Brocales de Fierro Fundido | El Origen del Hierro Gris
Como sabemos hoy en día es muy común el utilizar Brocales de Fierro Fundido en las construcciones actuales de los sistemas de drenaje de algunas ciudades, el hierro fundido más conocido como fundición gris es la aleación más adecuada para ser utilizada y cubrir esta necesidad de la sociedad, por esa razón creemos que es importante conocer más acerca de su origen, y del porque es tan necesario su uso.
El hierro gris es uno de los materiales ferrosos con mayor demanda ante el mercado y su nombramiento se debe gracias a como se ve su superficie al romperse. Esta composición ferrosa utilizada para fabricar los Brocales de Fierro Fundido contiene por lo general más de 2 % de carbono y más de 1 % de silicio, al igual que manganeso, fósforo y azufre. Cuenta con una característica distintiva; ya que el hierro gris es que el carbono se encuentra por lo general como grafito, tomando formas irregulares. Este elemento característico del hierro gris es el que brinda ese color gris a las piezas a la hora de su ruptura gracias a que son fabricadas con este material y dándole creación con el mismo a los Brocales de Fierro Fundido.
Cuenta con una característica distintiva; ya que el hierro gris es que el carbono se encuentra por lo general como grafito, tomando formas irregulares. Este elemento característico del hierro gris es el que brinda ese color gris a las piezas a la hora de su ruptura gracias a que son fabricadas con este material y dándole creación con el mismo a los Brocales de Fierro Fundido.
Al producir este material y crear el hierro fundido se inicia con la selección de minerales provenientes de la naturaleza con grandes contenidos de hierro, los cuales pasan por un proceso metalúrgico para que el producto final sé el hierro colado.
Los Brocales de Fierro Fundido son creados con esta aleación de Hierro Gris la cual es muy común en la ingeniería gracias a su bajo costo y facilidad para manejarlo, resultado de las bandas de grafito al lubrican el corte y la viruta. Cuenta con buena resistencia al desgaste, debido a que el grafito sirve de auto lubricante.
El Hierro Gris cuenta con una rotura frágil, es decir, no es dúctil, por lo que no presenta deformaciones de caracteres permanentes o relevantes siendo una de las mejores opciones para crear Brocales de Fierro Fundido. Al tener una alta tensión de rotura, pero baja ductilidad, casi toda su curva de tensión alargamiento presente muchas zonas en donde las tensiones son proporcionales a las deformaciones, tiene mucha resiliencia, es decir, capacidad de absorber trabajo en el período elástico o de deformaciones no permanentes. El silicio genera una buena resistencia a la corrosión e incrementa la fluidez de la colada de fundición; esta es considerada, generalmente, fácil de soldar.
Al producir este material y crear el hierro fundido se inicia con la selección de minerales provenientes de la naturaleza con grandes contenidos de hierro, los cuales pasan por un proceso metalúrgico para que el producto final sé el hierro colado.
No es de sorprender que este tipo de aleaciones o materiales sean utilizadas para crear productos como lo son Los Brocales de Fierro Fundido, Coladeras de Fierro Fundido, Rejillas de Fierro Fundido entre otros ya que es un material muy bueno a causa de las características anteriormente mencionadas, hoy en día llegamos a la conclusión que es necesario promover el uso de este tipo de aleaciones; ya que también pueden ser recicladas por el tipo de componentes que las caracteriza.
Coladeras De Fierro Fundido|Componentes de Aguas Residuales
Las aguas residuales domésticas están compuestas en un gran porcentaje Por agua, cerca de 99,9 % y apenas 0,1 % de sólidos en suspensión, Coloidales y disueltos, las cuales ingresan a través de las Coladeras De Fierro Fundido para su libre circulación. Esta pequeña fracción de sólidos es la que presenta los mayores problemas en el tratamiento y su disposición.
