Drenajes Aguas de Lluvia

8/17/2019 Drenajes Aguas de Lluvia

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ÍNDICE

Pág.

Drenaje de aguas de lluvia

Justificación e importancia de drenajes de agua de lluvia ........................................4

Antecedente de los drenajes de agua de lluvia ........................................................6

Componentes del sistema de drenaje pluvial............................................................8

a.- intensidad- duración –frecuencia curva !.".#$ ...................................................8

%.- m&todos de cálculos ...........................................................................................''

c.- topograf(a de la )ona............................................................................................''

d.- tipos de precipitaciones .......................................................................................'*

Análisis de la frecuencia de lluvias .......................................................................... '+

a.- cálculo de la capacidad vial .................................................................................'+

%.- cálculo del caudal por el m&todo racional............................................................'+

c.- comparación entre la capacidad vial , el m&todo racional ...................................'6

umideros ................................................................................................................'6

ipos de sumideros................................................................................................... '/

#unción de los sumideros ........................................................................................'8

Calculo de sumideros de rejillas para el desalojo del agua de la v(a.........................'8

elección de la precipitación de dise0o .................................................................... 1'

ipos de tu%er(as para el alcantarillado .................................................................... 1'

"atos re2ueridos para la ela%oración del pro,ecto......................................................11

Conclusión...................................................................................................................1*

3i%liograf(a 14

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INTRODUCCION

os primeros sistemas de drenaje datan de varios milenios antes de Cristo5

aun2ue se trata de dise0os so%re la tierra5 mientras 2ue en la actualidad se

constru,en redes su%terráneas. eci&n en el iglo 7!75 los franceses crearon el

primer sistema de%ajo del suelo desde ese entonces5 más , más ciudades

europeas del centro del continente siguieron sus pasos5 aprovec9ando los r(os

cercanos para drenar las aguas.

:l drenaje pluvial5 por su parte5 es el sistema 2ue facilita el traslado delagua de lluvia para 2ue &sta pueda ser aprovec9ada. ;tro de sus propósitos5

2ui)ás el más importante5 es evitar 2ue las ciudades se inunden.

Para la ingenier(a , el ur%anismo5 el drenaje es el sistema de tu%er(as

interconectadas 2ue permite el desalojo de los l(2uidos pluviales o de otro tipo. :l

drenaje sanitario es a2u&l 2ue lleva los desec9os l(2uidos de las viviendas o

industrias 9acia plantas depuradoras5 donde se reali)a un tratamiento para 2ue el

l(2uido pueda ser vertido en un cauce de agua , siga desarrollándose el ciclo

9idrológico.

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RED DE DRENAJE PLUVIAL

istema de tu%er(as5 sumideros e instalaciones 2ue permita el rápido

desalojo de aguas de lluvia para evitar da0os. u importancia se manifiesta en

)onas con altas precipitaciones , superficies poco permea%les.

Alcantarillado irve para desalojar el agua de lluvia para evitar inundaciones

de viviendas5 negocios5 industrias5 entre otros5 as( como de des9acerse de aguas

de aseo u consumo. a ur%ani)ación incrementa los vol


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planificación , concepción de los criterios de dise0o. a recolección5

encau)amiento , disposición de las aguas5 tanto superficiales como su%terráneas

son especiales para garanti)ar la esta%ilidad e integridad de las ciudades. >n

sistema de drenaje ur%ano está constituida por un conjunto de o%ras una parte de

las cuales está dirigida a proteger la integridad de la ciudadan(a5 es decir cumplir

una función %ásica , otra a garanti)ar el ágil desenvolvimiento del tráfico de

ve9(culos. :s importante 2ue en la selección del gasto a considerar en el pro,ecto

, un l(mite acepta%le del tiempo de inundación admitido5 para la determinación de

am%os5 un ma,or o menor grado de riesgo.

