obras de almacenamiento

7/17/2019 Obras de Almacenamiento

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OBRAS DE ALMACENAMIENTO

Las obras de almacenamiento captan el fujo supercial y lo almacenan temporalmente paradescargarlo hacia aguas abajo durante tiempos más prolongados disminuyendo los caudales máximosen relación a los que provocaría la tormenta sin ellas. Son muy eectivas en lograr reducir los gastosmáximos pero no tiene eecto sobre el volumen total de esconrrentía! ya que solo la postergantemporalmente. Se recomienda emplearlas cuando no se dispone de capacidad de inltración en elsuelo! o cuando los vol"menes de regulación necesarios son importantes. #equieren de aguas

relativamente limpias para evitar la acumulación de basuras y su descomposición mientras el aguaestá almacenada! las obras de almacenamiento no poseen capacidad de inltración de las aguas quereciben.$ueden emplearse como elementos de almacenamiento para alimentar con caudales reducidos obrasde inltración como %anjas! po%os o estanques de inltración! evitando que estos dispongan degrandes vol"menes de retención para acomodar los gastos que reciben a los que pueden inltrar.&S'()*+&S ,& #&'&)-/)0 Los estanques de retención se dise1an de manera que se vacíentotalmente despu2s de un periodo relativamente corto una ve% que pasa la tormenta y por lo tanto lamayor parte del tiempo se encuentran vacíos o secos. Se trata de una adaptación de los embalses decontrol de crecida! con elementos que permiten su empleo en %onas urbanas.Se supone que si bien eventualmente pueden capturar cantidades signicativas de sedimentos! estosdeben ser retirados posteriormente a su decantación de manera de mantener habilitado el volumen deretención de dise1o. Son alimentados de aguas lluvias que han escurrido por techos! callesestacionamientos! conjuntos residenciales! áreas comerciales e incluso áreas industriales! pueden serempleados como parte o en conjunto con obras alternativas de control de aguas lluvias en %onas

urbanas.

Los objetivos principales son0,isminuyen el caudal máximo$ermiten otros usos alternativos3ejoran la calidad del efuente&l principal eecto corresponde a la regulación de la crecida que se traduce en una disminución delcaudal máximo a la salida del estanque en comparación con el que llega a 2l! lo que se logracolocando el estanque de retención a la salida de una urbani%ación.La ventaja que presenta este sitema es la retención del agua lluvia durante tiempos prolongados en elestanque! del orden de 45 a 67 horas! lo que permite la remoción de sólidos suspendidos y mentalesinconvenientes.,ebido a que son dise1ados para vaciarse lentamente! en el ondo se depositan todos los sedimentosque precipitan en el estanque! por lo que se sugiere considerar un sector reducido más proundo! oponer este tipo de estanques aguas abajo de una laguna de retención! en la cual la sedimentaciónocurre al interior de la %ona permanentemente con agua.L(8+)(S ,& #&'&)-9)0 +na laguna de retención mantiene un volumen permamentemente ocupadopor aguas! el cual es reempla%ado total o parcialmente durante las tormentas! sobre este volumenpermanente se provee de un volumen adicional destinado a amortiguar las crecidas provocadas porlas aguas lluvias! estas lagunas de retención son similares a los estanques de retención ya que estándise1adas para captar y retener un volumen de agua determinado para las tormentas más recuentes!la dierencia es que en este caso el agua que se incorpora en cada tormenta se me%cla con el aguaretenida anteriormente en el volumen permanente al almacenarse sobre 2l.&l volumen captado adicional al volumen permanente se evacua despu2s de cada tormenta en unperiodo del orden de 45 horas! habitualmente estas lagunas de retención requieren la alimentación deun fujo continuo durante los periodos entre tormentas para mantener el volumen de aguapermanente.Las lagunas de retención pueden emplearse para controlar la escorrentía urbana procedente de calles!estacionamientos! barrios residenciales! áreas comerciales y sitios industriales.&ste tipo de lagunas puede emplearse en conjunto con otras obras alternativas de control de las aguaslluvias en el mismo lugar tanto aguas arriba como hacia aguas abajo! pudiendo tambi2n satisacer

m"ltiples objetivos! como proveer de agua para incendios! riego y recreación.Los objetivos principales son0,isminuyen el caudal máximo.$ermiten otros usos alternativos.3ejora la calidad del efuente.$ara cumplir con el objetivo principal de disminuir los caudales máximos se debe colocar la lagunainmediatamente aguas abajo de la %ona urbani%ada que sirve! descargando hacia el sistema dedrenaje.Las ventajas que presentan las lagunas de retención son que pueden ser muy apropiadas para áreasaportantes relativamente grandes! remoción de moderada a alta de la mayoría de los contaminantesurbanos! espacio para la recreación! paisajismo y áreas abiertas! riego de áreas verdes! etc.