El agua es apenas el medio de transporte de los sólidos. El agua residual está compuesta por elementos físicos, químicos y biológicos que viajan a través de las Coladeras De Fierro Fundido. Son una mezcla de materiales orgánicos e inorgánicos, suspendidos o disueltos en el agua.
La mayor parte de la materia orgánica consiste en residuos alimenticios, heces, Material vegetal, sales minerales, materiales orgánicos y materiales diversos Como jabones y detergentes sintéticos los cuales se distribuyen y se transportan gracias a que las Coladeras De fierro fundido cumplen con una función específica la cual es absorber el sistema de drenaje o desagüe para evitar que se dañe o tapen las tuberías.
FUNCIONAMIENTO DE COLADERAS ANTE AGUAS RESIDUALES
La función de las Coladeras de Fierro Fundido es muy importante ya que logra absorber las aguas residuales de forma rápida y segura, mitigando así la obstrucción de desechos, residuos inadecuados o cualquier objeto que afecte al sistema de las tuberías de descarga que pudieran causar problemas en el mismo. Las coladeras de fierro fundido sirven como un sello para impedir la entrada de olores provenientes de las aguas residuales. Al utilizar las Coladeras De Fierro Fundido como una conexión con el sistema de drenaje, es indispensable que tenga un sello seguro y funcional que detenga la creación de plagas que puedan afectar a nuestro sistema de desagüe.
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Coladeras de Fierro Fundido | Ubicación de Coladeras Pluviales
Existen varios tipos de bocas de tormenta o Coladeras de Fierro Fundido pluviales y de acuerdo a su diseño y ubicación en las calles, se clasifican en coladeras de:
– Piso
– Banqueta
– Piso y banqueta
– Longitudinales de banqueta
– Transversales de piso
La instalación de un tipo de Coladera de Fierro Fundido o de una combinación de ellas, depende de la pendiente longitudinal de las calles y del caudal por colectar. Las coladeras de banqueta se instalan cuando la pendiente de la acera es menor del 2%; cuando se tienen pendientes entre 2 y 5% se instalan coladeros de piso y banqueta; y para pendientes mayores del 5% se instalan únicamente coladeras de piso.
Las Coladeras de Fierro Fundido de tipo longitudinal de banqueta y transversales se instalan cuando las pendientes son mayores del 5% y los caudales por captar son grandes. Si las pendientes de las calles son mayores del 3%, entonces es necesario que en las coladeras de piso y de banqueta o de piso solamente, se haga una depresión en la cuneta para obligar al agua a entrar en la coladera. Estas depresiones son molestas al tránsito por lo que se debe procurar hacerlas los más ligeras posible.
Para ubicar las Coladeras de Fierro Fundido se procura que su separación no exceda de 100m, dependiendo de la zona de la población de que se trate. En cualquier circunstancia se debe tratar de ponerlas cercanas a las esquinas o en los cruces de las calles. En zonas comerciales y para pavimentos de concreto, se especifica que no deben quedar a una distancia mayor de 25 m, con objeto de no hacer muy pronunciadas las ondulaciones en el pavimento para dar las pendientes hacia la coladera de fierro fundido.
Coladeras de Fierro Fundido | Aguas Residuales de Origen Domestico
La composición de las aguas residuales resulta de la combinación de líquidos y residuos sólidos que ingresan a través de las coladeras de fierro fundido y son transportados por el agua, que proviene de diferentes actividades ya sean de residencias, oficinas, edificios comerciales e instituciones, junto con los residuos de las industrias y de recreo, así como de las aguas subterráneas, superficiales o de precipitación que también pueden agregarse eventualmente al agua residual.
Las aguas residuales pueden clasificarse de la siguiente manera:
– Aguas Residuales de Origen Doméstico.
– Aguas Residuales de Origen Industrial
– Aguas Residuales de Origen Agrícola.
