analisis tecnico economico ;de pozo home dos de …
TRANSCRIPT
3i
UNiVERsIDADTEc:NICA FEDERIO SANTA MARIA
SEDE CONCEPCION "REY BALDUINO DE BELGICA"
ANALISIS TECNICO ECONOMICO ;DE POZO HOME DOS DE PLANTAS ELEVADORAS AGUAS
S ERVI DAS
Trabajo para optar al TItulo Profesional de
I ngeniero Ejecución en :Proyectos Estructural
Alumno : Sr. Ricardo A Jara Barra
Profesor Gula : Sr. Wilfried Maser
_----
2011
Resumen
La presente Memoria tiene por objeto, el estudio de plantas
elevadoras de aguas servidas, segün las condiciones definidas, basados en
un estudio técnico y econOmico, que permita evaluar las diferencias y
conveniencias de la secciOn transversal del pozo hUmedo, a fin de establecer
la más eficaz, dependiendo de los requerimientos definidos.
Para conseguir tales objetivos, el estudio desarrollará una recopilación
de algunos fundamentos teóricos acerca de las estructuras de hormigón,
entre las tipologias y el comportamiento, ventajas y desventajas y las
principales cargas a las que están sometidas este tipo de estructuras.
Posteriormente se definirán los parámetros de diseno, en el cual se
estudiarán todas las variables hidráulicas y variables estructurales con el fin
de precisar la estructurä de la PEAS, su tamaño, capacidad, profundidad,
etc.
Luego se realizará el análisis estructural, hacienda referencia a los
criterios y parámetros de diseño, las normas y especificaciones,
componentes y sistemas estructurales asI coma el análisis de los suelos.
El precio es fundamental en todo proyecto profesional, par lo que
significa, por Ia tanto se expondrán los costos del material para construir los
Pozos Hümedos definiendo cual es mas econômica.
Finalmente se realizará el análisis de las estructuras de los costos
totales y de los criterios técnicos sobre su peso y funcionalidad, para
finalmente desarrollar !as conclusiones, dependiendo de las variables
definidas (caudal, peso de la estructura, tipo de suelo y napa freática), se
determinará la sección transversal adecuada para su funcionalidad.
Contenido Resumen .6
Glosarlo.................................................................................................................................................11
lntroducciôn...........................................................................................................................................13
CapituloI................................................................................................................................................15
PEAS PLANTA ELEVADORA DE AGUAS SERVIDAS ...............................................................16
1.1. INTRODUCCIONA LAS PEAS ............................................................................................. 16
1.2. PLANTAS ELEVADORAS DE AGUAS SERVIDAS .............................................................16
1.2.1. Cámarasderejas ......................................... ................................................................ 17
1.2.2. Pozo Hümedo o Pozo de Aspiración. .......................................................................... 19 1.2.3. Cámara de Válvulas ....................................................................................................20
1.2.4. Cámaras Adicionales ................................................................................................... 22 1.2.5. Cámara de Medidor de Flujo.......................................................................................22
1.2.6. Cámara de Ventosa ..................................................................................................... 22
1.2.7. Sala y Grupo Generador .............................................................................................. 22
1.3. REQUISITOS DE DISEf1O ................................................................................................... 23
1.3.1. Requisitos de Seguridad .............................................................................................. 23
1.3.2. Requisitos Generales. ................................................................................................. 23 1.3.3. Requisitos para el pozo dé aspiracion o cámara hUmeda. .......................................... 26
1.3.4. Requisitos de obras civiles directamente asociadas al pozo de aspiración 0 cámara hümeda 27
1.3.5. Requisitos para la cámara o sala de bombeo..............................................................27
1.3.6. Requisitos de equipos de bombeo ..............................................................................28
1.3.7. Requisitos de operación y mantenimiento de la planta elevador.................................29
1.3.8. Requisitos de las interconexiones hidráulicas .............................................................29
Capitulo2................................................................................. 31
2. FUNDAMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS ........................................................................ 32
2.1. COMPORTAMIENTO DEL HORMIGON ESTRUCTURAL ..................................................32
2.2. VENTAJAS ........................................................................................................................... 33
2.2.1. Durabilidad. ................................................................................................................. 33
2.2.2. Versatilidad de Forma..................................................................................................33
2.2.3. Costo de Mantenimiento..............................................................................................33
2.2.4. Disponibilidad de personal y materiales ......................................................................33
2.2.5. Resistencia at fuego. ................................................................................................... 34
2.3. DESVENTAJAS ...................................................................................................................34
2.3.1. Relaciôn peso-estabilidad ............................................................................................ 34
2.3.2. Resistencia a la Tracciôn ............................................................................................. 34
2.3.3. Tiempo de Ejecución . . 34
2.4. PROPIEDADES DEL HORMIGON ESTRUCTURAL...........................................................35
2.4.1. Resistencia ......................................................................................................................35
2.5. DEFORMIDAD .....................................................................................................................35
2.6. CARGA DE LAS ESTRUCTURAS ....................................................................................... 36
2.6.1. Cargas Muertas...........................................................................................................36
2.6.2. Cargas de Sismo ................ . ........................................................................................ 36
2.6.3. Cargas de impacto ......................................................................................................36
Capitulo3...............................................................................................................................................38
PARAMETROS DE DISEIO .......................................................................................................39
3.1. CAUDALES DE DISEO .....................................................................................................39
3.1.1. Area de Influencia........................................................................................................40
3.1.2. Densidad Poblacional ................................................................. .............................. ...40
3.1.3. Dotaciôn de Agua Potable ........................................................................... .. ................. 40
3.1.4. Coeficiente de Recuperacion ....................................................................................... 41
3.1.5. Caudales Medio, Máximo y MInimo ............................................................................. 41
3.1.6. Caudales a Estudiar ........................................................................................... . ........ 44
3.2. PROFUNDIDAD DEL COLECTOR DE ENTRADA ..............................................................45
3.3. ALTURA DE ELEVACION .......... .......................................................................................... 45
3.4. Motobombas Sumergibles .................................................................................................... 46
3.4.1. Calculo de Volurnen Util minimo en pozos de una bomba ..........................................47
3.4.2. Calculo del volumen Util total en pozos con 20 más bombas.....................................48
3.4.3. Volumen Util ................................................................................................................49
3.4.4. EspecificaciOn Motobomba .......................................................................................... 49
3.5. Proyectos PEAS...................................................................................................................50
Capitulo4...............................................................................................................................................51
ANALISIS ESTRUCTURAL .......................................................................................................... 52
4.1. VERIFICACION FLOTACION POZOS HUMEDOS ............................................................... 53
4.2. CALCULO ESTRUCTURAL DE UNIDADES ........................................................................ 54
4.2.1. Estados Limites de Diseño ..........................................................................................54
4.2.2. Solicitaciones .................................... ........................................................................... 55
4.2.3. Empujes Hidrostáticos (EH) y de Suelo (ES)...............................................................56
4.2.4. Empujes Sismicos de Suelo (ESS) e Hidrodinámico (ESH)........................................56
4.2.6. Diagramas de Empujes ...............................................................................................56
4.2.7. Diagrama de Empujes Horizontates PEAS Chica SecciOn Circular.............................57
4.2.8. Diagrama de Empujes Honzontates PEAS Chica SecciOn Rectangular......................59
4.2.9. Diagrama de Empujes Horizontales PEAS Grande SecciOn Circular..........................61
4.2.10. Diagrama de Empujes Honzontales PEAS Grande SecciOn Rectangular...............63
4.3. DETERMIMACION DE ESFUERZOS..................................................................................65
4.3.1. Método de Análisis ......................................................................................................65
4.3.2. Modelaciôn Estructural ................................................................................................65
4.3.3. ModelaciOn de Elementos Estructurales ...................................................................... 65 4.4. DISEIO DE ELEMENTOS .................................................................................................66
4.4.1. Método de Diseno .......................................................................................................66
4.4.2. Parámetros de Diseño .................................................................................................. 66 4.4.3. Armaduras...................................................................................................................67
Capitulo5...............................................................................................................................................68
ANALISIS DE COSTOS...............................................................................................................69
5.1. Presupuesto Estimativo PEAS Chica Secciôn Circular........................................................70
5.2. Presupuesto Estimativo PEAS Chica Secciôn Rectangular.................................................71
5.3. Presupuesto Estimativo PEAS Grande Secciôn Circular.....................................................72
5.4. Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Rectangular..............................................73
Capitulo6.......................................................................................................................................... . .... 74
CONCLUSION .............................................................................................................................75
Bibliografia ...................................................................................................................................77
Anexos...............................
.............................................................
Anexo 1: Normas
Anexo 2: Especificaciones Técnicas
Anexo 3: Catalogos de bombas
Anexo 4: Pianos
Indice de Figuras
Figura 1: Planta Cámara de Rejas 18
Figura 2 :Elevación en Corte Cámara de Rejas 18
Figura 3: Elevaciones en Corte Pozo Hümedo 20
Figura 4: Planta y Elevación en Corte Cámara de Váivulas 21
Figura 5 : Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Chica Sección Circular 57
Figura 6 : Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Chica Sección Rectangular 59
Figura 7 : Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Grande Sección Circular 61
Figura 8: Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Grande Sección Rectangular ....63
Indice de Tablas
labia 1: Presupuesto Estimativo PEAS Chica Sección Circular_____ 70
labia 2: Presupuesto Estimativo PEAS Chica Seccióri Rectangular -
71
labia 3: Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Circular -
72
Tabla 4: Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Rectangular 73
Glosarlo
• Aguas Residuales : Aguas que se descargan después de haber sido
usadas en un proceso, o producidas por este, y que no tiene ningUn
valor inmediato para este proceso
• Aguas Servidas; Aguas servidas domesticas: aguas residuales que
contienen los desechos de la comunidad, compuestos por aguas
grises U aguas negras.
• Autoridad Competente: prestador de servicio sanitario y autoridad
estatal correspondiente que tiene competencia en su ámbito en el
diseno y construcciôn de las PEAS
• Cámara 0 Pozo do Bombeo: construcciôn en la que se instala el
grupo de motobombas ylas interconexiones hidráulicas
• Cámara de Rejas Construcciôn destinada a la instalaciOn de rejas u
otros elementos para retención y retiro de sólidos y desechos.
• Cámara de Válvtila: construcciôn en la que se instalan las válvulas y
parte de las interconex!ones.hidráulicas..
• Cámara de Hümeda: Cárnara de bombeo o sala de bombeo donde se
instalan las motobombas sumergidas.
• Caudal; Gasto: volumen de agua residual que pasa por una secciOn
- transversal en una unidad de tiempo
• Caudal máximo de diseo: mayor caudal que debe impulsar en el
futuro la o las motóbombas de la planta elevadora.
• Interconexiones Hidráulicas: clrcuito formado por tuberlas y Piezas
especiales con y sin Mecanismo.
• Periodo de Prevision o Dseño: nümero de años ocurrido desde la
fecha en que se Ilevo a cabo el diseno original de las obras, hasta una
fecha futura (estinada) cuando la capacidad del sistema para la cual
fue disenada se cumpla.
11
• Planta Elevadora:' Conjunto de instalaciones mediante el cual el agua
residual es impulsada desde un determinado nivel a una cota
topografica superior.
• Vida Programadà: Periodo de tiempo en que se utilizarán las
motobombas y que queda determinado por la eficiencia econômica.
No coincide necesariarnente con la vida ütil mecánica de la
motobomba
12
Introducción
Consuttando e investigando en el rubro de las sanitarias, más
especIficamente en el diseño de las Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
(PEAS), son sistemas que permiten evacuar las aguas residuales en
sectores donde no es posible un escurrimiento gravitacional, básicamente
Ilevar las aguas residuales de un punto bajo a otro punto más alto. En este
contexto la principal pregunta que se hacen los ingenieros at disenar una
PEAS es que secciOn transversal, ya sea rectangular o circular; deberia ser
proyectada el Pozo HUmedo de Esta, depend iendo de las condiciones de
diseño, técnicas y económicas.
Cuando se diseña una PEAS, lo más importante es el Pozo Hümedo,
Pozo de Aspiracion o Pozo de Bombeo ya que en este elemento es donde se
define si la PEAS es grande o Chica.
En la mayorIa de los casos, el pozo hümedo, además de ser el lugar
donde fIsicamente se sitüan las bombas, cumple una importante funciôn de
regulacion, compensando las diferencias entre el caudal entrante y el
saliente. Por esta razOn, para e( correcto diménsionamiento del mismo se
han de tener en consideraciôn mas aspectos que las meras dimensiones de
las bombas, como el volumen mInimo requerido, distancias mInirnas entre los
distintos elementos que la constituyen, para garantizar el correcto
funcionamiento de las bombas.
El diseño, por lo tanto de un pozo de bornbeo, se ha de regir por los
siguientes criterios
• Fiabilidad: para asegurar que no va a generar problemas en
los equipos, como entradas de aire, vórtice o numero excesivos
de arranques de las,bornbas
13
. EconomIa: Minima obra civil y por lo tanto mIriimo volumen y
profundidad posible
• Flexibilidad: Diseñar implantaciones que permitan futuras
ampliaciones de capacidad
En estos contextos se definirán condiciones para evaluar que secciôn
transversal es la más confiable y económica al momento de diseñar un Pozo
HUmedo de una PEAS
14
Capitulo I PEAS Planta Elevadora de
Aguas Servi.das
15
1. HAS PLANTA ELEVADORA DE AGUAS SERVIDAS
1.1. INTRODUCCION A LAS PEAS
Las caracterIsticas de la topografla de la zona, como tamblén la
ubicación de los proyectos de edificación, generalmente van
condicionadas con un sistema de descarga de aguas servidas. Este
sistema de colectores, debe descargar al sistema principal de
recolección de estas aguas residuales, para asI, conducirlas de forma
gravitacional a las plantas de tratamientos. Para lograr esto, los
terrenos y en general los 'proyecto de edificación deben estar a una
cota más alta que el sistema de' colectores principales lo que perrnite,
la evacuación de färma gravitacional.
Cuando là topografla de la zona del emplazamiento del
proyecto es más baja que la cota de los colectores principales, la
alternativa de solución para estos casos son, la proyecciôn de una
sistema de elevación de aguas servidas. Este sistema se llama
Plantas Elevadoras de Aguas Servidas (PEAS). La finalidad de estas
plantas es, la de evacuar las aguas residuales en sectores que no es
posible el escurrimiento gravitacional.
1.2. PLANTAS ELEVADORAS DE AGUAS SERVIDAS
Las plantas elevadoras deben estar compuestas con los
elementos que son necesarios para su funcionamiento adecuado. En
general los procèsos dentro de las PEAS consisten en el filtrado,
elevaciôn, impulsiOn y conducciôn de las aguas servidas.
Los elementos que generan estos procesos son:
• Cámara de Rejas
• Pozo Hümedo
16
• Cámara de Válvulas
• Impulsion
Las cámaras de rejas es una habitación de filtrado donde pasan
en una primera etapa las aguas servidas.
El pozo hUmedo o cámara de bombeo es donde se instalan los
equipos de elevación, que son el grupo de motobombas
Las cámaras de válvulas es donde se controla el flujo de
impulsion, para la mantenciOn de la PEAS
La impulsiôn, es donde el flujo de residuos, es conducido al
sistema de colectores principales.
1.2.1. Cámaras de reias
Para una buena circulaciôn de las aguas servidas dentro de la
PEAS, es indispensable, que no contengan sólidos que las bombas no
puedan succionar, para esto, está la cámara de rejas, como su
nombre lo indica, contiene una reja, que es traspasada par las lIquidos
dejando en esta solo lo sólidos de tamaño considerables. También
contiene un pocillo de estruje, en la cual se posicionan los sólidos,
permitiendo extraer el agua sobrante y los sólidos retirarlos con la
ayuda de un rastrillo, una válvula, que controla el flujo para el
mantenimiento y una banqueta, para evitar las acumulaciones de
sólidos orgánicos en el fondo a en las paredes. Las dimenciones las
determinaran los parametros de disenos tales coma caudal, altura de
elevacion y profundidad total de las PEAS
17
B
PLANTA CAMARA DE REJAS
I1'>A ES4LA 1:25
Figura 1: Planta Cámara de Rejas
}-, x
Figura 2 :Elevación en Corte Cámara de Rejas
1.2.2. Pozo HUmedo o Pozo de Aspiración.
Después dé pasar por la cárnara de rejas, las aguas servidas
son almacenadas on un pozo hümedo, éste servirá para contenerlas
hasta alcanzar un volumen determinado de tat forma de activar las
bombas para elevárlas y diriglrlas por las tuberias de interconexiOnes
hacia la cámara de válvulas. Los volümenes son calculados por el
caudal solicitante y las bombas funcionan por ciclos dependiendo del
caudal medio de diseño. Las dimensiones van a depender del caudal
solicitante, tamaño de las bombas, altura de elevación y profundidad
minima de la PEAS. Esta va a depender de la profundidad en la que
está el colector de entrada, los volümenes son calculados de tal forma
que no sobre la cöta del colector de entrada de lo contrario las aguas
servidas se rebalsarlan por la tuberIa
LI
19
Figura 3: Elevaciones en Córte Pozo Hámedo
1.2.3. Cámara de Válvulas
La finalidad de las cámaras de válvulas es donde se controla el
caudal de impulsión que viene de el pozo himedo, si bien no controla
la cantidad de caudal que circula por las tuberlas Si no que, si hay flujo
por las tuberlas ono, esto es para facilitar una mantenciôn adecuada
a la PEAS. Esta cámara cuenta los ductos de impulsiOn, dependiendo
de cuantas motobombas dispone en cada una de ellas, debe haber
una válvula que deje seguir o impedir de flujo y un ducto de desague
que igualmente debe tener una válvula que está normalmente cerrada
para impedir el reingreso de las aguas servidas. Cuando la PEAS es
parada para una mantención se abre la válvula del ducto de desague y
cierra las válvulas de los ductos de impulsiôn para vaciar la impulsión
20
principal. En caso de que se requiera o se cierran todas las válvulas
para una mantención a las PEAS es Si.
