facultad de ciencias matemÁticas y fÍsicas carrera de
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Universidad de Guayaquil
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A
LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
HIDRÁULICA
DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE URBANO DEL CENTRO
HISTÓRICO DEL CANTÓN PICHINCHA, PROVINCIA DE MANABÍ
AUTOR: ANGIE JAMILEX LITARDO NAVARRETE
TUTOR: ING. PIETRO CORAPI, MSc.
GUAYAQUIL, OCTUBRE 2020
ii
Agradecimiento
Agradezco a mis padres por brindarme la mejor de las herencias “El estudio”, a mis
hermanos por las palabras de aliento y motivación, a mi novio por el amor y el apoyo
incondicional, a mis tíos que fueron quienes me acogieron como su hija en una ciudad
desconocida y fueron cómplices de mis objetivos por cumplir, y a mis maestros por
impartir sus conocimientos en las aulas de clases con la esperanza de que lográramos
nuestros metas convirtiéndonos en personas capaces para contribuir en el ámbito
laboral.
Angie Jamilex Litardo Navarrete
iii
Dedicatoria
Dedico este proyecto a Dios por ser la fuente de fortaleza que necesité durante mis
años de estudios universitarios. A mis padres y hermanos por su amor y apoyo infinito,
a mi querida familia por contribuir con sus sabios consejos en mi formación profesional
y personal. Y de manera especial a mí, por ser una mujer de lucha inalcanzable que
con entusiasmo y constancia pude cosechar uno de mis objetivos de vida.
Angie Jamilex Litardo Navarrete
iii
Declaración Expresa
Articulo XI.- del Reglamento Interno de Graduación de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuestas en este Trabajo de
Titulación corresponden exclusivamente al Autor y al Patrimonio Intelectual de la
Universidad de Guayaquil.
Angie Jamilex Litardo Navarrete C.I 0942555079
iv
v
ANEXO VII.- CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD
FACULTAD: CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA/CARRERA: INGENIERÍA CIVIL
Habiendo sido nombrado Ing. Pietro Corapi M.S.c tutor del trabajo de titulación certifico que el presente trabajo de titulación ha sido elaborado por ANGIE JAMILEX LITARDO NAVARRETE con C.C 0942555079, con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de: INGENIERO CIVIL.
Se informa que el trabajo de titulación: “DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE URBANO DEL CENTRO HISTÓRICO DEL CANTÓN PICHINCHA, PROVINCIA DE MANABÍ.”, ha sido orientado durante todo el periodo de ejecución en el programa antiplagio Urkund quedando el 5% de coincidencia.
C.C.: 0962440715
FECHA: 12 de octubre del 2020
vi
ANEXO VI. - CERTIFICADO DEL DOCENTE- TUTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
FACULTAD: CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA: INGENIERÍA CIVIL
Guayaquil, lunes 12 de octubre del 2020
Ingeniero Javier Córdova Rizo, MSc. DIRECTOR DE LA CARRERA CIVIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL Ciudad. -
De mis consideraciones: Envío a Ud. el Informe correspondiente a la tutoría realizada al Trabajo de Titulación “DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE URBANO DEL CENTRO HISTÓRICO DEL CANTÓN PICHINCHA, PROVINCIA DE MANABÍ” del estudiante ANGIE JAMILEX LITARDO NAVARRETE, indicando que ha cumplido con todos los parámetros establecidos en la normativa vigente:
• El trabajo es el resultado de una investigación.
• El estudiante demuestra conocimiento profesional integral.
• El trabajo presenta una propuesta en el área de conocimiento.
• El nivel de argumentación es coherente con el campo de conocimiento.
Adicionalmente, se adjunta el certificado de porcentaje de similitud y la valoración del trabajo de titulación con la respectiva calificación.
Dando por concluida esta tutoría de trabajo de titulación, CERTIFICO, para los fines pertinentes, que el estudiante está apto para continuar con el proceso de revisión final. Atentamente,
__________________________________________________ ING. PIETRO CORAPI M.Sc
C.C.:0962440715
FECHA: 12 de Octubre del 2020
vii
viii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y DE AUTORIZACIÓN DE LICENCIA GRATUITA
INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL USO NO COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS
FACULTAD: CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS CARRERA: INGENIERIA CIVIL
LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO COMERCIAL DE LA OBRA CON
FINES NO ACADÉMICOS
Yo, ANGIE JAMILEX LITARDO NAVARRETE con C.I. No. 0942555079, certifico que
los contenidos desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es “DISEÑO
DEL SISTEMA DE DRENAJE URBANO DEL CENTRO HISTÓRICO DEL CANTÓN
PICHINCHA, PROVINCIA DE MANABÍ” son de mi absoluta propiedad y
responsabilidad, en conformidad al Artículo 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA
ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN,
autorizo la utilización de una licencia gratuita intransferible, para el uso no comercial
de la presente obra a favor de la Universidad de Guayaquil.
ANGIE JAMILEX LITARDO NAVARRETE
C.I. No. 0942555079
viii
ÍNDICE GENERAL
CAPÍTULO I
Generalidades
Planteamiento del Problema ......................................................................... 1
Objetivos de la Investigación ........................................................................ 2
1.2.1 Objetivo General. .................................................................................... 2
1.2.2 Objetivos Específicos. ............................................................................ 2
Justificación e Importancia ............................................................................ 2
Alcance del Problema de Investigación ........................................................ 3
Metodología de la Investigación ................................................................... 4
Descripción General de la Zona ................................................................... 4
1.6.1 Ubicación Geográfica. ............................................................................ 5
1.6.2 Pendientes……. ..................................................................................... 6
1.6.3 Relieve……….. ....................................................................................... 8
1.6.3.1 Relieve Colinado. ............................................................................. 9
1.6.4 Geología……… .................................................................................... 10
1.6.4.1 Formación Borbón. Mioceno Superior – Plioceno. ......................... 10
1.6.4.2 Formación Balzar. .......................................................................... 11
1.6.4.3 Formación Onzole. ......................................................................... 11
1.6.4.4 Depósitos Coluvio Aluviales - Q3. .................................................. 12
1.6.4.5 Depósitos Aluviales - Q1. ............................................................... 12
1.6.4.6 Depósitos Coluviales - Q2. ............................................................. 12
1.6.5 Uso y Cobertura del Suelo.................................................................... 13
1.6.6 Climatología…. ..................................................................................... 13
1.6.7 Recursos No Renovables. .................................................................... 13
1.6.8 Hidrología……………………………………………............................…..14
1.6.9 Inundaciones. ....................................................................................... 14
1.6.10 Movimiento de Masa. ......................................................................... 14
1.6.11 Productividad Socioeconómica. .......................................................... 15
ix
CAPÍTULO II
Marco Teórico
2.1 Antecedentes .............................................................................................. 17
2.2 Hidrología ................................................................................................... 18
2.3 Clasificación Hidrológica ............................................................................. 18
2.4 Ciclo Hidrológico ......................................................................................... 19
2.5 Precipitación ............................................................................................... 19
2.5.1 Formación de la Precipitación. ............................................................. 20
2.5.2 Características Físicas de la Precipitación. .......................................... 21
2.5.2.1 Llovizna. ......................................................................................... 21
2.5.2.2 Lluvia. ............................................................................................. 21
2.5.2.3 Escarcha. ....................................................................................... 21
2.5.2.4 Nieve. ............................................................................................. 21
2.5.2.5 Granizo. ......................................................................................... 22
2.5.3 Instrumentos de Medición de la Precipitación. ..................................... 22
2.5.3.1 Pluviómetros. ................................................................................. 23
2.5.3.2 Pluviógrafos. .................................................................................. 23
2.5.4 Variabilidad de la Precipitación. ........................................................... 24
2.6 Tormentas de Diseños ................................................................................ 25
2.7 Área Portante .............................................................................................. 25
2.8 Elementos Fundamentales de la Hidrología ............................................... 26
2.8.1 Intensidad….. ....................................................................................... 26
2.8.2 Duración…….. ...................................................................................... 26
2.8.3 Frecuencia….. ...................................................................................... 26
2.8.4 Curvas de Intensidad, Duración y Frecuencia (IDF). ............................ 27
2.9 Sistema de Drenaje .................................................................................... 27
2.9.1 Clasificación del Sistema de Drenaje. .................................................. 27
2.9.1.1 Sistema Estático de Evacuación. ................................................... 27
2.9.1.2 Sistema Dinámico de Evacuación. ................................................. 28
2.9.2 Drenaje Urbano. ................................................................................... 28
2.9.2.1 Componentes del Sistema de Drenaje Urbano. ............................. 28
2.10 Ecuaciones de Diseño para el Sistema de Drenaje Urbano ..................... 30
2.10.1 Método Racional................................................................................. 30
x
2.10.2 Tiempo de Concentración. ................................................................. 31
2.10.2.1 Tiempo de Concentración Sobre la Superficie. ............................ 31
2.10.2.2 Tiempo de Traslado a Través de Colectores. .............................. 32
2.10.3 Período de Retorno. ........................................................................... 34
2.10.4 Coeficiente de Escorrentía. ................................................................ 34
2.10.5 Hidrograma Unitario. .......................................................................... 35
2.10.6 Intensida….. ....................................................................................... 36
2.10.7 Hidráulica de Secciones. .................................................................... 37
2.10.8 Tuberías……. ..................................................................................... 37
2.10.9 Sumideros… ....................................................................................... 37
2.10.9.1 Sumideros de Reja o Calzada...................................................... 38
2.10.9.2 Capacidad Máxima de los Sumideros. ......................................... 39
2.10.9.3 Capacidad de Interceptación y Eficiencia de los Sumideros. ....... 39
2.10.9.4 Sumideros de Rejilla Sobre un Tramo de Vía en Pendiente. ....... 40
2.10.9.5 Velocidad de Salpicadura............................................................. 40
2.10.9.6 Porcentaje de Intercepción de Flujo Frontal. ................................ 41
2.10.9.7 Porcentaje de Intercepción del Flujo Lateral. ............................... 42
2.10.9.8 Factor de Obstrucción. ................................................................. 42
2.10.9.9 Sumideros de Rejilla Sobre un Punto Bajo o una Depresión. ...... 43
2.10.9.10 Sumideros de Ventanas o Acera. ............................................... 44
2.10.9.11 Sumideros de Ventana Sobre un Tramo de Vía con Pendiente. 45
2.10.9.12 Sumidero Lateral Sobre un Punto Bajo o una Depresión. .......... 46
2.10.9.13 Sumideros Mixtos o Combinados. .............................................. 47
2.11 Modelamiento Hidrológico e Hidráulico..................................................... 47
2.11.1 Manual del Storm Water Management Model 5.1 .............................. 48
2.12 Marco Legal .............................................................................................. 50
2.12.1 Normas Técnicas Secretaría del Agua. .............................................. 50
2.12.2 Ley Orgánica de Recursos Hídricos. .................................................. 56
2.12.3 Plan Maestro Agua Potable Alcantarillado Pluvial Interagua. ............. 57
xi
CAPÍTULO III
Diseño del Sistema de Drenaje Pluvial
3.1 Ubicación de la Zona de Interés ................................................................. 59
3.2 Determinación del Área de Aportación ....................................................... 60
3.3 Determinación del Tiempo de Entrada........................................................ 60
3.3.1 Calculo de Pendientes. ......................................................................... 61
3.4 Determinación del Tiempo de Recorrido..................................................... 61
3.5 Determinación del Tiempo de Concentración ............................................. 61
3.6 Determinación del Periodo de Retorno ....................................................... 62
3.7 Determinación de la Intensidad de Lluvia ................................................... 62
3.7.1 Determinación del Coeficiente de Escorrentía ..................................... 62
3.8 Determinación del Caudal de Diseño ......................................................... 63
3.9 Elementos del Sistema ............................................................................... 69
3.9.1 Tuberías………. .................................................................................... 69
3.9.2 Sumideros Tipo Rejilla. ......................................................................... 73
3.9.3 Cámaras…. .......................................................................................... 76
CAPÍTULO IV
Simulación Hidráulica de la Red de Drenaje
4.1 Desarrollo del EPA SWMM 5.1 ................................................................... 77
4.2 Análisis de los Resultados .......................................................................... 87
CAPÍTULO V
Conclusiones y Recomendaciones
5.1 Conclusiones .............................................................................................. 96
5.2 Recomendaciones ...................................................................................... 97
Bibliografía
Anexos
xii
Índice de Ilustraciones
Ilustración 1: Ubicación Cantón Pichincha, Manabí ................................................. 6
Ilustración 2: Mapa de Pendientes ............................................................................ 7
Ilustración 3: Mapa de Zona de Relieves .................................................................. 8
Ilustración 4: Mecanismo de formación de precipitación ....................................... 20
Ilustración 5: Pluviómetro y sus partes .................................................................... 23
Ilustración 6: Pluviógrafos y sus partes ................................................................... 24
Ilustración 7: Tipos de Sumideros............................................................................ 38
Ilustración 8: Mapa Topográfico del Cantón Pichincha ......................................... 59
Ilustración 9: Áreas de Aportación ........................................................................... 60
Ilustración 10: Esquema de Tuberías ...................................................................... 70
Ilustración 11: Sumidero Tipo Rejilla empleado en el Diseño ............................... 73
Ilustración 12: Formato de Shapale de Sumidero y Tuberías a DWG ................. 77
Ilustración 13: Esquema en AutoCAD a formato DXF ........................................... 78
Ilustración 14: Conversión de DXF a formato “inp” ................................................ 78
Ilustración 15: Configuración del Proyecto ............................................................. 79
Ilustración 16: Propiedades del Proyecto ................................................................ 80
Ilustración 17: Abrir Archivo ...................................................................................... 80
Ilustración 18: Importar Proyecto ............................................................................. 81
Ilustración 19 : Propiedades de los Nodos ............................................................. 81
Ilustración 20: Ingresar el Caudal ............................................................................ 82
Ilustración 21: Propiedades del Conducto 98 ......................................................... 82
Ilustración 22: Mapa de opciones ............................................................................ 83
Ilustración 23: Esquema de nodos referenciados .................................................. 84
Ilustración 24: Esquema de los conductos referenciados ..................................... 84
Ilustración 25: Ejecutar Simulación .......................................................................... 85
Ilustración 26: Porcentaje de Error de Simulación ................................................. 85
Ilustración 27: Reporte de la simulación ................................................................. 86
Ilustración 28: Reporte de resultados ...................................................................... 86
Ilustración 29: Perfil longitudinal del sistema de drenaje durante simulación ..... 87
Ilustración 30: Tabla de Datos.................................................................................. 87
Ilustración 31: Esquema y Rangos de Tirantes ...................................................... 91
Ilustración 32: Esquema y Rangos de Velocidades ............................................... 92
Ilustración 33: Esquema y Rangos de Pendientes ................................................. 95
xiii
Índice de Tablas
Tabla 1: Pendientes de la Zona............................................................................. 7
Tabla 2: Relieves de la Zona ................................................................................. 9
Tabla 3: Geología de la Zona .............................................................................. 10
Tabla 4: Coeficiente de friccion de Manning ....................................................... 33
Tabla 4: Coeficiente de friccion de Manning, para el cálculo de Tt ..................... 33
Tabla 5: Coeficiente de Escorrentía .................................................................... 35
Tabla 6 : Ecuación de Intensidad de Lluvia ......................................................... 36
Tabla 7: Tipos de Rejillas .................................................................................... 41
Tabla 8: Valores del coeficiente de escurrimiento ............................................... 54
Tabla 9: Valores de C para diversos tipos de superficies. ................................... 55
Tabla 10: Determinación del Caudal de Diseño .................................................. 64
Tabla 11: Diámetros de la Red de Drenaje ......................................................... 70
Tabla 12: Capacidad de un sumidero de rejilla en un tramo de Pendiente ......... 74
Tabla 13: Capacidad de un sumidero de rejilla en un punto bajo ........................ 75
Tabla 14: Relación Tirante - Diámetro ................................................................. 89
Tabla 15: Condición de Velocidad ....................................................................... 93
RESUMEN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN (ESPAÑOL)
FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA INGENIERÍA CIVIL
Título del Trabajo de Titulación:
DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE URBANO DEL CENTRO HISTÓRICO DEL CANTÓN PICHINCHA, PROVINCIA DE MANABÍ.
Autor: Angie Jamilex Litardo Navarrete
Tutor: Ing. Pietro Corapi, MSc.
RESUMEN
La propuesta de diseño del sistema de drenaje urbano del centro histórico de cantón
Pichincha, provincia de Manabí, fue debidamente planificada en base a la
problemática de inundación que padecen en la zona, la finalidad de este proyecto es
de mejorar las infraestructuras viales y la gestión de aguas lluvias del sitio, esta
alternativa otorgara que las condiciones de vida de los habitantes del cantón
Pichincha mejoren la calidad de su estadía. El presente proyecto de tesis consiste en
diseñar el sistema de drenaje urbano, basados en las normas técnicas de la
construcción, en los parámetros de cálculos hidrológicos e hidráulicos sujetos a las
condiciones reales de la zona. Para el desarrollo del proyecto, se realizó como primer
paso la investigación en base a las características de diseño que se necesita para
completar la fase de cálculo dentro de ellas se manifiesta la información requerida del
INAMHI, IGM y del GAD del cantón Pichincha. Contribuciones y Conclusiones: Para
optimizar el diseño de la red de drenaje se utiliza el software EPA SWMM 5.1 el cual
permite simular la cantidad de agua evacuada, especialmente en sistemas de
alcantarillados urbanos, demostrando sus resultados de manera gráfica, por medio
de tablas de datos o como reporte general.
PALABRAS CLAVES: DRENAJE PLUVIAL, SIMULACIÓN HIDRÁULICA,
SUMIDEROS, EPA –SWMM, DIMENSIONAMIENTO.
RESUMEN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA INGENIERÍA CIVIL
Title of the Degree Work:
DESIGN OF THE URBAN DRAINAGE SYSTEM OF THE HISTORICAL CENTER OF THE CANTON OF PICHINCHA, PROVINCE OF MANABI.
Author: Angie Jamilex Litardo Navarrete
Advisor: Ing. Pietro Corapi, MSc.
ABSTRACT
The proposal of design of the urban drainage system of the historical center of
Pichincha, Manabí province, was duly planned based on the flooding problems they
suffer in the area, the purpose of this project is to improve road infrastructure and
rainwater management of the site, this alternative will grant that the living conditions
of the inhabitants of Pichincha canton improve the quality of their stay. The present
thesis project consists of designing the urban drainage system, based on the technical
standards of construction, on the parameters of hydrological and hydraulic calculations
subject to the real conditions of the area. For the development of the project, it was
carried out as a first step the investigation based on the characteristics of design that
is needed to complete the phase of calculation within them the required information of
the INAMHI, IGM and the GAD of the canton Pichincha is manifested. Contributions
and Conclusions: To optimize the design of the drainage network, the EPA SWMM 5.1
software is used which allows to simulate the amount of water evacuated, especially
in urban sewer systems, showing their results graphically, through data tables or as a
general report.