Aguas residuales de origen domestico: Son aquellas aguas utilizadas confines higiénicos (sanitarios, cocinas, lavado, etc.) Consistentes básicamente en residuos descargados por los humanos, que llegan a las redes de alcantarillado por medio de las descargas de las instalaciones hidráulicas de los hogares, establecimientos comerciales, públicos, etc; y por medio de las coladeras de fierro fundido. Está compuesta por sólidos sedimentables (principalmente de materia inorgánica), nutrientes (Nitrógeno y fósforo) y organismos patógenos.
Las aguas residuales domésticas están compuestas en un elevado porcentaje(en peso) por agua, cerca de 99,9 % y apenas 0,1 % de sólidos suspendidos, coloidales y disueltos que se llegan a filtrar por las coladeras de fierro fundido.
Esta pequeña fracción de sólidos es la que presenta los mayores problemas en el tratamiento y su disposición. El agua es apenas el medio de transporte de los sólidos. El agua residual está compuesta por elementos físicos, químicos y biológicos. Es una mezcla de materiales orgánicos e inorgánicos, suspendidos o disueltos en el agua.
La mayor parte de la materia orgánica consiste en residuos alimenticios, heces, material vegetal, sales minerales, materiales orgánicos y materiales diversos como jabones y detergentes sintéticos los cuales en su mayoría ingresar por las coladeras de fierro fundido.
Brocales de Fierro Fundido | La Naturaleza del gas y su origen
El gas natural es un compuesto no tóxico, incoloro e inodoro, que puede acumularse en el interior de los sistemas de alcantarillado ocasionando explosiones en caso de no contar con los Brocales de Fierro Fundido que evitan su acumulación.
El gas está constituido por una mezcla de hidrocarburos en la que su principal componente es el metano (CH4), una molécula sencilla formada por 1 átomo de carbono y 4 átomos de hidrógeno. Su composición química, no obstante, varía sensiblemente según su procedencia, ya que acostumbra a ir asociada a otras moléculas o elementos como el ácido sulfhídrico (H2S), el anhídrido carbónico (CO2), el nitrógeno (N2) o el helio (He) que se extrae cuando el gas natural se destina a usos industriales y domésticos, por lo que son necesarios también los brocales de fierro fundido en zonas industriales que permitan la ventilación de dichos sistemas.
El origen del gas natural, como el del petróleo, lo debemos buscar en los procesos de descomposición de la materia orgánica, que tuvieron lugar entre 240 y 70 millones de años atrás, durante la época en la que los grandes reptiles y los dinosaurios habitaban el planeta (Era del Mesozoico). Esta materia orgánica provenía de organismos planctónicos que se fueron acumulando en el fondo marino de plataformas costeras o en las cuencas poco profundas de estanques, y que fueron enterradas bajo sucesivas capas de tierra por la acción de los fenómenos naturales.
Así, sus compuestos fundamentales –grasas y proteínas– se descompusieron muy lentamente en ausencia de oxígeno por la actuación bacteriana. Los gases generados, por diferencia de presiones, ascendieron por las rocas porosas de la corteza terrestre hasta llegar a capas de terreno impermeable, bajo las que quedaron atrapados originando las grandes bolsas o yacimientos de los que hoy en día sacamos provecho los humanos y a los cuales necesitan de brocales de fierro fundido para una correcta ventilación, en la zonas que se requiera.
Coladeras de Fierro Fundido | Perdidas de agua
Las pérdidas físicas se refieren al agua que se escapa y termina en las coladeras de fierro fundido por fugas en líneas de conducción, tanques, red de distribución, y tomas domiciliarias.
Para su estimación, lo más recomendable es hacer un estudio de fugas, el cual debe incluir trabajos de campo. Lo más común es utilizar el valor que resulta de la división entre los valores de la facturación y la producción de agua potable, aunque este factor también abarca todo lo referente al agua no contabilizada, como pueden ser errores de macro y micro medición y tomas clandestinas, que por lo regular no están en zonas que cuenten con coladeras de fierro fundido.
