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proyeto de grado
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DISEÑO DEL EMBAULAMIENTO DEL CAÑO “LA GUACHARACA”
Diseño del Embaulamiento del Caño “La Guacharaca” Ubicado en el Barrio La Paz Sector II
Barinas estado BarinasPara optar al tercer año del PNF en ingeniería en Construcción Civil
Barinas, Marzo de 2015
Autores:
Chinchilla Nelsin C.I: 23.033.609
Cuellar Yeferson C.I: 24.570.189
Mendoza Yennifer C.I: 21.168.910
ACEPTACIÓN DEL TUTOR TECNICO
Yo, Wilmer Albarrán en mi condición de TUTOR TÉCNICO del Proyecto
denominado DISEÑO DEL EMBAULAMIENTO DEL EL CAÑO “LA
GUACHARACA” UBICADO EN EL BARRIO LA PAZ SECTOR II ESTADO
BARINAS, cuyos autores son: Chinchilla Nelsin C.I:23.033.609, Cuellar
Yeferson C.I:24.570.189 Y Yennifer Mendoza C.I:21.168.91 apruebo la
entrega del mencionado Proyecto correspondiente al Trayecto III del año
2014 del PNF en Construcción Civil
En Barinas a los 24 días del mes de Marzo de 2015
Atentamente
__________________
Wilmer Albarran
Tutor técnico
2
ACEPTACIÓN DEL TUTOR METODOLÓGICO
Yo, Glenia Estupiñan en mi condición de TUTOR METODOLÓGICO
del Proyecto denominado DISEÑO DEL EMBAULAMIENTO DEL EL CAÑO
“LA GUACHARACA” UBICADO EN EL BARRIO LA PAZ SECTOR II
ESTADO BARINAS, cuyos autores son: Chinchilla Nelsin C.I:23.033.609,
Cuellar Yeferson C.I:24.570.189 Y Yennifer Mendoza C.I:21.168.91 apruebo
la entrega del mencionado Proyecto correspondiente al Trayecto III del año
2014 del PNF en Construcción Civil
En Barinas a los 24 días del mes de Marzo de 2015
Atentamente
__________________
Glenia estupiñan
ÍNDICE DE CONTENIDO:
3
INTRODUCCIÓN8
CAPÍTULO I...................................................................................................10
EL PROBLEMA..............................................................................................10
Planteamiento y formulación del Problema................................................10
Objetivos de la investigación:.....................................................................11
Objetivo general:.....................................................................................11
Objetivos específicos:.............................................................................11
Justificación................................................................................................12
CAPÍTULO II..................................................................................................13
MARCO TEORICO........................................................................................13
Reseña histórica de la comunidad..............................................................13
Antecedentes de la investigación...............................................................14
Bases teóricas............................................................................................16
Caudal.....................................................................................................16
Canal.......................................................................................................16
Tipos de canales:....................................................................................17
Clasificación de los canales:...................................................................18
Elementos básicos en el diseño de canales............................................19
Flujo de canales......................................................................................19
Características Geométricas de un canal................................................21
Características hidráulicas de un canal...................................................22
El Escurrimiento Superficial....................................................................22
El Coeficiente de Escurrimiento (C)........................................................22
Determinación del Área Drenada............................................................24
El Tiempo de Concentración (TC):..........................................................24
Período de Retorno.................................................................................24
Riesgo de Obstrucción............................................................................25
Daños......................................................................................................26
Daños en el elemento de drenaje superficial..........................................27
4
Criterios de diseño..................................................................................28
Intensidad – Duración y Frecuencia de Lluvias.......................................28
Términos básicos.......................................................................................31
CIPÍTULOIII...................................................................................................35
MARCO METODOLOGICO...........................................................................35
Tipo de Investigación:................................................................................35
Diseño de la investigación:.........................................................................35
Población:...................................................................................................36
Técnicas e Instrumentos Para La Recolección de datos............................37
Observación:...........................................................................................37
Encuesta:................................................................................................38
Pozo a cielo abierto (calicata):....................................................................42
CAPITULO IV.................................................................................................47
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS...............................................................47
Características Técnicas de la Cuenca donde...........................................48
Se origina el Caño La Guacharaca.............................................................48
Coeficiente de escorrentía..........................................................................48
Calculo del caudal......................................................................................50
Calculo de la sección trapezoidal...............................................................51
CAPÍTULO V..................................................................................................53
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................................53
Conclusión..................................................................................................53
Recomendaciones......................................................................................54
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:..........................................................55
REFERENCIAS ELECTRONICAS.............................................................56
ANEXOS........................................................................................................57
Anexo A......................................................................................................58
Imágenes del caño la guacharaca..............................................................58
Anexo B......................................................................................................61
Plano de ubicación.....................................................................................61
5
Anexo C......................................................................................................63
Cómputos métricos.....................................................................................63
Anexo D......................................................................................................64
Presupuesto...............................................................................................64
ÍNDICE TE TABLAS
pág.
Tabla 1.1 Coeficiente de escurrimiento: Parques y Jardines, con zacate y
arborizados
25
Tabla1.2 Coeficiente de escurrimiento Zonas sin urbanizar, escasa vegetación 25
Tabla 1.3 Coeficiente de escurrimiento Zonas Urbanas 26
Tabla1.4 Velocidad máxima del agua 29
Tabla 2. Valores de rugosidad "n" de Manning 31
Tabla 3 ¿Cuándo descienden grandes cantidades de las aguas pluviales el sector se inunda?
41
Tabla El grado de desagüe de las aguas pluviales en el sector causa
contaminación
42
Tabla 5 El mantenimiento del Caño “la guacharaca” es realizado por
Organismo Público
43
Tabla 6 ¿Cuándo se inunda el Caño “la guacharaca”, ubicado en el Barrio La Paz del Municipio Barinas usted acude a un Organismo Público?
