diseño y calculo de redes colectoras
DESCRIPTION
drenaje superficialTRANSCRIPT
7/21/2019 Diseño y Calculo de Redes Colectoras
http://slidepdf.com/reader/full/diseno-y-calculo-de-redes-colectoras 1/6
3.4 DISEÑO Y CALCULO DE REDES COLECTORAS.
3.4.1 Principios de diseño y tipos de or!s.
Las redes colectoras de drenaje, corresponden a un conjunto de obras, las cuales deben
garantizar el cumplimiento de los siguientes objetivos:
• Permitir la recolección de las escorrentías generadas por las unidades de superficie
prediales (predio) o intraprediales (potreros), mediante la conección de la red
colectora con algún punto del perímetro de estas unidades de superficie.
• arantizar !ue las escorrentías del "rea interna del pro#ecto no descarguen a los
predios ubicados aguas abajo.
• $segurar !ue los caudales totales generados por el pro#ecto sean absorbidos por la
sección natural o por la sección ampliada de los cauces naturales, de manera de no
ocasionar desbordes aguas abajo.
Las redes colectoras pueden estar compuestas por las siguientes obras:
%uberías &olectoras: 'on tuberías !ue reciben las aguas de drenaje # las descargan
en zanjas o directamente a los cauces naturales eistentes.
anjas &olectoras: 'on zanjas !ue reciben las aguas de drenaje # las descargan en
los cauces naturales eistentes.
&auces *aturales: 'on los ríos # esteros eistentes en la red +idrogr"fica, # reciben
las aguas de drenaje de tuberías o zanjas colectoras.
ependiendo de su estado # capacidad, a veces en estos cauces
se debe realizar la limpieza # ampliación de su sección.
3.4." Sec#enci! $etodo%&'ic! 'ener!% de diseño.
La metodología secuencial para el dise-o # c"lculo de redes colectoras, considera las
siguientes etapas:
7/21/2019 Diseño y Calculo de Redes Colectoras
http://slidepdf.com/reader/full/diseno-y-calculo-de-redes-colectoras 2/6
) efinición del trazado de la red de colectores.
/) elimitación de "reas aportantes por tramos de longitud de cauces naturales, zanjas
o tuberías colectoras.
0) &"lculo del caudal de dise-o.
1) &"lculo de la ampliación de los cauces naturales.
2) &"lculo de dimensiones de los colectores, #a sean zanjas o tuberías.
3.4.3 Tr!(!do de %! red de co%ectores.
&onsiste en ubicar en el terreno la red de colectores, # definir la dirección del flujo,
para lo cual es recomendable contar con material cartogr"fico (mapas, planos, cro!uis,
etc.)3 siendo lo óptimo un levantamiento topogr"fico del terreno a drenar.
Para realizar este trazado, deben considerarse los siguientes aspectos:
a) %opografía : Las zanjas deben ubicarse en sentido de la pendiente del terreno, en la
medida !ue el apotreramiento, la forma de los potreros # el trazado seleccionado lo
permita.
b) $potreramiento # eslindes: Las zanjas deben !uedar ubicadas contiguas a los
cercos principales.
c) 'ecciones de facilidad constructiva: Las dimensiones resultantes deben ser de un
tama-o tal, !ue no sean demasiado pe!ue-as ni tan grandes, de tal forma de
optimizar el rendimiento de la construcción, #a sea manual o mecanizado.
d) 4esguardar erosión: 5vitar conducir caudales mu# altos o en pendientes mu#
ecesivas, !ue produzcan velocidades !ue sobrepasen la velocidad m"ima no
erosiva.
d) Punto de descarga: eben ser puntos de f"cil acceso, # en lo posible, distribuir el
caudal en varios puntos de descarga.&onsiderando estos criterios, se decide el trazado de la red de colectores # se indica en el
Plano 6%razado de la red de colectores # superficies aportantes en el "rea interna del
Pro#ecto6.
3.4.4 De%i$it!ci&n de )re!s !port!ntes.
5n cada uno de los colectores # cauces naturales a intervenir, se identifican tramos #
puntos de su recorrido, en los cuales se reciben caudales de una cierta superficieaportante.
7/21/2019 Diseño y Calculo de Redes Colectoras
http://slidepdf.com/reader/full/diseno-y-calculo-de-redes-colectoras 3/6
La delimitación de estas superficies aportantes se realiza considerando los siguientes
criterios:
) La pendiente del terreno posee dirección +acia el tramo o punto considerado del
cauce o colector.
/) 'e considera !ue los deslindes prediales # los caminos interiores # eteriores,
actúan como interceptores de las escorrentías, desvi"ndolas del sentido natural del
escurrimiento.
0) Las "reas aportantes !ue descargan en puntos de confluencia # no en tramos, en su
ma#oría son a!uellas !ue son recolectadas por colectores o por cauces naturales.
1) Los puntos de inicio # t7rmino de los tramos de "reas aportantes en los colectores,
se definen en a!uellos puntos de v7rtice del trazado # en puntos de confluencia
con otros colectores o cauces naturales.