A este respecto, en estudios de campo, se ha definido que estas pérdidas se determinan a partir de muestreos de inspección y aforo (fugas en tomas domiciliarias); de medición en sectores controlados, llamados distritos hidrométricos (fugas en tuberías principales y secundarías y pérdidas en tomas clandestinas); y de verificación de un grupo de micromedidores domiciliarios (pérdidas por mala medición).
Las pérdidas de agua dependen de factores tales como: la presión de trabajo en conductos, la calidad de la tubería y los accesorios, el proceso constructivo, el tipo de material, la antigüedad de los elementos del sistema y el mantenimiento preventivo y correctivo que se les practique a los elementos del sistema. De acuerdo con experiencias nacionales e internacionales, se estima que en localidades donde se tenga implementado un programa de detección y control de fugas, se puede aspirar a reducir el porcentaje de fugas que terminan en las coladeras de fierro fundido entre el 1 por ciento y el 2 por ciento anualmente; aunque las experiencias en México indican que en el mediano o largo plazo se puede aspirar a valores de eficiencia de entre 25 y 30 por ciento, con un ritmo de valores promedio de disminución de 1 % anual.
En ciudades que desarrollan un programa de detección y control de fugas de manera eficaz y eficiente, para evitar contingencias en las coladeras de fierro fundido, las pérdidas pueden disminuirse a valores cercanos al 20 por ciento, que es el resultado obtenido en algunas ciudades europeas y nacionales.
Válvulas y Conexiones | Fallos y Mantención
Los fallos de las válvula y conexiones puede provocar diferentes tipos de incidentes, como el derrame de líquidos y escape de gases causados, por ejemplo, en un fallo en la empaquetadura, por la rotura o por el bloqueo de la válvula; accidentes incontrolados o explosiones si el cierre de la válvula es defectuoso y permite el paso de un fluido a un equipo determinado de la instalación, cuando no es debido.
Este tipo de accidente también puede producirse a causa de una inversión del sentido del flujo, que puede ser consecuencia del fallo de una válvula antirretorno. De igual forma existen diversos fallos de válvulas y conexiones que se deben considerar para evitar accidentes de grandes escalas.
Para evitar eso también de debe considerar el nivel de mantención apropiado en las válvulas y conexiones, para esto es preciso efectuar observaciones y análisis previos tales como:
– Determinación de equipos críticos
– Identificar los equipos cuyo costo de reparación o de repuestos, tiene una incidencia significativa en el presupuesto de mantención.
– Reconocer equipos que no presentan problemas de mantención.
La mantención rutinaria en una válvula consiste principalmente en hacer llegar hasta el tope el sistema de sellado con una pequeña cantidad de lubricante/sellador fresco.
El sistema de inyección de sellador de una válvula consiste en un sistema de ranuras, canales y montaje de conductos, a través, de los cuales pasa el lubricante manteniendo siempre el sistema de sellado a tope, se reduce considerablemente el riesgo que se acumulen contaminantes detrás del sistema de anillo. La cantidad de lubricante requerida para mantener el sistema sellado hasta el tope, va a variar considerablemente, por cuanto a menudo se sigue el ciclo de la válvula.
Coladeras de Fierro Fundido | Vida Útil
Este período está determinado por la duración misma de los materiales de los que estén hechos las coladeras de fierro fundido y el alcantarillado, por lo que es de esperarse que este lapso sea mayor al del período de diseño.
Otros factores que determinan la vida útil de las obras de agua potable y coladeras de fierro fundido son la calidad del agua a manejar y la operación y mantenimiento del sistema. Se deben tomar en cuenta todos los factores, características y posibles riesgos de cada proyecto en lo particular, para establecer adecuadamente el período de vida útil de cada una de las partes del sistema de agua potable, alcantarillado y saneamiento. La vida útil de las obras depende de los siguientes factores:
• Calidad de la construcción y de los materiales utilizados en las coladeras de fierro fundido y el alcantarillado
• Calidad de los equipos
• Diseño del sistema
• Calidad del agua
• Operación y mantenimiento
• Condiciones ambientales
Es conveniente considerar que generalmente la obra civil tiene una duración superior a la obra electromecánica y de control. Asimismo, las tuberías tienen una vida útil mayor que los equipos, pero no tienen la flexibilidad de éstos, puesto que se encuentran regularmente en el subterráneo lo cual les ayuda a evitar ciertas adversidades que se encuentran en el exterior, pero al mismo tiempo afrontan adversidades de otro tipo en el exterior.
