El sistema de alcantarillado consta de secciones verticales y horizontales. En las alcantarillas de tipo gravitatorio, se realiza una ligera pendiente de la tubería de alcantarillado en áreas horizontales.
Tipos de sistemas de alcantarillado
De acuerdo con el método de transferencia de aguas residuales, hay dos tipos de sistemas de alcantarillado: gravedad y presión.
El alcantarillado por gravedad utiliza el principio de mover las aguas residuales en la dirección de la descarga bajo la acción de su propia masa. El movimiento es provocado por la ubicación inclinada de la tubería. Este es el tipo más común de sistema de alcantarillado.
El alcantarillado a presión mueve las aguas residuales por la fuerza, utilizando una bomba. La bomba fecal eleva las aguas residuales a la altura deseada. El alcantarillado a presión se utiliza en los casos en que es imposible colocar la tubería debajo de la pendiente deseada, respectivamente, la descarga por gravedad es imposible.
Razones para sustituir el alcantarillado por gravedad por presión:
- La tubería colectora está por debajo del nivel de la red de alcantarillado centralizada. Una situación similar ocurre cuando un edificio se encuentra en una tierra baja o si hay puntos de descarga de aguas residuales en el sótano, como una piscina o sauna.
- La casa está construida en una parcela con terreno irregular (colinas, pliegues del terreno). La unión al relieve priva de la oportunidad de colocar una tubería debajo de la pendiente deseada.
- De acuerdo con las especificaciones, es necesario utilizar tuberías de diámetro menor al esperado de acuerdo con los cálculos. En este caso, durante la descarga por gravedad, el agua pasa durante mucho tiempo y el alcantarillado está obstruido.
- Las características del suelo no permiten cavar una zanja para el colector de la profundidad requerida.
El costo del equipo y el costo de operar un alcantarillado a presión es más alto en comparación con un alcantarillado por gravedad. Para el correcto funcionamiento del sistema, se necesita electricidad y tuberías de mayor resistencia. Por esta razón, se prefiere el alcantarillado por gravedad si hay condiciones para su disposición.
¿Por qué necesita calcular la pendiente?
La pendiente de la tubería garantizará un drenaje rápido del agua y la ausencia de depósitos. Con una pendiente insuficiente, los desagües no pasan bien, la tubería se obstruirá rápidamente. Si la tubería está inclinada en la dirección opuesta en relación con la dirección de descarga, el sistema de gravedad es completamente inoperable.
La decisión de colocar la tubería en el ángulo máximo de inclinación parece obvia solo a primera vista. La tubería demasiado inclinada se llena débilmente, la capacidad de transporte se reduce drásticamente. El flujo de drenaje vuela tan rápido que el agua no tiene tiempo de capturar las fracciones más densas que se depositan en las paredes. Debido a la presión insuficiente, los desechos dimensionales se atascan. Poco a poco, la tubería se sedimenta y se obstruye.
Además, cuando se drena rápidamente debido a una fuerte caída de presión, las válvulas hidráulicas de plomería literalmente succionan el agua. El aire desagradable de la alcantarilla ingresa a las instalaciones.
Hay otro efecto negativo del llenado insuficiente de tuberías. La entrada adicional de gases cáusticos liberados a las superficies metálicas causa corrosión acelerada, reduciendo la vida útil.
¿Cuál debe ser la pendiente de la tubería de alcantarillado?
Los indicadores normativos de la pendiente de las tuberías de gravedad se calculan con arreglo a las fórmulas de la SP 40-102-2000 o se fijan con arreglo a los cuadros del anexo B de la SP 40-107-2003.
Este parámetro muestra cuánto cambia la posición de la tubería en altura por 1 metro lineal. Para fines prácticos, tal unidad de medida es más conveniente que los grados.
La pendiente real se calcula mediante la fórmula:
Donde i– pendiente, ∆hEn– diferencia de altura en los extremos de la tubería en m, l Es la longitud de la tubería en m.
La pendiente también se mide como porcentaje. Para convertir a unidades porcentuales, el valor fraccionario debe multiplicarse por 100%.
Para mantener el alcantarillado en buen estado, el valor real debe cumplir con la normativa. Conociendo el valor de pendiente requerido y la longitud de la tubería, puede calcular la diferencia de altura en los extremos de la tubería.
Ejemplo
Pendiente de tubería de alcantarillado 50 mm Es 0,03, lo que corresponde a 30 mm por 1 metro de carrera. La longitud total es de 6,7 m. Calcule la diferencia de altura a lo largo de toda la longitud.
Así, el trubunado se monta con una diferencia de altura en los extremos de 0,201 m, o 20,1 cm. Cuando se convierte a un porcentaje de 0,201 × 100% = 20,1%.