2) Los puntos de inicio # t7rmino de los tramos de "reas aportantes en los cauces
naturales, se definen en a!uellos puntos identificados con secciones transversales,
# en puntos de confluencia con otros colectores o cauces naturales.
&onsiderando estos criterios, se definen "reas aportantes para los diferentes colectores
# cauces naturales a intervenir, los cuales se presentan en los Planos 6%razado de la red de
colectores # superficies aportantes en el "rea interna del Pro#ecto6, # 6'uperficies
aportantes en el "rea interna # eterna del Pro#ecto6
La importancia de definir estas "reas reside en !ue son utilizadas para el c"lculo de
caudales de drenaje, al aplicar el valor de 5scorrentía en cada "rea.
3.4.* C!#d!% de diseño +,d-.
5l &audal de ise-o o &audal de renaje es a!uel generado por una determinada
superficie aportante o "rea de influencia # se obtiene conociendo el valor de la
5scorrentía.
5n síntesis, como se muestra en el siguiente es!uema, mediante modelos # ecuaciones
!ue incorporan factores de suelo # cobertura vegetal, se obtiene la 5scorrentía a partir
de la precipitación3 posteriormente esta escorrentía se pro#ecta en una determinadasuperficie de influencia, gener"ndose el valor de &audal de renaje.
7/21/2019 Diseño y Calculo de Redes Colectoras
http://slidepdf.com/reader/full/diseno-y-calculo-de-redes-colectoras 4/6
8odelos #
5cuaciones
9actores de rea de
'uelo # &obertura ;nfluencia
i'. 3. 5s!uema c"lculo caudal de drenaje
3.4./ C)%c#%o di$ensiones de Co%ectores.
3.4./.1 Identi0ic!ci&n de %os co%ectores
5n el %razado de la 4ed de &olectores presentada en el Plano 6%razado de la red de
colectores # superficies aportantes en el "rea interna del Pro#ecto6, se deben indicar los
&olectores Principales pro#ectados, los cuales se identifican con números consecutivos
3.4./." Est!c!do de %! Red de Co%ectores
&on el objetivo de dise-ar # calcular en forma definitiva las dimensiones de los
colectores, se debe realizar en terreno un estacado de toda la red de colectores pro#ectada
# medir topogr"ficamente el Perfil Longitudinal, con cotas # distancias.
5ste estacado se realiza colocando estacas cada /< m., las cuales son de madera de roble
de /6 6 # de <,2 m. de largo, con una cara cepillada. La estaca sobresale < cm. del
nivel del suelo # !ueda identificada con un número escrito con tinta instant"nea en su cara
cepillada. Las estacas se pintan en su parte superior, en sus tres caras no cepilladas, con
pintura óleo de color rojo.'e deben adjuntar los Planos de los Perfiles Longitudinales del 5stacado de los
&olectores.
3.4./.3 &r$#%!s y p!r)$etros p!r! e% c)%c#%o de di$ensiones de co%ectores (!n!s.
Los par"metros de dimensionamiento de una zanja de sección trapezoidal, !ue se
indican en la 9igura 1, son los siguientes:
b = >ase> = $nc+o superior
EscorrentíaEscorrentíaCaudal deCaudal de
DrenajeDrenajePrecipitación
de Diseño
7/21/2019 Diseño y Calculo de Redes Colectoras
http://slidepdf.com/reader/full/diseno-y-calculo-de-redes-colectoras 5/6
d = %irante ?idr"ulico
r = 4evanc+e o altura libre.
= %alud de las paredes.
? = Profundidad
i'#r! 4.i'#r! 4. P!r)$etros de di$ensiones de (!n!sP!r)$etros de di$ensiones de (!n!s
Para calcular estas dimensiones se utiliza la 9órmula de 8anning para canales, sin
incorporar el criterio de m"ima eficiencia, debido a !ue la pendiente del terreno es tan
reducida, !ue no resiste los valores de tirante +idr"ulico del criterio de m"ima eficiencia.
@ = $ A
A = (Bn) ($BP) /B0 'o B/ 9órmula de 8anning
$ = b d C d/
P = b C / d ( C /) B/
? = d C r
> = b C / ?
onde:
@ = &audal de drenaje (m0Bs)
7/21/2019 Diseño y Calculo de Redes Colectoras
http://slidepdf.com/reader/full/diseno-y-calculo-de-redes-colectoras 6/6
$ = rea transversal de conducción (m/)
A = Aelocidad del flujo (mBs)
b = >ase (m)
d = %irante +idr"ulico (m)
= %alud de la pared (adim).
n = &oeficiente de rugosidad de 8anning (adm).
P = Perímetro mojado (m).
'o = Pendiente de la rasante (mBm).
Para calcular las dimensiones de la zanja, la fórmula de 8anning la epresamos de la
siguiente forma:
@ = $ A
@ = $ (Bn) ($BP) /B0 'o B/
(@ n) B 'o B/ = $ 2B0 B P /B0
((@ n) B 'o B/ ) 0 = $ 2 B P/
( (@ n) B 'o B/ ) 0 = ( b d C d / ) 2 B ( b C / d ( C /) B/ ) /
$l realizar el c"lculo, son conocidos los siguientes valores:
@ : &alculado considerando el valor de escorrentía # el "rea de aporte
n : 'e obtiene de tablas.'o : 'e obtiene en el plano topogr"fico, o se asume.
: 'e obtiene de tablas.
Para calcular d # b, debe asumirse un valor para alguno de estos par"metros, # calcular
el otro iterando en la ecuación.