¿Cómo determinar los Caudales de Aguas Residuales para Redes de Saneamiento Urbano en CLOACAS?

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En esta versión de nuestro programa para el cálculo y diseño de Redes de Saneamiento urbano se han mantenido las opciones que existían en la versión anterior para la determinación de los Caudales de Aguas Residuales a utilizar en el diseño.

Por lo tanto, vamos a la ficha CONFIGURACIÓN y, desde el panel Parámetros de Cálculo, accederemos al diálogo Método de Cálculo de Caudales de Diseño pulsando el botón Caudales.

Métodos de cálculo

Aquí verás cuatro opciones para el cálculo de los caudales de aguas residuales en tu proyecto de alcantarillado sanitario:

• La primera te permite especificar, para cada tramo de la red de saneamiento, el caudal de diseño de aguas servidas.

Es decir, que aquí se supone que ya has realizado previamente y fuera del programa el cálculo correspondiente para cada tubería de alcantarillado.

Cuando esta es la opción que seleccionas verás, al editar las propiedades de cada colector, que en la parte superior derecha está disponible un cuadro de texto para que introduzcas el caudal afluente o propio del tramo en cuestión. Así tendrás que hacer con cada uno de los tramos que, al menos, reciban empotramientos desde las parcelas del sector urbano en estudio.

• También es posible que definas a través de la siguiente opción, un caudal unitario de aguas servidas para toda la red de saneamiento urbano, en cuyo caso debes especificar el caudal y área total respectiva para que el programa determine el caudal unitario a utilizar en los cálculos del caudal propio de diseño de cada tramo.

Observa que si seleccionas esta opción, el editor de tuberías de alcantarillado, te solicita ahora que introduzcas para cada tubería, el valor del área tributaria respectiva.

En el cuadro de texto de abajo se presentará, para tu información, el caudal calculado como el producto del caudal unitario por el valor de área que aquí introduzcas.

¿Cuándo se utilizan los valores de K y C?

Observa que cuando seleccionas cualquiera de las dos opciones anteriores, se mantienen desactivados los campos para el uso y aplicación de los coeficientes normativos, pues se supone que la información que suministras en estos dos métodos ya los incluye.

• Pero si ahora seleccionas la tercera opción, en la que debes especificar para cada tramo de tubería el caudal medio de agua potable afluente, verás que si se activan, de forma tal que si sean aplicados a este caudal de agua potable y obtener así el correspondiente caudal de aguas residuales.

Así tienes la opción de especificar tú mismo los valores de C y K o dejar que el programa los calcule, bien sea especificando la población de diseño o, a través del concepto de población equivalente en donde tendrás que especificar una dotación por persona en este cuadro.

En la transcripción debajo de este vídeo encontrarás un enlace al tutorial en el que explicamos esto con más detalle.

Aquí, nuevamente, en las propiedades de cada tramo de tubería de alcantarillado verás que se dispone del campo para que especifiques el caudal medio de agua potable afluente. Luego, al momento de realizar el cálculo o diseño, se afectará este valor por los correspondientes factores normativos referidos previamente.

La opción de parcelas y Polígonos

• Una nueva opción o, mejor dicho, una variación de la que ya estaba incorporada en la primera versión, es la posibilidad de incluir en tu proyecto de alcantarillado sanitario las herramientas de asignación de demandas que tiene nuestro otro programa el Localizador de Demandas.

Con esta última opción es posible entonces que crees en el área de dibujo Parcelas y Polígonos de Demanda, con propiedades específicas en cuanto a demanda de agua potable y que serán asignados de forma automática a las tuberías sin tener que preocuparte por especificar, tramo a tramo, el caudal o área afluente como en las opciones anteriores.

De hecho nota que, al activar esta opción y dirigirte al editor de colectores, se presenta ahora, en lugar de los cuadros de texto, un botón que te permitirá visualizar las parcelas o polígonos que este tramo tiene asignada. En este momento no está disponible pues no hemos realizado aún cálculos con este método.

Realicemos el cálculo de los caudales de aguas residuales de nuestro proyecto de alcantarillado sanitario de ejemplo con este método.

Cuando esta opción está disponible verás que se activa la ficha PARCELAS.

En ella encontrarás las herramientas necesarias para crear y asignar parcelas y Polígonos de demanda a los tramos del sistema de drenaje sanitario y de los cuales, como te hemos referido, encontrarás información detallada en los tutoriales del Localizador de Demandas.

