UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FILIAL - JAN

FACULTAD ARQUITECTURA E INGENIERAS

CARRERA PROFESIONAL: INGENIERA CIVIL

DOCENTE: ING. JOS L. RUIZ NAVARRETE

CICLO:VII

INTEGRANTES: TAPIA DAZ SANTOS ELCERTROYES REQUEJO FRANKLINGARCA FERNNDEZ RONNY GERALDGRANDA ESPINOZA LUIS ANTONIPEA CASTILLO ENOC LEOPOLDO

PRESENTACIN

El propsito de este trabajo es poner en prctica lo aprendido en clase, en el curso de drenaje. Particularmente como es el drenaje en una ciudad, para ello podemos contar con el Reglamento Nacional de Gestin de Infraestructura Vial aprobado mediante Decreto Supremo N 034 2008 MTC dispone entre otros la implementacin del Manual de Hidrologa, Hidrulica y Drenaje, el cual es un documento que resume lo ms sustancial de la materia, que servir de gua y procedimiento para el diseo de las obras de drenaje superficial y subterrnea de la infraestructura vial, adecuados al lugar de ubicacin de cada proyecto.

Las caractersticas geogrficas, hidrolgicas, geolgicas y geotcnicas de nuestro pas dan lugar a la existencia de problemas complejos en materia de drenaje superficial y subterrneo aplicado a carreteras; debido al carcter muy aleatorio de las mltiples variables (hidrolgico-hidrulico, geolgico-geotcnico) de anlisis que entran en juego, aspectos hidrulicos que an no estn totalmente investigados en nuestro pas; el planteamiento de las soluciones respectivas, obviamente estarn afectados por niveles de incertidumbres y riesgos inherentes a cada proyecto.

El continuo y rpido crecimiento de nuestras ciudades, que conlleva una progresiva impermeabilizacin del suelo, est alterando gravemente el ciclo hidrolgico natural del agua. Cada vez se necesitan colectores ms grandes, ms largos, y una necesidad de depurar un agua de lluvia que en su origen era limpia. La necesidad de afrontar la gestin de las aguas pluviales desde una perspectiva diferente a la convencional, que combine aspectos hidrolgicos, medioambientales y sociales.

I. INTRODUCCIN

El manejo inadecuado de las aguas de lluvias y escorrentas superficiales genera variedades de problemas en las zonas urbanizadas. Debido al crecimiento urbano acelerado que se da en las ciudades, ha aumentado los problemas relacionados con el drenaje y mantenimiento de las aguas de lluvias.Las zonas que no se encuentran urbanizadas son superficies permeables que permiten una mejor gestin de las aguas lluvias. El crecimiento de las urbanizaciones tiene como resultado zonas extensas de impermeabilizacin, lo cual trae muchas consecuencias. Aumentan las inundaciones por lluvias, se acumula el agua en perodos de tiempo muy cortos, la cantidad de agua que cae es mayor a la que se puede drenar por falta de infraestructura y poco mantenimiento, se genera mucha contaminacin al agua limpia perdiendo calidad, y se ha generado tambin una desnaturalizacin reduciendo cada vez ms las zonas verdes y se altera el ciclo natural del agua impidiendo que los acuferos se recarguen de agua. Esto no quiere decir que las urbanizaciones no deben crecer ni desarrollarse, simplemente se debe hacer de una manera sostenible.El ciclo natural del agua lluvia se ha estudiado para entender su funcionamiento y as tener mejores resultados de tratamiento. Inicialmente, el agua es absorbida por la vegetacin y el resto satisface el terreno antes de causar escorrentas. Luego, las escorrentas llegan a ros, lagos, o se infiltra y recarga los acuferos, todos estos son fuentes de abastecimiento de agua. Finalmente sucede la evaporacin que cierra el ciclo.El ciclo urbano del agua funciona completamente diferente. Antes de que el agua lluvia llegue al suelo, purifica el agua recogiendo las partculas contaminantes del medio ambiente. No hay vegetacin que la absorba, as que al caer al suelo, ste es impermeable, por lo tanto no se filtra (no alimenta los acuferos) y directamente se vierte al sistema de drenaje tradicional despus de haber limpiado las vas y tejados de las edificaciones arrastrando contaminantes. El sistema de drenaje tradicional maneja las aguas lluvias y residuales de todas las ciudades de manera generalizada. En gran parte este es uno de sus problemas por lo que cada ciudad cuenta con problemticas distintas.