Las dimensiones de la carnara de Válvulas va a depender de la
cota de salida a la que queremos Ilegar y las dimensiones de los
ductos de impulsión.
Figura 4: Planta y Elevaciôn en Corte Cámara de Válvulas
21
1.2.4. Cámaras Adicionales
Existen cámaras que si bien no intervienen directamente con el
sistema de elevación, mejoran el flujo desde Ia PEAS hasta el sistema
de colectores principales, estas soft
Cámara de Medidor de Flujo
Cámara de Ventosa
1.2.5. Camara de Medidor de Flujo
Esta cámara mide el caudal de salida de Ia PEAS en caso de
que se requiera segün Ia normativa. Generalmente se utiliza cuando
Ia PEAS en caso de émergencias, deba evacuar las aguas servidas a
un estero o canal cerca, asi Ia municipalidad pueda tomar decisiones
con Ia autoridad competente. El medidor puede ser magnetico o con
sensores.
1.2.6. Cámara de Ventósa
Generalmente cuando Ia tuberia de impulsiôn queda en algün
punto queda rnás alta con respecto al nivel del resto en el interior de Ia
tuberia, tienden a crearse bolsones de aire que a veces obstruyen Ia
tuberia de impulsiôn. Esta cámara contiene una válvula ventosa que
permite extraer aire de Ia tuberia para mantener el flujo Iimpio.
1.2.7. Sala y GruDo Génerador.
También Ia PEAS cuenta con una sala de operaciones en Ia
cual se programan las bombas, esta cuenta con un generador propio
de energia y un equipo electrOgeno para cuando se corte Ia energIa
principal actuará el equipo electrOgeno.
1.3. REQUISITOS DE DISEi10
Como ya Se debe suponer toda construcciOn debes tener
requisitos de diseno normado para un buen funcionamiento y a la vez
y sin desmerecer la protección del personal u operador encargado del
recinto u obra.
A continuación se dará a conocer una serie de requisitos
normado.
1.3.1. Repuisitos de SeQuridad.
• Las instalaciones de las plantas elevadoras deben asegurar su
operaciOn ymantenirniento.
• Las plantas elevadoras deben contar con protecciones fIsicas
que impida la intervención de terceros
Las plantas elevadoras deben contar con protección contra
incendios cuando sea necesario, dando cumplimiento a los
criterios que fijan la Ordenanza general de la Construcciôn y
Urbanismo ara el estabtecimiento industriales.
1.3.2. Reguisitos Generales.
• El diseno de Ia planta elevadora de aguas servidas debe, evitar
la sedimentación de los sólidos, las obturaciones de las
tuberlas, Ia•emanaciôn at exterior de malos otores y no superar
los IImites de ruidb establecidos por la autoridad competente
• Las motobombas seleccionadas deben ser especiales para
elevar aguas residuales.
• Las planta élevadoras debe incluir cámara de rejas al ingreso
de las aguas servidas para retener los sólidos que las bombas
no puedan impulsar, salvo la justificación técnica en contrarlo.
El diseño debe contemplar además, las condiciones adecuada
23
para el retiro de los sólidos retenidos: accesibilidad; ventilaciOn,
drenado, asI como las exigencias sanitarias previstas a su
disposición final.
• El pozo hUmedo a sala de aspiracion debe .ser los
suficientemente amplia y con un diseno tal, que permita el
acceso del personal autorizado para realiza adecuadamente la
operación y mantenimiento de los equipos
• El pozo de aspiraciOn debe disponer, cuando técnicamente sea
posible, de un sistema, ante emergencias, para evitar que las
aguas servidas se devuelvan a las uniones domiciliarias o
rebasen a las calles
• La arquitectura del recinto de una planta elevadora debe ser
coherente con el medio habiente urbano o rural en que se
construye.
• La planta 6levadora debe contar con la iluminaciôn adecuada,
de acuerdo con los requerimientos de operación y
mantenimientos de la misma. El diseño de privilegiar el
aprovechamiento de la ilurninaciOn natural y las necesidades
de iluminaciôn artificial. Se debe disponer de iluminaciôn de
emergencia para el caso de corte de suministro eléctrico
Las instalaôiones deben estar provistas de un sistema de
ventilaciOn que asegure una atmosfera de trabajo adecuado
para los operadores, los requerimientos de aire de los equipos
electromecnicos y que evite (a acumulación de gases
peligrosos.
• El acceso l pozo de aspiración debe ser solamente desde el
exterior.
• El áreá dedtinada a la planta elevadora propiamente tal, debe
ser independiente de cualquier otra instalación cercana, como
24
vivienda, ca marines, baño, oficinas y lugar de almacenamiento
de materialès.
. Las plantaselevadoras deben contar con un sistema de control
con comandos manual y automático. La instrumentaciOn
utilizada se debe seleccionar en funciôn de las caracterIsticas
particulares de cada planta (caudales, altura de elevaciOn, entre
otros). En todos los casos se debe asegurar: capacidad
eléctrica, controles de partida y paradas de las motobombas,
uso parejo de las motobombas, med ición de los consumos
eléctricos, del nivel de combustible y de las horas de
funcionamiento de las motobombas. Debe disponer de una
alarma, cuya señal sea recibida en un lugar definido por el
prestador.
• Las plantas deben disponer de equipo electrOgeno, salvo
justificaciOn técnica del prestador en contrario. El equipo
electrógeno debe contar con almacenamiento de combustible
para su funcionamiento y una accesibilidad permanente. Los
niveles de existencia de combustible deben ser fáciles de
detectar.
El grupo de motobombas debe contar con un sistema de
transferencia automática hacia el grupo electrOgeno, para
operar cuando el pozo de aspiración indique el nivel de partida,
y asi evitarqueestas trabajen en vacio.
• El grupo electrogeno ciue se use como respaldo de suministro
de energIapara el funcionamiento de las plantas elevadoras
deben contar con los elementos que le permita operar
instantáneàmente.
• Todos los equipos deben estar adecuadarnente identificados. Si
su identificación es por colores se debe aplicar NCh141O
25
1.3.3. Reauisitos wra el DOZO de asDiración o cámara hUmeda.
• Debe àsegUrar un tiempo de retención máximo de 30 minutos
para el caudal medio de diseño de la planta levadora, con un
ciclo de operación adecuado al tamano del equipo, el que en
todos los casos debe ser superior a 10 minutos.
• El maxima nivel de las aguas servidas en el pozo de aspiraciOn,
debe ser inferior al nivel de conducto afluente y asI evitar que
éste entre en carga
• La instalación de las motobombas, sea sumergida o seca, debe
evitar la formación de vortices. Para esto se debe tener en
cuenta la velocidad de äspiraciOn y la sumergencia de la boca
de aspiraciOn.
• Cuando la motobomba esté instalada en cámara seca, la boca
de aspiración vertical, debe estar a una distancia maxima de
D12 del fondo y no menor de D/3, siendo D el diámetro de la
tuberla de aspiración.
• La instalaciOn de las motobombas debe evitar fluctuaciones que
afecten la altura de aspiraciOn y rendimiento de las bombas.
• El fonda del pozo de aspiraciôn deben tener una pendiente
suficiente hacia las motobombas o bien, hacia las tuberias de
aspiraciôn, para facilitar el vaciado y extracciOn de las aguas
residuales. La pendiente minima debe ser definida por Ia
Autoridad cômpetente.
• El pozo de aspiración puede estar dividido en. dos o más
compartimientos, para su inspecciOn y limpieza.
1.3.4. Repuisitós de obras civiles directamente asociadas all pozo
de aspiración o cámarahUmeda
El diseno del pozo de aspiraciôn debe considerar los elementos de
seguridad y criterios necesarios para su correcta limpieza, mantenimiento y
operaciôn.
Debe ser estructuralmente resistente a las condiciones sismicas
y de trabajo y completamente estanco.
Debe contar con escaleras de acceso desde el exterior y hacia
el interior, la cual debe Ilevar elementos de protección cuando
las condiciones de seguridad los requieran.
Se recomiënda que los atraviesos de muro y losa sean
ejecutados con tubos pasamuros, los que se deben instalar
antes de la faenas del hormigonado
El encuentro entre muros, radier y losa debe Ilevar un chaflan,
evitando aristas vivas
1.3.5. Reguisitos para Ia cámara o sala de bombeo
Para el caso de la camara seca, la cámara de bombeo 0 sala
de bombeodebe estar protegida de inundaciones. En caso de
construcciones bajo el nivel de terreno natural, el piso de estas
debe teneruna pendiente minima de 2% hacia un sumidero en
el cual se dispondrá de un sistema de elevación hacia la super
superficie, para su adecuada disposiciôn.
El diseno debe asegurar el cumplimiento de los requisitos
generales de esta norma respecto a los requerimientos de
ventilación, ruido y seguridad, dejando además los espacios
necesarios para Iirnpieza. mantenimiento e instalaciôn de
dispositivos.7 Adicionalmente, debe incluir las protecciones
antiruido y antivibraciones.
27
1.3.6. Reguisitos de eguipos de bombeo
• El caudal de bombeo debe asegurar una velocidad de
escurrimiento que evite la sedimentaciôn y acumulaciôn de aire
al interior de las tuberlas.
• El diámetro de la impulsiôn debe ser mayor que el diámetro de
paso del rodete.
Cuando la motobomba este instalada en cámara seca, el
diámetro de boca de aspiracion debe ser mayor que el diámetro
de la tuberla de aspiracion de las bomba.
Las velocidades en la tuberia de aspiraciôn deben ser del orden.
de lm/s a 2m/s. la velocidad minima en la tuberla de impulsiôn
de la tuberla de aspiraciôn de la bomba.
Se debe disponer como minimo de dos motobombas. En caso
de instalar como dos motobombas, cada una debe poder cubrir
el total de los requerimientos del caudal máximo de diseño.
Si la instalaciôn se diseña con más de dos motobombas, estas
se deben proyectar de modo tal que si una de ellas falla, las
otras puedan cubrir el caudal máximo de diseno, a través de
todo el periodo de vida programada de las motobombas.
Los diseños deben considerar los riesgos de una explosion
asociado a la volatilizaciOn y septizacion. Cuando corresponda,
los equipos, eléctricos y de control deben ser a prueba de
explosion.
El diseno debe considerar la instalación de dispositivo de
alarmar no acUstica y protecciOn para las motobombas. Elias
deben operar dentro del rango de su capacidad sin que sufran
sobrecargas fuera del rango recomendado por los fabricantes.
• Cada motobomba debe tener un manômetro en la tuberIa de
impulsiOn
W.
V -
1.3.7. Reguisitos de operación y mantenimiento de Ia planta
elevador. -
• Las plantas elevadoras deben contar con elementos y
accesorios para su limpieza. Deben contar con abastecimiento
de agua potable cuando exista factibilidad para ello
• Se debe iñcluir un sistema de partida y detenciôn de las
motobombas, regulado para satisfacer los caudales entrantes y
salientes a la planta elevadora. Cada motobomba debe contar
con un elemento que permita medir las horas de
funcionamiento.
• Cada plantá debe tener un manual o cartilla de operaciones, a
la vista, donde se especifique los procedimientos de verificaciOn
general, puesta en servicio, detención y supervision general de
la planta elevadora, también debe especificar instrucciones para
casos de emergencia.
• Cada plant; elevadora debe tener un interruptor de parada de
emergenciaa la vista.
1.3.8. Reguisitos de las interconexiones hidráulicas
• Cada motoomba debe disponer de mecanismos que le
permitan quedar fuera de servicio, sin interrumpir la operación
de la plantaclevadora.
• Las intercqnexiones hidráulicas deben contemplar antes del
inicio de la'irnpulsiOn la instälación de una tuberla de desague
conectada a la tuberla de impulsiôn de las motobombas, con
una válvuláde corta, que permita en casos de emergencia el
desague del sistema hacia el pozo de aspiración o cámara
hürneda., V V
29
Se deben colocar válvulas de corte en las tuberlas de impulsión
de cada bomba. Además, una válvula de retención instalada
entre válvula de cotta y la motobomba, de ser necesarlo, se
debe considerar la instalaciôn de dispositivos de protecciOn
contra los fenómenos transientes.
• En la cámara se deben prever jUntas desmontables para la
instalación y mantenimiento de los equipos. Cuando sea
necesario, también se deben incorporar juntas de expansion o
aislaciôn de vibraciones
• Las piezas especiales con y sin mecanismo deben cumplir con
las normas chilenas aplicables.
Basado en la NCh-2472 0f2000 Plantas Elevadoras y Especificaciones.
30
Capitulo 2 Fundamentos de la Estructura
31
2. FUNDAMENTOS DE LAS ESTRUCTURAS
Las estructuras son el esqueleto que soportan todas las cargas
que inciden en esta, prodUciendo deformaciones diferentes segUn el
tipo y magnitud de carga. Las cargas can variando a lo largo del
tiempo en general, por lo tanto una estructura debe tolerar
modificaciones en su distribución. Otras acciones que inciden en la
estructura son de naturaleza ambiental y climática, tales como el
viento, la nieve y con mayor razón los movimientos sIsmicos.
2.1. COMPORTAMIENTO DEL HORMIGON ESTRUCTURAL
La estructura de hormigón armado está compuesta par diferentes
materiales que tràbajan en conjunto frente a las acciones de las
cargas a que está sometida. Los materiales que intervienen en su
composición son:
El Acero, presente en las barras y mallas, en las armaduras
cumple la misión de ayudar a soportar los esfuerzos de tracción y
carte a los que está sometida la estructura; y el hormigOn, que tiene
resistencia a la cómpresión,.mientras que su resistencia a la tracción
es casi nula. Se debe tener en cuentaque un hormigon convencional
posee una resistencia a las tracción diez veces menor que a la
compresión.
Los refuerzos de acero en el hormigOn armada otorgan ductilidad
al hormigon, ya que es un material que puede fracturarse por su
fragilidad. En zonas de actividad sIsmica, las normas de construcción
obligan la utilización de cuantlas mmnimas de acero a fin de conseguir
ductilidad en la estructura.
*
32
2.2. VENTAJAS
2.2.1. Durabilidad.
La durabilidad del horrnigón en la - capacidad de comportarse
satisfactoriamente frente a las acciones fIsicas o quimicas agresivas y
proteger adecuadamente las armaduras y demás elementos metálicos
embebidos en el hormigOn durante la vida de servicio de la estructura.
2.2.2. Versatilidad de Forma.
El material es adaptable a cualquier forma y diseño debido a que
su colocaciôn en la estructura Se los hace en estado liquido y se
acomoda perfectamente a los más complejos requerimiento
arquitectonico.
2.2.3. Costo de Mantenimiento.
Debido a las propiedades en si del hormigon requieren mInimo 0
ningUn tipo dei mantenimiento, esta ventaja es esencial en
comparaciOn con :el acero que necesita un adecuado mantenimiento
para alargar la vida Util de la estructura, necesitan control periôdico de
recubrimiento, esecialmente para proteger de los efectos de la
corrosion.
2.2.4. Disponibilidad de personal y materiales
Siempre es posible la utilizaciOn de la mano de obre local ya que
el tipo de personal requerido no neceita de mucha capacitaciOn,
adernás en muchás areas inaccesibles se puede localizar una fuente
cercada de agregados.
2.2.5. Resistencia all fUeqo.
Al estar conformado por materiales refractario, posee una alta
resistencia a las temperaturas elevadas.
2.3. DESVENTAJAS
2.3.1. Relación peso-estabilidad
Representa una de las principales desventajas que tiene una
estructura de hormigon armado ya que para las construcción de
grandes edificaciones requiere del dimensionamiento de sus
elementos con mucho mayor volumen, para dar la estabilidad
necesaria, to que representa evidentemente un incremento
considerable del peso proplo.
23.2. Resistencia a Ia Tracción.
La resistencia a la tracción del hormigon es casi nula, por tal
motivo se tiene la necesidad de introducir elementos de refuerzo que
le brinden esta prôpiedad para soportar las cargas, estos elementos
son de acero estructural.
2.3.3. Tiempo de Eiecución.
Este tipo de construcciOn necesita de periodos para el fraguado
del hormigOn, de,. sus componentes, ya que es necesario que los
componentes adquieran las propiedades adecuadas para poder
someterse a las cargas posteriores, los mismos que representan
considerables tiempos muertos dentro de la ejecución de la
estructuras.
34
2.4. PROPIEDADES DEL HORMIGON ESTRUCTURAL
El hormigón armado tiene que poseer propiedades fisico
mecánicas, fijadas anteriormente y bien determinadas; solidez
indispensable, bUena adherencia a la armadura y densidad
(Indispensable) suficiente para protegér la armadura contra la
corrosion. De acuerdo con el destino de la estructura de hormigOn
armado y condiciones de su servicio, el hormigOn debe satisfacer
además requisitos especiales: debe ser resistente al frio, al Fuego, en
caso de efecto prolongado de altas temperaturas: a la Corrosion; en
casi de acciOn agresiva del medio ambiente. Entre sus propiedades
mas importantes Se tiene:
2.4.1. Resistencia
Se refiere a la magnitud de las cargas de una distribuciôn dada
que puede producir la rotura de la estructura. Dada que el hormigón es
un material heterogeneo, su carga exterior le crea un estado de
tension complejo.
2.5. DEFORMIDAD.
Tales coma las flechas elásticas y la magnitud del agrietamiento que ka
estructura sufrirá cuando se la cargue en condiciones de servicio. En el
hormigOn se distingue 'deformaciones de dos tipos fundamentales:
volumétricas, que. se desarrollan en todas las direcciones debido a la
contracciOn y variaciOn de la temperatura; y fuerza, que se desarrolla
principalmente a lo Iargb de la linea acciôn de las fuerzas. El hormigon
representa un material elástico, comenzando pór las tenciones pequena, en
el además de las deformaciones reconstituida elástica, se desarrolla las no
elásticas residuales o plásticas.
