Topografia en instalacion de tuberias de alcantarillado

Topografía en Obras de Alcantarillado. Ing. Wilfredo Avalos Lozano
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TOPOGRAFIA EN OBRAS DE ALCANTARILLADO
Instalación de Tubería Obra Calle Tarata Chiclayo
Ing. Wilfredo Avalos Lozano
Chiclayo – 2019

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LA TOPOGRAFIA EN OBRAS DE ALCANTARILLADO
La topografía interviene en una obra de Saneamiento desde su concepción como Idea
de Proyecto hasta su Post Construcción, siendo la parte de Altimetría preponderante
en lo que respecta al tema de Alcantarillado, lo que corresponde a Agua Potable no
depende mucho de la topografía más aun cuando es urbana en zona de costa. pero si
en zona de montaña Sierra o en Selva; puesto que el solo hecho de su traza desde la
captación pasando por tubería de conducción reservorio y distribución si dependen de
la topografía. en este documento solo haremos referencia de la parte de alcantarillado
en zona plana (Costa), cuando el topógrafo se presta a participar en una obra de
alcantarillado debe tener conciencia que su participación pasará por varias etapas
hasta llegar a la ejecución, siendo estas las siguientes.
 Realización de la Topografía a nivel de perfil.
 Realización de la topografía a nivel de expediente técnico.
 Ejecución, replanteo en campo.
 Entrega de Obra y realización de planos finales de Obra.
a) Realización de la Topografía a nivel de perfil.
En este nivel la exigencia de la norma para la realización de los levantamientos
topográficos no son tan estrictos en cuanto al equipo con los que se realizan los
mismos los trabajos se pueden realizar con nivel de ingeniero y GPS navegador. Lo
que si se recomienda es tomar la mayor referencia posible por ejemplo en cuanto a
distancias de tramos y desniveles.
b) Realización de la Topografía a nivel de Expediente Técnico.
En este nivel la exigencia de la norma para la realización de los levantamientos
topográficos son más estrictos en cuanto al equipo con los que se realizan los mismos
los trabajos se realizarán mínimo con teodolito y nivel de ingeniero aunque de
preferencia se sugiere el uso de la estación total. De la misma manera se recomienda

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tomar la mayor referencia posible por ejemplo en cuanto a distancias de tramos y
desniveles.
c) Ejecución de Obra, replanteo en campo.
consiste en plasmar el diseño hidraúlico del alcantarillado en el terreno, es decir
dedemeos de realizar el replanteo para esto debemeos de localizar los BMs colocar
auxiliares e iniciar el trazado de los alineamientos de tuberia, ubicar los buzones,
cosntatar las dimensiones de la red y sobretodo las cotas en cada uno de los buzones
desde el arranque hasta la entrega o las entregas a los buzones de las redes
existentes en donde se verteran las aguas servidas del proyecto a ejecutar.
d) Entrega de Obra y realización de planos finales de Obra.
consiste en una vez culminada la ejecucion total de la obra se procede a levantar
topografiacamente la red instalada y elaborar los planos de como queda en campo la
obra muchas veces ocurren cambis estos deben ser corrovorados con la presentacion
de estas modificaciones hechas y permitidas por la supervision de obra.
Uso de La Altimetría en la Instalación de Tuberías de Alcantarillado.
Se puede decir que una vez obtenidas las curvas de nivel producto del levantamiento
altimétrico de una determinada área en la cual se realizará una obra de saneamiento.
se debe interpretar correctamente el plano de curvas ya que a partir de este se toman
decisiones sobre lo que nos muestra el Perfil Longitudinal y los planos de secciones
transversales.
A partir del perfil longitudinal podemos ir diseñando las pendientes en la línea matriz y
la de sus diferentes ramales o circuitos de redes de aguas residuales. Vamos a dar a
conocer dos mecanismos basados en el método de interpolación, para calcular cotas
en cuanto al cálculo en gabinete sobre las cotas de cada uno de los buzones a través
de Correr Cotas y el segundo mecanismo es el que realiza el topógrafo en ejecución
que es Correr Lecturas al hilo central estadimétrico.

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Interpolación de Cotas: le llamaremos correr cotas.
Este procedimiento se puede llevar a cabo de dos formas; realizando el levantamiento
directo en campo conocidos el punto donde se ubicara el buzón de arranque del
nuevo proyecto hasta el buzón de entrega. e ir estacando y monumentando el eje de
la matriz y ramales en cota.
Y el otro procedimiento es cuando ya existe la red y se va a mejorar, vamos a los
planos del proyecto siendo el más importante para este fin el plano de Perfil
Longitudinal, ya que en este checamos todas las características topográficas del
terreno, tales como pendiente entre tramos, progresivas, cota de terreno, cota de
rasante que es el nivel al cual quedará la rasante sobre la cual descansará la
instalación de la tubería de desagüe.
Para ambos procedimientos calculamos las cotas con la siguiente expresión:
Cd = Cc ± D x S
Dónde:
Cd = Cota Desconocida (msnm).
Cc = Cota Conocida (msnm).
D = Distancia (m).
S = Pendiente, expresada según la obra en tanto, (por ciento %) o (por mil%o).
Nota:
Se usa el signo más cuando el cálculo de la cota va de cota menor a una mayor o
simplemente sube, y el signo menos cuando baja.