KEY WORDS: STORM DRAINAGE, HYDRAULIC SIMULATION, SINKS, EPA-
SWMM, SIZING.
1
CAPÍTULO I
Generalidades
Planteamiento del Problema
El cantón Pichincha de la provincia de Manabí, al igual que los demás cantones
ubicados en la zona sur del Ecuador sufren precipitaciones de mayor intensidad
durante la temporada de invierno (enero, febrero, marzo y abril). Este suceso lo
convierte en un factor significativo para el área de la construcción en vías de
comunicación y en el diseño de drenajes urbanos, proceso aplicativo que busca
mitigar la acumulación de las aguas lluvias.
Desde que la población del cantón Pichincha fue creciendo en el ámbito social,
productivo y por ende en la construcción, se fueron creando las vías internas en el
casco urbano sin cumplir con las normas técnicas requeridas para el sitio y su
geografía. Desde la falta de características esenciales como alcantarillados y un
sistema que direccionen las aguas lluvias, produciendo consecuencias como:
inundaciones en la zona del centro histórico del cantón, el deterioro de la estructura
vial y el descontento de la población inmersa en el problema.
Con la propuesta de diseño del sistema de drenaje urbano, se logrará mitigar los
problemas de inundación que padece el centro histórico del cantón Pichincha,
provincia de Manabí, de tal manera contribuir con el bienestar de vida de los
habitantes, con la producción ganadera y agrícola, y con el incremento de la actividad
económica.
2
Objetivos de la Investigación
Objetivo General.
Diseñar el sistema de drenaje urbano del centro histórico del cantón Pichincha,
provincia de Manabí
Objetivos Específicos.
1. Establecer las características hidrológicas e hidráulicas para el diseño del
sistema de drenaje de aguas lluvias del centro histórico del cantón Pichincha
de la provincia de Manabí.
2. Calcular el caudal interceptado por las rejillas, ubicadas en cada punto de
descarga de las áreas de aportación.
3. Efectuar el dimensionamiento y simulación hidráulica del sistema de drenaje
urbano mediante la aplicación del software Storm Water Management Model de
la EPA (SWMM).
Justificación e Importancia
La precipitación que se dan con frecuencia en la zona costera del País,
relativamente en la Provincia de Manabí, es considerado un factor importante dentro
de las normas técnicas de la construcción o de regeneración de un sistema vial, el
cumplimiento de estas normas tiene la finalidad de brindar a la ciudadanía un espacio
transitable seguro y confiable.
La problemática de las inundaciones en las ciudades del Ecuador es una realidad
vigente, en las que se ha presenciado un gran crecimiento demográfico debido a la
3
falta de adaptación de variables tales como: alcantarillado, tratamiento de aguas
servidas, desechos domiciliarios, agua potable y aguas lluvias. El centro histórico del
cantón Pichincha de la provincia de Manabí no se encuentra muy lejos de padecer
problemas de inundación sobre todo en el casco de la urbe, efecto provocado por la
falta de un sistema de drenaje (AASS, AALL) que permita la circulación de los
caudales que se generan por las lluvias como también por el desperdicio de agua
realizado por parte de la ciudadanía, dejando como consecuencias la deformación de
la estructura vial, la acumulación de aguas lluvias, enfermedades y un ambiente
peligroso por los olores que emiten estas los líquidos estancados.
Considerando estas causas se planteó la propuesta de diseñar el sistema de
drenaje urbano, en el centro histórico del cantón Pichincha de la provincia de Manabí,
con la finalidad de eliminar los problemas de inundación y mejorar la calidad de vida
para los habitantes pichinchanos.
Alcance del Problema de Investigación
La propuesta de estudio tiene como propósito inicial, analizar las características
geográficas y geológicas de la zona, mediante la información de los planos
topográficos otorgados por el municipio del cantón Pichincha, provincia de Manabí. A
su vez identificar el tipo de precipitaciones que se dan en el sitio, para la cual se
procederá a tomar la información que registra el INAMHI.
El objeto de investigación radica en el de diseño de un sistema de drenaje que
direccione las aguas lluvias, laminando el caudal máximo antes de su ingreso a los
puntos de desagües que se ubicarán en el centro histórico del cantón, la finalidad de
este modelo busca que la calidad de vida de los ciudadanos sea confortable, libre de
4
problemas de inundaciones, acción que se verá reflejada con el cumplimiento de las
normas técnicas para la aplicación de drenes urbanos.
Metodología de la Investigación
Dentro de los procedimientos requeridos para la propuesta de proyecto se aplicará
una metodología cuantitativa-descriptiva, que permitirá analizar los datos
recolectados que contribuyen para el diseño del sistema de drenaje urbano en el
centro histórico del cantón Pichincha, provincia de Manabí. La información
meteorológica e hidrológica que el INAMHI registra es de gran utilidad para proyectos
de construcción vial, específicamente en temas de alcantarillados y desagües.
Para diseñar el sistema de drenaje, se procederá inicialmente a determinar la
estación meteorológica más cercana al cantón. Dentro de las zonas que divide al país,
Manabí se encuentra en la Zona 4 por lo tanto, la estación M162-CHONE es de la
cual se obtendrá los datos necesarios para el cálculo de la intensidad de lluvia.
Teniendo en consideración los datos específicos para este proyecto, tales como
coeficiente de escurrimiento y periodo de retorno. A su vez analizar la topografía y
geología del terreno, mediante el plano topográfico otorgado por la municipalidad del
cantón.
Descripción General de la Zona
El litoral ecuatoriano es una de las cuatro subdivisiones geográficas del Ecuador,
se encuentra ubicada entre el océano Pacífico y la Cordillera de los Andes,
extendiéndose desde el perfil costanero hasta unos 1000 m de elevación en las
estribaciones occidentales, el territorio formado es de 670 km de largo y 150 km de
5
ancho, desde el río Mataje al norte, hasta el río Zarumilla al sur. Esta región está
dividida en seis provincias principales: Manabí, El Oro, Santo Domingo, Esmeraldas,
Guayas y Santa Elena, cuenta con una variedad de ríos que desembocan al océano
Pacifico, compuesta de llanuras bajas, cuencas sedimentarias, zonas de piedemonte
y varias cordilleras costaneras de baja altura, que alcanzan elevaciones entre los 400
y 700 m de altura. (Rodríguez, 2019)
La provincia de Manabí está localizada en la región geográfica del litoral
ecuatoriano, dividida por el cruce de la línea equinoccial. Limitando al oeste con el
Océano Pacífico, al norte con la provincia de Esmeraldas, al este con la provincia de
Santo Domingo de los Tsáchilas y Los Ríos, al sur con la provincia de Santa Elena y
al sureste con la provincia de Guayas. Cuenta con una superficie de 18.940 km²,
divididos en los 22 cantones manabitas. (Gobierno de Manabí, 2009)
El cantón Pichincha, cuenta con una extensión territorial de 1.062 km², a nivel
jurisdiccional registra dos parroquias rurales que son San Sebastián, y Barraganete y
la zona urbana que representa al centro histórico del cantón, convirtiéndose en el sitio
de mayor movilidad y distribución de los productos traídos de la zona rural. (GAD del
cantón Pichincha, 2014)
Ubicación Geográfica.
El cantón Pichincha se encuentra ubicado al sureste de la provincia de Manabí, a
98 Km. de la capital de Portoviejo y a 133 Km del puerto marítimo y aéreo internacional
de Manta. Gran parte de su geografía está bañada por el embalse Daule Peripa,
convirtiéndose en la vía fluvial para quienes viven en la zona, además es el margen
es la línea divisoria entre las provincias de Manabí y Guayas, tiene el código
6
geográfico 1311 y distrito 13D08 de la Zona 4-Pacífico. Su ubicación geográfica se
sitúa en las coordenadas: 1°02′50″S, 79°49′07″O, como se muestra en la ilustración
1 (GAD del cantón Pichincha, 2014).
Pendientes.
El cantón Pichincha tiene elevaciones consideradas como abruptas, montañosos
como se muestra en la ilustración 2, con pendiente mayor al 70%, y ocupan el 50,16%
de la superficie el cantón. Con el 26,72% de la superficie está caracterizado por muy
fuertes escarpado con pendientes del 50 a 25%, seguido por fuertes colinado de
pendiente entre el 25 a 50% con un área de 15,42% y pendiente irregular de
ondulación moderada que va desde 12 a 25% con superficie de 0,97%, resumidos en
la tabla 1. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Ilustración 1: Ubicación Cantón Pichincha, Manabí
Fuente: (Google Maps, 2020)
7
Tabla 1: Pendientes de la Zona
Fuente: (GAD, 2014)
Elaborado por: Angie Litardo
Descripción Pendientes% %
Abruptas, montañoso > 70 50,16
Muy fuertes, escarpado 50 a 25 26,72
Fuertes, colinados 25 a 50 15,42
Irregular, ondulación moderada 12 a 25 % 0,97
No aplica no aplica 6,74
Ilustración 2: Mapa de Pendientes
Fuente: (GAD, 2014)
8
Relieve.
De acuerdo a la información del Ministerio del Ambiente de Ecuador, en el cantón
Pichincha existen relieves denominados colinas bajas que se encuentran
esencialmente a 70 metros de altura sobre su nivel de base local, luego las vertientes
con el 11,17%, seguido por colinas altas que son sistemas de cerros de mayor
elevación, sus alturas son superiores a los 70 metros sobre su nivel de base local y
ocupan el 6,81% del terreno y continuando con llanuras aluviales que son
características geográficas que se forman adyacentes a riachuelos o ríos y se inundan
cuando el volumen de agua que el río contiene se vuelve particularmente grande, tal
como se observa en la ilustración 3. Las llanuras aluviales son importantes para el
medio ambiente, ya que contribuyen a regular el cauce de un río y limitan la extensión
del daño por inundaciones representando el 1,51%, porcentajes detallados en la tabla
2. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Ilustración 3: Mapa de Zona de Relieves
Fuente: (GAD, 2014)
9
Tabla 2: Relieves de la Zona
Meso Relieve %
Colinas Bajas 79,21
Vertientes 11,17
Colinas Altas 6,81
Llanura Aluvial 1,51
Terrazas 0,90
Banco Aluvial 0,40
Fuente: (GAD, 2014)
Elaborado por: Angie Litardo
Relieve Colinado.
Representa el 79,21% de la extensión de cantón, caracterizada por exhibir cimas
redondeadas, vertientes convexas, con pendientes de hasta el 40%, desniveles
inferiores a los 25 m y longitudes de vertientes que varían de 50 a 250 m. Se
localizada en la parte central del cantón, en los sectores Barrio Bellavista, Bijagual,
Germut, Agua Fría y El Zapote, está conformada por limolitas de color café amarillento
de la Formación Balzar y en la parte occidental del cantón, en los sectores: El
Aguacate y Roncón, aflora las limolitas y arcillas arenosas de la Formación Onzole.
(GAD del cantón Pichincha, 2014)
10
Geología.
Las formaciones geológicas del grupo Daule que se encuentran en el cantón
Pichincha agrupan rocas sedimentarias de edad Terciaria, asociadas a la Formación
Onzole (vertientes de mesa y zona de relieves), Formación Borbón (superficies
disectadas de mesa y vertientes de mesa) y Formación Balzar (zonas de colinas), las
mismas que están cubiertas por depósitos cuaternarios (terrazas y valles fluviales),
obsérvese porcentajes en la tabla 3. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Tabla 3: Geología de la Zona
Fuente: (GAD, 2014)
Elaborado por: Angie Litardo
Formación Borbón. Mioceno Superior – Plioceno.
Representa el 26,81% de la superficie del cantón, se presenta con un nivel inferior
de areniscas de grano medio a grueso localmente conglomerática en bancos métricos
de color amarillento intercalada con algunos niveles calcáreos que contiene
Geología %
No aplicable 61,75
Formación Borbon 26,81
Formación Balzar 7,33
Formación Onzole 2,55
Depósitos coluvio aluviales 0,78
Depósitos aluviales 0,62
Depósitos Coluviales 0,16
11
abundantes macrofósiles, el contacto con la Formación Onzole, subyacente es
transicional. En el cantón Pichincha aflora en la parte central y occidental, está
asociada a superficies disectadas de mesa, testigos de cornisa de mesa y vertientes
de mesa, las cuales están cubiertas por areniscas de grano medio a fino de color
blanquecinas y gris. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Formación Balzar.
Esta formación representa el 7,33% de la superficie, el plioceno, está compuesta
por limolitas de color café amarillento, su espesor es desconocido y se encuentra
aflorando al Este del cantón principalmente en el sector Bijagual, Las Damas, Germut,
Pichincha, Solanillo y Agua Fría, está asociado a relieves colinados medios, bajos y
muy bajos. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Formación Onzole.
Representa el 2,55% del área del cantón, mioceno medio superior, compuesto
principalmente por limolitas laminadas de color azul y café verdoso, en afloramientos
no meteorizados, tornándose arenosa de color gris en la parte alta; las capas
contienen a veces una fauna rica en foraminíferos y moluscos. En el cantón Pichincha
esta Formación aflora en la parte occidental y está asociada a vertientes de mesa con
pendientes suaves y a relieves bajos a muy bajos que litológicamente están formados
por limolitas y arcillas arenosas. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
12
Depósitos Coluvio Aluviales - Q3.
Este depósito representa el 0,78% de la superficie, cuaternario, se originan por la
sedimentación de material clástico, efecto provocado de la erosión de las partes altas
de las formaciones existentes y depósitos aluviales compuestos de gravas, arenas y
limos, que rellenan los valles formados por los ríos y parte de las cuencas
hidrográficas. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Depósitos Aluviales - Q1.
Holoceno, son depósitos recientes y están constituidos de limos, arenas de grano
fino con intercalaciones de gravas; contienen gran cantidad de materiales
erosionados y arrastrados de las montañas adyacentes, las geo-formas
características de estos depósitos son: valle fluvial, terrazas media y baja, ubicados
a lo largo de todo el cantón en las partes bajas de los relieves. (GAD del cantón
Pichincha, 2014)
Depósitos Coluviales - Q2.
Está formado por depósitos que aparecen al pie de una ladera como resultado del
transporte gravitacional de los materiales resultantes de la desintegración de relieves
primarios, están compuestos por bloques y gravas de arenisca en matriz limo
arenosa, formando coluviones antiguos y recientes. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
13
Uso y Cobertura del Suelo.
De acuerdo a los datos del Ministerio del Ambiente del Ecuador, en el periodo de
1990 al 2008, determina que la tierra agropecuaria es el 47,61% de la superficie del
cantón, mientras que los bosques en 1990 tenían 23,50 % descendió a 5,39% es decir
bajo 18,19%, así mismo se observa un crecimiento del área poblada de 0,02% a
0,04%. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Climatología.
El cantón de Pichincha, tiene dos estaciones, el periodo invernal es el más
caluroso, y se debe al aumento de temperatura influenciado por la corriente cálida del
Niño, la misma que corre desde el Istmo de Panamá hacia las costa ecuatorianas, a
una velocidad de 0.3 nudos, fluctúa entre 19,36º y 31,62º de temperatura, esto permite
la evaporización acuosa formando la estación lluviosa, por otra parte la estación de
verano comienza a partir de junio hasta diciembre. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Recursos No Renovables.
Los recursos no renovables que se encuentran en Pichincha es la explotación de
piedra, que es un material importante usados para la construcción y el mantenimiento
de la infraestructura vial, que tiene una superficie de 196,92 hectáreas, con una
producción de 60.000 m3/año, y funciona a cielo abierto. (GAD del cantón Pichincha,
2014)
14
Hidrología.
La Evaluación de los Recursos del Agua en el Ecuador, determina que
aproximadamente el 94,06% de la superficie del cantón Pichincha es agua dulce,
existen pequeñas cantidades de sedimentos clásticos consolidados y no
consolidados que se encuentran a una profundidad menor que 60 metros. El agua
superficial proviene de las precipitaciones, no se infiltra ni regresa a la atmósfera por
evaporación, también se obtiene líquidos de manantiales o nacimientos que se
originan de las aguas subterráneas. El sistema hidrográfico del cantón de Pichincha
se define claramente en una vertiente determinada por la cordillera de los Andes, y
los ríos que desembocan en océano Pacífico. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Inundaciones.
Una de las amenazas potenciales que posee el cantón Pichincha son las
inundaciones, principalmente por el desbordamiento de los ríos y de mayor impacto
las relacionadas con el Fenómeno de El Niño que se dieron debido al exceso de
precipitaciones, siendo uno de los cantones de la costa que sufren cíclicamente los
estragos. De acuerdo a la cartografía de la Secretaria Nacional de Gestión, el 59,16%
de la superficie de cantón Pichincha se encuentra en amenaza expuesta a
inundaciones por desbordamiento de ríos o fuertes precipitaciones. (GAD del cantón
Pichincha, 2014)
Movimiento de Masa.
Los movimientos de masa o deslizamientos en el cantón Pichincha están asociadas
a fenómenos meteorológicos extremos como el fenómeno del niño, e inviernos
15
fuertes, que se acentúa por la intensa intervención antrópica sobre la tierra. Además,
el cantón se encuentra afectado por procesos de erosión debido a las condiciones
geológicas como la meteorización de lutitas a arcillas, a los factores geomorfológicos
y a la escasa de cobertura vegetal. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Por estas razones, en el territorio de Pichincha se forman cárcavas, proceso
acentuado por el manejo inadecuado de las aguas de lluvias o servidas y por los
procesos de urbanismo, con base a la cartografía de la Secretaria Nacional de
Gestión, se elaboró el mapa de amenaza por movimientos en masa donde la lluvia es
detonante, dividida en 4 categorías: la categoría baja con el 36,51%, seguida por la
categoría de media con el 12,64%, la categoría alta con el 11,52% y muy alta con
9,43% que son susceptibles a movimientos en masa. (GAD del cantón Pichincha,
2014)
Productividad Socioeconómica.
