1 HIDRAULICA DE ALCANTARILLAS

HIDRÁULICA DE
ALCANTARILLAS
(CONTINUACIÓN)

INTRODUCCIÓN
El escurrimiento debe ser sin presión
para:

• Evitar el reflujo de las aguas, que produciría
problemas en artefactos sanitarios

• Evitar la creación de zonas de contaminación

INGENIERÍA SANITARIA II – CIV 3239 “B”

(aguas residuales)

Ing. Amilkar Ernesto ILAYA AYZA

FORMULAS PARA EL DISEÑO

TENSION TRACTIVA

Según Chezy:
V = C R ⋅S
1 1Manning propuso:
C= R 6

τ = γ ⋅ RH ⋅ S

n

Ecuación de Manning:
3

Q =V ⋅ A

V=

Q⋅ n 
 1  = A2
 2
P
S 
5

τ = 1 Pa

1 2 3 12
R S
n
3

 Q⋅ n 
 1  =
 2 
S 

τ = γ ⋅R H ⋅ S

 D2

 8 (θ − senθ )


θ 
 D
2 

Según Shields:

•
•
•
•
•

τ = 0.6 Pa

5

Tramos de arranque A. Sanit.

2

DETERMINACIÓN EMPÍRICA DE
LA TENSIÓN TRACTIVA

τ = Resistencia del Sedimento al Movimiento(Tensión
Tractiva) (Kg/m2)
f = Constante = 0,04 – 0,8 (adimensional)
γa = Peso específico del material de fondo (arena) (kg/m3)
γw = Peso específico del agua (kg/m3)
d90%-95% = Diámetro específico en metros, del 90% al 95%
de las partículas que deben ser transportadas.

Alcantarillado sanitario

τ = 1.5 Pa
Alcantarillado pluvial

EJEMPLO 1
Determinar la pendiente mínima de un
colector dealcantarillado de D = 0,25 m
de diámetro, si las partículas de la arena
hasta d = 2 mm de diámetro, tienen que
ser transportadas, cuando el flujo es
18% de la capacidad llena del colector
(f=0,06 Adoptado para arena en
suspensión)

1

TIPOS DE SECCIONES

- Sección circular

- Sección lenticular norm al

TIPOS DE SECCIONES

TIPOS DE SECCIONES

- Sección lenticular realzada

- Sección lenticular rebajadaTIPOS DE SECCIONES
Las secciones tipo capacete y lenticular
son muy resistentes por su forma
geométrica, por lo que pueden utilizarse
para el caso de tener que soportar
grandes cargas.

- Sección en capacete

- Sección circular realzada

SECCION OVOIDE

SECCION OVOIDE

- Sección ovoide rebajada
- Sección ovoide normal

- Sección ovoide peraltada

- Sección ovoide ensanchada

2

SECCION OVOIDECOLECTORES VISITABLES
Se componen
básicamente de una
bóveda, apoyada en
paramentos verticales,
andén lateral y cuna de
sección geométrica
semicircular en la parte
inferior, para evacuación
de aguas negras.

Las secciones ovoides presentan la
ventaja de que para un llenado parcial el
calado es mayor que en otras secciones,
muy conveniente en las redes unitarias
por el efecto de arrastre que puederealizar con caudales bajos, en
comparación con secciones circulares
de igual capacidad de desagüe.

DIMENSIONADO A SECCION
LLENA

COLECTORES VISITABLES
En general la característica
hidráulica más interesante
en estos colectores, es la
capacidad de desagüe que
pueden alcanzar caudales
de hasta 80 m3/s con
pendientes del 1% en
eventos lluviosos y evacuar
pequeños caudales de
aguas negras

DIMENSIONADOA SECCION
LLENA
Para secciones NO
circulares llenas
Se utilizan las relaciones
comparando con la
sección circular:
ANO CIRCULAR
ACIRCULAR

Para secciones circulares llenas:

R=

D
4

V =

0.397 2 3 12
⋅ D ⋅S
n

Q=

0 .312 8 3 12
⋅D ⋅S
n

SECCIONES NO CIRCULARES
LLENAS
Área

ANC/AC

A (m2)

RNO CIRCULAR
RCIRCULAR

Para luego calcular la
velocidad o caudal.

3

CONOCIENDO LA VELOCIDAD O
CAUDAL DESECCION CIRCULAR:

EJEMPLO 2
Una tubería de alcantarillado con diámetro
60 cm, desagua con una pendiente de
1/500 un caudal Q a sección llena.
Determinar el caudal y velocidad en una
sección ovoide normal 60/90 por Manning.

ALCANTARILLAS
PARCIALMENTE LLENAS

SECCIONES CIRCULARES
PARCIALMENTE LLENAS

Para sección circular, con θ en radianes:
A=

D2
(θ − senθ )
8

P=

θ
2

D

R=

y=

Puedenutilizarse gráficos o tablas, en
las cuales se utiliza la relación de
caudales y velocidades:

D  sen θ 
⋅  1−

4 
θ 

D 
θ 
⋅  1 − cos  
2 
 2

 D2

3

(θ − sen θ )
Q ⋅ n
8

 1  =
2
 2 
θ 
 S 
 D
2 

5

2
1
A
2
⋅R 3 ⋅S 2
Q
A ⋅R 3
= n
=
2
1
2
All
Q ll
3
⋅ Rll 3 ⋅ S 2 All ⋅ Rll
n

θ 
T = D ⋅ sen 
2

2
1
1
2
⋅R 3 ⋅S 2
V
R 3
= n
=
2
1
2
1
V ll
R ll 3
⋅ R ll...