También, en la transcripción del video en esta página te ponemos los enlaces para que los revises detenidamente.

Creando parcelas de Demanda

Ahora, siguiendo con nuestro proyecto de alcantarillado de ejemplo, tenemos que incluir parcelas y polígonos de demanda que nos permitan determinar la demanda media de agua potable y con ella el respectivo caudal de aguas servidas de la red.

Si revisamos la información disponible en el archivo de dibujo que utilizamos como fondo y, específicamente vamos a cambiar la visualización de estas tres capas, verás que nos indican, como parte del plano del urbanismo, el nombre o tipo de cada parcela.

Así verás que se tienen dos tipos de viviendas unifamiliares, y una multifamiliar.

La idea es crear en el dibujo, en el frente de cada parcela, una parcela de demanda que represente la dotación correspondiente con el tipo de edificación.

Vamos entonces al administrador de parcelas pulsando este botón, y creemos las tres parcelas en cuestión.

La primera será la parcela unifamiliar con extensión de 250 metros cuadrados. Así que creamos una nueva, asignamos nombre y descripción y seleccionamos desde la lista de librerías de dotaciones la correspondiente a viviendas unifamiliares.

Seleccionamos este renglón y lo agregamos a la tabla de dotaciones de nuestra parcela. Le colocamos la cantidad, uno, porque representa sólo a una parcela de este tipo.

Guardamos y creamos la siguiente, la UF-2,  con extensión de 410 metros cuadrados.

Como es unifamiliar, buscamos el renglón correspondiente a su extensión y lo agregamos a la tabla.

Finalmente crearemos la parcela multifamiliar.

En cada parcela de este tipo habrá un edificio de 4 niveles, con 4 apartamentos por nivel y tres habitaciones por apartamento.

Buscamos la librería para viviendas multifamiliares, seleccionamos la fila de dotación para 3 dormitorios por vivienda y la agregamos a la tabla.

Aquí, como la dotación es por vivienda, debemos colocar el número de apartamentos que habrá en cada parcela, es decir 4 niveles, por 4 apartamentos por nivel, 16 unidades.

Nota que en cada caso se presenta la dotación total de la parcela.

Cerramos el administrador de parcelas y veremos que el selector de parcelas se activa, de forma tal que, al seleccionar aquí a una parcela tipo, ésta se cree cuando pulses este botón y selecciones su ubicación en el área de dibujo.

Nota que en la lista de capas del proyecto se presentan ahora una capa por cada uno de los objetos creados.

Desde aquí puedes controlar su visibilidad y, más importante aún, controlar si las demandas respectivas serán tomadas en cuenta o no en los cálculos.

Es decir que, si desactivas la visibilidad de una de estas parcelas, al momento de realizar el cálculo o diseño será como si no existieran en el proyecto de alcantarillado sanitario actual. Ya veremos un poco de esto más adelante.

Importando al dibujo parcelas/polígonos desde archivos de dibujo

Ahora deberíamos ir creando una a una las parcelas sobre el área de dibujo pero también es posible que se conviertan estos textos que están en el archivo de dibujo de referencia a través de la importación. Tal como hicimos con nodos y colectores.

Así que eliminemos estas parcelas y vayamos al diálogo de importación en la ficha DIBUJO.

Una vez seleccionas el archivo, observa que está disponible esta opción en el cuadro Parcelas y Polígonos.

Vale decir que no está disponible la opción para importar polígonos puesto que aún no hemos creado uno en el proyecto.

En cambio para parcelas si lo está pues, como ves en esta lista, se presentan las parcelas típicas que hemos creado previamente.

El proceso entonces pasa por seleccionar la capa que contiene al texto a convertir.

También debes seleccionar, de las parcelas disponibles en el proyecto, la que será asignada por el proceso de importación a cada parcela creada.

Empecemos con las viviendas unifamiliares tipo 1.

Al pulsar aceptar veamos que se han creado en el dibujo.

Vamos a cambiar su posición para que queden mejor ubicadas dentro del dibujo.

De forma similar haremos con los siguientes tipos de parcelas.

Asignación de parcelas, radio de asignación

Al final, verás que tenemos fácilmente creadas todas nuestras parcelas y con ellas, al pulsar el botón Asignar demandas en la ficha PARCELAS, tenemos el cálculo de la demanda total de agua potable respectiva.

