La actual versión de CLOACAS, nuestro software para el diseño de Redes de Saneamiento Urbano, incorpora nuevas características en cuanto a la determinación de los caudales de diseño de Aguas Residuales. Si bien se mantienen las opciones y criterios de la primera versión, explicados en detalle en este tutorial, verás que en la segunda versión (Marzo 2.016), hemos incorporado el motor de asignación y cálculo de demandas de agua potable de otro de nuestros programas para Ingeniería Civil: El Localizador de Demandas.
Si bien ya en la primera versión incluimos el concepto de Parcela de Demanda, es decir un punto que existe en el área en estudio con ciertas características en cuanto a consumo de agua y el cual puede ser asignado a una tubería de alcantarillado (en función de su cercanía a ella), de forma tal de poder estimar para ella el consumo como la suma de todas las parcelas a ella asignadas (o, en el caso de redes de saneamiento urbano, cambiaríamos la palabra “consumo” por la de “caudal afluente” a la tubería).
Ahora, al acceder al diálogo Método de Cálculo de Caudales de Diseño de CLOACAS, pulsando el botón Caudales del panel Parámetros de Cálculo de la Ficha Configuración, verás que la disposición de las opciones para la determinación de los caudales de aguas residuales a utilizar en el diseño se mantiene, con la única diferencia de que ahora, el botón que da acceso al Generador de Parcelas no está presente:
De este generador de Parcelas te damos detalles en otro Tutorial. Así que si deseas conocerlo mejor, haz clic aquí para revisarlo.
La eliminación del botón en este diálogo se debe principalmente a que en la nueva versión de nuestro programa para el diseño de redes de saneamiento urbano, hemos adicionado una nueva ficha, denominada PARCELAS y que como verás en esta imagen:
incorpora las herramientas necesarias para la definición y asignación no sólo de las Parcelas de Demanda sino también de los Polígonos de Demandas que establecimos en nuestro software para el cálculo de demandas en Urbanismos: El Localizador de Demandas.
En los tres últimos videos en este Tutorial te explican en detalle cómo crear estos objetos, bien sea dibujándolos directamente o importando textos y polígonos desde algún archivo de dibujo en formato DWG de AUTOCAD.
De esta forma verás entonces que con esta incorporación las opciones o variaciones posibles para el cálculo de los caudales de aguas residuales a utilizar en tus proyectos de alcantarillado sanitario son mayores y queremos darte ideas de combinaciones posibles a continuación:
Combinando Parcelas y Polígonos de Demanda para el Cálculo de los Caudales de Aguas Residuales
La determinación de los caudales de diseño de aguas residuales en los proyectos de redes de saneamiento urbano depende, en la gran mayoría de los casos, del cálculo de la Demanda De Agua Potable del sector en estudio.
El cálculo de esta demanda de agua potable depende a su vez, por una parte, de conocer las características de uso de cada edificación (o en general, de cada parcela dentro del área urbana estudiada) y, por otra de utilizar factores, generalmente normativos, que indican cuáles son los requerimientos mínimos de agua potable para que los habitantes en dichas edificaciones puedan satisfacer sus necesidades sanitarias.
Así, cuando te enfrentas a un diseño de una red de alcantarillado sanitario, puedes tener las siguientes situaciones en cuanto a información disponible:
1. Conoces, en detalle, las características de uso de cada edificación (o parcela) dentro del urbanismo.
Ésta es la condición más común para los urbanismos que aún no se han desarrollado o construido y en los que se parte de una planta de urbanismo en la cual un profesional especializado en el tema (urbanista) ha realizado la adecuada subdivisión de las áreas urbanizables, asignando usos en los que se especifica, por ejemplo para viviendas unifamiliares, el área de parcela, número de habitaciones o de baños, entre otros factores.
Aquí, la forma de realizar la determinación de los caudales de diseño de aguas residuales con CLOACAS, involucraría en definir una o más parcelas de Demanda Típicas (mira este video), en función de los distintos tipos de usos de edificación en el área en estudio. Por lo general, salvo que el uso de la tierra sea muy heterogéneo en el sector urbano de interés, no se necesitan más de dos o tres parcelas de Demanda.