II. OBJETIVOS

El objetivo bsico de este estudio es proponer sistemas alternativos y complementarios de drenaje urbano de aguas de lluvias, cubriendo una gama significativa de situaciones que puedan aplicarse en todo el territorio nacional. En trminos prcticos esto se traduce en una gua que permita a los interesados y usuarios visualizar las alternativas tcnicamente disponibles para abordar y solucionar los problemas que plantean las aguas de lluvias en zonas urbanas, disponiendo de diferentes opciones de obras y acciones.En la solucin de los problemas generados por las aguas de lluvias en sectores urbanos intervienen diferentes entidades e instituciones. Adems de los responsables mismos de la urbanizacin, sea sta una empresa privada o una institucin pblica, la Municipalidad respectiva participa aprobando los planos y otorgando permisos especficos de construccin de acuerdo a los planes reguladores comunales. Al Ministerio de la Vivienda y Urbanismo le cabe la responsabilidad de aprobar estos planes reguladores comunales y elaborar planes intercomunales que consideran aspectos regionales, adems de llevar un control y aprobar los proyectos de pavimentacin. Evacuar de manera eficaz y lo ms rpidamente el agua cada sobre la superficie de una calle, carretera, etc. Por supuesto debern evitar las inundaciones de los tramos mas deprimidos de la va. Alejar del firme el agua fretica, as como los posibles acuferos existentes, empleando para ello sistema de drenaje profundos Tambin debe cuidarse el aspecto ambiental, procurando que produzca el menor dao posible al entorno.

Todos los anteriores puntos estn como siempre supeditados a la economa de la obra, por lo que la solucin adoptada debe tener en cuenta dos condicionantes adicionales:

El costo inicial de construccin e implantacin del sistema de drenaje. Los costos de reparacin y mantenimiento de la infraestructura de drenaje a lo largo de su vida til.

III. CONTENIDO

El dia 28 de junio del 2015, siendo las 9:00 am. Se procedi con el grupo a medir he identificar los elementos de drenaje utilizados en la PROLONGACIN MANCO CPAC; como trabajo del curso de drenaje del sptimo ciclo de ingeniera civil de la UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS.Dicho trabajo consta de medir distancias entre buzones, ancho de calle veredas reas verdes y dibujarlos y a criterio dar alternativas de mejoramiento o solucin para pocas de intensas lluvias, que es cuando ms se necesita que estos elementos sean eficientes y no colapsen. Bien proseguimos a hablar de los elementos encontrados.Los detalles y el dibujo en general los vamos a mostrar a continuacin.

3.1. BOMBEO DE LA CALLE.-Es el 2% de pendiente que se le da a la calle de su eje hacia ambos extremos, con el fin de que el agua de la lluvia fluya hacia los extremos de la calle y por gravedad vaya a terminar en las partes ms bajas de dicha calle.

3.2. CUNETA DE EVACUACIN.-En este caso se encuentra a la derecha de la calle, en solo dos cuadras que son la cuadra 12 y 11; esta cuneta se ha realizado con la finalidad de evacuar con mayor rapidez la escorrenta del agua. Todas sus dimensiones se muestran a continuacin en un plano que se ha realizado para que se pueda apreciar de la mejor manera.

3.3. ALCANTARILLA DE EVACUACIN.-En el trayecto de la calle podemos apreciar dos alcantarillas de este tipo, pero de diferentes dimensiones: La primera se ha realizado con la finalidad de evacuar aguas nacientes del subterrneo en unos lotes al costado de la calle en el margen izquierdo de la calle en la cuadra 12.La segunda est en el margen derecho de la calle la marina, pero atraviesa la prolongacin Manco Cpac, esta alcantarilla tiene mayores dimensiones que la primero porque esta sirve para evacuar toda el agua de las partes altas de la calle la marina y de otras calles aledaas.

3.4. BUZONES.-Los buzones se usan particularmente para evacuar aguas servidas, pero tambin lo hemos considerado como un elemento de drenaje.

3.5. DRENAJE SUBTERRNEO (Tubera con huecos)Est ubicado en la cuadra 12, en el margen derecho; se ha utilizado una tubera de ocho pulgadas y alrededor de esta obher, dicho tubo est lleno de huecos para que el agua se filtre y fluya.