:l grado de protección del drenaje ur%ano está relacionado con el riesgo de

2ue las o%ras construidas sean destruidas en periodos de tiempo determinados5 o

2ue el tránsito de ve9(culo sea seriamente pertur%ado. :s lógico pensar 2ue

%rindar una protección total5 es decir no aceptar ning


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m


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Primero se reali)aron las infraestructuras necesarias para 2ue5 continuando la

práctica romana5 se evacuaran las aguas pluviales de dentro de las ciudades. os

primeros desagBes dispuestos en :uropa , los estados unidos tuvieron como

o%jetivo la recogida de aguas pluviales. ,5 posteriormente a estos colectores5 se

a0adieron las estructuras necesarias para evacuar tam%i&n las aguas residuales

domiciliarias. as aguas negras no se evacuaron a los desagBes de ondres 9asta

'8'+5 a los de 3oston 9asta '8** , a los de par(s 9asta '88.

:ste sistema moderno para la &poca , convencional actualmente ,a 2ue es

el ma,oritario en muc9as ciudades$ implica%a el drenaje com%inado o unitario de

las aguas pluviales , de las aguas residuales5 es decir la conducción por los

mismos colectores de am%os tipos de aguas. "e forma rápida se e=tendió

rápidamente por las principales ciudades de :uropa en '8+4 se inició en par(s la

construcción de apro=imadamente 4 Dm de desagBes unitarios , en ondres se

ejecutaron otros tantos entre los a0os '8+E , '8/*. Aun2ue presenta%an un

importante inconveniente@ en su dise0o no se dispon(a de unos criterios t&cnicos

9idráulicos e 9idrológicos rigurosos.

:l sistema separativo apareció cerca de un siglo despu&s. :n los pa(ses

desarrollados comen)aron a aparecer los primeros pro%lemas serios ligados a laescorrent(a tras la segunda guerra mundial ,a 2ue el &=odo rural , el crecimiento

del consumo del agua de%ido a la evolución del e2uipamiento sanitario

domiciliario5 provocaron un aumento importante de los efluentes de aguas

servidas. F esto5 a su ve)5 generó una degradación creciente en la calidad de los

cuerpos de agua receptores. Por este motivo el sistema de tipo separativo fue

adoptado definitivamente con la finalidad de mejorar el funcionamiento de las

instalaciones de depuración. Pero este sistema comen)ó a presentar otro tipo de

pro%lemas con el tiempo5 como eran los elevados costes de implantación es

cascos antiguos o los vertidos directos de la escorrent(a ur%ana despu&s de lavar

el suelo contaminado de las ciudades.

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A comien)os de la d&cada 'E/-'E85 se introduce un enfo2ue sist&mico ,

am%ientalista en la 9idrolog(a ur%ana5 2ue continn sistema de drenaje pluvial está conformado por una serie de elementos5

2ue se esta%lecen en cuanto a las siguientes consideraciones acerca de los

diferentes componentes del sistema de drenaje superficial5 entre los cuales se

se0alan@

G a pendiente longitudinal del pavimento o$

G a pendiente transversal del pavimento =$.G os %rocales –cunetas.G as cunetas laterales , en la isla central.G os ta%leros de puentes.

:n atención a los elementos se0alados5 puede decirse 2ue constitu,en parte

fundamental para dar via%ilidad al dise0o de un sistema de drenaje óptimo ,

funcional.

a. In(ensidad Dura)i+n / #re)uen)ia de &re)i&i(a)i+n.