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A continuación se presenta un ejemplo.
Ejemplo 01: Se desea calcular la cota del punto A, en la cual se construirá un
reservorio.
Solución: el desarrollo del problema es analítico, si el plano se encuentra a escala o
simplemente graficamos a escala necesitamos un escalímetro. medimos la distancia
total entre las dos curvas y las distancias parciales que hay desde cada una de ellas
hacia el punto A, calculamos la pendiente entre las cotas y reemplazamos en la
formula y listo, desarrollaremos para los dos casos cuando sube y cuando baja.
Calculo de la Pendiente.
Conocida la equidistancia entre curvas que es e=1.00m, calculamos la pendiente
numérica.
∆H = Variación de altura (m). ∆H=e entonces; ∆H=1.00m

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D= Distancia (m). D= 30.66m
S= 0.0326 pendiente en valor numérico.
Cálculo de la cota: Cc= 53.00msnm
Cd = Cc + D x S
Cd = 53.00 + 16.71 x 0.0326 = 53.545msnm
Cálculo de la cota: Cc= 54.00msnm
Cd = Cc - D x S
Cd = 53.00 - 13.95 x 0.0326 = 53.545msnm

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Utilidades del método.
Ejemplo 02: Calcule las cotas de terreno en las Progresivas para elaborar el perfil
longitudinal del alineamiento (carretera, canal de riego, etc. del plano de curvas de
nivel.
Solución:
Primero calculamos la pendiente del tramo, la cota resultante sería el cálculo de la
cota de terreno, para el tramo comprendido entre las progresivas 0+000 a 0+125.
Tenemos que calcular las cotas en la progresiva 0+000 y 0+125, para la cual en el
plano a escala de curvas de nivel se miden las distancias parciales y total en ambos
puntos y una vez calculadas las cotas procedemos a calcular la pendiente.
Bosquejo del plano de curvas de Nivel.

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Cotas a Interpolar.
Cálculo de la Cota en progresiva 0+000.

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Cota Mayor = 156.000msnm
Cota Menor = 155.000msnm
Distancia entre curvas = 26.36m
Pendiente entre cotas = 0.0379
Cota Conocida; Cc = 156.000 restará.
Distancia Parcial = 11.54m
Cota Desconocida (0+000) = 155.562msnm
Cálculo de la Cota en progresiva 0+020.
Cota Conocida; Cc = 154.000 sumará.
Cálculo de la Cota en progresiva 0+040

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Ejemplo 03: Se desea calcular las cotas de fondo de los buzones proyectados en la red de flujo del sistema mostrado, evaluar los
valores de pendiente de tal manera que no se altere los valores iniciales y se optimice la descarga del sistema.

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Solución:
Como primera medida debo de calcular la pendiente existente entre los valores
conocidos, ya que como se observa en el plano se conoce la cota de fondo del buzón
de arranque y la cota de fondo del buzón existente de entrega. entre estos cálculo.
La variación de altura;
ΔH= cota fondo BzP01 - cota fondo BzExis.01
ΔH= 53.687 – 52.403
ΔH= 1.284m
Calculamos la distancia entre BzP01 - BzExis.01:
L.total = (BzP01 – BzP07)+ (BzP07 – BzP09)+ (BzP09 – BzP10)+ (BzP10 – BzExi01)
L.total = 63.00 + 63.00 + 63.00 + 63.00 + 42.05
L.total = 264.05m
Cálculo de la Pendiente:
S= 0.00486
S= 4.86%o
Conocida la pendiente total, del tramo de cotas conocidas y además el más largo del
sistema, iniciamos el análisis de calcular las pendientes óptimas para garantizar el
libre flujo de las aguas residuales o servidas, sin causar atoros u otras fallas.

