ANALISIS TECNICO ECONOMICO ;DE POZO HOME DOS DE …

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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

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


(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


= Ysat - X (Ysat - y) = 1,972 TIm3 hm


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


(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


= Ysat - X (Ysat - y) = 1,973 TIm3 hm


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


(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


= 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


v' Armadura Losa Superior 012@15cm

V"Armadura Losa Inferior 016@20cm

PEAS Grande SecciOn Rectangular


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


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


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


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


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


__

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


TOTAL NETO $ 1 115.770.000

Tabla 4: Presupuesto Estimativo PEAS Grande Sección Rectangular

73

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.

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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


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.

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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

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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.

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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.

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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

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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.

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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,

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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.

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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


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

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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


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


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

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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


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


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

ANALISIS TECNICO ECONOMICO ;DE POZO HOME DOS DE …

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