INSTITUTO COSTARRICENSE DE
ACUEDUCTOS
Y ALCANTARILLADOS
JUNTA DIRECTIVA
N° 2006-730
REGLAMENTACIÓN TÉCNICA PARA DISEÑO
Y CONSTRUCCIÓN DE URBANIZACIONES,
CONDOMINIOS Y FRACCIONAMIENTOS
Presentación
Le corresponde al Instituto Costarricense de Acueductos y
Alcantarillados (AyA), como ente rector en materia de servicios de
abastecimiento de agua potable, alcantarillado sanitario y alcantarillado
pluvial, la elaboración y actualización de la reglamentación técnica que rige
el diseño, construcción, operación, mantenimiento y control de los sistemas de
acueducto y alcantarillado.
El presente documento contiene la reglamentación técnica que se refiere
a urbanizaciones, condominios y fraccionamientos.
El carácter de este documento es estrictamente normativo, no es una
guía para diseño o para los procesos constructivos, ni para las actividades de
operación, mantenimiento y control. Pretende presentar a los proyectistas de
obras de agua potable y alcantarillados sanitario y pluvial, el marco técnico
que aplica AyA para revisar y aprobar los proyectos.
Debe considerarse como un instrumento dinámico y versátil, que
permitirá a los usuarios orientar en forma uniforme los contenidos conceptuales
y la forma en que se deben elaborar los proyectos de acueducto y
alcantarillados sanitario y pluvial, para su presentación y aprobación por
parte del AyA. Pretende ser más bien un marco de referencia conceptual y metodológico, orientador, facilitador y ordenador de los
importantes proyectos de infraestructura de agua potable, alcantarillado
sanitario y alcantarillado pluvial que sean sometidos dentro del mejor ánimo de
colaboración para con los diseñadores y desarrolladores de dichos proyectos.
Los profesionales en diseño podrán considerar esta reglamentación como
una directriz general para orientar los proyectos, pero quedará siempre la
facultad de usar criterios propios, asumiendo la responsabilidad del
desarrollo, ejecución y funcionamiento de dichos proyectos. De ninguna manera
se restringe la iniciativa y la creatividad de los proyectistas, los cuales
disponen de amplios márgenes de acción para hacer propuestas justificadas que
difieran del contenido de la presente reglamentación.
ÍNDICE
Capítulo 1: Normas de diseño
1.1. Acueducto
1.1.1 Población de diseño
1.1.2 Dotaciones
1.1.3 Factores de demanda máxima
1.1.4 Caudal coincidente y caudal de incendio
1.1.5 Capacidad de la red
1.1.6 Velocidad
1.1.7 Presiones
1.1.8 Dimensiones de las tuberías
1.1.9 Diámetro nominal mínimo
1.2 Alcantarillado Sanitario
1.2.1 Generalidades
1.2.2 Cálculo hidráulico
1.2.3 Velocidades
1.2.4 Tirante hidráulico máximo
1.2.5 Forma de la sección de los conductos
1.2.6 Continuidad de tuberías
1.2.7 Estructuras de paso y protección
1.2.8 Profundidad
1.2.9 Pozos de registro
1.2.10 Canal de fondo de los pozos de registro
1.2.11 Prevista
1.2.12 Resistencia de la tubería a cargas externas
1.2.13 Caudales de diseño
1.3 Alcantarillado Pluvial
1.3.1 Generalidades
1.3.2 Estimación del caudal de diseño
1.3.3 Intensidad de la lluvia
1.3.4 Cálculo hidráulico
1.3.5 Velocidades
1.3.6 Sección del alcantarillado pluvial
1.3.7 Tirante hidráulico máximo
1.3.8 Continuidad de tuberías
1.3.9 Estructuras de paso y protección
