Estudio de la influencia en la descarga de un aliviadero tipo lateral debido a la implementación de pantallas para el control de flotantes en alcantarillados combinados
El manejo de las aguas residuales y pluviales que se recolectan, transportan y disponen a través de conductos, sobre todo de sección transversal circular, deben ser diseñados y construidos bajo ciertos criterios hidráulicos que permitan un buen funcionamiento de este, con el fin de evitar problemas...
| Autor Principal: | Corcho Ramírez, Daniel Sebastián |
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| Otros Autores: | Naranjo Moreno, Leidy Tatiana |
| Formato: | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Idioma: | spa |
| Publicado: |
Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Civil
2018
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://hdl.handle.net/10185/22381 |
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| Sumario: |
El manejo de las aguas residuales y pluviales que se recolectan, transportan y disponen a través de conductos, sobre todo de sección transversal circular, deben ser diseñados y construidos bajo ciertos criterios hidráulicos que permitan un buen funcionamiento de este, con el fin de evitar problemas de saneamiento por la deficiente disposición de residuos, producto de las actividades diarias de las personas. La combinación de estos dos tipos de aguas (residuales y pluviales) constituye el caudal transportado en un alcantarillado combinado. La determinación de este caudal depende, sobre todo, de los eventos máximos de precipitación, captados a lo largo del tiempo, a través de estaciones de monitoreo constante controladas por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). Cabe considerar que estos eventos de lluvia no obedecen a algún comportamiento predeterminado, sino que, debe llevarse a cabo una predicción de acuerdo al histórico de datos obtenido de la zona. Este hecho, trae consigo un reto importante para los diseñadores de alcantarillado combinado, teniendo que llevar a cabo un análisis completo para la determinación de la tormenta de diseño, debido a que la degradación de materia orgánica genera una gran cantidad de gases, produciendo un exceso de presión y la posible ruptura del conducto de transporte, y que originaría fugas del caudal combinado, malos olores y la contaminación del suelo adyacente.
Una de las alternativas que se tienen en el control del caudal total de este tipo de alcantarillados, es la construcción de aliviaderos, destinadas a mantener un gasto total en las tuberías, no mayor al caudal con el cual han sido diseñadas. Uno de los tipos de estructuras de alivio consiste en la disposición de un vertedero lateral, con el fin de captar los excesos de caudal producto de eventos de precipitación mayores al que fue considerado en el diseño. Este caudal captado es dirigido directamente a un cuerpo de agua receptor, en el que las entidades ambientales han permitido su vertimiento. Adicionalmente, debe tenerse en cuenta que el agua vertida debe tener la mejor calidad posible, evitando el alivio de grandes cantidades de materia orgánica y elementos flotantes que son comunes en las redes de alcantarillado. Una de las propuestas teóricas empleadas, es el uso de pantallas para el control de flotantes en estructuras como aliviaderos laterales y frontales.
Bajo este contexto, este proyecto consistió en la construcción de una estructura a escala del modelo real de una estructura de alivio presente en el alcantarillado de Bogotá, ubicada más exactamente en la Carrera 7 con Calle 39, en el Parque Nacional. Sobre este modelo a escala se tomaron una serie de datos para determinar el comportamiento hidráulico de la estructura, teniendo en cuenta variables como: caudal descargado en la estructura, caudal que sigue a través del ducto de salida y perfil de la lámina sobre la cresta del vertedero. Estos datos, en primera medida, fueron tomados sin la presencia de las pantallas paralelas al vertedero lateral, con el fin de conocer el comportamiento de la estructura y ajustarlo a un modelo matemático, establecido a partir de estudios científicos; basados en los datos obtenidos experimentalmente, se puede afirmar que el modelo matemático que más se ajusta es el recopilado por Naudascher, teniendo una diferencia entre el caudal aforado en la estructura y el calculado analíticamente del 18%. Posteriormente se llevó a cabo la toma de las variables hidráulicas, previamente mencionadas, esta vez con la presencia de las pantallas, teniendo en cuenta las variaciones en la altura del vertedero, profundidad de la pantalla, separación de las pantallas con respecto al vertedero lateral y el perfil de la pantalla que está en contacto con el fluido. El procesamiento de los datos y su posterior análisis, permiten observar un claro comportamiento entre las variables analizadas, de las cuales se pueden resaltar que: el caudal aliviado es inversamente proporcional a la altura del vertedero y a la profundidad de la pantalla; mientras que se tiene una relación directamente proporcional entre el caudal aliviado y la separación de las pantallas con respecto al vertedero lateral; por otra parte el caudal descargado con la presencia de la pantalla con perfil rectangular es menor que con la pantalla con perfil de ¼ de circulo. A partir del análisis realizado, se sugiere una alternativa diferente teniendo en cuenta lo propuesto por Butler et al:
- Profundidad de las pantallas = 0.05 – 0.18 respecto al diámetro de la tubería de entrada.
- Separación entre el vertedero y la pantalla = 0.08 – 0.28 respecto al diámetro de la tubería de entrada.
- Altura de vertedero = 0.71 – 0.86 respecto al diámetro de salida |
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