UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
ANÁLISIS DEL DRENAJE PLUVIAL DISTRITO DE JOSÉ LEONARDO ORTIZ ALTERNATIVAS ALTERNATIV AS Y SOLUCIONES L I V I C A Í R E I N E G N I E D L A N O I S E F O R P A L E U C S E
E J A N E R D E D A I R E I N E G N I E D S A R B O ING° ANIBAL CÁCERES NARREA
INTEGRANTES
:
1. 2. 3. 4.
BALCAZAR FLORES, BRAYAN CHANAME GÓMEZ, PATRICIO PORTAL SUAREZ, ROYVER RAMIREZ CLAVO, MARLON
NOVIEMBRE - 2018
105543-E 090425-G 051879-K 071936-J
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DISEÑO DE OBRAS DE DRENAJE
INTRODUCCIÓN Presentamos a continuación el desarrollo de nuestro Primer Informe denominado: “Evaluación “Evaluación del Drenaje
Superficial del Distrito de José Leonardo Ortiz, tarea que nos fue asignada por nuestro docente del Curso de Obras de Ingeniería de Drenaje a cargo del Ing. Aníbal Cáceres Narrea. Como bien se sabe una Red de Alcantarillado Pluvial es un Sistema de Tuberías, sumideros e instalaciones complementarias que permite el rápido desalojo de las aguas de lluvia para evitar posible molestias, e incluso daños materiales y humados debido a su acumulación o escurrimiento superficial. Su importancia se manifiesta especialmente en zonas con altas precipitaciones y superficiales poco permeables. El presente informe tiene por finalidad evaluar la realidad problemática del Distrito de José Leonardo Ortiz en lo referido a la evaluación evaluación de su Drenaje Superficial Superficial para evacuar las aguas pluviales. Para dar solución al Drenaje Pluvial en la localidad de José Leonardo Ortiz, se verifica si se cuenta con infraestructura de Drenaje, si es aprovechada al máximo, de no tenerlas se planteará la construcción de cunetas de descarga lateral, el escurrimiento pluvial que se genera en la vialidad se capta por medio de las estructuras anteriores mencionadas, permitiendo su evacuación hacia las corrientes naturales o a una Planta de Tratamiento. Reduciendo así las inundaciones provocadas por lluvias en la zona de interés.
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INDICE INTRODUCCIÓN I.
ASPECTOS GENERALES 1.1.
LOCALIZACIÓN
1.2.
ASPECTOS SOCIALES 1.2.1.
1.3.
ASPECTOS GEOLÓGICOS 1.3.1.
II.
POBLACIÓN GEOLOGÍA LOCAL
1.4.
ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS
1.5.
GEOTECNIA ESTRUCTURAL
1.6.
TOPOGRAFÍA
1.7.
ASPECTOS HIDROGEOLÓGICOS
1.8.
ASPCTOS CLIMATOLÓGICOS CLIMATOLÓGICOS
REALIDAD PROBLEMÁTICA 2.1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1.1.
SITUACIÓN CRÍTICA
2.2.
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO
2.3.
OBJETIVO GENERAL
2.4.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
III. MARCO TEÓRICO 3.1.
BASE TEÓRICA
3.2.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS
3.3.
SITUACIÓN ACTUAL
IV. ALTERNATIVAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
V.
4.1.
DISEÑO DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
4.2.
CONCLUSIONES
4.3.
COMENTARIOS DEL GRUPO
BIBLIOGRAFÍA
VI. ANEXOS – VISTAS FOTOGRÁFICAS FOTOGRÁFICAS
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ANÁLISIS DEL DRENAJE PLUVIAL DEL DISTRITO DE JOSÉ LEONARDO ORTIZ ALTERNATIVAS ALTERNATIVAS Y SOLUCIÓN
I.
ASPECTOS GENERALES 1.1. LOCALIZACIÓN El distrito de José Leonardo Ortiz políticamente se encuentra en la provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque; Lambayeque; presenta una altitud promedio de 28 m.s.n.mA nivel distrital, José Leonardo Ortiz está ubicado en la parte Sur de la provincia de Chiclayo, en plena región de Costa. Tiene una superficie de 28.22 km 2 que representa el 0.85% del territorio de la provincia de Chiclayo y posee los siguientes límites jurisdiccionales: Por el Norte
: Con el fundo Culpón y Terrenos de Cultivo
Por el Sur
: Con la Av. Augusto B. Leguía y Provincia de Chiclayo
Por el Este
: Con la Av. Agricultura salida a la Provincia de Ferreñafe
Por el Oeste
Panamericana Norte Carretera a Lambayeque Lambayeque : Con la Panamericana
A continuación, se precisa la ubicación geográfica del distrito de José Leonardo Ortiz CENTRO POBLADO
LATITUD
LONGITUD
José Leonardo Ortiz
6° 44´ 47´´
79° 50´06´´
1.2.ASPECTOS 1.2. ASPECTOS SOCIALES A continuación, se describe las características demográficas que conforma el distrito de José Leonardo Ortiz, tomando como información fundamental, fundamental, la información información registrada por el INEI. 1.2.1. POBLACIÓN De acuerdo al “Empadronamiento Distrital de Población y Vivienda 2012 -2013” ejecutado por el
Instituto Nacional de Estadística e Informática, la población en el distrito de José Leonardo Ortiz ascendió a 134,685 habitantes, de los cuales 64,710 (48%) eran hombres y 69,795 (52%) eran mujeres. Grandes Grupos de Edad Población
JLO
Total
Hombres Mujeres
134,685 64,710
69,975
Menos
1 a 14
15 a 29
30 a 44
45 a 64
65 a más
de 1 año
años
años
años
años
años
33,977
36,626
28,778
23,742
9,182
2,380
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1.3. ASPECTOS GEOLÓGICOS 1.3.1. Geología Local La ciudad de José Leonardo Ortiz se encuentra emplazada dentro de la cuenca del Chancay – Lambayeque, en la parte Oeste colindante con el Océano Pacífico. Al igual que toda la franja costera del departamento de Lambayeque presenta características geomorfológicas del tipo llanura aluvial, predomina el recubrimiento de sedimentos de origen aluvial originado por el arrastre de suelos residuales. La zona norte del país, específicamente la franja costera del Dpto. de Lambayeque, ha sido un fondo marino de aguas poco profunda, y debido a las continuas avenidas de los Ríos La Leche y Reque se ha rellenado esta parte del Océano Pacífico, uno de los factores que ha favorecido a la formación de este relleno, es la presencia de los vientos imperantes en la región. En el área de estudio se ha identificado la siguiente unidad geológica:
-
Zona de Depósitos Aluviales Esta zona está conformada por los depósitos dejados, por los ríos Chancay Lambayeque y Reque (Qr-Al). Estos materiales están constituidos por cantos rodados, arenas, limos y arcillas, entremezclados en diferentes proporciones, debido a que han sido depositados bajo condiciones muy variables en cuanto a volumen y velocidad de flujo.
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Estos depósitos del cuaternario reciente tienen origen eólico y aluvial, las pampas aluviales al norte del río Reque forman una franja continua a lo largo de la costa. 1.4.
ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS La zona costanera está conformada por extensas pampas de material cuaternario y de algunos cerros o cadenas de cerros que sobresalen a los terrenos adyacentes.
Pampas Aluviales Las pampas aluviales forman una franja continua e interrumpida, a lo largo de la Costa.
-
Pampas al Norte del río Reque Se encuentran algunas pampas formadas por antiguos conos de deyección de los ríos andinos, las pampas típicas de este sector son algo más bajas; están por debajo de los 25 m.s.n.m. y a los 25-30 km. tierra adentro de la línea de Costa, no llegan a los 50 m de altitud.
