CARTILLA PARA EL DISEÑO Y MODELACIÓN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS PARA ALCANTARILLADOS (2024)
Una de las problemáticas evidentes en el momento de la aplicación de los conocimientos es la falta de una metodología clara, que oriente al ingeniero en el proceso de diseño, ya que las múltiples guías que existen se enfocan en dar parámetros de diseño que cumplir, pero no en guiar en como cumplirlos. Es por ello, que nace la necesidad de compilar la mayor información posible sobre diseños de las “Obras de arte”, en el contexto de alcantarillados se refiere a las estructuras y elementos de ingeniería que se diseñan y se construyen para garantizar el correcto funcionamiento, control y tratamiento de aguas residuales y pluviales, para finalmente compilarla en una cartilla que contenga conceptos básicos, ejemplos y ejercicios práctico. La presente cartilla tiene como objetivo el instruir, enseñar y guiar a los futuros ingenieros civiles en el diseño de alcantarillados y sus elementos, mediante el uso de nuevas metodologías y tecnologías, permitiéndoles así, entender y representar la realidad del funcionamiento. Para ello, se han tenido en cuenta diferentes literaturas, principalmente el reglamento del sector de agua potable y saneamiento básico (RAS), sus modificatorios y resoluciones vigentes hasta el año en curso. La cartilla está organizada de modo que se empiece con conceptos básicos generales que permitan entender el funcionamiento del flujo a través de las distintas estructuras, partiendo desde el punto de entrega a las redes hasta el punto de descarga. Es por ello que se empiezan con elementos como pozos de inspección, encargados de dirigir el flujo a lo largo de la red y permitir el mantenimiento de la misma, seguidamente se diseñan las cámaras de caída, encargadas de controlar el flujo cuando la topografía presenta pendientes elevadas, también se calculan estructuras como vertederos, esta estructura nos permite regular y medir el caudal de aguas residuales, prevenir inundaciones y darle seguridad al sistema, adicional se diseñan estructuras de drenaje vial, como cunetas y sumideros, encargados de captar y dirigir el agua lluvia al alcantarillado. Los diseños están orientados a poblaciones rurales, donde el criterio del ingeniero es fundamental, para que las estructuras funcionen correctamente, es por ello que también, se calculan trampa de grasas y pozos de sépticos, ya que en las zonas verdales son muy usados como punto de descarga. Finalmente se realiza el modelamiento de un tramo de alcantarillado sanitario por medio de la herramienta SEWERCAD, un software especializado en el análisis y diseño de sistemas de alcantarillado sanitario y combinado, permitiéndole al estudiante realizar modelaciones de sistemas de redes a presión o a gravedad para determinar todas las características de dimensionamiento he incluir condicionales de diseño que cumpla con los parámetros de capacidad y funcionalidad exigidos por el RAS. Además, de contar con una interfaz amigable e intuitiva con herramientas graficas avanzadas que permiten la vinculación con formatos CAD y GIS, para la carga de modelos topográficos y la simulación de sistemas de aguas residuales en diferentes escenarios, lo que hace que la modelación de alcantarillados sea más semejante a la real. Asimismo, se usa el software Caldren, el cual es gratuito y de libre descarga, el cual permite la modelación de diferentes estructuras de drenaje vial como los son las cunetas, zanjas de coronación, alcantarillas, disipadores de energía, entre otros. El cual nos permite dimensionar estas estructuras y garantizar que los parámetros de diseño como pendiente, velocidad y arrastre, cumplan con las normas estipuladas por el instituto nacional de vías (INVIAS). Cabe la pena resaltar, que estos softwares son de lo más usados en la modelación tanto de alcantarillados, como de estructuras de drenaje vial, siento necesarios en algunas ocasiones, para la aceptación de diseños ante instituciones de índole gubernamental como secretarias de gobierno, ya que respaldan la metodología de cálculo usada, dando fiabilidad en el diseño ejecutado.