1.3.10 Profundidad
1.3.11 Pozos de registro
1.3.12 Diámetro nominal mínimo
1.3.13 Tragantes
1.3.14 Pozos-Tragantes
1.3.15 Canales abiertos
1.3.16 Canales abiertos
1.4 Planta de tratamiento de aguas residuales
1.4.1 Generalidades
Capítulo 2: Normas de construcción
2.1 Acueducto
2.1.1 Ubicación
2.1.2 Profundidad
2.1.3 Válvulas
2.1.4 Bocas de agua para incendio, “Hidrantes”
2.1.5 Acometidas domiciliarias
2.1.6 Instalación de cajas de protección para medidores
2.1.7 Zanjas, relleno y compactación
2.2 Alcantarillado Sanitario
2.2.1 Ubicación
2.2.2. Pozos de registro
2.2.3 Canal de fondo de los pozos de registro
2.2.4 Previstas
2.2.5 Caja Sifón
2.2.6 Uniones de tuberías
2.2.7 Zanjas, camas, relleno y compactación
2.3 Alcantarillado Pluvial
2.3.1 Ubicación
2.3.2 Uniones de tuberías
2.3.3 Zanjas, camas, relleno y compactación
2.3.4 Pozos de registro
2.3.5 Tragantes
2.3.6 Canales abiertos
Capítulo 3: Especificaciones para materiales
3.1 Acueducto
3.1.1. Tuberías de abastecimiento
3.1.2 Válvulas
3.1.3 Bocas de agua para incendio “Hidrantes”
3.2 Alcantarillado Sanitario
3.2.1 Tuberías de alcantarillado sanitario
3.2.2 Tapas de pozos de registro
3.3 Alcantarillado Pluvial
3.3.1. Tuberías de alcantarillado pluvial
3.3.2. Tapas de pozos de registro y rejillas de tragantes
3.3.3. Canales abiertos
3.4 Otras normas
3.5 Certificado de producción
3.6 Colores para las tuberías
3.6.1 Tuberías de abastecimiento
3.6.2 Tuberías de alcantarillado sanitario
3.6.3 Tuberías de alcantarillado pluvial
Anexos.
Anexo 1: Hoja de cálculo de diseño pluvial
Anexo 2: Coeficientes mínimos para la n de Manning
Anexo 3: Curva de la intensidad de lluvia-duración para las frecuencias
indicadas: San José, Heredia, Alajuela, Guanacaste, Limón Precipitación
promedio anual en Costa Rica
Anexo 4: Simbología y detalles constructivos
CAPÍTULO 1
Normas de Diseño
Generalidades:
Para todo tipo de proyecto las láminas de los diseños de acueducto,
alcantarillado sanitario y alcantarillado pluvial deberán considerar lo
siguiente:
La escala horizontal mínima para presentación de planos deberá ser
1:500.
La escala vertical para presentación de los perfiles de los planos
deberá ser 1:50. En casos de topografía accidentada se aceptará 1:100.
Debe presentarse la memoria descriptiva y hoja de cálculo. La hoja de
cálculo de diseño pluvial deberá tener un formato similar al que se incluye en
el anexo Nº 1 y deberá adjuntarse el mapa de áreas tributarias externas e
internas.
1.1 Acueducto.
1.1.1 Población de diseño
Se debe considerar la población de saturación del área según los planes
reguladores vigentes y último censo de población.
1.1.2 Dotaciones
Las dotaciones brutas para el diseño serán las siguientes:
1. Cuando se tengan datos de los patrones de consumos y demandas de la
localidad en estudio, se utilizarán los datos reales.
2. Cuando no existan datos de los patrones de consumos y demandas de la
localidad en estudio, se utilizarán los siguientes valores mínimos:
Poblaciones rurales: 200 l/p/d
Poblaciones urbanas: 300 l/p/d
Poblaciones costeras: 375 l/p/d
Gran Área Metropolitana: 375 l/p/d
Para desarrollos industriales el interesado deberá aportar los estudios
correspondientes.
