Pendiente de la tubería de drenaje: cálculos, estándares y características de instalación de drenaje en pendiente

Un drenaje perfectamente diseñado y correctamente calculado recogerá y desviará las aguas subterráneas del sitio. Protegerá los cimientos de una destrucción prematura, asegurará el crecimiento normal de las plantas cultivadas. Para garantizar el flujo espontáneo del agua recolectada por el sistema, es necesario asegurar la pendiente de la tubería de drenaje. Y para su instalación se necesitan datos precisos, ¿verdad?

Todo sobre el ángulo en el que se colocan las tuberías de drenaje y cómo organizar correctamente un sistema de drenaje, lo aprenderá en el artículo que le presentamos. Siguiendo las recomendaciones técnicas que le presentamos, podrá diseñar y calcular con precisión la red de drenaje. La base de los datos presentados son los reglamentos de construcción.

Para ayudar a los maestros independientes, se detalla la tecnología de instalación del sistema de drenaje de agua, se analiza minuciosamente la especificidad del cálculo y colocación de sus componentes. Para una percepción visual de la información, se incluyen fotos y videos.

Características constructivas del drenaje

Existen tres tipos de sistemas de drenaje, cada uno con sus propias características constructivas: horizontal, vertical, combinado.

Los elementos de trabajo del drenaje horizontal pueden ser:

• drenes tubulares;
• drenes de galería;
• canales y zanjas.

El sistema de tuberías de drenaje en combinación con un relleno filtrante multicapa es el dren tubular.

El relleno filtrante de múltiples capas, en este caso, se realiza con el objetivo de evitar que los suelos lavados ingresen al sistema. Según las normas, el circuito de drenaje siempre está equipado con pozos de inspección.

Para organizar el sistema de drenaje de un objeto de construcción (sitio), se pueden utilizar diferentes esquemas. La elección específica depende de las condiciones geológicas del terreno, de la intensidad de las precipitaciones y otros factores.

A diferencia de los drenes tubulares, los drenes de galería se construyen con tuberías de mayor sección transversal. En las paredes de las tuberías hay orificios para la recolección de aguas residuales.

El proceso de instalación de los drenes de galería también incluye la realización de un relleno con filtración adicional mediante geotextil.

Drenaje tubular en sección transversal. Bajo este principio se realiza la instalación de drenajes tubulares y de galería en los proyectos modernos de construcción de viviendas. El cumplimiento de los estándares y la precisión de los cálculos garantizan la alta eficiencia de los sistemas de drenaje.

El sistema de drenaje con canales y zanjas generalmente se realiza en condiciones donde el nivel del agua subterránea se permite hasta una marca de 1,3-1,5 m. En suelos estables, las zanjas se ejecutan con taludes; en suelos inestables, las zanjas se refuerzan con estructuras de hormigón armado.

El sistema de drenaje vertical consta de un conjunto de pozos (pozos de registro) conectados por un colector. A través de la línea colectora se realiza la evacuación de las aguas residuales mediante una estación de bombeo. También la evacuación de aguas residuales en el drenaje vertical puede realizarse mediante descarga en las capas inferiores del suelo.

El sistema de drenaje combinado integra esquemas horizontales y verticales. Es caracterizado por los especialistas como un esquema complejo de drenaje y generalmente se instala en áreas donde se requiere un drenaje de alta eficiencia del suelo.

Esquemas superficiales y profundos

Según los parámetros calculados de profundidad de los drenes, se distinguen esquemas de drenaje superficial y profundo. La función del esquema superficial es la recogida y evacuación de las precipitaciones atmosféricas, así como de las aguas subterráneas cercanas a la superficie.

La función del esquema profundo es reducir el nivel del agua subterránea, recolectarla y evacuarla fuera de los límites del terreno donde se ubica la obra.

Ejemplo de instalación de un sistema de drenaje superficial. El drenaje superficial está muy extendido en la construcción de viviendas particulares. El sistema de recogida y evacuación de las precipitaciones es necesario para cada caso de construcción de viviendas.

El esquema de los receptores de agua de los sistemas de alcantarillado pluvial admite una ejecución puntual o lineal. En el primer caso, se realiza la evacuación de aguas residuales de fuentes locales (bajantes de aguas pluviales, fosas de aceras, recolectores de grupos de entrada).

El sistema lineal garantiza la evacuación del agua en toda el área del terreno. Por lo general, en proyectos de construcción residencial se aplica una solución combinada que incorpora ambos sistemas.

El drenaje profundo es obligatorio prácticamente en todos los casos de construcción de viviendas particulares y acondicionamiento de terrenos de uso agrícola. Es una protección eficaz para aquellos elementos de las estructuras de construcción que se encuentran por debajo del nivel cero (cimientos, sótanos, sistema radicular de las plantas).

Es posible prescindir de la instalación de drenaje profundo en terrenos elevados donde el nivel del agua subterránea no supere la marca de 1,5 m y donde se observe un drenaje eficaz del suelo.

