“Métodos de cálculo estructural en la obra civil de decantadores circulares de hormigón armado en E.D.A.R. mediante aplicaciones informáticas”

En la actualidad existen numerosas aplicaciones informáticas en el mercado que nos pueden ayudar a realizar, tanto el diseño, como el cálculo, de las tradicionales estructuras circulares de hormigón armado de un decantador. Entre estas aplicaciones informáticas hoy queremos presentar una de ellas que está compuesta por varios módulos de cálculo.

Uno de estos módulos trata precisamente sobre el diseño y cálculo de estructuras circulares tanto de decantadores como de espesadores de fangos, se trata de Emedar Deces. Su pantalla de bienvenida al iniciar el programa se puede ver en la figura 1.

1Figura 1.- Pantalla de bienvenida de la aplicación informática Emedar Deces 2014.a

 

Al iniciar la aplicación, lo ideal sería dimensionar el equipo según los datos del proceso a realizar (bien se trate de un decantador primario, secundario o un espesador de fangos) y una vez realizado esto obtener la dimensiones apropiadas de dicho equipo. Fundamentalmente las medidas es lo que más nos interesaría para proceder al diseño y cálculo del mismo (diámetro, profundidad útil, volumen, etc.) obtenidas a partir de unos datos de partida (caudal de diseño, máximo, tiempos de residencia del agua bruta en el equipo, etc.).

Una vez realizada esta primera operación de dimensionado, nos ocuparíamos del diseño del equipo, introduciendo la tipología del mismo (ver figura 2). Generalmente la tipología estructural de un decantador es la que se aprecia en la figura 2, es decir, un depósito circular enterrado cuya solera cuenta con una ligera pendiente y en su parte central una poceta en forma de de tronco de cono invertido que es donde se recogerán los fangos o lodos.

2Figura 2.- Pantalla de diseño e introducción de datos de un típico decantador circular.

 

En el caso de espesadores de fangos la tipología suele ser idéntica, aunque en esta ocasión suelen estar sin enterrar en el terreno, es decir, se trata de una estructura apoyada (ver figura 3).

3Figura 3.- Pantalla de diseño e introducción de datos de un típico espesador de fangos.

 

El siguiente paso sería la introducción de datos relativos a materiales de construcción como es el caso de la resistencia de hormigón, coeficientes de seguridad del acero y coeficientes de seguridad de las acciones, según lo propuesto por la normativa vigente EHE-08.

Así mismo es necesaria también la introducción de datos referentes al líquido contenido y otros datos muy importantes necesarios para el cálculo y comprobación de las cuantías mínimas, como es el caso de la cuantía geométrica mínima impuesta para el control de la fisuración del elemento, debida a las deformaciones provocadas por la temperatura o retracción y la cuantía mecánica mínima, que será la armadura mínima que viene impuesta por la necesidad de evitar la rotura frágil del acero cuando entre en carga al fisurarse el hormigón. Por todo ello y como la comprobación a fisuración es el principal problema de cálculo en las paredes de este tipo de estructuras de hormigón armado, es de vital importancia el dato de valor máximo de abertura de fisura (ver figura 4), siguiendo las recomendaciones y prescripciones del método de E.L.F. (Estado Límite de Fisuración).

Publicación1Figura 4.- Recuadro de introducción de datos relativos a fisuración y recubrimiento nominal.

 

Posteriormente se en las siguientes pantallas se realizan más cálculos y comprobaciones, destacando la comprobación a cortante, armaduras de acero de la pared y su comprobación a rotura, cálculo y comprobación de armaduras de la solera, anclaje y solapes de las armaduras, etc. Realizándose también el cálculo y comprobación de la no flotabilidad del depósito en función de los datos de nivel freático aportados generalmente por el estudio geotécnico del terreno (ver figura 5).

5Figura 5.- Pantalla de cálculo de la condición de flotabilidad.

 

También se realizan el cálculo de solapes y anclajes necesarios de las armaduras, según la normativa EHE-08, hormigón de limpieza y mediciones.

Posteriormente y de forma rápida se pueden obtener los resultados de dichos armados y espesores, también de forma gráfica (ver figura 6). Dichos gráficos se pueden exportar, junto con los cálculos, comprobaciones y procedimientos seguidos, a un documento de word para poder imprimir, modificar y/o anexar a un documento de cálculos justificativos en cualquier proyecto o anteproyecto relacionado.

6Figura 6.- Pantalla de resultados de espesores de paredes y soleras, donde se pueden ver las armaduras, así como sus anclajes y solapes y algunas de las mediciones obtenidas.

 

Del mismo modo el programa también realiza el cálculo del puente metálico en función del peso propio, cargas permanentes y sobrecargas de uso. Realizándose la comprobación de los perfiles metálicos a resistencia y a deformación (ver figura 7).

7Figura 7.- Pantalla de cálculo de puentes metálicos.

 

Dentro de estas posibilidades de cálculo de puentes metálicos se presentan diversas bases de datos de perfiles para predimensionarlos y para su posible edición y ampliación, así como la resistencia de los aceros. (ver figura 8).

8Figura 8.- Pantalla de selección de perfiles de acero.

 

Estas son algunas de las características y opciones del dimensionado, diseño y cálculo que puede ofrecer esta aplicación informática Emedar en su módulo Deces, para decantadores y espesadores.