Opciones Disponibles para el Cálculo del Caudal de Diseño de la Red de Alcantarillado Sanitario con CLOACAS


Este Tutorial corresponde a la Interfaz y Características de la Versión 1.0 de CLOACAS.

Con el Lanzamiento de la Versión 2 en Marzo del 2016, algunas características han sido modificadas según podrás ver en los tutoriales correspondientes y los cuales inician en el siguiente video:

Creando tu primer Proyecto de Alcantarillado Sanitario con CLOACAS.

La determinación del Caudal de Diseño de Aguas Servidas para una Red de Alcantarillado depende de diversos factores tales como: los criterios normativos, el criterio del proyectista y la información disponible, entre otros.

Con la intención de ofrecer mayor versatilidad en el diseño, en CLOACAS se han incluido cuatro posibles métodos para el cálculo del Caudal Propio de los tramos de Colectores en la Red de Alcantarillado. En este artículo presentamos los detalles de cada uno de estos métodos así como algunas consideraciones a tomar en cuenta al momento de crear el Proyecto de Aguas Servidas en el programa.

La selección del Método para la determinación del Caudal de Diseño de Aguas Servidas en el programa debería ser una de las primeras tareas a realizar (antes de iniciar la introducción de datos de Bocas de Visita y Tramos de Colectores) pues de ello dependerá la información que se presentará en el Editor de Colectores y la cual debe ser especificada por el usuario cada vez que un nuevo tramo de la Red de Alcantarillado es creado.

Adicionalmente, hay que destacar que el método puede ser cambiado en cualquier momento (es decir, después de haber construido la red) pero la información introducida en los tramos para el cálculo del Caudal de Diseño con el método previamente seleccionado se perderá, lo cual podría representar un inconveniente para el usuario.

La selección de la opción para el cálculo del Caudal de Diseño se realizará desde el diálogo que se presenta al pulsar el botón Caudales del panel Parámetros de Cálculo de la ficha Configuración:

Accediendo-a-las-opciones-para-el-calculo-del-caudal-de-diseno-de-aguas-servidas

En este diálogo encontraremos las siguientes opciones:

1 Especificar el Caudal de Diseño de Aguas Servidas en Cada Tramo de Colector

Especificar-directamente-el-caudal-de-diseno-de-aguas-servidas

Ésta es la opción más sencilla y en la que se deberá contar, previamente, con los valores del caudal de diseño de Aguas Servidas a ser especificado en los tramos de la Red de Alcantarillado. Cuando esta opción está activa el Editor de Colectores, en su parte superior derecha, presentará el cuadro de texto para que se especifique en los tramos el valor respectivo:

Especificar-el-caudal-de-diseno-de-aguas-servidas-de-la-red-de-alcantarillado

2 Especificar el Caudal Unitario de Diseño de Aguas Servidas en Función del Área Tributaria a la Red de Alcantarillado

Cuando se dispone del Caudal Total de Diseño así como del área Total o, también, de un Caudal Unitario de Diseño (l/s por hectárea, por ejemplo), es posible especificar los valores respectivos activando esta opción:

Especificar-el-caudal-de-diseno-unitario-de-la-red-de-alcantarillado

Ahora, el Editor de Colectores solicitará el área tributaria a los tramos de la Red de Alcantarillado.

Cuando se va a crear la red desde un archivo con formato DXF de AUTOCAD® y se dispone, en dicho archivo de dibujo, de los polígonos correspondientes a las áreas tributarias a cada tramo, es posible realizar la importación y asignación también de los valores de las áreas de dichos polígonos a los tramos más cercanos al centroide de cada polígono (ver este Tutorial para más detalles).

Para ello es importante haber activado esta opción de cálculo del Caudal de Diseño antes de iniciar la importación.

3 Especificar el Caudal Medio de Agua Potable en Cada Tramo de Colector de la Red

Si la información disponible se limita a los caudales medios de agua potable tributarios a los Tramos de la Red de Alcantarillado, esta es la opción a seleccionar:

Especificar-el-caudal-medio-de-agua-potable

Bajo esta condición, el Editor de Colectores presentará el cuadro de texto para que el usuario especifique el valor del caudal medio de agua potable en cada tramo de Colector, de ser el caso.

Cuando esta opción es seleccionada (así como la que veremos posteriormente) veremos que en la parte inferior del diálogo Método de Cálculo de Caudales de Diseño se activan los cuadros de texto para especificar diversos factores:

  • Factor de Mayoración o de Seguridad “C”. Éste parámetro está pensado para incluir aspectos como los Malos Empotramientos en la determinación del Caudal de Diseño de la Red de Alcantarillado.
  • Coeficiente de Demanda Máxima o de HARMON “K”. El conocido factor, dependiente de la población de diseño, debe ser introducido en este campo.
  • Coeficiente de Reingreso “R”.
  • Caudal de Infiltración (I). Para incluir el gasto correspondiente a las aguas que se infiltran a los colectores de Aguas Servidas a través de las juntas, se especificará aquí el valor (generalmente normativo) en función de la longitud de colectores.

