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PLANTA ELEVADORA DE AGUAS SERVIDAS MEMORIA TECNICA OBRAS PROPUESTAS 1
INTRODUCCIÓN
El proyecto inmobiliario Parque Industrial San Antonio se ubica a 1 Km. Al Sur del nudo Vial Malvilla de la Autopista del Sol, en la Comuna de San Antonio, V Región. Debido a que parte del proyecto industrial se desarrolla bajo la cota del colector existente en la calle Las Factorias, se hace necesario conducir gravitacionalmente hasta una planta elevadora de aguas servidas, el alcantarillado de los Lotes 3A-2, 3A-3, 3A-4, 3A-5 y Equipamiento
El proyecto propuesto se empalma en el último tramo del colector que se ubica en la Calle Las Factorías, el que actualmente se encuentra en etapa de proyecto.
En el presente informe se entregan todos los antecedentes y la metodología empleada para dimensionar el caudal de aguas servidas en la situación de caudal máximo horario, asi como también los criterios de diseño para la Impulsión proyectada desde la planta elevadora hasta la cámara de descarga.
Se debe señalar que con las demandas esti madas se evaluaron las de acuerdo a las condiciones entregadas por la inmobiliaria para la población a servir . 2
ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA
Para la estimación de la demanda se consultó la información del Plan de Desarrollo industrial relativa a usos de suelos, cotas máximas de urbanizaciones, vialidad e infraestructura de agua potable tanto actual como futura. Las urbanizaciones y usos de suelos propuestos en el Plan de Desarrollo se actualizaron con los planos de loteos ya existentes y proyectados.
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Dentro de esta materia es importante destacar, que la Planta elevadora solo elevará aguas servidas domésticas y no riles ni caudal de producción. Las demandas calculadas corresponden a las de máximo desarrollo inmobiliario, y no se contempla futuras ampliaciones. Tanto en los urbanizaciones existentes, como en aquellas que se cuenta con un proyecto de loteo, se contabilizaron las viviendas existentes y/o proyectadas. A continuación se señalan los principales criterios adoptados para el cálculo de la demanda: 1. Dotaciones: Viviendas: 200 l/hab/dia - Habitantes: 150 2. Coeficientes Q máximo diario Viviendas: 1.5 3. Coeficiente Q máximo horario: 1.5 3
OBRAS PROPUESTAS
3.1
Planta Elevadora
La planta elevadora proyectada se emplaza en el lote de equipamiento, en torno a la cota de terreno 94.5 m.s.n.m., y con el objetivo de no interferir con el entrono se ha proyectado una planta elevadora completamente bajo tierra, de forma tal que lo único que se puede apreciar de ella son las escotillas de accesos y las salidas de las ventilaciones, las que son fácilmente disimulables mediante su integración al proyecto paisajístico 3.1.1
Consideración de diseño.
3.1.1.1
Selección de la Bomba.
Para la selección de la bomba deberá considerarse una que tenga un caudal de elevación superior al caudal máximo horario.
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A partir de la dotación y los habitantes informados, se tiene lo siguiente: Caudal Medio Caudal máximo horario Factor de gasto mínimo Caudal mínimo cota entrada cota aspiración cota descarga altura geométrica
1,73 3,89 0,30 0,08 92,60 91,75 104,00 12,25
l/seg l/seg l/seg m m m m
Tabla 3.1-1
Se seleccionó una bomba Dreno Pompe AT 65/2/125 C.237 de 2.2 kW. 3.2
Diseño de la Impulsión.
