Diseño de colectores
¿Conoces cuál es el grado de dilución de diseño de las aguas negras con las de lluvia en un sistema unitario? No encuentro nada sobre este tema, sobre todo en justificar el parámetro antes que he comentado y que, por supuesto, es importante porque el tamaño del colector variará, al igual que la cantidad de agua que llega hasta la depuradora.
Me encuentro diseñando un interceptor general, es decir, un colector que transporta las aguas de una red de alcantarillado de una población hasta una EDAR (depuradora)
Me encuentro diseñando un interceptor general, es decir, un colector que transporta las aguas de una red de alcantarillado de una población hasta una EDAR (depuradora)
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Respuesta de pandeburgos
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En primer lugar, te diría que (cómo seguramente estés haciendo este proyecto para un cliente público) le consultes qué valor debes adoptar ya que incluso suele venir en el propio Pliego de Bases del concurso en el que te hayan adjudicado este trabajo. Si se trata de un Ayuntamiento grande, es incluso posible que tengas Ordenanzas municipales al respecto. En cualquier lugar, te indico que el concepto de "coeficiente de dilución" está muy pasado de moda, ya que hoy día se sabe que las aguas de tormenta arrastran grandes cantidades de contaminación difusa urbana y que se debe proceder a su gestión. Existen numerosos sistemas (tanques de tormentas, almacenamiento on line u off line, etc...). La gestión de aguas de escorrentía urbana es una de las partes más activas actualmente de la Ingeniería Sanitaria. Yo he llegado a medir puntas de 1.200 mg/l de DQO en un agua procedente de un alcantarillado unitario en los primeros momentos de lluvia. Escalofriante.
En relación con los coeficientes de dilución por los que me preguntas es cierto que históricamente el diseño de los aliviaderos de tormentas se ha basado en ellos. La hipótesis básica de este método es que las aguas de lluvia procedentes de la cuenca están limpias. En el momento en que se inicia el rebose, tanto el caudal vertido como el que sale por el orificio de desagüe presentan la misma dilución, que es la de diseño. Por ejemplo, una dilución de cuatro veces significa que en el rebose están presentes una parte de agua residual y tres partes de agua de lluvia; frecuentemente se escribe: 1+3. Dependiendo de la bibliografía que se consulte el valor de la dilución de diseño recomendada varía notablemente. Las cifras habituales oscilan entre 3 y 6 (Ranchet J. y Ruperd Y., 1983); Paz Maroto J. y Paz Casañé J. Mª. (1968) dan un valor fijo de 5; Camp (1959) menciona valores que van de 2 a 5; las normas alemanas (Pecher R., 1992) especifican una cuantía de 7.
Espero, al menos, haber despertado tu curiosidad sobre este asunto y, sobre todo, haberte sacado del aprieto por el momento.
En relación con los coeficientes de dilución por los que me preguntas es cierto que históricamente el diseño de los aliviaderos de tormentas se ha basado en ellos. La hipótesis básica de este método es que las aguas de lluvia procedentes de la cuenca están limpias. En el momento en que se inicia el rebose, tanto el caudal vertido como el que sale por el orificio de desagüe presentan la misma dilución, que es la de diseño. Por ejemplo, una dilución de cuatro veces significa que en el rebose están presentes una parte de agua residual y tres partes de agua de lluvia; frecuentemente se escribe: 1+3. Dependiendo de la bibliografía que se consulte el valor de la dilución de diseño recomendada varía notablemente. Las cifras habituales oscilan entre 3 y 6 (Ranchet J. y Ruperd Y., 1983); Paz Maroto J. y Paz Casañé J. Mª. (1968) dan un valor fijo de 5; Camp (1959) menciona valores que van de 2 a 5; las normas alemanas (Pecher R., 1992) especifican una cuantía de 7.
Espero, al menos, haber despertado tu curiosidad sobre este asunto y, sobre todo, haberte sacado del aprieto por el momento.