35
2.6. CARGA DE LAS ESTRUCTURAS
Todos los edificios y cada una sus parte debe ser disenado y
construidos para sostener dentro de las limitaciones de sus esfuerzo,
las cargas inciden directamente en el comportamiento de las
estructuras siendo sometida o combinación de las anteriores. Estas
cargas se clasifican en elásticas, muertas, dinámica, vivas, de larga
duraciones o repetitiva
2.6.1. Cargas Muertas
Las cargas muertas son aquellas que permanecen invariables en
el tiempo. Estas Se deben al peso proplo de todos los componentes
estructurales y no,.èstructurales, por lo que toda estructura debe estar
sometida a este tipo de carga, además la conforman otras cargas
permanentemente unidas a ellas, son cargas que actUan en dirección
vertical, tales como: pisos, paredes, techos y equipos fijos.
2.6.2. Cargas de Sismo
Estas cargas inducidas en las estructuras están en relaciona su
masa y etevaciôn a partir del suelo; asi como de las aceleraciones del
terreno y la capacidad de estructura para disipar energia; estas cargas
se pueden determinar cômo fuerzan estáticas horizontales aplicadas a
las masas de Ia estructura, aunque en ocasiones debido a la altura de
los edificios o esbeltez se hace necesario un análisis dinámico para
determinar las fuerzas rnáximas a que estarán sometidas la
estructuras.
2.6.3. Cargas de impacto
Las cargas dé impacto las causan la vibraciôn de las cargas
môviles, estas ca'usan mayor fuerza que las que se presentan silas
cargas se aplicaran graduatmente. Las cargas de impacto son iguales
36
a la diferencia entre la magnitud de las cargas realmente generada y
la magnitud de las cargas consideradas como muertas.
37
Capitulo 3 Parametros
ff de Diseno
xk
'H •\ $'c)
RR
3. PARAMETROS DE DISE1O En el presente capitulo se entregaran todos los antecedentes y la
metodologla empleada para dirnensionar.las PEAS, en este contexto,
la informaciOn que se utiliza para el cálculo y dimensionamiento de la
PEAS es muy extensa ya que se considera el cälculo de la impulsión
tomando en cuenta el caudal, altura de elevación, profundidad maxima
y capacidad de las bombas.
En este caso, como el estudio se enfoca en la geometrIa de pozo
hümedo, se estudiaran los antecedentes y metodologlas que se
requieran para el dimensionamiento está, enfocándose solo en las
más importantes.
Para el dimensionarniento del pozo se consideraran los siguientes
parámetros.
• Caudales de Diseño
• Profundidadde Colector de entrada
• Altura de ImpuIsión (altura a Elevar)
• Volumen Util
• Definición de: las bombas
A continuación se describen y desarrollan cada unb de los
parámetros que intervienen en el diseno de las Plantas Elevadoras.
3.1. CAUDALES DE DISEt1O
Las bases de' cálculo para el diseño de las PEAS son las
estipuladaspor elorganismo competente y las derivadas de estudios
generales de plañificación. Tarnbién se consideran los criterios y
parámetros normalmente utilizados y aceptados en ingenierla
sanitaria, los que se han comprobado durante años en distintos
sistemas de alcantarillado
39
Se càlculara en base a un periodo de prevision de acuerdo a las
pautas de diseño de ingenierlas sanitarias normalmente usadas y..
aceptadas en Chile.
3.1.1. Area de Influencia
Se refiere a las areas que actualmente deberán tributar al Sistema
de Elevación de Aguas Servidas y a las que en un futuro se iran
incorporando. Para su deterniinaciOn se considera el actual territorio
operacional que Ia sanitaria posee en el sector.
3.1.2. Densidad Poblacional
Se debe analizar los planes de desarrollo de la empresa sanitaria,
las estadIsticas censales, el crecimiento de la poblaciôn a servir, el
piano regulador vigente y los estudios de poblaciOn efectuados en la
misma area, para :el agua potable y fuentes propias. Se deben
considerar posibles areas de expansion de lugar, de modo de poder
proyectar la poblacion total y por servir, incluyendo areas industriales,
la cual debe sèr debidamente justificada por el proyectista.
3.1.3. Dotación de Aqua Potable
Se debe corisiderar la dotación de consumo de agua potable y de
fuentes propias, para uso domestico e industrial, de acuerdo con el
nivel socio-econOmico de la población o tipo de industria a servir y su
variación durante èl periodo de prevision.
El valor adoptado es representativo para estudios de urbanización
en la region y se encuentra entre los 150 y 450 1/hab/dIa asignados a
viviendas unifamiliares en zonas urbanas.
40
No se considera una variación en Ia Dotación a 10 largo del
periodo de prevision, por cuanto con el valor adoptado se cubren
eventuales aumentos en el consumo per óápita de agua potable.
Generalmente se estima una Dotación de Agua Potable de 200
1/hab/dIa.
3.1.4. Coeficiente de Recuperación
Refleja el porcentaje de agua consumida que efectivamente se
descarga a Ia red de alcantarillado de Aguas Servidas, depende entre
otros factores de Ia estructura urbana del sector, del nivel socio
económico de Ia población ydel uso que se le da al agua.
En general este coeficiente está comprendido entre 0,7 y 1,0, pero
de acuerdo al tipo de poblaciOn y at area de influencia en estudio se
considera un Factor de RecuperaciOn equivalente at 80% de Ia
DotaciOn de Agua Potable.
3.1.5. Caudales Medlo, Máximo v MInimo
Los Caüdales de Diseño se encuentran regulados por Ia Norma
Chilena Oficial NCh1 105.0F1999 "Ingenieria Sanitaria - Alcantarillado
de Aguas Residuales - Diseno y Cálculo de Redes", que en su
esencia indica lo siguiente.'
a ) Caudal Medio
El Caudal medio porteado por los colectores queda definido por Ia
siguiente expresiOn:
P D r =C
86.400 Donde,
P: Nür1?ero total de habitantes servidos
D: DotaciOn de Agua Potable
41
Factor de Recuperaciôn
C : Coeficiente de Capacidad. Por considerar en el
cálculo de la poblaciOn el posible incremento de ella, se considera
igual a 1.
b ) Caudal Maxima Horario o lnstantáneo
Para la determinaciôn del Caudal Máximo Horario porteado por los
colectores, se considerará la siguiente expresiôn:
Qmax = Qd + Qlnf + Quid + Qaii donde,
Qmax : Caudal máximo horario de diseño
Qd : Caudal máximo horario doméstico
Q,,, Caudal de lnfiltraciôn
Qind Caudal industrial
Qai : Caudal de aguas Iluvias.
Caudal Máximo Horario Doméstico: Las condiciones de cálculo
que actualmente prevalecen para la determinación del Caudal Máximo
de Aguas Servidas, están 'en directa relaciOn con el nUmero de
habitantes servidos por el sistema, de acuerdo a los siguientes rangos
PoblaciOn menor a 100 habitantes correspond ientes a 20
viviendas:
Gasto se determina segUn los valores experimentales indicados
por la Boston Society Civil Engineer's, y que se encuentran tabulados
en Ia Norma Chilena NCh1105.0f1999, Anexo A. Se destaca que
dichos valores son producto de Un análisis estadistico y no dependen
de la dotaciOn asignada a la poblaciOn.
. PoblaciOn mayor a 1.000 habitantes:
42
Para este caso el Gasto Máximo es funciôn del Coeficiente de
Harmon y el Caudal Medlo asociado a la poblaciôn en estudio, que
lógicamente depende de la dotación adoptada. Su expresiOn es la
siguiente:
Qmax = H mecI donde H es et Coeficiente de Harmon dado por:
14 H'= 1+
4+ con P: PoblaciOn en miles.
. Población entre 100 y 1.000 habitantes:
El Gasto córresponde a la Zona de Transición, asimilable a una
recta, éntre el valor máximo de la Boston Society que alcanza un
Caudal de 3,6 I/s para 100 habitantes, y el valor minimo segUn
Harmon para una población de 1000 habitantes.
Caudal de lnfiltración: Corresponde at caudal que ingresa a los
colectores proveniente de la napa subterránea.
Cabe señalàr que la infiltración por napa subterránea depende
de la permeabilidad del terreno, la attura del nivel freático, materialidad
de las tuberlas y tipo de juntas empleadas.
Aün cuando las tuberias de PVC se consideran herméticas, es
esperable que ocurra infiltraciOn a través de las juntas y uniones a las
cámaras de inspecciôn. Además, se considera el hecho de que la
infiltraciOn aumenta con el paso del tiempo producto del deterioro
natural de las redés:
Caudal Industrial: es aquel proveniente de industrias de gran
consumo de agua potable. En el presente proyecto se descarta la
existencia de caudles industriales. 1 4
43
Caudal de Aguas Iluvias: caudal proveniente de las aguas Iluvias
que ingresan a los colectores de aguas servidas producto de
inundaciones, unines clandestinas, etc.
Aün cuandà el area de estudlo posee un terreno con una alta
capacidad de absorción y no son comunes los anegamientos, siempre
es esperable un aporte al Caudal Máximo por este concepto, que en
este caso se estirna en un 10% del Caudal Maxima Doméstico de
Aguas Servidas.
c ) Caudal MInimo de Diseño
Corresponde al gasto porteado por los colectores en el dIa de
mInimo caudal y Se utilizà para verificar si se produce autolavado en
las en las tuberlasdel sistema de alcantarillado.
Considerando la NCh1105.0F1999 antes descrita, se adoptan
los siguientes caudales mmnimos en función de la poblaciOn servida:
v' Para tramos nacientes y laterales con aportes de hasta 130
habitantes, se usa el Caudal Maxima de la Boston Society Civil
Engineer's.
V Para cañerIas intermedias con aportes de 130 a 1000
habitantes, se usael Caudal Medio Diario de Aguas Servidas.
V Para colectores con aportes de mâs de 1000 habitantes, se usa
un 60% del Caudal MedioDiario de Aguas Servidas.
3.1.6. Caudales a Estudiar
El periodo de ,prevision de las PEAS generalmentese separa en 3
etapas, para cada una de las étapas se calcular el caudal máximo de
diseños segün losantecedentes anteriormente vistas, luego de eso se
identifica el caudal calculado en la ültirna etapa para definir el caudal
de entrada en I/s.
44
A continuaciOn definiremos los caudales como datos de entrada
para disenar la PEAS. Estos valores se definieron a través de Un
estudio en el cual se analizaba los caudales más frecuentes que se
expresaban en los estudios y luego promediándolos y acercándolos a
valores uniformes.
En este caso se definirán 2 caudales que determinaran a las
PEAS coma chicas y Grandes.
Estos caudales son:
• PEAS Chicâs : 20 I/s
• PEAS grandes : 400 I/s
3.2. PROFUNDIDAD DEL COLECTOR DE ENTRADA
La profundidad del coléctor de entrada to definen las
condiciones del lugar y las cotas de altura que tiene et terreno. En este
caso se definirá como dato de entrada una Profundidad de 5m de
profundidad.
3.3. ALTURA DE ELEVACIÔN
Para la PEAS chica se considera una altura promedlo de 9m de
elevaciôn, en casode elevar a más altura Ia mejor opcion es dirigir las
aguas servidas a una PEAS de mayor capacidad.
Para la PEAS grande se considera una altura de elevación de 16m
Promedio
Alturasde Elevación Prornedio PEAS Chica. 9,0 m
PEAS Grande 16,0m
45
3.4. Motobombas Sumergibles
Para el correcto diseño y dimensionado de los pozos HUmedos,
el proyectista deberá dar los siguientes pasos:
• Determinación del Volumen MInimo.
Diseños de Pozo Hürnedo: Determinaciôn de las dimensiones
mInimas e Implantaciones de las Bombas dentro de él.
El volumen n'inimo de un pozo garantizara que las bombas no
arranquen frecuentemente, to que origina un rápido deterioro por el
continuo sobrecalentamiento de sus bobinados y será, por to tanto
crucial para asegurar la fiabilidad de la instalación. Dicho volumen
minimo, dependerá principalmente de la potencia, capacidad y el
nUmero de bombas instalada.
Se denomina Volumen Efectivo at volumen que existe en un
pozo de acumulaciOn, medido entre los niveles de partida y parada de
las bombas.
Para una configuración 1+1 el tiempo entre una partida y otra de la
Bomba se calculaèn base a la formula dada para un solo equipo. Para
dos o más equipos funcionando en forma simultánea, se deberá
adicionar, por cada bomba que entra en operaciOn simultánea, un
delta volumen mInimo requerido para evitar arranques accidentales.
La expresiOn para un solo equipo es la siguiente:
Donde Tc Tiempo de un ciclo.
Qe : Caudal de entrada.
Qb : Caudal de bombeo.
V : Volumen del Pozo.
Tiempo de Llenado
46
Tiemoo de Vaciado QbQe
Conforme a la Normativa Vigente el Volumen Minimo del pozo de
AcumulaciOn queda definido en base a que las bombas deben
funcionar a razôn de 6 o menos partidas por hora, es decir tiempos de
ciclo de 10 o más minutos, considerando un caudal de entrada del 50
% del caudal de bombeo en forma indefinida.
De igual forma para el Volumen Máximo del pozo hUmedo se
considera el criterio que establece que las aguas no deben
permanecer retenidas más de 30 minutos cuando entra el caudal
medio al pozo hümedo.
3.4.1. Calculo de Volumen CJtii mInimo en pozos de una bomba
Para Hallar el tiempo de ciclos mmnimo, derivamos esta función
respecto del caudal de entrada que es el parámetro que definirá
constructivamente el pozo.
Qe QbQe
/1 1 \ dT f—i 1 T=V(—+ 1=' c=vI__+
\QLn Q - QLJ dQ1 Q1 2 - Q•,j3
dT 2 Qp dQ1
= o = (Q - Q) = Q1 = --
Por lo tanto esta funciOn tiene un mInimo para:
=v.— Q
El volumen activo óptimo (mmnimo) del pozo queda definido por la expresion:
47
Q V mm - 'Cmjfl 4
Por to tanto, el volumen minimo de una estación de bombeo con
caudal de entrada variable se determina a través de la capacidad de la
bomba y del tiempo de ciclo minimo
Normalmente, se calcula el volumen Util de una sola bomba
aunque se coloquen dos bombas en el pozo para hacer el sistema
redundante, con esto se quiere que una sola bomba es capaz de
hacer el trabajo, aunque puede ocurrir que nuestra aplicaciôn requiera
utilizar más de- una bomba at mismo tiempo
3.4.2. Calculo del volumen Citil total en pozos con 2 o ma's bombas
En una estaciôn .de bombeo con varias bombas idénticas, el
volumen réquerido es minimo si, en vez de sumar los volUmenes
Utiles de cada una de ellas, se sitüan los niveles de arranque y paro
de modo que los anteriores volümenes se solapen entre SI.
De este modo, se garantiza el nUmero máximo de arranques por
hora para cada bomba y se minimiza el volumen total del pozo, por lo
tanto la forma de calcular dicho volumen total será determinando el
volumen mInimos de una de la bombas con las anteriores expresiones
y sumarle los volUrnenes consecuencia del producto AH x S, Siendo
H la diferencia de nivel elegida entre arranques, y S la superficie de
diseño del pozo: AH debêrá ser to suficientemente àlta como para
eliminar arranques accidentales de las bombas causados por olas
superficiales o falta de precisiOn en los sensores de nivel,
generalmente no debe ser minimo a los 200mm, por to tanto bajo esta
hipótesis de arranques, el volumen total requerido de un pozo con n
bombas y un incremento entre nivel de arranque de AH es de:
V 0 =Vmin +(u1)tHS
48
t
En donde S es la superficie del pozo y Vmin en el volumen
requerido para una sola bomba, AH deberla se los suficientemente
grande para evitar arranques innecesarios.
3.4.3. Volumen iJtil
SegUn formulas anteriores se pudo definir los volUmenes Utiles
de las PEAS en funciOn de los caudales definidos.
• PEAS Chica (20 us) : 3,434 m3
• PEAS Grande (400 us): 64,8 m3
3.4.4. Especificación Motobomba
Las bombas Sumergibles determinadas para la PEAS chica de
cumplir con estos Requisitos.
PEAS Chica
As! el Equipo de lmpulsiOn debe garantizar los siguientes
requisitos minimos:
V' Filosofla Funcionamiento I + I
/ Caudal Operación 15,81/s
v' Altura Total Elevación 9,0 m
V Potencia Nominal 3,0 KW
V Rendimiento Hidráulico > 60%
V Frecuencia Nominal 50 Hz
V Velocidad Nominal 2.910 rpm
PEAS Grande
49
AsI el Equipo de Impulsion debe garantizar los siguientes
requisitos mmnimos:
'I Filosofla Funcionamiento 3 + 1
I Caudal Operación 13311s
I Altura Total Elevación 16,0 m
v Potencia Nominal 30 KW
I Rendimientó Hidráulico > 73%
I Frecuencia Nominal 50 Hz
I Velocidad Nominal 1.470 rpm
3.5. Proyectos PEAS
Como esta memoria se desarrolla para analizar y decidir que
secciôn transversal del pozo hUmedo es la más optima segün sus
variables se crearan 4 proyectos de pozos, dos para cada caudal
definido anteriormënte y con diferente secciôn transversal.
Los pianos semuestran en los anexos.
50
51
4. ANALISIS ESTRUCTURAL
El presente capitulo dice relaciôn con el Cálculo Estructurat de
Los Cuatro Proyecto de Pozo HUmedo.
El Primer proyecto corresponde a la de un pozo hUmedo de
secciôn circular de la PEAS Chica que posee un Diámetro de 2,5m
Interior y una altura total de 7,55 m de los cuales solo 30 cm
sobresalen de la superficie de terreno. Los muros poseen un espésor
de 40 cm y la Losa inferior un espesor de 50cm. La losa superior
posee un espesor constante de 20 cm.