Definidas las parcelas de Demanda Típica, sólo te queda insertarlas en el dibujo (bien sea dibujándolas una a una, o importándolas desde un archivo de dibujo), generalmente en lo que sería el frente de cada parcela de forma tal que el programa realice la asignación a las tuberías de alcantarillado de la red de saneamiento que estás por diseñar.
Esta asignación se realiza de forma automática y para lo cual se determina cuál es la tubería de la red de saneamiento más cercana a cada parcela.
En el panel Configuración de la ficha Parcelas de CLOACAS es posible especificar una distancia máxima de asignación de parcelas, de forma tal que puedas controlar el proceso de cálculo de demandas, limitando así que parcelas que estén muy alejadas de una tubería sean asignadas a ella erróneamente:
De no detectarse una tubería dentro de la distancia especificada, el programa te avisará, después de pulsar el botón Asignar Demandas, que han quedado parcelas sin asignar a través de un mensaje similar a éste:
En cualquier caso, después de realizar la asignación se presenta la tabla resumen del cálculo, en la que se indica el total de parcelas visibles en el área de dibujo, el número de ellas que han sido asignadas (las que quedan dentro de la distancia especificada previamente) y la demanda calculada para estas parcelas asignadas:
Nota que la diferencia en el número presentado en las columnas 2 y 3 de la tabla te indica que hay parcelas que no han sido asignadas a una tubería, razón por la cual deberías realizar las modificaciones necesarias (generalmente cambiar un poco su ubicación en el plano para que quede frente a una tubería de alcantarillado) para poder incluirlas en el cálculo de los caudales de diseño de aguas residuales.
Cuando realizas el cálculo de las demandas (pulsando el botón Asignar Demandas de la ficha PARCELAS), podrás ver la tabla de Demandas por colector de aguas servidas de tu proyecto:
En ella verás, para cada tramo de las redes de saneamiento urbano en tu proyecto de CLOACAS, el tipo y número de parcelas que le han sido asignadas y, por supuesto, el cálculo de la demanda de agua potable asociada, la cual servirá, en el cálculo o diseño de la red (Ficha COLECTORES) para la determinación del caudal de diseño de aguas servidas del tramo.
Recuerda que los caudales y demandas (introducidos y resultantes) del cálculo realizado por el programa cuando utilizas las opciones incluidas en la ficha PARCELAS, se corresponden a CAUDALES DE AGUA POTABLE y, por lo tanto, para convertirlos a caudales de aguas servidas deben ser afectados por los factores normativos correspondientes y los cuales son especificados o calculados a partir de la información que suministres en el diálogo de selección del método de cálculo según explicamos aquí.
2. Conoces las características generales del uso de la tierra en el sector
Aquí nos referimos a situaciones como ésta:
2.1. Conoces la Densidad de población (Habitantes por hectárea, por ejemplo) en el área estudiada.
Cuando se disponen de planes de desarrollo urbano para el sector que estudias, es común que encuentres planos en los que se definen polígonos los cuales definen características del uso de la tierra.
Podrías tener así polígonos dentro de los cuales se define que la densidad máxima permitida por ser zona residencial es de, por ejemplo, 150 Habitantes por hectárea bruta y la cual queda definida, por supuesto, por el área medida en el plano de referencia para el respectivo polígono.
Aquí de forma implícita tienes el valor de la población de saturación de todos los sectores dentro del polígono en cuestión lo cual, estableciendo una dotación de agua potable por persona, te permite obtener la demanda total correspondiente.
En este caso debes crear entonces Polígonos de Demanda del tipo Densidad, tal como explicamos en este video.
Una variante a esta condición es que hayas determinado, para tu proyecto de red de saneamiento urbano, una población de diseño con la cual puedas calcular tu mismo una densidad de población al dividirla entre el área (neta o bruta) del área estudiada.
2.2. No conoces la densidad de población, pero sí las características de uso dentro de los polígonos.
En algunos casos, por ejemplo en las zonas comerciales o industriales, en los planes de desarrollo urbano no se especifica una densidad poblacional, pues se supone que ésta está asociada al uso residencial.
Es entonces cuando se recurre a dotaciones de agua potable globales para calcular la demanda correspondiente de estos sectores.
Estas dotaciones se expresan en unidades de caudal entre área, es decir, como un caudal unitario.
