¿Cómo Diseñar el Sistema de Drenaje Sanitario con CLOACAS?

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Una vez hemos definido la geometría del sistema de drenaje sanitario, así como los caudales de aguas residuales a ser utilizados en el diseño, sólo queda que empecemos a determinar las pendientes, diámetros y elevaciones de rasante de las tuberías de alcantarillado que lo conforman.

En CLOACAS, desde su primera versión, es posible definir dos tipos de criterios a ser utilizados por el programa en el proceso de diseño automático.

Configuración de parámetros de diseño

Cuando vas al diálogo de Configuración General del proyecto de alcantarillado sanitario, verás que en la ficha Cálculo y Diseño están las referidas opciones.

La primera te permite establecer que la pendiente o diámetro a ser determinada por el programa busque satisfacer el requerimiento de una velocidad a sección plena mínima, en cuyo caso el valor que introduzcas aquí en el cuadro de la izquierda será utilizado como referencia.

La segunda, busca que el diseño se enfoque a que cada tramo de tubería de alcantarillado en el sistema de drenaje sanitario cumpla una relación caudal de diseño entre caudal a sección plena determinada, y la cual debes fijar en este campo en el cuadro Diseño automático.

Igualmente, como parámetro de control del diseño automático, debes fijar aquí una pendiente mínima y, con miras a servir como un elemento de revisión del diseño, es necesario especificar en este campo a la izquierda el valor de velocidad real mínima aceptable en tu diseño.

Recuerda que la velocidad real se corresponde con la que se verifica en el tramo de tubería de alcantarillado cuando por él se verifica el caudal de diseño o real respectivo.

Diseño automático – opciones

Habiendo seleccionado la opción de tu preferencia para diseñar el sistema de drenaje sanitario en tu proyecto, podrás dirigirte a la ficha COLECTORES para utilizar alguna de las tres opciones de diseño automático disponibles:

• La que determina las pendientes y elevaciones de rasante de tuberías y bocas de visita, manteniendo los diámetros actuales en cada tramo.

• La que busca fijar, de ser favorable, para cada tramo de tubería de alcantarillado la misma pendiente del terreno en su línea de paso y determinando, a partir de dicha pendiente y con los caudales de aguas residuales de diseño, el diámetro requerido para satisfacer la condición de diseño.

En el caso que la pendiente del terreno no sea favorable, se supone que la pendiente del tramo es igual al valor mínimo que especificaste en el diálogo de Configuración General.

Y, también vale acotar, que esta opción de diseño se basa en el hecho de que cuando el tramo de tubería tiene la misma pendiente que el terreno en su línea de paso, la excavación suele ser la mínima posible.

• La última opción es la que calcula los diámetros requeridos para satisfacer la condición de diseño, pero manteniendo como fijas las pendientes de cada tramo del sistema de drenaje sanitario.

En este caso se supone que los tramos tienen un valor de pendiente longitudinal favorable a la dirección del flujo, y por supuesto, distinto de cero.

Vale decir que, cuando se trata de determinar diámetros en el diseño automático, CLOACAS tomará como referencia el catálogo o librería de tuberías que tienes asignado a cada tramo.

Observa que, al editar uno de los tramos, entre sus propiedades está una de las librerías de tuberías que hayas especificado en tu proyecto de alcantarillado sanitario desde la Ficha configuración, diálogo Librerías de tuberías del proyecto.

En la transcripción de este video, te colocamos el enlace a un detallado tutorial que te permitirá conocer las características de este diálogo.

Así, si la librería asignada al tramo de colector es ésta, la búsqueda del diámetro en el proceso de diseño automático se restringirá a los que aquí aparecen, es decir, que el proceso de búsqueda culminaría, en este caso, cuando el diámetro alcance los 600 mm.

Ten esto en cuenta para poder interpretar adecuadamente los resultados del diseño del sistema de drenaje sanitario realizado por CLOACAS.

De esta manera, cuando escoges alguna de las opciones de diseño automático, en nuestro caso probaremos con la segunda, pues al momento todos los tramos tienen el mismo diámetro, se presentará un mensaje informándote del resultado.

No se detectaron errores, aunque sí se presenta un mensaje en donde se indica que hay colectores de segundo orden que estarían descargando a elevaciones inferiores que las del colector principal.

Visualizando resultados: tabla y perfiles

Veamos cómo es esto en su perfil longitudinal.

Vamos a la ficha RESULTADOS y pulsamos el botón perfiles longitudinales.

Seleccionamos el colector principal para ser visualizado y vemos aquí que, efectivamente, la cota de llegada del colector A5, así como la del A1, están por debajo de las rasantes definidas para este colector principal.

Ya veremos cómo solucionar esta situación en el diseño, pero en todo caso observa que, cuando presento todos los perfiles longitudinales del proyecto, se han definido adecuadamente las pendientes y diámetros de todos los tramos.

Igualmente, cuando revisas las tablas de bocas de visita y colectores podrás ver los datos y resultados necesarios para comprender el cálculo hidráulico realizado.

Observa que se resaltan en color rojo claro los tramos que incumplen alguna de las condiciones de control o diseño prefijadas en la configuración general del proyecto de alcantarillado sanitario.

Para ordenar las filas en estas tablas en función de la sub redes que hemos definido para el sistema de drenaje sanitario que nos ocupa, puedes pulsar este botón en la ficha COLECTORES.

Así visualizarás mejor los resultados y, nota, que los tramos de arranque son sombreados en color gris y, en la tabla de bocas de visita, el punto de descarga en color amarillo.