El segundo proyecto corresponde a la de un pozo hümedo de
sección Rectangular de la PEAS Chica con un largo y ancho regular
2,2m interior y uha altura de 7.55 m de los cuales sOlo 30 cm
sobresalen de Ia superficie de terreno. Los muros poseen un espesor
de 40 cm y la Losa inferior un espesor 50 cm. La losa superior posee
un espesor constante, de 20 cm.
El tercer proyecto corresponde a la de un pozo hümedo de
secciOn circular dé la PEAS, Grande que posee un Diámetro de 8 m
Interior y una altura total de 7,95 m •de los cuales sOlo 30 cm
sobresalen de la superficie de terreno. Los muros poseen un espesor
de 80 cm y la Losa inferior un espesor variable de 80 cm. La losa
superior posee un espesor constante de 20 cm.
El Cuarto proyecto corresponde a Ia de un pozo hUmedo de
sección Rectangular de la PEAS Grande con un largo y ancho regular
7 m interior y una altura de 7.95 m de los cuales solo 30 cm
sobresalen de la superficie de terreno. Los muros poseen un espesor
de 80 cm y la Losa inferior un espesor 80 cm. La losa superior posee
un espesor constante de 20 cm.
En cuando a su materialidad todas las unidades están
conformadas par homiigOn armado de Calidad H30 y armaduras de
52
refuerzo Calidad A63-42H. Las cuantlas de acero serán determinadas
mediante la presente Memoria.
4.1. VERIFICACIÔN FLOTACION POZOS HUMEDOS
La flotaciôndel Conjunto PEAS, conformado por la Cámara de
Rejas, Pozo Hcimedo, Cámara Válvulas y Cámara Medidor, puede
darse en caso que' el volumen desplazado logre un empuje mayor al
peso de la estructura, cuando bajo el riivel del terreno existe napa
freática.
Cargas de Peso Proøio Estructura y Suelos
" Pozo HUmedo PEAS Chicas SecciOn Circular 80,8 Ton
v' Pozo Hümedo PEAS Chicas Sección Rectangular 86,9 Ton
v" Pozo Hümedo PEAS Grande Sección Circular 599,8 Ton
v' Pozo HUmedo PEAS Grande Secciôn Rectangular 648,2 Ton
Empules Hidrostáticos
El empuje sobre la estructura, suponiendo como condición más
desfavorable, un nivel agua freática a I m de profundidad, está dado
por lo siguiente:
E020 = Yagua Vdesplazado = Area Pozo HUmedo x (Hm - Dw)
v' Pozo Hümedo PEAS Chicas SecciOn Circular 53,0 Ton
v' Pozo Hümedo PEAS Chicas Sección Rectangular 55,8 Ton
V Pozo FlUmedo PEAS Grande Sección Circular 395,3 Ton
V Pozo Hümédo PEAS Grande Sección Rectangular 395,4 Ton
Con lo que se verifica que los Pozo HUmedo no Se encuentra
afecto por el EthUje Hidrostático, generando un Factor de Seguridad
mayor 1,51 que es lo minimo recomendado.
53
4.2. CALCULO ESTRUCTURAL DE UNIDADES
Para la' determinaciôn de las Armaduras de Refuerzo en (as
unidades de la PEAS, se considera un diseño basado en Estados
Limites.
4.2.1. Estados Lirnites de Diseño
Se definen lossiguientes Estados Limites:
Estado Limite de Fisuración
En general seaplica a Estructuras que contiene lIquidos en forma
permanente y que deben garantizar estanqueidad, para evitar
filtraciones y proteger las armaduras, mediante el control de un ancho
máximo de fisura.
Particularmente en este proyecto no se considera dicho Estado
Limite por cuánto todas las estructuras se encuentran enterradas bajo
terreno natural, loque pérmité anular las tracciones generadas por las
presiones hidrostáticas e hidrodinámicas generadas por los liquidos
contenidos.
Estado Limite de Deformación
Permite garantizar. la funcionalidad global de la estructura
imponiendo deformaciones, rotaciones o desplazamientos máximos
admisibles que no afecten su geometrIa, estética y seguridad.
Estado Limite de Resistencia
Permite garantizar que Ia estructura dispondrá de (a resistencia
minima necesariä para soportar las cargas solicitantes y sus
combinaciones, sean estas de indole permanente tales como peso
propio, empujes hldrostáticos o empujes de suelo; o de Indole
54
eventual que corresponden básicamente a cargas sIsmicas
horizontales asociadas al empuje del suelo y del agua freática.
4.2.2. Solicitaciones
Normativa considerada en el Análisls
Para el diseño de los elernentos de la estructura resistente, se han
considerado en forma particular las siguientes normas.
Car-gas Eventuales
NCh2369 Diseno sIsmico de estructuras e instalaciones
industriales.
MC-V3 Manual de Carreteras. Volurnen 3
Instrucciones y Criterios de Diseño. CapItulo
3.1004 Diseno SIsmico. Cálculo de la componente
sIsmica de de una masa de suelo adosada a una
estructura.
Hormiqón Armado
ACI 224R-01
NCh430
ACI 318S-09
NCh170
Control de la Fisuración en Estructuras
de Hormigon Armado.
Hormigon armado. Requisitos de
diseño y cálculo.
Requisitos de Reglarnento para
Concreto Estructural.
Hormigon. Requisitos generales.
Car-gas Permànentes (PP)
HormigonArrnado 2.500 Kg /M3
Hormigon Corriente 2.400 Kg/M3
55
Agua 1.000 Kg /M3
Acero 7.850 Kg/M3
I Suelo Humedad Natural 1.800 Kg/M3
4.2.3. Empuies Hidrostaticos (EH) y de Suelo (ES)
Los Empujes Hidrostáticos (EH) se determinan considerando los
principios básicos de la estática de fluidos y una altura maxima de
agua en cada una de sus estructuras. Los Empujes de Suelo (ES) se
determinan considerando las disposiciones del Manual de Carreteras
Volumen 3 CapItulo 3.1004 y las propiedades del suelo estipuladas en
el Informe de Mecánica de Suelos antes identificado.
4.2.4. Empuies SIsmicos de Suelo (ESS) e Hidrodinãmico (ESH)
En general para la determinaciOn de las Cargas SIsmicas, tanto de
la masa de suelo como de la masa de agua bajo el nivel freático se
consideran las mismas disposiciones del Manual de Carreteras antes
citadas.
4.2.5. Combinaciones de Carga
Las Cornbinaciones de Carga utilizadas para la determinaciOn de
los distintos estados de esfuerzos son lassiguientes:
Estado LImite de DeformaciOn
Vol Combinaciôn Cl = PP + ES + EH + ESSH
Estado LImite de Resistencia
I Combinación C2 = 75% (PP + ES + EH + ESSH)
4.2.6. Diagramas de Empuies
A continuación se presentan los Diagramas de Empuje asociadas
a cada una de las Estructuras analizadas. Ellos serán los incorporados
56
en el Modelo de Elementos Finitos generado para el análisis de la
Estructu ra.
4.2.7. Diagrama de Empujes Horizontales PEAS Chica Sección
Circular
(N
0 0.98
774 0
'C, U, Q
Co
4O j 0250 40
0330 Cm
P--.- '.1
Empujes Sueld Empujes EmpujesSismfco Es [TmPI Hidrostatico Suelo e Hidrostatico
EH 1Tmi'] ESSH IThi9
Figura 5: Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Chica Sección
Circular
Cuyos valores seexplican a continuación:
Tim3
Ysat = 2,0 Tim3
Yb = Ysat - Yo = 2,0 - 1,0 = 1,0 TIm3
Empuje del suelo
k0 = 1—sin 4) = 0,43 (4),= 350)
as,= k0 x y x h1 = 0,43 x 1,8 x 1,0 = 0,774 TIm2
57
s2 = o•Si + k0 x Vb x h2 = 0,774 + 0,43 X 1,0 X 6,2 = 3,44 TIm2
Empuje Hidrostático
cJH = Yo X h0 = 1,0 x 6,2 = 6,2 TIm2
Empuje sIsmico del Suelo e Hidrodinámico
Para el cálcuio de la componente sIsmica se utilizan las ecuaciones que
entrega el Anexo C (Empujes en muros subterráneos) de la NCH433.0f1996
(modificada 2009)
cJ = 0,3XCR XyXh7 XA0/g
Donde:
Jim = 7,2 m (Altura del muro en contacto con el suelo)
A0 = 0,4g (Aceleraciôn efectivà)
CR = 0,58
Como existe presencia de napa se tiene que:
= Ysat - Dw
X (Ysat - y) = 1,972 T/m3 hm
D = 1,0 m (Profundidad de la napa)
Finalmente, as = 0,3 x C'R , X X hm x A0/g = 0,98 T/m2
58
4.2.8. Diagrama de Empuies Horizontales PEAS Chica Secciôn
Rectangular
ES[T,'rn HirostatiCo sueloeHidrostatico 300cm EH IT/m2 j ESSH [T/m']
Figura 6: Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Chica Sección
Rectangular
Cuyos valores se explican a continuaciôn:
1,8 TIm3
Ysat = 2,0 TIm3
Yb = Ysat - Yo = 2,0 1,0 = 1,0 T/m3
Empule del suelo
k0 = 1— sin 0 = 043 (1' = 350)
a51 = k0 x y x h1 = 0,43 x 1,8 x 1,0 = 0,774 TIm2
a52 = as, + k 0 X Yb. X h2 = 0,774 + 0,43 x 1,0 x 6,2 = 3,44 TIm2
59
Empuje Hidrostático
qH = Yo X ho = 1,0 x 6,2 = 6,2 TIm2
Empule sIsmico del Suelo e Hidrodinámico
Para el cálculo de la componente sIsmica se utilizan las ecuaciones que
entrega el Anexo C (Empujes en muros subterráneos) de la NCH433.0f1996
(modificada 2009)
..s = 0,3 x CR XyXhmXA0/9
Donde:
km = 7,2 m (Altura del muro en contacto con el suelo)
A0 = 0,4 g (Aceleración efectiva)
CR=O,58
Como existe presencia de napa se tiene que:
= Ysat - X (Ysat - y) = 1,972 TIm3 hm
D = 1,0 m (Profundidad de la napa)
Finalmente, a = 0,3 x CR x y' x km X A0/g = 0,98 TIm2
4.2.9. Diagrama de Empuies Horizontales PEAS Grande Sección
Circular
ES[r1rn2] Hid rostatico Suelo e Hidrostatico EH [TIm] ESSH [T/mg
Figura 7: Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Grande
Sección Circular
Cuyos valores se explican a continuación:
y = 1,8 T/m3
Ysat = 2,0 TIm3
Yb = Ysat - Yo = 2,0 - 1,0 = 1,0 TIm3
Empuie del suelo
k0 = 1— sink = 0,43 (P = 35°)
= k0 x Y x h1 = 0,43 x 1,8 x 1,0 = 0,774 TIm2
US2 = as,+ ko X Yb x h2 = 0,774 + 0,43 x 1,0 x 6,5 = 3,56 TIm2
61
Empule Hidrostático
Yo x ho = 1,0 x 6,5 = 6,5 TIm2
Empule sismico del Suelo e Hidrodinámico
Para el cálculo de la componente sismica se utilizan las ecuaciones que
entrega el Anexo C (Empujes en muros subterráneos) de la NCH433.0f1996
(mod ificada 2009)
as = 0,3xCxy* xJix0/9
Donde:
hm = 7,2 m (Altura del muro en contacto con el suelo)
A0 = 0,4 g (Aceleraciôn efectiva)
CR=O,58
Como existe presencia de napa se tiene que:
= Ysat - X (Ysat - y) = 1,973 TIm3 hm
D = 1,0 m (Profundidad de la napa)
Finalmente, as = 0,3 x CR x y x hm X A0/g = 1,03 TIm2
62
4.210. biagrama de Empuies Horizontales PEAS Grande
Secciôn Rectangular
It N
r.r • 860cm ES [1/nP] HidrnstaticU Sueloe Hidrostatico
EH [T/m2] ESSH [T/m2]
Figura 8: Diagrama de Empujes Horizontales Pozo PEAS Grande
Sección Rectangular Cuyos valores se explican a continuación:
3' = 1,8 T/m3
Ysat = 2,0 TIm3
Yb = Ysat - Yo = 2,0 - 1,0 = 1,0 TIm3
Empuje del suelo
k0 = 1 - sin 4) = 0,43 (4) = 35°)
= k0 x y x h1 = 0,43 x• 1,8 x 1,0 = 0,774 TIm2
°s2 = oSi + ko X Yb: x h2 =0,774 + 0,43 X 1,0 X 6,5 = 3,56 T/m2
63
Empuie Hidrostático
orH = Yo x ho = 1,0 x 6,5 = 6,5 T/m2
Empule sismico del Suelo e Hidrodinámico
Para el cálculo de la componente sismica se utilizan las ecuaciones que
entrega el Anexo C (Empujes en muros subterráneos) de la NCH433.0f1996
(modificada 2009)
as = 0,3 x CR Xy X h7 xA0/g
Donde:
hm = 7,2 m (Altura del muro en contacto con el suelo)
A0 = 0,4 g (Aceleraciôn efectiva)
CR = 0,58
Como existe presencia de napa se tiene que:
= Ysat - Dw
X (Ysat = 1,973 TIM hm
Dw = 1,0 m (Profundidad de la napa)
Finalmente, as = 0,3 X CR X y X hm X A0/g = 1,03 TIm2
64
4.3. DETERMIMACION DE ESFUERZOS
4.3.1. Método de Análisis
Para la obtenciôn de los Estados de Esfuerzos generados par la
aplicación de 1asdistintas Combinaciones de Carga, se considera el
Método de Análisis Lineal Elástico, válido para pequenas
deformaciones y donde se cumplen las hipOtesis de Navier.
Particularmente para la Modelaciôn de la Losa de Fundación se
considera que ésta se encuentra apoyada en toda su superficie en un
medio uniforme lineal elástico cuya constante caracteristica se
encuentra representada por el Módulo de Reacciôn del Suelo de
FundaciOn o Coeficiente de Balasto dada un Informe de Mecánica de
Suelos.
4.3.2. Modelación Estructural
Se ha desarrollado un modelo estructural de los 4 proyectos,
mediante el programa de elementos finitos SAP2000. En dicho modelo
se ha ingresado la estructura resistente representativa del sistema
estructural, considerando tanto sus muros como sus losas y
respetando sus espesores correspond ientes.
Tamblén se han considerado en el modelo estructural todas las
solicitaciones previamente definidas, y sus respectivas combinaciones,
de modo de obtener los máximos esfuerzos y deformaciones en cada
uno de los elementos.
4.3.3. Modelación de Elementos Estructurales
La modelaciôn en SAP2000 se describe a continuaciôn:
v' Se utilizaron placas tipo Shell del espesor correspondiente a
cada proyectos segün sus pianos adjuntos en los anexos.
65
v' Para laslosas (superior e inferiores) se modelaron utilizando
placas tipo Shell, en conformidad al espesor indicado en los pianos.
v' Las condiciones de apoyo se esquematizaron con resortes,
con un coeficiente de balasto de 2700T/m3, en la dirección vertical, y
con apoyo fijo en la dirección horizontal.
4.4. DISE1O DE ELEMENTOS
4.4.1. Método de Diseño
Para la Verificaciôn, Diseno y Dimensionamiento de los distintos
elementos se considera el Método de Tensiones Admisibles o Método
Clásico para elernentos de HormigOn Armado. Lo anterior se válida
considerando que el hormigon armado no puede incursionar en su
tercera fase de resistencia (capacidad (iltima fisurada) por cuanto se
requiere garantizar su impermeabilidad. De esta forma el diseño y
verificaciOn se enmarca en la segunda fase de resistencia, vale decir,
con secciones levementefisuradas y tanto la cabeza de compresiôn
como la tracción en el acero, trabajando en rango lineal elástico.
4.4.2. Parámetros de Diseño
Deformaciones 1 DeformaciOn Admisible L/500
HormiQón EstructÜral Grado H30 NC > 90%
Resiètencia CUbica 28 dias 30 MPa
Resistencia CilIndrica 28 dias 25 MPa
Tension Admisible CompresiOn 130 MPa v MOdulo de Elasticidad 20.000 MPa
Acerô de Refuerzo oara Hormiaones Calidad A63-42H
Resistencia a la Rotura 630 MPa
66
Resistencia a la Fluencia 420 MPa
1' Tension Admisible TracciOn 180 MPa vi MódÜlo de Elasticidad 200.000 MPa
Con este análisis realizado anteriormente se concluye que la armadura para los elementos estructurales del Pozo HUmedo son los siguientes
4.4.3. Armaduras
PEAS Chica Circular y Rectangular
vi Armadura Muros 012@15cm
if' Armadura Losa Superior 0 012@15cm
V'Armadura Losa Inferior 016@20cm
PEAS Grande Sección Circular
vi Armadura Muros 018@10cm
v' Armadura Losa Superior 012@15cm
V"Armadura Losa Inferior 016@20cm
PEAS Grande SecciOn Rectangular
vi Armadura Muros 018@9cm
v' Armadura Losa Superior 012@15cm
V"Armadura Losa Inferior 016@20cm
67
Capitulo 5 Ana"lisis Econo'moico
11
5. ANALISIS DE COSTOS
En el presente capitulo se realizara un presupuesto estimativo
de los cuatro proyectos con elfin de analizar y generar alternativas a
la hora de elegir que secciôn es la más econômica.