Contando con todos estos factores, el Caudal de Diseño de Aguas Servidas (Qd) será calculado por el programa con la siguiente expresión:

Ecuacion-para-el-calculo-del-caudal-de-diseno-de-aguas-servidas

En la que Qm es el caudal medio de acueducto y Lcol la longitud del colector.

Opción de Cálculo Automático para los Factores C y K

En la parte inferior derecha veremos también activo el cuadro de chequeo con el texto Calcular en Función de la Población:

Calculo-automatico-de-C-y-K-de-la-Red-de-Alcantarillado

Cuando es seleccionada esta opción el programa ofrecerá la posibilidad de que los valores de C y K sean calculados automáticamente a través de las ecuaciones:

Ecuaciones-para-el-calculo-de-C-y-HARMON

En cuyo caso el usuario deberá especificar la población de diseño de toda la Red de Alcantarillado Sanitario de dos formas posibles:

  • Introduciendo la población directamente. Aquí el usuario deberá conocer el valor de la población de diseño de la red para colocar su valor en este campo.
  • Utilizando una Población Equivalente. Si no se conoce la población de diseño, es posible estimarla a partir de una dotación de agua potable a ser especificada por el usuario en el campo Dotación. En este caso el programa determinará el Caudal Medio Total de Agua Potable de la Red (sumando los caudales medios introducidos por el usuario en cada tramo) y los dividirá entre la dotación para obtener así la población a utilizar. En este caso, los valores no se actualizarán hasta que se haya realizado el cálculo o diseño de toda la red.

4 Especificar el Número y Tipo de Parcela, con una Dotación de Agua Potable Específica, en Cada Tramo de Colector de Aguas Servidas

Esta opción es, quizá, la más compleja pero también la que puede ofrecer mayor detalle al momento de determinar el Caudal de Diseño de la Red de Alcantarillado Sanitario.

Cuando se activa este método, veremos que se activará también el botón para acceder al Generador de Parcelas:

Especificar-Parcelas-en-la-Red-de-Alcantarillado

Notemos que las opciones para definir, de forma manual o automática, los factores de cálculo del Caudal de Diseño de Aguas Servidas están también activas, ya que lo que el usuario estaría introduciendo bajo esta modalidad sería una demanda de Agua potable, la cual debe ser mayorada, según vimos previamente.

Con la publicación de CLOACAS estamos incorporando lo que hemos denominado El Editor de Librerías de Dotaciones, el cual contiene valores típicos de dotación de agua potable de acuerdo al uso o tipo de edificación y el cual esperamos esté incorporado en lo que será la nueva versión del Localizador de Demandas así como en los próximos programas que desarrollemos y que estén orientados a la necesidad, por parte de los Ingenieros Civiles, de determinar demandas de Agua Potable.

La idea aquí es que el usuario esté en capacidad de definir “Parcelas de Demanda Tipo”, lo cual es muy común en urbanismos planificados, en los que encontraremos zonas destinadas, por ejemplo, a viviendas unifamiliares mientras otras zonas están destinadas a viviendas multifamiliares, entre otros usos.

De esta manera, se podrán crear las parcelas típicas que sean detectadas en el urbanismo, y al cual vamos a dotar del proyecto de la Red de Alcantarillado, asignándoles las dotaciones que les correspondan para asignarlas posteriormente a los tramos de Colectores que las atenderán. Veremos que, con esta opción para el cálculo del caudal de Aguas Servidas activa, el Editor de Colectores cambia para ofrecer una tabla en la que se verán los tipos de parcelas asignados así como la cantidad de ellas:

Editor-de-Colectores-Con-Opcion-de-parcelas-activada

Entre las posibilidades incluidas en CLOACAS al momento de importar archivos en formato DXF de AUTOCAD® está la de que el programa importe también Textos que estén en el dibujo (que estén en él denominando a las distintas Parcelas en las Manzanas), y los convierta en Parcelas de Demanda. Luego, las asignará conforme la cercanía de éstas a los tramo de colector. En este Tutorial detallamos cómo se realiza ésto.

Si bien pensamos que el uso del Generador de Parcelas, así como de las Librerías de Dotaciones, es bastante intuitivo, hemos preparado este Tutorial para conocerlos mejor así que, en caso de que lo consideres necesario, revísalo.