Utilizando el editor de colectores para mejorar el diseño

Por supuesto que, en este caso, hay muchos tramos en los que los valores de velocidad a sección plena no son satisfechos pues, recuerda, hemos fijado como condición de diseño la de relación de capacidades en cada tramo.

Si, por ejemplo cambiáramos esta condición en la configuración general y realizamos nuevamente el diseño, tendremos estos resultados.

Mejoran en cuanto a velocidad a sección plena pero a costa de incrementar diámetros, y por lo tanto, no parece ser la mejor solución, siendo más factible volver a la condición de diseño anterior y realizando manualmente las modificaciones a los tramos con problemas.

Para estos casos verás que el Editor de colectores de CLOACAS, ofrece una serie de opciones de diseño las cuales se explican en detalle en el tutorial cuyo enlace te colocamos en la transcripción de este video en la parte inferior de la página.

Por ejemplo, para solucionar la situación reportada de descarga del colector A5 en el principal, podríamos editarlo y utilizar esta opción, la cual modifica la elevación por el valor que aquí especifiques de todos los tramos ubicados aguas abajo de él.

En este caso vemos que el colector A5, descarga a esta elevación, la cual está unos 50 centímetros por debajo de la del colector principal.

Entonces, vamos al tramo A6-A5 del colector principal y especificamos un descenso de 55 centímetros para todos los que estén aguas abajo.

Cuando visualizamos el perfil longitudinal, verás ahora que se crea el escalón necesario para captar los caudales de aguas residuales del colector afluente A5, y como consecuencia, se logra que el colector A1 descargue también por encima del principal.

La opción de cálculo: Sólo calcula, no Diseña

Aunque este cambio no implica modificaciones en los cálculos hidráulicos, siempre ten cuidado que cuando utilices las opciones de diseño automático, los valores que hayas establecido serán modificados.

Por ello debes utilizar, para actualizar los valores, el botón Calcular de la ficha COLECTORES. Así se mantienen las modificaciones específicas que realices.

Con este mismo editor de colectores podrías variar las pendientes en estos tramos con problemas de velocidad a sección plena.

Por ejemplo en el tramo A1-A0, variaré la rasante en la boca de visita inferior hasta que satisfaga la condición.

Así que tienes todo para afinar tu diseño del sistema de drenaje sanitario con CLOACAS.

Visualizar resultados con colores

Otra herramienta de ayuda en el diseño, incorporada en esta versión, es la que te permite visualizar los resultados a través de colores en los tramos de tubería de la red de alcantarillado.

Por ejemplo, deseo visualizar cómo está la relación de capacidad de los tramos.

Así que voy a la ficha dibujo y pulso este botón para presentar el diálogo que me permite especificar colores y rangos de valores para diversas propiedades.

Mantendré los valores por defecto y cierro.

Activo esta casilla y selecciono la propiedad a visualizar.

Verás que cambia el color de las líneas y, también, se presenta en el dibujo la necesaria leyenda.

Así puedo identificar los tramos que están sobrecargados o, también, los que tienen baja relación de capacidad.

Utilizar el Editor global para cambiar diámetros, entre otras propiedades.

También se incorpora al Editor Global, el cual te permite realizar modificaciones a uno o varios objetos en el proyecto de alcantarillado sanitario actual.

Por ejemplo, si deseara modificar el diámetro de algunos tramos de colectores, los seleccionaría desde aquí, activo la casilla y selecciono el diámetro deseado.

Al pulsar Aceptar veremos, en sus propiedades, que la modificación se ha realizado.

Seleccionar tuberías con determinada propiedad y modificarla/ combinarla con editor global

El Editor Global también es útil cuando lo combinas con la herramienta de selección.

Con ella puedes realizar una selección en función de determinada propiedad de los objetos.

Supongamos que deseo seleccionar las tuberías que tienen 20 cm de diámetro.

Cambio el tipo de objeto a Colector, selecciono la propiedad diámetro, pongo el operador igual y establezco el valor en el cuadro de texto.

Al pulsar Aceptar veremos que se seleccionan las tuberías.

Una vez seleccionadas, suponiendo que deseara modificar su diámetro, solo tengo que ir al editor global.

Y verás ahora que no es posible seleccionar objetos, pues él está tomando como selección las tuberías que teníamos seleccionadas antes de ejecutarlo.

Modifico aquí el diámetro y pulso Aceptar.

Observa que se ha realizado la modificación fácilmente.

Esto te ahorrará mucho tiempo en el proceso de edición, análisis y diseño de tu proyecto de alcantarillado sanitario.

Buscar tuberías/bocas de visita con la herramienta Buscar

Por último ten en cuenta también la herramienta Buscar en la ficha DIBUJO.

A veces, sobretodo en proyectos muy extensos, desearás ubicar una boca de visita o un tramo de colector por su nombre en el área de dibujo.

Pulsando este botón verás que se presenta la lista de nombres de cada tipo de objeto.

Si selecciono por ejemplo a esta boca de visita y pulso Aceptar, la visualización del área de dibujo cambia de forma tal que pueda tener en el área de pantalla al objeto en cuestión.

De esta forma, como has visto en este video, las opciones de diseño del sistema de drenaje sanitario ofrecidas por CLOACAS son no solo múltiples sino también lo suficientemente versátiles como para que puedas aplicar tu criterio como un elemento complementario al trabajo realizado por el programa.

Ya sólo queda que conozcas las opciones de generación de Planos de drenaje sanitario, así como de cantidades de obra que ofrece nuestro programa para el diseño del alcantarillado sanitario en urbanismos.

En el siguiente video, último de esta serie, te los presentaremos, así que no dejes de verlo.