Saludos de nuevo:
En primer lugar me ha ayudado bastante tu respuesta por lo que te estoy muy agradecido, pero tengo que comentarte una cosa:
Como bien dices las aguas de tormenta presenta un determinado grado de contaminación y, por tanto, deberían de tratarse, pero sería completamente inviable tratar todas las aguas de tormenta que llegan en un momento determinado, bien en la propia edar o, si se trata de red separativa, el uso de humedales artificiales a su salida, de forma que se produzca un descenso de la velocidad y permitiendo que las partículas decanten, disminuyendo considerablemente la contaminación que éstas contienen, aunque bien es sabido, que la implantación de un sistema separativo resulta muy costoso y, a veces, no tiene efectividad ya que existen malas acometidas, falta de mantenimiento...
La colocación de tanques de tormentas off-line, en redes unitarias, permitiría que el colector de entrada a la edar se diseñara para la misma capacidad de tratamiento de la estación depuradora o, incluso, el colocar un tanque de tormentas a continuación del sistema de elevación de aguas de la edar, para que después de las lluvias, éstas se introduzcan en la cabecera de la planta, ésta sería una opción viable, si bien, solo se podría recoger las aguas de lluvia durante los primeros 20 minutos del episodio ya que éstas parecen ser que son las de mayor grado de contaminación.
No obstante, la entrada de la edar posee un aliviadero que normalmente se dimensiona a partir del concepto del grado de dilución y, es más, la entrada al tratamiento primario y secundario también poseen sendos aliviaderos con un grado de dilución, 2.4 y 1.8 aprox. respectivamente.
Después de todo esto, en el caso de que existan ordenanzas municipales y dependiera de tu criterio ¿qué me aconsejarías para el diseño del colector y la entrada de la edar, en cuanto a la carga hidráulica cuando existen aguas de lluvia?
¿Me podrías pasar, por lo menos, la referencia que me indica un grado de dilución de 5?
Me he extendido un poco pero espero que me eches un cable.
Muchísimias gracias.
Un saludo, Daniel Vila
En primer lugar me ha ayudado bastante tu respuesta por lo que te estoy muy agradecido, pero tengo que comentarte una cosa:
Como bien dices las aguas de tormenta presenta un determinado grado de contaminación y, por tanto, deberían de tratarse, pero sería completamente inviable tratar todas las aguas de tormenta que llegan en un momento determinado, bien en la propia edar o, si se trata de red separativa, el uso de humedales artificiales a su salida, de forma que se produzca un descenso de la velocidad y permitiendo que las partículas decanten, disminuyendo considerablemente la contaminación que éstas contienen, aunque bien es sabido, que la implantación de un sistema separativo resulta muy costoso y, a veces, no tiene efectividad ya que existen malas acometidas, falta de mantenimiento...
La colocación de tanques de tormentas off-line, en redes unitarias, permitiría que el colector de entrada a la edar se diseñara para la misma capacidad de tratamiento de la estación depuradora o, incluso, el colocar un tanque de tormentas a continuación del sistema de elevación de aguas de la edar, para que después de las lluvias, éstas se introduzcan en la cabecera de la planta, ésta sería una opción viable, si bien, solo se podría recoger las aguas de lluvia durante los primeros 20 minutos del episodio ya que éstas parecen ser que son las de mayor grado de contaminación.
No obstante, la entrada de la edar posee un aliviadero que normalmente se dimensiona a partir del concepto del grado de dilución y, es más, la entrada al tratamiento primario y secundario también poseen sendos aliviaderos con un grado de dilución, 2.4 y 1.8 aprox. respectivamente.
Después de todo esto, en el caso de que existan ordenanzas municipales y dependiera de tu criterio ¿qué me aconsejarías para el diseño del colector y la entrada de la edar, en cuanto a la carga hidráulica cuando existen aguas de lluvia?
¿Me podrías pasar, por lo menos, la referencia que me indica un grado de dilución de 5?
Me he extendido un poco pero espero que me eches un cable.
Muchísimias gracias.
Un saludo, Daniel Vila
Perdona que no te haya contestado antes. No te puedo pasar la referencia que me solicitas porque no la tengo, ya que lo encontré ya referenciado en mi documentación técnica.