-
Morfología de la Costa
El contraste que se presenta en las pampas de la planicie Costanera, es uno de los factores que controla los rasgos morfológicos de la Costa. Al Norte del río Reque: La línea de Costa no presenta barrancos, las pampas de esta área no presentan mayor variación topográfica, son playas anchas y abiertas. El límite entre playa y pampa, está representado por bancos de grava, depositada cerca al límite del alcance de las olas. En términos de clasificación geomorfológica, se puede decir que el área al Norte del río Reque, tiene una Costa que muestra señales de crecimiento y construcción, está ligeramente emergente y contiene playas elevadas. 1.5. GEOTECNIA ESTRUCTURAL El suelo del área de estudio es variado en función al tipo de roca madre, clima vegetación topografía, etc. En la costa se distinguen diferentes clases de suelos en los valles como ya se ha mencionado son de origen Fluvio Aluvial. Los tipos de suelo más representativo son los arcillosos, que se encuentran acumulados en los fondos de valles andinos, en los oasis costeros y recubriendo laderas o vertientes, cuando estas mantiene sus forestas; su espesor y el tipo de arcilla que lo componen varia de un lugar a otro.
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1.6. TOPOGRAFÍA La morfología de la Región Lambayeque consta principalmente de una amplia zona costanera, donde destacan las pampas aluviales y las dunas próximas al litoral. Un elemento a destacar en el relieve de esta región es la cordillera occidental, la cual constituye la divisoria de aguas cuya parte más alta es una superficie ondulada a 4000 m.s.n.m disectada profundamente por ríos de corto recorrido y poco caudal que desembocan al Océano Pacífico. Acerca de la pendiente de la región, se han diferido cinco rangos, que son los siguientes: muy baja, baja, media, alta y muy alta. Pendiente muy baja (menor a 10°) Se encuentran es este rango las zonas casi planas, ubicadas entre la desembocadura y parte baja del desierto costero lambayecano. En este sector, los flujos recorren con menor velocidad y forman amplios abanicos. Pendiente baja (10°-20°) Se ha podido observar este rango de pendiente en sectores de la región donde abundan los depósitos aluviales antiguos que forman grandes conos de deyección. Este es el caso de la mayoría de quebradas ubicadas en la cuenca baja de los ríos Reque, Saña y Lambayeque, y en terrazas, las cuales se hallan en ambos márgenes de dichos ríos y sus afluentes principales. Pendiente media (20°-40°) Este rango de pendiente corresponde a laderas suaves a onduladas, lomadas de afloramientos intrusivos, volcánicos y sedimentarios erosionados, identificables en la cuenca media de los ríos Reque, Saña y Lambayeque. Pendiente alta (40°-60°) Este rango de pendiente corresponde a afloramientos de rocas intrusivas y sedimentarias ubicadas en las estribaciones andinas. La mayoría de afloramientos ubicados en este rango de pendiente se encuentran afectados por estructuras tales como pliegues y fallas. pendiente muy alta (mayor a 60) Presentan este rango de pendiente las zonas escarpadas, barrancos y valles encañonados ubicados principalmente en las cuencas medias y altas de los valles La Leche, Saña y Motupe. En la zona costera, ejemplos de estas pendientes se observan en los acantilados de Puerto Eten y Chérrepe, donde se producen caídas de rocas y vuelcos por efecto de la gravedad y socavación marina.
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1.7. ASPECTOS HIDRGEOLÓGICOS Referente al aspecto hidrogeológico y en base a la “Zonificación Ecológica y Económica de la Región Lambayeque”
Acuífero: son unidades geológicas que tienen la capacidad de almacenar y trasmitir aguas subterráneas a través de sus fracturas, fallas y poros. En el área de estudio se presenta el siguiente tipo:
Acuífero poroso no consolidado: se compone de sedimentos aluviales y fluviales constituidos por gravas, cantos y bloques angulosos y redondeados con matriz arenosa, está asociado a los valles de los ríos principales, específicamente a depósitos porosos no consolidados de edad cuaternaria.
1.8. ASPECTOS CLIMATOLÓGICOS El clima en la ciudad de José Leonardo Ortiz y en general en toda la franja costera se puede clasificar como Desértico Subtropical Árido, influenciado directamente por la corriente fría marina de Humbolt, que actúa como elemento regulador de los fenómenos meteorológicos. Los factores que determinan el clima son los siguientes: TEMPERATURA La ciudad de José Leonardo Ortiz en condiciones normales presenta temperaturas máximas de 28.27ºC durante los meses de Enero y Marzo correspondientes al periodo más caluroso y temperaturas mínimas de 15.37ºC en los meses de invierno. La temperatura media anual es de 21ºC. GRÁFICA REGIMEN NORMAL DE TEMPERATURA
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II. REALIDAD PROBLEMÁTICA 2.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Ningún distrito de la región Lambayeque cuenta con drenaje pluvial, lo que pone al descubierto que lo vivido en las lluvias registradas en los fenómenos de El Niño de los años de 1983 y 1998, no fue una lección aprendida para las autoridades municipales que nos han gobernado en los últimos 30 años. Si bien es cierto, el EFEN (Estudio Nacional del Fenómeno de ‘El Niño’) aun no confirma ni descarta un nuevo Fenómeno ‘El Niño’ en el norte del país y que nuevamente afectaría a la
población de la región Lambayeque, este mes de agosto es clave, porque según lo que se está dando en estas últimas semanas se estarían presentando todas las condiciones para que a inicio del año 2016 se presente este fenómeno. Carlos Balarezo Mesones, Secretario técnico del Comité de Defensa Civil de la región Lambayeque, señala que lo más preocupante es que se está acercando una ola Kelvin (ola de aguas calientes), que posiblemente llegue en un par de semanas a la zona norte del país, lo que haría que se eleve la temperatura del mar más de lo que ya está. Además, manifiesta su preocupación, porque ya se sienten los impactos en la pesca, cuyas especies marinas ya están migrando a otras zonas al sentirse un calentamiento anormal de las aguas del litoral. “De desarrollarse un fenómeno, el impacto económico será mucho mayor que el de 1983 donde
no hubo prevención, porque lamentablemente lo cogió de sorpresa al expresidente Fernando Belaunde. El de 1998 fue mayor que el de 1983, pero en estas épocas las obras de prevención estaban al 60% aproximadamente, mientras que hoy, en lo que respecta al sector agricultura diría que estamos al 10%, porque para Lambayeque se aprobó 35 millones de soles para atender el trabajo en 25 puntos críticos. Este dinero es administrado por el Programa Subsectorial de Irrigación (PSI) en representación del Ministerio de Agricultura y a la fecha solo ha avanzado una sola obra en las 5 cuencas por falta de maquinaria. Por factor tiempo dudo se hagan todas estas obras”, enfatiza Balarezo.
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2.1.1. SITUACIÓN CRÍTICA Para Carlos Balarezo, a nivel de la zona urbana, la situación es mucho más difícil, pese a que ya se ha elaborado un Plan de Respuesta para los distritos de: Chiclayo, José Leonardo Ortiz y La Victoria, que contempla la reapertura de drenes urbanos que ya fueron abiertos en el año 1997 y que sirvieron para afrontar las precipitaciones pluviales de 1998, pero que lamentablemente por el desordenado crecimiento urbano de la ciudad, ahora la gran mayoría de estos drenes están cerrados, al tener viviendas muy cerca y la intención es que toda esta agua debe desembocar a la Av. Chiclayo. 2.2. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL SISTEMA O ALCANTARILLADO PLUVIAL 2.2.1. JUSTIFICACIÓN DEL SISTEMA O ALCANTARILLADO PLUVIAL Uno de los problemas más palpables en las zonas urbanas de la región, es la ausencia de drenajes pluviales en los 38 distritos de Lambayeque, lo que para Carlos Balarezo, esto es un problema muy delicado. “Es un problema gravísimo que no contemos con dre naje pluvial en ningún distrito de la
región Lambayeque, esto se debió hacer hace muchos años, porque recomendamos que se incluyera en los proyectos de agua y alcantarillado la ejecución de este sistema, por lo que habíamos vivido con lluvias anteriores y esto respaldaba nuestra sugerencia. Pero casi todas estas obras han sido mal ejecutadas, están fallando y no han sido recepcionadas por Epsel. Todos estos trabajos vienen siendo investigados por evidentes actos de corrupción. El argumento que nos expusieron los alcaldes era que se incrementa hasta en un 50% más el presupuesto económico, pero considero es justificado ante tanto daño que nos causa este fenómeno. Por cada sol que invertimos en prevención, nos ahorramos 10 de reconstrucción y rehabilitación. Chiclayo, Leonardo Ortiz y La Victoria, representan más del 50% de la población de la región”, enfatiza.
