Rejillas de Fierro Fundido | Sistema de alcantarillado separados
Las rejillas de fierro fundido son esenciales debido al deterioro ocasionado al medio ambiente por las aguas residuales y por los procesos de tratamiento. Por ello es conveniente la construcción de sistemas de alcantarillado separados. Los sistemas de alcantarillado, separados o combinados, tienen ventajas y desventajas entre sí.
Los sistemas combinados tienen como ventajas el captar y filtrar a través de las rejillas de fierro fundido tanto aguas residuales como pluviales, con lo cual el diseño, construcción y operación en apariencia es más económico. En este aspecto, los sistemas separados implican mayores inversiones. Por otra parte, los problemas ocasionados por la contaminación han obligado a las autoridades a enfrentarlos disminuyendo lo más posible el riesgo de esos problemas. Por consiguiente, para cuidar el medio ambiente es necesario contar con plantas de tratamiento que resulten más económicos por unidad de volumen tratado y rejillas de fierro fundido, que eviten el paso de materiales tóxicos o dañinos.
Aquí es evidente la conveniencia de los sistemas separados, pues los volúmenes de aguas pluviales son muy superiores a los correspondientes de aguas residuales en proporción de 50 a 200 veces o más. Así, una planta de tratamiento es más económica si solo se encarga de tratar aguas residuales de cierto tipo.
Un factor más a favor de los sistemas de alcantarillado separados se debe a la mayor demanda de agua en las ciudades, producto de su crecimiento, y a la escasez de la misma cerca de ellas. Esto ha llevado a las autoridades a tomar medidas integrales para que más habitantes dispongan del agua indispensable para cubrir sus necesidades y desempeñen sus actividades.
Tales medidas abarcan desde una mayor cobertura de abastecimiento hasta un uso racional del agua, y en este aspecto se deben desarrollar acciones encaminadas al rehúso del agua de lluvia, facilitando su filtrado con lasrejillas de fierro fundido adecuadas al entorno.
Brocales de Fierro Fundido | Estructuras de conducción
Los brocales de fierro fundido son piezas fundamentales para un correcto funcionamiento de las estructuras de conducción.
Estas, son aquellas obras o dispositivos, complementarias de las tuberías o conductos, que son esenciales para el buen funcionamiento de los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial, ya que a través de los brocales de fierro fundido se permite la correcta inspección y limpieza de las alcantarillas, disipando la energía con que llega el agua y ayudan en la unión de varias tuberías en los cambios de diámetro, dirección y pendiente.
De acuerdo a sus características particulares las estructuras en la conducción se clasifican en pozos de visita, cajas unión y disipadores de energía, (cajas con caída). Los pozos de visita tienen por función la inspección, limpieza y ventilación de las tuberías. Atendiendo al diámetro interior de las tuberías de llegada y /o salida los pozos de visita se clasifican en comunes y especiales. Las cajas unión de acuerdo a su función pueden ser de conexión, de deflexión, y en algunos casos pueden presentar ambas funciones. Las estructuras de disipación de energía se agrupan en tres bloques, caída adosada, caída natural y caída escalonada.
Por lo general, se utilizan brocales prefabricados como los brocales de fierro fundido, concreto reforzado, de plástico (polietileno) y pozos de visita prefabricados de fibrocemento que incluyen brocal de fibrocemento, así como pozos de visita prefabricados de PVC que incluyen brocal de PVC. Las dimensiones del brocal están en función del material en que se fabriquen los pozos de visita.
Existen también brocales con tapa elaborados de concreto polimérico (policreto) para tránsito ligero que pueden sustituir a los brocales de fierro fundido, las cuales son propensos a ser robados, debido a su valor comercial; además podemos encontrar brocales con tapa de plástico (polietileno), etc.
Coladeras de Fierro Fundido | Sistemas de alcantarillado
Las coladeras de fierro fundido se utilizan en el sistema de alcantarillado, los cuales son una parte muy importante de la infraestructura hidráulica de una población, ya que son los encargados de transportar las aguas residuales de una población y/o los escurrimientos pluviales, hasta un lugar de disposición o tratamiento.
En ocasiones, se pueden presentar condiciones de trabajo desfavorables en las coladeras de fierro fundido de los sistemas de alcantarillado, las cuales ponen en peligro la integridad de la infraestructura. Un primer ejemplo es la corrosión por sulfuro de hidrógeno, la cual se puede presentar como consecuencia de transportar agua con materia orgánica, como en el caso del agua residual. Otro ejemplo lo encontramos al momento de un llenado rápido de una línea de alcantarillado, ya que en estas condiciones se pueden generar sobrepresiones importantes, capases de provocar la fractura de la conducción.
