REPORTE: HIDROLOGÍA EN TRATAMIENTO DE EFLUENTES CONCERNIENTE A LOS DRENAJES PLUVIALES E INDUSTRIALES REFINERÍA GUILLERMO ELDER BELL

INTRODUCCIÓN

La caracterización hidrológica de áreas de aporte al sistema de drenaje pluvial, se considero la Norma Boliviana de diseño de sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial NB-688, y las fórmulas empíricas utilizadas en el diseño del Plan maestro de drenaje pluvial de la ciudad de Santa cruz elaborado por los alemanes de la Kocks.

Las intensidades de lluvia fueron determinadas mediante fórmulas empíricas para facilitar el proceso de cálculo, las que se aceptan en la NB-688.

DURACIÓN DE LLUVIA

El tiempo de duración de las precipitaciones debe ser aquel que transcurra desde el inicio de la lluvia hasta que toda el área esté contribuyendo. La duración de la lluvia se puede determinar según Kirpich:

Donde Tc es el tiempo de concentración en horas, L es la longitud del drenaje en metros y S es la superficie de la cuenca en Km².

Para el drenaje se consideraron áreas de aporte en el orden de 0.25 a 1.50 Ha, por lo que la duración se tradujo en el orden de 3 minutos a 20 minutos.

La duración de la lluvia se asume igual al tiempo de concentración, puesto que es para esta duración cuando la totalidad de la superficie está aportando al proceso de escorrentía, por lo cual se espera que se presenten los caudales máximos.

PERIODO DE RETORNO

El objetivo primario del análisis estadístico de datos hidrológicos es la determinación del llamado: Periodo de Retorno de un cierto evento hidrológico de una magnitud dada x. El periodo de retorno se define como el lapso promedio entre la ocurrencia de un evento igual o mayor a una magnitud dada.

Una excedencia es un evento con una magnitud igual o mayor que un cierto valor. La probabilidad de excedencia es 1/T, es decir que, si una excedencia ocurre en promedio una vez cada 25 años, la probabilidad de que tal evento ocurra en cualquier año es 4%. (Campos, 1998)

Según la NB-688 el periodo de retorno para Tramos iniciales en zonas comerciales o industriales, con áreas tributarias menores a 2 ha el periodo de retorno mínimo es de 2 años, el aceptable de 3 años y el recomendado de 5 años. El periodo de retorno que se considere debe ser igual o mayor al descrito anteriormente.

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INTENSIDAD DE LLUVIA

La determinación de la intensidad de lluvia puede realizarse de varias formas, la más utilizada es de carácter estadístico el cual se basa en la determinación de curvas IDF (Intensidad-Duración-Frecuencia) los cuales se obtienen de los registros históricos de lluvia producidos en el área de estudio. Muchas veces por la falta de estaciones pluviométricas o carencia de datos se utiliza métodos empíricos para simplificar el proceso de cálculo.

Para determinar la intensidad de lluvia, se utilizó método empírico de Kocks que fue determinado en el Plan maestro de drenaje pluvial de la ciudad de Santa Cruz basado en curvas IDF.

Donde T es el tiempo de recurrencia en años y D es la duración de la lluvia en minutos.

En la norma NB-688, en el subíndice 4.4.4 Curvas de intensidad-duración-frecuencia, el cálculo de intensidades se simplifica a la fórmula empírica:

Donde f es el tiempo de recurrencia en años y t es la duración de la lluvia en minutos.

Si bien la totalidad de los criterios empleados para la determinación de intensidades de lluvia son válidos, en cada caso y para cada autor, los resultados son distintos. El cual puede llevar a la duda al proyectista de estudios de prevención o de cualquier otro tipo de proyecto, ya que la diferencia traducida en caudales, puede integrar un error apreciable en el diseño, que puede convertirse, en una fuente de amenazas.

Las intensidades de lluvia varían desde 100 mm/hr. a 300 mm/hr. Según el área de aporte y el método de cálculo utilizado, al presentarse problemas de inundación en la zona de estudio, se deben tomar como valido el método más conservador, que es el propuesto por la NB-688 sin considerar el método de la determinación de intensidad de lluvia mediante curvas IDF.

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COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

El coeficiente de escurrimiento, de igual manera, se baso en los lineamientos de la Norma Boliviana NB-688 el cual determina:

Se consideró un coeficiente de escorrentía de 0.65 para el área de tanques y 0.90 en áreas de procesos.

Para determinar el caudal que debe ser drenado por el sistema, se utiliza el método racional:

Q=C∗i∗A /1000

Donde Q es el caudal en m³/s, C es el coeficiente de escorrentía adimensional, i es la intensidad de lluvia en l/s/Ha, y A es el área de aporte en Ha.

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CONCLUSIONES

1. La determinación de la intensidad de lluvia se determinó a partir del método empírico de la NB-

688, que más conservador que el método propuesto por Kocks para el Plan maestro de drenaje

pluvial. No se considera en el proyecto registros de precipitaciones históricas, ni métodos

estadísticos para la determinación de intensidades de lluvia.

2. El tiempo de recurrencia considerada es de 5 años, traducido en un 20% de probabilidad de

excedencia. Este tiempo de recurrencia es recomendado por la NB-688.

3. Se cumple con los parámetros mínimos de diseño exigidos por la Norma Boliviana NB-688, como

ser así, el coeficiente de escorrentía para vías pavimentadas y zonas construidas.

RECOMENDACIONES

1. Utilizar métodos estadísticos, curvas IDF, para la determinación de intensidades de lluvia, según

registros de SENAMHI de las estaciones más cercanas a la refinería Guillermo Elder Bell

2. Emplear en los cálculos de intensidad de lluvia, un periodo de retorno mayor, para disminuir la

probabilidad de excedencia de las precipitaciones promedio en la ciudad de Santa Cruz.

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