44
Tabla 7 Ensayo de granulometría por tamizado 46
Tabla 8 Ensayo de granulometría por tamizado (gráfico) 47
6
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Pág.
Gráfico 1 ¿Cuándo descienden grandes cantidades de las aguas pluviales
el sector se inunda?
41
Grafico 2 ¿El grado de desagüe de las aguas pluviales en el sector causa
contaminación?
42
Grafico 3 El mantenimiento del Caño “la guacharaca” es realizado por
organismo público
43
Gráfico 4 ¿Cuándo se inunda el Caño “la guacharaca”, ubicado en el barrio
la paz del Municipio Barinas usted acude a un organismo público?
44
ÍNDICE DE FIGURAS
pág.
Figura 1 Relaciones geométricas de las secciones transversales más
frecuentes.
23
7
INTRODUCCIÓN
Un canal abierto es un conducto en el cual el agua emerge sobre una
superficie libre; los canales abiertos pueden ser naturales y artificiales. En su
orden los primeros se caracterizan por que todos los tipos de agua existen en
forma natural en la tierra pero varían por su tamaño y van desde pequeños
arroyuelos hasta grandes ríos. También son considerados como canales
abiertos naturales a todas las corrientes subterráneas que transportan agua
con una superficie libre, los canales artificiales se desarrollan con la
intervención del hombre, todos ellos controlados y diseñados para
determinados niveles y requerimientos específicos.
De acuerdo con lo antes mencionado, un embaulamiento se realiza con
la finalidad de conducir las aguas sin crear graves daños a zonas aledañas;
debidas a que si no cuenta con las instalaciones adecuadas como es el caso
de un sistema de drenaje, se corre el riesgo de inundaciones y el deterioro
de las obras, erosión en el terreno, causando en muchos casos pérdidas
materiales y humanas, ya que es un elemento esencial que hay que tomar en
cuenta al momento de diseñar canales abiertos. Dicha situación la presenta
la comunidad del barrio La Paz Sector II, la cual se encuentra atravesado por
un caño llamado “la guacharaca”, que no cuenta con sistema de drenaje
adecuado, lo que genera el estancamiento de aguas, basura, vegetación y
desechos sólidos produciendo el desbordamiento de las aguas del caño en
épocas de invierno lo que se convierte en una fuente generadora de
contaminación. El presente proyecto de investigación propone un diseño un
sistema de embaulamiento acorde a las necesidades requeridas, tomando en
cuenta que pueden producirse lluvias con intensidades imprevistas,
generando inundaciones en áreas adyacentes. Este Estudio se hará con la
8
finalidad de dar solución al problema que se presenta en las áreas del barrio
la paz Municipio Barinas.
En tal sentido, la investigación centró sus esfuerzos en el estudio de las
características para un Sistema de embaulamiento del caño la guacharaca
ubicado en el Barrio La Paz, Sector II del Estado Barinas, que estará
constituido por un capítulo I en el cual se plantea la problemática de la
comunidad con respecto al caño la guacharaca, seguido por un capitulo II
donde se establecen los conceptos y las normas que se utilizarán para
complementar la investigación, luego se aprecia el capítulo III titulado
metodología de la investigación, en este capítulo se encuentran las
herramientas que se van a utilizar para el análisis de los resultados, el cual
se apreciara como capitulo IV, en este capítulo se podrá observar el análisis
de todos los resultados obtenidos en el capítulo III, por último se redactará el
capítulo V, este capítulo contendrá la conclusión y las recomendaciones
que los autores le dan al lector.
9
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento y formulación del Problema
Los desarrollos urbanos pueden afectar el equilibrio ecológico sino se
visualizan elementos como la hidrología, la topografía, las superficies
favorables y su espacio, estas instalaciones humanas no proyectadas poco a
poco se propagan a otras zonas de mayor inseguridad e impacto al medio,
además, van acompañados de una inadecuada construcción de viviendas,
pavimentación de áreas y alteración de la capa superficial del suelo; por
consiguiente, pueden originar consecuencias en la desmejora de la calidad
ambiental, vida de las personas, formación de procesos erosivos, entre otros,
causando en muchos casos alteración de cursos de agua, lo que trae como
consecuencia inundación en épocas de invierno.
En efecto Ramírez. J (2013), establece que Venezuela no escapa a
esta realidad, en todas sus regiones se observan ciudades complejas
compuestas por residencias, instituciones, locales comerciales e industriales,
entre otros, dejando a un lado el mantenimiento de Ríos y Quebradas,
tomando en cuenta que esta acción puede dar respuesta eficiente a las
inundaciones en las zonas afectadas.
En tal sentido, el Estado Barinas se encuentra dentro de una cuenca
irrigada de múltiples cursos de agua y a lo largo de su historia, se ha visto
sometida a cíclicas situaciones de inundación, producto de su
emplazamiento en la geografía situada en pie de monte andino, donde se
reciben una gran cantidad de cursos de agua, en la misma ciudad se
localiza una comunidad llamada la paz, la cual se encuentra separado por
un caño identificado como La Guacharaca, que debido a la falta de
10
canalización y limpieza permanente, para evitar inundaciones en el periodo
de lluvia.
Por tal motivo, en el presente trabajo se plantea el Diseño del
embaulamiento del caño la guacharaca ubicado en el barrio la paz acorde
con las necesidades requeridas en el sector para evitar las inundaciones,
tomando en cuenta que pueden producirse lluvias con intensidad
imprevistas, generando problemas a los residentes y el posterior deterioro de
las estructuras existentes.
Objetivos de la investigación:
Objetivo general:
Diseñar el Embaulamiento del Caño La Guacharaca Ubicado en el Barrio
La Paz II Barinas Estado Barinas.
Objetivos específicos:
• Diagnosticar la situación actual del embaulamiento del caño la
guacharaca ubicado en el barrio la paz II barinas estado barinas.