También se puede ver afectada la integridad de las tuberías a causa de obstrucciones debido a que en las coladeras de fierro fundido se pueden presentar por la intrusión de raíces. Estas intrusiones se presentan cuando las raíces de los árboles se introducen por grietas o dislocaciones en busca de agua, invadiendo el interior y disminuyendo su área útil.
Esta serie de condiciones pueden llevar a la necesidad de sustituir o rehabilitar las líneas de coladeras de fierro fundido del alcantarillado, por lo cual es importante conocer las diferentes opciones que existen para restaurar las condiciones de uso normales en caso de ser necesario. Por lo tanto, en esta tesis se expone la problemática a la que están expuestos los sistemas de drenaje, así como algunos métodos para rehabilitarlos o sustituir sus conductos.
Alcantarillado de Fierro Fundido | Componentes del Sistema de Alcantarillado Pluvial
Los componentes principales de un sistema de alcantarillado de fierro fundido utilizado en redes pluviales, según su tarea, son los siguientes:
a) Estructuras de captación: Recolectan las aguas a transportar; en los sistemas de alcantarillado de fierro fundido se utilizan sumideros o coladeras pluviales (también llamados comúnmente bocas de tormenta), como estructuras de captación, aunque también pueden existir conexiones domiciliarias donde se vierta el agua de lluvia que cae en techos y patios. En general se considera que los escurrimientos pluviales también son captados por las vialidades, vados, cunetas, contra cunetas además de las coladeras pluviales o bocas de tormenta, para ser encauzados hacia las instalaciones de drenaje pluvial.
b) Estructuras de conducción: Transportan las aguas recolectadas por las estructuras de captación hacia sitios de tratamiento o vertido. Representan la parte medular de un sistema de alcantarillado de fierro fundido y se forman con conductos cerrados y abiertos conocidos como tuberías y canales, respectivamente.
c) Estructuras de conexión y mantenimiento: Facilitan la conexión y mantenimiento de los conductos que forman la red de alcantarillado de fierro fundido, pues además de permitir la conexión de varias tuberías, incluso de diferente diámetro o material, también disponen del espacio suficiente para que un hombre baje hasta el nivel de las tuberías y maniobre para llevar a cabo la limpieza e inspección de los conductos; tales estructuras son conocidas como pozos de visita.
d) Estructuras de descarga: Son estructuras terminales que protegen y mantienen libre de obstáculos la descarga final del sistema de alcantarillado de fierro fundido, pues evitan posibles daños al último tramo de tubería que pueden ser causados por la corriente a donde descarga el sistema o por el propio flujo de salida de la tubería.
e) Estructuras complementarias: Se consideran dentro de este grupo a todas aquellas estructuras que en casos específicos forman parte de un sistema de alcantarillado de fierro fundido pluvial, para resolver un problema determinado, y que resultan importantes para el correcto funcionamiento del sistema.
Coladeras de Fierro Fundido | Estructuras de descarga
La estructura de descarga de las Coladeras de fierro fundido, es la obra final del emisor que permite el vertido de las aguas negras o pluviales a un cuerpo receptor, sus características dependen de la locación elegida para la disposición final, del gasto de descarga, del tipo de emisor (tubería o canal), entre otros.
La disposición del caudal que se dirige a las Coladeras de fierro fundido debe efectuarse previo al tratamiento, por lo que el dimensionamiento de la estructura de descarga se hará para el gasto del efluente de la planta de tratamiento. En caso de que la construcción de la planta se difiera, el diseño se hará para el gasto máximo extraordinario considerado para el emisor.
Además, es recomendable considerar lo siguiente: Localización adecuada del sitio de vertido, procurando que este lo más alejado posible de la zona urbana, tomando en cuenta las zonas de crecimiento futuro, la ubicación más óptima para la planta de tratamiento y la dirección de los vientos dominantes, para el caso de descarga en una corriente de agua superficial, en la cual fluctúa su tirante dependiendo de la época en la que se encuentre se puede diseñar una estructura con dos descargas a diferente nivel.
En todos los casos se debe evitar tener un remanso en el emisor de descarga en las coladeras de fierro fundido según las características del sitio de vertido, colocando la plantilla de descarga a una altura igual o mayor al nivel de aguas máximas extraordinarias como se puede observar.
En general, no se recomienda localizar los vertidos que se dirigen a las coladeras de fierro fundido en: Masas de agua en reposo; vasos de presas, lagos, estuarios o bahías pequeñas; Aguas arriba de una cascada o caída de agua, terrenos bajos que estén alternativamente expuestos a inundación y secado.
