INSTRUCTIVO PARA EL USO DE LAS HERRAMIENTAS DE CÁLCULO PARA PROYECTOS DE CLOACAS Y DRENAJES.

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1 INSTRUCTIVO PARA EL USO DE LAS HERRAMIENTAS DE CÁLCULO PARA PROYECTOS DE CLOACAS Y DRENAJES

2 PAVCO DE VENEZUELA S.A., se complace en brindarle a los proyectistas una Herramienta de Cálculo elaborada en Excel, con el objeto de facilitar todo el proceso relacionado con los Cálculos, Cómputos Métricos y Presupuesto de cualquier Proyecto de Redes de Cloacas o de Drenaje Pluvial.

3 Ambas Herramientas facilitan el Cálculo Hidráulico y una vez que este ha sido definido, calculan automáticamente los cómputos métricos y dan el precio de la Obra, previa introducción de ciertos datos. Las dos funcionan de manera similar, difieren básicamente en el aspecto relacionado con los cómputos métricos y el cálculo del caudal de diseño.

4 Antes de empezar a trabajar, se debe definir: El Trazado de la Red de Colectores. Los Puntos donde se colocarán Bocas de Visita. Cotas de Cada Boca de Visita. Distancias entre Bocas de Visita. Las Casas, Edificios o Cualquier tipo de Instalación que vaya a ser conectada al sistema, que se encuentre en cada uno de los tramos.

5 La Totalidad de la población a ser atendida. La Rasante del punto de Descarga del Sistema. Una vez conocidos todos estos datos, se puede ingresar a la hoja de cálculo y comenzar a trabajar. En las diapositivas siguientes se muestran la Portadas de ambas Herramientas de Cálculo.

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8 Como puede apreciarse, la Herramienta de Cálculo está formada por varias Hojas, a través de las cuales, previa introducción de los datos correspondientes, se obtienen todos los valores relacionados con los Cálculos, Cómputos y Presupuesto del Proyecto que esté siendo introducido.

9 Para el Inicio del Cálculo, señale con el Cursor el cuadro que dice “INICIO DEL CALCULO, HOJA BASE” y dele “click” a su mouse.

10 De esta forma llegará a la hoja BASE, donde deberá comenzar a introducir los datos para la Elaboración del Proyecto. SÓLO SE INTRODUCIRAN DATOS EN LAS CELDAS DE COLOR VERDE CLARO, LAS DEMÁS ESTÁN BLOQUEADAS

11 En la parte superior izquierda de la hoja BASE encontrará cuatro celdas que ayudan a los usuarios a desplazarse a lo largo de la hoja BASE, basta con pulsar cualquiera de estas para desplazarse a lo largo de la hoja. A medida que se llenan los datos del ejemplo, se explicará a donde lleva cada una de ellas.

12 La Introducción de los Datos se hace en Tres partes: Primero, todos los datos correspondientes al Trazado del Colector, Bocas de Visita, Cotas, Distancias y Rasante de la Boca de Visita de la Descarga. Es importante Resaltar que los datos se colocan desde el punto MÁS BAJO DEL SISTEMA, al punto MÁS ALTO, es decir, se parte siempre desde la B.V. De DESCARGA DE CADA RAMAL.

13 Supongamos que se le va a dar servicio a la siguiente localidad, aquí vemos todos los datos necesarios para llenar la primera parte, está definido el Trazado, tenemos cotas de cada B.V., longitudes entre ellas y Rasante de la B.V. de la descarga. A medida que se desarrolla este ejemplo, se irán comentando las diferencias que existen con la Herramienta de Cálculo para Drenaje.

14 Primero se colocan los datos correspondientes a la nomenclatura de cada Ramal, en las columnas indicadas como TRAMO B.V. Se debe comenzar siempre colocando primero los datos de los ramales principales. Como puede verse, la nomenclatura de la primera B.V. de cada Ramal se repite. Al empezar a colocar los datos, automáticamente en la columna correspondiente a DIÁMETRO EXTERNO aparecerá 200mm, ya que la hoja toma por defecto el MENOR DIÁMETRO POSIBLE.