2.2.2. IMPORTANCIA DEL SISTEMA O ALCANTARILLADO PLUVIAL José Leonardo Ortiz (Lambayeque) no tiene un drenaje pluvial, que le permita evacuar las aguas de las lluvias y esto es responsabilidad de la Municipalidad Provincial En el aspecto sanitario, en razón a la topografía casi plana del área metropolitana, el punto de drenaje natural son las alcantarillas sanitarias, las que, al colmatarse, ocasionan atoros y afloramiento de aguas contaminadas en la superficie, convirtiéndose en un foco infeccioso para la población con la proliferación de insectos que son vectores pág. 10 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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de enfermedades infecciosas y metaxenicas (malaria, dengue, fiebre amarilla etc), sintetiza el especialista. El Fenómeno El Niño ha dejado de ser objeto de interés exclusivo de los físicos, meteorólogos y oceanógrafos. El interés del público en general es cada vez mayor, sin embargo, una vez pasado el período de emergencia la reacción humana y la de la sociedad en general regresa a sus ocupaciones cotidianas “olvidándose” de este difícil episodio. Sin un esfuerzo consciente de rescatar y salvar esta experiencia, seguimos corriendo los riesgos dejando la oportunidad de obtener peores resultados ante este tipo de desastres. El presente trabajo de investigación, es una respuesta a los problemas de inundación que sufre la ciudad de José Leonardo Ortiz frente a las grandes precipitaciones, en el cual se plantea de una manera aplicable y sencilla los criterios de diseño hidráulicos y constructivos para descargas en la elaboración de un sistema de drenaje, que se apoya en la implementación de elementos estructurales y no estructurales; y que puedan ser aporte para su futura ejecución. La eliminación de esta manera los focos infecciosos resultantes de la acumulación de aguas en sectores bajos de la ciudad de José Leonardo Ortiz, que son nocivos para la salud humana y muestran un ambiente estéticamente desfavorable para las actividades turísticas desarrolladas con frecuencia en esta ciudad. 2.3. OBJETIVO GENERAL Explicar los diferentes problemas que puede ocasionar los numerosos impactos de un evento climático extremo. 2.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Para cumplir con el objetivo principal se deben alcanzar previamente los siguientes objetivos: Identificar las estructuras hidráulicas que son necesario para mitigar los efectos de las inundaciones. Evaluar los daños en las estructuras de drenaje después del fenómeno. Complementar los conocimientos teóricos obtenidos en clase. Determinar alternativas de solución para los posibles problemas a encontrarse.
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III. MARCO TEÓRICO 3.1. BASE TEÓRICA 1. DRENAJE PLUVIAL La recolección de las aguas servidas en un sistema separado supone también la existencia de una red de alcantarillado para recolectar las aguas de lluvia y conducirlas hasta los causes existentes en la zona, sin provocar daños a propiedades vecinas o de la zona misma. Las aguas pluviales de los techos y patios interiores de las edificaciones, aunadas a las que recibe las calles directamente, constituirán un problema para la comunidad que a veces toman proporcionan económicas de cierta consideración por lo cual es preciso determinar la magnitud de estos caudales que se van acumulando en calles y avenidas, y cuyo incremento progresivo en el sentido de la pendiente de la calle llegaría a construir serios problemas que el proyectista evitar mediante un diseño eficiente. En general podemos considerar 05 factores importantes, para efectos de Diseño de un Sistema de Recolección de Aguas de lluvias:
Características de la Zona en Estudio
Curvas de Pavimento.
Intensidad – Duración y Frecuencia de las Lluvias.
Tiempo de concentración de las aguas de escorrentía a un determinado punto.
Estimación del Caudal.
2. FLUJO SUPERFICIAL El agua que fluya a la red de saneamiento, procede de la escorrentía urbana, de los efluentes urbanos y de las filtraciones a la red. Si estos dos últimos términos son simples de determinar, la escorrentía urbana se forma con unos procesos análogos a la escorrentía natural y las dificultades que aparecen son de la misma índole. La superficie que presenta el distrito frente a la, podemos catalogarla en dos tipos: Superficies Impermeables y Permeables. La Superficies Impermeables las constituyen los edificios, pavimentos, calzadas, aceras, azoteas. Mientras las superficies permeables las originan los jardines, algunos patios interiores, solares sin edificar, parques, cementerios. Producto del nivel freático k muestra este distrito, ya que está rodeado del balneario de Pimentel. Al llover sobre una zona urbana, una primera fracción de lluvia se emplea en mojar las superficies de los edificios y pavimentos, otra parte es evaporada u otra queda atrapada en huecos o pág. 12 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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depresiones del terreno. Si sigue lloviendo más el agua se moviliza hacia los puntos de recogida, circulando sobre superficies impermeables. Si la pendiente de la calle es suficiente los sumideros no tienen eficiencia completa y una parte de la escorrentía se les escapa cuesta abajo hasta zonas más llanas, provocando las inundaciones y acumulaciones de agua, provocando enfermedades de no ser escurridas. La cantidad de material suspendido en el drenaje pluvial presenta una carga muy alta debido a los caudales involucrados. No existen soluciones únicas y milagrosas, sino soluciones adecuadas y racionales para cada realidad. El ideal es conciliar la colecta y el tratamiento del escurrimiento sanitario sumado a la retención y tratamiento del escurrimiento pluvial, dentro de una visión integrada, de tal manera que tanto los aspectos higiénicos como los ambientales sean atendidos. 3. INTENSIDAD DE LA LLUVIA La intensidad de la lluvia de diseño para un determinado punto del sistema de drenaje es la intensidad promedio de una lluvia cuya duración es igual al tiempo de concentración del área que se drena hasta ese punto, y cuyo periodo de retorno es igual al del diseño de la obra de drenaje. Es decir que para determinarla usando la curva intensidad - duración - frecuencia (IDF) aplicable a la zona urbana del estudio, se usa una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca, y la frecuencia igual al recíproco del periodo de retorno del diseño de la obra de drenaje. 4. ÁREA DE DRENAJE Debe determinarse el tamaño y la forma de la cuenca o subcuenca bajo consideración utilizando mapas topográficos actualizados. Los intervalos entre las curvas de nivel deben ser lo suficiente para poder distinguir la dirección del flujo superficial. Deben medirse el área de drenaje que contribuye al sistema que se está diseñando y las subáreas de drenaje que contribuyen a cada uno de los puntos de ingreso a los ductos y canalizaciones del sistema de drenaje. Al trazar la divisoria del drenaje deberán atenderse la influencia de las pendientes de los pavimentos, la localización de conductos subterráneos y parques pavimentados y no pavimentados, la calidad de pastos, céspedes y demás características introducidas por la urbanización. pág. 13 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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5. PERIODO DE RETORNO El sistema menor de drenaje deberá ser diseñado para un periodo de retorno entre 2 y 10 años. El periodo de retorno está en función de la importancia económica de la urbanización, correspondiendo 2 años a pueblos pequeños. El sistema mayor de drenaje deberá ser diseñado para el periodo de retorno de 25 años. El diseñador podrá proponer periodos de retorno mayores a los mencionados según su criterio le indique que hay mérito para postular un mayor margen de seguridad debido al valor económico o estratégico de la propiedad a proteger. COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA EN ÁREAS NO DESARROLLADAS EN FUNCIÓN DEL TIPO DE SUELO TIPO DE SUELO TOPOGRAFÍA / VEGETACIÓN
TIERRA
LIMO
ARCILLA
ARENOSA
ARCILLOSO
PESADA
Plano
0.10
0.30
0.40
Ondulado
0.25
0.35
0.50
Pronunciado
0.30
0.50
0.60
Plano
0.10
0.30
0.40
Ondulado
0.16
0.36
0.55
Pronunciado
0.22
0.42
0.60
Plano
0.30
0.50
0.60
Ondulado
0.40
0.60
0.70
Pronunciado
0.52
0.72
0.82
BOSQUES
PRADERA
TERRENOS DE CULTIVO
6. CAPTACIÓN DE AGUAS PLUVIALES EN EDIFICACIONES Para el diseño del sistema de drenaje de aguas pluviales en edificaciones ubicadas en localidades de alta precipitación con características iguales o mayores a las establecidas en el párrafo 4.6, se deberá tener en consideración las siguientes indicaciones. Las precipitaciones pluviales sobre las azoteas causarán su almacenamiento; mas con la finalidad de garantizar la estabilidad de las estructuras de la edificación, estas aguas deberán ser evacuadas a los jardines o suelos sin revestir a fin de poder garantizar su infiltración al subsuelo. Si esta condición no es posible deberá realizarse su evacuación hacia el sistema de drenaje exterior o de calzada.