No está permitido colocar una tubería con un ángulo de inclinación diferente en secciones individuales. En este caso, algunas áreas se sedimentarán.
Nivel de llenado
El diámetro y el ángulo de inclinación de la tubería afectan el nivel de llenado con efluentes. Con un aumento en estos parámetros con un volumen constante de aguas residuales, el llenado disminuye.
Nivel de llenado YDeterminado por la siguiente proporción:
Donde hS – la altura del nivel de efluentes de la tubería en m, d Es el diámetro de la tubería en m.
Un índice de nivel de llenado de 0 indica que la tubería está vacía. Un indicador igual a 1 indica el llenado completo.
La tubería no estará llena al 100%, el llenado parcial garantizará la eliminación de los gases acumulados. También hay un margen para el paso de volumen adicional no contabilizado de aguas residuales. El nivel mínimo permisible de llenado es de 0,3.
Además del nivel real de llenado Y Hay un óptimo (denotado por K). En el nivel óptimo de llenado, la tubería de gravedad funciona en modo de autolimpieza.
El nivel de llenado óptimo para tuberías hechas de polímeros es 0.5, de otros materiales – 0.6.
La diferencia de magnitud se explica por el hecho de que los depósitos se asientan con mayor fuerza en las paredes rugosas de las tuberías de fibrocemento o hierro fundido. Se necesita un flujo más potente para limpiar la tubería en sí.
La relación entre el óptimo (K) Y actual (Y) El nivel de llenado es el siguiente:
Donde VEs la velocidad del efluente en m/s.
El caudal medio no será inferior a 0,7 m/s. Cuando el caudal se mueva a tal velocidad, las inclusiones sólidas permanecerán suspendidas y no se adhieren a las paredes.
Ejemplo
En Pendiente de la tubería de alcantarillado 110 mm De plástico igual a 0,02 y un nivel de llenado de 0,7, el flujo se mueve a una velocidad de 0,733 m/s. Compruebe si se cumple la relación entre el nivel de llenado óptimo y el real.
Para el plástico K Igual a 0,5. Desde 0.5≤0.61, la proporción se mantiene.
Pendiente en la instalación de alcantarillado interno
El alcantarillado interno se refiere a la parte del sistema de alcantarillado general desde los puntos de descarga de los efluentes dentro del edificio hasta el primer pozo de la red externa. Esto incluye grifos, elevadores y colectores (tomacorrientes). Los enchufes conectan los sifones de los equipos de plomería con elevadores verticales, y los colectores reciben las aguas residuales de los elevadores y las descargan en la red de alcantarillado externa. Al instalar grifos o colectores, es necesario colocar la tubería en una pendiente.
La pendiente de los colectores está en el rango de 0,01 a 0,05. El valor óptimo es 0.02.La pendiente de los grifos es de 0.01 a 0.05 para los grifos sin ventilación y al menos 0.005 para los ventilados.
Valor máximo de gradiente de 0,15 (excepto para tuberías de desvío de hasta 1,5 m de longitud). En las zonas minadas, los ángulos de inclinación de las ramas y colectores se establecen teniendo en cuenta el sedimento estimado de la superficie terrestre.
Organización de una pendiente en una casa particular
El volumen de efluentes en una casa de campo es significativamente menor que en un edificio de apartamentos. En estas condiciones, incluso con un gradiente mínimo determinado por la tabla para el cálculo hidráulico o la fórmula, el nivel de llenado será insuficiente para la autolimpieza de la tubería.
Es imposible reducir aún más la pendiente, ya que la velocidad de los efluentes se volverá demasiado lenta. La arena con otras inclusiones sólidas se asentará en el fondo, la tubería ciertamente se obstruirá. En tal situación, el ángulo de inclinación deseado de la tubería se determina mediante un método no calculado.
Metodología de determinación de taludes no calculada
Según los documentos reglamentarios, el método de no cálculo se utiliza en los casos en que, debido al pequeño volumen de efluentes, es imposible cumplir la condición de la relación entre el nivel óptimo y el real de llenado.
La versión anterior del SNiP 2.04.01-85 establecía las siguientes recomendaciones de pendiente para secciones no calculadas de tuberías de gravedad:
- Diámetro de la tubería 40 o 50 mm – 0.03
- Diámetro de la tubería 85 o 100 mm – 0.02
La versión actualizada de este SNiP, establecida en la SP 30.13330.2016, propone que el valor mínimo de pendiente para las secciones no calculadas de la tubería se considere igual a 1/d, donde d es el diámetro exterior de la tubería en mm.
Recomendaciones de especialistas sobre la colocación del colector de una casa de campo individual a una fosa séptica:
- Casa mediana con dos baños – tubería de 110 mm con una pendiente de 0.02
- Casa con tres o más baños – tubería de 160 mm con una pendiente de 0.08
El cumplimiento de los parámetros propuestos preserva la capacidad de transporte del flujo de líquidos en la tubería.