IV. MARCO TERICO

4.1. Drenaje.- Remocin por medios naturales o artificiales del exceso de agua acumulado en la superficie o a lo largo del perfil del suelo

4.2. Sistemas de Drenaje.- Se define sistema de drenaje de una va como el dispositivo especficamente diseado para la recepcin, canalizacin y evacuacin de las aguas.

4.2.1. Drenaje superficial.- conjunto de obras destinadas a la recogida de las aguas pluviales o de deshielo, su canalizacin y evacuacin a los cauces naturales, sistemas de alcantarillado o a la capa fretica del terreno se divide en dos grupos

Drenaje longitudinal.- canaliza las aguas cadas sobre la plataforma y taludes de la explanacin de la forma paralela a la calzada restituyndolas a sus cauces naturales para ello se utilizan cunetas, caces, colectores, sumideros, arquetas y bajantes.

Drenaje transversal.- permite el paso de agua a travs de los cauces naturales bloqueados por la infraestructura viaria, de forma que no se produzcan destrozos en esta ltima. Comprende pequeas y grandes obras de paso como puentes y viaductos

4.2.2. Drenaje subterrneo.- su misin es impedir el acceso del agua a capas superiores de la carretera, especialmente al firme, por lo que debe controlar el nivel fretico del terreno y los posibles acuferos y corrientes subterrneas, existentes. Emplea diversos tipos de drenes subterrneos; arquetas y tuberas de desage. Es prctica habitual combinar ambos sistemas para conseguir una total y eficiente evacuacin de las aguas, aunque en ocasiones suelas muy secas o con suelos impermeables solo es necesario emplear dispositivos de drenaje superficial.

4.2.3. Criterios de diseo.- a la hora de proyectar el drenaje de una carretera, una calle, etc. De tenerse presente una serie de factores que influyen directamente en el tipo de sistema ms adecuado, as como su posterior funcionalidad. Los ms destacables son:

Factores topogrficos.- dentro de este tipo se engloban circunstancias de tipo fsico, tales como la ubicacin de la carretera, cale, etc. Respecto del terreno natural contiguo en desmonte, terrapln o en media ladera; la tipologa del relieve existente (llano, ondulado, accidentado) o la disposicin de sus pendientes en referencia a la va.

Factores hidrolgicos.- hacen referencia al rea de la cuenca de referencia de recepcin y aporte de aguas superficiales que afectan directamente a la va as como a la presencia nivel y caudal de las aguas subterrneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores del firme.

Factores geotcnicos.- la naturaleza y caractersticas de los suelos existentes en la zona condiciona la facilidad con la que el agua puede llegar a la va desde su origen as como la posibilidad de que ocasione corrimientos o una erosin excesiva del terreno. Las propiedades a considerar son aquellas que afectan a su permeabilidad, homogeneidad, estratificacin o compacidad, influyendo tambin la vegetacin.

4.3. Hidrologa.- Es la ciencia geogrfica que se dedica al estudio de la distribucin, espacial y temporal, y las propiedades del agua presente en la atmsfera y en la corteza terrestre. Esto incluye las precipitaciones, la escorrenta, la humedad del suelo, la evapotranspiracin y el equilibrio de las masas glaciares.

4.4. Hidrulica.- Es una rama de la fsica y la ingeniera que se encarga del estudio de las propiedades mecnicas de los fluidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa (fuerza) y empuje de la misma.

4.5. Ciclo del agua de lluvia.- Si se contempla el ciclo natural del agua se ve que es un proceso sencillo y que est perfectamente optimizado en las zonas templadas del planeta. Parte del agua de precipitacin es interceptada por la vegetacin antes de que toque el suelo, el resto, satisface al terreno antes de producir escorrenta superficial y subsuperficial. Esta escorrenta tiene un tiempo de concentracin que depende de la topografa y el tipo de superficie de la cuenca. Ms tarde, el agua se concentra en ros, lagos y humedales o se infiltra alimentando acuferos naturales, todos ellos fuentes para el abastecimiento de agua a las ciudades. En todo el ciclo estn presentes los procesos de evapotranspiracin de las plantas y de evaporacin necesarios para cerrar el ciclo.

