Diseño e Ingeniería de Redes de Abastecimiento y Saneamiento

Criterios para la Circulación de Agua en Colectores

Trazado en Alzado (Pendiente)

Deben garantizar las condiciones de funcionamiento hidráulico. La pendiente mínima recomendada es del 0,5% para impulsiones cuando el agua va en dirección descendente y del 0,2% en recorrido ascendente. La pendiente máxima es del 3-4%.

Grandes Colectores

• **Radios de giro:** Evitar en lo posible pérdidas y sobreelevaciones laterales. El radio mínimo debe ser igual a 10 veces el ancho del colector.
• **Uniones de colectores:** Evitar pérdidas de energía y fenómenos locales. En el caso de régimen rápido, el ángulo formado por los colectores debe ser <120º y el número de Froude (Fr) <1,2. El caudal incorporado debe hacerlo con el menor ángulo posible y presentar la misma velocidad y nivel de la superficie libre que el caudal del colector principal.

Aseguramiento de la Calidad

Verificar el nivel de calidad alcanzado mediante la realización de ensayos de comprobación, control de calidad de fabricación y control de calidad de la instalación. Esto incluye:

• Examen visual de los tubos, piezas, válvulas, ventosas, etc.
• Comprobaciones dimensionales de tubos y piezas.
• Ensayos de soldaduras.
• Ensayos de revestimientos.
• Comprobaciones dimensionales de zanjas y alineaciones.
• Control del montaje de la tubería y de las uniones.
• Control de calidad de los rellenos de las zanjas.

Dotaciones

Volumen de agua que una unidad de demanda requiere en un determinado periodo de tiempo.

Contenido de la Memoria del Proyecto

• Antecedentes
• Objeto del proyecto
• Situación previa a la obra
• Necesidades a satisfacer
• Descripción de las obras
• Justificación de la solución adoptada
• Otros (obra completa, plazo, presupuesto, etc.)

La memoria debe ser legible y clara, e incluirá datos, ensayos y métodos. No incluye cálculos. Debe describir la red de abastecimiento actual, justificar la dotación global de cálculo, describir la solución adoptada, el plazo de ejecución y de garantía, la clasificación del contratista y la manifestación de obra completa.

Criterios de Diseño de la Red

Aducción

Conecta los ETAP (Estaciones de Tratamiento de Agua Potable) con las redes de distribución. Su estructura es en forma de árbol, donde cada rama termina en un depósito o válvula de control. Está exenta de tomas e hidrantes.

Distribución

Conecta la aducción con las tomas domiciliarias. Su estructura es mallada.

• **Red de transporte:** Diámetro mayor o igual a 500 mm y sin tomas ni hidrantes. Válvulas de mariposa cada 500 m máximo. Ventosas y desagües en cada tramo.
• **Red principal:** Diámetro mayor o igual a 200 mm con tomas e hidrantes. Sectores de superficie interior <4 Ha y población menor de 1500 habitantes. Hidrantes en lugares accesibles y señalizados, con una distancia entre ellos (D) <200 m. Ventosas y desagües en cada tramo.
• **Red secundaria:** Diámetro igual a 100 o 150 mm con tomas. Válvulas de compuerta en el extremo próximo a la red principal. No está exenta de tomas e hidrantes. En viales de anchura >15 m, se debe colocar una tubería por cada acera.

Criterios de Trazado en Planta para Abastecimiento

• En redes urbanas, las tuberías deben ir por las aceras.
• No se deben colocar dos tuberías en el mismo plano vertical.
• Separación mínima de 2 m a las edificaciones.
• Separación mínima de 1 m a los bordillos.
• Evitar el trazado bajo estacionamientos.
• En redes rurales, las tuberías deben ir por caminos.
• En carreteras, las tuberías deben ir por la zona de servidumbre.
• Alejar las tuberías metálicas de las líneas de alta tensión.

Criterios de Trazado en Alzado para Abastecimiento

• **Profundidad mínima:** Debe ser suficiente para proteger las tuberías de las acciones del tráfico y la temperatura. Sin tráfico, el recubrimiento mínimo es de 60 cm. Con tráfico, el recubrimiento mínimo es de 100 cm.
• Profundidad de la zanja >4,5-5 m y disponer de bermas.
• **Pendiente de la zanja:** Ascendente >0,4% y descendente >0,2%.
• Las tuberías de abastecimiento deben ir por encima de las de saneamiento.