Fragmento del esquema de colocación de drenes profundos. Por lo general, estos esquemas contemplan la instalación de pozos de drenaje, al menos uno cada 30 metros de longitud de la tubería principal. En tramos rectos, se permite una periodicidad de montaje cada 50 metros.

El diseño del esquema de drenaje profundo requiere una alta precisión en los cálculos. Incluso un error mínimo en los cálculos puede provocar una baja eficiencia del sistema.

La práctica de instalación de estos esquemas a menudo revela un error común – el cálculo inexacto de la profundidad de colocación de los drenes. El resultado es una evacuación desigual del agua del terreno o, peor aún, la inundación de tierras fértiles y sótanos.

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• Instalación de drenaje alrededor de la casa: diseño y preparación del sistema de drenaje por sus propias manos
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Cálculos y estándares de construcción de drenaje

Las magnitudes de cálculo que se requerirán para la construcción del sistema de drenaje, por lo general, son:

• diámetro de las tuberías;
• nivel de instalación de las tuberías;
• valores de pendiente de las tuberías;
• densidad del filtro geotextil.

Y más detalles sobre cada punto.

Magnitud #1 – diámetro de cálculo de las tuberías

El diámetro requerido de las tuberías se calcula en función de los parámetros de diseño de la intensidad de evacuación del agua.

Para la construcción de viviendas particulares, normalmente son óptimos los tubos de 100 mm de diámetro. Su capacidad de caudal según el estándar es de aproximadamente 7 l/s, lo que se ajusta a las normas de diseño en la mayoría de los casos.

Sin embargo, aumentar el diámetro del dren permite abarcar una mayor superficie de trabajo y mejorar la eficiencia del sistema.

Magnitud #2 – profundidad de instalación del sistema

El nivel de instalación de las tuberías de drenaje, según las normas existentes, se determina teniendo en cuenta dos criterios:

1. Nivel de congelación del suelo.
2. Profundidad de cimentación.

El grado de congelación del suelo está directamente relacionado con las propiedades climáticas de la zona. Por lo tanto, para cada territorio individual, este parámetro puede diferir.

Pero en cualquier caso, el cálculo de la profundidad de instalación de las tuberías de drenaje se realiza desde el punto final de congelación del suelo, añadiendo a este valor al menos 300-500 mm de profundización adicional.

Uno de los parámetros de cálculo importantes para el drenaje profundo es la determinación del grado de congelación del suelo en el área donde se ubica el objeto. Basándose en los datos calculados de congelación del suelo, se calcula la profundidad de instalación de los drenes.

El drenaje de cimentación se calcula con el mismo algoritmo, pero desde el punto final de la cimentación.

Magnitud #3 – pendiente de las tuberías de drenaje

Con qué pendiente instalar las tuberías del sistema de drenaje lo indican claramente las normas SNiP. Según estas normas, los valores mínimos de pendiente del dren deben tomarse teniendo en cuenta la velocidad mínima admisible del flujo de aguas residuales.

Además, se estipula que para tuberías de 150 mm de diámetro, la pendiente mínima admisible debe ser de al menos 8 mm por metro de longitud, y para tuberías de 200 mm de diámetro, de al menos 7 mm por metro de longitud. En tramos individuales de las redes, se permite reducir estos parámetros a 7 mm y 5 mm respectivamente.

El valor máximo admisible de pendiente de las tuberías de drenaje por metro de longitud – 150 mm. Solo se permite una pendiente mayor en las derivaciones de los aparatos sanitarios cuando la longitud de la derivación es de hasta 1,5 m.

En tramos no calculados del drenaje, donde se utilizan tuberías de 40-50 mm de diámetro, se permite una pendiente de hasta 30 mm por metro de longitud. Y para tuberías de 85-100 mm de diámetro, bajo las mismas condiciones, el nivel de pendiente no debe exceder los 20 mm por metro de longitud.

La pendiente de las tuberías que componen el sistema de drenaje también es uno de los parámetros de cálculo principales. El cumplimiento de los estándares de pendiente es la garantía de crear un sistema de drenaje que funcione productivamente: recolecte y drene el agua del terreno.

Si se utilizan canales como elementos de desagüe, el nivel de pendiente se adopta teniendo en cuenta la velocidad de flujo que garantiza el efecto de autolimpieza del líquido. El llenado admisible de los canales no debe superar el 80% cuando el ancho del canal sea de al menos 20 mm.

El valor del ancho de los canales se calcula con base en los resultados de los cálculos hidráulicos y depende de las características constructivas de los elementos. Sin embargo, si la altura del canal es superior a 50 mm, el ancho no puede ser inferior a 70 mm.

Magnitud #4 – densidad necesaria del geotextil

Cuando el proyecto del sistema de drenaje contempla el uso de tuberías corrugadas perforadas como drenes, se recomienda utilizar, junto con el relleno de dichas tuberías, una envoltura filtrante de geotextil (geotextil).