"os aspectos importantes son considerados en la o%tención de la lluvia@ el

periodo de retorno o frecuencia de la misma , su duración5 se recomienda una

frecuencia de + a ' a0os. HIo es5 sin em%argo5 la cantidad total de agua 2ue cae

so%re una )ona lo 2ue interesa en el dise0o de drenaje. as estructuras de drenaje

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se dise0an para conducir las má=imas descargas 2ue se producen5 las cuales son

un resultado de la relación duración-intensidad de las lluvias.

a intensidad de%e ser considerada como el volumen de agua de lluvia 2ue

cae en un determinado espacio de tiempo como parámetro importante en eldise0o de las o%ras de drenajes5 &stas5 en conjunto con la pendiente5 determinan

las alturas mojadas de las estructuras a dise0ar.

a intensidad de la lluvia depende de la duración de esta5 e=istiendo una

relación inversa entre ellas. a selección del nivel de pro%a%ilidad apropiado para

un dise0o5 es decir5 el riesgo 2ue se considera acepta%le5 depende de las

condiciones económicas , t&cnicas , se relacionan con los da0os5 perjuicios ,

molestias 2ue las inundaciones puedan ocasionar al p


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a frecuencia se denota por tanto5 # K de a0os K de veces

:ste parámetro dependerá por tanto del ma,or tiempo de registros

disponi%les5 la ma,or pro%a%ilidad de ocurrencia en la misma estimación 9ec9a.

:l tiempo de concentración representa la suma de dos tiempos@

G :l tiempo 2ue tarda la part(cula más alejada en escurrir so%re la superficie.G :l tiempo de traslado 2ue e=iste en una cierta longitud del colector5

comprendida entre dos estructuras de captación consecutiva.

:l primero5 tiempo de escurrimiento de la superficie5 a trav&s de cunetas5

canales5 puede ser estimado o calculado para las distintas caracter(sticas de la

superficie. :n este sentido el manual de drenaje de .;.P. permite estimar el

tiempo de concentración conocida por medio de la longitud del cauce más largo

$ en metros , la diferencia de elevación entre el punto más remoto , la salida de

la misma en metros.

c .'E+*L?$.*8+

:l segundo o tiempo de traslado en el colector5 tendrá influencia en la

determinación de los caudales 2ue se reunirán en las su%-siguientes estructuras

de captación , será calculado5 conocidas las caracter(sticas 9idráulicas de estas5 a

fin de determinar en función de la longitud del colector , de la velocidad de

circulación , el tiempo 2ue tarda en recolectarloM

t ong. "el tramo. Nel. eal en el tramo.

0. ('d' de )2l)ul'

Es)'rren(3a

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Para el drenaje de áreas menores de + 9ectáreas se utili)a el m&todo

racional@

OC ! A

Ocaudal escorrent(a en ltsLseg

C coeficiente de escorrent(a

! intensidad de la frecuencia ltsLsegL9a

Aárea a drenar en 9ectáreas

C'e*i)ien(e C

Ti&' de su&er*i)ie 4)5Pavimento de asfalto o concreto ./ Q .E+ec9o , a)oteas ./ Q .E+uelo permea%le .' Q .1uelo semipermea%le .1 Q .*+Par2ues , )onas verdes .'+ Q .*+

). T'&'gra*3a de la 6'na Es(i%a)i+n del )audal / Es(ru)(uras de

Ca&(a)i+n7

a topograf(a no es más 2ue la caracter(stica del área donde act


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las cuencas5 de%en utili)arse planos topográficos5 además5 donde se se0ale la

naturale)a del material del cauce , el tipo de vegetación e=istente en el mismo.

"e%e disponerse de una nivelación a lo largo de los cauces naturales5 con

secciones transversales en sitios nota%les e indicaciones de las estructurase=istentes5 pues estas son indispensa%les para determinar las planicies

inunda%les.

os pro%lemas de drenaje son causados principalmente por el e=ceso de

aguas pluviales en un determinado espacio f(sico proveniente de las

precipitaciones5 es por ello 2ue para el dise0o de las o%ras de drenaje pluvial

ur%ano se considera 2ue el e=cedente de agua 9allado en la superficie5 no tomado

en consideración el flujo su%terráneo5 ,a 2ue el tiempo de retardo es mu, e=tenso, por lo tanto5 no tiene gran influencia en el dimensionamiento de las estructuras

de drenaje.