5.1. Presupuesto Estimativo PEAS Chica Sección Circular
Designación Un. Cant. V. Unitarlo V. Total Movimiento de Tierras
___
Excavaciones m3 90 8.500 765.000 Relleno de excavaciones m 9 6.500 58.500 Retiro de excedentes M.1 65 3.000 195.000 Entibaciones Metálicas m 59 4.500 265.500 Agotamiento Napa Freatica horas 500 4.000 2.000.000 Obras Civiles
__ _______
Hormigon de Emplantillado m 0,5 45.000 22.500 Acero de Refuerzo kg 3150 1.800 5.670.000 Moldajes m 59 17.500 1.032.500 Hormigon H30 Pozo HOmedo m 32,3 120.000 3.878.400 Hormigones de Relleno m 6 85.000 510.000 Estuco Interior de 595 kgCem/m3 m2 69 19.000 1.311.000 Estuco Exterior de 382,5 kgCem/m3 rn' 82 15.000 1.230.000 Protección Exterior Impermeabilizante m2 82 5.500 451.000 Interconexiones Hidráulicas GL 1 1.985.000 1.985.000 Escalines de Fierro Galvanizado en Baño NO 24 6.000 144.000 Eguipos de Bombeo y Medición
Suministro Motobombas NO 2 3.100.000 6.200.000 Accesorios Motobombas GL 1 850.000 850.000 Transporte e InstaIación Motobombas GL 1 450.000 450.000 InstaIacion Medidor de Flujo GL 1 200.000 200.000 Suministro, Transporte, Colocación y
Prueba de CanerIas y Piezas Especiales
Piezas Especiales sin Mecanismo kg 1.298 4.500 5.841.000 Obras Complementarias
Pasamanos de Acceso NO 1 275.000 275.000 Guardacuerpos Metálico NO 0 1.125.000 0 Tapas Metálicas de Acceso NO 2 395.000 790.000 Tecle MOvil Capacidad 300 Kg NO 1 385.000 385.000 Inst. Ducto Ventil. Ac. 200mm y Extractor EOlico NO 2 450.000 900.000 Ventilaciones Tipo "U" Acero D200mm NO 2 225.000 450.000 Prueba de Conjunto y Control de Calidad
Prueba de Conjunto GL 1 1.250.000 1.250.000 Control de Calidad GL 1 750.000 750.000
TOTAL NETO 1 $ 37.859.400
Tabla 1: Presupuesto Estimativo PEAS Chica Sección Circular
70
5.2. Presupuesto Estimativo PEAS Chica Sección
Rectangular
Designacion Un. Cant. V. Unitario V. Total Movimiento de Tierras
___
Excavaciones m 80 8.500 680.000 Relleno de excavaciones M.5 40 6.500 260.000 Retiro de excedentes rn 50 3.000 150.000 Entibaciones Metälicas mZ 96 4.500 432.000 Agotamiento Napa Freática horas 500 4.000 2.000.000 Obras Civiles
_ ______
Hormigon de Emplantillado m 1,5 45.000 67.500 Acero de Refuerzo k9 3.380 1.800 6.084.000 Moldajes m1 88 17.500 1.540.000 Hormigon H30 Pozo Hümedo m 34,8 120.000 4.171.200 Hormigones de Relleno m 6 85.000 510.000 Estuco Interior de 595 kgCem/m3 rn2 76 19.000 1.444.000 Estuco Exterior de 382,5 kgCern/m3 mZ 91 15.000 1.365.000 Protección Exterior Impermeabilizante m 88 5.500 484.000 Interconexiones Hidrauticas CL 1 1.985.000 1.985.000 Escalines de Fierro Galvanizado en Baño NO 24 6.000 144.000 Tapas Circulares de Hormigon NO 0 250.000 0 Eguipos de Bombeo y Medlción
Suministro Motobombas NO 2 3.100.000 6.200.000 Accesorios Motobombas GL 1 850.000 850.000 Transporte e lnstalaciOn Motobombas CL 1 450.000 450.000 lnstalación Medidor de Flujo GL 1 200.000 200.000 Suministro, Transporte, Colocaciôn y
Prueba de CañerIas y Piezas Especlales
Piezas Especiales sin Mecanismo kg 1.298 4.500 5.841.000 Obras Complementarias
Pasamanos de Acceso NO 1 275.000 275.000 Guardacuerpos Metãlico NO 0 1.125.000 0 Tapas Metalicas de Acceso NO 2 395.000 790.000 Tecle Móvil Capacidad 300 Kg NO 1 385.000 385.000 Inst. Ducto Ventil. Ac. 200mm y Extractor Eólico NO 2 450.000 900.000 Ventilaciones Tipo "U" Acero 0=200mm NO 2 225.000 450.000 Prueba de Conjunto y Control de Calidad
Prueba de Conjunto GL 1 1.250.000 1.250.000 Control de Calidad GL 1 750.0001 750.000
TOTAL NETO 1 $ 1 39.657.700
Tabla 2: Presupuesto Estimativo PEAS Chica Sección Rectangular
71
5.3. Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Circular
Designación Un. Cant. V. Unitario V. Total Niovimiento de Tierras
_ _______
Excavaciones m 505 8.500 4.292.500 Relleno de excavaciones M;3 106 6.500 689.000 Retiro de excedentes m3 65 3.000 195.000 Entibaciones Metálicas rn 199 4.500 895.500 Agotamiento Napa Freática horas 1.440 4.000 5.760.000 Obras Civiles
HormigOn de Emplantillado mj 2,5 45.000 112.500 Acero de Refuerzo kg 11.680 1.800 21 .024.00Q Moldajes m2 59 17.500 1.032.500 Hormigón H30 Pozo HQmedo m3 239,9 120.000 28.788.000 Hormigones de Retleno M
;3 6 85.000 510.000 Estuco Interior de 595 kgCem/m3 m2 250 19.000 4.750.000 Estuco Exterior de 382,5 kgCem/m3 m' 279 15.000 _4.185.000 ProtecciOn Exterior Impermeabilizante m2 250 5.500 1.375.000 Interconexiones Hidráulicas GL 1 1.985.000 1.985.000 Escalines de Fierro Galvanizado en Bano NO 26 6.000 156.000 Tapas Circulares de Hormigon NO 0 250.000 0 Eguipos de Bombeo y Medición
Suministro Motobombas NO 4 5.200.000 20.800.000 Accesorios Motobombas GL 1 850.000 850.000 Transporte e InstaIacion Motobombas GL 1 450.000 450.000 InstaIación Medidor de Flujo GL 1 200.000 200.000 Suministro, Transporte, Colocación y
Prueba de CañerIas y Piezas Especiales
Piezas Especiales sin Mecanismo kg 1.298 4.500 5.841.000 Obras Complementarias
Pasamanos de Acceso NO 1 275.000 275.000 Guardacuerpos Metálico NO 0 1.125.000 0 Tapas Metálicas de Acceso NO 4 395.000 1.580.000 Tecle Môvil Capacidad 300 Kg NO 1 385.000 385.000 Inst. Ducto Ventil. Ac. 200mm y Extractor Eolico NO 2 450.000 900.000 Ventilaciones Tipo "U" Acero D=200mm NO 2 225.000 450.000 Prueba de Conjunto y Control de Calidad
Prueba de Conjunto GL 1 1.250.000 1.250.000 Control de Calidad GL 1 750.000 750.000
TOTAL NETO $ 1 109.481.000 1
Tabla 3: Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Circular
72
5.4. Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección
Rectangular
Designacion Un. Cant. V. Unitario V. Total Movimiento de Tierras
_ _______
Excavaciones m 509 8.500 4.326.500 Relleno de excavaciones ma 119 6.500 773.500 Retiro de excedentes m 3 65 3.000 195.000 Entibaciones Metálicas m4 1 222 4.500 999.000 Agotamiento Napa Freätica horas 1.440 4.000 5.760.000 ObrasCiviles
Hormigon de EmplaritHlado mj 2,5 45.000 112.500 Acero de Refuerzo kg 12,280 1.800 14.040.000 Moldajes m2 59 17.500 1.032.500 Hormigón H30 Pozo HUmedo m 259,3 120.000 31.116.000 Hormigones de Relleno rn3 6 85.000 510.000 Estuco Interior de 595 kgCem/m3 m2 320 19.000 6.080.000 Estuco Exterior de 382,5 kgCem/m3 m4 297 15.000 4.455.000 Proteccion Exterior Impermeabilizante m2 320 5.500 1.760.000 Interconexiones Hidráulicas GL 1 1.985.000 1.985.000 Escalines de Fierro Galvanizado en Baño NO 25 6.000 150.000 Tapas Circulares de HormigOn NO 0 250.000 0 Eguipos de Bombeo y Medición
Suministro Motobombas NO 4 5.100.000 20.400.000 Accesorios Motobombas GL 1 850.000 850.000 Transporte e lnstalaciOn Motobombas GL 1 450.000 450.000 lnstalación Medidor de Flujo GL 1 200.000 200.000 Suministro, Transporte, Colocación y
Prueba de CanerIas y Piezas Especiales
Piezas Especiales sin Mecanismo kg 1.298 4.500 5.841.000 Obras Complementarias
__
Pasamanos de Acceso NO 1 275.000 275.000 Guardacuerpos Metálico NO 0 1.125.000 0 Tapas Metálicas de Acceso NO 4 395.000 1.580.000 Tecle Môvil Capacidad 300 Kg NO 1 385.000 385.000 Inst. Ducto Ventil. Ac. 200mm y Extractor Eólico NO 2 450.000 900.000 Ventilaciones Tipo "U" Acero 1D=200mm NO 2 225.000 450.000 Prueba de Conjunto y Control de Calidad
Prueba de Conjunto GL 1 1.250.000 1.250.000 Control de Calidad GL 1 750.0001 750.000
TOTAL NETO $ 1 115.770.000
Tabla 4: Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Rectangular
73
74.
6. CONCLUSION
La ventaja de proyectar pozos hümedos de Sección Circular de las
PEAS es que comb tiehen menos metros cUbicos que las de secciOn
rectangular, son de menos costos. Pero al mismo tiempo las PEAS
con pozos hómedos de sección rectangular generan más peso que las
de sección circular por lo tanto están propensas a flotar cuando se
generen eventos como los sismos.
Ahora si bien todos los proyectos fueron realizados para cumplir
con la normativa y las solicitaciones y condiciones definidas,
cualquiera que uno elija seria la apropiada.
Si comparamos los proyectos con sus similares vemos que en los
costos tenemos una diferencia de casi 2 millones en las PEAS chicas
y de más de 6 millones en las PEAS Grandes y en cuanto a la relaciôn
peso propio y empuje del suelo los factores de seguridad que se
generaron son; para la PEAS chica Secciôn circular 1,52, la PEAS
chica Sección Rectangular 1,55, para las PEAS Grandes SecciOn
Circular 1,51 y para la de PEAS Grande de Secciôn Rectangular 1,64
Si nuestro punto de vista es la économIa se optara por una PEAS
de Sección Circular por lo anteriormente dicho generando menos
gastos y cumpliendo solamente con la normativa.
Pero si nuestro punto de vista es profesional, ó sea tener la
seguridad que la estructura no fallara ante cualquier evento, nuestra
opción más segura es una PEAS con su pozo hUmedo de Sección
Rectangular
Se recomienda segUn 10 antes expuesto que en caso de que sea
una PEAS chica, Se eligiera una SecciOn circular, por los costos mas
bajos y si bien su factor de seguridad es menor al similar, no implica
75
mucho riesgo por las dimensiones y tamaño pequeno ante los eventos
de sismo.
Pero en caso de las PEAS grandes se recomienda una secciôn
rectangular, si bien la PEAS de SecciOn Circular con un factor de
seguridad de 1.51 supera lo mmnimo recomendado que es 1.5, está
muy al lImite generando alto riesgo en caso de eventos.
En caso de que en cualquiera de las dos Situaciones, Chicas y
Grandes, se eligiera la sección circular, para aumentar el factor de
seguridad se recomienda disenar una pestaña en la losa inferior de
manera que sobresalga de el volumen del pozo, aumentando el peso
con el suelo abarcado.
76
7. BiblioqrafIa
• FLYGT. Bombas Sumergibles y Estaciones de Bombeo
• CGF Ingenieros Consultores, Memoria Técnica: Planta Elevadora de
Aguas Servidas
• Ing. Cram Ltda. Memoria Diseno de Planta Elevadora Aguas
Servidas SPDV
• NCh1105.0F1999 "Ingenierla Sanitaria —Alcantarillado de Aguas
Residuales - Diseno y Cálculo de Redes"
• NCh2369 Diseño SIsmico de estructuras e instalaciones Industriales
• NCh430 HormigOn armado. Requisitos de diseno y cálculo.
• NCh170 HormigOn. Requisitos generales.
• NCh433 Hormigon armado. Requisitos de diseno y cálculo.
• NCh-2472 Of2006 Plantas Elevadoras y Especificaciones.
77
ANEXO TECNICO NO I
Norma Nch2472-2000
Norma Nch0433 0f2009
\•__J .-h 1 1 r /4
7/
NORMA CHILENA OFICIAL NCh2472 .0f2000
Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones generales
Preámbulo
El Instituto Nacional de NormalizaciOn, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparacion de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organ ismos.
La norma NCh2472 ha sido preparada por la DivisiOn de Normas del Instituto Nacional de NormalizaciOn, a partir de un anteproyecto elaborado por Empresa Consultora AMBAR, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes:
Aguas Cordillera S.A. Marcela Leiva M. Alvenius S.A. Sergio Suau Cintac S.A. Laureano Lopez G. Empresa de Obras Sanitarias de Valparalso, ESVAL S.A. Alicia Martinez G.
Darlo Pareja P. Empresa de Servicios Sanitarios El Libertador, ESSEL S.A. Alberto Krebs T.
German Ramos N. Empresa de Servicios Sanitarios del Maule, ESSAM S.A. Luis Orellana R. Empresa de Servicios Sanitarios del Blo Blo, ESSBIO S.A. Eduardo Susarte B. Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EMOS Luis Astudillo B.
Alfredo Fanta I. Galvanizadora Morgan y Fuenzalida Walter Salas M. GC y GC lngenierla Ltda. Gustavo Contreras P. Instituto Nacional de NormalizaciOn, INN Hernán AguilO M. KSB Chile S.A. Waldo Campos S. Ministerlo de la Vivienda y Urbanismo, MINVU Hector LOpez A.
NCh2472
Superintendencia de Servicios Sanitarios, SISS Nancy Cepeda P. Christian Lillo S. Gerardo Samhan E.
Universidad de Santiago, USACH Patricia Mery C.
Esta norma se estudiO para establecer las especificaciones generales de las plantas elevadoras de aguas residuales, en los sistemas de alcantarillado.
Por no existir Norma Internaclonal, en la elaboraciOn de esta norma se han tornado en consideraciOn Antecedentes Técnicos Nacionales, proporcionados por el Comité.
Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de NormalizaciOn, en sesiOn efectuada el 28 de Julio de 2000.
Esta norma ha sido declarada Oficial de la Republica de Chile por Decreto No 5058, de fecha 17 de Noviembre de 2000, del Mlnisterio de Obras Püblicas, publicado en el Diarlo Oficial No 36.839 del 16 de Diciembre de 2000.
NORMA CHILENA OFICIAL NCh2472.0f2000
Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones generales
0 IntroducciOn
Las plantas elevadoras son slstemas que permiten evacuar las aguas residuales en sectores donde no es posible un escurrimiento gravitacional hacia colectores, emisarios, plantas de tratamientos y disposiclon final, considerando principalmente el caudal a evacuar y la energia para vencer la altura geometrica total de elevaciOn, las perdidas por roce y singularidades.
1 Alcance y campo de aplicaciOn
1.1 Esta norma establece las disposiciones mInimas de diseno a las que se deben ajustar los proyectos de elevaciOn mecänica de aguas residuales en los sistemas de alcantarillado.
1.2 Esta norma se aplica a todos los tipos de plantas elevadoras de aguas residuales, cuakiuiera que sea el tipo de motobomba utilizada.
1.3 Esta norma tambiën se aplica, parcial o totalmente, a plantas elevadoras de aguas II uvias.
1.4 Esta norma no se aplica a plantas elevadoras:
- de agua potable;
- de residuos industriales liquidos.
1
NCh2472
2 Referencias normativas
Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma.
NCh4 10 Caildad del agua - Vocabu/arlo. NCh643 Bombas centrifugas - Term/no/ogla y simbolos. N Ch 1410 PrevenciOn de riesgos - Co/ores de seguridad.
3 Términos y definiciones
Para la aplicacion de esta norma se emplean los terminos definidos en NCh410 y adicionalmente los sigulentes:
3.1 aguas residuales: aguas que se descargan despues de haber sido usadas en un proceso, a producidas par éste, y que no tienen ningun valor inmediato para este proceso
3.2 aguas servidas; aguas servidas domésticas: aguas residuales que contienen los desechos de una comunidad, compuestos par aguas grises y aguas negras
3.3 altura manométrica: altura dinámica de presion en cualquier punta de la instalaciOn
3.4 autoridad competente: prestadorde serviclo sanitario y autoridad estatal correspondiente que tienen competencia en su ámbito en el dlserio y construcciOn de las plantas elevadoras de aguas residuales
3.5 cámara de bombeo; sala de bombeo: construcciOn en la que se instala el grupo motobomba y las iriterconexiones hidráulicas
3.6 cámara de rejas: construcciOn destinada a la instalaciOn de rejas u otros elementos para retenciOn y retiro de sOlidos y desechos
3.7 camara de válvulas; sala de válvulas: construcclOn en la que se instalan las välvulas y parte de ,las interconexiones hidráulicas
3.8 cámara hUmeda: cämara de bombeo o sala de bombeo donde se instalan las motobombas sumergidas
3.9 cámara seca: cmara de bombeo o sala de bombeo donde se instalan las motobombas fuera del pozo de aspirciOn
3.10 caudal; gasto: volumen de aguà residual que pasa par una secciOn transversal en una unidad de tiempo
3.11 caudal máximo de diseno: mayor caudal que debe Impulsar en el futuro la o las motobombas de la planta elevadora
2
NCh2472
3.12 interconexiones hidráulicas: circuito formado por tuberlas y piezas especiales con y sin mecanismo
3.13 perIodo de dlseño: nUmero de años ocurridos desde la fecha en que se ileva a cabo del diseno original de las obras, hasta una fecha futura (estimada) cuando la capacidad del sistema para la cual fue diseñada se cumpla
3.14 planta elevadora: conjunto de instalaciones mediante el cual el agua residual es impulsada desde un determinado nivel a una cota topografica superior
3.15 pozo de aspiraclOn: deposito desde el cual la motobomba aspira las aguas residuales
3.16 presion subatmosférica: presiOn menor que la atmosférica
3.17 prestador o conceslonarlo: titular de una concesiOn de serviclo publico sanitario
3.18 sistema de control y comando: conjunto de elementos que permiten la partida y detenciOn secuencial de las motobombas
3.19 sistema eléctrico: conjunto de Ilneas, equipos y accesorios necesarios para asegurar el abastecimientode energia eléctrica
3.20 trituradores: equipo para reducir el tamano de los sOlidos presentes en las aguas residuales
3.21 vlda programada: perlodo de tlempo en que Se utillzará(n) la(s) motobomba(s) y que queda determinado por la eficiencia econOmica. No coincide necesariamente con la vida ütil mecänica de la motobomba
4 Requisitos generalesde diseño
4.1 Requisitos de seguridad
4.1 .1 Las instalaciones de las plantas elevadoras deben asegurar su operaciOn y mantenimlento.