15 En caso de que se esté trabajando con la Herramienta de Cálculo para Proyectos de Drenaje, ese valor de diámetro mínimo será igual a 250mm (10”) tal y como lo establecen las normas venezolanas.

16 Para colocar los datos correspondientes al Ramal Secundario, se debe dejar una línea sin datos entre ambos ramales. Nuevamente debe repetirse la nomenclatura del punto de Descarga que en este caso es A2. En la columna de Diámetro Externo, aparecerá nuevamente el valor de 200mm.

17 Posteriormente, en la columna nombrada LONG. Se coloca la longitud de cada tramo, automáticamente la hoja de cálculo le dará la progresiva de cada una de las B.V. Correspondientes a la columna ARRIBA. Como puede verse, faltaría entonces la progresiva de la primera B.V. De cada Ramal, pero por ser la primera B.V. Su progresiva ES IGUAL A CERO.

18 Luego se colocan los datos correspondientes a las COTAS DE TERRENO, estos se introducen en la columna que tiene por nombre ARRIBA. Los valores de la cota, corresponden a las B.V. Ubicadas en la columna que lleva por nombre ARRIBA, de las columnas de TRAMOS, SALVO EL PRIMER VALOR DE CADA RAMAL. En este ejemplo “BVE”. Debe colocarse además la cota de Rasante del PTO. DESCARGA De cada RAMAL.

19 Los valores de las Cotas de Terreno de los Ramales Secundarios se introducen de la misma manera. En este caso, el Ramal secundario descarga en la BV “A2”, se recomienda no colocar el valor de cota manualmente, sino conectarlo, a tal fin, se señala la celda donde se va a introducir el valor, se marca IGUAL (=) O MÁS (+) y se señala la celda donde se encuentra la cota de “A2” en el RAMAL PRINCIPAL y se marca ENTER en el teclado o se pulsa el mouse.

20 La cota Rasante, del punto de Descarga del Segundo Ramal, también debe ser indicada, pero este valor corresponde a la Rasante de ese mismo punto en el RAMAL PRINCIPAL. En este caso la B.V. “A2”. Se recomienda conectarla de manera similar a como se hizo con la cota. SE DEBE CONECTAR CON LA RASANTE DE LA COLUMNA “ARRIBA”. Si la celda se tiñe de Amarillo es un Mensaje de Alarma.

21 La hoja de Cálculos rellena las celdas de COLOR AMARILLO en caso de que exista alguna situación que deba ser revisada por el proyectista. En esta fase inicial donde se están introduciendo datos, no es necesario prestarles mucha atención, en el desarrollo del Cálculo Hidráulico, se verá que indican y como deben ser evitadas.

22 En la Columna PTO. INICIO, ubicada al lado izquierda de la columna “ABAJO” de “BANQUEOS”, se puede colocar la profundidad de la B.V. Correspondiente a la columna “ARRIBA”. Si no se coloca ningún valor, en el pto. inicio de cada Ramal, la hoja toma el mayor valor entre 1.15, que es el mínimo recomendado por NORMA y la profundidad necesaria para evitar una Envoltura de Concreto.

23 Esa profundidad, de acuerdo a nuestra recomendación como fabricantes es de 90cm más el diámetro externo de la tubería, de este modo se garantiza un recubrimiento adecuado en caso de que exista una Carga Viva importante, por ejemplo, una vialidad. En caso de que sobre la tubería se vaya a construir otra obra que no aporte una Carga Viva significativa, esta distancia se puede disminuir a 60cm. La hoja toma el caso más desfavorable. Por lo tanto, el Banqueo del punto más alejado de cada Ramal dependerá del diámetro que escojamos, los demás banqueos se calculan automáticamente.