Control de pendiente
El mejor dispositivo para comprobar el ángulo de inclinación es el nivelador. El dispositivo mide la profundidad de la zanja debajo de la tubería en los puntos de control, la magnitud de la diferencia se compara con la requerida. En caso de desviación del valor calculado, se ajusta la profundidad de la zanja.
Para comprobar la pendiente sin nivel, utilice un método sencillo utilizando medios improvisados. Dos alfileres están clavados en el fondo de la zanja en ambos extremos. Se tira de un cable entre los pasadores, se comprueba la posición horizontal con el nivel de construcción. Si es necesario, haga la alineación.
A continuación, la altura desde la parte inferior hasta el cable se mide cerca de ambos pines. Después de aclarar la magnitud de la diferencia, actúan de la misma manera que en la situación con el nivelador.
En la siguiente figura, la profundidad inicial de la zanja es de 0,5 m. Sobre la base de la pendiente recomendada de 0,02 para la tubería de 110 mm, obtenemos:
Añadir a la profundidad inicial de 0,5 m la profundidad calculada de 0,6 m y obtener una profundidad de zanja en el punto final de la tubería de 1,1 m.
Resolviendo el problema de la pendiente pronunciada
Si en la dirección de las comunicaciones de colocación la pendiente de la pendiente excede la pendiente normativa, entonces en algún momento más hueca la tubería ubicada saldrá a la superficie. El problema se resuelve de dos maneras.
La primera opción es hacer secciones de descenso vertical a medida que se acerca a la superficie en la tubería. En la segunda opción, se realiza inmediatamente una gran depresión vertical, que será suficiente para toda la longitud del colector.
Drenaje pluvial de edificios y su pendiente
Un desagüe pluvial, o desagüe pluvial, se utiliza para recoger y drenar el agua que cae en forma de precipitación. El desagüe pluvial está diseñado para proteger el edificio de consecuencias desagradables: erosión de la base de los cimientos, inundación del sótano, inundación del territorio adyacente, anegamiento del suelo.
Los sistemas de alcantarillado pluvial y doméstico funcionan por separado, de acuerdo con las normas del SNiP, la unificación en una red común está prohibida. En un desagüe pluvial de tipo cerrado, el agua fluye hacia el suelo y entra a través de receptores de lluvia en una red de tuberías subterráneas, desde donde se descargan en una red de alcantarillado centralizada o cuerpos de agua cercanos.
El desagüe pluvial se llena de manera extremadamente desigual, durante los períodos de carga máxima la cantidad de escorrentía aumenta dramáticamente.
Normas para la colocación de un desagüe pluvial
Las tuberías están conectadas tanto en línea recta como en ángulo. Si el sitio tiene una pendiente en la dirección opuesta a la descarga, se utilizan ángulos de conexión de 90 ° para compensar la diferencia en el nivel del suelo.
Para tuberías de alcantarillado pluvial con un diámetro no superior a 250 mm, el nivel máximo de llenado es de 0,6.
La velocidad mínima de movimiento de las aguas residuales para aguas pluviales con un período de exceso único de la intensidad estimada de lluvia de 0.33 años es de 0.6 m / s. La velocidad máxima para tuberías hechas de metal, polímeros o materiales compuestos de vidrio es de 10 m / s, para tuberías de concreto, concreto armado o cemento crisotilo – 7 m / s.
¿Qué normas deben seguirse para determinar la pendiente?
Resumiendo lo anterior, es posible compilar una lista de reglas básicas sobre el ángulo de inclinación de una tubería de alcantarillado.
Lista de normas:
- La inclinación en secciones horizontales es necesaria solo para tuberías de tipo gravitatorio.
- Tanto un ángulo de inclinación demasiado pequeño como demasiado grande tienen un impacto negativo en la capacidad del sistema de alcantarillado.
- En la mayoría de los casos, los valores de pendiente recomendados están en el rango de 0,01 a 0,05. El valor óptimo es 0.02, el máximo es 0.15.
- Al colocar la tubería, es necesario esforzarse por lograr un nivel óptimo de llenado de la tubería.
Antes de comenzar a trabajar, se recomienda elaborar un perfil de red con datos básicos para el tendido de la tubería y para el futuro sistema de alcantarillado. Las instrucciones sobre el contenido de este documento se prescriben en GOST 21.604-82.
Conclusión
El ángulo de inclinación de la tubería tiene un impacto directo en la eficiencia del sistema de alcantarillado. El cumplimiento de las normas y reglas prescritas garantizará la descarga sin problemas de los efluentes, protegerá la red de la ocurrencia de situaciones de emergencia.