• Determinar las características técnicas de la cuenca donde se origina
el caño la Guacharaca ubicado en el Barrio La Paz II Barinas estado
Barinas.
• Evaluar las condiciones físicas y mecánicas del suelo de la comunidad
del Barrio La Paz II Barinas estado Barias.
• Proponer el embaulamiento del caño la Guacharaca ubicado en el
Barrio La Paz II Barinas estado Barinas.
11
Justificación
Los drenajes constituyen un factor importante para el desagüe de las
aguas pluviales. El estado barinas en épocas de invierno se ve afectada por
fallas en los drenajes lo que produce inundaciones en la ciudad, que trae
como consecuencia deteriora de estructuras como: pavimento, casas,
estructuras comerciales y en algunos casos cosechas productivas. Una de
las zonas afectadas es la comunidad del Barrio La Paz sector II, el cual se
encuentra atravesado por un caño llamado La Guacharaca, dicho caño no
cuenta con la capacidad hidráulica, diseño o mantenimiento adecuado lo que
genera deterioro de la superficie del canal, derrumbes, erosión en las
estructuras cercanas, entre otros. Estos factores a su vez causan en la
comunidad dificultad de acceso generado por el deterioro de las calles
cercanas al caño.
Uno de los principales basamentos que motiva la realización de este
proyecto, es darle a la comunidad una solución efectiva, factible y
potencialmente definitiva al problema que los afecta por muchos años, por
esta razón se realizara la propuesta del diseño del embaulamiento para el
caño la Guacharaca ubicado en La Paz II Barinas estado Barinas con el fin
de mejorar la calidad de vida, que se ve afectada por la contaminación
originada por el estancamiento de las aguas en el sector y ayudar al
desarrollo sostenible del mismo.
12
CAPÍTULO II
MARCO TEORICO
Reseña histórica de la comunidad
El Barrio La Paz fue fundado el 23 de enero de 1992, donde un grupo
aproximado de 300 lugareños, deciden tomar los terrenos adyacentes a la
agropecuaria vista hermosa de manera ilegal. Estas tierras eran destinadas
para un cementerio, este se llamaría “Jardín de La Paz”, de ahí surge el
nombre de Barrio La Paz. Posteriormente se logran la distribución de los
sectores que se encuentran atravesados por dos caños de desagüe, uno
llamados “La Guacharaca” el cual divide el sector I y II y la “Codua”, separa
el sector II y III que desembocan en el Rio Santo Domingo, quedando 10
calles por sector. Las familias fueron ubicadas en parcelas, de 12m de frente
y 25m de fondo, dejando extensión para áreas verdes de uso comunitario.
En el año 1993 y 2006 se conforma la asociación vecinal "Paz" que es
donde el Sr. Pedro Montoya como presidente de la comunidad. Exactamente
en el año 1994 se logró conexión sencilla de los servicios públicos.
Quedando las siguientes comisiones: Comisión de mesa técnica de agua,
empleo y participación, cultura, deporte, hábitat y vivienda, protección social,
salud, religión y juventud. El Barrio La Paz desde que tiene en lo actual 23
años viviendo en el transcurso desde ese tiempo ha visto cambio en
beneficio para la comunidad como en: asfaltado los tres sectores, nutrí niños
en el sector 1 y 3, modulo en el sector 3, un pre-escolar en el sector I, casilla
policial en el sector 3, también cuenta con servicios básicos como: luz, agua,
aseo y transporte público, teléfono, internet entre otros. Además posee con el
funcionamiento de comercios establecidos tales como bodegas, abastos,
cyber, ferreterías, herrerías, carpinterías, caucheras, otra fuente de empleo
en la comunidad es la agricultura y la ganadería gracias a que la comunidad
13
limita con una finca la cual aporta beneficios de empleo a la colectividad. En
la actualidad está conformada por 726 parcelas o casas, y tiene un
aproximado de unos 3.630 habitantes, dando un promedio de 5 miembros
por familia. El Barrio La Paz es un sector amplio ubicado en el extremo
noreste de la Ciudad de Barinas, al margen izquierdo de la avenida
intercomunal Barinas Barinitas. Limita por el norte Av. Intercomunal Barinas
Barinitas, por el sur agropecuaria vista hermosa, por el este con el barrio 5
de Julio y Guanapa y por el oeste con la agropecuaria vista hermosa.
Fuente: Alonzo Albarrán tesis titulada “Vialidad en el Barrio La Paz” (1999)
Antecedentes de la investigación
Luego de una detallada indagación bibliográfica, se encontró información
y otros datos de investigación relacionados con el tema de estudio, por tal
motivo se destacan a continuación los presentes antecedentes planteados
como guía para la elaboración del diseño del embaulamiento del caño “la
guacharaca” ubicado en el Barrio La Paz II Barinas estado Barinas.
Eddy N. Daniel Q, (2010) En su trabajo de investigación titulado
“propuesta de un sistema de embaulamiento de evacuación en el sector “las
flores” Maturín estado Monagas. El objetivo principal consistió en proponer la
construcción de un sistema de embaulamiento de evacuación para
desempeño del drenaje de aguas: servidas, negras y residuales, el cual evita
el estancamiento y desbordamiento permitiendo un mejor desarrollo urbano y
social a los habitantes del sector. EL trabajo anterior permitirá un buen
desarrollo de cálculos y diseños correspondientes a un sistema de drenaje
que se plantea en el presente proyecto, tomando en cuenta los
procedimientos que se utilizaran para el diseño de embaulacion del caño la
guacharaca.