Las empresas tienen un rol de importancia en el desarrollo socio económico del
cantón Pichincha, se constituyen un componente fundamental en la generación de
riqueza y empleo, de acuerdo a las cifras del INEC Directorio de empresas 2012, en
el cantón se registra 1.750 empresas de las cuales el 98,34% son microempresas,
luego las pequeñas empresas con 1,31% y el restante en mediana empresa tipo A,
mediana empresa tipo B y grande empresa con el 0,17%, 0,11% y 0,06%
respectivamente. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Al clasificar la actividad económica por rama de actividad principal, se tiene que la
actividad de mayor importancia en el cantón Pichincha es la Agricultura, ganadería,
silvicultura y pesca con el 59,82%, luego el comercio al por mayor y al por menor con
16
el 6,92%, continuando con enseñanza con el 2.54%, continuando con la construcción
con el 2,14% e Industrias manufactureras con el 2,09%. (GAD del cantón Pichincha,
2014)
17
CAPÍTULO II
Marco Teórico
Antecedentes
El centro histórico de Pichincha es el sitio representativo del cantón, en donde se
concentra la población mayoritaria y la productividad de los alimentos son traídos
desde las zonas rurales para ser vendidos. Desde que Pichincha dejo de ser una
parroquia para convertirse en el décimo sexto cantón de la provincia de Manabí, y con
la incorporación de un grupo político empezaron a realizarse construcciones en el
área vial, las calles pertenecientes a la zona urbana fueron construidos inicialmente
con adoquines, empezando desde el Barrio la Cadena, hasta el Barrio San Pedro,
mientras que las vías principales Manta – Quevedo mantenían su estructura de
pavimento. (GAD del cantón Pichincha, 2014)
Con el pasar del tiempo las estructuras de las zonas más transitadas empezaron a
presenciar deterioros y daños, efecto ocasionado por las precipitaciones intensas que
se dan en la zona costera en tiempos de invierno, provocando que el río Daule
incrementara su nivel e inundara todo el centro de Pichincha. Para mejorar la situación
tanto de cantón, como de otros cantones pertenecientes a la provincia del Guayas se
construyó la represa Daule-Peripa teniendo como finalidad regular el caudal del río
evitando que este se desborde, aportando a su vez con el bienestar de la ciudadanía.
(GAD del cantón Pichincha, 2014)
El gobierno municipal en coordinación con la prefectura de la provincia Manabí
desarrollaron el proyecto de reestructurar las vías que contenían el adoquín para ser
18
remplazadas por pavimento asfaltico, obra que fue realizada sin considerar un
sistema que direccionen las aguas lluvias, por efecto los problemas de inundaciones
en la zona urbana continúan vigentes.
Hidrología
La hidrología es la ciencia de la naturaleza que estudia al agua, su ocurrencia,
circulación y distribución en la superficie terrestre, además de sus propiedades
químicas, físicas y su relación con el medio ambiente. La aplicación hidrológica en el
diseño y operación de proyectos de ingeniería tiene como finalidad principal manejar
el control y aprovechamiento del agua. Una característica esencial de la hidrología
son los fenómenos naturales como las precipitaciones y sequias, tema importante
sobre todo para el cálculo de diseños hidráulicos, especialmente aquellas estructuras
que se destinan a la generación de energía y control de avenidas donde se requiere
con frecuencia conocer el pronóstico de sus funciones. (Aparicio, 1993)
Clasificación Hidrológica
Teniendo en cuenta la importancia de la hidrología y el número considerable de
temas, disciplinas y materias que abarca, la división de esta ciencia se la realiza
conforme a tres criterios: El espacio físico donde el agua está confinada, las etapas
cronológicas de la investigación científica y los diferentes temas de investigación.
(Debski, 1965)
19
Ciclo Hidrológico
Se considera como ciclo hidrológico al conjunto de transferencias de agua entre la
atmósfera, tierra y mar ya sea este en estado sólido, líquido y gaseoso, el ciclo
hidrológico no tiene principio ni fin y su descripción puede comenzar en cualquier
punto. El agua que habita sobre la superficie terrestre llega a evaporarse por efecto
de la radiación solar y el viento, este vapor de agua se eleva y se transporta a la
atmósfera en forma de nubes hasta el punto de condensación para luego caer sobre
la tierra en forma de precipitación. Durante el trayecto hacia la superficie la lluvia
puede volver a evaporarse o inmiscuirse en la vegetación. (Aparicio, 1993)
Precipitación
La precipitación es la cantidad de partículas líquidas que caen sobre la superficie
terrestre, esta actividad es proveniente de la humedad que existe en la atmósfera y
se la puede presenciar en estado líquido como la lluvia o en estado sólido como:
nieve, granizos y nevisca. En la hidrología la precipitación es uno de los procesos
meteorológicos más importantes que en conjunto a la evaporación, dan paso a la
interacción entre la atmósfera y el agua superficial dentro del ciclo hidrológico del
agua. (Chow, 1994)
La mayoría de las estaciones existentes son de propiedad del Instituto Nacional de
Meteorología e Hidrología (INAMHI), institución que cuenta con listados de los
registros e indican la ubicación de la estación y sus características principales. Es
necesario ser conscientes que la lluvia medida en milímetros es una muestra recogida
en una pequeña superficie y sujeta a problemas de viento, y exposición debido a la
20
posible obstrucción por árboles, edificios u otros elementos, así como a la precisión
intrínseca de los instrumentos utilizados para su recolección y registro.
Formación de la Precipitación.
La precipitación se forma debido a la elevación de una masa de agua en la
atmosfera, donde se enfrían y parte de su humedad se condensa. Estos núcleos de
condensación son creados por diferentes partículas actuantes como: óxidos de
nitrógeno y de sulfato producidos por la combustión, partículas de sal creados por la
evaporación de la espuma marina y algunas partículas de polvo que flotan en el aire.
(Chow, 1994)
Constantemente existen gotas de agua que caen de las nubes, pero su velocidad
de caída es tan pequeña que impide su llegada a la tierra, porque generalmente
vuelven a evaporarse antes de alcanzarla y ascienden de nuevo en forma de vapor.
De tal manera que, al aumentar el vapor o con una velocidad de caída mayor a los 3
m/s, las gotas de agua incrementan su peso provocando lluvia. De esta se intensifica
y puede transformarse en una tormenta tal como se muestra en la ilustración Nº 4
(Chow, 1994)
Ilustración 4: Mecanismo de formación de precipitación
Fuente: (Chow, 1994)
21
Características Físicas de la Precipitación.
Las características físicas varían por efecto de la condensación del vapor de agua
atmosférico formado en el aire libre o en la superficie terrestre, y por las condiciones
locales. (Chow, 1994)
Llovizna.
Conocida también como garúa, su forma se da en pequeñas gotas de agua, entre
0.1 y 0.5 mm de diámetro, debido a su tamaño tienen un asentamiento lento y
generalmente la llovizna cae en estratos bajos, siendo pocas las ocasiones en que
excede a 1 mm/h. (Chow, 1994)
Lluvia.
Se presenta en estado líquido con un diámetro mayor a los 5 mm. Es la
precipitación que se da con mayor frecuencia y se la clasifica según su intensidad
como: ligera, moderada o fuerte. (Chow, 1994)
Escarcha.
Es un depósito blanco opaco de gránulos de hielo separados por el aire atrapado,
se forma por una rápida congelación efectuada sobre gotas de agua, y se muestran
en dirección predominante del viento. (Chow, 1994)
Nieve.
Se forman cuando las masas de aire cargadas de vapor de agua se encuentran
con otras cuya temperatura es inferior a 0°C. Son cristales de hielo de forma
22
hexagonal ramificada, y a menudo aglomerada en copos de nieve, los cuales pueden
alcanzar varios centímetros de diámetro. (Chow, 1994)
Granizo.
Se forman por partículas de hielo producido de nubes convectivas que mediante
sus desplazamientos van atrapando gotas de agua, estos líquidos se depositan
alrededor de las partículas de hielo formando granizos de forma esferoidales, cónicos
o irregulares. Su tamaño varía de 5 a 125 mm de diámetro. (Chow, 1994)
Instrumentos de Medición de la Precipitación.
La precipitación pluvial se mide por medio de pluviómetros y de pluviógrafos y para
llevar a cabo su adecuada operación, se deben considerar algunas características:
1. El diámetro del orificio del dispositivo de captación no debe de ser menor a 30
mm; el límite superior parece no ser relevante.
2. Los pluviómetros pueden estar enterrados o colocados a 1 m de altura desde
la superficie del terreno. El uso de protectores contra viento no mejora la calidad
de la medición.
3. Los instrumentos deben colocarse en espacios abiertos y no deben existir
objetos dentro de la sección cónica imaginaria que se forma al colocar el vértice
en el instrumento y las proyecciones de las generatrices con un ángulo de 45°
respecto a la superficie del terreno. (Agustin Breña Puyol, 2005)
23
Pluviómetros.
Es un instrumento que mide la precipitación y está formado por un recipiente
cilíndrico graduado de área transversal que descarga un embudo que capta el agua
de lluvia, el modo de uso es colocar en el embudo un par de mallas para evitar la
entrada de basura, como se muestra en la ilustración 5. El área de captación es
normalmente diez veces mayor que el área del recipiente, su función es que, por cada
milímetro de lluvia, se deposite un centímetro en el recipiente. De este modo, es
posible hacer lecturas a simple vista hasta de una décima de milímetro de lluvia, que
corresponde a un milímetro depositado en el recipiente. (Aparicio, 1993)
Pluviógrafos.
Los pluviógrafos son parecidos a los pluviómetros, su diferencia radica en que los
pluviógrafos tienen un mecanismo para producir un registro continuo de precipitación,
como se muestra en la ilustración 6. Este mecanismo está formado por un tambor que
gira a velocidad constante sobre el que se coloca un papel graduado, en el recipiente
Ilustración 5: Pluviómetro y sus partes
Fuente: (Aparicio, 1993)
24
se coloca un flotador que se une mediante un juego de varillas a una plumilla que
marca las alturas de precipitación en el papel. (Aparicio, 1993)
El recipiente normalmente tiene una capacidad de 10 mm de lluvia y, al alcanzarse
esta capacidad, se vacía automáticamente mediante un sifón. El registro que se
obtiene de un pluviógrafo se llama pluviograma, es frecuente que este instrumento
tenga alguna falla y por ello los registros resultan defectuosos. (Aparicio, 1993)
Variabilidad de la Precipitación.
La precipitación no es uniforme, tiene una variabilidad en espacio y tiempo de
acuerdo con el patrón general de circulación atmosférica y con los factores
característicos de cada región. Los factores climáticos y geográficos determinan la
cantidad de humedad atmosférica sobre una región, la frecuencia y el tipo de
tormentas que se produce por la precipitación. Un factor local son las barreras
Ilustración 6: Pluviógrafos y sus partes
Fuente: (Aparicio, 1993)
25
orográficas que a menudo ejercen más influencia en el clima de una región a
diferencia de estar cerca de una fuente de humedad. (Chow, 1994)
Con respecto a la variación del tiempo indica que, en ocasiones algunos de los
registros pluviométricos demuestran que existe un aumento o disminución en la
tendencia de los patrones de la precipitación, pero la realidad es que los valores
tienden a volver a la media, debido a que en tiempos de mayor humedad toma balance
con los periodos de sequía. (Chow, 1994)
Tormentas de Diseños
Se considera tormenta de diseño al patrón de precipitación definido para utilizarse
en proyectos hidrológicos, la tormenta de diseño conforma la entrada al sistema, y los
caudales resultantes, cálculos utilizados en el procedimiento de lluvia-escorrentía y
tránsito de caudales. El diseño puede basarse en la información histórica de
precipitaciones que se den el sitio de la obra o pueden construirse utilizando las
características generales de la precipitación en regiones adyacentes. (Chow, 1994)
Área Portante
Se refiere a las áreas que tributan a cada punto en donde se desea valorar el caudal
de aguas lluvias. Dichas áreas se han delimitado y calculado en función del área de
drenaje estimada a partir de planos topográficos, ortografías del lugar. (CONAGUA,
2015)
26
Elementos Fundamentales de la Hidrología
Intensidad.
Se define a la intensidad como la cantidad de agua de lluvia que cae en un punto,
por unidad de tiempo y ésta es inversamente proporcional a la duración de la
tormenta. La intensidad es la tasa temporal de precipitación, es decir, la cantidad de
agua que precipitó medida en milímetros por unidad de tiempo, esta intensidad puede
ser instantánea o promedio, sobre la duración de la lluvia. (INAMHI, 2015)
Duración.
La duración de la tormenta es el tiempo que transcurre desde que inicia la
precipitación hasta que ésta cesa. Se considera a la duración de la lluvia de diseño
igual al tiempo de concentración del área en estudio, debido que al cabo de dicho
tiempo la escorrentía alcanza su valor máximo, al contribuir toda el área aportante al
flujo de salida. (INAMHI, 2015)
Frecuencia.
La frecuencia en un evento de precipitación se considera como el número de veces
en que se repite una tormenta, trabaja en conjunto con las características de
intensidad y duración definidas en un período de tiempo, tomado específicamente en
años (Agustin Breña Puyol, 2005)
27
Curvas de Intensidad, Duración y Frecuencia (IDF).
Para determinar el diseño de proyectos hidrológicos es importante conocer los
eventos de lluvias que se dan en el sitio de la obra, la manera más certera es utilizar
un evento lluvioso o diseño de tormenta que involucre una relación entre la intensidad,
la duración y la frecuencia de una precipitación. Usualmente los datos se presentan
en forma gráfica, con la duraci6n en el eje horizontal y la intensidad en el eje vertical,
mostrando una serie de curvas, para cada uno de los periodos de retorno de diseño.
(Chow, 1994)
Sistema de Drenaje
Un sistema de drenaje está constituido por una red de conductos e instalaciones
complementarias, que permiten el desalojo de las aguas lluvias, considerando que el
mantenimiento consecutivo permita la correcta operación. La estabilidad estructural
de la vía depende del control de los cauces y flujos de agua, evitando que puedan
afectar directamente a las características funcionales de cualquier elemento
integrante de la vía. (CONAGUA, 2015)
Clasificación del Sistema de Drenaje.
Sistema Estático de Evacuación.
Se considera que un sistema de drenaje es estático cuando la captación de las
aguas es direccionada a una fosa maura o un tanque séptico. (CONAGUA, 2015)
28
Sistema Dinámico de Evacuación.
El proceso dinámico de evacuación se da cuando el sistema de drenaje realiza su
descarga a un sistema de alcantarillado, drenaje pluvial o una planta de purificación.
(CONAGUA, 2015)
Drenaje Urbano.
La construcción de edificios, casas, la pavimentación de calles y estacionamientos,
modifican el entorno natural y generan superficies poco permeables; aumentando los
volúmenes de escurrimiento. El drenaje pluvial urbano, tiene la finalidad de captar y
desalojar las aguas lluvias hasta los puntos de descargas diseñados, esta actividad
permite reducir daños en la estructura vial y mejorar la estabilidad de los habitantes.
Una característica importante en el diseño de los sistemas de drenaje pluvial urbano
es reducir al mínimo los cambios del régimen de flujo natural del agua en la cuenca y
los cuerpos receptores, por lo tanto, el diseño no debe limitarse al control de la
velocidad de flujo y la descarga máxima. (CONAGUA, 2015)
Componentes del Sistema de Drenaje Urbano.
Los principales componentes del sistema urbano se agrupan según la función para
la cual son diseñados, integrando el sistema de la siguiente manera:
Estructuras de captación, recolectan las aguas que serán evacuadas, en el
caso de los sistemas de drenaje pluvial urbano se utilizan bocas de tormenta
como estructuras de captación, aunque también pueden existir conexiones
domiciliarias donde se vierta el agua de lluvia que cae en techos y patios.
En las captaciones (ubicadas convenientemente en puntos bajos del terreno
29
y a cierta distancia en las calles) se coloca una rejilla o coladera para evitar
el ingreso de objetos que obstruyan los conductos.
Estructuras de conducción, transportan las aguas recolectadas por las
estructuras de captación hacia el sitio de almacenamiento; representan la
parte medular de un sistema de drenaje y se forman por conductos cerrados
y/o abiertos, conocidos como tuberías y canales, respectivamente.
Estructuras de conexión y mantenimiento, facilitan los conductos que forman
la red de drenaje, pues además de permitir la conexión de varios conductos,
incluso de diferente diámetro o material, también disponen del espacio
suficiente para que un operador baje hasta el nivel de las tuberías y
maniobre para llevar a cabo la limpieza e inspección de los conductos.
Estructuras de vertido, son estructuras de descarga terminales que protegen
y mantienen libre de obstáculos la descarga final del agua drenada, se
diseñan para evitar posibles daños en el último tramo de tubería, que
pueden ser causados por la corriente a donde descarga la red o por el propio
flujo de salida de la conducción. Para el diseño de descarga al cuerpo
receptor, deben considerarse los niveles de superficie libre del agua
asociados al periodo de retorno, para protección a la población.
Obras complementarias, son las instalaciones que no necesariamente
forman parte de todos los sistemas de drenaje, pero que en ciertos casos
resultan importantes para su correcto funcionamiento. Entre ellas se tiene a
los cárcamos de bombeo, estructuras de cruce, lagunas de retención y
detención, y disipadores de energía.
30
Disposición final, este componente de las aguas captadas por una red de
drenaje no es una estructura que forme parte del sistema; sin embargo,
representa una parte fundamental del proyecto de drenaje. Su importancia
radica en definir con anterioridad a la construcción del proyecto la descarga
de las aguas pluviales, para evitar graves daños en el sitio de vertido.
(CONAGUA, 2015)
Ecuaciones de Diseño para el Sistema de Drenaje Urbano
Método Racional.
La fórmula racional es posiblemente el modelo más antiguo de la relación lluvia -
escurrimiento. Su origen se remonta a 1851 y 1889, este modelo toma en cuenta,
además del área de la cuenca, la altura o intensidad de la precipitación y es hoy en
día muy utilizado, particularmente en el diseño de drenajes urbanos. (Aparicio, 1993)
En una cuenca impermeable se hace caer uniformemente, una lluvia de intensidad
constante durante un largo tiempo. Al principio, el gasto que sale de la cuenca será
creciente con el tiempo, pero llegará un momento en el que se alcance un punto de
equilibrio, es decir, que el volumen que entra por unidad de tiempo por la lluvia será
el mismo que el gasto de salida de la cuenca. En una cuenca no impermeable, sólo
una parte de la lluvia con intensidad, escurre directamente hasta la salida. Si se
acepta que, durante la lluvia, o al menos una vez que se ha establecido el gasto de
equilibrio, no cambia la capacidad de infiltración en la cuenca, se puede escribir la
llamada fórmula racional mediante la ecuación 1:
𝑄 =𝐶 ∗ 𝐼 ∗ 𝐴
360
(1)
31
Donde:
Q= Caudal máximo ( 𝑚3/𝑠)
C= Coeficiente de escorrentía, que depende de las características de la
superficie.
I= Intensidad máxima de lluvia, para una duración igual al tiempo de
concentración, y para un periodo de retorno dado (mm/h).
A= Área de la cuenca (ha)
Tiempo de Concentración.
El tiempo de concentración del área se define como el tiempo necesario para que
la partícula de agua hidráulicamente más alejada alcance la salida y puede estimarse
por fórmulas empíricas aproximadas y se calcula mediante la ecuación 2 (Miranda &
Pachar, 2012)
𝑡𝑐 = 𝑡𝑐𝑠 + 𝑡𝑡 (2)
Donde:
𝑡𝑐= tiempo de concentración (min)
𝑡𝑐𝑠= tiempo de concentración sobre la superficie (min)
𝑡𝑡= tiempo de traslado a través de colectores (min)
Tiempo de Concentración sobre la Superficie.