e estima conveniente 9acer uso de la ecuación racional5 para el cálculo del

canal en desarrollo. Para lograr un %uen dise0o5 de%e tomarse en cuenta todas las

varia%les 2ue puedan intervenir en la determinación de un gasto de aguas de

lluvia5 , 2ue puedan crear inconvenientes a la comunidad5 sin em%argo5 no se

de%e dejar de reconocer 2ue ello resulta dif(cil de evaluar , 2ue aun con la mejor información disponi%le5 e=isten criterios económicos 2ue privarán para limitar los

dise0os en un determinado rango de pro%a%ilidades de ocurrencia de da0os.

:l %uen funcionamiento 9idráulico de cual2uier estructura de drenaje5 no solo

depende de un análisis correcto , un uso adecuado de las fórmulas , diagramas5

sino tam%i&n de la información en la cual se fundamenta su dise0o5 realidad de

vital importancia. e de%e tratar de reca%ar toda la información posi%le so%re la v(a

, el área de influencia del pro%lema5 en la forma de planos topográficos5 estudios

de suelos5 informes 9idrológicos , en general cual2uier otra información 2ue afecte

en ma,or o menor grado a las estructuras viales de drenaje 2ue se pretenda

dise0ar.

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:l agua 2ue cae so%re una cal)ada escurre superficialmente so%re ella5 , como

consecuencia de la pendiente5 de %om%eo o del peralte5 flu,e longitudinalmente o

transversalmente. Cuando la carretera se desarrolla en terrapl&n5 se permite 2ue e

agua se des%orde so%re los 9om%rillos , los taludes5 los cuales5 si están

de%idamente protegidos5 no sufrirán erosión.

:n cam%io si la v(a va en corte el agua proveniente del escurrimiento so%re la

cal)ada , los taludes de corte ad,acentes de%en ser recogidas en canales

laterales.

d. Ti&'s de Pre)i&i(a)i'nes.

as precipitaciones pueden ser clasificadas de acuerdo con las condiciones

2ue producen movimiento vertical del aire en@ convectivas5 orográficas , de

convergencia.

Pre)i&i(a)i'nes )'nve)(ivas7

Cuando una masa de aire pró=ima a la superficie del terreno aumenta su

temperatura5 la densidad disminu,e , la masa de aire trata de ascender , de ser

reempla)ada por otra masa de aire más densa. :ste proceso es %astante lento si

las masas de aire están en calma , no 9a, tur%ulencia.

:n cam%io5 en regiones tropicales donde estas precipitaciones son mu,

t(picas5 el calentamiento desigual de la superficie terrestre provoca el surgimiento

de estratos de aire con densidades diferentes5 , genera una estratificación t&rmica

de la atmósfera en e2uili%rio inesta%le. i ese e2uili%rio es roto por cual2uier

motivo viento5 supercalentamiento$5 provoca una ascensión %rusca , violenta del

aire menos denso5 capa) de alcan)ar grandes altitudes.

:n general esas precipitaciones son de gran intensidad , corta duración5 ,

se concentran en pe2ue0as áreas. on importantes en pro,ectos de pe2ue0as

9o,as 9idrográficas.

Pre)i&i(a)i'nes 'r'gr2*i)as7

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esultan de la ascensión mecánica de corrientes de aire 9


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"onde@

, 5+m

% anc9o de la cal)ada

I asfalto$ 5''

ong ongitud de la Calle.

S1-S' "iferencia de Cotas de erreno.

S=(Z 2−Z 1) Long.

:sta ecuación de Ianning se utili)ó para el cálculo de la capacidad vial5 es decir el

caudal 2ue soportar tener las calles a una altura má=ima de +cm.