Para el diseño de la impulsión se consideró que la velocidad de escurrimiento debe mantenerse ser superior a los 0.6 m/s a fin de evitar sedimentación e inferior a los 1.5 m/s a fin de evitar desgaste en las tuberías y piezas. Contrastando la curva de operación Se probaron las siguientes alternativas, PVC 75mm, PVC 110 y PVC 160 mm para usar diámetros comerciales económicos, como se ve en las tablas 3.2-1, 3.2-2 y 3.2-3. Impulsión PVC 75 mm Caudal [l/min] 120 210 300 360 420 465 510 570 630 675
Altura (H) [m] 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Perdida total [m] 14,962 19,749 26,722 32,531 39,241 44,854 50,955 59,842 69,575 77,423
J*L V^2/2g K K*V^2/2g [m] [m] [m] 2,458 0,016 9,800 0,153 6,929 0,048 9,800 0,470 13,413 0,098 9,800 0,959 18,800 0,141 9,800 1,381 25,012 0,192 9,800 1,880 30,200 0,235 9,800 2,304 35,834 0,283 9,800 2,771 44,030 0,353 9,800 3,462 52,996 0,432 9,800 4,229 60,218 0,495 9,800 4,855
Vel. Esc. [m/s] 0,55 0,97 1,38 1,66 1,94 2,15 2,35 2,63 2,91 3,12
Tabla 3.2-1
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Impulsión PVC 110 Caudal [l/min] 120 210 300 360 420 465 510 570 630 675
Altura (H) [m] 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Perdida total [m] 12,765 13,527 14,639 15,566 16,637 17,534 18,510 19,931 21,488 22,744
J*L V^2/2g K K*V^2/2g [m] [m] [m] 0,381 0,003 9,800 0,033 1,075 0,010 9,800 0,102 2,081 0,021 9,800 0,208 2,917 0,031 9,800 0,299 3,881 0,042 9,800 0,407 4,686 0,051 9,800 0,499 5,560 0,061 9,800 0,600 6,831 0,076 9,800 0,749 8,222 0,093 9,800 0,915 9,343 0,107 9,800 1,051
Vel. Esc. [m/s] 0,26 0,45 0,64 0,77 0,90 1,00 1,10 1,22 1,35 1,45
Tabla 3.2-2
Impulsión PVC 160 Caudal [l/min] 120 210 300 360 420 465 510 570 630 675
Altura (H) [m] 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Perdida total [m] 12,419 12,546 12,732 12,887 13,066 13,216 13,380 13,618 13,879 14,090
J*L V^2/2g K K*V^2/2g [m] [m] [m] 0,061 0,001 9,800 0,007 0,173 0,002 9,800 0,023 0,335 0,005 9,800 0,046 0,470 0,007 9,800 0,067 0,625 0,009 9,800 0,091 0,755 0,011 9,800 0,111 0,896 0,014 9,800 0,134 1,101 0,017 9,800 0,167 1,325 0,021 9,800 0,204 1,505 0,024 9,800 0,235
Vel. Esc. [m/s] 0,12 0,21 0,30 0,37 0,43 0,47 0,52 0,58 0,64 0,69
Tabla 3.2-3
Como se puede apreciar en las tablas, la única que se maneja dentro de los rangos indicados, es la impulsión de PVC hidráulico de 110mm, ya que la de 75 mm implica una pérdida de carga tal que el caudal entregado por la bomba es inferior al máximo horario. De la misma forma la impulsión de 160 mm implica velocidades de escurrimiento muy bajas. Para la impulsión en PVC hidraulico de 110 mm, se tienen los siguientes datos: Cota Aspiracion Cota Punto Alto Diametro PVC Diferencia de Cota Largo Impulsion C Ricardo Matte Pérez 535, Providencia 2097179 - fax 2097103
91,65 104 110 12,35 500 150
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m.s.m. m.s.m. mm Mts Mts
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Tabla 3.2-4
Para el cálculo de las perdidas singulares se tiene lo siguiente: Singularidad Cantidad Ampliacion Curvas 90º Codos V ret Valvula Cruz
1 2 3 1 1 1
k
Total
0,3 0,4 0,9 2,5 1 2,5 K Total
0,3 0,8 2,7 2,5 1 2,5 9,8
Tabla 3.2-5
Con los datos de la impulsión y la curva de operaciones se trazan ambas curvas para verificar el punto de operación.
600
580
560
540
520
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280
260
240
Altura Bomba Perdidas Friccionales
220
25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10
200
Altura [m]
Curva Operacion Bomba
Caudal [l/min]
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Finalmente, las condiciones de operación son las siguientes: altura geométrica perdida carga velocidad escurrimiento Altura Elevación Caudal
12,25 4,00 0,86 16,25 400,00
m m m/s m.c.a. l/min
Tabla 3.2-6
3.3
Diseño del Pozo Húmedo.
Para el cálculo de volumen se consideró que El tiempo de ciclo no debe exceder los 30 min para evitar malos olores y deberá ser mayor a 6 minutos, a fin de evitar mas de 10 partidas por hora de las bombas. Con esos datos se estableció un volumen útil de la planta de 1.25 m3.
De acuerdo a lo indicado en las tablas 3.1-1 y 3.2-6, se tienen los siguientes cuadros indicando los tiempos de los ciclos para los distintos regimenes de uso. Caudal Máximo Horario
Q Bomba Q entrada T llenado T vaciado Tiempo Ciclo ciclos por hora Volumen
6,67 3,89 5,36 7,50 12,86 4,67 1,25
l/s l/s min min min m3
Tabla 3.3-1 Caudal Medio
Q Bomba Q entrada T llenado T vaciado Tiempo Ciclo ciclos por hora Volumen
6,67 1,73 12,05 4,22 16,27 3,69 1,25
l/s l/s min min min m3
Tabla 3.3-2
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Caudal Minimo
Q Bomba Q entrada T llenado T vaciado Tiempo Ciclo ciclos por hora Volumen
6,67 0,78 26,79 3,54 30,32 1,98 1,25
l/s l/s min min min m3
Tabla 3.3-3
Como se puede apreciar en las tablas 3.3-1 a 3.3-3, el diseño del pozo húmedo cumple con todas las exigencias requeridas en las bases de diseño.