Existen varios métodos para estimar el tiempo de concentración en las superficies
naturales (tcs) como se muestra en la ecuación 2 propuesta por Kirpich. (Miranda &
Pachar, 2012)
32
𝑡𝑒 = 0,3(𝐿
𝑆𝑜14
)0,76 (3)
Donde:
𝑡𝑒= tiempo de concentración sobre la superficie (min)
L= Longitud del curso de agua más largo(km)
So= Pendiente (m/m)
Tiempo de Traslado a Través de Colectores.
El tiempo de traslado a través de los colectores para tuberías, canales y vialidad
(tt) se determina calculando inicialmente la velocidad media de flujo(V) aplicando la
fórmula de Manning ecuación 3. (Miranda & Pachar, 2012)
𝑉 =1
𝑛𝑅
23𝑆
12
(4)
Donde:
V=Velocidad media del flujo (m/seg)
R= Radio hidráulico de la tubería, canal = 𝐴
𝑃 (m)
A= Área transversal del flujo (𝑚2)
P= Perímetro mojado (m)
S= Pendiente Hidráulica del tramo
n= Coeficiente de fricción
El coeficiente de Manning (n) depende de varios factores como rugosidad de la
superficie de conducción, tipo de vegetación, obstrucciones en la conducción, material
suspendido detallados en la tabla 4 (Miranda & Pachar, 2012)
33
Tabla 4: Coeficiente de friccion de Manning
Cunetas y canales sin revestir
Superficie n
En tierra natural, superficie uniforme y lisa 0,020-0,025
En tierra natural, superficie irregular 0,025-0,035
En tierra con ligera vegetación 0,035-0,045
En tierra con vegetación espesa 0,040-0,050
En tierra excavada mecanicamente 0,028-0,033
En roca, superficie lisa y uniforme 0,025-0,035
En roca, superficie rugosa e irregular 0,035-0,050
Cunetas y canales revestidos
Hormigón hidráulico 0,012-0,017
Hormigón hidráulico revestido con gunita 0,016-0,022
Empedrado 0,020-0,030
Paredes de hormigón, fondo de grava 0,017-0,020
Paredes empedradas, fondo de grava 0,023-0,033
Hormigón asfáltico 0,013-0,017
Fuente: (Miranda & Pachar, 2012) Elaborado por: Angie Litardo
El tiempo de traslado se calcula mediante la ecuación 5
𝑡𝑡 =𝑙
𝑉
(5)
34
Donde:
𝑡𝑡= Tiempo de traslado (min)
𝑙 = Longitud del tramo en el cual escurre el agua (m)
V= Velocidad media de traslado (m/seg)
Período de Retorno.
El número de años que en promedio se presenta un evento determinado de igual
o mayor intensidad se llama periodo de retorno, intervalo de recurrencia o
simplemente frecuencia. El periodo de retorno es un parámetro muy importante al
momento de diseñar una obra hidráulica destinada a soportar avenidas. (Miranda &
Pachar, 2012)
Coeficiente de Escorrentía.
El coeficiente de escorrentía depende de las características del terreno, uso y
manejo del suelo y condiciones de infiltración, requiriéndose un criterio técnico
adecuado y experiencia de para seleccionar un valor representativo. En la Tabla 5 se
entregan antecedentes con rangos usuales de este coeficiente para diversos tipos de
situaciones. (Miranda & Pachar, 2012)
35
Tabla 5: Coeficiente de Escorrentía
Tipo de Terreno Coeficiente de escorrentía
Pavimentos de adoquín 0,50-0,70
Pavimentos asfálticos 0,70-0,95
Pavimentos de hormigón 0,80-0,95
Suelo arenoso con vegetación y gradiente 2% - 7% 0,15-0,20
Suelo arcilloso con pasto y gradiente 2% - 7% 0,25-0,65
Zonas de cultivo 0,20-0,40
Fuente: (Miranda & Pachar, 2012) Elaborado por: Angie Litardo
Hidrograma Unitario.
Se define también como el hidrograma de escurrimiento directo que se produce por
una lluvia efectiva o en exceso de lámina unitaria, duración de repartida
uniformemente en la cuenca. El método del hidrograma unitario fue desarrollado
originalmente por Sherman en 1932 y está basado en las siguientes hipótesis:
Tiempo base constante. Para una cuenca dada, la duración total de
escurrimiento directo o tiempo base es la misma para todas las tormentas con
la misma duración de lluvia efectiva, independientemente del volumen total
escurrido. Todo hidrograma unitario está ligado a una duración de la lluvia en
exceso.
Linealidad o proporcionalidad. Las ordenadas de todos los hidrogramas de
escurrimiento directo con el mismo tiempo base, son directamente
proporcionales al volumen total de escurrimiento directo, es decir, al volumen
36
total de lluvia efectiva. Como consecuencia, las ordenadas de dichos
hidrogramas son proporcionales entre sí.
Superposición de causas y efectos. El hidrograma que resulta de un periodo
de lluvia dado puede superponerse a hidrogramas resultantes de periodos
lluviosos precedentes. (CONAGUA, 2015)
Intensidad.
Se define a la intensidad como la cantidad de precipitación que cae en un punto,
por unidad de tiempo y ésta es inversamente proporcional a la duración de la
tormenta. La intensidad es la tasa temporal de precipitación, es decir, la cantidad de
agua que precipitó medida en milímetros por unidad de tiempo, esta intensidad puede
ser instantánea o promedio, sobre la duración de la lluvia. (INAMHI, 2015)
Para el cálculo de intensidad de precipitación se utiliza la tabla 6 donde se muestra
la ecuación que pertenece para un intervalo de tiempo de 5 a 30 minutos
correspondiente a la estación meteorológica Chone U- Católica. (INAMHI, 2015)
Tabla 6 : Ecuación de Intensidad de Lluvia
Estación
Intervalos
de Tiempo
Ecuaciones
R
R2
Código Nombre (minutos)
M0162 Chone 5<30 𝑖 = 105.1001 ∗ 𝑇0.2806 ∗ 𝑡−0.4569 0.9825 0.9652
Fuente: (Miranda & Pachar, 2012) Elaborado por: Angie Litardo
37
Hidráulica de Secciones.
En el diseño de sistemas de drenaje pluvial los elementos que generan el
funcionamiento de la red son dimensionados para ser construidos bajo fututos
eventos de precipitación, dentro de estos componentes principales se encuentran las
tuberías, los sumideros, y las cámaras de recolección. (Miranda & Pachar, 2012)
Tuberías.
Una red de drenaje pluvial es un sistema de tuberías, coladeras e instalaciones
complementarias que permite el rápido desalojo de las aguas de lluvia para evitar
posibles molestias, e incluso daños materiales y humanos debido a su acumulación
o al escurrimiento superficial generado por la lluvia. Su importancia se manifiesta
especialmente en zonas con altas precipitaciones y superficies poco permeables.
(Miranda & Pachar, 2012)
Sumideros.
Los sumideros son estructuras encargadas de recolectar la escorrentía producida
en la superficie de las áreas de drenaje y conducirlas al sistema de tuberías de
alcantarillado, considerando que las construcciones de estas secciones sean seguras
para vehículos, las edificaciones y los peatones. La existencia de un sistema de
sumideros permite controlar el nivel máximo y el ancho de la lámina de flujo en las
zonas urbanas evitando que se presenten problemas asociados con las inundaciones
de las propiedades públicas y privadas. (Miranda & Pachar, 2012)
38
Sumideros de Reja o Calzada.
Consiste en la ejecución de una cámara donde penetran las aguas pluviales, esta
se cubre con una reja para impedir la precipitación de vehículos, personas u objetos
de cierto tamaño. Generalmente consta de una reja propiamente dicha, la cámara de
desagüe y la tubería de conexión al colector. (Miranda & Pachar, 2012)
Las rejillas facilitan efectivamente el drenaje de carreteras en los lugares donde la
obstrucción con desechos no es un problema. Según las variaciones de
espaciamiento y de trazado de las barras de acero, las rejillas utilizadas en los
sumideros están divididas en nueve clases:
Rejilla barra paralela P-1-7/8
Rejilla barra paralela P-1-1/8
Rejilla paleta curva
Rejilla barra inclinada 45º
Rejilla barra de seguridad paralela P-1-7/8
Rejilla barra inclinada 30º
Rejilla reticulada
Ilustración 7: Tipos de Sumideros
Fuente: (Chow, 1994)
39
Rejilla tipo 16
Capacidad Máxima de los Sumideros.
La capacidad de un sumidero va a depender del tipo, tamaño y diseño de la rejilla
que se vaya a utilizar en la construcción del sistema de drenaje, la ubicación de la
estructura de entrada define su capacidad hidráulica. Para sumideros localizados en
puntos bajos de la vía, su capacidad hidráulica se calcula igual a la capacidad de un
vertedero cuando la lámina de agua sobre la estructura de entrada es baja, o como
orificio si el sumidero funciona bajo condiciones sumergidas. La capacidad de los
sumideros en tramos de vía en pendiente la definen las características hidráulicas de
la cuneta y el esparcimiento máximo permitido sobre la vía. (Miranda & Pachar, 2012)
Capacidad de Interceptación y Eficiencia de los
Sumideros.
1. Tramo de Vía con Pendiente. Bajo ciertas condiciones, la capacidad de
intercepción de entrada es el flujo que intercepta un sumidero y su eficiencia
es el porcentaje del flujo total que intercepta sobre la cuneta. La eficiencia del
sumidero depende de los cambios en la pendiente transversal, de la pendiente
longitudinal, del flujo total en la cuneta y, en menor medida, de la rugosidad del
pavimento. En forma matemática, la eficiencia E se define por la siguiente
ecuación 6. (Miranda & Pachar, 2012)
𝐸 =𝑄𝑖
𝑄𝑠
(6)
40
Donde:
Qi= caudal total de la calle 𝑚3/𝑠
Qs= flujo interceptado 𝑚3/𝑠
Sumideros de Rejilla Sobre un Tramo de Vía en
Pendiente.
La relación de un flujo frontal en la cuneta, Qw, para el flujo en la calle, Qs, está
determinado mediante la ecuación 7. (Miranda & Pachar, 2012)
𝐸𝑤 = 1 − (1 −𝑊
𝑇)2,67
(7)
Donde:
𝐸w= Relación de flujo
W= Ancho de la rejilla
T = Esparcimiento total
Velocidad de Salpicadura.
La intercepción de flujo frontal por una rejilla está determinada por la velocidad del
flujo en la cuneta, la velocidad de salpicadura y la longitud de la rejilla. La velocidad
de salpicadura es la velocidad bajo una rejilla obstruida, que gracias al análisis de
regresión realizado en el laboratorio se logró determinar como 𝑉o[𝑚/𝑠], a partir de una
fórmula empírica de la ecuación 8 que se encuentra en función de la longitud y del
tipo de rejilla. (Miranda & Pachar, 2012)
𝑉𝑜 = 𝑝 + 𝑝𝑙 − 𝑟𝑙2 + 𝑠𝑙3 (8)
41
Donde p, q, r y s, listados en la tabla 7 son constantes empíricas para varios
sumideros de rejilla:
Tabla 7: Tipos de Rejillas
Fuente: (Miranda & Pachar, 2012)
Elaborado por: Angie Litardo
Porcentaje de Intercepción de Flujo Frontal.
El porcentaje de intercepción del flujo frontal, 𝑅𝑓, se expresa en las ecuaciones 9
y 9.1, con sus respectivas condiciones de cumplimiento. (Miranda & Pachar, 2012)
𝑉𝑠>𝑉o 𝑅𝑓 = 1 − 𝐾𝑐(𝑉𝑠 − 𝑉𝑜) (9)
Donde:
𝑉𝑠= velocidad del flujo en la cuneta (m/s)
Número Tipo de Rejilla p q r s
1 Barra P-1-7/8 0,6767 4,03 2,1325 0,6458
2 Barra P-1-1/8 0,5364 3,12 1,4764 0,3229
3 Pletinas 0,0914 4,85 4,2979 1,6146
4 Barras 45` 0,3018 2,64 1,1811 0,3229
5 Barra P-1-7/8-4 0,2256 2,44 0,8858 0,2153
6 Barra 30` 0,1554 2,34 0,6562 0,1076
7 Reticulada 0,0853 2,28 0,5906 0,1076
𝑉𝑠≤𝑉o 𝑅𝑓 = 1 (9.1)
42
𝐾𝑐= coeficiente según las unidades que se deben emplear, S.I 0.295 y U.S.C
0.09
Porcentaje de Intercepción del Flujo Lateral.
El porcentaje de intercepción del flujo lateral se expresa
𝑅𝑠 =1
1 +0,0828𝑉𝑠1,8
𝑆𝑥𝐿2,3
(10)
Donde:
𝑉s= velocidad del flujo en la cuneta (m/s)
𝑆x= pendiente transversal de la vía (m/m)
L= longitud de la rejilla (m)
Como resultado, la capacidad total de intercepción ideal de un sumidero de rejilla
es:
𝑄𝑖 = [𝑅𝑓𝐸𝑤 + 𝑅𝑠𝐸𝑥]𝑄𝑠 (11)
La capacidad de un sistema múltiple de sumideros de rejilla se aumenta por el
número de rejillas. La capacidad ideal determinada por la ecuación anterior está
sujeta a un factor de obstrucción debido a escombros, sedimentos o basuras en la
vía. (Miranda & Pachar, 2012)
Factor de Obstrucción.
El factor de obstrucción para sumideros de rejilla es generalmente igual a 0.5. Sin
embargo, es preferible asignarle el factor de obstrucción a la longitud de la rejilla como
se muestra en la ecuación 12. (Miranda & Pachar, 2012)
𝐿𝑒=𝐿(1−𝐶) (12)
43
Donde:
𝐿𝑒=Longitud efectiva de la rejilla.
L= Longitud de la rejilla
C= Factor de obstrucción
Sumideros de Rejilla Sobre un Punto Bajo o una
Depresión.
Un sumidero de rejilla en una depresión opera como un vertedero bajo una
pequeña profundidad. Esta capacidad se estima, mediante la ecuación 13. (Miranda
& Pachar, 2012)
𝑄𝑖 = 𝐶𝑤𝑃𝑒(𝑌 + 𝑌𝑠)1,5 (13)
Donde:
𝐶𝑑= Coeficiente de descarga
𝐶𝑤= coeficiente de vertedero según las unidades S.I 1.66 y U.S.C 3.0
Y= altura de la lámina de agua frente a la estructura de entrada
𝑃𝑒= perímetro efectivo alrededor del sumidero de rejilla, definido en la ecuación
14.
𝑃𝑒 = (1 − 𝐶)𝑃𝑒 (14)
Donde:
C= factor de obstrucción, para rejillas generalmente C=0,5
P= perímetro mojado de la rejilla (m)
El valor del perímetro mojado de la rejilla se expresa para sumideros en sitios sin
cordón de anden y sumideros en sitios con cordón de anden, como se muestra en las
ecuaciones 14.1 y 14.2
44
𝑃 = 2L + W (14.1)
Cuando una rejilla sumergida opera como un orificio la capacidad está estimada
mediante la ecuación 15:
𝑄𝑖 = 0,67Ae√2𝑔(𝑌 + 𝑌𝑠) (15)
Donde:
Co = es el coeficiente del orificio, para este caso 0.67
𝐴𝑒= área libre de la rejilla (m2), se calcula mediante la ecuación 15.1
𝐴𝑒 = (1 − C)mWL (15.1)
m = relación del área de la apertura de la rejilla menos el área de las barras de
acero y el área total de la apertura.
Para determinar la capacidad de intercepción para un sumidero de rejilla, de
acuerdo con el tipo de flujo sobre la estructura y para una altura de lámina de agua,
se deben calcular los caudales de las rejillas que operan como vertedero y como
orificio, el menor valor determina el tipo de flujo en el sumidero, mediante la condición:
𝑄𝑎=min (𝑄𝑖𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜; 𝑄𝑖𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜)
Sumideros de Ventana o Acera.
Consiste en una abertura a manera de ventana practicada en el bordillo o cordón
de la acera, generalmente deprimida con respecto a la cuneta. El sumidero posee
además de la ventana, un canal lateral de desagüe, una pequeña cámara de
recolección de sedimentos y una tubería de conexión. (Miranda & Pachar, 2012)
𝑃 = 2W + L (14.2)
45
Sumideros de Ventana Sobre un Tramo de Vía con
Pendiente.
La longitud requerida de un sumidero lateral, 𝐿𝑡, para la intercepción completa de
un flujo dado, 𝑄s, en la calle se calcula con la siguiente ecuación 16.
𝐿𝑡 = 𝐾𝑐𝑄𝑠0,42𝑆𝑜0,30(1
𝑛𝑆𝑒)0,60
(16)
Donde:
KC= coeficiente de las unidades S.I 0.817
n = coeficiente de rugosidad de Manning.
Se= pendiente equivalente, m/m
𝑆𝑒, para una depresión en la cuneta, resulta: 𝑆𝑒=𝑆𝑥+𝑠𝑤𝐸𝑤
𝑆𝑒, para una cuneta sin depresión: 𝑆𝑒=𝑆x
𝐿𝑡= longitud del sumidero lateral (m), para interceptar el 100% del flujo de la
cuneta.
𝑆o= pendiente longitudinal (m/m)
𝑄s= caudal en la calle (m3/s)
La capacidad de un sumidero lateral con una longitud, menor que la longitud, se
calcula de acuerdo a la ecuación 17. (Miranda & Pachar, 2012)
𝐿𝑡 = 𝑄𝑠[1 − (𝐿𝑒
𝐿𝑡)1,80]
(17)
Donde:
𝑄𝑎= capacidad de intercepción del sumidero lateral (capacidad ideal del
sumidero)
46
𝐿𝑒= longitud efectiva del sumidero lateral, que se calcula mediante la ecuación
17.1
𝐿𝑒 = Lc (1 − C) (17.1)
Donde:
𝐿𝑐= longitud menor que la longitud 𝐿𝑡, es decir, la longitud estándar de un
sumidero lateral
Sumidero Lateral Sobre un Punto Bajo o una Depresión.
Cuando un sumidero lateral opera como un vertedero, la capacidad está
determinada por la ecuación 18.
𝑄𝑖 = 𝐶𝑤𝐿𝑒(𝑌𝑠 + 𝑌)1,5 (18)
Donde:
𝑃𝑒= longitud efectiva alrededor de la depresión frente al sumidero de ventana,
como lo indica la ecuación 18.1
𝐿𝑒 = (1 − C)(Lc + kWg) (18.1)
Donde:
𝐶𝑊= 1.25
𝐿𝑐= longitud del sumidero lateral (m)
𝑊𝑔= ancho lateral de la depresión (m)
K= 1.8 o 2 por los lados de la depresión
Cuando un sumidero lateral opera como un orificio, la capacidad se mediante la
ecuación 19.