Moncada (2011), realizo una investigación titulada “diseño de un modelo
de obra hidráulica para controlar el cauce de la quebrada la blanca, sector
14
las lomas, San Cristóbal, Estado Táchira. Su objetivo consistió en diseñar un
modelo de obra hidráulica para la quebrada la blanca, y con ello minimizar
los efectos destructivos que esta genera al desbordarse durante una
creciente, los cuales afectan directamente a los habitantes del mencionado
sector, además las principales vías de acceso son obstruidas, para comenzar
el proyecto se inició con estudios hidrológicos e hidráulicos necesarios para
tal fin, con la finalidad de asegurar que cada una de ellas, cumplan las
normas legales y de seguridad exigidas. Al igual que el presente proyecto
está basado en el proyecto de tipo factible el cual aporta información
necesaria para avanzaren la investigación, tales como los pasos para el
diseño de un canal normativa, así como la orientación en los procedimientos,
que al igual que los autores de esta investigación, se podrán utilizar para dar
desarrollo a la presente investigación.
Según Mena D. Duarte C, Cordero K, (2013) Diagnostico de necesidades
de mantenimiento y constructivas para la canalización del caño el bobo en la
comunidad “el Bolivariano” Parroquia Rómulo Betancourt Estado Barinas.
Tuvo como propósito realizar un diagnóstico con el fin de mejorar el entorno
ambiental de las márgenes del caño, establecer una mayor protección a los
habitantes de la comunidad y proteger los frentes a avenidas e inundaciones
que se producen por la falta de acondicionamiento del mismo. La
investigación realizada guarda estrecha relación con el objeto de estudio, en
vista de que aporta información sobre el respectivo mantenimiento y
acondicionamiento que se le debe realizar al caño, tomando en cuenta que la
comunidad de estudio de este antecedente, se encuentran en la misma
ciudad y orientada por la misma casa de estudio, que el proyecto
adesarrollar, la metodología que se utilizara son similaresy a su vez
suministra información referente a los cálculos y procedimientos a seguir
para el diseño del embaulamiento del caño la guacharaca.
15
Bases teóricas
Caudal
El caudal o el gasto es la cantidad de agua que pasa por una sección por
unidad de tiempo y se expresa en metros cúbicos por segundo. La medición
del caudal se hace a través de un instrumento llamado correntímetro, el cual
sirve para determinar la velocidad de la corriente en una sección
determinada. Luego, esa velocidad se multiplica por el área de la sección en
estudio y se obtendrá el caudal correspondiente. El caudal varía de acuerdo
a la época del año: en períodos de lluvias el caudal de los ríos es alto,
mientras que durante la sequía el caudal se hace bajo o incluso se hace
nulo. Las mediciones del caudal pueden ser acompañadas por mediciones
de sedimentos en suspensión (arcillas y limos), lo cual puede ser útil en la
estimación de los grados de erosión de las cuencas de drenaje. Esto es de
suma importancia en los estudios comparativos a la hora de elegir sitios para
la construcción de represas, puesto que es de sumo interés que la vida útil
del embalse sea lo más prolongada posible.(Villón, B 1981).
Canal
En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada
al transporte de fluidos generalmente utilizada para agua y que, a diferencia
de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías
artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de
los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece
al campo de la ingeniería hidráulica, una de las especialidades de la
ingeniería. Cuando un fluido es transportado por una tubería parcialmente
llena, se dice que cuenta con una cara a la atmósfera, por lo tanto se
comporta como un canal. (Villón, B 1981).
16
Tipos de canales:
El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo
en tubería (canal cerrado). Estas dos clases de flujos establecidos por Ven te
Chow (1994) son similares en muchos aspectos, aunque se diferencian en
un aspecto importante. El flujo en canal abierto debe tener una superficie
libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el
agua debe llenar completamente el conducto.
Canal abierto: El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos
fluyen por la acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por
un contorno sólido. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la
naturaleza, como en ríos, arroyos, etc. (Ven te Chow 1994) indica que de
forma artificial creadas por el hombre, tiene lugar en los canales, tuberías, y
canales de desagüe en la mayoría de los casos. Los canales tienen
secciones rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o
trapezoidales. También tienen lugar el flujo de canales abiertos en el caso de
conductos cerrados, como tuberías de sección recta circular cuando el flujo
no es a conducto lleno, y su diseño se realiza como si fuera un canal abierto
varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta
quebradas, arroyos, ríos pequeños y grandes, y estuarios de mareas.
Las corrientes subterráneas que transportan agua con una superficie libre
también son consideradas como canales abiertos naturales. Las propiedades
hidráulicas de un canal natural por lo general son muy irregulares. En
algunos casos pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente
consistentes en las observaciones y experiencias reales, de tal modo que las
condiciones de flujo en estos canales se vuelvan manejables mediante
tratamiento analítico de la hidráulica teórica.
17
Canales de riego: Éstos son vías construidas para conducir el agua hacia
las zonas que requieren complementar el agua precipitada naturalmente
sobre el terreno.
Canales de navegación: Un canal de navegación es una vía de agua hecha
por el hombre que normalmente conecta lagos, ríos u océanos
Clasificación de los canales:
Canales naturales: Como lo especifica Villón, B (1981), los canales
naturales son las depresiones naturales en la corteza terrestre, algunos
tienen poca profundidad y otros son más profundos, según se encuentren en
la montaña o en la planicie. Algunos canales permiten la navegación,
generalmente sin necesidad de dragado. Los canales naturales influyen
todos los tipos de agua que existen de manera natural en la tierra, lo cuales
.
pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente consistentes en
las observaciones y experiencias reales, de tal modo que las condiciones de
flujo en estos canales se vuelvan manejables mediante tratamiento analítico
de la hidráulica teórica.
Canales artificiales: De acuerdo con Ven te Chow (1994) los canales
artificiales son aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo
humano, los canales de navegación, canales de centrales hidroeléctricas,
canales y canaletas de irrigación, cunetas de drenaje, vertederos, canales de
desborde, canaletas de madera, cunetas a lo largo de carreteras entre otros,
así como canales de modelos de laboratorio con propósitos experimentales
las propiedades hidráulicas de estos canales pueden ser controladas hasta
un nivel deseado o diseñadas para cumplir unos requisitos determinados.