Si yo estuviera en tu situación, y a la vista de que esto de los coeficientes de dilución tiene bastante de subjetivo, intentaría alguna de las siguientes cosas:
1) Haría un estudio hidrológico previo sencillo (Témez, fórmula racional, etc...) para tener una idea de los caudales de escorrentía que se generan en la cuenca. Ten en cuenta que el alcantarillado no sólo tiene una función sanitaria, sino también de control de inundaciones. Si eliges un grado de dilución muy bajo, podrías provocar problemas de inundación aguas arriba por escasez de capacidad de desagüe. Esto te dará además una idea del coste económico para diferentes periodos de retorno (para el alcantarillado se suele tomar, por lo general y si no hay problemas importantes, entre 5 y 10 años) (Por cierto, un truco estupendo: en la página web de miliarium, dentro del apartado de Prontuario de Hidráulica e Hidrología, no sólo tienes los datos de pluviometría de gran parte de las estaciones de toda España, sino que además puedes hacer un ajuste mediante Gumbel con sólo pulsar un botón)
2) Utilizaría el modelo gratuito de la EPA SWMM (Stormwater Management Model) para hacer unos tanteos aproximados previos del funcionamiento del saneamiento que debo proyectar con diversas hipótesis de diámetros, trazados, etc... Con un poco de práctica, se tarda poco en ello. Con esto también consigues una visión global del problema y un ajuste de los datos de tu proyecto a restricciones económicas que seguramente tengas.
Personalmente creo que adoptar un coeficiente de dilución sin considerar los fenómenos hidrológicos de la cuenca te puede llevar a un proyecto defectuoso. Imagínate una cuenca extensa y poco urbanizada (caudal de residuales bajo)de Madrid que desagüe en una zona muy poblada. Un bajo coeficiente de dilución provocaría graves problemas de inundación.
Si yo estuviera en tu situación, y a la vista de que esto de los coeficientes de dilución tiene bastante de subjetivo, intentaría alguna de las siguientes cosas:
1) Haría un estudio hidrológico previo sencillo (Témez, fórmula racional, etc...) para tener una idea de los caudales de escorrentía que se generan en la cuenca. Ten en cuenta que el alcantarillado no sólo tiene una función sanitaria, sino también de control de inundaciones. Si eliges un grado de dilución muy bajo, podrías provocar problemas de inundación aguas arriba por escasez de capacidad de desagüe. Esto te dará además una idea del coste económico para diferentes periodos de retorno (para el alcantarillado se suele tomar, por lo general y si no hay problemas importantes, entre 5 y 10 años) (Por cierto, un truco estupendo: en la página web de miliarium, dentro del apartado de Prontuario de Hidráulica e Hidrología, no sólo tienes los datos de pluviometría de gran parte de las estaciones de toda España, sino que además puedes hacer un ajuste mediante Gumbel con sólo pulsar un botón)
2) Utilizaría el modelo gratuito de la EPA SWMM (Stormwater Management Model) para hacer unos tanteos aproximados previos del funcionamiento del saneamiento que debo proyectar con diversas hipótesis de diámetros, trazados, etc... Con un poco de práctica, se tarda poco en ello. Con esto también consigues una visión global del problema y un ajuste de los datos de tu proyecto a restricciones económicas que seguramente tengas.
Personalmente creo que adoptar un coeficiente de dilución sin considerar los fenómenos hidrológicos de la cuenca te puede llevar a un proyecto defectuoso. Imagínate una cuenca extensa y poco urbanizada (caudal de residuales bajo)de Madrid que desagüe en una zona muy poblada. Un bajo coeficiente de dilución provocaría graves problemas de inundación.
Muchísimas gracias por todo, la verdad es que me has ayudado mucho, seguiré tus consejos y espero que todo vaya bien. Un saludo
PD. Cuando tenga alguna otra duda espero contar contigo.
PD. Cuando tenga alguna otra duda espero contar contigo.