𝑄𝑖 = CoAe√2𝑔(𝑌𝑜) (19)
El valor de Ae, se determina mediante la ecuación 19.1
47
𝐴𝑒 = (1 − C)ℎ𝐿𝑐 (19.1)
Donde:
𝐶o=0.63
h= altura de la apertura del sumidero lateral
𝑌𝑜 = (Ys + Y) −ℎ
𝑠𝑠𝑒𝑛ɵ
(19.2)
Donde:
h= altura de la apertura del sumidero lateral (m)
𝜃= ángulo de la garganta del sumidero igual a 90°cuando la garganta del
sumidero lateral es vertical y a 0°cuando la garganta es horizontal.
Para determinar la capacidad de intercepción del sumidero lateral, de acuerdo con
el tipo de flujo sobre la estructura, se deben calcular los caudales operando como
vertedero y como orificio, el menor determina el tipo de flujo en el sumidero.
𝑄𝑎=min (𝑄𝑖𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜; 𝑄𝑖𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜)
Donde:
𝑄𝑎= caudal captado por el sumidero lateral en un punto bajo
Sumideros Mixtos o Combinados.
Es una combinación de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos
lo más positivo, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la
ocupación de la calzada para el sumidero de rejas. (Miranda & Pachar, 2012)
Modelamiento Hidrológico e Hidráulico
El modelado y análisis de las características de un sistema de drenaje urbano con
base en su aplicación a cuencas reales se realiza a través de un modelo de
48
simulación. El modelo propuesto es el EPA SWMM 5.0 (Storm Water Management
Model) de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos, que
permite representar de manera razonablemente precisa las condiciones urbanas y es
ampliamente empleado en el diseño de sistemas de drenaje urbano. (Paolo Rojas,
2016)
Manual del Storm Water Management Model 5.1.
El Storm Water Management Model (Modelo de Gestión de Aguas Pluviales) de la
EPA (SWMM) es un modelo dinámico de simulación de precipitación-escorrentía, que
se puede utilizar para un único acontecimiento o para realizar una simulación continua
en periodo extendido. El manual considera que el módulo de escorrentía o hidrológico
de SWMM funciona con una serie de cuencas en las cuales cae el agua de lluvia y se
genera la escorrentía, y el módulo de transporte o hidráulico de SWMM analiza el
recorrido de estas aguas a través de un sistema compuesto por tuberías, canales,
dispositivos de almacenamiento y tratamiento, bombas y elementos reguladores.
(Paolo Rojas, 2016)
Este modelo de transformación lluvia-escorrentía SWMM, es un modelo numérico
desarrollado principalmente para el estudio, diseño y análisis de sistemas de drenaje
urbano complejos, que puede simular la cantidad y también la calidad de la
escorrentía en cuencas urbanas. Originalmente permitía la simulación de la
escorrentía a partir de tormentas de diseño y en su versión 5.0 se modificó para
realizar simulación continua e incluir un módulo para analizar estadísticamente los
múltiples datos de salida de los hidrogramas. (Paolo Rojas, 2016)
49
El modelo conceptual del sistema de drenaje es considerado por SWMM 5.0 como
una colección de elementos dentro de módulos, donde cada uno de estos representa
de forma general diversos procesos hidrológicos o hidráulicos como la precipitación,
la generación de escorrentía superficial y el flujo de estas aguas. (Paolo Rojas, 2016)
De acuerdo al proceso hidrológico, la lluvia es representada en el modelo como un
elemento ‘Rain Gage’, que almacena los datos de la precipitación. La información
puede ser ingresada por el usuario como una serie temporal en el caso de tormentas
de diseño o históricas, o a través de un archivo que contenga datos de precipitación
muy extensos, como registros históricos de lluvias en pasos de tiempos discretos de
un pluviómetro. (Paolo Rojas, 2016)
Los antecedentes del elemento ‘Rain Gage’ son recibidos en el módulo
denominado ‘RUNOFF’ que está compuesto por elementos tipo ‘Subcatchment’
donde se pueden producir dos procesos hidrológicos: las pérdidas de precipitación y
la escorrentía superficial. Dentro del primer proceso, se consideran los fenómenos de
infiltración, almacenamiento, intercepción, en que una parte del volumen precipitado
se mantiene en el módulo ‘RUNOFF’; en el segundo proceso el volumen precipitado
restante se considera como escorrentía superficial y se envía hacia el módulo
‘TRANSPORT’. (Paolo Rojas, 2016)
El módulo ‘TRANSPORT’ es el que representa la red de drenaje y que puede estar
compuesta de secciones de cauce natural, conductos, calles, elementos de
almacenamiento, etc., siendo todos ellos los que transfieren el flujo hacia los puntos
de salida de la red (disposición final), en que los flujos de entrada a este módulo
vienen de la escorrentía superficial del módulo ‘RUNOFF’ o de hidrogramas de
50
entrada definidos por el usuario. Los elementos del módulo ‘TRANSPORT’ son
representados por nudos (Nodes) y conductos (Links). (Paolo Rojas, 2016)
Para el modelamiento de una cuenca, el elemento de captación de aguas
representados por sub-cuencas que definen la unidad hidrológica básica de la
superficie de terreno cuyas características topográficas, hidrológicas e hidráulicas
dirigen la escorrentía hacia un punto único a la salida de la sub-cuenca, que puede
ser hacia un nudo perteneciente a la red de drenaje o directamente a otro sistema o
cuenca. (Paolo Rojas, 2016)
Cada objeto tipo de captación de aguas requiere información del área, el ancho,
el ‘Rain Gage’ asociado a ella, pendiente media, etc. Además, es posible asignar una
altura de almacenamiento o detención a la superficie permeable y a la impermeable,
diferenciando en ésta última las superficies que permiten un almacenamiento como
aquellas de poca pendiente (veredas, calles, estacionamientos, etc.) de otras de
mayor pendiente donde no es posible una detención. Para cada una de estos
elementos, considerados ‘Subcuenca’, se requieren sus magnitudes (ancho y
perímetro) y respectivas rugosidades. (Paolo Rojas, 2016)
Marco Legal
Normas Técnicas Secretaría del Agua.
Caudales de diseño de aguas lluvias: Para el cálculo de los caudales del
escurrimiento superficial directo, se podrán utilizar tres enfoques básicos: el método
racional; el método del hidrograma unitario sintético y el análisis estadístico, basado
en datos observados de escurrimiento superficial. El método racional se utilizará para
51
la estimación del escurrimiento superficial en cuencas tributarias con una superficie
inferior a 100 ha. (SENAGUA, 1992)
Sistema de Drenaje: Con propósitos de selección de las frecuencias de las lluvias
de diseño, se considerará el sistema de drenaje como constituido por dos sistemas
diferentes. El sistema de drenaje inicial o de micro drenaje compuesto por
pavimentos, cunetas, sumideros y colectores y el de macro drenaje, constituido por
grandes colectores. (canales, esteros y ríos) (SENAGUA, 1992)
1. El sistema de micro drenaje se dimensionará para el escurrimiento cuya
ocurrencia tenga un período de retorno entre 2 y 10 años, seleccionándose
la frecuencia de diseño en función de la importancia del sector y de los
daños y molestias que puedan ocasionar las inundaciones periódicas.
2. Los sistemas de macro drenajes se diseñarán para escurrimientos de
frecuencias superiores a los 50 años. La selección de la frecuencia de
diseño será el resultado de un análisis de los daños a propiedades y vidas
humanas que puedan ocasionar escurrimientos de frecuencias superiores.
Tipos de Alcantarillados: La selección del tipo de alcantarillado se procede
conociendo el tipo de nivel que corresponde al sitio de diseño. El nivel 2 se utilizará
en comunidades que ya tengan algún tipo de trazado de calles, con tránsito vehicular
y que tengan una mayor concentración de casas, de modo que se justifique la
instalación de tuberías de alcantarillado con conexiones domiciliarias. (SENAGUA,
1992)
Alcantarillado pluvial: Se utilizarán canales laterales, en uno o ambos lados de la
calzada, cubiertos con rejillas metálicas que impidan el paso de sólidos grandes al
interior de la cuneta y que, al mismo tiempo, resistan el peso de vehículos. El
52
espaciamiento libre que normalmente se puede utilizar es de 0,03 m a 0,07 m entre
barrotes y una dimensión típica de estos podría ser 0,005 m x 0,05 m. Las calles
deberán ser adoquinadas o empedradas para mejorar la calidad de la escorrentía
pluvial. Su sección transversal tendrá pendientes hacia las cunetas laterales de modo
que se facilite el flujo rápido de la escorrentía hacia ellas. Los canales se construirán
en ambos lados de cada calle. Si sus dimensiones así lo justificaren, especialmente
para colectores, se utilizarán tuberías de hormigón simple convencionales. En todo
caso, para evitar el aumento en la longitud del canal, se utilizará la ruta más corta
hacia el curso receptor. La pendiente mínima que deberán tener estos canales será
la necesaria para obtener su auto limpieza (0,9 m/s a sección llena). (SENAGUA,
1992)
Cunetas y Sumideros: Las calles y avenidas forman parte del sistema de drenaje
de aguas lluvias por lo que el proyectista del sistema de drenaje deberá participar,
cuando sea posible, en el diseño geométrico de éstas.
1. Las pendientes de las calles y la capacidad de conducción de las cunetas
definirán el tipo y ubicación de los sumideros.
2. Para lograr un drenaje adecuado, se recomienda una pendiente mínima del
4 % en las cunetas. Pendientes menores podrán utilizarse cuando la
situación existente así lo obligue. La pendiente transversal mínima de la
calle será del 1 %.
3. Como regla general, las cunetas tendrán una profundidad máxima de 15 cm
y un ancho de 60 cm en vías rápidas que no permitan estacionamiento. En
vías que permitan estacionamiento el ancho de la cuneta podrá ampliarse
hasta 1 m. (SENAGUA, 1992)
53
Los sumideros deben instalarse: Cuando la cantidad de agua en la vía exceda a la
capacidad admisible de conducción de la cuneta. Esta capacidad será un porcentaje
de la teórica, la que se calculará según Manning, el porcentaje estará en función de
los riesgos de obstrucción de la cuneta. También se considera instalarse en los puntos
bajos, donde se acumula el agua. En el diseño del sumidero deberá considerarse la
pendiente de la cuneta, el caudal del proyecto, las posibilidades de obstrucción y las
interferencias con el tráfico vehicular. El tipo y dimensiones del sumidero será
plenamente justificado por el proyectista, pudiendo para ello, emplear cualquier
método debidamente probado. (SENAGUA, 1992)
Caudal de diseño: Para el cálculo de los caudales para el diseño de un sistema de
alcantarillado pluvial, se procederá conforme con lo indicado aplicando el método
racional el mismo que se utiliza para áreas con una superficie inferior a 5 𝑘𝑚2,
mediante la fórmula Q = 0,00278 CIA.
Para la determinación del coeficiente C deberá considerarse los efectos de
infiltración, almacenamiento por retención superficial y evaporación. Para frecuencias
entre 2 y 10 años se recomienda los siguientes valores de C, mostrados en la tabla
9.
54
Tabla 8: Valores del coeficiente de escurrimiento
Tipo de Zona Valores de C
Zonas centrales densamente construidas, con vías y
calzadas pavimentadas.
0,70 – 0,90
Zonas adyacentes al centro de menor densidad
poblacional con calles pavimentadas
0,7
Zonas residenciales medianamente pobladas 0,55 – 0,65
Zonas residenciales con baja densidad 0,35 – 0,55
Parques, campos de deportes 0,10 – 0,20
Fuente: (SENAGUA, 1992) Elaborado por: Angie Litardo
Cuando sea necesario calcular un coeficiente de escurrimiento compuesto, basado
en porcentajes de diferentes tipos de superficie se podrá utilizar los valores que se
presentan en la tabla 10.
55
Tabla 9: Valores de C para diversos tipos de superficies.
Tipo de Superfice Valores de C
Cubierta metálica o teja vidriada 0,95
Cubierta con teja ordinaria o impermeabilizada 0,90
Pavimentos asfálticos en buenas condiciones 0,85 a 0,90
Pavimentos de hormigón 0,80 a 0,85
Empedrados (juntas pequeñas) 0,75 a 0,80
Empedrados (juntas ordinarias) 0,40 a 0,50
Pavimentos de macadam 0,25 a 0,60
Superficies no pavimentadas 0,10 a 0,30
Parques y jardines 0,05 a 0,25
Fuente: (SENAGUA, 1992) Elaborado por: Angie Litardo
Las suposiciones básicas del método racional, con respecto a la relación entre la
intensidad de lluvia de diseño, tiempo de concentración y el caudal de escorrentía, no
justifican la corrección de C con el tiempo, por lo tanto, en la aplicación del método
racional se utilizará un valor constante del coeficiente C. La intensidad de la lluvia se
la calculará a partir de las relaciones de intensidad, duración y frecuencia.
(SENAGUA, 1992)
Colectores de Drenaje Pluvial: Para los colectores de drenaje pluvial el tiempo de
concentración es igual a la suma del tiempo de llegada más el tiempo de escurrimiento
por los colectores hasta el punto en consideración. El tiempo de escurrimiento se lo
obtendrá a partir de las características hidráulicas de los colectores recorridos por el
agua. El tiempo de llegada es el tiempo necesario para que el escurrimiento superficial
56
llegue desde el punto más alejado hasta el primer sumidero. Este tiempo dependerá
de la pendiente de la superficie, del almacenamiento en las depresiones, de la
cobertura del suelo, de la lluvia antecedente, de la longitud del escurrimiento, etc. Se
recomienda valores entre 10 min y 30 min para áreas urbanas. En cualquier caso, el
proyectista deberá justificar, a través de algún método, los valores de los tiempos de
llegada empleados en el cálculo. (SENAGUA, 1992)
Hidrograma Unitario: Se recomienda que para cuencas con un área superior a 5
km2 los caudales de proyecto sean calculados aplicando hidrogramas unitarios
sintéticos. El proyectista justificará ante la SAPYSB el método utilizado, demostrando
la bondad de sus resultados. A partir de los hidrogramas unitarios y las tormentas
seleccionadas, se obtendrán los hidrogramas del escurrimiento superficial para las
cuencas de drenaje. La verificación de la capacidad de los grandes colectores, se
hará transitando simultáneamente, a través de estos, los hidrogramas del
escurrimiento superficial, calculados para cada área aportante. (SENAGUA, 1992)
Ley Orgánica de Recursos Hídricos.
Art. 3.- Objeto de la Ley. - El objeto de la presente Ley es garantizar el derecho
humano al agua, así como regular y controlar la autorización, gestión, preservación,
conservación, restauración, de los recursos hídricos, uso y aprovechamiento del
agua, la gestión integral y su recuperación, en sus distintas fases, formas y estados
físicos, a fin de garantizar el sumak kawsay o buen vivir y los derechos de la
naturaleza establecidos en la Constitución. (DEL AGUA, U.Y.A., 2014)
Art. 4.- Principios de la Ley. - Esta Ley se fundamenta en los siguientes principios:
57
1. La integración de todas las aguas, sean estas, superficiales, subterráneas o
atmosféricas, en el ciclo hidrológico con los ecosistemas.
2. El agua, como recurso natural debe ser conservada y protegida mediante
una gestión sostenible y sustentable, que garantice su permanencia y
calidad.
3. El agua, como bien de dominio público, es inalienable, imprescriptible e
inembargable.
4. El agua es patrimonio nacional y estratégico al servicio de las necesidades
de las y los ciudadanos y elemento esencial para la soberanía alimentaria,
en consecuencia, está prohibido cualquier tipo de propiedad privada sobre
el agua.
5. El acceso al agua es un derecho humano.
6. El Estado garantiza el acceso equitativo al agua.
7. El Estado garantiza la gestión integral, integrada y participativa del agua.
8. La gestión del agua es pública o comunitaria.
Plan Maestro Agua Potable Alcantarillado Pluvial
Interagua.
Diagnostico Sistemas de Alcantarillado Pluvial: Las inundaciones pluviales ocurren
cuando la intensidad y/o monto total de lluvia dentro de la ciudad excede la capacidad
de descarga del drenaje natural o artificial; y por el efecto combinado de los niveles
de marea y de los ríos en las partes más bajas. (Interagua IA, 2018)
Grados de protección en drenaje urbano: Los estudios hidrológicos hidráulicos que
se realizan en la presente actualización del Plan Maestro de AALL se realizan
58
considerando aspectos de análisis de riesgos, basados en la evaluación de
probabilidades de ocurrencia de los eventos que causan afectaciones por
inundaciones y la vulnerabilidad del área potencialmente a ser afectada. Este grado
de protección está vinculado con la probabilidad de que el evento hidrometeorológico
que pueda afectar a una ciudad - la tormenta, la marea o los escurrimientos
consecuencia de estos fenómenos severos - se vea superado en un año cualquiera.
La probabilidad de excedencia corresponde habitualmente al de la tormenta con la
que se solicita o exige al sistema urbano - hidrológico que se necesita estudiar, a la
que se la suele denominar “tormenta de proyecto”. (Interagua IA, 2018)
El período de retorno se calcula como la inversa de la probabilidad de excedencia
anual y representa el número de años que separan en promedio dos eventos con
igual o inferior probabilidad de excedencia. Un criterio primario a tener en cuenta para
la elección del período de retorno debería estar basado en considerar el uso de la
tierra y establecerlo de acuerdo con parámetros de zonificación urbana. Por ejemplo,
cuanto más importante sea para la comunidad por su valor o su utilidad un área
determinada, mayor será el grado de protección a otorgarle. (Interagua IA, 2018)
Definición de Zona de Inundación Peligrosa: Themes (1992) define la Zona de
Inundación Peligrosa como aquella en donde existe serio peligro de pérdida de vidas
humanas o graves daños personales para que se cumpla con éste criterio de darse
las condiciones desfavorables de Calado (h) y Velocidad del escurrimiento (V).
Zona de Inundación Peligrosa: h * V => 0,50 𝑚2/𝑠
Zona de Inundación Potencialmente Peligrosa h * V => 0,30 𝑚2/𝑠
59
CAPÍTULO III
Diseño del Sistema de Drenaje Pluvial
Ubicación de la Zona de Interés
Para el proyecto de diseño del sistema de drenaje urbano del centro histórico del
cantón Pichincha, provincia de Manabí, el punto de interés se localizó mediante la
carta topográfica que otorga el Instituto Geográfico Militar del Ecuador (IGM), se
efectuó una triangulación de la zona, a través del mapa referencial para obtener los
valores de cota de terreno de la superficie. El plano se encuentra en escala 1:50000,
el cual presenta con claridad las curvas de nivel con distancia entre ellas de 20 metros,
como se muestra en la Ilustración 8.
Ilustración 8: Mapa Topográfico del Cantón Pichincha
Fuente: (IGM, 2020)
60
Determinación del Área de Aportación
La delimitación de las áreas de drenaje se lo realizó mediante el uso del software
Sistemas de Información Geográfica ARCGIS, como se observa en la ilustración 9, la
cual permite a su vez observar la dirección que toma el agua de la lluvia al caer en la
superficie terrestre, de acuerdo a la topografía del sitio y la conformación de los
predios en la zona urbana, se obtuvieron 116 áreas medidas en hectáreas que
descargan su caudal en 93 sumideros, las áreas de drenajes varían entre 0,01 ha a
0,17 ha, el total de valores son detallados en la tabla 10.