+na de las desventajas que presenta este sistema es que resulta más diícil limpiar los sedimentosatrapados que en los estanques! si reciben aguas poco limpias se pueden observar problemas decuerpos fotantes! espumas! crecimiento de indiscriminado de algas! olores! y en algunos casosmosquitos.&l crecimiento de plantas acuáticas puede causar problemas en los elementos de evacuación! elvolumen permanente de agua puede atraer una sobrepoblación de aves acuáticas! lo cuál puedeproducir suciedad por materia ecal.

Obras Anexas

$ara el control y gestión de las aguas lluvia mediante el empleo de obras alternativas ycomplementarias a las redes de colectores! es necesario recurrir a cierto tipo de obras que no puedenconsiderarse individualmente como de inltración o de almacenamiento o que por si solas no puedenactuar de manera eciente en el drenaje de aguas lluvias! sin embargo son necesarias para que elsistema en su conjunto opere adecuadamente! o como complemento de otras alternativas. &stas sehan agrupado como obras anexas ya que complementan a otras mas importantes propuestas encapítulos anteriores! o se pueden considerar prousamente para la desconexión de %onasimpermeables. Se incluyen en este capituló0:ranjas ltrantes cubiertas de pasto;anjas con vegetación-anales para drenaje urbano-aídas

Sedimentadores-ámaras de inspección.$ara la operación de algunas obras de inltración se requiere agua libre de sedimentos de manera deevitar que se colmaten y pierdan su capacidad. &sto en el caso típico de %anjas y po%os de inltración!para los canales puede ser interesante contar con un sedimentador previo que separe el materialparticulado. :inalmente se agregan cámaras que pueden ser "tiles en los sistemas de conducciónanexas a las obras.

FRANJAS FILTRANTES

Las :ranjas :iltrantes son áreas planas regadas cubiertas de c2sped denso o de otra coberturaatrayente que permita la inltración! como gravilla o piedrecilla de playa. $ara avorecer la inltraciónrequieren de un fujo parejo y de poca altura sobre toda la supercie. Las :ranjas :iltrantes estándise1adas para hacer escurrir el agua en orma de fujo supercial como lámina continua! desde unextremo del plano hacia el extremo más bajo y no de manera concentrada como ocurre con lascanali%aciones <%anjas! soleras! canaletas! etc.=. Siempre que se produ%ca un fujo concentrado! estedebe ser distribuido uniormemente a lo ancho de la :ranja :iltrante mediante una ranja de pavimentoporoso u otra estructura que asegure un fujo en orma de lámina. &stas ranjas de pasto puedencombinarse con veredas! estacionamientos o bermas adyacentes a %anjas de evacuación. Las ranjasltrantes pueden tener repartidas dentro de ellas arbustos y árboles que absorben nutrientes y dansombra.Las :ranjas :iltrantes se pueden usar en áreas comerciales y residenciales! incorporándolas a laplanicación del drenaje de terrenos! calles y barrios! como un elemento de desconexión de áreasimpermeables. ,ebido a que su eectividad. Las :ranjas :iltrantes si se emplean prousamente en una%ona son ecaces en reducir el volumen de escurrimiento de tormentas peque1as.Su uso no representa un costo extraordinario a una urbani%ación que tiene planicado construir áreasverdes y su mantención no debiera ser muy distinta a la de cualquier jardín. ,e ve% en cuando!producto de los sedimentos acumulados! es necesario remover una sección del pasto ya que elescurrimiento puede verse distorsionado. Si se usan estas ranjas con pendientes importantes ensuelos inestables! se pueden producir peque1as %anjas o cárcavas que destruirán el fujo supercial

uniorme e impiden el buen uncionamiento. &s conveniente que las ranjas ltrantes est2n protegidasdel tránsito de personas o vehículos que pueden da1ar el pasto o aectar el fujo de la láminasupercial. -uando se me%clan árboles y pasto! la estabilidad del terreno aumenta.&l sitio debe tener una pendiente uniorme y ser capa% de mantener un fujo supercial uniorme entodas partes. Las pendientes típicas de los sitios aptos en condición original varían entre 5 y 4>porciento. &l área que aporta depende de las dimensiones de la :ranja y de la capacidad de inltracióndel suelo bajo ella. &sta permeabilidad debe tomarse en cuenta para saber cómo puede aectar esto alas estructuras y pavimentos adyacentes a las ranjas.