18
Elementos básicos en el diseño de canales.
Netherlands (1978). Se consideran algunos elementos topográficos,
secciones, velocidades permisibles, entre otros:
Estudios preliminares: Cuando se trata de trazar un canal o un sistema de
canales es necesario recolectar la siguiente información básica:
• Fotografías aéreas, para localizar los poblados, caseríos, áreas de
cultivo, vías de comunicación, entre otros.
• Planos topográficos y catastrales.
• Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás información que pueda
conjugarse en el trazo de canales.
Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete
dando un trazo preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen
los ajustes necesarios, obteniéndose finalmente el trazo definitivo.
Flujo de canales
El análisis del flujo de agua en canales es sumamente importante para el
diseño de los mismos. El diseño de un canal consiste en la selección de la
forma y dimensionamiento de la sección transversal de manera que cumpla
con todos los requisitos de funcionamiento hidráulico.
Algunas de las consideraciones importantes que se deben considerar son:
a) el canal se divide en tramos con flujo uniforme para su diseño.
b) la velocidad del agua en el canal debe ser suficientemente alta para evitar
la sedimentación de partículas en suspensión o en el fondo.
c) la velocidad del agua en el canal debe ser lo suficientemente baja para
evitar la erosión de las paredes y el fondo del canal.
d) las dimensiones iníciales del diseño deben ajustarse en algunos casos,
para hacerlas más convenientes en la práctica, por lo que primero se
19
determinan las dimensiones siguiendo las leyes de flujo uniforme y luego se
definen las dimensiones definitivas.
e) las dimensiones finales del diseño deben evitar tener profundidades del
flujo próximas a la profundidad o tirante crítico, por lo que se debe analizar el
flujo crítico.
El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en
tubería. Estas dos clases de flujos son similares en diferentes en muchos
aspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante. El flujo en
canal debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la
tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el
conducto.
Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de
que la composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con
el espacio, y también por el hecho de que la profundidad de flujo el caudal y
las pendientes del fondo del canal y la superficie libre son interdependientes.
En estas la sección transversal del flujo, es fija debida a que está
completamente definida por la geometría del conducto. La sección
transversal de una tubería por lo general es circular, en tanto que la de un
canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular hasta las formas
irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la
posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los
coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de
canales abiertos que para del de tuberías, en general, el tratamiento del flujo
en canales abiertos es más que el correspondiente a flujo en tuberías. El flujo
en un conducto cerrado no es necesariamente flujo en tuberías si tiene una
superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto
20
Características Geométricas de un canal.
Las características geométricas son la forma de la sección transversal,
sus dimensiones y la pendiente longitudinal del fondo del canal.
B= base inferior del canal
T=base superior del canal
Y= profundidad del canal
T= Talud
θ= Angulo del talud del canal
A= sección transversal del canal (puede ser rectangular, circular, trapecial o
triangular)
Figura 1 Relaciones geométricas de las secciones transversales más
frecuentes.
Fuente: Villón Béjar, Máximo "Hidráulica de canales". (1981)
21
Características hidráulicas de un canal.
Las características hidráulicas son la profundidad del agua (h, en m), el
perímetro mojado (P, en m), el área mojada (A, en m2) y el radio hidráulico
(R, en m), todas funciones de la forma del canal.
Q= caudal del agua (lit/seg.)
V= Velocidad del agua (m/seg)
A= Área de la sección transversal de la masa de agua que conduce el canal
(m2). Su forma depende de la sección transversal del canal
S= pendiente de inclinación del fondo de canal, se expresa en tanto por
ciento o en tanto por mil.
d= tirante de agua o profundidad.
R= radio hidráulico R = A/P
P= perímetro mojado, es la suma de los taludes y la base inferior que están
en contacto con el agua.
n= coeficiente de rugosidad. Su valor depende del valor que esta hecho el
material (tierra, concreto, piedra entre otros.)
El Escurrimiento Superficial
El escurrimiento superficial es un componente del ciclo hidrológico el
cual resulta de la lluvia y/o caudal lateral que no llega a infiltrarse sobre la
superficie de la tierra. El escurrimiento superficial en el terreno sigue caminos
variables e interconectados debido principalmente a depresiones y
vegetación en ella.
Las variables más importantes que afectan los escurrimientos
superficiales, son el coeficiente de escurrimiento y el tiempo de
concentración, variables que se representan con las letras: C y TC.
El Coeficiente de Escurrimiento (C)
22
Es la relación del caudal que fluye sobre el terreno, y la intensidad de
lluvia. Este parámetro no debe confundirse con el coeficiente de infiltración.
Los valores que se recomiendan para el coeficiente de escurrimiento son los
siguientes: tabla 1.1; tabla 1.2 y tabla 1.3
Tabla 1.1
Coeficiente de escurrimiento: Parques y Jardines, con zacate y arborizados:
PENDIENTE K
0-20% 0.20
20-45% 0.25
45-100% 0.27
Mayor de 100% 0.30
Fuente: Ing. Cadena Cepeda Raúl (2002)
Tabla 1.2
Coeficiente de escurrimiento: Zonas sin urbanizar, escasa vegetación:
PENDIENTE K
0-20% 0.25
20-45% 0.30
45-100% 0.35
Mayor de 100% 0.375
Fuente: Ing. Cadena Cepeda Raúl (2002)
23
Tabla 1.3
Coeficiente de escurrimiento: Zonas Urbanas:
PENDIENTE K
0-20% 0.35 K
20-45% 0.40 K
45-100% 0.50 K
Mayor de 100% 0.60 K
Fuente: Ing. Cadena Cepeda Raúl (2002)
Determinación del Área Drenada.
La cuenca tributaria a un punto determinado “a”, se obtiene a partir de
los planos de configuración topográfica. Se trazan líneas a partir del punto
“a”, hacia ambos extremos de la cuenca, en dirección perpendicular a las
curvas de nivel. Estas líneas definen los límites de las cuencas.