24 De esta manera también es posible generar SALTOS en las B.V. de los RAMALES, en caso de que las condiciones del proyecto así lo requieran. Por esta razón se recomendó anteriormente conectar la Rasante de las Bocas de Visita de Descarga de los Ramales secundarios, con las celdas COTAS DE RASANTE “ARRIBA”.

25 Una vez que se han introducido TODOS los datos de la TOPOGRAFÍA, se procede a calcular el CAUDAL DE DISEÑO, para esto se señala con el cursor la celda que dice “Q.Diseño” y se pulsa el botón derecho del mouse.

26 De esta manera se llega a la segunda parte en la introducción de los datos que se refiere a los datos correspondientes a las viviendas y edificaciones que se encuentran en cada Tramo de la Red de Colectores, a fin de calcular el Caudal de Diseño. En este mismo punto se le debe indicar a la hoja la población total a atender y el valor del coeficiente “C” a utilizar, así como el valor del Caudal de Infiltración.

27 Como pudo apreciarse en la diapositiva anterior, existen varias opciones para introducir los datos necesarios para el cálculo del Caudal de Diseño, de 1500 l/d – 1900 l/d, Multifamiliar, Social, Educacional, Asistencial, Comercial y Otros.

28 En caso de que se esté trabajando con la Herramienta de Cálculo para Drenajes, las celdas destinadas para el Cálculo del Caudal son diferentes. La Herramienta está diseñada para realizar el Cálculo a través del Método Racional, en las celdas se deben introducir los datos correspondientes al Área en Hectáreas de cada Sub-cuenca, Intensidad de Lluvia, expresada en lps x Ha, y el Coeficiente de Escorrentía de cada Sub-Cuenca.

29 Se adicionó además una columna llamada Otros, donde puede introducirse el Caudal en Litros por Segundo. El Proyectista puede trabajar sólo con esta columna si así lo desea o utilizarse para cualquier otro aporte que haya previamente calculado manualmente. Aquí no es necesario indicar datos referentes a Población.

30 Volviendo al ejemplo de la Red de Cloacas, Supongamos que se cuentan con los siguientes datos. Como puede verse en las columnas que corresponden a dotaciones entre 1500-1900 l/d sólo se coloca la cantidad de casas. En Multifamiliar puede calcularse una dotación para una determinada edificación e indicar la cantidad de edificaciones que tienen las mismas características, útil cuando hay varias edificaciones iguales en una misma calle. En las demás columnas se calcula previamente la dotación en l/d y se indica.

31 Observe que al colocar datos en espacios que no corresponden a un tramo se genera un mensaje de error.

32 De esta forma se calcula automáticamente el caudal de Diseño por Tramo, es hora de pasar al Cálculo Hidráulico.

33 Una vez que se ha terminado el cálculo del CAUDAL DE DISEÑO, se procede a realizar el CÁLCULO HIDRÁULICO, para esto se señala con el cursor la celda que dice “C.Hidráulico” y se pulsa el botón derecho del mouse.

34 Esta acción desplaza la hoja hasta las casillas relacionadas con el cálculo hidráulico, se tiene:

35 Pendiente Natural, se refiere a la pendiente del Terreno. Pendiente Diseño, es la que colocará el Proyectista para satisfacer la Demanda del Sistema. Pendiente Mínima, se refiere a la pendiente Mínima necesaria para garantizar la velocidad mínima. Pendiente final, es la pendiente calculada en base a los valores de Banqueo calculados con la pendiente de diseño, pero una vez que estos han sido redondeados, por eso en algunos casos difiere de la pendiente de Diseño. Afluente 1 y 2, se refiere a los Afluentes que Descargan en cada Tramo de cualquier Ramal principal.

36 El sistema toma automáticamente por defecto el valor de pendiente mínima para cada tramo, cuando no se indica ningún valor. Si se coloca un valor de pendiente de Diseño menor al valor de pendiente mínima recomendado, la celda se colocará de color amarillo. Todos los valores de pendiente aparecen en %o y en %.