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7. ALMACENAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES EN ÁREAS SUPERIORES O AZOTEAS El almacenamiento de agua pluvial en áreas superiores o azoteas transmite a la estructura de la edificación una carga adicional que deberá ser considerada para determinar la capacidad de carga del techo y a la vez, el mismo deberá ser impermeable para garantizar la estabilidad de la estructura. El almacenamiento en azoteas será aplicable áreas iguales o mayores a 500 m2. La altura de agua acumulada en azoteas no deberá ser mayor de 0,50 m. En el proyecto arquitectónico de las edificaciones se debe considerar que las azoteas dispondrán de pendientes no menores del 2% hacia la zona seleccionada para la evacuación. 8. CAPTACIÓN EN ZONA VEHICULAR – PISTA Para la evacuación de las aguas pluviales en calzadas, veredas y las provenientes de las viviendas se tendrá en cuenta las siguientes consideraciones:
ORIENTACIÓN DEL FLUJO En el diseño de pistas se deberá prever pendientes longitudinales (Sl) y transversales (St) a fin de facilitar la concentración del agua que incide sobre el pavimento hacia los extremos o bordes do la calzada. Las pendientes a considerar son:
-
Pendiente Longitudinal (Sl) > 0,5%.
-
Pendiente Transversal (St) de 2% a 4%
CAPTACIÓN Y TRANSPORTE DE AGUAS PLUVIALES DE CALZADA Y ACERAS La evacuación de las aguas que discurren sobre la calzada y aceras se realizará mediante cunetas, las que conducen el flujo hacia las zonas bajas donde los sumideros captarán el agua para conducirla en dirección a las alcantarillas pluviales de la ciudad. Las cunetas construidas para este fin podrán tener las siguientes secciones transversales.
-
Sección Circular.
-
Sección Triangular.
-
Sección Trapezoidal.
-
Sección Compuesta.
-
Sección en V. pág. 15
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DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA CUNETA La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y rugosidad del material con que se construyan. La capacidad de conducción se hará en general utilizando la Ecuación de Manning. La sección transversal de las cunetas generalmente tiene una forma de triángulo rectángulo con el sardinel formando el lado vertical del triángulo. El ancho máximo T de la superficie del agua sobre la pista será:
-
En vías principales de alto tránsito: Igual al ancho de la berma.
-
En vías secundarias de bajo tránsito: Igual a la mitad de la calzada. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD (Muestra los valores del coeficiente de Rugosidad de Manning correspondientes a los diferentes acabados de los materiales de las cunetas de las Calles y Berma Central)
COEFICIENTE DE
1. CUNETAS DE LAS CALLES
RUGOSIDAD
a. CUNETA DE CONCRETO CON ACABADO PALETEADO
0.012
b. PAVIMENTO ASFÁLTICO 1.
TEXTURA LISA
0.013
2.
TEXTURA RUGOSA
0.016
c. CUNETA DE CONCRETO CON PAVIMENTO ASFÁLTICO 1.
LISO
0.013
2.
RUGOSO
0.015
d. PAVIMENTO DE CONCRETO 1.
ACABADOS CON LLANO DE MADERA
0.014
2.
ACABADO ESCOBILLADO
0.016
e. LADRILLO
0.016
f. PARA CUNETAS CON PENDIENTE PEQUEÑA Donde
el
sedimento
puede
acumularse,
se
incrementarán los valores arriba indicaos de n, en:
0.002
- EVACUACIÓN DE LAS AGUAS TRASNPORTADAS POR LAS CUNETAS Para evacuación de las aguas de las cunetas deberá preverse Entradas o Sumideros de acuerdo a la pendiente de las cunetas y condiciones de flujo.
SUMIDEROS La elección del tipo de sumidero dependerá de las condiciones hidráulicas, económicas y de ubicación y puede ser dividido en tres tipos, cada uno con muchas variaciones.
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- SUMIDEROS LATERALES EN SARDINELES O SOLERA Este ingreso consiste en una abertura vertical del sardinel a través del cual pasa el flujo de las cunetas. Su utilización se limita a aquellos tramos donde se tenga pendientes longitudinales menores de 3%.
- SUMIDEROS DE FONDO Este ingreso consiste en una abertura en la cuneta cubierta por uno o más sumideros. Se utilizarán cuando las pendientes longitudinales de las cunetas sean mayores del 3%.
- SUMIDEROS MIXTOS O COMBINADOS Estas unidades consisten en un Sumidero Lateral de Sardinel y un Sumidero de Fondo actuando como una unidad. El diámetro mínimo de los tubos de descarga al buzón de reunión será de 10". Complementariamente puede usarse también.
- SUMIDEROS DE REJILLAS EN CALZADA Consiste en una canalización transversal a la calzada y a todo lo ancho, cubierta con rejillas.
- REJILLAS Las rejillas pueden ser clasificadas bajo dos consideraciones: 1. Por el material del que están hechas; pueden ser: a. De Fierro Fundido b. De Fierro Laminado (Platines de fierro) 2. Por su posición en relación con el sentido de desplazamiento principal de flujo; podrán ser: a. De rejilla horizontal. b. De rejilla vertical. c. De rejilla horizontal y vertical. Las rejillas se adaptan a la geometría y pueden ser enmarcadas en figuras: Rectangulares, Cuadradas y Circulares Generalmente se adoptan rejillas de dimensiones rectangulares y por proceso de fabricación industrial se fabrican en dimensiones de 60 mm x 100 mm y 45 mm x 100 mm (24"x 40" y 18" x 40"). La separación de las barras en las rejillas varia entre 20 mm - 35 mm - 50 mm (3/4" – 1 3/8" - 2") dependiendo si los sumideros se van a utilizar en zona urbanas o en carreteras. pág. 17 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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COLECTORES DE AGUAS PLUVIALES El alcantarillado de aguas pluviales está conformado por un conjunto de colectores subterráneos y canales necesarios para evacuar la escorrentía superficial producida por las lluvias a un curso de agua. El agua es captada a través de los sumideros en las calles y las conexiones domiciliarias y llevada a una red de conductos subterráneos que van aumentando su diámetro a medida que aumenta el área de drenaje y descargan directamente al punto más cerca no de un curso de agua; por esta razón los colectores pluviales no requieren de tuberías de gran longitud. Para el diseño de las tuberías a ser utilizadas en los colectores pluviales se deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones.
- SELECCIÓN DEL TIPO DE TUBERÍA Se tendrán en cuenta las consideraciones especificadas en las Normas Técnicas Peruanas NTP vigentes. Los materiales de las tuberías comúnmente utilizadas en alcantarillados pluviales son:
Asbesto Cemento.
Concreto Armado Centrifugado
Fierro Fundido Dúctil
Concreto Pretensado Centrifugado
Poly (Cloruro de Vinilo)
Concreto Armado Vibrado (PVC)
Poliéster reforzado con recubrimiento interior de polietileno PVC
Arcilla Vitrificada fibra de vidrio GRP
- VELOCIDAD MÍNIMA La velocidad mínima de 0.90 m/s fluyendo las aguas a tubo lleno es requerida para evitar la sedimentación de las partículas que como las arenas y gravas acarrea el agua de lluvia.
- VELOCIDAD MÁXIMA La velocidad máxima en los colectores con cantidades no significativas de sedimentos en suspensión es función del material del que están hechas las tuberías y no deberá exceder los valores indicados en la Tabla a fin de evitar la erosión de las paredes. pág. 18 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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VELOCIDAD MÁXIMA PARA TUBERÍAS DE ALCANTARILLADO (m/s) AGUA CON FRAGMENTOS MATERIAL DE LA TUBERÍA DE ARENA Y GRAVA Abesto Cemento
3.0
Hierro Fundido Dúctil
3.0
Cloruro De Polivinilo
6.0
Poliéster Reforzado Con Fibra De Vidrio
3.0
Arcilla Vitrificada
3.5
Concreto Armado
Concreto Armado
140 kg/cm²
2.0
210 kg/cm²
3.3
250 kg/cm²
4.0
280 kg/cm²
4.3
315 kg/cm²
5.0
> 280 kg/cm²
6.6
Curado al Vapor
- PENDIENTE MÍNIMA Las pendientes mínimas de diseño de acuerdo a los diámetros, serán aquellas que satisfagan la velocidad mínima de 0,90 m/s fluyendo a tubo lleno. Por este propósito, la pendiente de la tubería algunas veces incrementa en exceso la pendiente de la superficie del terreno.