4.1 .2 Las plantas elevadbras deben contar con protecciones fisicas que impidan la intervenciOn de terceros.
4.1 .3 Las plantas elevadoras deben contar con proteccion contra incendios cuando sea necesario, dando cumplimiento a los criterios que fija la Ordenanza General de la, ConstrucciOn y Urbanismo para establecirnientos industriales.
4.1 .4 Cuando corresponda el almacenamiento de combustible debe estar separado de la cämara o sala de bombeo, y debe cumplir con las regulaclones de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, SEC.
3
NCh2472
4.2 Otros requisitos generales
4.2.1 El diseño de la planta elevadora de aguas residuales debe evitar la sedimentaciOn de los sOlidos, las obturaciones de las tuberlas, la emanaciOn al exterior de malos olores y no superar los Ilmites de ruido establecidos por la Autoridad Competente.
4.2.2 Las motobombas seleccionadas deben ser especlales para elevar aguas residuales.
4.2.3 Las plantas elevadoras deben incluir cámaras de rejas al ingreso de las aguas residuales para retener los sOlidos que las bombas no puedan impulsar, salvo justificaciOn técnica en contrarlo. El diseno debe contemplar ademäs las condiciones adecuadas para el retiro de los sOlidos retenidos; accesibilidad, ventilaciOn, drenado, as[ como las exigencias sanitarias previas a su disposiciOn final.
4.2.4 Las plantas elevadoras deben disponer de accesos adecuados para la entrada y salida del transporte que permita el traslado de las plezas y equipos mäs volumlnosos o pesados.
4.2.5 La cämara o sala de bombeo debe ser lo suficientemente amplia y con un diseno tal, que permita el acceso del personal autorizado para realizar adecuadamente la operaciOn y mantenimiento de los equipos.
4.2.6 El pozo de aspiraciOn y cámara hümeda deben disponer, cuando tëcnicamente sea posible, de un sistema ante emergencias, para evitar que las aguas contaminadas se devuelvan a las uniones domiciliarias a rebasen a las calles.
4.2.7 La arquitectura del recinto de. una planta elevadora debe ser coherente con el medlo amblente urbano o rural en que se construye.
4.2.8 La planta elevadora debe contar con la iluminaciOn adecuada, de acuerdo con los requerimientos de operaciOn y mantenimiento de la misma. El diseño debe privilegiar el aprovechamiento de la iluminaciOn natural y las necesidades de iluminaciOn artificial. Se debe disponer de llumlnaciOn de emergencia para el caso de corte del suministro eléctrico.
4.2.9 Las instalaciones deben estar provistas de un sistema de ventilaciOn que asegure una atmOsfera de trabajo adecuada para los operadores, los requerimientos de aire de los equipos electromecánicos y que evite la acumulaciOn de gases peligrosos.
4.2.10 El acceso al pozo de aspiraciOn 0 cámara hUmeda debe ser solamente desde el exterior.
4.2.11 El area destinada a la planta elevadora propiamente tal, debe ser independiente de cualquier otra instalaclOn cercana, como vivienda, camarines, baflo, oficina y lugarde almacenamiento de materiales.
4
11
NCh2472
4.2.12 Las plantas elevadoras deben contar con un sistema de control con comando manual y automático. La instrumentalizaciOn utilizada se debe seleccionar en funciOn de las caracteristicas particulares de cada planta (caudales, alturas de elevaciOn, entre otros). En todos los casos se debe asegurar: capacidad eléctrica, controles de partidas y paradas de las motobombas, uso parejo de las motobombas, mediciOn de los consumos electricos, del nivel de combustibles y de las horas de funclonamiento de las motobombas. Debe disponer de una alarma, cuya senal sea recibida en un lugar definido par el prestador.
4.2.13 Las plantas deben disponer de equipo electrogeno, salvo justificacion tecnica del prestador en contrario. El equipo electrOgeno debe contar con almacenamiento de combustible para su funcionamiento y una accesibilidad permanente. Los niveles de existencia de combustible deben ser facil de detectar.
4.2.14 El grupo de motobombas debe contar con un sistema de transferencia automätica hacla el grupo electrogeno, para operar cuando el pozo de aspiraciOn o cmara hUmeda indique el nivel de partida, y asi evitar que éstas trabajen en vaclo.
4.2.15 El grupo electrogeno que se use como respaldo de suministro de energia para el funcionamiento de las plantas elevadoras debe contar con los elementos que le permita operar instantäneamente.
4.2.16 Todos los equipos deben estar adecuadamente Identificados. Si su identificaclOn es POI colores se debe aplicar NCh1410.
5 Requisitos especificos
5.1 Requisitos para el pozo de aspiraciOn o cámara himeda
5.1 .1 Requisitos de diseño del pozo de aspiracion o cámara hUmeda
5.1.1.1 Debe asegurar un tiempo de retenciOn maxima de 30 min para el caudal medio de diseno de la planta elevadora, con un ciclo deoperacion adecuado al tamafo del equipo, el que en todos los casos debe ser superior a 10 mm.
5.1.1.2 Coma referencia, para el cálculo del volumen del pozo de aspiraciOn o cámara hUmeda comprendido entre los puntos de arranque y parada de una sola bomba 0 Ufl
solo escalOn del control de velocidad para bombas de dos velocidades, Se puede utilizar la fOrmula siguiente:
V txq
4
5
NCh2472
en que:
V = volumen necesario en m3;
q = capacidad de la bomba en m3/min, o incremento de la capacidad cuando una bomba se encuentra en funcionamiento o arranca una segunda 0 cuando se aumenta la velocidad del motor (caudal de bombeo);
I = tiempo en minutos de un ciclo de bombeo (tiempo entre arranques sucesivos o cambios de velocidad de una bomba que funciona entre los Ilmites de un intervalo).
El tiempo minimo del ciclo para el funcionamiento con una sola bomba tiene lugar cuando el caudal entrante es exactamente la mitad de la capacidad de la bomba.
5.1.1.3 El maxima nivel de las aguas residuales en el pozo de aspiraciOn a cámara hUmeda, debe ser inferior al nivel de Ilegada del conducto afluente y as[ evitar que este entre en carga.
5.1.1.4 La instalaciOn de las motobombas, sea sumergida o seca, debe evitar la formaciOn de vOrtices. Para esto se debe tener en cuenta la velocidad de aspiraclOn y la sumergencia de la boca de aspiraciOn.
5.1.1.5 Cuando la motobomba esté lnstalada en cámara seca, la boca de aspiraciOn vertical, debe estar a una distancia maxima de 0/2 del fondo y no menor de 0/3, siendo 0 el diámetro de Ia tuberia de aspiraclOn.
5.1.1.6 La instalaciOn de las motobombas debe evitar fluctuaciones que afecten la altura de aspiraciOn y rendimiento de las bombas.
5.1.1.7 El fonda de la cámara hUmeda y del pozo de aspiraciOn deben tener una pendiente sul9ciente hacia las motobombas o bien, hacia las tuberias de aspiraciOn, para facilitar el vaciado y extracciOn de las aguas residuales. La pendiente minima debe ser definida por la Autoridad Competente.
5.1.1.8 El pozo de aspiraciOn o cámara hUmeda puede estar dividido en dos o más compartimentos, para su inspecciOn y limpieza.
5.1.2 Requisitos de obras civiles directamente asocladas al pozo de aspiraciOn a cámara hUmeda
El diseno del pozo de aspiraclOn debe considerar los elementos de seguridad y criterlos necesarios para su correcta limpieza, mantenimiento y operaciOn:
Debe ser estructuralmente resistente a las condiclones sismicas y de trabajo, y completamente estanco.
Debe contar con escalera de acceso desde el exterior y hacia el interior, Ia cual debe lievar elementos de protecciOn cuando las condiciones de seguridad Ia requieran.
6
NCh2472
Se recornienda que los atraviesos de muro y losa sean ejecutados con tubos pasamuros, los que se deben Instalar antes de las faenas del hormigonado.
El encuentro entre muros, radier y losa debe Ilevar un chaflän, evitando aristas vivas.
5.1.3 Requisitos para la cámara o salade bombeo
5.1.3.1 Para el caso de la cámara seca, la camara de bombeo 0 sala de bombeo debe estar protegida de Inundaciones. En caso de construcciones bajo el nivel del terreno natural, el piso de éstas debe tener una pendiente minima de 2% hacia un sumidero en el cual se dispondrä de un sistema de elevaciOn hacia la superficie, para su adecuada disposicion.
5.1.3.2 El diseno debe asegurar el cumplimiento de los requisitos generales citados en clausula 4 de esta norma respecto a los requerimientos de ventilaciOn, ruido y seguridad, dejando además los espacios necesarlos para limpieza, mantenimiento e instalaciOn de dispositivos. Adicionalmente, debe incluir las protecciones antiruido y antivibraciones.
5.2 Requisitos de los equipos de bombeo
5.2.1 Requisitos de diseno
5.2.1.1 El caudal de bombeo debe asegurarurla velocidad de escurrimiento que evite la sedimentaciOn y acumulacln de aire al interior de las tuberlas.
5.2.1.2 El diämetro de la impulsion debe ser mayor que el diämetro de paso del rodete.
5.2.1.3 Cuando la motobomba iest6instalada en cámara seca, el diámetro de la boca de aspiracion debe ser mayor que el diämetro de la tuberla de aspiracion de la bomba.
5.2.1.4 Las velocidades en la tuberIa de aspiraciOn deben ser del orden de 1 m/s a 2 m/s. La velocidad minima en latuberla de impulsion debe ser tal, que permita el arrastre de los sOlidos que se depositan en ia tüberIa al detenerse las motobombas.
Si los caudales de bombeo no son suficientes para producir el arrastre de los sOlidos, a to menos una vez a la semana, el sistema se debe operar manualmente para lograr el arrastre de los depOsitos.
5.2.1.5 Se debe disponer çomo minirno de dos motobombas. En caso de instalar sOlo dos motobombas, cada una debe poder cubrir el total de los requerimientos del caudal mximo de diseño.
5.2.1.6 Si la instalaciOn se disena con rnas de dos motobombas, estas se deben proyectar de modo tal que si una deellas falla, las otras puedan cubrir el caudal mãxlmo de diseño, a través de todo el perlodo de vida programada de las motobombas,
7
NCh2472
5.2.1.7 Los diseños deben considerar los riesgos de explosion asociados a la volatilizaciOn y septizacion. Cuando corresponda, los equipos eléctricos y de control deben ser a prueba de explosion.
5.2.1.8 El diseno debe considerar la instalaciOn de dispositivos. de alarma no acUstica y proteccion para las motobombas. Ellas deben operar dentro del rango de su capacidad sin que sufran sobrecargas fuera del rango recomendado por los fabricantes.
5.2.1 .9 Cada motobomba debe tener un manOmetro en la tuberla de impulsiOn.
5.3 Requisitos de operaciOn y mantenimiento de la planta elevadora
5.3.1 Las plantas elevadoras deben contar con elementos y accesorios para su limpieza. Deben contar con abastecimiento de agua potable cuando exista factibilidad para ello,
5.3.2 Se debe incluir un sistema de partida y detenciOn de las motobombas, regulado para satisfacer los caudales entrantes y salientes a la planta elevadora. Cada motobomba debe contar con un elemento que permita medir las horas de funcionamiento.
5.3.3 Cada planta debe tener un Manual o Cartilla de operaciones, a la vista, donde se especifique en forma simple y esquematica los procedimientos de verificaciOn general, puesta en serviclo, detenciOn y supervision general de la operacion de la planta elevadora. También debe especificar instrucciones para casos de emergencia.
5.3.4 Cada planta elevadora debe tener un interruptor de parada de emergencia, a la vista.
5.4 Requisitos de las interconexiones hidráulicas
5.4.1 Cada motobomba debe disponer de mecanismos que le permitan quedar fuera de servicio, sin interrumpir la operaciOn de la planta elevadora.
5.4.2 Las interconexiones hidrulicas deben contemplar antes del inicio de la impulsion la instalaciOn de una tuberia de desagUe conectada a las tuberias de impulsion de las motobombas, con una válvula de corta, que permita en casos de emergencia el desagUe del sistema hacia el pozo de aspiracion o cámara hUmeda.
5.4.3 Se deben colocar válvulas de corte en las tuberlas de impulsion de cada bomba. Ademäs, una váivula de retenciOn instalada entre Ia valvula de corte y la motobomba. De ser necesario, se debe considerar la instalaciOn de dispositivos de proteccion contra fenOmenos transientes.
5.4.4 En la cãmara o sala de bombas se deben prever juntas desmontables para la instalacion y mantenimiento de los equipos. Cuando sea necesario, también se deben incorporar juntas de expansion o aisladores de vibraciOn.
5.4.5 Las piezas especiales con y sin mecanismo deben cumplir con las normas chilenas aplicables.
[:1
NCh2472
5.4.6 En todos los casos de plantas elevadoras Se deben estudiar los fenOmenos transientes (golpe de ariete), arrastre de aire y cavitaciOn.
5.4.7 Todos los elementos en contacto con las aguas reslduales deben estar compuestos de materiales compatibles con este empleo y estar protegidos contra la corrosiOn.
5.5 Requisitos de la impulsiOn
5.5.1 Se debe evitar la acumulaciOn de aire al interior de la tuberla de Impulsion. Cuando se requiera, se deben colocar dispositivos que admitan la entrada y salida del aire.
5.5.2 Cuando se requiera, en los puntos bajos se deben instalar dispositivos de desagUe. Para el desague se deben tomar las medidas que eviten cualquier contaminaciOn del entorno.
5.5.3 Los materiales de las Interconexiones hidráullcas y de la impulsion deben cumplir con las caracterIsticas técnicas que eviten su deterioro por Ia calidad de las aguas a elevar.
5.5.4 Cuando se requiera, las piezas especiales con y sin mecanismo y las tuberlas deben estar afianzadas en machones de hormigOn u otro sistema equivalente.
5.5.5 La impulsion de agua servida debe descargar en una cámara especialmente disenada para tal efecto.
5.5.6 La tuberla de salida de la cámara de lnspecciOn que reciba una impulsiOn debe ser capaz de portear en escurrimiento libre, tanto el caudal de bombeo como otro caudal adicional.
NORMA CHILENA OFICIAL NC/i 2472.0f2000
INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION S INN - CHILE
Aguas residuales - Plantas elevadoras - Especificaciones generales
Waste water - Elevator plants - General specifications
Primera ediclOn : 2000
Descriptores: ingenierla san/tar/a, aguas res/duales, plantas elevadoras, p/a ntas de tratam/ento de agua, requlsitos
CIN 9.1 .140.60
COPYRIGHT ° 2000 INSTITUTO NACIONAL bE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducclOn y yenta *
DireccIOn : Matlas Cousitlo N° 64, 60 Piso, Santiago, Chile Casiiia 995 Santiago 1 - Chile Teléforios + (56 2) 441 0330 • Centro de DocumentaciOn y Venta de Normas (50 Piso) : + (56 2) 441 0425 Telefax : + (56 2) 441 0427 • Centro de DocumentaciOn y yenta de Normas (51 Piso) + (56 2) 441 0429 Web : www.inn.ci Miembro de : ISO (international Organization for Standardization) • COPANT (ComisiOn Panamericana de Normas Técnicas)
NORMA CHILENA OFICIAL NCh 433. Of 1996 Modificada en 2009
INST}TUT.O NACIONAL DE NORMALIZACION • INN - CHRE
Diseño sIsmico de edificios
Earthquake resistant design of buildings
Pnmera edición 1996 Reimpresión : 2005 Segunda ediciOn : 2009
Descriptores: diseño estructural, diseflo s/sm/co, c4lculo estructura, edificios, estructuras,
- zonas sIsmicas, Chile, clasificac/On, análisis, fundaciones, ensayos, reguisitos
CIN 91.080
COPYRIGHT 1997; INSTITUTO NACIONAL DE NORMAUZACION - INN • Prohibida reproduccióny yenta °
Dirección Mattas Cousino N° 64, 6 Piso, Santiago. Chile
NCh433
Anexo C (Normativo)
Empujes en muros subterráneos
C.1 La evaluaciôn de empujes de tierra que se indica a continuación considera suelos con superficie horizontal, actuando sobre muros perimetrales verticales arriostrados por losas de piso.
C.2 La componente estática del empuje de tierras Se debe evaluar para una condición de reposo.
C.3 La componente sismica del empuje se puede evaluar usando la siguiente expresión:
= 0,3 CR y h A. Ig (1)
en que:
a. = presiôn sismica uniformemente distribuida en toda la altura H del muro;
hm = altura del muro en contacto con el suelo;
Y peso unitario hümedo del suelo o del relleno colocado contra el muro;
aceleración efectiva maxima del suelo que se determina de Tabla 6.2 de acuerdo con Ia zonificación sismica del pars;
C = coeficiente igual a 0,45 para suelos duros, densos o compactados; igual a 0,70 para suelos sueltos o blandos; e igual a 0,58 para rellenos sueltos depositados entre el muro y el talud de una excavación practicada en suelo denso o compactado.