37 Antes de comenzar a Calcular, se deben indicar los Afluentes en los ramales principales, se recomienda que se conecte la celda como se indicó anteriormente para la cota y la rasante. Cuando la Velocidad es menor a la mínima, la celda se coloca de color amarillo. La Columna C>Q es una comparación entre la Capacidad de la Tubería y el Qdiseño, si se cumple la condición la hoja muestra “OK”, de lo contrario señala un guión “-” y también se coloca de color amarillo.

38 Si se está elaborando un proyecto de Drenaje, la Velocidad Mínima de acuerdo a la normativa vigente es de 0,75m/s. La hoja de cálculo incorpora además la columna con el valor de VELOCIDAD REAL (m/s), el cual debe ser verificado para este tipo de proyectos.

39 El paso siguiente es indicar valores de pendiente de Diseño que permitan satisfacer las condiciones de este proyecto, observe que para los valores seleccionados, en todos los tramos se cumple con la condición C>Q, pero en el primer Tramo del Ramal secundario no se cumple con la Velocidad Mínima, recuerde que si no coloca ningún valor en Pendiente de Diseño el Toma la Pendiente Mínima.

40 El cálculo de la Velocidad y posteriormente de la capacidad, no se lleva a cabo con la pendiente de diseño, se lleva a cabo con la pendiente final, por eso observamos en el ejemplo anterior que en un tramo donde no se colocó valor de pendiente de diseño, la hoja tomó la mínima, pero la velocidad dio menor de 0.6 m/s.

41 Se aumenta el valor de la pendiente del tramo en cuestión, a fin de tener una velocidad mayor a la velocidad mínima. Ahora deben revisarse los Banqueos y las Rasantes.

42 Como se comentó anteriormente, si la celda se coloca amarilla se deben revisar los cálculos. En este caso observe que la Rasante del punto A2 es 99.99 en el Ramal Secundario, pero su valor en el Ramal Principal es de 100.35, lo que indica que estamos llegando por debajo del punto de Descarga del Ramal Secundario.

43 Para corregir esta situación el proyectista tiene varias alternativas, se podría suavizar la pendiente del último tramo del Ramal Secundario. No obstante, en este caso esa solución no es la más conveniente, ya que la pendiente en ese ramal es la mínima y si la disminuimos estaremos por debajo de la Velocidad mínima. Así que podríamos aumentar la pendiente del Tramo A3 – A2 del ramal principal, para aumentar la profundidad del punto A2.

44 De esta manera la profundidad de A2 Aumenta y se corrige el problema. Aquí puede verse las ventajas de realizar las conexiones como se recomendó anteriormente de los datos comunes entre Ramales, a fin de que las actualizaciones de datos se hagan automáticamente.

45 Esta solución también garantiza la Velocidad Mínima y mantiene la condición C>Q en cada Tramo.

46 Otra opción es producir un Salto en el Ramal Principal, a fin de aumentar la profundidad del Pto. A2, conservando los mismos valores de pendiente.

47 La solución final depende del criterio del proyectista y de las características generales del proyecto. Para este ejemplo, dejemos la alternativa Nº 2, es decir, producir un salto en el Ramal Principal. Una de las grandes ventajas que tiene la hoja, es que si ninguna celda está de color amarillo, y en la columna de comparación C>Q siempre aparece “OK” el proyectista puede estar confiado de que todo está bien.

48 En caso de que sea necesario realizar un cambio de diámetro, se señala con el cursor la celda D.Iniciales y se pulsa el botón derecho del mouse.

49 La hoja se desplazará hasta los datos iniciales, si se debe cambiar el diámetro, al señalar la columna de DIÁMETROS EXTERNOS, aparecerá un menú donde se mostrarán los diámetros disponibles, para indicar cualquiera de estos valores basta con señalarlo.