Determinación del Tiempo de Entrada
Para el cálculo del tiempo de entrada se aplicó la ecuación 2 descrita en el capítulo
II, en base a la ubicación de los sumideros, los valores de pendientes y longitud fueron
Ilustración 9: Áreas de Aportación
Elaborado por: Angie Litardo
61
hallados mediante las herramientas del programa ARCGIS, dando como resultados
los valores de 𝑡𝑒 detallados en la tabla 10.
Calculo de Pendientes.
Para los sistemas de drenajes urbanos se debe considerar los valores de
pendientes en función de la cota de la superficie, y de la profundidad de excavación,
conocida también como cota de invert, a su vez se considera el diámetro que se
utilizará en las tuberías del diseño pluvial.
En base a lo explicado, la cota de invert del diseño se encuentra ubicado debajo
de la cota de superficie y de acuerdo a las Normas técnicas de la Secretaria del Agua
el diámetro mínimo para tuberías utilizadas en los sistemas de drenaje es de 250mm.
Determinación del Tiempo de Recorrido
Para el cálculo del 𝑡𝑡 se utilizó una velocidad de recorrido de 0,75 m/s, valor
considerado de acuerdo a las normas de diseño de alcantarillado pluvial indicado por
SENAGUA, la longitud se la determina mediante las herramientas del programa
ARCGIS para cada área de aportación, los resultados se muestran en la tabla 10.
Determinación del Tiempo de Concentración
El tiempo de concentración se lo determina para cada una de las áreas portantes
de acuerdo a la ecuación 2, la cual indica que es la suma del tiempo de entrada y el
tiempo de recorrido en el colector, obteniendo como resultado el tiempo de
concentración máximo de 8 minutos y un valor de tiempo mínimo de 5 minutos, como
se observa en la tabla 10.
62
Determinación del Periodo de Retorno
Como se indicó anteriormente en el capítulo II, el periodo de retorno es el tiempo
medido en años en que se pueda presenciar un evento mayor o igual de precipitación
intensa, como referencia para el proyecto y de acuerdo a lo indicado en las Normas
técnicas de la Secretaria del Agua para el sistema de micro drenaje el rango de
periodo de retorno es de 2 a 10 años, para lo cual el valor asignado para el cálculo es
de T=10 años.
Determinación de la Intensidad de Lluvia
Para definir el valor de Intensidad (i), se utiliza la ecuación de intensidad de lluvia
de la tabla 6, que representa las curvas IDF de la estación meteorológica Chone – U
Católica. Las variables como tiempo de retorno y tiempo de concentración se
encuentran dentro de la formula obteniendo un valor para cada una de las áreas
portantes detalladas en la tabla 10.
Determinación del Coeficiente de Escorrentía
Para el cálculo del caudal de diseño el valor del coeficiente de escorrentía es
tomado de acuerdo a las Normas Técnicas de la Secretaria del Agua presentados en
la tabla 8, el cual indica que para pavimentos asfalticos en buenas condiciones se
otorga un intervalo de C entre 0,85 y 0,90 el valor asignado es de 0,85 para
continuación del cálculo.
63
Determinación del Caudal de Diseño
Como se ha indicado en el capítulo 2, el cálculo del caudal de diseño se lo realiza
mediante el método racional, el cual se utiliza particularmente en el diseño de
drenajes urbanos, en base a los análisis y aplicando la ecuación 1 se obtiene un valor
de caudal para cada uno de las áreas definidas, obteniendo como resultado que el
caudal máximo de diseño es de 0,036 𝑚3/𝑠 como se muestra en la tabla 10.
64
Tabla 10: Determinación del Caudal de Diseño
A HA S Cota A (m)
Cota B (m)
L (m)
P (%)
Te (min)
V (m/s)
Tr (min)
Tc (min)
T (años)
I (mm/h)
C Q (m3/s)
A1 0,05 S1 50,06 58,14 41,08 19,65 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,011
A2 0,08 S2 57,42 58,75 47,86 2,78 5 0,75 1 6 10 90,29 0,85 0,017
A3 0,12 S3 48,06 48,77 54,58 1,29 6 0,75 1 7 10 81,45 0,85 0,023
A4 0,06 S4 49,05 57,36 51,35 16,19 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,014
A5 0,02 S5 49,05 55,91 39,04 17,58 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,005
A6 0,05 S6 54,82 58,75 53,50 7,34 4 0,75 1 5 10 92,67 0,85 0,011
A7 0,12 S7 48,80 48,08 50,15 1,42 6 0,75 1 7 10 84,59 0,85 0,024
A8 0,15 S8 48,59 48,80 34,51 0,60 5 0,75 1 6 10 90,97 0,85 0,032
A9 0,17 S9 48,80 48,59 36,98 0,58 5 0,75 1 6 10 88,52 0,85 0,036
A10 0,12 S10 48,31 48,80 26,15 1,87 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,027
A11 A12
0,06 S11 48,13 58,75 28,77 36,90 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,014
A13 0,01 S12 38,75 58,75 38,98 51,31 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,002
A14 0,1 S13 38,75 48,31 40,29 23,74 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,023
A15 0,14 S14 38,75 38,75 41,38 0,00 0 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,032
A16 0,11 S15 35,64 38,75 34,29 9,08 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,025
A17 0,12 S16 30,99 35,64 35,27 13,19 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,027
A18 0,07 S17 26,38 30,99 27,76 16,59 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A19 0,05 S18 22,03 26,38 26,78 16,25 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,011 Elaborado por: Angie Litardo
65
A
HA
S
Cota A (m)
Cota B (m)
L (m)
P (%)
te (min)
V (m/s)
tr (min)
tc (min)
T (años)
I (mm/h)
C Q (m3/s)
A20 0,06 S19 48,42 48,65 38,50 0,59 5 0,75 1 6 10 87,31 0,85 0,012
A21 A22 A23 A24
0,09
S20
41,49
48,42
41,32
16,77
3
0,75
1
5
10
96,13
0,85
0,020
A25 0,09 S21 41,49 48,42 41,32 16,78 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,020
A26 0,01 S22 48,04 48,42 15,36 2,47 2 0,75 0 5 10 96,13 0,85 0,002
A27 0,04 S23 48,79 48,04 50,13 1,50 5 0,75 1 7 10 84,92 0,85 0,008
A28 0,04 S24 48,59 48,79 34,50 0,59 5 0,75 1 6 10 90,82 0,85 0,009
A29 0,09 S25 48,77 48,59 37,39 0,50 5 0,75 1 6 10 87,19 0,85 0,019
A30 0,05 S26 48,24 48,77 26,12 2,05 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,011
A31 0,07 S27 38,75 48,24 40,25 23,58 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A32 0,07 S28 38,75 38,75 41,40 0,00 0 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A33 0,07 S29 35,64 38,75 34,28 9,09 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A34 0,06 S30 30,99 35,64 35,27 13,18 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,014
A35 0,1 S31 29,65 28,90 44,31 1,71 5 0,75 1 6 10 89,70 0,85 0,021
A36 0,06 S32 22,03 28,60 40,31 16,29 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,014
A37 A38
0,15 S33 40,05 46,93 34,69 19,84 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85
0,034
A39 A40
0,1 S34 38,16 46,47 32,54 25,52 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85
0,023
A41 0,04 S35 37,35 43,70 26,45 24,02 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,009
A42 A58
0,06 S36 37,72 37,35 21,83 1,70 3 0,75 0 5 10 96,13 0,85
0,014
A43 0,04 S37 37,87 37,69 24,07 0,75 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,009
Elaborado por: Angie Litardo
66
A HA S Cota A (m)
Cota B (m)
L (m)
P (%)
Te (min)
V (m/s)
Tr (min)
Tc (min)
T (años)
I (mm/h)
C Q (m3/s)
A44 A62
0,08 S38 36,68 37,69 23,17 4,34 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85
0,018
A45 A63
0,04 S39 32,75 36,61 49,70 7,76 4 0,75 1 5 10 95,60 0,85
0,009
A46 0,08 S40 36,61 37,26 32,34 2,02 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,018
A47 0,08 S41 37,26 35,46 48,34 3,72 4 0,75 1 6 10 91,80 0,85 0,017
A48 0,12 S42 38,75 41,49 42,97 6,37 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,027
A49 0,15 S43 37,35 41,49 66,01 6,27 5 0,75 1 7 10 84,80 0,85 0,030
A50 A51
0,07 S44 40,05 40,05 31,44 0,00 0 0,75 1 5 10 96,13 0,85
0,016
A52 A53
0,13 S45 30,12 35,20 40,10 12,68 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85
0,030
A54 0,16 S46 29,94 31,57 37,58 4,35 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,036
A55 A57
0,03 S47 36,72 38,16 16,37 8,80 2 0,75 0 5 10 96,13 0,85
0,007
A56 0,01 S48 33,00 36,72 28,66 12,99 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,002
A59 A60
0,05 S49 33,76 37,72 27,73 14,26 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85
0,011
A61 0,02 S50 37,87 37,69 24,07 0,75 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,005
A64 0,14 S51 31,68 31,11 58,74 0,97 7 0,75 1 8 10 77,64 0,85 0,026
A65 0,14 S52 31,12 30,20 30,90 2,98 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,032
A66 A67 A68 A71
0,17
S53
36,56
38,75
71,47
3,06
6
0,75
2
8
10
78,41
0,85
0,031
Elaborado por: Angie Litardo
67
A HA S Cota A (m)
Cota B (m)
L (m)
P (%)
Te (min)
V (m/s)
Tr (min)
Tc (min)
T (años)
I (mm/h)
C Q (m3/s)
A69, A70
0,05 S54 34,27 36,56 31,44 7,29 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,011
A72 0,1 S55 30,56 33,67 63,37 4,92 5 0,75 1 7 10 84,69 0,85 0,020
A73 0,11 S56 30,92 37,35 57,37 11,21 4 0,75 1 5 10 92,89 0,85 0,024
A74 0,14 S57 30,91 37,35 57,37 11,21 4 0,75 1 5 10 92,89 0,85 0,031
A75 0,08 S58 29,26 30,92 49,08 3,38 5 0,75 1 6 10 90,68 0,85 0,017
A76 0,11 S59 29,10 29,94 34,75 2,41 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,025
A77 0,08 S60 31,57 32,62 43,65 2,40 4 0,75 1 5 10 92,41 0,85 0,017
A78 0,11 S61 32,47 37,87 24,07 22,45 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,025
A79 0,05 S62 28,13 34,27 49,26 12,47 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,011
A80 0,09 S63 30,56 33,90 53,00 6,31 4 0,75 1 5 10 92,05 0,85 0,020
A81 0,14 S64 22,84 28,13 68,70 7,70 5 0,75 2 7 10 84,71 0,85 0,028
A82 0,13 S65 24,07 30,92 60,80 11,26 4 0,75 1 6 10 90,93 0,85 0,028
A83 0,08 S66 24,07 30,92 60,80 11,26 4 0,75 1 6 10 90,93 0,85 0,017
A84 0,09 S67 29,11 30,15 38,92 2,65 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,020
A85 0,12 S68 20,98 22,84 57,07 3,26 5 0,75 1 6 10 85,56 0,85 0,024
A86 0,08 S69 22,21 30,12 69,09 11,44 5 0,75 2 6 10 86,77 0,85 0,016
A87 0,09 S70 22,21 30,12 69,09 11,44 5 0,75 2 6 10 86,77 0,85 0,018
A88 0,07 S71 29,06 29,94 34,75 2,54 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A89 0,07 S72 20,98 21,86 39,11 2,25 4 0,75 1 5 10 95,76 0,85 0,016
A90 0,12 S73 21,86 22,52 32,06 2,06 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,027
A91 0,1 S74 29,94 31,57 37,58 4,35 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,023
A92 0,11 S75 22,52 23,07 29,60 1,87 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,025
A93 0,1 S76 31,57 32,62 43,65 2,40 4 0,75 1 5 10 92,41 0,85 0,022
Elaborado por: Angie Litardo
68
A HA S Cota A(m)
Cota B(m)
L (m)
P (%)
Te (min)
V (m/s)
Tr (min)
Tc (min)
T (anos)
I (mm/h)
C Q (m3/s)
A94 0,09 S77 23,07 23,51 42,50 1,02 5 0,75 1 6 10 87,71 0,85 0,019
A95 0,09 S78 25,15 33,76 62,15 13,86 4 0,75 1 6 10 91,42 0,85 0,019
A96 0,14 S79 25,15 33,76 62,15 13,86 4 0,75 1 6 10 91,42 0,85 0,030
A97 0,04 S80 32,47 37,87 24,07 22,46 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,009
A98 0,09 S81 23,51 22,08 64,61 2,21 6 0,75 1 8 10 79,56 0,85 0,017
A99 0,09 S82 23,50 32,75 61,08 15,14 4 0,75 1 5 10 92,55 0,85 0,020
A100 0,05 S83 23,50 32,75 61,08 15,14 4 0,75 1 5 10 92,55 0,85 0,011
A101 A103
0,06 S84 31,62 31,11 58,75 0,86 7 0,75 1 8 10 77,01 0,85 0,011
A102 0,08 S85 22,08 22,24 32,85 0,51 5 0,75 1 6 10 91,44 0,85 0,017
A104 0,09 S86 22,24 22,36 28,95 0,40 5 0,75 1 5 10 93,94 0,85 0,020
A105 0,08 S87 31,11 30,20 30,90 2,97 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,018
A106 0,07 S88 22,36 22,94 39,29 1,47 5 0,75 1 5 10 92,70 0,85 0,015
A107 A108
0,09 S89 22,94 31,51 75,43 11,36 5 0,75 2 7 10 83,93 0,85 0,018
A109 A110 A112
0,07 S90 26,23 31,51 50,58 10,43 4 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A111 0,02 S91 22,94 26,23 24,87 13,26 2 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,005
A113, A114, A115
0,07 S92 19,58 22,94 39,85 8,41 3 0,75 1 5 10 96,13 0,85 0,016
A116 0,02 S93 29,51 30,99 44,31 3,33 4 0,75 1 5 10 94,06 0,85 0,004
Elaborado por: Angie Litardo
69
Elementos del Sistema
Tuberías.
Para la construcción del proyecto de drenaje pluvial se utilizarán tuberías de PVC
Novafort de acuerdo a las características hidráulicas que presenta y a su vez por ser
un material de fácil manejo e instalación, contribuyendo con precios bajos
relativamente adecuados para proyectos urbanos.
El diámetro mínimo de las tuberías para el sistema de drenaje de aguas lluvias es
de 250mm, cuyo coeficiente de rugosidad es de 0,011 indicado en la norma técnica
de Secretaria del Agua, su finalidad radica en evitar obstrucciones en las tuberías y
por consiguiente mejorar la conservación de la operación del sistema, sin embargo el
diseño de la red de acuerdo a los cálculos empleados, se utilizaran diámetros que
varían de 400 a 700mm, en la tabla 11 se identifica el diámetro teórico y comercial de
cada uno de los tramos de la red, se considera que para las zonas planas las
longitudes entre sumideros van colocados cada 30 metros.
Cada tramo se calculó considerando el caudal en sus extremos más bajos,
respetando a su vez las zonas de contrapendiente, en la ilustración 10 se muestra el
esquema de tuberías del sistema de drenaje pluvial.
70
Tabla 11: Diámetros de la Red de Drenaje
Conductos Diámetro
Teórico (m) Diámetro
Comercial (m)
1 0,3 0,4
5 0,3 0,4
9 0,3 0,7
10 0,3 0,7
15 0,3 0,5
16 0,3 0,45
21 0,25 0,4
23 0,3 0,4
25 0,3 0,4
26 0,25 0,4
28 0,25 0,4
29 0,25 0,4
30 0,25 0,4
31 0,25 0,4
32 0,25 0,4 Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 10: Esquema de Tuberías
Elaborado por: Angie Litardo
L106
PUNTO DE DESCARGA
71
Conductos Diámetro
Teórico (m) Diámetro
Comercial (m)
33 0,25 0,4
34 0,25 0,4
35 0,25 0,4
36 0,25 0,4
37 0,25 0,4
38 0,25 0,4
39 0,25 0,4
40 0,25 0,4
41 0,25 0,4
42 0,25 0,4
43 0,25 0,4
44 0,25 0,4
45 0,25 0,4
46 0,25 0,4
47 0,25 0,4
50 0,25 0,4
51 0,25 0,4
52 0,25 0,4
53 0,25 0,4
54 0,25 0,4
55 0,25 0,4
56 0,25 0,4
60 0,25 0,4
61 0,25 0,4
62 0,25 0,4
63 0,25 0,4
64 0,25 0,4
65 0,25 0,4
66 0,25 0,4
67 0,25 0,4
68 0,25 0,4
69 0,25 0,4
70 0,25 0,4
72 0,25 0,4
75 0,25 0,4
76 0,25 0,4 Elaborado por: Angie Litardo
72
Conductos Diámetro
Teórico (m) Diámetro
Comercial (m)
77 0,25 0,4
78 0,25 0,4
79 0,25 0,4
82 0,25 0,4
83 0,25 0,4
84 0,25 0,4
85 0,25 0,4
86 0,25 0,4
87 0,25 0,4
89 0,25 0,4
91 0,25 0,4
94 0,25 0,4
95 0,25 0,4
96 0,25 0,4
97 0,25 0,4
98 0,25 0,4
99 0,25 0,4
100 0,3 0,65
101 0,25 0,7
102 0,25 0,4
L105 0,3 0,65
L106 0,25 0,4
L107 0,25 0,4
L108 0,3 0,4
L109 0,3 0,4
L110 0,3 0,6
L111 0,25 0,4
L112 0,25 0,4
L113 0,25 0,4
L114 0,3 0,4
L115 0,3 0,4
L116 0,25 0,4
L3 0,3 0,4
L4 0,25 0,4
L5 0,25 0,4
L6 0,25 0,4
L7 0,25 0,4 Elaborado por: Angie Litardo
73
Sumideros Tipo Rejilla.
El presente análisis contempla la construcción de un sumidero tipo rejilla, para lo
cual el sitio de ubicación toma en cuenta características como la pendiente
longitudinal de la vía, el área de drenaje y el caudal máximo el cual presenta un valor
de Q = 0,036𝑚3/𝑠.
Para realizar el cálculo de la capacidad máxima de los sumideros, se comprobó
mediante las ecuaciones para conocer si el funcionamiento hidraulico corresponde al
de un orificio o vertedero, verificando a su vez que se cumpla la condición.
𝑄𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑐𝑖ó𝑛 > 𝑄𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
Las dimensiones del sumidero tipo rejilla tienen una longitud L de 1,25 metros y un
ancho W de 0,75 m, con barras de ɸ = 18 mm paralelas en dirección al flujo y
separadas con una distancia de 0,048 m, como se observa en la ilustración 11.
