CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Las bajantes que no se instalen en ductos especiales, se ubicarán en el exterior de los muros de manera que queden como mínimo a un metro o más de las paredes medianeras o divisorias. Solo podrán empotrarse las bajantes de fierro fundido, PVC u otro material expresamente aprobado por la Entidad Competente. En ningún caso de aceptará el empotramiento de bajantes fabricadas de plancha galvanizada doblada.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Los techos horizontales, terrazas y patios, deberán tener pendientes no menores de 2% hacia sus desagües. Por razones arquitectónicas, se podrá itir la omisión de canaletas y bajantes, siempre y cuando los techos no concentren el agua pluvial en puntos determinados. Los techos que queden sobre las aceras, no podrán en ningún caso verter sus aguas directamente sobre ellas, debiendo hacerlo mediante bajantes que conduzcan el agua pluvial por debajo de la acera al pie del cordón de la misma.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo Los sumideros y otros receptores de aguas pluviales, deberán ser fabricados en fierro fundido, bronce, plomo, PVC u otro material resistente a la corrosión y estarán provistos de rejillas o similares. Cuando los sumideros estén instalados en terrazas o áreas accesibles (sumideros con rejillas planas), el área abierta de la rejilla deberá ser por lo menos dos veces el área de la tubería a la que están conectados.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo DIMENSIONAMIENTO DE LAS BAJADAS DE AGUAS PLUVIALES El diámetro de las bajadas de aguas pluviales está en función de: Área de azotea de la construcción Intensidad de precipitación. Los diámetros de las bajantes y redes horizontales para aguas pluviales se determinarán en función del área servida y de la intensidad de lluvia considerada en el diseño.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo DISEÑO DE DRENAJES PLUVIALES HORIZONTALES

Recomendaciones: Conectar las bajadas de aguas pluviales inmediatamente a un registro en la parte inferior y en el exterior de la edificación. Utilizar tubería de concreto o cualquier otra que garantice su resistencia al paso de los vehículos.

CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo (…) DISEÑO DE DRENAJES PLUVIALES HORIZONTALES El diámetro de los drenajes horizontales de aguas pluviales se determinará haciendo uso del gasto de aguas pluviales y revisando la sección como si fuese un canal circular a superficie libre y en condición de flujo uniforme. Utilizando la fórmula de Manning:

Donde n = 0.013 para tubos prefabricados de concreto.

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PENDIENTES Los diámetros y secciones de canaletas semicirculares y rectangulares se calcularán también tomando en cuenta el área servida, intensidad de lluvia y pendiente de la canaleta o acuerdo con las tablas A -canaleta semicircular y B siguientes – canaleta rectangular. Las canaletas de otras secciones se calcularán en base a secciones equivalentes.

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CAPTACIÓN Y ELIMINACIÓN DE AGUAS PLUVIALES - diseño y cálculo FORMAS DE CONFIGURACIÓN DE LOS TECHOS EN FUNCIÓN DE LA PENDIENTE

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SELECCIÓN DE DIÁMETROS