- BUZONES Para colectores de diámetro menor de 1,20 m el buzón de acceso estará centrado sobre el eje longitudinal del colector.
Cuando el diámetro del conducto sea superior al diámetro del buzón, éste se desplazará hasta ser tangente a uno de los lados del tubo para mejor ubicación de los escalines del registro.
En colectores de diámetro superior a 1,20 m. con llegadas de laterales por ambos lados del registro, el desplazamiento se efectuará hacia el lado del lateral menor.
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EVACUACIÓN DE LAS AGUAS RECOLECTADAS
Las aguas recolectadas por los Sistemas de Drenaje Pluvial Urbano deberán ser evacuadas hacia depósitos naturales (mar, ríos, lagos, quebradas depresiones, etc.) o artificiales. Eta evacuación se realizará en condiciones tales que se consideren los aspectos técnicos, económicos y de seguridad del sistema. MARCO DE POLÍTICO NORMATIVO, INSTITUCIONAL DEL SECTOR DE DRENAJE PLUVIAL a. Políticas sectoriales, regulaciones y sus implicancias ambientales. b. Responsabilidades ambientales de entidades sectoriales con responsabilidad en drenaje pluvial. c.
Licencias, permisos y autorizaciones necesarios para proyectos sectoriales, especialmente en los aspectos ambientales.
d. Identificación de actores locales e interacción entre los niveles de actuación regional, provincial y municipal. MARCO DE POLÍTICO NORMATIVO, INSTITUCIONAL AMBIENTAL RELEVANTE AL SECTOR DE DRENAJE PLUVIAL a. Realizar el estudio del marco legal relevante al Sector de Drenaje Pluvial, a nivel nacional, provincial (en provincias participantes) y municipal. b. Políticas nacionales, leyes y regulaciones ambientales relevantes al Sector (de salud, desarrollo urbano, etc.). c.
Instituciones ambientales a nivel nacional, provincial y municipal: campos de acción y de gestión.
d. Leyes y regulaciones sobre el manejo del recurso agua y control de contaminación, legislación sobre el manejo de cuencas, legislación sobre desagües pluviales existentes. Regulaciones sobre estudio de impacto ambiental. e) Legislaciones y reglamentos sobre desarrollo urbano, códigos y zonificación urbana. f) f) Legislación y reglamentos de participación ciudadana y consulta pública.
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3.2. DEFINICIOS DE TERMINOS
ALCANTARILLA Conducto subterráneo para conducir agua de lluvia, aguas servidas o una combinación de ellas.
ALCANTARILLADO PLUVIAL Conjunto de alcantarillas que transportan aguas de lluvia.
BERMA Zona lateral pavimentada o no de las pistas o calzadas, utilizadas para realizar paradas de emergencia y no causar interrupción del tránsito en la vía.
BOMBEO DE LA PISTA Pendiente transversal contada a partir del eje de la pista con que termina una superficie de rodadura vehicular, se expresa en porcentaje.
BUZON Estructura de forma cilíndrica generalmente de 1.20m de diámetro. Son construidos en mampostería o con elementos de concreto, prefabricados o construidos en el sitio, puede tener recubrimiento de material plástico o no, en la base del cilindro se hace una sección semicircular la cual es encargada de hacer la transición entre un colector y otro.
CALZADA Porción de pavimento destinado a servir como superficie de rodadura vehicular.
CANAL Conducto abierto o cerrado que transporta agua de lluvia.
CAPTACIÓN Estructura que permite la entrada de las aguas hacia el sistema pluvial.
CARGA HIDRAULICA Suma de las cargas de velocidad, presión y posición.
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA Coeficiente que indica la parte de la lluvia que escurre superficialmente.
COEFICIENTE DE FRICCIÓN Coeficiente de rugosidad de Manning. Parámetro que mide la resistencia al flujo en las canalizaciones.
CUENCA Es el área de terreno sobre la que actúan las precipitaciones pluviométricas y en las que las aguas drenan hacia una corriente en un lugar dado. pág. 21
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CUNETA Estructura hidráulica descubierta, estrecha y de sentido longitudinal destinada al transporte de aguas de lluvia, generalmente situada al borde de la calzada.
DREN Zanja o tubería con que se efectúa el drenaje.
DRENAJE Retirar del terreno el exceso de agua no utilizable.
DRENAJE URBANO Drenaje de poblados y ciudades siguiendo criterios urbanísticos.
DRENAJE URBANO MAYOR Sistema de drenaje pluvial que evacua caudales que se presentan con poca frecuencia y que además de utilizar el sistema de drenaje menor (alcantarillado pluvial), utiliza las pistas delimitadas por los sardineles de las veredas, como canales de evacuación.
DRENAJE URBANO MENOR Sistema de alcantarillado pluvial que evacua caudales que se presentan con una frecuencia de 2 a 10 años.
DURACIÓN DE LA LLUVIA Es el intervalo de tiempo que media entre el principio y el final de la lluvia y se expresa en minutos.
EJE Línea principal que señala el alineamiento de un conducto o canal.
FRECUENCIA DE LLUVIAS Es el número de veces que se repite una precipitación de intensidad dada en un período de tiempo determinado, es decir el grado de ocurrencia de una lluvia.
FILTRO Material natural o artificial colocado para impedir la migración de los finos que pueden llegar a obturar los conductos, pero que a la vez permiten el paso del agua en exceso para ser evacuada por los conductos.
FLUJO UNIFORME Flujo en equilibrio dinámico, es aquel en que la altura del agua es la misma a lo largo del conducto y por tanto la pendiente de la superficie del agua es igual a la pendiente del fondo del conducto.
INTENSIDAD DE LA LLUVIA pág. 22
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Es el caudal de la precipitación pluvial en una superficie por unidad de tiempo. Se mide en milímetros por hora (mm/hora) y también en litros por segundo por hectárea (l/s/Ha).
LLUVIA EFECTIVA Porción de lluvia que escurrirá superficialmente. Es la cantidad de agua de lluvia que queda de la misma después de haberse infiltrado, evaporado o almacenado en charcos.
MONTANTE Tubería vertical por medio de la cual se evacua las aguas pluviales de los niveles superiores a inferiores.
PAVIMENTO Conjunto de capas superpuestas de diversos materiales para soportar el tránsito vehicular.
PENDIENTE LONGITUDINAL Es la inclinación que tiene el conducto con respecto a su eje longitudinal.
PENDIENTE TRANSVERSAL Es la inclinación que tiene el conducto en un plano perpendicular a su eje longitudinal.
PERIODO DE RETORNO Periodo de retomo de un evento con una magnitud dada es el intervalo de recurrencia promedio entre eventos que igualan o exceden una magnitud especificada.
PRECIPITACIÓN Fenómeno atmosférico que consiste en el aporte de agua a la tierra en forma de lluvia, llovizna, nieve o granizo.
RASANTE Nivel del fondo terminado de un conducto del sistema de drenaje.
REJILLA Estructura de metal con aberturas generalmente de tamaño uniforme utilizadas para retener sólidos suspendidos o flotantes en aguas de lluvia o aguas residuales y no permitir que tales sólidos ingresen al sistema.