Así podrías tener, en función de lo que especifiquen las normas de tu país, caudales unitarios de, por ejemplo, 0,5 litros por segundo por hectárea para zonas comerciales o de 1 l/s/ha para zonas industriales.
De esta forma, si conoces el caudal unitario y la extensión del polígono respectivo, la demanda respectiva es fácilmente calculable.
Cuando tienes esta situación en CLOACAS es posible entonces que utilices un Polígono de Demanda del tipo Caudal Unitario, para el que sólo, además de un nombre, debes especificar el caudal unitario correspondiente en el Administrador de Polígonos de la ficha PARCELAS:
En este tutorial del Localizador de Demandas podrás conocer no sólo los tipos de polígonos de demanda que puedes utilizar en un proyecto de CLOACAS sino también los detalles a tomar en cuenta en su creación.
¿Qué debo tomar en cuenta cuando utilizo Polígonos de Demanda en un Proyecto de CLOACAS?
Hay varios aspectos que queremos dejarte claro cuando estés utilizando polígonos de demanda en tus proyectos de redes de saneamiento urbano con nuestro programa:
Para los polígonos de Demanda no hay una distancia de asignación máxima.
El proceso de asignación automática de la demanda de cualquier polígono en tu proyecto, comienza con determinar cuál es la tubería más cercana al centroide del polígono pero, al contrario que las parcelas de demanda, no existe una verificación de distancia máxima para ser asignado.
De esta forma, cuando realizas la asignación de demandas pulsando el botón Asignar Demandas de la ficha PARCELAS, todos los polígonos serán asignados a una tubería.
Aquí podrás tener casos en los que, claramente, verás en el dibujo que la asignación no es la adecuada, por ejemplo mira esta imagen:
La línea de asignación del polígono (en color gris claro) indica que la demanda que para él se calcule será asignada a una tubería que no es la que le corresponde por cercanía, sino que es la que se detectó con la menor longitud perpendicular (desde su centroide) a ella entre las tuberías de la red de saneamiento estudiada.
Ciertamente que aquí la demanda de este polígono debe ser asociada a la tubería A1.3-A1.4, pero ¿como controlas esto en CLOACAS?
La forma de solucionar situaciones como ésta es editando el polígono (lo seleccionas, pulsas el botón derecho del ratón y haces clic en la opción Propiedades):
Allí verás que, conjuntamente con la información de demanda de agua potable del polígono, tienes la opción Asignar Manualmente a Tubería, la cual te permite anular la asignación automática que realiza el programa, dejándote seleccionar desde la lista la tubería a la cual “descargará” este polígono.
Cuando realizas el cambio y pulsas nuevamente el botón Asignar Demandas, verás ahora que la línea de asignación cambia:
Indicándote así que la asignación es la adecuada.
Las tablas Generales y de Resumen de Asignación de Demandas Mostrarán los Resultados de los Polígonos.
De más está decir que, cuando incluyes polígonos de Demanda en el cálculo de los caudales de aguas residuales de tu proyecto con CLOACAS, la tabla de resumen te presentará la información correspondiente. Por ejemplo en esta imagen verás el resultado cuando en un proyecto tienes parcelas y polígonos de demanda visibles:
Y, si seleccionas ver los detalles de asignación por tubería, verás que se indica también las parcelas y polígonos asignados a cada tramo de la red de saneamiento:
Así, como ves, las opciones que tienes para realizar el cálculo de los caudales de aguas residuales en tus proyectos de alcantarillados sanitarios son múltiples cuando incorporas los objetos Parcela y Polígono de demandas.
Recuerda que, para los efectos del cálculo de las demandas bajo esta opción, CLOACAS sólo tomará en cuenta las parcelas y polígonos que estén visibles en el momento de pulsar los botones de asignación y cálculo en las fichas PARCELAS y COLECTORES del programa.
Esta visibilidad es controlada a través de las capas respectivas en el editor de Capas del Proyecto:
De más está decir que esta opción te permite realizar el cálculo y diseño para distintas etapas de crecimiento del urbanismo pues podrías tener, por ejemplo, un polígono de demanda que represente a las áreas de futuros desarrollos (o, también, parcelas de demanda) al cual, una vez creado en el área de dibujo, le coloques la visibilidad de la capa respectiva como desactivada y no ser así incluido en el cálculo.
Bastante versátil ¿verdad?