4.5.1. Se estima como media que en una zona natural, sin urbanizar, el porcentaje de agua que se gestiona de forma natural sin producir escorrenta, la cual se vierte a los cauces naturales, es de un 95%

FIG. N 01: Reparto de escorrenta e infiltracin en un entorno natural (Fuente: Coupe, S.)

4.5.2. En el caso de una zona urbanizada de baja densidad, como pueden ser entornos rurales y zonas residenciales fuera de los ncleos de las ciudades, el valor de infiltracin decrece hasta un 30%, con lo que se genera una escorrenta del 70%

FIG.N02: Reparto de escorrenta e infiltracin en un entorno rural (Fuente: Coupe, S.)4.5.3. Por ltimo, en el caso de una zona urbana de alta densidad, como pueden ser las ciudades de una cierta envergadura, prcticamente el valor de infiltracin es despreciable y se genera un 95% de escorrenta superficial que es necesario drenar y gestionar para poder obtener unas condiciones ptimas de habitabilidad

FIG. N03: Reparto de escorrenta e infiltracin en un entorno urbano (Fuente: Coupe, S.)

4.6. Por qu una calle se inunda?

Sistema de drenaje superficial insuficiente Obstruccin de los elementos de captacin y de la red de drenaje Caudales procedentes de ros o arroyos desbordan en las llanuras de inundacin El agua sobresale de los pozos de alcantarillado debido a la entrada en presin de la red

4.7. Problemtica de los Sistemas convencionales de drenaje.- En el desarrollo de las infraestructuras de drenaje y saneamiento de una ciudad suelen identificarse varias fases. En primer lugar, se tendi a canalizar y controlar las aguas residuales; posteriormente, a encauzar las escorrentas producidas por las aguas de tormenta tendiendo a limitar el riesgo de sufrir inundaciones. Todo ello ha dado lugar a los sistemas convencionales de saneamiento y drenaje en las ciudades, basados en colectores cuyo objetivo primordial es evacuar lo antes posible las escorrentas generadas en tiempo de lluvia hacia el medio receptor.Resueltos a priori estos problemas, aparece recientemente otro, el de la calidad de las escorrentas urbanas en tiempo de lluvia y el impacto que sus vertidos generan en el medio receptor. En efecto, hoy en da se es plenamente consciente de que las aguas de lluvia, lejos de ser aguas limpias, son una fuente importante de contaminacin. El problema se acenta si, adems, la red es unitaria.

4.7.1. Medidas estructurales de prevencin.-

Cubiertas vegetadas (Green-roofs). Sistemas multicapa con cubierta vegetal que recubren tejados y terrazas de todo tipo. Estn concebidas para interceptar y retener las aguas pluviales, reduciendo el volumen de escorrenta y atenuando el caudal pico.Adems retienen contaminantes, actan como capa de aislante trmico en el edificio y ayudan a compensar el efecto isla de calor que se produce en las ciudades.

FIG. N04: Cubiertas vegetadas.

Superficies Permeables (Porous / Permeable Paving)Pavimentos que permiten el paso del agua a su travs, abriendo la posibilidad a que sta se infiltre en el terreno o bien sea captada y retenida en capas sub-superficiales para su posterior reutilizacin o evacuacin. Existen diversas tipologas, entre ellas: csped o gravas (con o sin refuerzo), bloques impermeables con juntas permeables, bloques y baldosas porosas, pavimentos continuos porosos (asfalto, hormign, resinas, etc.).

FIG. N 05: Superficies permeables. Franjas Filtrantes (Filter Strips)Franjas de suelo vegetadas, anchas y con poca pendiente, localizadas entre una superficie dura y el medio receptor de la escorrenta (curso de agua o sistema de captacin, tratamiento, y/o evacuacin o infiltracin). Propician la sedimentacin de las partculas y contaminantes arrastrados por el agua, as como la infiltracin y disminucin de la escorrenta.

FIG. N06: Franjas filtrantes.

Pozos y Zanjas de Infiltracin (Soakaways & Infiltration Trenches)Pozos y zanjas poco profundos (1 a 3 m) rellenos de material drenante (granular o sinttico), a los que vierte escorrenta de superficies impermeables contiguas. Se conciben como estructuras de infiltracin capaces de absorber totalmente la escorrenta generada por la tormenta de diseo para la que han sido diseadas.