El Tiempo de Concentración (TC):
Este parámetro se refiere al tiempo que tarda el agua en su recorrido
entre dos puntos determinados, los cuales son: el extremo superior de la
cuenca y el punto donde se mide el gasto pluvial.
El tiempo de concentración se refiere al lapso que transcurre para que el
agua de lluvia, transite desde el punto b al punto a y ese valor es la suma
del tiempo de escurrimiento sobre el terreno y dentro de canales y tuberías,
en caso de existir éstos.
Período de Retorno
La selección del caudal de referencia para el que debe proyectarse un
elemento del drenaje superficial está relacionada con la frecuencia de su
24
aparición, que se puede definir por su período de retorno: cuanto mayor sea
éste, mayor será el caudal.
El período de retorno de un caudal es T cuando, como media, es
superado una vez cada T años. Sin embargo, el riesgo de que ese caudal
sea excedido alguna vez durante un cierto intervalo de tiempo -como por
ejemplo la vida útil de una obra- depende también de la duración del
intervalo. Así, un caudal que tenga un periodo de retorno de 50 años tiene
una probabilidad de un 2 % de que en cualquier año de dicho período
aparezca al menos un caudal igual o mayor, pero la probabilidad de tal
aparición en un período cualquiera de 10 años consecutivos sube al 18 %; de
25 años, al 38 %; de 50 años, al 64 %; de 100 años, al 86 %, y, en general,
de C años, al 1- [1-(1/T)] C
Riesgo de Obstrucción
Las condiciones de funcionamiento de los elementos de drenaje
superficial pueden verses alteradas por su obstrucción debida a cuerpos
arrastrados por la corriente.
Entre los elementos del drenaje superficial de la plataforma este riesgo
es especialmente acusado en los sumideros y colectores enterrados, debido
a la presencia de basura (especialmente plásticos) o aterramientos. Para
evitarlo se necesita un adecuado diseño, un cierto sobredimensionamiento y
una eficaz conservación.El riesgo de obstrucción de las obras de drenaje
transversal -fundamentalmente por vegetación arrastrada por la corriente-
dependerá de las características de los cauces y zonas inundables, y puede
clasificarse en las categorías siguientes:
25
Alto: Existe peligro de que la corriente arrastre árboles u objetos de parecido
tamaño.
Medio: Pueden ser arrastradas cañas, arbustos y objetos de dimensiones
similares, en cantidades importantes.
Bajo: No es previsible el arrastre de objetos de tamaño y en cantidad
suficiente como para obstruir el desagüe.
Si el riesgo fuera alto, deberá procurarse que las obras de drenaje
transversal no funcionen a sección llena, dejando entre su intradós y el nivel
máximo del agua un resguardo mínimo de 1,5 m, mantenido en una anchura
no inferior a 12 m. Si el riesgo fuera medio, las cifras anteriores podrán
reducirse a la mitad. De no cumplirse estas condiciones, deberá tenerse en
cuenta sobre la elevación del nivel del agua que pueda causar una
obstrucción, aplicando en los cálculos una reducción a la sección teórica de
desagüe: también se podrá recurrir a dispositivos especiales para retener
aguas arriba a los flotantes, siempre que se garantice su conservación.
Daños
A efectos de la presente Instrucción únicamente se considerarán como
daños a las diferencias en los efectos producidos por el caudal de referencia
entre las situaciones correspondientes a la presencia de la carretera y de sus
elementos de drenaje superficial, y a su ausencia.
Estos daños pueden clasificarse en las categorías siguientes:
• Los producidos en el propio elemento de drenaje o en su entorno
inmediato (aterramientos, erosiones, roturas).
• Las interrupciones en el funcionamiento de la propia carretera o de
vías contiguas, debidas a inundación de su plataforma.
26
• Los daños materiales a terceros por inundación de las zonas
aledañas. Estos daños, a su vez, podrán considerarse catastróficos o
no.
Daños en el elemento de drenaje superficial
Se podrá considerar que la corriente no producirá daños importantes
por erosión de la superficie del cauce o conducto si su velocidad media no
excede de los límites fijados en la tabla 1.4 en función de la naturaleza de
dicha superficie:
Tabla1.4
Velocidad máxima del agua
Naturaleza De La SuperficieMáxima velocidad
admisible (m/s)
Arena fina o limo (poca o ninguna arcilla) 0,20-0,60
Arena arcillosa dura, margas duras 0,60-0,90
Terreno parcialmente cubierto de vegetación 0,60-1,20
Arcilla, grava, pizarras blandas con cubierta vegetal 1,20-1,50
Hierba 1,20-1,80
Conglomerado, pizarras duras, rocas blandas 1,40-2,40
Mampostería, rocas duras 3,00-4,50
Hormigón 4,50-6,00
Fuente: Ing. Cadena Cepeda Raúl (2002)
Si la corriente pudiera arrastrar materias en suspensión (limo, arena,
etc.) se cuidará de que una reducción de la velocidad no provoque su
27
sedimentación, o se dispondrán depósitos (areneros) para recogerlas, los
cuales deberán ser de fácil limpieza y conservarse de forma eficaz.
Criterios de diseño.
Se tienen diferentes factores que se consideran en el diseño de canales,
aunque el diseño final se hará considerando las diferentes posibilidades y el
resultado será siempre una solución de compromiso, porque nunca se
podrán eliminar todos los riesgos y desventajas, únicamente se asegurarán
que la influencia negativa sea la mayor posible y que la solución técnica
propuesta no sea inconveniente debido a los altos costos.
Tabla 2. Valores de rugosidad "n" de Manning
N° Superficie
0.01
0
Muy lisa, vidrio, plástico, cobre.
0.01
1
Concreto muy liso.