1.1.3 Factores de demanda máxima
El caudal máximo diario será igual a 1.5
veces el caudal promedio diario.
El caudal máximo horario será igual a 2.25
veces el caudal promedio diario.
Para desarrollos industriales el interesado
deberá aportar los estudios correspondientes.
1.1.4 Caudal coincidente y caudal de incendio
El caudal coincidente es la suma del caudal máximo diario y el caudal
de incendio.
Para la estimación del caudal de incendio se considerará la normativa
vigente de Ingeniería de Incendios del Instituto Nacional de Seguros.
1.1.5 Capacidad de la red
La red de distribución se diseñará para el caudal que sea mayor entre
el caudal coincidente y el caudal máximo horario.
1.1.6 Velocidad
La velocidad máxima será de 3.0 m/s en redes de distribución.
1.1.7 Presiones
La presión estática máxima será de 50 metros columna de agua (mca) en
el punto más bajo de la red.
Se permitirán en puntos aislados presiones hasta de 70 mca cuando el
área de servicio sea muy quebrada.
La presión dinámica de servicio no será menor de 10 mca a la entrada
del medidor, en el punto crítico de la red.
1.1.8 Dimensiones de las
tuberías
Se dimensionarán utilizando fórmulas como la de Hazen y Williams y
otras.
Los coeficientes máximos para la fórmula de Hazen y Williams ©, a usar
con cada material, serán los establecidos en la siguiente tabla:
Tabla 1.1
|
Material |
Valor máximo de C (Adimensional) |
|
Polietileno de Alta Densidad |
130 |
|
Cloruro de Polivinilo (PVC) |
130 |
1.1.9 Diámetro nominal mínimo
El diámetro nominal mínimo para la red principal será de 100 mm. Se aceptará 75 mm en sitios de desarrollo
limitados, tales como rotondas y martillos.
Las conexiones domiciliarias serán de 13 mm de diámetro mínimo.
1.2 Alcantarillado Sanitario
1.2.1 Generalidades
El alcantarillado sanitario deberá ser un sistema separado, el cual
recolectará únicamente las aguas residuales ordinarias, considerando los
aportes por infiltración de agua de lluvia y las aguas residuales especiales
que cumplan con los límites máximos permisibles, establecidos en el Reglamento
de Vertido y Reuso de Aguas Residuales (Decreto Ejecutivo N° 26042-S-MINAE,
publicado en La Gaceta Nº 117, del 19 de junio de 1997).
El alcantarillado sanitario debe concebirse de tal manera que el
colector final converja en un punto único, orientado lo más cerca posible hacia
un colector o subcolector existente o futuro de acuerdo con la planificación establecida
en los Planes Maestros de la empresa o institución operadora.
Se deberán presentar los cálculos del alcantarillado sanitario, cuando
la población del sistema sea mayor a 540 personas, si la población es menor, el
diámetro mínimo será 150mm y la pendiente mínima, será
0,6%.
1.2.2 Cálculo hidráulico
Se diseñarán como conductos en escurrimiento libre, por gravedad. Para ello se utilizarán las fórmulas
hidráulicas de canal abierto, como por ejemplo la ecuación de Manning.
Los coeficientes mínimos de rugosidad a utilizar en la fórmula serán
los establecidos para la n de Manning, indicados en el Anexo N° 2.
1.2.3 Velocidades
La velocidad a tubo lleno no será mayor de 5,0 metros por segundo.
La velocidad mínima será la producida por una fuerza tractiva mínima de
0,10 kg/m².
1.2.4 Tirante hidráulico máximo
El valor del tirante hidráulico máximo deberá ser menor o igual que 75%
del diámetro nominal de la tubería para el caudal de diseño.
1.2.5 Forma de la sección de
los conductos
La sección debe ser circular.
1.2.6 Continuidad de tuberías
No se aceptará reducir el diámetro nominal de las tuberías, aunque por
capacidad no hubiere limitación alguna.