3.3. ANALISIS DE LA SITUACION ACTUAL EN EL DISTRITO DE JOSÉ LEONARDO ORTIZ Actualmente uno de los principales, quizás el principal problema de recursos hídricos en el distrito de José Leonardo Ortiz, es el impacto resultante del desarrollo urbano, tanto en el ámbito interno de los municipios como en el ámbito externo, exportando contaminación e inundaciones hacia aguas abajo. La ineficiencia pública se observa en:
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La gran pérdida de agua tratada en las redes de distribución urbana. No es racional el uso de nuevos manantiales cuando las pérdidas continúan en niveles tan altos. Las pérdidas pueden ser económicas y físicas, las primeras están relacionadas con la medición y cobranza y las segundas debido a las pérdidas en la red. Cuando existen pérdidas, las redes de tratamiento no colectan las cloacas suficientemente, de la misma manera que las estaciones de tratamiento continúan funcionando debajo de su capacidad instalada. La red de drenaje pluvial presenta dos problemas: a. Además de transportar las cloacas que no son colectadas por la red sanitaria, también transporta la contaminación del escurrimiento pluvial (carga orgánica, y metales) b. La construcción excesiva de canales y conductos, apenas transfieren las inundaciones de un lugar para otro dentro de la ciudad, a costos insustentables para los municipios. c.
También el nivel freático que es muy alto. Influye en la problemático ya que puede producir daños a las estructuras ya que el agua del mar contiene sales que dañan las estructuras de concreto caso que tenemos que tener en cuenta cuando se va a requerir hacer una estructura, que será muy importante para su duración en su tiempo de vida útil proyectada.
DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DEL SISTEMA DE DRENAJE- ESCENARIO ACTUAL Se deberá evaluar la situación ambiental de los canales de drenaje pluvial de la cuenca o subcuencas, analizando causas y efectos de la situación actual a fin de proponer estrategias o programas de medidas para minimizar o mejorar la situación. Como: a. Análisis de la cartografía del sistema de drenaje en base a aerofotografías y comprobaciones de campo. Cabe consignar en este sentido la necesidad de disponer del catastro de la red urbana. Ello implica conocer el diámetro de los conductos y su cota de fondo. Generalmente los mapas topográficos urbanos no poseen esta valiosa información. Además, estos catastros es común se desactualicen con mucha rapidez al no existir un banco de datos local. b. Evaluación, sobre la base de los registros existentes en la comunidad, de la frecuencia y localización de las manchas de inundación en la trama urbana para tormentas de distinta recurrencia, todo lo cual resulta un insumo relevante para la gestión del drenaje y en particular para sustento de políticas de reasentamiento poblacional, temática mencionada más adelante. pág. 24 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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c.
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Problemas ambientales a lo largo del sistema de drenaje. Identificación, localización y cuantificación, incluyendo aspectos como (inestabilidad de taludes, erosión o socavación de márgenes o de infraestructura, zonas de deposición de sedimentos, estrangulamientos hidráulicos o box culverts, zonas de acumulación ilegal de desechos sólidos, asentamientos irregulares en lechos o márgenes de canales, conexiones ilegales de aguas negras domiciliarias o industriales, zonas de crecimiento de malezas acuáticas, etc.). Análisis de causas y efectos de cada tipo identificado.
d. Resulta de gran importancia conocer la configuración y funcionamiento de la red cloacal, ya que en algunas ciudades existe conexión de dicha red con el sistema de drenaje, evacuándose desagües domésticos residuales a través de este último, constituyéndose así en fuentes de impacto ambiental significante. e. En el diagnóstico debe ser incluida una evaluación estimativa de la carga contaminante vehiculizada por el drenaje pluvial. Se conoce que esta carga se halla en gran medida correlacionada con las características de ocupación del suelo urbano y que, en determinados casos puede aún ser superior a la carga del efluente cloacal, sometido éste a un tratamiento convencional. f.
Identificación y análisis de la responsabilidad y capacidad institucional para manejar los problemas individualizados.
PROCESO DE DISEÑO Y REVISIÓN DE UNA RED DE ALCANTARILLADO PLUVIAL Como primer punto se realiza un trazo preliminar de una posible red de alcantarillado a partir del plano de curvas de nivel. En segundo lugar se recaba información pluviométrica de aquellas estaciones climatológicas que se encuentren tanto dentro como cerca de la zona en estudio. Para ello generalmente, se emplean las curvas intensidad - duración - período de retorno (I - D T) y algunos criterios de riesgo. Como último paso, una vez analizada y procesada la información de la lluvia, se estiman los gastos de diseño para dimensionar cada una de las estructuras componentes del sistema de alcantarillado. Tales gastos dependen de las condiciones topográficas, del criterio de riesgo empleado y de la tormenta de diseño asociada, así como del área a servir.
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DISEÑO DE REDES DE ALCANTARILLADO PLUVIAL Cuando llueve en una localidad, el agua no infiltrada escurre por las calles y en el terreno natural hacia las partes bajas, donde finalmente puede almacenarse o conducirse hacia los arroyos naturales. El diseño y construcción de una red de alcantarillado es un trabajo de ingeniería donde se busca la eficiencia y economía. El diseño de la red abarca en forma general, la determinación de la geometría de la red, incluyendo el perfil y trazo en planta, los cálculos de diámetro y pendientes de cada tramo y la magnitud de las caídas necesarias en los pozos. La definición de la geometría de la red se inicia con la ubicación de los posibles sitios de vertido y el trazo de colectores. Para ello, se siguen normas de carácter práctico, basándose en la topografía de la zona y el trazo urbano de la localidad. Por lo común, se aplican las reglas siguientes: 1. Los colectores de mayor diámetro se ubican en las calles más bajas para facilitar el drenaje de las zonas altas con colectores de menor diámetro. 2. El trazo de los colectores se ubica sobre el eje central de las calles, evitando su cruce con edificaciones. Su trazo debe ser lo más recto posible procurando que no existan curvas. 3. La red de alcantarillado debe trazarse buscando el camino más corto al sitio de vertido. 4. Las conducciones serán por gravedad. Se tratará de evitar las conducciones con bombeo. Después de un primer análisis respecto a lo observado en el distrito de José Leonardo Ortiz considerando la topografía y la cercanía de drenes perimetrales se recomendaría el uso de un modelo perpendicular de descarga buscando la trayectoria más corta hacia los canales superficiales existentes. De esta manera valga decir aprovechando las condiciones topográficas que permitan una adecuada conducción y una oportuna evacuación de las aguas pluviales evitando así el colapso muchas veces de las redes de desagüe e inundaciones.
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IV. PROPUESTAS DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN De acuerdo a la problemática propuesta así como un primer análisis, podríamos decir que el grupo ha tenido en bien proponer las siguientes alternativas: A. Plantear y Mejorar constantemente un Sistema de Drenaje Superficial para aguas pluviales , que en su concepción deberá incluir los siguientes parámetros:
De acuerdo al mapa de rutas de flujo que se presentan en anexos, así como lo descrito anteriormente en este trabajo, se deberá aprovechar la topografía de la ciudad (puntos más altos y más bajos) y proponer un drenaje horizontal que permita evacuar rápida y oportunamente las aguas de las calles, evitando así las inundaciones e infiltraciones en los buzones.
Para lograr este adecuado drenaje se deberá trabajar en el sistema de pavimentación de las calles, ya que éstas de acuerdo al material con el que estén recubiertas deberán poseer las características necesarias (bombeo adecuado, cunetas, datos sobre infiltración, mantenimiento oportuno). Nosotros además habíamos planteado que se podría diseñar una especie de cunetas entre la vereda y donde termina la calzada de cada calle de esta forma el agua de lluvia gracias al bombeo de las vías podría evacuarse a través de estas cunetas y desembocar sus aguas a algún dren o río cercano.
Ubicar los posibles drenes a donde iría a desembocar nuestro sistema de drenaje para ello podría ser en la parte del Dren 3000, y el Dren 3100
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B. Plantear y Mejorar constantemente un Sistema de Drenaje Pluvial en las Viviendas Para ello el grupo había tenido la idea de que como la mayoría de las viviendas ante un fenómeno de precipitaciones evacúan el agua que queda en sus techos hacia la calle, se podría revertir y optimizar esta desfavorable situación, diseñando sistemas de drenaje pluvial en los techos de las viviendas y que el agua captada vaya a un recipiente donde se almacene y con algún debido tratamiento, esta agua pueda ser reutilizada con fines de riego de jardines y plantas.