0.01
3
Madera suave, metal, concreto frotachado.
0.01
7
Canales de tierra en buenas condiciones.
0.02
0
Canales naturales de tierra, libres de vegetación.
0.02
5
Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en el
fondo
0.03 Canales naturales con abundante vegetación.
28
5
0.04
0
Arroyos de montaña con muchas piedras.
Fuente: Chow, V.T., Hidráulica de Canales Abiertos, (1994)
Intensidad – Duración y Frecuencia de Lluvias.
La recopilación de datos pluviográficos permite conocer la frecuencia con
que ha ocurrido una lluvia de determinada densidad por tanto, cualquier
previsión que se haga estará basada en la información disponible; y si bien
este es un fenómeno probabilístico, podrá existir un cierto rango de
seguridad en cuanto a los daños e inconvenientes esperados para una
determinada lluvia que supere las que tomamos como base para el diseño.
Importa por tanto seleccionar una frecuencia de lluvias que estime
razonadamente las inversiones que esto involucra y el grado de protección
que ofrece.
a) Intensidad.
La intensidad de una lluvia se define como el volumen de agua que precipita
por unidad de tiempo generalmente se expresa en mm/h, mm/min, mm/sg/ha
o lt/sg/ha. En el diseño de alcantarillados, generalmente se utiliza la unidad
lt/sg/ha, sin embargo, muchas estaciones pluviométricas reportan datos en
mm/h, por lo cual conviene tener presente el factor de conversión: 1mm/h =
2.78 lt/sg/ha.
a) Duración.
La duración de la lluvia es el tiempo comprendido entre el comienzo y el final
de la lluvia, este final puede ser total o el momento hasta donde es
apreciable la lluvia para efectos prácticos. La lluvia según su duración puede
29
denominarse como corta, cuando la duración es menor de 120 min, y larga
cuando es mayor de 120 min.
c) Frecuencia.
Es el número de veces que un evento es igualado o excedido en un intervalo
de tiempo determinado o en un número de años. La cual es igual al cociente
del número de años entre el número de veces de eventos iguales o
parecidos. La recopilación de datos pluviales permite conocer la frecuencia
con que ha ocurrido una lluvia de determinada intensidad; por lo tanto,
cualquier previsión estará basada en la información disponible; si bien este
es un fenómeno probabilístico, podrá existir un cierto rango de seguridad en
cuántos a los daños e inconvenientes esperados para una determinada lluvia
que supere la que tomamos como base para el diseño. Importa por lo tanto,
seleccionar una frecuencia de lluvia que estime razonablemente las
inversiones que este involucra y el grado de protección que ofrece.
Las normas INOS establecen que para el cálculo del caudal de las aguas
de lluvias se estimen las siguientes frecuencias:
Para zonas residenciales, de 2 a 5 años.
Para zonas comerciales y de elevado valor, de 5 a 15 años,
dependiendo de su justificación económica.
Para obras de canalizaciones de cursos naturales, ríos o quebradas,
50 años o más.
30
Términos básicos
Aguas de lluvias: Al derivar hacia los alcantarillados arrastran gran cantidad
de arena, hojas y ramas de árboles, pasto y otros elementos que se
combinan con los otros residuos líquidos
Aguas negras: Agua de abastecimiento de una comunidad después de
haber sido contaminada por diversos usos. Puede ser una combinación de
residuos, líquidos o en suspensión, de tipo doméstico, municipal e industrial,
junto con las aguas subterráneas, superficiales y de lluvia que puedan estar
presentes.
Aguas residuales. Llamadas así en algunos países. Son las aguas
cloacales residuales de una edificio que contienen materia fecal y/u orina.
Aguas Pluviales: Para el cálculo de la red de aguas pluviales, se obtiene la
intensidad pluviométrica de la zona en que se ubicará la instalación. Se
define geométricamente la situación de las cubiertas (el programa calculará
automáticamente sus áreas) y con esta información se optimizan los
diámetros de los canalones, ramales, bajantes y albañales para que sean
capaces de funcionar correctamente en todo momento.
Aguas residuales tratadas: Aguas procesadas en plantas de tratamiento
para satisfacer los requisitos de calidad en relación a la clase de cuerpo
receptor a que serán descargadas.
Agravantes: Se aplica a la circunstancia, hecho o acción que agrava o
empeora algo.
31
Asentamiento: Fase final del movimiento migratorio, en la cual los
emigrados se establecen de manera permanente o se afincan en el lugar de
nueva residencia.
Borde: manglares que se desarrollan a las orillas de las costas protegidas y
que soportan continuos oleajes
Cuenca: Depresión de grandes dimensiones en la superficie terrestre
ocupada por un océano.
Desbordamiento: Acción y resultado de desbordar o desbordarse, de
rebasar un límite.
Desemboca: Lugar donde desemboca un río en otro, en un lago o en el mar.
Drenaje: Operación de dar salida al agua estancada, o a la excesiva
humedad de un terreno, por medio de las instalaciones adecuadas.
Estancamiento: Detención y retención de una corriente o un líquido de
modo que forme un remanso o balsa.
Excretas: Expulsar una persona o un animal los excrementos.
Fluido: Se aplica a los cuerpos gaseosos o líquidos que, al tener poca o
ninguna coherencia molecular, toman la forma del recipiente donde están
contenidos.
Filtración: Proceso de tratamiento para remover del agua partículas sólidas
de materiales, pasándolas a través de un medio poroso tal como arena o
32
filtros hechos por el hombre. Este proceso generalmente se emplea para
remover partículas que contienen organismos patógenos.
Red de Drenaje: La red de drenaje es la encargada de canalizar las
aportaciones de las escorrentías a los colectores y de organizar los flujos de
los cauces desde su cabecera hasta su desembocadura.
Gastroenteritis: Inflamación de las mucosas del estómago y de los
intestinos.