1.2.7 Estructuras de paso y
protección
En caso de obstáculos tales como puentes, construcciones existentes,
autopistas, líneas férreas y otros similares, se proyectarán las estructuras
necesarias para garantizar el paso y la integridad de las estructuras de
protección de las tuberías.
En caso de obstáculos tales como ríos o quebradas, el nivel inferior de
la tubería debe tener una altura superior al resultado del estudio de la
avenida máxima para un período de retorno de 25 años.
En ambos casos se deberá presentar la memoria de cálculo y los planos
constructivos.
1.2.8 Profundidad
Las profundidades máximas y mínimas serán de 3,85 y de 1,30 metros de
la rasante terminada a la corona del tubo, salvo casos especiales en que las
condiciones topográficas requieran una profundidad mayor, la cual debe
consultarse previamente al AyA.
1.2.9 Pozos de registro
Deberán construirse pozos de registro en todo inicio o intersección de
tuberías así como en los cambios de dirección, diámetro, pendiente, material de
la tubería y en los tramos rectos, de tal forma que la distancia entre dos
pozos de registro consecutivos no exceda 80 metros.
La profundidad máxima de los pozos de registro será de 4 metros y el
diámetro interno mínimo deberá ser de 1.20 metros.
1.2.10 Canal de fondo de los pozos de registro
Se diseñará el canal de fondo de los pozos de registro con las
secciones necesarias para la adecuada conducción de las aguas. El canal de
fondo tendrá una longitud mínima de 0.90 m en línea recta y en el sentido del
flujo y del mismo diámetro que del tubo de salida del pozo.
1.2.11 Prevista
La tubería de la prevista domiciliar será de un diámetro nominal mínimo
de 100 mm. La tubería de la prevista en parques industriales será de un
diámetro nominal mínimo de 150 mm.
La pendiente de la prevista no será menor del 2%.
El diámetro nominal de la prevista será menor al diámetro nominal de la
red de alcantarillado en vía pública y no se podrá interconectar al pozo de
registro, salvo en casos especiales de lotes ubicados enfrente de los pozos de
registro en la dirección del flujo.
1.2.12 Resistencia de la tubería a cargas externas
La tubería deberá resistir las cargas permanentes debidas al relleno,
los temporales y el tránsito. Se calculará de acuerdo con la teoría y formulaciones
vigentes tales como las de Marston y Spangler para tuberías rígidas o
flexibles, con las recomendaciones de la Norma AWWA.
1.2.13 Caudales de diseño
El caudal de diseño para un tramo de tubería será el correspondiente al
acumulado hasta el pozo de registro aguas abajo y se calculará considerando las
contribuciones debidas a:
a) Aguas residuales ordinarias(Qparo)
Se calculará aplicando la siguiente fórmula:
Qparo = FR * Qpap
Donde:
1. Qparo: Caudal promedio de agua residual ordinaria
2. FR: Factor de retorno (0.80)
3. Qpap: Caudal promedio diario neto de agua potable
b) Aguas residuales especiales
o caudal promedio de agua residual especial (Qpare)
Se evaluará para cada caso particular según la actividad.
c) Contribuciones externas (Qext)
Se considerarán las contribuciones de redes de alcantarillado sanitario
adyacentes o futuras, indicadas por AyA en la carta de disponibilidad.
d) Aguas de infiltración (Qinf)
Para determinar el caudal de infiltración se deberá utilizar la siguiente
tabla:
Tabla 1.2
|
Material |
Caudal de
infiltración (l/s/km) |
|
Cloruro de Polivinilo (PVC) |
0.25 |
|
Polietileno de Alta Densidad |
0.25 |
Entonces:
1. El caudal promedio de aguas residuales (Qpar), será la suma de todas
las contribuciones, a saber:
Qpar = Qparo + Qpare + Qext
● El caudal mínimo de diseño (Qmin) será: Qmin = FMH * Qpar +
Qinf
El caudal mínimo no podrá ser inferior a 1.5 l/s.