3.4
Descarga Gravitacional
El tramo final de la impulsión descarga a una cámara de alcantarillado proyectada, de modo que el último tramo antes de conectarse al sistema de alcantarillado sea gravitacional, de acuerdo a los requerimientos hechos habitualmente por las empresas sanitarias. 4
MECÁNICA DE SUELOS
Para el adecuado desarrollo de la Ingeniería de Detalle de las obras, y la confección de las recomendaciones constructivas, se desarrolló un estudio de mecánica de suelos que abarcó tanto el lugar de emplazamiento de la Planta Elevadora como el trazado de la impulsión. El Informe de Mecánica de Suelos se presenta en el Anexo 2 que se adjunta. 5
DISEÑO ESTRUTURAL
Se realizaron los cálculos y diseños estructurales correspondientes a la planta elevadora constituida por su cámara de entrada, cámara húmeda y cámara de salida. La memoria de cálculo de los diseños se presenta en el Anexo 3 que se adjunta, y a continuación se exponen las consideraciones de cálculo. Ricardo Matte Pérez 535, Providencia 2097179 - fax 2097103
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5.1
Normas Básicas para el diseño - NCh1537 - NCh2369 industriles - ACI - 318
Cargas permanentes y sobrecargas de uso. Diseño Sísmico de estructuras e instalaciones
Materiales - Hormigón de emplantillados y rellenos Se usará hormigón grado H-5. - Hormigón armado: Para cámaras, se usará hormigón grado H-25, 90 % de confiabilidad. - Acero de refuerzo : Se usará acero calidad A63-42H. - Acero estructural : Calidad A37-24H Solicitaciones consideradas: - Presiones hidrostáticas según los niveles de agua considerados. - Empujes de suelo de acuerdo a lo señalado en el Informe de Mecánica de Suelos. - Solicitaciones sísmicas, de acuerdo a lo establecido en la Norma NCh2369 y ACI 350.3 Capacidad de soporte del Suelo - 2,0 kg/cm2 estático - 2,8 kg/cm2 sísmico Presiones laterales del suelo: Se consideran los siguientes antecedentes: - Suelo tipo II - Gama = 1,80 Kg/m3 - Ø = 35 - Ko = 0,42 - Cr =0,45 - Ao/g = 0,30 - Balasto = 12 kg/cm3 Tensiones admisibles consideradas para el hormigón - Tracción pura :
Fadm.< 19 kg/cm2
- Tracción por flexión: Ricardo Matte Pérez 535, Providencia 2097179 - fax 2097103
Fadm.< 23 kg/cm2 8
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5.2
Fisuración
Se consideró lo establecido en la Norma Británica B.S. 8007, aceptando fisuras de ancho máximo 0,2 mm. 6
PROYECTO ELÉCTRICO El proyecto eléctrico se incorporará en el Anexo 4 del presente
proyecto.
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ÍNDICE DE CONTENIDOS MEMORIA 1
INTRODUCCIÓN........................................................................................................................................... 1
2
ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA ............................................................................................................ 1
3
OBRAS PROPUESTAS ................................................................................................................................. 2 3.1 PLANTA E LEVADORA ............................................................................................................................. 2 3.1.1 Consideración de diseño. ..................................................................................... 2 3.1.1.1
3.2 3.3 3.4
Selección de la Bomba. ......................................................................................2
DISEÑO DE LA IMPULSIÓN. ..................................................................................................................... 3 DISEÑO DEL POZO HÚMEDO. ................................................................................................................. 6 DESCARGA GRAVITACIONAL ................................................................................................................. 7
4
MECÁNICA DE SUELOS ............................................................................................................................ 7
5
DISEÑO ESTRUTURAL............................................................................................................................... 7 5.1 5.2
6
NORMAS B ÁSICAS PARA EL DISEÑO ................................................................................................... 8 F ISURACIÓN ............................................................................................................................................ 9
PROYECTO ELÉCTRICO........................................................................................................................... 9
ANEXOS ? ? ? ?
Anexo 1 : Cotizaciones y Especificaciones de Equipos Anexo 2 : Mecánica de Suelos Anexo 3 : Memoria de Cálculos Estructural Anexo 4: Proyecto Eléctrico ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ESPECIALES PRESUPUESTO ESTIMATIVO