Accesorios de Fierro Fundido Aros para instalaciones eléctricas
En las ciudades grandes se utilizan accesorios de fierro fundido como los aros con tapa para instalaciones subterráneas de los sistemas de distribución de luz subterráneos, donde el costo de este es mucho mayor que los del sistema de distribución aéreo.
En muchas ciudades se prefiere las instalaciones subterráneas ya que al aumentar las densidades de carga, las construcciones área se tornan sumamente difíciles de manejar en virtud de los transformadores y conductores de mayor tamaño.
Uno de los accesorios de fierro fundido, como los alimentadores, se están instalando por completo de forma subterránea tenido acceso a través de las aberturas que cuentan con la protección de los aros con tapa para evitar el ingreso de agua o materiales no deseados que puedan afectar el funcionamiento de los mismos.
Es difícil manejar diversas funciones de mantenimiento en un sistema subterráneo mientras se está energizando, en contraste con las prácticas en los sistemas aéreos. Se deben tomar precauciones especificas en el diseño de los accesorios de fierro fundido que se empleen en dichas instalaciones para incorporar el equipo necesario para seccionamiento y protección contra sobrecargas.
Debido a una imagen urbana sumamente deteriorada causada por el entrecruzamiento de las redes eléctricas aéreas, telefónica y cercanía extrema de las redes a las edificaciones, la imposibilidad de construcción de nuevas redes aéreas por las características geométricas, con calles estrechas, discontinuas, sin aceras, grandes pendientes.
Podemos decir que los accesorios de fierro fundido para redes subterráneas como los aros con tapa se han convertido en una opción favorable para las zonas urbanas.
Conexiones de Fierro Fundido | Unión de tuberías
Los diseños del sistema e instalación de tuberías se deben de basar en conexiones de fierro fundido hechas de manera adecuada.
Una conexión de fierro fundido inadecuada o hecha en campo sin cuidado puede causar retrasos en la instalación, provocar fallas en los sistemas de operación o puede crear condiciones de peligro. La tubería se une usando un sistema de fusión por fucalor, electrofusión, y métodos mecánicos como los adaptadores MJ, Bridas y Contrabridas, y coples de compresión. Los métodos de conexiones de fierro fundido variaran dependiendo de la presión externa e interna, la resistencia al goteo, los anclajes que limitan el movimiento longitudinal (capacidad de carga por empuje), requerimientos de empaques, requerimientos de construcción e instalación y el producto a manejar.
Siempre de deben utilizar las herramientas y componentes requeridos para construir e instalar conexiones de fierro fundido de acuerdo con las instrucciones y recomendaciones de los fabricantes. Sin embargo, las conexiones realizadas en campo son controladas y son responsabilidad del instalador de campo.
Todos los procedimientos y métodos de conexiones de fierro fundido requieren que los extremos del tubo o conexiones estén limpios, secos, y libre de toda partícula extraña antes de hacer la conexión. La presencia de contaminación y condiciones inestables del terreno pueden originar conexiones de fierro fundido defectuosas.
Antes de hacer una conexión de fierro fundido y antes de cualquier preparación de los tubos, las superficies deberán de estar limpias y secas. El polvo en general y la tierra acumulada se puede limpiar con un paño limpio, seco y sin pelusa. Cuando se tiene mucha tierra o lodo se deberán de limpiar con un paño húmedo y una solución de jabón y agua, seguido de un enjuague con agua limpia y secado con un paño limpio, seco y sin pelusas.
Rejillas de Fierro Fundido | Diseño urbano y red vial
Las Rejillas de fierro fundido deben estar diseñadas acorde al entorno exterior de las calles por ello en el proceso de diseño o rediseño de una calle, es importante tener clara la relación que tiene la calle a intervenir con las otras vías de la ciudad, así como con el alcantarillado urbano , zonas habitacionales y equipamiento. La calle forma parte de un sistema complejo, la forma de este sistema condiciona el funcionamiento cotidiano de una ciudad y tiene efectos directos en aspectos tales como su conectividad, movilidad y habitabilidad, entre otros.
Existen distintos tipos de trazas urbanas, las más comunes en las ciudades mexicanas son las de tipo plato roto, la ortogonal y la anular, aunque también es posible encontrar ciudades con una traza lineal o aquellas que responden a la llegada del ferrocarril, en donde las cuadras tomaron origen en los cruces de las vías férreas. Las Rejillas de fierro fundido deben ir adaptadas a la forma del suelo dando un aspecto estético y creando una armonía con el entorno.