Contenido de los Anejos del Proyecto

• Anejo de características del proyecto
• Anejo de topografía
• Anejo geotécnico
• Anejo de cálculos hidráulicos
• Anejo de cálculos mecánicos
• Anejo de justificación de precios
• Anejo de programación
• Anejo de estudio de Seguridad y Salud (SyS)
• Anejo de estudio de gestión de residuos

Contenido de los Planos

• Planos de conjunto
• Planos de detalle
• Planos de delimitación de ocupación de terrenos
• Planos de restitución de servidumbre
• Planos de restitución de servicios afectados

Pliego de Condiciones

• Descripción de las obras
• Regulación de las obras
• Obligaciones técnicas del contratista
• Forma de medir las unidades
• Forma de controlar la calidad de los materiales y el proceso de ejecución

Operaciones Previas a la Obra

• Reconocimiento de la traza (reportaje topográfico)
• Planificación de la obra
• Replanteo del trazado en planta de la conducción
• Localización de servicios existentes
• Obtención de los permisos
• Desvío de servicios afectados
• Redes provisionales de abastecimiento
• Planificación de cortes de agua

Fases del Estudio de Saneamiento

• Definición del tipo de red (unitaria o separativa)
• Evaluación de los caudales domiciliarios y pluviales
• Estudio de alternativas de trazado y vertido
• Cálculo hidráulico e hidrológico
• Elección de materiales de las tuberías y diámetros óptimos
• Definición de instalaciones
• Efecto sobre el medio receptor
• Diseño y proyecto final de la instalación

Elementos de la Red de Abastecimiento

• Captación
• Red de alta o agua bruta
• Depósitos de agua bruta
• Potabilización
• Depósitos de agua tratada
• Red de distribución (tuberías, bombeos, arquetas, válvulas, coladores, tomas domiciliarias y fuentes)

Fases del Estudio de Abastecimiento

• Evaluación de los caudales necesarios
• Estudio hidrológico de las diferentes fuentes de suministro
• Análisis de la calidad de aguas a utilizar
• Obras de toma y conducción
• Elección de diámetros y materiales de las tuberías
• Cálculo hidráulico de la conducción
• Elección del timbraje de las conducciones
• Diseño y proyecto final de la instalación

SWMM (Storm Water Management Model)

Es un modelo de simulación de la transformación precipitación-escorrentía usado tanto en eventos simples como precipitaciones continuas. Simula la cantidad y calidad de la escorrentía en medios urbanos. Permite la simulación de tuberías, canales, instalaciones de almacenamiento/tratamiento, bombas y reguladores. Fue creado en 1971. Distribuye la cantidad y calidad de la escorrentía generada en las subcuencas hacia la red, controlando caudales, calados y calidad en cada tubería y canal durante el proceso de simulación.

EPANET (Environmental Protection Agency Network)

Es un modelo automatizado de simulación que ayuda a comprender mejor el movimiento y las transformaciones experimentadas por el agua tratada introducida en los sistemas de distribución. El programa predice el comportamiento hidráulico y de calidad de las aguas dentro de un sistema de distribución de agua potable en un periodo de tiempo. Determina el caudal circulante por cada una de las conducciones, la presión en cada uno de los nudos, el nivel de agua en cada depósito y la concentración de componentes químicos a través de la red.

Pérdidas en Conducciones

La estimación del valor de pérdidas debe incorporarse como factor en el consumo. Este número es muy variable según la población. Es necesario ajustar esos valores. Muchas veces, lo más importante son los errores de los contadores que incluyen como pérdidas:

• Pérdidas por bombeo: 0,5%
• Limpieza de depósitos/fugas: 0,2%
• Fugas en la red: 5,4%
• Consumos por incendios: 1,7%
• Errores, no facturada, tomas piratas: 17,3%

Flujo a Presión

Las redes de abastecimiento a poblaciones y las redes de regadío son de este tipo de flujo:

• Tramos simples sin pérdidas locales en régimen permanente
• Tramos simples con pérdidas locales en régimen permanente
• Redes ramificadas en régimen permanente
• Redes malladas en régimen permanente
• Redes en régimen cuasi-no permanente
• Régimen no permanente

Contaminación

Acción y efecto de introducir materias o formas de energía, o introducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica. Tipos de aguas:

• Aguas pluviales o blancas (drenaje o escorrentía superficial)
• Aguas grises (domiciliarias ligeramente contaminadas, fregadero)
• Aguas negras o fecales (vertidos de la actividad humana)

Elementos de la Red de Saneamiento

• Tomas domiciliarias, sumideros, etc.
• Colectores e interceptores (tuberías, pozos)
• Tanques de tormenta, aliviaderos y bombeos
• EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales)
• Emisarios

Los colectores funcionan por gravedad, con pozos cada 50 m. El horizonte de diseño es de 10, 35 o 50 años. El diámetro mínimo es de 300-400 mm. El llenado máximo es del 75-85%. Deben ir por debajo del agua potable, a una profundidad de 1,2-1,3 m. Se debe considerar la pendiente máxima y mínima.