Tampoco hay que olvidar que la operación y mantenimiento es preponderante en la duración de las coladeras de fierro fundido y de los componentes del alcantarillado, por lo que la vida útil dependerá de la adecuada aplicación de los programas preventivos correspondientes.
Coladeras de Fierro Fundido | Descarga de aguas residuales
La aportación de aguas residuales es el volumen diario de agua residual que fluye a través de las coladeras de fierro fundido a la red de alcantarillado. La mayoría de los investigadores están de acuerdo en que esta aportación es un porcentaje del valor de la dotación, ya que existe un volumen que no se tributa a la red de alcantarillado, como el utilizado para el consumo humano, riego de jardines, lavado de coches, entre otros.
Aunque es viable considerar como aportación de aguas residuales entre el 70 y el 75 por ciento de la dotación de agua potable, en l/hab al día, considerando que el restante se consume antes de llegar a las coladeras de fierro fundido (IMTA, 19932), siempre es preferible hacer trabajo de campo sobre la medición de aguas residuales para ver el rango de dicho valor, aunque en la mayoría de los casos también se presentan infiltraciones al alcantarillado procedentes de mantos acuíferos, corrientes o de la misma red de agua potable que pueden hacer variar este factor.
En las localidades que tienen zonas industriales con un volumen considerable de agua residual, se debe obtener el porcentaje de aportación a través de las coladeras de fierro fundido para cada una de estas zonas, independientemente de las anteriores. Al igual que en la determinación del consumo en agua potable, el cálculo de las aportaciones de las aguas residuales se realiza para las condiciones actual y futura de la localidad.
Es necesario tener en mente, que en algunas localidades existen descargas concentradas considerables en las coladeras de fierro fundido y con características especiales, como es el caso de las industrias con fuente de abastecimiento propia.
Coladeras de Fierro Fundido | Rediseño de calles
En el diseño del proyecto de pavimento, es importante considerar el manejo del agua pluvial a través de las coladeras de fierro fundido. Se recomienda considerar diseños que conduzcan el agua fuera de las zonas principales de tránsito peatonal y vehicular. Una vez que el agua sea redirigida con los canales adecuados a las coladeras de fierro fundido, es recomendable primero retardar el paso de la misma en espacios públicos.
Después, mediante jardines de lluvia o puntos de infiltración se puede lograr la recarga a los mantos freáticos (en caso de existir), reduciendo la carga sobre el sistema drenaje. Finalmente, es recomendable retener el agua en cisternas o tanques de almacenamiento para su aprovechamiento en riego o limpieza, o para dirigir hacia las coladeras de fierro fundido y por ende al drenaje, una vez pasada la lluvia.
El agua siempre encuentra su curso, y los principales afectados son los peatones al ver inundadas las rampas e imposibilitar su paso. También los ciclistas se ven afectados, ya que los bombeos de las calles dirigen el agua hacia las coladeras de fierro fundido con boca de tormenta, generalmente ubicadas en los carriles extremos, y es el carril de la extrema derecha el que principalmente usan los ciclistas. En caso de contar con infraestructura ciclista segregada, es muy importante diseñar carriles permeables, que eviten el estancamiento de agua y permitan que el ciclista pueda acceder o salir fácilmente cuando sea necesario.
La mayoría de los servicios urbanos se encuentran en redes subterráneas, su ubicación debe ser considerada en el proyecto de rediseño de calle. Estas redes son la de drenaje con coladeras de fierro fundido y agua pluvial, abastecimiento, energía eléctrica, telecomunicaciones y gas.