ZANJAS CON VEGETACIÓN



,escripción. Las ;anjas con ?egetación se ven similares a una %anja cualquiera pero son más anchas!uncionan como vías de drenaje con una densa vegetación y pendientes bajas que conducen el agualentamente y con baja altura de escurrimiento. &l dise1o es similar al de un canal! pero su pendientelongitudinal y el tama1o de su sección transversal está hecho de manera tal que el escurrimientosupercial resulte lento y poco proundo! acilitando la sedimentación y evitando la erosión. Se puedeninstalar bermas y diques peque1os si es necesario disminuir la velocidad de escurrimiento o avorecerla sedimentación y la inltración. Su objetivo principal no es conducir agua como ocurre con los

canales tradicionales.&stas %anjas se pueden usar para recoger las aguas que escurren supercialmente deestacionamientos! edicios! jardines residenciales! caminos y ranjas ltrantes. $ueden ser parte de losplanes de desconexiones de %onas impermeables. &stas %anjas cubiertas de vegetación pueden usarsecomo una alternativa a sistemas tradicionales de soleras y redes de colectores! especialmente parasectores residenciales poco densos. &ste tipo de %anjas se ubican bajo el nivel del suelo adyacente! yla escorrentía supercial ingresa a ellas desde supercies laterales! ya sean jardines o calles. Sonobras típicas de desconexión de %onas impermeables.La gura muestra un esquema de los elementos básicos de una %anja con vegetación.(lternativa económica de construir. (unque limitados por la capacidad de inltración del suelo! estasobras alternativas proporcionan alg"n tipo de reducción en los vol"menes de escorrentía durantetormentas peque1as. Los pastos largos y densos proporcionan protección contra la erosión durantetormentas más grandes. &n %onas comerciales o residenciales estos canales pueden utili%arse paradesconectar áreas impermeables. Se incorporan al paisaje de áreas verdes sin los inconvenientes deun canal tradicional.

La principal desventaja del uso de %anjas con vegetación es la posibilidad de que se ormen áreash"medas rente a las casas y se avore%ca la aparición de mosquitos u otro tipo de insectos. 'ambi2nrequieren mayor espacio y necesitan crear servidumbres para su mantención y operación. ,ebeevitarse que los vecinos las obstruyan para tener acceso o para el paso de vehículos. #equieren unapreocupación especial para evitar que se ocupen para botar escombros y basura.

CANALES PARA DRENAJE URBANO

a.,escripción. &l uso de canales abiertos en sistemas de drenaje urbano de aguas lluvias tieneventajas signicativas por su excelente relación costo@capacidad. (demás presentan oportunidades demantención de condiciones naturales y un cierto volumen de regulación para crecidas importantes.&ntre los inconvenientes es necesario considerar las necesidades de espacio y los costos demantención. +n dise1o cuidadoso puede minimi%ar los inconvenientes y aumentar los benecios. &stetipo de conducciones solo debe considerarse para conducir aguas limpias. &l cauce ideal para eldrenaje urbano es el natural! desarrollado por la naturale%a despu2s de un largo periodo de modo quepuede considerarse en condiciones estables. &n general cuanto más se pare%ca un canal articial auno natural generalmente mejor será el canal articial.&n muchas %onas que están por urbani%arse los cauces naturales son tan peque1os que no se apreciana simple vista. Sin embargo! prácticamente siempre existe la posibilidad de seguir la trayectoria quetendría el fujo en condiciones naturales! lo que puede ser una buena guía para la ubicación de canalesde drenaje. +n buen criterio de planicación urbana siempre debe ser capa% de refejar incluso estaspeque1as redes de drenaje natural para reducir costos de desarrollo y minimi%ar los problemas dedrenaje posteriormente. &n algunos casos la utili%ación del sistema de drenaje natural en ormainteligente puede evitar la necesidad de construir costosas redes de colectores subterráneos para eldrenaje de aguas lluvias.&n todo caso debe entenderse que los canales de riego no orman una red de drenaje! sino por elcontrario un sistema para distribuir agua sobre el suelo. &sto hace muy diícil aprovecharlos para laevacuación de aguas lluvias de un sector sin que generen confictos en otro ubicado aguas abajo.&xisten casi innitas posibilidades de elección para el tipo de canali%ación! considerando lasalternativas de condiciones hidráulicas! dise1o ambiental! impacto social y requerimientos del