FIG. N07: Pozos y zanjas de infiltracin. Drenes Filtrantes o Franceses (Filter Drains)Zanjas poco profundas rellenos de material filtrante (granular o sinttico), con o sin conducto inferior de transporte, concebidas para captar y filtrar la escorrenta de superficies impermeables contiguas con el fin de transportarlas hacia aguas abajo. Adems pueden permitir la infiltracin y la laminacin de los volmenes de escorrenta.

FIG. N08: Drenes filtrantes.

Cunetas Verdes (Swales)Estructuras lineales vegetadas de base ancha (> 0,5 m) y talud tendido (< 1V:3H) diseadas para almacenar y transportar superficialmente la escorrenta. Deben generar bajas velocidades (< 1-2 m/s) que permitan la sedimentacin de las partculas para una eliminacin eficaz de contaminantes. Adicionalmente pueden permitir la infiltracin a capas inferiores.

FIG. N09: Cunetas verdes. Depsitos de Infiltracin (Infiltration Basins)Depresiones del terreno vegetadas diseadas para almacenar e infiltrar gradualmente la escorrenta generada en superficies contiguas. Se promueve as la transformacin de un flujo superficial en subterrneo, consiguiendo adicionalmente la eliminacin de contaminantes mediante filtracin, adsorcin y transformaciones biolgicas.

FIG. N10: Depsitos de infiltracin.

Depsitos de Detencin (Detention Basins) En SuperficieDepsitos superficiales diseados para almacenar temporalmente los volmenes de escorrenta generados aguas arriba, laminando los caudales punta. Favorecen la sedimentacin y con ello la reduccin de la contaminacin. Pueden emplazarse en zonas muertas o ser compaginados con otros usos, como los recreacionales, en parques e instalaciones deportivas.

FIG. N11: Depsitos de detencin en superficie.

Depsitos de Detencin (Detention Basins) EnterradosCuando no se dispone de terrenos en superficie, o en los casos en que las condiciones del entorno no recomiendan una infraestructura a cielo abierto, estos depsitos se construyen en el subsuelo. Se fabrican con materiales diversos, siendo los de hormign armado y los de materiales plsticos los ms habituales.

FIG. N12: Depsito de detencin enterrado.

Estanques de Retencin (Retention Ponds)Lagunas artificiales con lmina permanente de agua (de profundidad entre 1,2 y 2 m) con vegetacin acutica, tanto emergente como sumergida. Estn diseadas para garantizar largos periodos de retencin de la escorrenta(2-3 semanas), promoviendo la sedimentacin y la absorcin de nutrientes por parte de la vegetacin.Contienen un volumen de almacenamiento adicional para la laminacin de los caudales punta.

FIG. N13: Estanque de retencin. Humedales (Wetlands)Similares a los anteriores pero de menor profundidad y con mayor densidad de vegetacin emergente, aportan un gran potencial ecolgico, esttico, educacional y recreativo.

FIG. N14: Humedal.V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Como conclusin podemos culminar afirmando, que Jan por encontrarse en una regin y una zona con pocas de intensas lluvias en los primeros meses del ao, existe una gran posibilidad de inundacin de viviendas dado a que muy pocas veces se tienen en cuenta la manera ms eficaz de drenar una calle o avenida o tambin en repetidas ocasiones, si bien se ha realizado elementos para drenar la calle ya se de aguas subterrneas o aguas de lluvias, siempre o casi siempre no se le da un mantenimiento adecuado o en el peor de los casos una simple limpieza, es por eso, que al colapsar las cunetas o alcantarillas existentes se puede ver como el agua en pocas de lluvias ingresa a algunas viviendas, de estos casos los ms afectados son las viviendas que se encuentran en las partes ms bajas de la cuidad. Donde incluso el rio ha sido el que ms dao ha causado en los ltimos aos.Desde un punto de vista de la ingeniera civil, se recomendara a los proyectistas tener mayor mpetu y darle la mayor importancia a drenar una calle y porque no decir una ciudad completa. Realizado todo eso tambin tener en cuenta el mantenimiento que se le debe dar a los diferentes elementos de drenaje o mejor una vez realizado el proyecto la municipalidad debe velar por el mantenimiento peridico de dichos elementos y como hablamos anteriormente del rio, pues construirle las respectivas defensas ribereas a lo largo de toda la cuidad con el fin de evitar desastres de mayor escala.

VI. ANEXOS