Las ciudades pueden tener uno, o más tipos de morfologías; la mayoría de las ciudades tienen más de un tipo de traza urbana. Resulta necesario resaltar que, dentro de la red vial de una ciudad, existen las redes viales peatonal, ciclista, y de transporte público, cada una satisface distintas necesidades, dependiendo el modo de transporte que se elija y las Rejillas de fierro fundido no deben afectar el paso de dichas redes.
La existencia de una red vial no tiene que impedir la existencia de otra, al contrario, el ideal es que convivan y funcionen todas al mismo tiempo. Tal es el caso de por ejemplo la ciudad de Ámsterdam, en Los Países Bajos. Una red de calles adecuadamente diseñadas permite la convivencia de todos los modos de transporte y movilidad eficiente.
Las trazas urbanas difícilmente pueden modificarse, por lo que es importante conocerlas para organizar la red vial de una ciudad de acuerdo a las distintas vocaciones viales que se hayan generado o que se pretenden propiciar y tomar en cuenta el riesgo de inundaciones acoplando las Rejillas de fierro fundido necesarias para evitarlas.
Coladeras de Fierro Fundido | Características de residuos solidos
Las coladeras de fierro fundido deben ser resistentes a la características de las aguas residuales, entendiendo perfectamente el concepto de “calidad del agua” como el conjunto de características físicas, químicas y biológicas que cumplan con las características del modelo presentado por el Gobierno al ser vertidas.
El contenido total de sólidos en las aguas residuales depende de la eficiencia de las Coladeras de fierro fundido para filtrarlos, englobando en este término a la materia en suspensión, la materia sedimentable, la materia coloidal2 y la materia disuelta. Se define el contenido de sólidos totales a la materia que se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación entre 103 y 105°C. Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cónica (Cono de Imhoff) en el transcurso de un periodo de 60 minutos. Los sólidos totales pueden ser o no filtrables; la fracción filtrable de los sólidos corresponde a los sólidos disueltos totales. La fracción no filtrable de los sólidos corresponde a los sólidos suspendidos totales.
Ambas categorías de sólidos pueden ser divididas en función de su volatilidad a 550 ± 50 °C, a esta temperatura, la fracción orgánica se oxidará y dispersará en forma de gas, dejando a la parte inorgánica en forma de cenizas.
Los sólidos que se filtran a través de las Coladeras de fierro fundido al ser sometidos a procesos donde algunos se volatilizan y se denominan sólidos disueltos volátiles y los que permanecen en forma de ceniza son los sólidos disueltos fijos. Los sólidos no filtrables que se volatilizan se denominan sólidos suspendidos volátiles y los que permanecen en forma de ceniza son los sólidos suspendidos fijos.
Por ello es de suma importancia que las Coladeras de fierro fundido cumplan con los requisitos necesarios en la filtración de sólidos, ya que durante el proceso de filtrado de las aguas residuales, pueden alargar el proceso y convertirse en un problema de desechos.
Hierro Dúctil | La industria del hierro
El hierro dúctil se localiza en porciones grandes en la corteza de la tierra formando parte de la diversidad de minerales como: óxidos, minerales hidratados, carbonatos, sulfuros, silicatos, etc. Desde tiempos muy antiguos, el hombre ha aprendido a preparar y procesar estos minerales por medio de métodos de lavado, triturado y clasificado, separación de la ganga, calcinado, sinterizado y granulado, para fundir los minerales y obtener hierro dúctil y acero.
A través de la historia, muchos países han desarrollado una próspera industria siderúrgica basada en los suministros locales de mineral y en la proximidad de bosques para obtener carbón vegetal como combustible. A inicios del siglo XVIII, al descubrir que se podía utilizar coque en lugar de carbón vegetal revolucionó la industria, hizo posible un rápido desarrollo de la misma y sentó las bases para los demás avances de la Revolución Industrial.
Los países que poseían yacimientos naturales de carbón próximos a yacimientos de mineral de hierro disfrutaron de grandes ventajas. La fabricación de acero se desarrolló básicamente en el siglo XIX, al inventarse los procesos de fusión; el Bessemer (1855), el horno de hogar abierto, normalmente calentado a base de gas pobre (1864); y el horno eléctrico (1900).
Desde mediados del siglo XX, el tratamiento con oxígeno, principalmente el proceso Linz-Donowitz (LD) de lanza de oxígeno, hizo posible la fabricación de aceros de alta calidad con unos costes de producción bajos.
En la actualidad, la producción de hierro, de donde se deriva el Hierro dúctil es indicativa de la prosperidad de una nación y constituye una de las materias primas base para la producción en serie de muchas otras industrias, como la construcción naval, la construcción de edificios y la fabricación de automóviles, maquinaria, herramientas, equipamiento doméstico, etc.