Observa que en este diálogo puedes acceder a dos tablas de cálculo de demanda:

• La que te presenta el resumen de parcelas totales y asignadas así como las demandas respectivas.
• Y la que presenta el resultado de la asignación a cada tramo de tubería de la red. Así, por ejemplo, verás que en esta tubería están descargando 5 parcelas unifamiliares tipo 2 y una parcela multifamiliar.

Respecto a la asignación, observa que en el panel configuración hay un campo que te permite definir la longitud máxima a utilizar como referencia en el proceso de asignación de las parcelas.

Es decir, que si la distancia entre cada parcela y la tubería más cercana es superior al valor que aquí especifiques, la parcela quedará como no asignada.

Cambiemos este valor a 8 y pulsemos el botón de asignación para que veas lo que sucede.

Se nos informa que el cálculo se realizó sin problemas pero que hay una cantidad de parcelas que no han sido asignadas.

Y, cuando revisas la tabla resumen, verás que, al diferir los números en la segunda y tercera columna, hay parcelas que no han sido tomadas en cuenta en el cálculo de la demanda.

Adicionalmente observa que no se crean las respectivas líneas de asignación entre parcela y tubería en el área de dibujo.

Asignación de polígonos, asignación manual, Cálculo de demandas, tabla de resultados

Adicionalmente, también de acuerdo a la información disponible en el archivo base, hay unas zonas al norte que están definidas como áreas industriales pero las cuales no tienen características específicas para modelar su demanda con las parcelas de demanda.

En estos casos es posible utilizar polígonos de demanda y, para el caso de zonas industriales, escogeremos la opción de crear polígonos de caudal unitario.

Vamos al Administrador de Polígonos de Demanda en la ficha PARCELAS.

Creemos un nuevo polígono y seleccionemos para él el tipo caudal unitario.

Aquí es necesario especificar un valor. Usemos 0,45 litros por segundo por hectárea .

En los enlaces dentro de la transcripción en esta página encontrarás tutoriales en los que se explica en detalle cada tipo de polígono disponible en esta herramienta.

Cerremos el diálogo y observa que está disponible el polígono en la lista.

Si pulsamos este botón podremos crear cada polígono dibujándolo sobre el área de dibujo.

Pero, como ya viste, es también posible convertir polilíneas existentes en un archivo de dibujo a través de la importación.

Así que es lo que haremos rápidamente.

Una vez tienes los polígonos creados pulsa nuevamente el botón Asignar Demandas para ver los resultados.

La tabla resumen incorpora ahora también, la información de asignación para cada tipo de polígono que crees en el proyecto de alcantarillado sanitario.

Igualmente la tabla de colectores relaciona los que han sido asignados a las tuberías.

Por otro lado, ten en cuenta que es posible modificar cada polígono a través de la adición, eliminación o desplazamiento de sus vértices.

Selecciónalo, pulsa el botón derecho del ratón y haz clic en la opción que aplique desde el menú flotante.

También es posible anular para los polígonos la asignación automática a las tuberías.

Observa que, si selecciono uno de los polígonos y presento el diálogo de propiedades, además de sus características, está la opción para asignarlo manualmente a una tubería.

Si la activas,  podrás seleccionar la tubería a la que se asignará desde esta lista.

Cuando cierras el diálogo y pulsas Asignar Demandas, verás el cambio en la línea de asignación y, por supuesto verás, en las propiedades de la tubería, que se le ha asignado este polígono de demandas.

Visualización de capas, efecto sobre los resultados

Por último, te demostraremos el efecto de desactivar la visualización de parcelas o polígonos.

Con todos visibles, la demanda calculada es ésta.

Si, por ejemplo, vamos a las capas del proyecto y desactivamos la visualización de la capa de las parcelas de viviendas unifamiliares tipo 2.

Al realizar la asignación verás que el caudal total asignado disminuyó en un litro por segundo, el caudal de las parcelas mencionadas.

Como ves, utilizando las parcelas y polígonos de demanda, es muy sencilla la determinación del caudal medio de agua potable de cada tubería.

Por supuesto que, al realizar el cálculo de las redes de saneamiento urbano, estos valores serán afectados por los correspondientes factores de diseño para poder así obtener los respectivos caudales de aguas residuales de diseño.

Ésto lo verás aplicado cuando hablemos del diseño de la red, en el próximo video de esta serie.