Esta solicitación se debe agregar a la acción H con el signo correspondiente.
C.4 En el caso de existir napa dentro del suelo retenido; si (a permeabilidad del suelo o sus condiciones de drenaje son tales que impiden el desarrollo de incrementos de presión de poros que conduzcan a un deterioro del suelo o a su eventual licuefacción, (a
expresión (1) se debe usar considerando un peso unitario modificado y dado por:
Y = Y:at _y) h.
en que:
T = peso unitariö hrnedo del materiat retenido sobre la napa;
= peso unitario saturado del material bajo (a napa;
profundidadle la napa;
altura del muro en contacto con el suelo.
ANEXO TECNICO NO 2
Especificaciones Técnicas
ESPECIFICACIONES TECNICAS ESPECIALES
OBRAS CIVILES E HIDRAULICAS Las presentes especificaciones se refieren a los requisitos mInimos para la construcción de los proyectos PEAS. Particularmente se refieren a la construcción de Los Pozos HUmedos de las PEAS.
Las obras se ejecutaran de acuerdo a los siguientes documentos listados en orden de prelaciOn, respecto a la lnformación Técnica que entregan:
;ozos Pianos de los Proyectos particularmente los relacionados con los hUmedos. En ellos prevalecen los niveles y cotas por sobre el
dibujo. Los detailes prevalecen sobre las expresiones graficas generales. • Normas Chilenas Oficiales que tengan relación directa e indirecta con las obras del presente proyecto.
OBRAS A CARGO DEL CONTRATISTA Todos los materialesy otros elementos que sean necesarios en las diversas instaIaciones que se especifican, serán suministrados por el Contratista, a excepcion de aquellos que expresamente se señale.
El Contratista no deberá iniciar las obras hasta no tener la certeza de contar en bodega con todos los materiales, herramientas y equipos necesarios para la ejecuciôn correcta de las obras. Sera de su responsabilidad los inconvenientes que se presenten por no cumplir este req ulsito.
Además, serán de cargo del contratista los danos que se produzcan a terceros, tanto por las excavaciones, depOsito de escombros y materiales o por procedimientos de construcción mal ejecutados.
MOVIMIENTO DE TIERRAS El contratista antes de efectuar los rellenos de fundaciôn y/o antes de efectuar los emplantilIdos, deberá someter a aprobaciôn de la inspecciOn técnica los seilos de fundaciôn y verificar las calidades de terreno. Serán de su responsabilidad y costo, las exploraciones y ensayos que pudieran derivar, si a juicio de Ia inspecciOn la calidad del suelo es inadecuada, asi como los mejoramientos que pudieran resultar en las obras proyectadas.
Excavaciones Las excavaciones para los Pozos hUmedos de la PEAS, deberán realizarse con un método constructivo cuidadosamente programado, a fin de evitar accidentes o imprevistos y de modo de permitir el desarrollo de los trabajos en zona estanca.
El contratista deberã tomar las precauciones de seguridad necesarias para proteger los taludes de las excavaciones y disponer las instalaciones para proceder al agotamiento de la napa durante el tiempo de ejecución. Será responsabilidad del contratista, verificar la calidad del terreno.
Los volümenes de excavación que se indican corresponden a volUmenes geometricos, considerando una sobre-excavaciOn de 0,50 m en tomb a las estructuras.
Rellenos de Excavaciones En los rellenos laterales de los pozos no se podra usar material proveniente de las excavaciones. Se utilizará arena limpia, con no más de un 5% de finos (que pasa por malla A.S.T.M. NO 200), compactada con placa vibrante de no menos de 100 Kg de peso estático. Se exigirá una densidad relativa no menos de 75%. El relleno se ejecutara por capas máximo 0,30 m de espesor.
Antes de iniciarse los rellenos perimetrales, deberá haber sido aplicado el recubrimiento de protección sobre los muros exteriores de todas las unidades de la PEAS.
Se exigira certificaciohes de las densidades indicadas en los parrafos anteriores, realizadas por laboratorio oficial. En particular se consultan dos Análisis por cada estructura para los rellenos perimetrales.
Los análisis se efectuaran en diferentes capas del relleno perimetral. Los nümeros de análisis indicados anteriormente son mInimos y el inspector podrá pedir mas ensayos si las circunstancias asi lo exigen. No se procederá a la recepciOn de las obras si no se ha cumplido con lo indicado.
Retiro de excedentes El retiro y transporte die excedentes se realizara a un sitio autorizado por la inspecciOn técnica y la Municipalidad correspond iehte. Se considera una distancia maxima de 3,0 Km.
Co \
Se considera retirar el 120% de material excavado correspondiente a las estructuras más el 5% del volumen excavado.
Entibaciones Metálicas Para las excavaciones requeridas en la construcciOn de los pozos de la PEAS se consulta la utilizaciOn de Entibaciones Metálicas Industrializadas, confeccionadas por empresas de recoriocida calidad y prestigio. El Contratista se deberá asesorar con dicha empresa especializada, tanto en la selecciOn como en la colocaciOn de las entibaciones, teniendo presente el tipo de sueló y profundidad y potencia de la Napa Freática existente en el sector.
Aqotamiento Napa Freática Dado que en el sector donde se construirá la Planta Elevadora se ha definido agua subterránea a I m de profundidad, será preciso deprimir la Napa mediante un sistema mecánico, para realizar los trabajos en seco y zona estanca.
Será responsabilidad del Contratista verificar el tipo de suelo, el nivel freático y la potencià: de la napa, para la definiciOn del sistema de agotamiento más adecuado a las condiciones de terreno. Dicho sistema se definirá entre Sistema de Punteras, Achique mediante Motobomba Sumergida o cualquier otro sistema propuesto por el Contratista, pero aprobado por la ITO, tendiente a lograr el objetivo que es desarrollar las faenas en zonas seca&y estancas.
Cuaiquiera sea el caso, el Contratista deberá garantizar el suministro, tanto en calidad comb en cantidad, de todo el equipamiento necesario para el cumplimiento del objetivo. Además deberá garantizar y/o respaldar el suministro eléctrico que permita dar continuidad al sistema de agotamiento.
OBRAS CIVILES
Hormigon de Emplantillado Se consulta un hormigón H15, para los emplantillados de los pozos de las PEAS.
Los espesores y dimensiones son las que se indican en los Pianos de Proyecto.
Acero de Refuerzo Se consulta para todas las estructuras armadas la utiiizaciOn de acero aita resistencia calidad A63-42H con resaltes.
Correspondera a fiefro con resaites. La longitud de los ganchos, traslapos, dobiaduras y el espesor del hormigOn que los cubre, deberá cumplir con las especificaciones y pianos y con la norma NCh430.0f2008 del INN o su equivalente.
Los trasiapos de enfierraduras deberán ser a lo menos de 60 diámetros y en todo caso no inferior a 80 cm. El peso de acero de refuerzo requerido por Unidad es el siguiente:
Moldajes Se consulta la confecôión de moldajes pianos y curvos para las distintas unidades de la Planta Elevadora. En general Se ejecutarán con maderas de primer uso cepilladas y se estructurarán de manera de garantizar su resistencia frente a las solicitaciones de construcción a las que estarán sometidos.
No obstante to anterior se recomienda el uso de moldajes metálicos para esta partida.
Hormiqón Estructural Calidad H30 Para todas las estruèturas armadas y de relleno pertenecientes a la Planta Elevadora, se empleará HormigOn H30 de 300 Kg/cm2 de resistencia a los 28 dIas, con un nivel de confiahza no menor al 90%.
Los hormigones se prepararán en planta o betonera, en este ultimo caso, se ubicará a una distancia no mayor de 40 m del sitio de colocaciOn. Se colocará de modo que no se produzca separaciOn eritre los componentes. La caida libre no debe exceder de 1,20 m.
Se colocará en capashorizontales de no más de 0,50 m de espesor y cada capa mientras la anterior este todavia blanda, se deberá vibrar mecãnicamente y en cantidad suficiente.
Los moldajes deberán mantenerse como mInimo, hasta 5 dias para los muros y 10 dIas para las losas, debiéndose mantener mojado el hormigon para su fraguado normal.
Antes de concretarse las losa y muros, deberán colocarse los tubos y piezas especiales que las atraviesen. Para tal efecto no se cortaran las
enfierraduras, sin que deberán desviarse a una distancia minima para dejarlas pasar. Las, piezas y tuberlas deben estar exentas de revestimientos, aceités u óxidos y la colocaciôn del concreto deberá hacerse cuidadosamente, de modo de no producir desplazamientos.
Las granulometrias, dOsificaciones y controles, deberán ceñirse a las normas 163 Of. 79, 170 Of. 52, 165 Of. 77 y 172 Of. 52 del INN.
Para la cubicación de los volümenes de hormigon de las distintas estructuras se considera un.5 % adicional por concepto de pérdidas.
Estuco Interior de 595 Kq.Cem.!m3. Con esta calidad de estuco se consulta estucar todas las superficies interiores de el pozo hümedo.
El estuco tendrá un espesor mInimo de 2,0 cm en el pozo hümedo serán alisados a cemento puro. Deberán adherirse firmemente y no tener sopladoras.
Antes de la colocaciOn de la mezcla deberá picarse la superficie de muros y losas con el objeto de obtener una buena adherencia. Se rehacerán los estucos que después del fraguado presenten zonas despegadas de los muros (sopladuras) o grietas.
Estuco Exterior de 382,5 Kp.Cem.!m3 Se estucarán todas las partes exteriores, hasta 0,30 m bajo el nivel definitivo del terreno. El estuco será de 2,0 cm de espesor como mInimo.
Se deberán tener presente las mismas consideraciones indicadas en el purito anterior para estucos interiores.
Protecciôn Exterior Impermeabilizante Exteriormente todos A muros de las distintas unidades de la PEAS, se protegeran con un recubrimiento en base a pinturas asfálticas de acuerdo a recomendaciones dadas por el proveedor del producto seleccionado y previamente aprobadas por la ITO.
Se considera en toda la profundidad de las estructuras hasta 0,30 m bajo el nivel definitivo del terreno.
Interconexiones Hidráulicas Se refiere a las conexiones hidraulicas de la Planta Elevadora. En general de ejecutarán con tuberlas de Acero y terminales Brida.
En la Ilegada a la Cámara de Rejas se consulta un empalme mediante Un terminal arenado o similar, que asegure su estanqueidad y adherencia de la tuberia de HDPE con el hormigon estructural.
Escalines de Fierro Galvanizado Los escalines serán de fierro gaivanizado de 3/4" en conformidad con el piano tipo HB e-1 del SENDOS y se colocarán de acuerdo a lo indicado en los detalles del proyecto. Se usará fierro galvanizado en baño, rechazándose el electrolitico.
Esta partida iricluye eisuministro e instalaciOn de los escalines.
EQUIPOS DE BOMBEO Y MEDICIÔN
Suministro de Motobombas Se consultan el suminstro de dos motobombas sumergibles. Tendrán Un funcionamiento alternádo, de modo que funcione solo una bomba a la vez, quedando la otra de reserva en caso de falla del otro equipo.
Las Motobombas Sumergibles deberán cumplir los siguientes requisitos mInimos:
En los Anexos Técnicos del Proyecto se adjuntan Datos Técnicos de Equipos que cumplen con las exigencias indicadas. De cualquier forma los equipos suministrados de deberán contar con la AprobaciOn explicita de la ITO:
Accesorios Motobombas Se incluye el material de junturas, pernos de anclaje, soldaduras, toda la mano de obra, 2 manos de pintura antiOxida, y en general, todos los elementos requeridos para dejarlas en perfecto funcionamiento.
Se destacan los siguientes accesorios:
Soportes inferiores para acoplamiento de las bombas.
2 tubos gula para la extracciOn de las bombas para una diferencia de nivel entre el codo patIn de Ia bomba y la escotilla del pozo de 8,10 m. (ajustar en terreno).
Cadenas de elevaciOn de las bombas.
Un juego de sellos mecánicos y un rodete de repuesto.
Dos juegos de catalogos en espanol, con instrucciones para el montaje y mantenciOn de los equipos.
Transporte e InstaIación Será de cargo del contratista el transporte de los equipos desde las bodegas del proveedor hasta el recinto de la Planta Elevadora y su descarga en el lugar de la obra.
Los equipos se instalarán en forma estacionaria. Para el montaje de las bombas, el contratista deberá cenirse estrictamente a las recomendaciones e instrucciones ya sean verbales o por escrito que den los fabricantes y/o proveedores, a quienes se les exigira la entrega de catalogos y curvas detalladas de los equipos.
Ante cualquier diferehcia predominará la opinion del proveedor, quien tiene la obligaciOn de èntregar el equipo funcionando a entera satisfacciôn de la lnspecciOn y del Contratista.
Se incluye la colocaciOn y prueba de todos los accesorios como por ejemplo, codo patmn, anclajes, pernos, gufas .para la extracción de las bombas, instalaciOn de los equipos guarda niveles para partida y detecciOn automática de las bombas y su calibración, segUn los niveles en el pozo de acumulaciOn, partidores, interruptores, instrumento de control y defensa.
Los equipos se probarán en forma individual yen conjunto conforme a lo establecido en el acápite correspond iente.
SUMINISTRO, TRANSPORTE, COLOCACION Y PRUEBA DE CAF4ERIAS Y PIEZAS ESPECIALES. Se consulta el suministro, transporte, colocación y prueba de todas las piezas especiales requeridas al interior de las distintas unidades constituyentes de la PEAS.
Piezas Especiales sin Mecanismo Las piezas especiales sin mecanismo son de Fierro Fundido, pudiendo también ejecutarse en tuberla de Acero de 6,35 mm. de espesor. En este caso sus longitudes, radios de curvatura y bridas deberán ajustarse a 10 establecido en la Norma NCh 402 Of.56.
Las tuberlas de Acero deberán llevar recubrimiento interior y exterior, en base a pinturas epOxiéas.
Una vez preparada Ia. pleza de Acero, deberá limpiarse rigurosamente y recibir dos manos de pintura anticorrosiva y dos manos de pintura de terminaciOn, ajustandose al procedimiento establecido por los fabricantes.
OBRAS COMPLEMENTARIAS
Mementos Metálicos en PEAS Se refiere a todos los elementos metálicos complementarios que se deberán suministrar o fabricar, para garantizar una adecuada operaciOn y funcionamiento de la PEAS.
En cada acceso a las distintas unidades se deberá instalar un pasamanos metálico que brinde la seguridad necesaria en las maniobras de acceso y salida de cada una de las unidades. También Se consulta el suministro e instalaciOn de un Guarda Cuerpo Metálico en el acceso a la Cámara de Rejas, ejecutado conforme se indica en los Detalles del Proyecto.
Solo en el acceso a la Cámara de Rejas y Pozo HUmedo se consultan tapas especiales tipo palastro, conformadas por elementos metálicos conforme a detalle adjunto. Todas consultan cierres de seguridad mediante candados uruversales.
Para el retiro e instalapiOn de los equipos de bombeo se dispondrá en la losa superior del Pozo HUmedo, una estructura metálica rIgida capaz de soportar en forma dinámica el peso proplo de cada uno de los equipos. Dicha estructura permktirá la instalaciOn de un tecle móvil de 300 kg de capacidad.
Se consulta la reutilizaciön de la misma estructura porta tecle que actualmente posee la PEAS. Se deberá retirar de su base, someterla a un proceso de mantención y finalmente instalarla en su nueva posiciOn conforme se indica en lQs detalles del proyecto..
Para la ventilación delIozo Hümedo y la Cámara de Rejas se consulta un ducto vertical de acero 200 mm de diámetro en cuyo extremo superior se consulta el suministro e instalación de un extractor eólico de calidad aceptada expresamene por la ITO. Se consulta la reutilizaciOn de los mismos ductos de acero que actualmente se encuentran instalados en la PEAS.
Todos los componentes metálicos anteriormente descritos se confeccionaran con acéro estructural calidad A42-27ES, uniones soldadas y tratamiento anticorrosivo en base a un escobillado mecánico a metal casi blanco, dos manbs de antiOxido de distinto color y dos manos de pintura de terminaciônde color a definir por la ITO.
En general todos los componentes se deberán ejecutar de acuerdo a los detalles indicados en los pianos de proyecto.