proyecto. Sin embargo desde un punto de vista práctico las elecciones básicas que se deben adoptarinicialmente consideran si debe ser un canal revestido! o para altas velocidades! un canal con pasto!canal con vegetación natural o un cauce natural existente previamente. ,esde el punto de vistaurbano se consideran las alternativas que se describen a continuación0-anal natural. -onsiste en un cauce excavado por la naturale%a antes que ocurra el proceso deurbani%ación. ( menudo! aunque no siempre! son ra%onablemente estables..-anales revestidos de pasto. &ntre los dierentes tipo de canales construidos! o modicaciones decauces naturales! los canales revestidos de pasto son los avoritos para %onas urbanas. $roveen decapacidad de almacenamiento! menores velocidades y benecios de usos m"ltiples. (lgunas seccionespueden requerir revestimientos para minimi%ar la erosión y los inconvenientes de mantención.-anales con vegetación en el ondo. Se trata de un subconjunto de los canales revestidos de pasto



pero dise1ados para mantener una vegetación h"meda más permanente o ciertos tipos de vegetaciónlocal de %onas h"medas en el ondo del canal.-anales revestidos de hormigón o alba1ilería. &ste tipo de canales dise1ados para soportarvelocidades altas del fujo no se recomiendan como parte de sistemas de drenaje urbano.b. ?entajas e inconvenientes. Las ventajas de una canali%ación natural o de apariencia similar son lassiguientes0 Las velocidades son generalmente bajas! por lo tanto los tiempos de concentraciónresultan más prolongados y los caudales máximos hacia aguas abajo menores en comparación conotro tipo de colectores. (dicionalmente el almacenamiento en el canal tiende a disminuir los caudales

máximos. ( lo anterior se agrega que las necesidades de mantención disminuyen ya que se trata deun sistema relativamente estabili%ado.

CAÍDAS Y DISIPADORES DE ENERGIA

a. ,escripción. Las caídas y los disipadores de energía que se describen en esta sección correspondena obras que se dise1an para trabajar en conjunto como un sólo elemento. 'ienen por objeto adecuarlas obras de conducción a las condiciones de terreno de manera de concentrar el lugar en el cual seproduce la disipación de energía para reali%arla de manera segura y controlada. La caída propiamentetal consiste en un descenso importante y locali%ado del ondo de una canali%ación! al pie de la cualhabitualmente se dispone de un elemento para disipar la energía del escurrimiento apenas cae. &stasobras pueden intercalarse con los canales de pasto y con vegetación en el ondo de manera deajustarse a las condiciones del terreno sin tener que recurrir a escurrimientos con altas velocidades! otambi2n a la entrada y salida de obras de almacenamiento! incluso en reempla%o de vertederos de