09 Cal)ul' del Caudal &'r ('d' Ra)i'nal.

:l &todo acional es uno de los más utili)ados para la estimación del caudal

má=imo asociado a determinada lluvia de dise0o. e utili)a normalmente en el

dise0o de o%ras de drenaje ur%ano , rural. F tiene la ventaja de no re2uerir de

datos 9idrom&tricos para la "eterminación de Caudales á=imos.

a e=presión utili)ada por el &todo acional es@

"onde@

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O@ Caudal má=imo Tm*LsU

C@ Coeficiente de escorrent(a5 en este utorial encontrarás

algunos valores para cuencas urales , >r%anas.

!@ !ntensidad de la luvia de "ise0o5 con duración igual al

tiempo de concentración de la cuenca , con frecuencia igual

al per(odo de retorno seleccionado para el dise0o Curvas de

!-"-#$ TmmL9U

A@ Vrea de la cuenca. T?aU

)9 C'%&ara)i+n en(re la )a&a)idad vial / el %('d' ra)i'nal

:l uso de estos dos m&todos se emplean para 9acer una comparación entre lacapacidad vial , el caudal realmente e=istente5 esto 2uiere decir5 2ue si el caudal

e=istente es ma,or a la capacidad vial5 se le de%e colocar sumideros a la calle

para 2ue se pierda agua en la misma.

Como colectores se usaran tu%os PNC ma,or a * m5 los sumideros estarán

colocados en final de cada tramo.

:.- "UIDERO" TIPO" ! #UNCI$N

:l sumidero es una a%ertura o conducto 2ue e=iste en suelos , 2ue permite

el desagBe de agua natural 2ue proviene normalmente de la lluvia o de otro tipo de

corriente de agua como r(os o arro,os.

a selección del tipo de sumidero apropiado es importante5 ,a 2ue de ello

depende la capacidad de captación del caudal , en consecuencia del caudal 2ue

ingresa al colector.

En general l's su%ider's se dividen en d's (i&'s7

-umideros de ventana o acera

-umideros de reja o cal)ada

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http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/todo-lo-que-necesitas-saber-sobre-el-coeficiente-de-escorrentia/http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/creando-curvas-de-intensidad-duracion-frecuencia/http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/creando-curvas-de-intensidad-duracion-frecuencia/http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/todo-lo-que-necesitas-saber-sobre-el-coeficiente-de-escorrentia/http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/creando-curvas-de-intensidad-duracion-frecuencia/http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/creando-curvas-de-intensidad-duracion-frecuencia/


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a$ umidero de ventana o acera

Consiste en una a%ertura a manera de ventana practicada en el %ordillo o

cordón de la acera5 generalmente deprimida con respecto a la cuneta. :l sumidero

posee además de la ventana5 un canal lateral de desagBe5 una pe2ue0a cámarade recolección de sedimentos , una tu%er(a de cone=ión con el colector p


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%arras dispuestas en forma diagonal5 por su uso generali)ado , por su ventaja

para la circulación de %icicletas. -Io se de%en utili)ar sumideros deprimidos de

rejas cuando estos ocupen parte o la totalidad de la cal)ada -Io se de%en utili)ar

en puntos %ajos5 salvo cuando no sea posi%le colocar los de tipo ventana

#un)i+n de l's su%ider's

os sumideros son las estructuras encargadas de recoger el agua 2ue flu,e

por las cunetas de las v(as con el m(nimo de interferencia para el tráfico ve9icular

, peatonal5 evitando se introdu)ca al colector material de arrastre.

;.- CALCULO DE "UIDERO" DE REJILLA" PARA EL DE"ALOJO DEL

A


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Para cunetas con pendientes pe2ue0as donde es posi%le la acumulación de

sedimentos5 los valores de HnM mencionados en la ta%la de%en ser incrementados

en .1 a .+.

Ca&a)idad de drenaje de l's su%ider's

:l nomograma de !SSA" fue construido para la siguiente ecu

ación@

"onde@

O Caudal de drenaje de la cuneta L s $ F Profundidad má=ima cm.$

S !nverso de la pendiente transversal. n Coeficiente de anning.