4.1. DISEÑO DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
CONSTRUCCION DE ALCANTARILLADO PARA DRENAJE PLUVIAL PARA LA CIUDAD Lo ideal para el drenaje pluvial de la ciudad de José Leonardo Ortiz seria que esta cuente con su propia red de alcantarillado pluvial, que consistiría en una red de alcantarillado diferente a la red de alcantarillado Sanitario existente, la creación de este sistema de alcantarillado pluvial no se haría de un modo aislado sino que para esto necesitamos de mucha información sobre las redes no solo de desagüe, sino agua potable y otras que ya existen en el distrito de José Leonardo Ortiz, para no modificarlas ni alterarlas en el momento de la construcción de este sistema de alcantarillado pluvial. La evacuación de las aguas que discurren sobre la calzada y aceras se realizará mediante cunetas, las que conducirían el flujo hacia las zonas de menor cota donde los sumideros captaran el agua para conducirlas en dirección a las alcantarillas pluviales que se está proponiendo. pág. 28
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Las alcantarillas pluviales serán un conjunto de colectores subterráneos y canales necesarios para evacuar la escorrentía superficial producidas por las lluvias las cuales se calcula, estas alcantarillas como es de suponer aumentaran su diámetro en función que aumenta el área de drenaje pluvial y descargan en puntos cercanos de canales que existan. Por lo dicho anteriormente se ve la necesidad de la creación de más canales de drenaje en la ciudad de Chiclayo pues con los que cuenta no serían necesarios para evacuar rápidamente todas las aguas producidas por los eventos de lluvia.
CONSTRUCCION DE CUNETAS PARALELAS AL TRAFICO VEHICULAR Se propone la construcción de una serie de cunetas para evacuar las aguas que discurren sobre la acera y sobre la calzada, estas cunetas conducirán el flujo por gravedad hacia zonas más bajas donde se encontraran las estructuras decantadoras que se detallan más adelante, estas cunetas que estamos proponiendo irían paralelas al flujo vehicular y entre los limites vereda calzada, se puede hacer a ambos lados de la vía, sin embargo no es ajeno también que las consecuencias que traería seria que los vehículos normalmente para adelantar a otro o por estacionarse cerca de las viviendas e inclusive en vehículos particulares que tiene que ingresar a las cocheras de las viviendas, se verían obstaculizados por estas cunetas que aunque no sean de mucha profundidad ocasionaría inconvenientes, por ello planteamos que las cunetas estén protegidas en su parte superior por rejillas de acero que irán al nivel de la rasante de la calzada, además estas rejillas cumplen la misión de no dejar pasar partículas, residuos o sustancias de gran tamaño que obstaculizarían el paso libre de las aguas pluviales y las libera un poco de estos residuos, de esta forma ayudaría en gran manera también para que la estructura decantadora hasta donde llegaría el agua de estas cunetas trabaje sin inconvenientes; estaríamos sin fundamento al decir que estas rejillas protegerán completamente a las cunetas y que estas no necesitaran mantenimiento por ello es necesario también que estas rejillas se puedan desmontar para pág. 29
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que se haga el mantenimiento adecuado a las cunetas, esto se puede hacer de dos maneras: 1. CONSTRUCCION DE CUNETAS PERPENDICULARES AL TRAFICO VEHICULAR La construcción de estas cunetas se tiene que realizar considerando que las vías tiene que tener una pendiente adecuada para que ellas mismas sean las que lleven el agua a dichas cunetas ya que están construidas perpendicularmente al eje de la vía, en este sentido las vías limitadas por las veredas se convierten en un tipo de pequeños canales que recolectaran el agua de lluvia y las trasladaran a las estructuras adecuadas. Estas cunetas al estar construidas perpendicular al eje de la vía no interrumpir el libre tránsito de los vehículos por lo que estarán protegidas en su parte superior y al nivel de la rasante de la calzada por rejillas que al igual que en la descripción de las cunetas paralelas al eje de la vía también sirven para que las partículas y residuos de gran tamaño no entren a la estructura y así el paso del agua de lluvia sea más fluido y la estructura funcione correctamente, como se dijo anteriormente estas estructuras necesitaran de mantenimiento por lo que la rejilla no debe ser obstáculo para ello. 2. CONSTRUCCION DE CUNETAS MIXTAS Como se puede observar la construcción de cunetas a lo largo del eje de la vía tiene la desventaja de que su funcionamiento dependerá que la vía tenga un bombeo adecuado a ambos lados de la vía, para lo cual se necesitaría de dos estructuras decantadoras una a cada lado de la vía para que reciba el agua de estas cunetas lo que incrementaría el costo del proyecto en cuanto a la construcción de las estructuras decantadoras, por otro lado si se plantea la construcción de estas cunetas a un solo lado de la vía, entonces la vía deberá tener un peralte o inclinación único hacia el lado de la cuneta, lo cual va contra el diseño de las vías en tramos rectos según el DG-2014, además que no es lo adecuado. Por otro lado como se ha podido observar hasta ahora la construcción de cunetas perpendiculares al eje de la vía resultaría lo más adecuado pero al ser la propia vía que funcione como un canal receptor que transmita las aguas de lluvia a estas cuentas y luego a través de ellas a la estructura decantadora, en el caso de lluvias regulares estos caudales van a ser muy grandes por lo que las cunetas necesitarían estar muy cercas y obviamente eso aumentaría el número de estructuras decantadoras.
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Las calzadas en unión con las veredas funcionan como pequeños canales que transmiten el caudal de lluvia hacia las cunetas perpendiculares al eje de la vi y en un modo más pequeño a las cunetas paralelas al eje de la vía, las cunetas perpendiculares al eje de la vía transmiten los caudales a las cunetas paralelas al eje de la vía y estas hacia las estructuras decantadoras, esto se detalla en las figura creada por el grupo a continuación:
- CONTRUCCION DE ESTRUCTURA DECANTADORA Como en la ciudad de José Leonardo Ortiz no se cuenta con drenes o sistemas de drenaje cerca de la ciudad o en el caso de que se cuente, estos estarían muy alejados de la parte centro y evacuar el agua obtenido de las cunetas paralelas al tráfico o perpendiculares a este sería muy difícil o necesitaríamos que estas sean da dimensiones cada vez mayores puesto que los caudales aumentarían al unirse dos o más de estas cunetas, por lo que es necesario evacuar ESTAS AGUAS CADA cierta longitud y así hacer fluido el drenaje pluvial que se está proponiendo por lo que se está planteando la construcción de estructuras decantadoras que consisten en cajas de concreto las cuales tiene una tapa por donde ingresa el agua y partículas que vengan con ella a la cámara, en su interior consta de dos cámaras: a. La primera justo debajo de la tapa, que es la que recibe el agua mesclada con sedimentos, partículas sólidas, etc. y que va a permitir que dichos residuos se asienten en el fondo de esta cámara y de este modo se separen del agua limpia que estará por encima de estos residuos. b. La segunda junto y separa de la primera por una pared de concreto armado que tendrá una altura adecuada y menor a la altura de la estructura pues esta debe permitir el paso del agua limpia que ha quedado por encima de los residuos en la primera cámara, de este modo pasara agua limpia a la segunda cámara la misma que está conectada a un buzón del sistema de alcantarillado de la red de desagüe el cual evacuara dichas aguas sin problemas,, ya que al ser agua limpia sin residuos no restringe en ningún momento su funcionamiento, pues como se dijo al principio los buzones fallan porque ingresan a el agua más residuos que son los que impiden que este funcione con normalidad.
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Los detalles de esta estructura decantadora se muestra a continuación en la siguiente figura hecha por los integrantes del grupo:
José Leonardo Ortiz
SISTEMAS DE DRENAJE A NIVEL DE CADA VIVIENDA Para complementar los sistemas de drenaje propuestos anteriormente, se trata de evitar que pasen caudales muy grandes a las cunetas por lo que se podría ayudar con sistemas de drenaje en cada vivienda algunos de los cuales se propone a continuación:
-
Evacuar el agua de lluvia hacia jardines u otros lugares en cada vivienda que no estén revestidos y así se evacue el agua por infiltración, aunque lo desfavorable es que no evacua toda el agua sino que ocasionaría en caso de mucha lluvia problemas en la propia edificación.
-
Crear sus propias estructuras decantadoras dentro de las viviendas, estas serían de dimensiones pequeñas, pero se pueden aprovechar el agua de lluvia y el agua limpia
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en vez de llevarlos a los sistemas de desagüe se aprovecharían para regar jardines u otros.