50 Una vez definido el Cálculo Hidráulico, se puede pasar a introducir el tercer grupo de datos, que corresponde a los Cómputos Métricos, se señala con el cursor la celda llamada “´C.MÉTRICOS” y se pulsa el botón derecho.

51 Primero se encontrará la Base de Cálculo de Empotramientos, allí se indicará el tipo de empotramiento y la longitud. También debe indicarse el espesor en centímetros y el ancho en metros de las Aceras en caso de que existan. Igualmente se debe indicar cual es el diámetro de la tubería a la cual se realizará el empalme del Ramal principal, marcando una equis “x” la opción escogida. La opción ESPECIAL se refiere a los empotramientos de edificaciones de envergadura como Edificios, Grandes Escuelas, etc., que no deberían descargar en 160mm.

52 Luego viene se debe indicar el espesor del Pavimento que haya en la zona, si es de Asfalto o Concreto, posteriormente en Base de Datos de Movimiento de Tierra de Tubería, se indica el % de ROCA y PRÉSTAMO. En la columna CLASE DE TUBO, automáticamente la hoja indica si es NOVAFORT, PARED SÓLIDA o NOVALOC. En la columna APOYO aparece un menú donde están los tipos de apoyos disponibles, en esta columna, la celda se colocará de color VERDE si se recomienda apoyo tipo “ENVOLTURA”.

53 No pueden colocarse datos en ambos tipos de Pavimento debido a que se genera un mensaje de error, o se tiene Concreto o se tiene Asfalto. Si no se cumple con el recubrimiento mínimo de 90cm. Se recomienda usar la Envoltura como Apoyo, la celda se coloca de color verde, el cual desaparece al escoger la Envoltura.

54 Finalmente están los datos necesarios para el Cálculo de la Deflexión. Cada columna tiene menús para las opciones disponibles. El valor de Deflexión debe ser menor de 7.5, de no ser así, las celdas se colocarán de color amarillo. Para mayor información respecto a la Deflexión, revisar nuestros catálogos técnicos

55 La única diferencia que existe con la Herramienta de Cálculo para Drenajes, respecto a los cómputos métricos, es que esta no tiene celdas para el cálculo de los cómputos para Empotramientos, las demás columnas para el cálculo del movimiento de tierra para tuberías, y el cálculo de la Deflexión, son iguales.

56 Una vez que se ha comprobado que los valores de Deflexión están por debajo del límite el proyecto está terminado. El resto de las hojas siguientes son informativas. En DEFLEXIÓN se detalla el cálculo del porcentaje de Deflexión. Luego aparece detallado el cálculo del costo de cada parte del proyecto en las hojas COLECTOR, B.V. y EMP, allí las celdas correspondientes a los precios pueden ser modificadas. En la hoja RESUMEN COSTOS se presenta un presupuesto general y se puede indicar que opción es más conveniente, si Cachimbos de Concreto o de PVC. Estas hojas están cuadradas para ser fácilmente impresas.

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62 En la hoja Resumen Cálculos, se presenta un Resumen de todos los cálculos realizados en la hoja Base, estas hojas están cuadradas para ser fácilmente impresas. En el archivo Excel llamado INSTRUCTIVO, encontrará un resumen de esta presentación por si tiene alguna duda. Posteriormente hay una hoja donde están LAS FÓRMULAS utilizadas en los diferentes cálculos que realiza la Herramienta de Cálculo. Al final hay un comentario de PAVCO DE VENEZUELA S.A. Dirigido a todos los futuros usuarios de esta Herramienta de Cálculo.

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66 PAVCO DE VENEZUELA S.A., agradece de antemano el uso de la presente herramienta de cálculo y cualquier sugerencia al respecto, ya que de esta manera podremos mejorarla constantemente. Cualquier comentario, favor hacerlo llegar la dirección electrónica fabian.castellanos@amanco.com