Pendiente longitudinal

e recomienda utili)ar el nomograma de !))ard para valores de S Y 8. Para

valores de S Z 8 utili)ar la fórmula de anning.

C2l)ul' de la )a&a)idad

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Para determinar la capacidad de las rejas5 se re2uiere conocer tanto la

pendiente transversal como la pendiente longitudinal de las calles5 además de las

caracter(sticas de la reja.

os gráficos para el cálculo de la capacidad de sumideros de rejasnormali)ados en cal)ada , en cuneta respectivamente. a l(nea 2ue limita la

aplica%ilidad de los gráficos se refiere al má=imo caudal 2ue puede ser

interceptado por una reja de cierta longitud5 en una calle de pendiente conocida.

al como se puede o%servar en los gráficos5 el caudal má=imo interceptado

disminu,e al aumentar la pendiente longitudinal de la calle.

a eja ipo Cal)ada tiene '.+ m = .E m pero sus dimensiones


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7 Pendiente transversal.

=.- "ELECCI$N DE LA PRECIPITACION DE DI"E>O

e u%ica una estación pluviom&trica cercana al sitio del pro,ecto , 2ue

refleje las condiciones de lluvia.

e calcula el tiempo de concentración c. Lc es menor de * minutos se

tomará c * minutos.

e selecciona el periodo de retorno

Sonas de actividad comercial ' a0os

Sonas de actividad industrial ' a0os

Sonas residencial multifamiliar + a0os

Sonas residencial unifamiliar 1 a0os

?.- TIPO" DE TU@ERÍA" PARA EL ALCANTARILLADO

as tu%er(as para alcantarillado pueden ser clasificados en metálicas , no

metálicas. os materiales normalmente aceptados para sistema de alcantarillado

son los siguientes@

Para tu%er(a metálica@

• ?ierro fundido• ?ierro d


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• Polietileno P:$.• ermoplástica.• Polietileno de alta densidad.• Plástica termo-esta%le.• #i%ra de vidrio resina termo-esta%le refor)ada$ .• ortero plástico refor)ado P.

.- DATO" EBUERIDO" PARA LA ELA@ORACI$N DEL PRO!ECTO

a siguiente información se considera como %ásica para iniciar un pro,ecto

alcantarillado@

a. Po%lación actual , de los tres censos anteriores como m(nimo$.%. "ensidad de po%lación.

c. Po%lación por estratos económicos.d. ipos de vivienda , distri%ución.e. Plano topográfico actuali)ado.f. Plano catastral actuali)ado.g. Plan de desarrollo ur%ano en caso de e=istir5 la


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CONCLU"ION

os sistemas de alcantarillado sanitario5 al igual 2ue los de agua pota%le marcan el

desarrollo de un pa(s5 ,a 2ue esto nos permite vivir en mejores condiciones de vida5 , en

nuestro pa(s5 aun se cuenta con una gran cantidad de po%lados los cuales no cuentan con

estos servicios. : drenaje pluvial ur%ano es de gran importancia para el desarrollo normal de la

vida cotidiana de la gente 2ue 9a%ita un lugar determinado en una ciudad5 , su finalidad es

evitar al má=imo los da0os a personas , propiedades 2ue las lluvias pueden ocasionar.

Waranti)ar el normal desenvolvimiento de la vida diaria.

Para poder cumplir con su finalidad5 es 2ue se de%e implementar un sistema de drenaje

2ue permita 2ue las aguas pluviales o provenientes de la lluvia5 puedan discurrir por las calles5

9asta llegar a un cauce natural o artificial. Para 2ue esto pueda darse5 es necesario reali)ar un

%uen estudio de la cantidad de agua 2ue puede escurrir en una )ona determinada5 para 2ue as(

se pueda 9acer un %uen dise0o de la capacidad 9idráulica de las calles5 de modo 2ue

satisfagan las condiciones antes e=puestas.

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@I@LIO

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