El tejido geotextil cumple la función de elemento filtrante, evitando la obstrucción de la tubería con partículas finas del suelo. Para obtener el máximo efecto de filtración, se requiere el cálculo de la densidad del filtro geotextil. Se considera que el valor óptimo de cálculo para sistemas de drenaje doméstico es una densidad de 100-150 g/m².

Características de la instalación de drenaje en pendiente

Los sistemas de drenaje aseguran la evacuación de las aguas residuales gracias a la pendiente de los drenes. A primera vista, si el terreno está ubicado en una pendiente, el agua debería drenarse de forma natural y no sería necesario instalar un sistema de drenaje.

Sin embargo, en estos casos la situación es completamente diferente, y el drenaje de un terreno en pendiente se convierte en una medida tan necesaria como para terrenos con una pendiente inferior al 8%.

La construcción de viviendas particulares en pendientes pronunciadas es una práctica común. En las pendientes el agua no se estanca, pero este hecho no debe considerarse una razón para prescindir de la construcción de un sistema de drenaje.

Por supuesto, el drenaje de terrenos en pendiente tiene sus propias particularidades. A menudo, el suelo en pendientes pronunciadas tiene una estructura heterogénea. En diferentes niveles puede observarse un nivel freático diferente.

Por lo tanto, a menudo es necesario aplicar tipos combinados de drenaje para garantizar el grado necesario de drenaje de toda el área del terreno.

No obstante, durante la construcción de sistemas de drenaje en pendientes con un nivel superior al 8%, las normas permiten la ausencia de pozos de inspección de drenaje.

Esquema y orden de instalación del sistema

La organización del drenaje en un terreno con pendiente superior al 8% comienza con la realización de estudios geológicos. Según los resultados de los estudios, se determinan los acuíferos y los niveles de las aguas subterráneas. Con base en la información obtenida, se desarrolla un proyecto de drenaje para el terreno en pendiente y se realizan los trabajos de construcción.

En última instancia, se debe resolver la tarea de eliminar la posibilidad de erosión del suelo debido al drenaje natural caótico por la inclinación de la pendiente.

En una versión sencilla, se hace aproximadamente así:

1. En la cota superior del terreno se crea el primer drenaje superficial horizontal.
2. En la cota inferior del terreno se crea el segundo drenaje superficial horizontal.
3. Ambos drenajes se conectan mediante zanjas perpendiculares.
4. Desde el dren horizontal del nivel inferior se hace una derivación hacia el pozo de drenaje.

Si el paisaje del terreno tiene una forma escalonada compleja y el proyecto de la obra contempla la construcción de muros de contención, escaleras y plataformas de transición, para cada uno de los elementos del proyecto es necesario construir desagües puntuales que se integren en un sistema de drenajes lineales.

Los terrenos de gran superficie ubicados en pendientes, por lo general, no se equipan con drenajes superficiales individuales, sino con sistemas completos de recolección y evacuación de agua del tipo «espina de pescado».

El drenaje ramificado se instala en el horizonte superior y se une al circuito colector de evacuación de agua que rodea la obra. Desde el circuito, los efluentes se dirigen a un colector fuera del terreno o a la alcantarilla pluvial.

Esquema de instalación de drenaje para una obra construida en una pendiente. Por lo general, en las pendientes se construyen drenajes combinados, ya que el terreno en una ladera tradicionalmente tiene un relieve complejo.

Esta solución esquemática se denomina drenaje anular. Gracias a la construcción de un contorno protector ubicado en el perímetro de la obra, se logra controlar el nivel de las aguas subterráneas. A su vez, el sistema «espina de pescado» asegura la recolección del agua de la superficie del terreno y su evacuación eficaz.

La instalación de drenajes anulares se realiza a cierta distancia de la obra. Este factor permite construir el sistema de drenaje anular directamente en la etapa de operación de las instalaciones domésticas.

Cabe señalar que la eficacia de la reducción del nivel de las aguas subterráneas dentro de la parte interna del contorno depende directamente de los siguientes parámetros:

• nivel de profundidad de las tuberías;
• nivel de profundidad de las galerías;
• nivel de profundidad de los pozos (si los hay).

Las dimensiones del contorno también influyen en la eficacia de la protección.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Algunos consejos prácticos para la instalación de tuberías de drenaje le ayudarán a manejar por sí mismo la instalación del drenaje en un terreno suburbano.

Proteger los terrenos (territorios) del exceso de humedad es una tarea actual que se debe resolver prácticamente en cada caso de construcción. Los desarrollos existentes de sistemas de drenaje permiten resolver tales problemas.

El punto principal es calcular y seleccionar la opción de instalación de drenes que se adapte perfectamente en cada caso concreto.

¿Planea instalar el drenaje del terreno por su cuenta, pero se ha encontrado con dificultades en la etapa de diseño? Formule sus preguntas en el bloque de comentarios – intentaremos ayudarle.

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