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El método se realizará desde el buzón de arranque hasta llegar al buzón de entrega
las pendientes serán telescópicas de orden ascendente (de menor a mayor), para que
garantice la velocidad de arrastre de las aguas servidas.
Primer Caso Teórico: ¿Qué pasa si? conservamos una sola pendiente para todo el
sistema de redes de Alcantarillado, menos para el tramo del (BzP10 – BzExist.01).
Calculo de cotas de fondo en el primer tramo, comprendido entre los Buzones:
Primer Tramo:
1.- (BzP-01 : BzP07)+ (BzP-07 : BzP-09)+ (BzP09 : BzP10)+ (BzP10 : BzExi01).
- Cálculo de la Cota de fondo BzP-07: partimos de cota BzP-01.
BzP-01 = 53.687msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 07 = 53.687 - 63.00 x 0.004 = 53.435msnm
BzP-07 = 53.435msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 08 = 53.435 - 63.00 x 0.004 = 53.183msnm
BzP-08 = 53.183msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 09 = 53.183 - 63.00 x 0.004 = 52.931msnm

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BzP-09 = 52.931msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 10 = 52.931 - 63.00 x 0.004 = 52.679msnm
- Cálculo de la Pendiente entre BzP-10 – BzExist-01.
En este caso las cotas de fondo ya son conocidas solo queda calcular la pendiente
entre ellas.
Variación de Altura:
ΔH= 52.679 – 52.403
ΔH= 0.276m
Distancia = 42.05m
Pendiente:
S= 0.00656 pendiente en valor numérico.
Segundo Tramo:
2.- (BzP-01: BzP-03)+ (BzP-03 : BzP-06)+ (BzP-06 : BzP-09), compruebo que cota
de fondo de BzP-09; sea el mismo valor que el anterior circuito calculado. Luego
compruebo pendiente óptima entre (BzP-07: BzP-06).

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BzP-01 = 53.687msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 03 = 53.687 - 63.00 x 0.004 = 53.435msnm
BzP-03 = 53.435msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 06 = 53.435 - 63.00 x 0.004 = 53.183msnm
Se comprueba que del BzP-07 al BzP-06; la cota de fondo es igual a la cota de fondo
del BzP-08. Por lo tanto la pendiente se mantiene en S=0.004; solo faltaría verificar
que la cota de fondo del BzP-09, concuerde en valor con el calculado por el Tramo I.
BzP-06 = 53.183msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 09 = 53.183 - 63.00 x 0.004 = 52.931msnm
Comprobándose que es correcto.

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Tercer Tramo:
3.- (BzP-03: BzP-04)+ (BzP-04: BzP-05), se debe cumplir que la pendiente entre
(BzP-06 : BzP-05), sea S=0.004; y finalmente la cota de fondo del (BzP-
10=52.679msnm).ya que el tramo final desde el (BzP-10 Al Bz-Exist-01), ya esta
calculado.
BzP-03 = 53.435msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 04 = 53.435 - 63.00 x 0.004 = 53.183msnm
BzP-04 = 53.183msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 04 = 53.183 - 63.00 x 0.004 = 52.931msnm
se comprueba que se mantiene la pendiente de S=0.004 entre, BzP-06 a BzP-05
BzP-05 = 52.931msnm
Cd = Cc + D x S
CF: BzP- 10 = 52.931 - 63.00 x 0.004 = 52.679msnm
Comprobándose que la cota de fondo en Buzón 10 es el mismo, (Ok).

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Interpolación de Lecturas: le llamaremos correr Lecturas.
Este procedimiento se aplica en la ejecución de obra, para esto ya debemos contar
con los planos de diseño de las redes de saneamiento. El Topógrafo debe dominar el
cálculo de nivelación geométrica puesto que ya no se apoyará en valor de cota alguno
sino de frente tendrá que calcular la lectura al hilo central arrastrando la pendiente
propuesta de la rasante de la tubería a instalar.
Debe además tener nociones de la normatividad de Saneamiento Urbano, en cuanto
a las especificaciones técnicas a tener en cuenta. Resolución Ministerial N°013-2019
Vivienda. Tales como:
Sistemas de Alcantarillado. La finalidad una vez satisfecho el abastecimiento de
agua potable se hace necesario contar con un sistema que colecte, conduzca, ventile
y trate las aguas ya servidas, a esta necesidad se le denomina sistema de evacuación
de aguas servidas o residuales, es por eso que presentamos a continuación detalles
generales de los sistemas de alcantarillado más difundidos e instalados en el Perú.
Sistema Estándar: más extendido en zonas Urbanas de calles amplias.
- Localización de las redes: Eje de vías.
- Diámetro Mínimo de tubería: 200mm o 8” (pulgadas).
- Profundidad Mínima de Buzón: H=1.20m
- Diámetro Externo de Buzón: Øe=1.50m
- Diámetro Interno de Buzón: Øi=1.20m
- Velocidad Mínima: Vmín. = 0.60m/s
- Velocidad Máxima: Vmáx. = 5.00m/s
- Distanciamiento Máximo entre buzones: Dmáx. = 80m
- Profundidad Mínima de relleno: Profmín. = 0.80 – 1.0m