● El caudal máximo será: Qmax = Qpar * FMH * FMD + Qinf
Donde:
Qpar: Caudal promedio de aguas residuales
FMH: Factor máximo horario.
FMD: Factor máximo diario
Qinf: Caudal de infiltración
1. Diámetro nominal mínimo
El diámetro nominal mínimo de la red de alcantarillado sanitario,
deberá ser de 150 mm.
1.3 Alcantarillado Pluvial
1.3.1 Generalidades
Para el cálculo del escurrimiento pluvial se considerará que las
lluvias de diseño son de intensidad, duración y frecuencia constantes y
uniformes en toda la extensión de la cuenca.
Se debe presentar un dibujo con las áreas tributarias coloreadas por
pozo y el mapa (original o copia a color) del Instituto Geográfico Nacional.
Se considerará el drenaje natural, donde todo predio inferior debe
recibir las aguas de lluvia (sin encausar) del predio superior, sin poner
ningún obstáculo. Estas aguas del predio superior son aportes externos y deben
tomarse en cuenta en el diseño. Las aguas de lluvia encausadas no deben
descargarse en el predio inferior a menos que se constituya una servidumbre.
Para tormentas de larga duración, se considerará la influencia de la
duración de la lluvia en el coeficiente de escurrimiento.
1.3.2 Estimación del caudal de
diseño
Se calculará, preferiblemente, por medio de la fórmula racional:
Q = C * I * A /360 Donde:
Q: Caudal de escorrentía (m³/s)
I: Intensidad de la lluvia de diseño (mm/hora)
A: Área a drenar (hectáreas)
C: Coeficiente de escorrentía (adimensional)
1.3.3 Intensidad de la lluvia
La intensidad de la lluvia es función del periodo de retorno de la
tormenta de diseño y del tiempo de concentración.
a) Periodo de retorno del
aguacero de diseño
El período de retorno para el diseño de la red interna del
alcantarillado pluvial no será menor a 5 años.
b) Tiempo de concentración
El tiempo de concentración está formado por dos componentes, el tiempo
de entrada requerido para que el escurrimiento llegue al primer tragante y el
tiempo de recorrido dentro de la tubería entre los pozos consecutivos
correspondientes al tragante.
El tiempo de recorrido en un tramo de tubería se calculará usando la
velocidad a tubo lleno.
El tiempo de concentración de la lluvia que debe considerarse para la
determinación de la intensidad y el caudal de un alcantarillado pluvial, en
ningún caso será inferior a diez (10) minutos.
Una vez calculado el tiempo de concentración se determinará la
intensidad mediante las curvas deducidas para las diferentes zonas del país, de
uso aceptado y vigente, como las que se indican en el Anexo Nº 3.
1.3.4 Cálculo hidráulico
Se diseñarán como conductos en escurrimiento libre, por gravedad. Para ello se utilizará las fórmulas
hidráulicas de canal abierto, preferiblemente la ecuación de Manning, para lo
cual, se aplican los valores para la n de Manning que indica la tabla del anexo
N° 2.
Para canales abiertos con fondo y paredes de los mismos materiales
anteriores, se pueden aplicar los mismos valores de la tabla del anexo N° 2,
para la “n” de Manning.
1.3.5 Velocidades
La velocidad máxima permisible a tubo lleno será de 5,0 m/s. La
velocidad mínima la define la fuerza tractiva. La fuerza tractiva mínima es de
0,10 kg/m².
1.3.6 Sección del
alcantarillado pluvial
La sección de los conductos empleados en alcantarillado pluvial será
circular.
1.3.7 Tirante hidráulico máximo
El valor máximo permisible del tirante hidráulico deberá ser 0.85 del
diámetro de la tubería.