Los sumideros se conectan con las cámaras mediante las tuberías de PVC con
diámetro que varían de 400mm a 700 mm, las cuales permiten direccionar y evacuar
el caudal acumulado de un área a otra. Los datos se detallan en la tabla 12 y 13.
Ilustración 11: Sumidero Tipo Rejilla empleado en el Diseño
Fuente: (Miranda & Pachar, 2012)
74
Tabla 12: Capacidad de un sumidero de rejilla en un tramo de Pendiente
Capacidad Total de Intercepción
Ideal de un Sumidero de Rejilla en un
Tramo de Pendiente
d (m) 0,15
Sx (m/m) 0,02
T (m) 7,50
n 0,01
So (m/m) 0,00
Qs (m3/s) 0,41
W (m) 0,75
Ew 0,25
Vs (m3/s) 0,73
p 0,6767
q 4,0300
r 2,1325
s 0,6458
L (m) 1,25
Vo (m3/s) 10,31
Rf 1,00
Rs 0,42
Qi (m3/s) 0,13
Elaborado por: Angie Litardo
75
Tabla 13: Capacidad de un sumidero de rejilla en un punto bajo
Capacidad Total de
Intercepción Ideal de un
Sumidero de Rejilla en un Punto
Bajo
Caudal de Aportacion
Qi (m3/s) 0,036
Cuando el Sumidero Trabaja
como Vertedero
Cw 1,66
Y+Ys 0,10
Qi(m3/s) 0,10
C 0,50
Cuando el Sumidero Trabaja
como Orificio
Co 0,67
g (m/s2) 9,81
Qi (m3/s) 0,26
m (m) 0,60
Ae (m2) 0,28
Elaborado por: Angie Litardo
76
De acuerdo a los cálculos realizados y considerando la condición 𝑄𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑐𝑖ó𝑛 >
𝑄𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 se toma el valor mínimo entre el sistema por vertedero y por orificio, para
el diseño de la red de drenaje se obtiene que la rejilla trabaja como vertedero y su
caudal de intersección es de Qi=0,10 𝑚3/𝑠 la cual cumple con la condición, de
acuerdo a este resultado se indica que el sumidero con rejilla que se ubicó en ese
punto bajo abastece el drenaje del caudal aportado.
Cámaras.
Las cámaras se encontrarán debajo de cada sumidero por donde el agua
descansara hasta ser evacuada hacia las demás estructuras en los puntos bajos, se
debe considerar la ubicación de estas cámaras en base a los siguientes criterios
técnicos:
Al comienzo de cada sumidero
En la intersección de los sumideros
En los cambios de dirección
En los cambios de pendientes
En los cambios de diámetro
77
CAPÍTULO IV
Simulación Hidráulica de la Red de Drenaje
Desarrollo del EPA SWMM 5.1
Finalizados los análisis hidrológicos e hidráulicos correspondientes al diseño del
drenaje urbano del centro histórico del cantón Pichincha, provincia de Manabí, se
realiza la simulación hidráulica del modelo de gestión de aguas lluvias mediante el
software EPA SWMM, el cual indica si los parámetros de pendientes, longitudes,
tirantes, caudales y diámetros, permiten el funcionamiento del proyecto.
Para proceder con la simulación se considera el esquema realizado en el programa
ARCGIS, se exportan los shapefile en formato DWG de las tuberías y de los
sumideros, detallados en la ilustración 12, para luego ser importado hacia AutoCAD
y guardar el archivo en formato DXF, como se observa en la ilustración 13, mediante
la vinculación con el programa EpaCAD el formato es transportado hacia el simulador
EPA SWMM como archivo “inp”, tal como se muestra en la ilustración 14.
Ilustración 12: Formato de Shapale de Sumidero y Tuberías a DWG
Elaborado por: Angie Litardo
78
Configurado el archivo con el formato correspondiente para ser utilizado en el EPA
SWMM, considere los siguientes pasos:
Ilustración 13: Esquema en AutoCAD a formato DXF
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 14: Conversión de DXF a formato “inp”
Elaborado por: Angie Litardo
79
1. Configuración del Proyecto
2. Propiedades del Proyecto
3. Importar archivo
4. Propiedades de los nodos
5. Propiedades del conducto
6. Anotaciones
7. Ejecutar simulación
8. Reporte de la simulación
1. Configuración del proyecto: Abrir el EPA - SWMM 5.1, se configurarán
las condiciones del proyecto, elegir la opción Project Defaults, como se
aprecia en la ilustración 15.
2. Propiedades del Proyecto: La herramienta Project muestra una ventana
donde aparecen 3 pestañas, ID Labels, Subcatchments, Nodes/Link, en la
tercera pestaña configura las opciones de medidas, el modo de flujo y la
Ilustración 15: Configuración del Proyecto
Elaborado por: Angie Litardo
80
ecuación que trabajará en la simulación, activando que los valores queden
por defecto, como se observa en la ilustración 16.
3. Importar archivo: Para abrir un archivo, opción File Open, elegir el
documento en formato “inp”, como se muestran en las ilustraciones 17 y 18.
Ilustración 16: Propiedades del Proyecto
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 17: Abrir Archivo
Elaborado por: Angie Litardo
81
4. Propiedades de los nodos: Se debe anotar los valores de caudal de
ingreso en cada uno de los nodos, clic en el nodo y se despliega una ventana
de propiedades, como se observa en la ilustración 19. Seleccionar la opción
Inflow, se muestra otra ventana con 3 pestañas y es en Dry Weather donde
se ingresa el valor expresado en litros por segundo, como se observa en la
ilustración 20.
Ilustración 18: Importar Proyecto
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 19 : Propiedades de los Nodos
Elaborado por: Angie Litardo
82
5. Propiedades del conducto: Dar clic en uno de los conductos para agregar
el valor correspondiente de diámetro, rugosidad, y profundidad máxima,
como se observa en las ilustraciones 21.
Ilustración 20: Ingresar el Caudal
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 21: Propiedades del Conducto 98
Elaborado por: Angie Litardo
83
6. Anotaciones: Para colocar la etiqueta de referencia en los nodos y en los
conductos, da clic izquierdo opction annotation como se observa en la
ilustración 22 , de esta manera se tiene el diseño de red referenciado,
observar ilustración 23 y 24.
Ilustración 22: Mapa de opciones
Elaborado por: Angie Litardo
84
7. Ejecutar simulación: Seleccionar la opción Run a simulation, el cual indica
el porcentaje de error en caso de tenerlo o el porcentaje de validez para
simular la red de drenaje, como se observa en la ilustración 25 y 26.
Ilustración 23: Esquema de nodos referenciados
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 24: Esquema de los conductos referenciados
Elaborado por: Angie Litardo
85
8. Reporte de la simulación: Dar clic en Report Sumary, Graph o Table
como se muestra en la ilustración 27. El resultado obtenido de la simulación
con el programa EPA SWMM tiene la facilidad de mostrar los resultados por
medio de reportes de notas como se muestra en la ilustración 28, de forma
gráfica como se observa en la ilustración 29 o mediante tablas tal como
Ilustración 25: Ejecutar Simulación
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 26: Porcentaje de Error de Simulación
Elaborado por: Angie Litardo
86
indica en la ilustración 30, de esta manera SWMM proporciona varias
alternativas para la comprensión de los análisis obtenidos.
Ilustración 27: Reporte de la simulación
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 28: Reporte de resultados
Elaborado por: Angie Litardo
87
Análisis de los Resultados
El sistema compuesto por 3 ramales que conducen el caudal de aguas
lluvias Q= 0,036𝑚3/𝑠 hasta el punto de descarga ubicado en la zona más
baja (cota 19m), tiene como referencia en las propiedades de sus conductos,
tuberías de PVC Novafort que varían de 400mm hasta los 700mm, con una
Ilustración 29: Perfil longitudinal del sistema de drenaje durante simulación
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 30: Tabla de Datos
Elaborado por: Angie Litardo
88
rugosidad de 0,011 indicado por la norma técnica de la Secretaría del Agua,
a su vez se cumple con la condición (T/D < 0.80), como se observa en la
tabla 14, los resultados indican que la condición mínima de relación T/D se
encuentra en el conducto 78 entre los nodos n79 y n39, mientras que para
la condición máximo se encuentra en el conducto 25 entre los nodos n37 y
n93, el esquema de tirantes se observa en la ilustración 31.
89
Tabla 14: Relación Tirante - Diámetro
Conductos Tirante (m)
Diámetro (m)
T/D < 0.80
1 0,04 0,40 0,10
5 0,18 0,40 0,45
9 0,42 0,70 0,60
10 0,41 0,70 0,59
15 0,31 0,50 0,62
16 0,29 0,45 0,64
21 0,13 0,40 0,33
23 0,25 0,40 0,63
25 0,28 0,40 0,70
26 0,24 0,40 0,60
28 0,15 0,40 0,38
29 0,17 0,40 0,43
30 0,16 0,40 0,40
31 0,06 0,40 0,15
32 0,09 0,40 0,23
33 0,12 0,40 0,30
34 0,18 0,40 0,45
35 0,13 0,40 0,33
36 0,12 0,40 0,30
37 0,10 0,40 0,25
38 0,11 0,40 0,28
39 0,06 0,40 0,15
40 0,15 0,40 0,38
41 0,11 0,40 0,28
42 0,09 0,40 0,23
43 0,08 0,40 0,20
44 0,06 0,40 0,15
45 0,04 0,40 0,10
46 0,05 0,40 0,13
47 0,07 0,40 0,18
50 0,09 0,40 0,23
Elaborado por: Angie Litardo
90
Conductos Tirante (m)
Diámetro (m)
T/D < 0.80
51 0,23 0,40 0,58
52 0,26 0,40 0,65
53 0,05 0,40 0,13
54 0,06 0,40 0,15
55 0,08 0,40 0,20
56 0,05 0,40 0,13
60 0,20 0,40 0,50
61 0,22 0,40 0,55
62 0,22 0,40 0,55
63 0,04 0,40 0,10
64 0,21 0,40 0,53
65 0,16 0,40 0,40
66 0,20 0,40 0,50
67 0,15 0,40 0,38
68 0,14 0,40 0,35
69 0,13 0,40 0,33
70 0,15 0,40 0,38
72 0,18 0,40 0,45
75 0,17 0,40 0,43
76 0,16 0,40 0,40
77 0,15 0,40 0,38
78 0,02 0,40 0,05
79 0,05 0,40 0,13
82 0,10 0,40 0,25
83 0,05 0,40 0,13
84 0,07 0,40 0,18
85 0,04 0,40 0,10
86 0,05 0,40 0,13
87 0,08 0,40 0,20
89 0,10 0,40 0,25
91 0,04 0,40 0,10
94 0,08 0,40 0,20
95 0,05 0,40 0,13
96 0,09 0,40 0,23
97 0,12 0,40 0,30
98 0,07 0,40 0,18
99 0,08 0,40 0,20
100 0,25 0,65 0,38
Elaborado por: Angie Litardo
91
Conductos Tirante (m)
Diámetro (m)
T/D < 0.80
101 0,41 0,70 0,59
102 0,19 0,40 0,48
L105 0,39 0,65 0,60
L106 0,07 0,40 0,18
L107 0,06 0,40 0,15
L108 0,26 0,40 0,65
L109 0,06 0,40 0,15
L110 0,41 0,60 0,68
L111 0,05 0,40 0,13
L112 0,04 0,40 0,10
L113 0,10 0,40 0,25
L114 0,21 0,40 0,53
L115 0,07 0,40 0,18
L116 0,13 0,40 0,33
L3 0,19 0,40 0,48
L4 0,10 0,40 0,25
L5 0,11 0,40 0,28
L6 0,11 0,40 0,28
L7 0,13 0,40 0,33
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 31: Esquema y Rangos de Tirantes
Elaborado por: Angie Litardo
92
Las condiciones de velocidad varían de 0,90 m/s a 4,5 m/s como lo indica la
Norma técnica de Secretaría del Agua (SENAGUA, 1992) los valores del
rango permiten al caudal trabajar como flujo uniforme como se observa en
la ilustración 32, aunque la simulación no mostraba problemas de
inundación con los diámetros colocados se optó por aumentar con un valor
de 0.5 metros a la cota invert, el detalle se agrega en la casilla de Outlet
Offset para evitar que en los tramos de mayor velocidad el conducto trabaje
como tubo lleno, esquema indicado en los anexos. En la tabla 15 se muestra
el cuadro de velocidades el cual indica que la menor velocidad se presenta
en el conducto 98 entre los nodos n79 y n39 con un valor de V = 0,95 m/s y
una velocidad máxima de V= 4,25 m/s ubicado en el conducto L110 entre
los nodos n86 y n45.
Las pendientes cumplen con la condición de norma de SENAGUA
considerando su valor máximo de 5% y valor mínimo de pendiente de 1%
como se observa en la ilustración 33.
Ilustración 32: Esquema y Rangos de Velocidades
Elaborado por: Angie Litardo
93
Tabla 15: Condición de Velocidad
Conductos V min (m/s)
V max (m/s)
Velocidad (m/s)
1 0,90 4,50 1,73
5 0,90 4,50 4,03
9 0,90 4,50 3,82
10 0,90 4,50 3,83
15 0,90 4,50 2,94
16 0,90 4,50 3,34
21 0,90 4,50 2,95
23 0,90 4,50 4,23
25 0,90 4,50 3,44
26 0,90 4,50 3,95
28 0,90 4,50 3,29
29 0,90 4,50 4,01
30 0,90 4,50 3,86
31 0,90 4,50 1,71
32 0,90 4,50 2,05
33 0,90 4,50 2,64
34 0,90 4,50 3,21
35 0,90 4,50 3,40
36 0,90 4,50 2,82
37 0,90 4,50 2,46
38 0,90 4,50 2,76
39 0,90 4,50 1,82
40 0,90 4,50 2,99
41 0,90 4,50 2,65
42 0,90 4,50 2,02
43 0,90 4,50 2,14
44 0,90 4,50 1,91
45 0,90 4,50 1,33
46 0,90 4,50 1,66
47 0,90 4,50 1,67
50 0,90 4,50 1,81
Elaborado por: Angie Litardo
94
Conductos V min (m/s)
V max (m/s)
Velocidad (m/s)
51 0,90 4,50 3,82
52 0,90 4,50 3,77
53 0,90 4,50 2,01
54 0,90 4,50 2,23
55 0,90 4,50 2,16
56 0,90 4,50 1,68
60 0,90 4,50 3,68
61 0,90 4,50 2,73
62 0,90 4,50 4,12
63 0,90 4,50 1,57
64 0,90 4,50 4,20
65 0,90 4,50 3,77
66 0,90 4,50 4,12
67 0,90 4,50 3,67
68 0,90 4,50 3,55
69 0,90 4,50 3,58
70 0,90 4,50 2,69
72 0,90 4,50 4,08
75 0,90 4,50 3,97
76 0,90 4,50 3,80
77 0,90 4,50 3,40
78 0,90 4,50 0,95
79 0,90 4,50 1,56
82 0,90 4,50 2,85
83 0,90 4,50 1,74
84 0,90 4,50 2,09
85 0,90 4,50 1,72
86 0,90 4,50 1,50
87 0,90 4,50 2,42
89 0,90 4,50 2,73
91 0,90 4,50 1,74
94 0,90 4,50 2,20
95 0,90 4,50 2,03
96 0,90 4,50 2,44
97 0,90 4,50 2,68
98 0,90 4,50 2,28
99 0,90 4,50 2,65
100 0,90 4,50 3,93
Elaborado por: Angie Litardo
95
Conductos V min (m/s)
V max (m/s)
Velocidad (m/s)
101 0,90 4,50 4,15
102 0,90 4,50 3,4
L105 0,90 4,50 3,57
L106 0,90 4,50 1,23
L107 0,90 4,50 1,68
L108 0,90 4,50 4,03
L109 0,90 4,50 1,71
L110 0,90 4,50 4,28
L111 0,90 4,50 2,00
L112 0,90 4,50 1,79
L113 0,90 4,50 3,03
L114 0,90 4,50 2,84
L115 0,90 4,50 2,5
L116 0,90 4,50 3,02
L3 0,90 4,50 2,94
L4 0,90 4,50 2,73
L5 0,90 4,50 2,72
L6 0,90 4,50 3,03
L7 0,90 4,50 3,01
Elaborado por: Angie Litardo
Ilustración 33: Esquema y Rangos de Pendientes
Elaborado por: Angie Litardo
96
CAPÍTULO V
Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones
1. Dentro de las características hidrológicas se asume mediante la norma de
Secretaria del Agua un periodo de retorno de 10 años, el tiempo de
concentración calculado es de 5 minutos, resultado que se ajusta a la ecuación
de referencia de la estación meteorológica Chone para el cálculo de intensidad
el cual registra un valor promedio de 92,76 mm/h. El caudal de diseño se lo
determina mediante el método racional obteniendo un valor de Q= 0,036 𝑚3/𝑠,
el coeficiente de escorrentía para pavimento asfaltico es de C= 0,85 y las
pendientes de la zona varían de 1% a 5 %, cumpliendo con los rangos
establecidos en la norma técnica de Secretaria del Agua. En Los parámetros
hidráulicos se utilizarán sumideros tipo rejilla en cada uno de los puntos de
descarga, las tuberías de PVC con una rugosidad n=0,011 y con diámetros que
varían de 400 a 700 mm, las velocidades de flujo se encuentran dentro de los
rangos permisibles Vmin= 0,95 m/s y Vmax= 4,25 m/s.
2. El cálculo de caudal de intersección cumple con la condición,
𝑄𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑐𝑖ó𝑛 > 𝑄𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
el valor obtenido es Qi=0,10 𝑚3/𝑠 . De acuerdo a este resultado se indica que
el sumidero tipo rejilla trabaja como vertedero y presenta dimensiones de
longitud L de 1,25 m, ancho W de 0,75 m, con barras de ɸ = 18 mm paralelas
en dirección al flujo y separadas con una distancia de 0,048 m.
97
3. La simulación realizada en el software Storm Water Management Model
(SWMM), permitió conocer las capacidades hidráulicas del sistema de drenaje,
analizar el comportamiento del caudal en la red mediante la información
obtenida de los perfiles longitudinales y en tablas de datos que facilitan el
entendimiento de los resultados.
Recomendaciones
Realizar un levantamiento topográfico del cantón Pichincha, con la finalidad
de que para obras futuras se utilice una información actualizada del sitio.
Proveer el cuidado y tratamiento de las obras de drenajes, para evitar que
la acumulación de objetos o basuras, impidan el paso del agua ocasionando
una falla en el sistema de evacuación.
Establecer sistemas de laminación de caudal, por medio de pozos de
infiltración, en el cual los caudales viajan a menor tiempo, pero disminuyen
su velocidad, mejorando la eficiencia del sistema.
Implementar una simulación dinámica del sistema de drenaje, el cual
permitirá obtener una comparación con la simulación estática realizada en
condiciones de pico mediante el software EPA – SWMM 5.1
Bibliografía
Agustin Breña Puyol, M. J. (2005). Principios y Fundamentos de la Hidrología Superficial. Tlaplam, Mexico D.F: Coordinación General de Vinculación y Desarrollo Institucional de la Rectoría General de la Universidad Autónoma Metropolitana, Tlalpan, D.F. México.