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Sistema Condominial: se da en lugares de poca profundidad de relleno de zanjas
menores a 0.80m
- Localización de las redes: Línea de vereda.
- Diámetro Mínimo de tubería: 160mm o 6” (pulgadas).
- Profundidad Mínima de Buzón: H=0.60m
- Diámetro Externo de Buzón: Øe=0.80m – 0.90m
- Diámetro Interno de Buzón: Øi=0.60m
- Velocidad Mínima: Vmín. = 0.60m/s
- Velocidad Máxima: Vmáx. = 5.00m/s
- Distanciamiento Máximo entre buzones: Dmáx. = 80m
- Profundidad Mínima de relleno: Profmín. = 0.40 – 0.80m; calles no
pavimentadas.
La Expresión a calcular es la siguiente:
Ld = Lc ± D x S
Dónde:
Ld = Lectura Desconocida (msnm).
Lc = Lectura Conocida (msnm).
D = Distancia (m).
S = Pendiente, expresada según la obra en tanto, (por ciento %) o (por mil%o).
Nota:
Aquí quien nos dice cuando usar el signo (+más) o el signo (-menos), es la regla o
estadía, Se usa el signo más cuando la regla va ascendiendo sobre el terreno, y
menos cuando la regla va descendiendo en el terreno.

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Ejemplo 04. Se desea Instalar tubería en el tramo comprendido entre los Buzones,
BzP-05 al BzP-10, del ejemplo anterior.
Datos:
Distancia entre Buzones : 63.00m
Pendiente : 0.004 ó 4.0%o
Diámetro de tubería (DN) : 8” = 0.20m
Diámetro Externo del Buzón : 1.50m
Diámetro Interno del Buzón : 1.20m
Longitud de la Tubería ISO4435 : 6.00m
Gráfica de tramo de buzones.

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Solución:
Para iniciar la corrida de lecturas debemos conocer cuál es la lectura a la salida del
primer tubo para esto se realiza lo siguiente:
1. Se busca un BM, en este caso está en la tapa del BzP-05 en el cual se lee
Lhc=1.05m.
2. Para saber cuál es la lectura a lomo de tubo debo conocer la profundidad del
buzón. Restando la cota de tapa menos la cota de fondo del BzP-05. Esto me
da 1.819m.
3. Los tubos se instalan leyendo la lectura al hilo central a lomo de tubo, por lo
tanto, si la lectura total es Vat + Prof. buzón= 2.869msnm, a este valor se le
debe restar el Diámetro del tubo, para este caso es de 8” =0.20m.
4. La lectura o vista atrás al primer tubo instalado es de: 2.669m
5. Los tubos se instalan en el sentido de caída al flujo es decir con la campana en
dirección al flujo.
6. Se coloca sobre una cama de arena, en caso de lugares de fuerte ascensión
capilar y filtraciones se coloca cama de ripio corriente.
7. Podemos trabajar de varias formas una es descontando 0.60m por cada buzón
del tramo a instalar, (la mitad del diámetro interior) ya que la tubería ingresa en
todo el espesor de pared del buzón para este caso trabajamos con las mismas
cotas de fondo, pero recortamos la distancia al final nos dará la misma cota de
fondo en el buzón de llegada. Y la otra es considerando toda la longitud y su
pendiente del plano.
8. Cálculos: considerando la longitud y pendiente del plano de Flujo de red de
Alcantarillado.
Primer tubo o Niple: L=3.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.669 + 1.80 x 0.004= 2.681m
Segundo tubo: L=6.00m, S=4.00%o

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Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.681 + 6.00 x 0.004= 2.705m
Tercer tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.705 + 6.00 x 0.004= 2.729m
Cuarto tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.729 + 6.00 x 0.004= 2.753m
Quinto tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.753 + 6.00 x 0.004= 2.777m
Sexto tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.777 + 6.00 x 0.004= 2.801m
Séptimo tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S

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Ld = 2.801 + 6.00 x 0.004= 2.825m
Octavo tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.825 + 6.00 x 0.004= 2.849m
Noveno tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.849 + 6.00 x 0.004= 2.873m
Decimo tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.873 + 6.00 x 0.004= 2.897m
Onceavo tubo: L=6.00m, S=4.00%o
Ld = Lc ± D x S
Ld = 2.897 + 6.00 x 0.004= 2.921m
Con esta lectura se comprueba la cota del fondo de buzón en BzP-10.
Altura del Instrumento = BM + VAT = 54.750 + 1.05 = 55.800
Cota de Fondo BZp_10:

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CF = Alt.Inst – (VAD + Ø Tubo) = 55.80 - (2.921+.20 Ø del tubo) = 52.679msnm
a continuación, se muestran los esquemas de las dos posibles modalidades de
instalación; al final dan lo mismo obviamente en el caso dos se modifica ligeramente
la pendiente.

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