1.3.8 Continuidad de tuberías
No se permitirá disminución en el diámetro nominal de las tuberías en
la dirección del flujo.
1.3.9 Estructuras de paso y
protección
En caso de obstáculos tales como construcciones existentes, autopistas,
líneas férreas y otros similares, se proyectarán las estructuras necesarias
para garantizar el paso y la integridad de las tuberías.
Se deberá presentar la memoria de cálculo y los planos constructivos.
1.3.10 Profundidad
La profundidad máxima será de 3.60 metros de la rasante terminada a la
corona del tubo, salvo condiciones especiales, la cual debe consultarse
previamente a AyA.
1.3.11 Pozos de registro
Deberán construirse pozos de registro en todo inicio e intersección de
tuberías, así como en los cambios de dirección, diámetro, pendiente, material
de la tubería y en los tramos rectos, de tal forma, que la distancia en línea
recta entre dos pozos de registro no exceda 120 metros.
1.3.12 Diámetro nominal mínimo
El diámetro nominal mínimo será de 400 mm. Las tuberías que unen los
tragantes con los pozos de registro serán de un diámetro nominal mínimo de 300
mm y la tubería que evacua dos tragantes unidos entre sí será de 400
milímetros.
1.3.13 Tragantes
Se proyectarán tragantes de tal manera que la longitud total de caño
entre tragantes no sea mayor de 120 metros. En las esquinas se construirán dos
tragantes, para evitar inundaciones.
La profundidad mínima del fondo del tragante respecto de la rasante
será de 0.90 metros.
1.3.14 Pozos-Tragantes
En las vías en las que se invierte el bombeo para que funcione la
calzada como cuneta, se eliminarán los tragantes, colocando en el centro de éstas,
pozos que servirán de tragante (pozos tragantes).
1.3.15 Cordón y caño
En la intersección de vías terciarias o alamedas peatonales con vías
principales, se permitirá continuar el caño sin construir tragantes, siempre
que las longitudes de recorrido del agua por el caño no excedan lo indicado
anteriormente.
1.3.16 Canales abiertos
Se podrá diseñar sistemas de evacuación pluvial utilizando canales
abiertos en aquellos casos en donde el alcantarillado pluvial con tubería no
pueda descargar en un cuerpo receptor con el mínimo de gradiente.
En estos casos se permitirá el uso de canales abiertos trapezoidales
con paredes laterales revestidas, con una pendiente de 4 horizontal mínima y 1
vertical y con un tirante máximo permitido de 20 cm.
En alamedas con longitudes no mayores de 120 metros lineales, se
permitirá también el uso de la cuneta media caña.
No se permitirá ninguna estructura sobre la parte superior de los
canales, excepto rampas de accesos peatonales y vehículos, las cuales deberán
construirse de forma tal que no obstaculicen el libre flujo del agua.
En los tramos iniciales del sistema pluvial, se debe usar el sistema
convencional de cordón y caño para encausar las aguas de lluvia hasta una
distancia de 120 metros lineales.
El diseño de canales abiertos se regirá por los conceptos de la
hidráulica de canales abiertos.
Se recomiendan los diseños de bajo impacto, que pretenden aumentar los
tiempos de entrada a los sistemas pluviales, para disminuir los caudales dentro
del mismo. Algunas maneras para lograrlo son utilizando biorretenedores,
almacenando el agua de lluvia utilizando áreas inundables como plazas, parques,
parques perimetrales y lagos intermitentes.
1.4 Planta de tratamiento de aguas residuales
1.4.1 Generalidades
Para el diseño de los sistemas de tratamiento de aguas residuales se
deberá seguir lo indicado en el Decreto Ejecutivo 26042-S-MINAE, Reglamento de
Vertido y Reuso de Aguas Residuales y en el Decreto Ejecutivo 31545-S-MINAE,
Reglamento de Aprobación y Operación Sistemas de Tratamiento de Aguas
Residuales.