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aprovechamiento del agua. GAD del cantón Pichincha. (2014). Diagnostico 2014. Pichincha, Manabí: PROCESO
DE ACTUALIZACIÓN DEL PLAN DE DESARROLLO Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL 2014.
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Paolo Rojas, V. H. (2016). Tesis, Evalucion y Modelamiento del sistema de drenaje pluvial de la ciudad de Juliaca con la aplicacion del SWMM. Puno,Peú.
Rodríguez, D. (2019). Región Costa: características, población, clima, hidrografía. Obtenido de https://www.lifeder.com/region-costa/
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Anexos
Anexo 1: Perfiles de la Simulación SWMM
Perfil Longitudinal del nodo 11 al nodo 98
Perfil Longitudinal del nodo 98 al punto de descarga nodo 1
Perfil Longitudinal del nodo 7 al nodo 26
Perfil Longitudinal del nodo 26 al punto de descarga nodo 1
Perfil Longitudinal del nodo 4 al punto de descarga nodo 1
Perfil Longitudinal del nodo 84 al nodo 54
Perfil Longitudinal del nodo 49 al punto de descarga nodo 1
Anexo 2: Reportes de la Simulación SWMM
Reporte final de los nodos, página 1
Reporte final de los nodos, página 2
Reporte final de los nodos, página 3
Reporte final de los nodos, página 4
Reporte final de los conductos, página 1
Reporte final de los conductos, página 2
Reporte final de los conductos, página 3
Reporte final de los conductos, página 4
Anexo 1: Perfiles de la Simulación SWMM
Perfil Longitudinal del nodo 11 al nodo 98
Elaborado por: Angie Litardo
Perfil Longitudinal del nodo 98 al punto de descarga nodo 1
Elaborado por: Angie Litardo
Perfil Longitudinal del nodo 7 al nodo 26
Elaborado por: Angie Litardo
Perfil Longitudinal del nodo 26 al punto de descarga nodo 1
Elaborado por: Angie Litardo
Perfil Longitudinal del nodo 4 al punto de descarga nodo 1
Elaborado por: Angie Litardo
Perfil Longitudinal del nodo 84 al nodo 54
Elaborado por: Angie Litardo
Perfil Longitudinal del nodo 49 al punto de descarga nodo 1
Elaborado por: Angie Litardo
Anexo 2: Reportes de la Simulación SWMM
Reporte final de los nodos, página 1
Elaborado por: Angie Litardo
Node Type Meters Meters Meters Depth Depth
Meters
n1 JUNCTION 0.07 0.07 27.07 0 00:00 0.07
n2 JUNCTION 0.08 0.08 25.78 0 00:00 0.08
n3 JUNCTION 0.12 0.12 23.97 0 00:00 0.12
n4 JUNCTION 0.06 0.06 26.56 0 00:00 0.06
n5 JUNCTION 0.08 0.08 26.08 0 00:00 0.08
n6 JUNCTION 0.09 0.09 25.19 0 00:00 0.09
n7 JUNCTION 0.04 0.04 44.74 0 00:00 0.04
n8 JUNCTION 0.10 0.10 42.50 0 00:00 0.10
n9 JUNCTION 0.05 0.05 44.05 0 00:00 0.05
n10 JUNCTION 0.07 0.07 42.67 0 00:00 0.07
n11 JUNCTION 0.04 0.04 44.04 0 00:00 0.04
n12 JUNCTION 0.05 0.05 42.55 0 00:00 0.05
n13 JUNCTION 0.08 0.08 41.58 0 00:00 0.08
n14 JUNCTION 0.10 0.10 42.10 0 00:00 0.10
n15 JUNCTION 0.11 0.11 40.11 0 00:00 0.11
n16 JUNCTION 0.11 0.11 38.81 0 00:00 0.11
n17 JUNCTION 0.10 0.10 40.10 0 00:00 0.10
n18 JUNCTION 0.13 0.13 37.13 0 00:00 0.13
n19 JUNCTION 0.13 0.13 38.63 0 00:00 0.13
n20 JUNCTION 0.15 0.15 36.15 0 00:00 0.15
n21 JUNCTION 0.15 0.15 37.65 0 00:00 0.15
n22 JUNCTION 0.05 0.05 38.05 0 00:00 0.05
n23 JUNCTION 0.15 0.15 35.15 0 00:00 0.15
n24 JUNCTION 0.14 0.14 33.14 0 00:00 0.14
n25 JUNCTION 0.15 0.15 31.65 0 00:00 0.15
n26 JUNCTION 0.16 0.16 30.16 0 00:00 0.16
Reporte final de los nodos, página 2
n27 JUNCTION 0.17 0.17 34.17 0 00:00 0.17
n28 JUNCTION 0.18 0.18 32.48 0 00:00 0.18
n29 JUNCTION 0.20 0.20 30.90 0 00:00 0.20
n30 JUNCTION 0.22 0.22 28.72 0 00:00 0.22
n31 JUNCTION 0.22 0.22 28.02 0 00:00 0.22
n32 JUNCTION 0.23 0.23 26.23 0 00:00 0.23
n34 JUNCTION 0.26 0.26 26.06 0 00:00 0.26
n35 JUNCTION 0.22 0.22 28.82 0 00:00 0.22
n36 JUNCTION 0.24 0.24 27.74 0 00:00 0.24
n37 JUNCTION 0.28 0.28 26.88 0 00:00 0.28
n39 JUNCTION 0.16 0.16 36.16 0 00:00 0.16
n40 JUNCTION 0.06 0.06 26.86 0 00:00 0.06
n41 JUNCTION 0.29 0.29 25.29 0 00:00 0.29
n42 JUNCTION 0.31 0.31 24.71 0 00:00 0.31
n43 JUNCTION 0.39 0.39 24.39 0 00:00 0.39
n44 JUNCTION 0.06 0.06 23.36 0 00:00 0.06
n45 JUNCTION 0.41 0.41 22.41 0 00:00 0.41
n46 JUNCTION 0.91 0.91 21.91 0 00:00 0.91
n47 JUNCTION 0.92 0.92 20.92 0 00:00 0.92
n49 JUNCTION 0.04 0.04 25.04 0 00:00 0.04
n50 JUNCTION 0.07 0.07 23.07 0 00:00 0.07
n51 JUNCTION 0.15 0.15 23.15 0 00:00 0.15
n52 JUNCTION 0.19 0.19 21.39 0 00:00 0.19
n53 JUNCTION 0.21 0.21 21.21 0 00:00 0.21
n54 JUNCTION 0.25 0.25 20.45 0 00:00 0.25
n55 JUNCTION 0.18 0.18 23.68 0 00:00 0.18
n56 JUNCTION 0.18 0.18 20.78 0 00:00 0.18
n57 JUNCTION 0.12 0.12 25.12 0 00:00 0.12
n58 JUNCTION 0.18 0.18 23.88 0 00:00 0.18
Reporte final de los nodos, página 3
n60 JUNCTION 0.08 0.08 28.08 0 00:00 0.08
n61 JUNCTION 0.09 0.09 27.09 0 00:00 0.09
n62 JUNCTION 0.05 0.05 29.75 0 00:00 0.05
n63 JUNCTION 0.11 0.11 25.11 0 00:00 0.11
n64 JUNCTION 0.15 0.15 23.45 0 00:00 0.15
n65 JUNCTION 0.11 0.11 26.11 0 00:00 0.11
n66 JUNCTION 0.12 0.12 23.92 0 00:00 0.12
n67 JUNCTION 0.13 0.13 22.73 0 00:00 0.13
n68 JUNCTION 0.10 0.10 25.10 0 00:00 0.10
n69 JUNCTION 0.05 0.05 29.35 0 00:00 0.05
n70 JUNCTION 0.06 0.06 28.06 0 00:00 0.06
n71 JUNCTION 0.08 0.08 27.08 0 00:00 0.08
n72 JUNCTION 0.09 0.09 26.19 0 00:00 0.09
n73 JUNCTION 0.07 0.07 26.07 0 00:00 0.07
n74 JUNCTION 0.05 0.05 27.05 0 00:00 0.05
n75 JUNCTION 0.06 0.06 24.06 0 00:00 0.06
n76 JUNCTION 0.09 0.09 23.09 0 00:00 0.09
n77 JUNCTION 0.16 0.16 22.36 0 00:00 0.16
n78 JUNCTION 0.19 0.19 19.49 0 00:00 0.19
n79 JUNCTION 0.02 0.02 36.52 0 00:00 0.02
n80 JUNCTION 0.00 0.00 38.51 0 00:00 0.00
n81 JUNCTION 0.05 0.05 28.05 0 00:00 0.05
n83 JUNCTION 0.05 0.05 28.65 0 00:00 0.05
n84 JUNCTION 0.04 0.04 32.04 0 00:00 0.04
n85 JUNCTION 0.07 0.07 24.37 0 00:00 0.07
n86 JUNCTION 0.41 0.41 23.41 0 00:00 0.41
n87 JUNCTION 0.13 0.13 23.43 0 00:00 0.13
n88 JUNCTION 0.26 0.26 24.46 0 00:00 0.26
n90 JUNCTION 0.06 0.06 23.56 0 00:00 0.06
Reporte final de los nodos, página 4
Reporte final de los conductos, página 1
n93 JUNCTION 0.28 0.28 26.78 0 00:00 0.28
n96 JUNCTION 0.10 0.10 25.90 0 00:00 0.10
n97 JUNCTION 0.04 0.04 27.04 0 00:00 0.04
n98 JUNCTION 0.21 0.21 30.21 0 00:00 0.21
n99 JUNCTION 0.04 0.04 30.54 0 00:00 0.04
1 OUTFALL 0.91 0.91 19.91 0 00:00 0.91
Link Type LPS Flow Flow m/sec Flow
Depth
1 CONDUIT 11.35 0 00:00 1.73 0.02 0.10
5 CONDUIT 214.56 0 00:00 4.03 0.40 0.44
9 CONDUIT 932.83 0 00:00 3.82 0.68 0.61
10 CONDUIT 907.86 0 00:00 3.83 0.66 0.59
15 CONDUIT 378.14 0 00:00 2.94 0.71 0.62
16 CONDUIT 358.18 0 00:00 3.34 0.74 0.64
21 CONDUIT 107.35 0 00:00 2.95 0.24 0.33
23 CONDUIT 350.12 0 00:00 4.23 0.72 0.63
25 CONDUIT 326.97 0 00:00 3.44 0.85 0.71
26 CONDUIT 304.59 0 00:00 3.95 0.65 0.59
28 CONDUIT 146.12 0 00:00 3.29 0.31 0.38
29 CONDUIT 198.17 0 00:00 4.01 0.36 0.42
30 CONDUIT 180.01 0 00:00 3.86 0.33 0.40
31 CONDUIT 21.82 0 00:00 1.71 0.05 0.16
32 CONDUIT 44.52 0 00:00 2.05 0.11 0.23
33 CONDUIT 79.44 0 00:00 2.64 0.18 0.29
34 CONDUIT 177.74 0 00:00 3.21 0.42 0.45
35 CONDUIT 119.60 0 00:00 3.40 0.23 0.32
36 CONDUIT 94.63 0 00:00 2.82 0.21 0.31
37 CONDUIT 58.32 0 00:00 2.46 0.13 0.24
38 CONDUIT 82.43 0 00:00 2.76 0.18 0.29
Reporte final de los conductos, página 2
39 CONDUIT 24.13 0 00:00 1.82 0.06 0.16
40 CONDUIT 126.56 0 00:00 2.99 0.29 0.37
41 CONDUIT 71.08 0 00:00 2.65 0.15 0.27
42 CONDUIT 40.86 0 00:00 2.02 0.10 0.22
43 CONDUIT 38.59 0 00:00 2.14 0.09 0.20
44 CONDUIT 22.70 0 00:00 1.91 0.05 0.15
45 CONDUIT 9.08 0 00:00 1.33 0.02 0.10
46 CONDUIT 13.62 0 00:00 1.66 0.03 0.12
47 CONDUIT 24.97 0 00:00 1.67 0.07 0.18
50 CONDUIT 36.50 0 00:00 1.81 0.10 0.22
51 CONDUIT 290.45 0 00:00 3.82 0.64 0.58
52 CONDUIT 319.52 0 00:00 3.77 0.74 0.64
53 CONDUIT 18.16 0 00:00 2.01 0.03 0.12
54 CONDUIT 27.19 0 00:00 2.23 0.05 0.15
55 CONDUIT 35.50 0 00:00 2.16 0.08 0.19
56 CONDUIT 17.34 0 00:00 1.68 0.04 0.14
60 CONDUIT 228.28 0 00:00 3.68 0.49 0.49
61 CONDUIT 196.50 0 00:00 2.73 0.60 0.56
62 CONDUIT 288.70 0 00:00 4.12 0.58 0.54
63 CONDUIT 11.35 0 00:00 1.57 0.02 0.11
64 CONDUIT 284.26 0 00:00 4.20 0.55 0.53
65 CONDUIT 175.32 0 00:00 3.77 0.33 0.40
66 CONDUIT 257.02 0 00:00 4.12 0.49 0.50
67 CONDUIT 161.70 0 00:00 3.67 0.31 0.38
68 CONDUIT 145.81 0 00:00 3.55 0.28 0.36
69 CONDUIT 129.92 0 00:00 3.58 0.24 0.33
70 CONDUIT 114.03 0 00:00 2.69 0.29 0.37
72 CONDUIT 229.78 0 00:00 4.08 0.43 0.46
75 CONDUIT 204.81 0 00:00 3.97 0.38 0.43
Reporte final de los conductos, página 3
76 CONDUIT 173.03 0 00:00 3.80 0.32 0.39
77 CONDUIT 148.06 0 00:00 3.40 0.30 0.38
78 CONDUIT 2.27 0 00:00 0.95 0.00 0.05
79 CONDUIT 13.62 0 00:00 1.56 0.03 0.12
82 CONDUIT 71.67 0 00:00 2.85 0.14 0.25
83 CONDUIT 17.05 0 00:00 1.74 0.04 0.13
84 CONDUIT 30.67 0 00:00 2.09 0.07 0.17
85 CONDUIT 10.94 0 00:00 1.72 0.02 0.10
86 CONDUIT 15.48 0 00:00 1.50 0.04 0.14
87 CONDUIT 39.45 0 00:00 2.42 0.08 0.19
89 CONDUIT 65.10 0 00:00 2.73 0.13 0.24
91 CONDUIT 11.35 0 00:00 1.74 0.02 0.10
94 CONDUIT 39.61 0 00:00 2.20 0.09 0.20
95 CONDUIT 20.43 0 00:00 2.03 0.04 0.13
96 CONDUIT 50.46 0 00:00 2.44 0.11 0.22
97 CONDUIT 81.17 0 00:00 2.68 0.18 0.29
98 CONDUIT 34.04 0 00:00 2.28 0.07 0.18
99 CONDUIT 49.93 0 00:00 2.65 0.09 0.21
100 CONDUIT 469.35 0 00:00 3.93 0.32 0.39
101 CONDUIT 960.07 0 00:00 4.15 0.64 0.58
102 CONDUIT 198.45 0 00:00 3.40 0.45 0.47
L105 CONDUIT 745.53 0 00:00 3.57 0.67 0.60
L106 CONDUIT 19.67 0 00:00 1.23 0.07 0.18
L107 CONDUIT 17.84 0 00:00 1.68 0.04 0.14
L108 CONDUIT 342.86 0 00:00 4.03 0.74 0.64
L109 CONDUIT 19.43 0 00:00 1.71 0.05 0.15
L110 CONDUIT 889.22 0 00:00 4.28 0.82 0.69
L111 CONDUIT 18.16 0 00:00 2.00 0.03 0.12
L112 CONDUIT 12.37 0 00:00 1.79 0.02 0.10
Reporte final de los conductos, página 4
L113 CONDUIT 77.13 0 00:00 3.03 0.14 0.26
L114 CONDUIT 191.20 0 00:00 2.84 0.55 0.53
L115 CONDUIT 39.35 0 00:00 2.50 0.07 0.18
L116 CONDUIT 107.20 0 00:00 3.02 0.23 0.33
L3 CONDUIT 174.03 0 00:00 2.94 0.46 0.48
L4 CONDUIT 67.37 0 00:00 2.73 0.14 0.25
L5 CONDUIT 75.39 0 00:00 2.72 0.16 0.27
L6 CONDUIT 83.97 0 00:00 3.03 0.16 0.27
L7 CONDUIT 102.50 0 00:00 3.01 0.22 0.32
FICHA DE REGISTRO DE TESIS / TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO: “Diseño del Sistema de Drenaje Urbano del Centro Histórico del Cantón Pichincha, Provincia De Manabí”
AUTOR(ES) Litardo Navarrete Angie Jamilex
REVISOR(ES)/TUTOR(ES) Ing. Pietro Corapi, MSc. / Ing. Guillermo Alexander Pacheco Quintana MSc.
INSTITUCIÓN Universidad de Guayaquil
UNIDAD/FACULTAD: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:
GRADO OBTENIDO:
FECHA DE PUBLICACIÓN: Octubre, 2020 No. DE PÁGINA:
97
ÁREAS TEMÁTICAS: Diseño del Sistema de Drenaje Urbano
PALABRAS CLAVES/ KEYWORDS:
< DRENAJE PLUVIAL - SIMULACIÓN HIDRÁULICA - SUMIDEROS - EPA SWMM - DIMENSIONAMIENTO>
RESUMEN/ABSTRACT (150-250 palabras): La propuesta de diseño del sistema de drenaje urbano del centro histórico de cantón Pichincha, provincia de Manabí, fue debidamente planificada en base a la problemática de inundación que padecen en la zona, la finalidad de este proyecto es de mejorar las infraestructuras viales y la gestión de aguas lluvias del sitio, esta alternativa otorgara que las condiciones de vida de los habitantes del cantón Pichincha mejoren la calidad de su estadía. El presente proyecto de tesis consiste en diseñar el sistema de drenaje urbano, basados en las normas técnicas de la construcción, en los parámetros de cálculos hidrológicos e hidráulicos sujetos a las condiciones reales de la zona. Para el desarrollo del proyecto, se realizó como primer paso la investigación en base a las características de diseño que se necesita para completar la fase de cálculo dentro de ellas se manifiesta la información requerida del INAMHI, IGM y del GAD del cantón Pichincha. Contribuciones y Conclusiones: Para optimizar el diseño de la red de drenaje se utiliza el software EPA SWMM 5.1 el cual permite simular la cantidad de agua evacuada, especialmente en sistemas de alcantarillados urbanos, demostrando sus resultados de manera gráfica, por medio de tablas de datos o como reporte general.
ADJUNTO PDF: SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES:
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CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN:
Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
Teléfono: 2-283348
E -mail: [email protected]
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