seguridad de obras menores. ( continuación se proponen dos tipos de caídas y sus respectivosdisipadores de energía que han sido especialmente desarrolladas para ser empleadas en %onasurbanas! como parte de elementos de conducción supercial de aguas lluvias por el ,istrito de -ontrolde -recidas y ,renaje +rbano <4AA5= de la ciudad de ,enver en &&.++. +na consiste en una caídavertical con una cubeta de disipación al pie! denominada -aída ?ertical #eor%ada! -?#! y la otra enuna caída inclinada con enrocado! -B&. (mbas pueden adoptarse con muy buenos resultados acondiciones paisajísticas en parques y lugares p"blicos de %onas urbanas.-aídas ?erticales #eor%adas -?#. -onorman un grupo de obras que puede incluir un amplia variedadde dise1os estructurales! en base a distintas conguraciones de la cubeta reor%ada y de la caídamisma. Se le pueden agregar una serie de eectos de contracción para reducir las velocidades deaproximación en el canal de aguas arriba y se pueden seleccionar dierentes opciones para reor%ar elcanal hacia aguas abajo.&l enómeno hidráulico generado por este tipo de caídas es un chorro de agua que cae desde elumbral de la pared hacia la cubeta inerior. &l chorro choca con la %ona reor%ada y es redirigidohori%ontalmente. ,ependiendo de las condiciones del canal aguas abajo y del caudal se inicia unresalto. &n caso contrario! continua hori%ontalmente en escurrimiento supercrítico hasta que la uer%aespecíca del escurrimiento aguas abajo es suciente como para or%ar el resalto. La idea básica esque la energía sea disipada dentro de la turbulencia del resalto hidráulico! La gura C.C.C.4 muestrauna caída vertical reor%ada con una cubeta de enrocado. La capa de enrocado ubicada en la %ona deaproximación a la caída termina abruptamente en una estructura de retención. &sta "ltima es a su ve%la pared de la caída y tiene una sección de canal trapecial hacia aguas arriba y otra de canal parafujos bajos hacia la cubeta.-aída nclinada -on &nrocado -onsolidado -& &ste tipo de estructura ha ganado popularidad enregiones rocosas donde en las proximidades existen uentes de roca de buena calidad y tambi2n por eldise1o est2tico y por el 2xito que ha tenido su aplicación en %onas urbanas. La calidad de la rocausada! y el procedimiento de colocación son muy importante para la integridad estructural. )o hay unmáximo de altura para este tipo de estructura! sin embargo para utili%arla con nes de aguas lluvias elcaudal máximo se limita a D m6Es.&l empleo de caídas y disipadores de energía permite concentrar de manera locali%ada y controlada ladisipación de energía! evitando la erosión de los elementos de conducción que es la principal causa desu degradación. &l empleo de caídas especialmente desarrolladas para %onas urbanas permite agregar

ventajas est2ticas y paisajísticas incorporándolas como elementos decorativos en parques y áreasverdes p"blicas. &ntre los inconvenientes debe mencionarse que este tipo de caídas y disipadorespueden resultar de mayor costo que otras alternativas más sencillas.

SEDIMENTADORES

a. ,escripción. Los sedimentadores son aparatos destinados a remover por gravedad las partículasnas que el fujo de agua transporta en suspensión o como arrastre de ondo. &n el caso de obrasalternativas para el drenaje urbano de aguas lluvias los sedimentadores son obras anexas que debencolocarse antes de que el fujo ingrese a una obra en la cual la sedimentación de partículas nas



puede generar problemas de uncionamiento o mantención! y cuando el fujo que reciben transponeeste tipo de materiales en suspensión. &n general se recomienda ponerlos antes de las obras deinltración subterráneas! como %anjas y po%os de inltración! si existe un aporte de agua consedimentos y no se dispone de ninguna otra posibilidad de retirarlos o de mejorar la calidad del aguaaportante. $ara el caso de %anjas y po%os de inltración que se alimentan por la supercie! al igual queen el caso de estanques de inltración! los sedimentos pueden quedar atrapados en las capas de lacubierta de la obra de donde pueden removerse periódicamente. &n el caso de estanques y lagunas deretención! se contempla una %ona destinada a la sedimentación de partículas gruesas al inicio de la

obra y por lo tanto no requieren de un sedimentador anexo.La )orma -hilena )ch 467F sobre G,esarenadores y Sedimentadores Simples para $lantas de 'ratamiento de (gua $otableH! calica estos aparatos como desarenadores si están destinados aremover el FDI dc las partículas de diámetro igual o mayor que >!5mm! y como sedimentadores losdestinados a remover del 7>I al J>I de los sólidos en suspensión.$ara que operen adecuadamente requieren una mantención periódica consistente en retirar lossedimentos atrapados para restituir el volumen "til del sedimentador. La alta de mantención es laprimera causa de racaso de este tipo de aparatos! por lo tanto deben colocarse sólo si se tiene lacerte%a de que serán mantenidos ra%onablemente. ,ebido a ello se recomienda desarrollar todas lasacciones posibles para evitar que el agua que llegue a las obras de inltración acarree cantidadessignicativas de sedimentos.$ara ser empleados como obras anexas de drenaje urbano se consideran desarenadores simples queact"en por gravedad sin la adición de foculantes! de manera que separen partículas del tama1o de lasarenas gruesas o mayores.

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