ANEXO TECNICO No 3
Catalogo de Bombas Sumergibles
Empresa: BOMBAS GRUNDFOS CHILE LTDA. I Creado Por: ING. SR. ROBERTO REYES SEGUEL I Teléfono:
GflUPIIDFQS< 56 - 9 - 7767 85 99
Fax: 56-2-747 2003 I Datos: 23-09-2010 I
Proyecto: PEAS SAN PEDRO DELVALLE Cliente: CRAM INGENIERIA Codigo: 96047517 N° Cliente: 041 -2851357
Contacto: SR. CRISTIAN RAMOS
PcrIo* lVàlor Producto:: SEI .50.65.30.2.500 Cádigo:: 96047517 Nümero EAN:: 5700395045529 Precio: Bajo pedido
Técnico: Caudal real calculado: 61.6 m3lh Caudal máximo: 22.21/s Altura resultante de la bomba: 10.3 m Altura maxima: 26.9 m Tipo de impulsor: MONOCANAL Diámetro maxima de las particulas: 50 mm Eje primano de cierre: SIC/SIC Eje secundano de cierre: CARBON/CERAMICS Rendimiento hidráulico max.: 62% Homologaciones en place: LGA Tolerencia de curve: ISO 9906 Annex A
Materiales: Cuerpo hidráulico: Fundición GG20 lmpuIsor. Fundiciôn GG20
lnstalaciôn: Temperatura ambiental maxima: 40 *C Presión de trabajo maxima: 6 bar Tipo de bnda: DIN Descarga: DN 65 Presión: PN 10 Profundidad maxima de instalación: 20m Inst. en seco / sumergida: D/S InstaIaciOn: horizontal o vertical
Liquido: Rango de temperatura del liquido: 0 .. 40 C Temp. llquido: 20 °C Densidad: 998.2 kg/m3
Datos eléctricos: Nümero de polos: 2 Potencia de entrada - P1: 3.8 kW Potencia nominal - P2: 3 kW Frecuencia de alimentacion: 50 Hz Tension nominal: 3 x 380-415 V Toler. tension: +6/-10% Tipo de arranque: directo Méximos encendidos por hora: 20 Corriente nominal: 6,8-6,5 A Comente nominal con una carga de 3/4: 5 A Corriente nominal con una carga de 1/2: 3.9 A lntensidad de arranque: 51 A Comente nominal sin carga: 2.5 A Cos phi - Factor de potencia: 0,87 Cos phi - Factor de potencia a carga nula: 0,22 Cos phi - Factor de potencia a 3/4 de carga: 0,83 Cos phi - Factor de potencia a 1/2 de carga: 0,74 Velocidad nominal: 2910 rpm Par de rotor bloqueado: 23 Nm Par de arranque critico: 33 Nm Momento de inercia: 0.0123 kg m Rendimiento del motor a carga total: 79,6% Rendimiento del motor a una carga de 3/4: 78,5% Rendimiento del motor a una carga de 1/2: 75,1% Grado de protecciOn (lEC 34-5): 68 Clase de aislamiento (IEC 85): F
H'.-- ---------------- SE1.50.65.30:2.500, 50 Hz eta M) \.4 ........ . . ....... ..... L. ...... .ISO 9906 Annex (%)
24
1 Temp. del liquido = 20 *C
12
L7- 30 4 [I1VF1LiiL. :tiix.lz±t.xL. ....... . I IBomba eta = 58.9 (.. 51.1
V [±Bomba+motor eta =46.8 ( ..40.6 ) % 10
0 2 4 6 8 10 12 14 .16 18 20 Q(lls) P I P2 = 2.93 (.. 3.37) kW 'Tt---------------I............ i-.......NP ) P1 = 3.68 ( .. 4.23) kW
A.
a- a
Jill II .----
0 0
oto ---
-...--- 00
LI L2 '1:3
Empresa: BOMBAS GRUNDFOS CHILE LTDA. Creado Por: ING. SR. ROBERTO REYES SEGUEL Teléfono: 56 - 9 - 7767 85 99
G fl U P4 D FOS ' Fax: 56-2- 747 2003 Datos: 23-09-2010
Proyecto: PEAS SAN PEDRO DELVALLE Cliente: CRAM INGENIERIA Código: 96047517 N°Cliente: 041 -2851357
Contacto: SR. CRISTIAN RAMOS
96047517 SEI.50.65.30.2.50D 50 Hz
1-(m
1105
SE1 .50.65.30.2.50D. 50 Hz eta ISO 9906 Annex A 10
Q =18.2 (16.4 .. 20) I/s H =9.7 (8.92.. 10.5) rn v=5.48m/s ................ . ....- ....-
Temp. del llquido = 20 °C Densidad = 998.2 kg/ml
- 80
70
50
140
Bomba eta = 58.9 ( .. 51.1 ) % Bomba+motor eta = 46.8 ( .. 40.6)%
24
\\\\1Ti 2(
1: 1=
JF
2 4 6 8 10 12 14 16 15 20 U(11)
PP2=2.93(..3.37)kwj. ....... .. ........ . .. NPSH (kW) P1 = 3.68 ( .. 4.23) kW
-_--
4 __J__: .- 8 Pi
3 P2 6
SAM FIN
SLE
99
Empresa: BOMBAS GRUNDFOS CHILE LTDA. I Creado Por: ING. SR. ROBERTO REVES SEGUEL I
t!#40,0 Teléfono: 56 - 9 - 7767 85 99 I Fax: G fl U N D FQ S 56-2-7472003 I Datos: 23-09-2010 I
Proyecto: PEAS SAN PEDRO DELVALLE Cliente: CRAM INGENIERIA Código: 96047517 N°Cliente: 041 -2851357
Contacto: SR. CRISTIAN RAMOS
96047517 SEI.5065.30.2.50D 50 Hz
MORIN I'l
-85- 401
REF.LINEH 456 30
4j 16
10 i'o
2" GUIDE BARS
DIN 100
C • -i— ' JIi JJIJIL\\ C
a UI (0 VMIN LEVEL
CNN 04
ol LM
70fl
945 (TO FURTHEST POINT)
69 REF.LINE
VIEW 00' -
- :
0
1
BOLT 20(4x)
* DIMENSION TO ENDS OF GUIDE BARS Osin*.aUon Dfa
Dimensional drwg
Weight (kg)
Pump I Disch 107 1 35 I° 080813 Req no c -, ,,.,
r
g
I—
[%]
3Lr3F.w:9-:-r:~ CURVA DE FUNCIONAMIENTO PRODUCTO
NP3102.181 TIPO
MT FECHA PROVECTO No DE LA CURVA REVI.
2010-09-24 PEAS "SAN PEDRO DEL VALLE" 53-461-00-6503 5 1/1 CARGA 3/4 CARGA 1/2 CARGA POTENCIA DIAMETRO IMPULSOR
I EJE MOTOR 3.1 kW 192 mm COS PHI MOTOR 0.85 0.80 0.70 CORRIENTE ____________________
MOTOR ESTATOR REV RENDIMIENTO MOTOR 83.5% I 85.0% I 84.5% ARRANQUE 33 A
RENDIMIENTO I --- -- I --
CORRIENTE NOMINAL
VELOCDAD NOMINAL
6.3 1440
A 18-11-4AL 67D 10 COMENTARIOS ENTRADA / SALIDA FRECUE. I FASES VOLTAJE POLOS
I -/100 mm INERCIA rpm
50 Hz 3 400 V 4 MNTO. TOTAL 0.029 kgm2 PASO IMPULSOR REDUCTOR TWO RATIO
NO DE I PALAS 2 I
rIAAfl ca w —J
<Ui I—I-- 00 00. O
on
C) _J
00
PTO TRABAJO CAUDAL [IIs] ALTURA [m] POTENCIA [kW] RTO [%] (NPSH)[m] GARANTIA Q . 16.5 9.40 2.51 (2.11) 61.6 (72.3) 2.0
P.M.R. 25.1 7.66 2.82 (2.40) 67.0 (78.9) 2.0 ISO 9906/annex A.2
(NPSHR)
iIs.vv
3.5
3.0
W 2.5 I-
2.0
1.5
14
12 -
10 -
8 -
6
4
2 C',
Lq 0 0
\
6 N ,
5
2
G
80
70
60
50
40
30
20
10
0 10 20 30 40 50 [us]
A I IMAI
.EVEL
REF. LINE
1,398
751
218 •1 3
EST POINT
(U
89 ..-I REF. LINE N)
• 0 0
I 0 (I-)
0
U- 0
-- , -----0
280 BOLI
Only for 4-poLes.
• Weight (k
0 Pump with cooling j 580
* DIMENSION TO ENDS OF GUIDE BARS Pump without cooling
530 D.*n,Inat1on
PJmrL0?! clrwg
Disch
100
et
090414 no
x
0
I—
[%]
Lo cc
cli M
3F'3Uwjc-:l:r:~ CURVA DE FUNCIONAMIENTO
PRODUCTO ITIPO
NP3202.180 MT FECHA PROVECTO NO DE LA CURVA REVI.
2010-11-08 53-433-00-2030 3 1/1 CARGA 3/4 CARGA 1/2 CARGA POTENCIA DIAMETRO IMPULSOR
I EJE MOTOR 30 kW 298 mm COS PHI MOTOR 0.90 0.87 0.79 CORRIENTE MOTOR ESTATOR REV RENDIMIENTO MOTOR I 90.0% 91.5% 91.5 % ARRANQUE 340 A
RENDIMIENTO - I - --
CORRIENTE NOMINAL
VELOCIDAD NOMINAL
56 1470
A 30-19-4AA OlD 10 COMENTARIOS ENTRADA / SALIDA FRECUE. I FASES I VOLTAJE POLOS
I 4200 mm INERCIA rpm 50 Hz 3 380 V 4
MNTO. TOTAL 0.34 kgm2 PASO IMPULSOR REDUCTOR TWO RATIO NODE PALAS 2 --- I
LKVV, o -J ui
Co < Ui,
< 32 I-I- 00
C) 04c 28
w 0
0 24 _1
20 0I
PTO TRABAJO CAUDAL [I/s] ALTURA [m] POTENCIA [kW] RTO f%) (NPSHR)m1 GARANTIA Q .
1 133 16.3 29.1 (26.5) 73.1 (80.2) 5.4 P.M.R. 118 17.8 28.2 (25.7) 73.6 (80.6) 5.2 ISO 9906/anriexA.1
(NPSHR)
30
25
15
10
5
0- 0
[m]
[m] N
N
—15.0 N
N '•' N
N N
—12.5
—10.0 ____ 20
15.0
El
80
70
60
50
40
30
• 20
• 10
40 80 120 160 200 [us] rAl IflAI
ANEXO TECNICO NO 4
Pianos Detalles Hidráulicos
Pozos HUrnedos
R.
u C..,
PLANTA DETALLADA POZO HUMEDO ESCALA 1:75
lAna1isis Técnico EconOmico de Pozos Hümedo 10 VZW UTFSM I de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Contenido
Planta Detallada PEAS Grande SecciOn Circular
Alumno
Ricardo A. Jara Barra
Fecha Escala
29 Dic. 2011 1 Indicadas
Lamina
Profesor I de 2 0 Wilfried Maser
E C) LO
00
CORTE LONGITUDINAL POZO HUMEDO ESCALA 1:75
§
VOL liTIL 67.858 LITROS I I
I - _LM ,ZPA_ J iQA2 _
_____ NIVEL MIN.-5,20 PARTIDA .j LO
Qj8A3--------I
I BOMBA 1
__
U ARAD ____NIY,6-5
uI - QMI$--------
I
00 : —'—•
- I
N-7.95 I uDI
7T HORMIGON H15 ) e=lOcm
80 0800 80
0960 cm
CUADRO ESPECIFICACIONES MOTOBOMBAS SUMERGIDAS
Item Parãmetro Exigencia Item Porámetro Exigencia
1 Configuraci6n 3+1 6 Tensi6n Nominal 3 x 380 V 2 Caudal par Bomba 133 I/s 7 Frecuencia Nominal 50 Hz 3 Altura 16.3 m 8 Velocidad Nominal 1470 rpm 4 Rendimiento Hidraulico > 73% 9 Numero de Polos 4 5 Potencia Nominal 30 KW 10 Tipo de Arrangue
11 Peso Neto 580 Kg
Análisis Técnico EconOmico de Pozos HUmedo V-4, UTFSM de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Contenido Fecha Escala ElevaciOn Detallada PEAS Grande SecciOn Circular 29 Dic. 2011 Indicadas Alumno Ricardo A. Jara Barra Lamina Revisi6n
Profesor 2 de 2 0 Wilfried Maser
PLANTA DETALLADA POZO HUMEDO ESCALA 1:75
UTFSM Análisis Técnico EconOmico de Pozos Hümedo
de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Planta Detallada PEAS Grande SecciOn Rectangular 129 Dic. 2011 Indicadas Alumno
Ricardo A. Jara Barra Lemma
Profesor I de 2 IC Wilfried Maser
E 0 En C14 CO
CORTE LONGITUDINAL POZO HUMEDO ESALA 1:75
81
I I -
VOL U11L 67.858 UTROS I
NIVEL EMERCENClA-5O~
I NIVEL MAX.-53O PAR11DA I BOMBA 3
LO NIVEL MIN.-5.75 PARTIDA I L
---------
BOMBA 2 I LO
NIVEL MIN.-5Z0 PARTIDAJ I BOMBA 1 LO
NIVEL 91 —6 PARADA I BOMBAS
CO 00 N-7,45 BISEL HORM. H3
CD
00, N-7,95 EMPLANTILLADO j= HORMIGON H15
~0 1 700 80
Je 860 cm j..
CUADRO ESPECIFICACIONES MOTOBOMBAS SUMERGIDAS
Item Parómetro Exigencia Item Parámetro Exigencia
1 Configuración 3+1 6 lensión Nominal 3 x 380 V
2 Caudal par Bomba 133 I/s 7 Frecuencia Nominal 50 Hz
3 Altura 16.3 m 8 Velocidad Nominal 1470 rpm
4 Rendimiento Hidraulico > 73% 9 Numero de Polos 4
5 Potencia Nominal 30 KW 10 Tipo de Arrangue Y—t 11 Peso Neto 580 Kg
lAnalisis I êcnico Economico de Vozos humeclo UTFSM de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Contenido - Fecha Escola
ElevaciOn Detallada PEAS Grande Sección Rectangular 29 Dic. 2011 Indicadas
Alumno -
Ricardo A. Jara Barra Lamina Revisión
Profesor 2de2 0 Wilfried Maser
PLANTA DETALLADA POZO HUMEDO
0200mm L=6,Om
/
7/ 11.4 r 'if
I.
ESCALA 1:25
2 MOTOBOMBAS SUMERGIDAS S/CUADRO ESPECIF1CACIONES
LO
-:: - -
DU VENT11 TIPO U" 020
40 0250 40
0310 cm I.
Pu
I Ancilisis Técnico EconOmico de Pozos HUmedo UTFSM
I de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Planta Detallada PEAS Chica SecciOn Circular
Alumno Ricardo A. Jara Barra -
Profesor
Wilfried Maser
29 Dic. 2011 I Indicadas
Revisi6n
lde2 I 0
CORTE LONGITUDINAL POZO HUMEDO
ESCALA 1:50
0 0 LO
to r-.
LU rn
0
0
0I LU
0 U,
UADRO ESPECIFICACIONES MOTOBOMBAS SUMERGIDAS
Item Parámetro Exigencia
1 Configuraci6n 1+1
_2_ Caudal 15,8 I/s 3 Altura 9,0 m 4 Rendimiento Hidroulico > 60% 5 Palencia Nominal 3,0 KW 6 Tensi6n Nominal 3 x 380 V 7 Frecuencia Nominal 50 Hz 8 Velocidad Nominal 2910 rpm 9 Numero de Polos 2 10 Ttpo de Arrangue Directo 11 Peso Neto 90 Kg
0
TL 0 I
T
I 0 0 I
I= 0
10 I
cI C'l Q
18
-F Uj
0
- 0
ALARM
3.44 VOWMEN
L TlL
U
tros 6 M 2 MOTOBOMBAS SUMERGIDAS
I4 MAXI -6.05 I I S/CUADRO ESPECIFICACIONES
IN
• yI ylpllu, I, WW WWZ'WAW ; -'. •
I.
0315U Cm
I Análisis Técnico EconOmico de Pozos HUmedo UTFSM de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Contenido Fecho Escata
Elevacion Detallada PEAS Chica Sección Circular 29 Dic. 2011 Indicadas
Alumno
Ricardo A. Jara Barra Lamina Revisi6n
Profesor 2 de 2 0 wilfried Maser
I N+0100 N+0,00- -
.PN~P_ Jjø
DE DESCANSO
ESCAUNES Fe. Glv. ø3/4©30cm
ARGOLLAS — E: -— DELEVANTE Ol2xl00mm
& ~ l
I',
I4 I
0 00
0
PLANTA DETALLADA POZO HUMEDO
ESCALA 1:50 DUCTO VENTILJCION VERTICAL
2 MOTOBOMBAS SUMERGIDAS 110 110
/
71S/CUADRO ESPECIFICACIONES
_
it
__ fl
TAPA 118X95cm' DUCTO VEN11LACION
TIPO "U" 0200mm
40 0220 40
r21300 cm
Pu am
UTFSM AnáIisis Técnico EconOrnico de Pozos HUmedo
de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Contenido Fecha Escala
Planta Detallada PEAS Chica SecciOn Rectangular 29 Dic. 2011 Indicadas Alumno Ricardo A. Jara Barra Lamina Revision
Profesor I de 2 0 Wilfried Maser
C C LO
U.) f .)
C I—
C
C I—
c1 tl.)
C 'C)
CORTE LONGITUDINAL POW HUMEDO
ESCALA 1:50
;UADRO ESPECIF1CACIONES MOTOBOMBAS SUMERGIDAS
Item Parámetro Exigencia
1 Configuración 1+1 2 Caudal 15,8 I/s 3 Altura 9,0 m 4 Rendimiento Hidraulico > 60% 5 Potencia Nominal 3,0 KW 6 Tensi6n Nominal 3 x 380 V 7 Frecuencia Nominal 50 Hz 8 Velocidad Nominal 2910 rpm 9 Numero de Polos 2 10 Tipo de Arrangue Directo 11 Peso Neto 90 Kg
I C
j- I I
< o 0 1 w I
I '0
C I
I S2 I Lo
j
I
= 0 I Uj
011
I I I 8 T
CL w 44
I =
I I 111w 0
III
I
I'I
[/—
-
ALARM 35
JN 3.434 VlL
ILitr s 10 I 2 MOTOBOMBAS SUMERGIDAS
MA) -.05 L i I , , S/CUADRO ESPECIFICACIONES
lVIlluViPIø
,iWi!i1 --
lAnai is is Técnico Económico de Pozos HUmedo WIN UTFSM
de Plantas Elevadoras de Aguas Servidas
Contenido Fecha Escala
Elevacion Detallada PEAS Chica SecciOn Rectangular 29 Dic. 2011 Indicadas
Jumno Ricardo A. Jara Barra Lamina Revisi6n
Profesor 2 de 2 0 Wilfried Maser fe
N+0,00 1r
GAN c_T1 ML 10
DE DESCANS0= I I I
ESCALINES Fe. Clv. 03/4"030cm I
ARGOLLAS
I DELEVANTE 012x100mm