-
Tener en los patios revestidos de las viviendas sumideros, de tal modo que no evacuen las aguas de lluvias hacia la calle sino a través de estos y con el debido cuidad a su propio sistema de desagüe de cada vivienda.
4.2. CONCLUSIONES Es prioritario e indispensable para el distrito de José Leonardo Ortiz contar con un Sistema de Drenaje Pluvial, dado que la mayor parte de sus calles y avenidas presentan desniveles significativos, que ocasionan grandes anegamientos en pleno casco urbano. Dejar un Retiro prudencial entre los Asentamientos Humanos y las Acequias, Drenes y Canales de mínimo 100 m., a ambas márgenes, para evitar futuras Inundaciones. Debido a la presencia de sales (cloruros y sulfatos) se deberá tener cuidado del recubrimiento de todas las superficies, de ser posible incrementar en los bordes y esquinas. Usar cemento tipo V resistente a los sulfatos, una relación agua cemento máxima de 0.50 y un contenido mínimo de cemento de 310 kg/m³. Se requiere urgente el interés de las autoridades correspondientes en el tema, ya que este es un problema presente todos los años en la ciudad. El sistema ideal sería la construcción del sistema de alcantarillado pluvial, lo cual incluiría un costo alto por lo que se plantean otras alternativas de solución. La mejor alternativa de solución para sustituir al sistema de alcantarillado pluvial, propuesto por el grupo de trabajo son el conjunto de cuentas mixtas protegidas por rejillas actuando en común con las estructuras decantadoras y estas con el sistema de alcantarillado sanitario. Se deben hacer estudios más profundizados sobre el tema ya que es un problema que afecta al distrito de José Leonardo Ortiz. Las fuertes lluvias originarían la inundación de calles y viviendas, las que en su mayor parte sean de materiales rústicos, debido a que la ciudad no cuenta con un sistema adecuado de evacuación de aguas y aun cuando las lluvias son pequeñas las calles se ven llenas de charco ocasionado malestar en la población, por lo que el problema es claro y evidente y a pesar de eso no se le da solución solo queda en palabras y declaraciones del problema. Como consecuencia de las lluvias, los desagües colapsan, porque el distrito no está preparado para soportar intensas lluvias. pág. 33 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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4.3. COMENTARIO DEL GRUPO Se recomienda seguir los Lineamientos y Parámetros de un Levantamiento de Puntos establecidos por la Norma Técnica Geodésica del Instituto Geográfico Nacional para obtener Datos Reales. Para trabajos de considerable magnitud, se recomienda el uso de Equipos Sofisticados en el Levantamiento de Poligonales y Replanteo de los Trabajos en Campo, para minimizar errores topográficos. Al momento de estacionar utilizar un trípode estable y nivelado para la Estación Total y El Prisma. El proceso inadecuado de Urbanización es perjudicial para los intereses públicos y representa un obstáculo en el diseño de Sistemas de Drenaje Pluvial, por lo que la Ciudad de José Leonardo Ortiz, precisa de una Red de Control Vertical para que sea utilizado en todas las Obras de Infraestructura (Obras Viales, Obras de Saneamiento, Viviendas). Se recomienda a SENAMHI la Instalación Actualización de su Estación Pluviográficas para la ciudad de Reque, necesaria para la Ejecución de Obras Civiles. Incentivar en la población para que evacúen las aguas de sus viviendas hacia la Red Exterior de Drenaje (Calzada) y evitar en lo posible el ingreso a las Redes de Desagüe. Se recomienda a la Municipalidad de José Leonardo Ortiz la Elaboración de un Plan Maestro de Drenaje Pluvial, que determine las Etapas de Estudio y Diseño, las Etapas de Ejecución a Corto, Mediano y Largo Plazo. Antes de la Ejecución del Proyecto de Aguas Pluviales para la ciudad de San José se recomienda la Ejecución de un Proyecto que solucione el Problema de Estancamiento de Aguas en Terrenos Agrícolas, así como la limpieza de sus canales de regadíos en Terrenos Agrícolas; para el funcionamiento del Sistema de Drenaje Pluvial. Mejorar la Infraestructura Vial en las Cuencas, dado que las condiciones actuales del terreno no son adecuadas para el funcionamiento hidráulico del sistema, es propenso a colmatarse y por consiguiente la pérdida de su capacidad hidráulica. Se recomienda a la Municipalidad de José Leonardo Ortiz hacer cumplir estrictamente con el Plan de Desarrollo Urbano en el aspecto de expansión de Áreas Urbanas y uso de suelos. A las Autoridades pertinentes la Restauración y Conservación de los Recursos Naturales. Elaborar un Plan de Operación y Mantenimiento Post-Ejecución del proyecto que garantice el flujo de las Aguas Pluviales sin ser propensas a ser contaminadas. Solucionar el problema de recolección de residuos domésticos para evitar que sean arrojados a los Drenes pág. 34 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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(Canales de Evacuación de Aguas Pluviales).Las fuertes lluvias originadas recientemente originaron las inundaciones de calles y viviendas, las que en su mayor parte son de materiales rústicos; debido a que la ciudad no cuenta con un Sistema de Drenaje adecuado, para las evacuaciones de aguas y aun cuando las lluvias son pequeñas las calles se ven afectadas por formaciones de aguas (charcos) ocasionando malestar en la población. El problema en sí es muy claro, y conociendo todas estas adversidades no se le da una solución por parte de las Municipalidades, Gobiernos Regionales y del mismo Estado Peruano. Cabe indicar en las fuertes lluvias recientes no solo nos dieron a conocer que no contamos con un Sistema de Drenaje Pluvial, sino que también carecemos de un buen Sistema de Alcantarillado, puesto que a la menor precipitación de lluvia este sistema colapsa; es por ello que este Distrito de José Leonardo Ortiz no se encuentra preparado para soportar Intensas lluvias. Se observó en la visita hecha por el grupo, que no solo la ciudad de José Leonardo Ortiz es la afectada, sino también sus alrededores, se encuentran también afectados por las filtraciones y acumulaciones de aguas de lluvia, formando aguas estancadas, las mismas que conllevan a enfermedades hacia la población (El Dengue incremento, una enfermedad producida por la picación de zancudos, productos de lluvias y aguas estancadas, que cobro muertes en zona costera este ultimo año).
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DISEÑO DE OBRAS DE DRENAJE
V. BIBLIOGRAFÍA Anotaciones del Curso de Obras de Ingeniería de Drenaje Norma Peruana OS.060 – Drenaje Pluvial Urbano Instituto Nacional de Defensa Civil INDECI – PNUD – PER/02/051 Mapa Geotécnico Mapa de Peligros Geológicos Suelos: Licuables y Expansivos Mapa de Peligros Climáticos: Zonas de Afectaciones por Inundaciones Mapa por Tsunamis Mapa de Peligros
Problemas de Drenaje y Salinidad En la Costa Peruana C.A. Alva; J.G. van Alphen; A. de la Torre; L. Manrique INTERNATIONAL INSTITUTE FOR LAND RECLAMATION AND IMPROVEMENT/ILRI P.O. BOX 45 WAGENINGEN THE NETHERLANDS 1976
INTERNET http://proyectos.inei.gob.pe/web/poblacion/ http://ingenieria-civil2009.blogspost.com/2010/09/diseño-de-drenaje-pluvial-urbano.html
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VI. ANEXOS 1.
MAPA GEO TÉCNICO
2.
MAPA DE PELIGROS GEOLÓGICOS: SUELOS LICUABLES Y EXPANSIVOS pág. 37
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3.
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MAPA DE PELIGROS CLIMÁTICOS: ZONAS DE AFECTACIÓN POR INUNDACIONES pág. 38
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4.
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MAPAS POR TSUNAMI
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5.
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MAPA DE PELIGROS
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PANEL FOTOGRÁFICO – VISITA A CIUDAD DE SAN JOSÉ pág. 41 ING. ANIBAL CÁCERES NARREA
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Ingreso a Ciudad de San José
Visita a Municipalidad de San José
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Visita a Municipalidad de San José
Desde el año 2014 se vine realizando las obras de saneamiento
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IMÁGENES CORRESPONDIENTE A LAS CALLES DEL DISTRITO DE SAN JOSE
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Buzones de Inspección
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