Higiene: las cosas que las personas hacen para estar limpias y prevenir la
propagación de microbios.
Infección: Penetración y desarrollo de microbios patógenos en un ser vivo,
que invaden el organismo por vía sanguínea o que permanecen localizados,
vertiendo sus toxinas en la sangre.
Insalubres: Que perjudica la salud.
Meandro: Cada una de las curvas que describe el curso de un río.
Patogénico:De la patogenia o forma en que se producen las enfermedades.
Predio:El predio es una propiedad de tipo inmueble que se haya conformada
por una cantidad de terreno delimitada, en tanto, tal delimitación, conocida
como linde, puede encontrarse materializada físicamente a través de
mojones, vallas o cualquier otro sistema destinado al fin de delimitación, o en
su defecto, el linde puede ser jurídico, o sea, hallarse asentado en
una escritura pública de propiedad.
33
Residuos: Parte o porción que queda o sobra de un todo.
Riesgo: Posibilidad de que ocurra un peligro
Sostenible: Que se puede sostener, soportar o tolerar. Se dice del proceso
que puede mantenerse por sí mismo, sin ayuda de otro:
Vulnerabilidad: La vulnerabilidad de las edificaciones está directamente
relacionada a los conceptos de arquitectura sustentable, construcciones
seguras, análisis de riesgo y gestión integral de costos/beneficios. El nivel de
vulnerabilidad de una edificación se define como el riesgo de recibir daños a
causa de amenazas naturales, humanas o tecnológicas.
34
CIPÍTULOIII
MARCO METODOLOGICO
Para dar continuación a la investigación es necesario establecer la
profundidad de la misma a través de un nivel y un diseño, tomando en
cuenta la población a estudiar, de la cual se obtendrá una muestra
representativa. En relación a lo antes mencionado se implementaran una
serie de instrumentos, los cuales facilitaran y fundamentaran los objetivos de
la investigación durante la recopilación de información, a través de técnicas
de recolección datos.
Tipo de Investigación:
El tipo de investigación se refiere al grado de profundidad con que se
aborda un fenómeno de estudio. En relación a lo anterior la presente
investigación se denomina del tipo factible, ya que el desarrollo del proyecto
en la comunidad dará solución a la problemática existente, tomando en
cuenta la necesidad de dar una respuesta viable a la misma. El proyecto
factible consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de una
propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas,
requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales" .En tal
sentido se busca establecer un diseño para el embaulamiento del caño La
Guacharaca ubicado en la comunidad del barrio La Paz II, para dar solución
al problema hidráulico que posee dicha comunidad.
Diseño de la investigación:
Según el autor Fidias G. Arias (2012), define: La investigación de campo
es aquella que consiste en la recolección de todos directamente de los
sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos (datos
primarios), sin manipular o controlar variables alguna, es decir, el
investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes.
De allí su carates de investigación no experimental.
35
En tal sentido la denominación del proyecto de campo no experimental, es
porque los datos obtenidos se recopilan directamente con la población
estudiada, sin manipular los datos obtenidos, estos mismos se obtendrán a
través de las técnicas e instrumentos que los crean conveniente, acatándose
a las especificaciones del diseño de campo no experimental.
Población:
Se entiende por población al conjunto finito o infinito de elementos con
características comunes, para los cuales serán extensivas las conclusiones
de la investigación. Esta queda limitada por el problema y por los objetivos
del estudio. (Arias, 2006. p. 81). Es decir, se utilizará un conjunto de
elementos con características comunes que serán objeto de estudio.
Para la investigación se tomara como población el caño la guacharaca
del Barrio La Paz Sector II, siendo este el objeto de estudio, con un area de
2925,2783 m2, esta población se denomina del tipo accesible, ya que no se
presentaron dificultades para su estudio. En este contexto se tomara la
población para la muestra de estudio siendo esta la totalidad de la longitud
del caño la guacharaca (650m).
36
Técnicas e Instrumentos Para La Recolección de datos
La aplicación de una técnica conduce a la obtención de información, la
cual debe ser guardada en un medio material de manera que los datos
puedan ser recuperados, procesados, analizados e interpretados
posteriormente. A dicho soporte se le denomina instrumento. Un instrumento
de recolección de datos es cualquier recurso, dispositivo formato (en papel o
digital), que se utiliza para obtener o almacenar información.
Una de las técnicas realizadas para la recolección de datos fue la
observación directa no estructurada. Luego se procedió a realizar una
encuesta que se elaboró a través de un cuestionario a base preguntas
cerradas tipo dicotómicas (sí ó no), dirigidas a conocer las actividades para el
diseño del Sistema de Canalización del caño la guacharaca, seguida del
estudio de suelo (pozo a cielo abierto o calicata), y el levantamiento
topográfico, como base para el diseño del embaulamiento del caño la
guacharaca.
A continuación se presentan los datos obtenidos producto de la
aplicación de cada una de las técnicas utilizadas.
Observación:
Para toda obra que se realice, es de suma importancia la visita al campo
de estudio, para conocer la realidad de las condiciones en la que se
encuentra dicha zona. Para el proyecto de investigación titulado diseño del
embaulamiento del caño la guacharaca ubicado en el barrio la paz II barinas
estado barinas se procedió a explorar la población estudiada conformada por
650m2.Utilizando una cámara fotográfica se obtuvieron imágenes de la
población donde se aprecia abundante vegetación que obstruye el cauce del
caño (anexo A.1), también se puede notar la cercanía de viviendas al caño la
guacharaca. En la imagen satelital que se aprecia en el anexo A.2, se puede
37
apreciar como la comunidad del barrio la paz es atravesado por el caño la
guacharaca
Encuesta:
Para esta encuesta se procedió a la realización de preguntas cerradas a
60 personas de la comunidad para determinar la situación actual que genera
el caño la guacharaca en el Barrio La Paz II
Pregunta 1
1. ¿Cuándo caen grandes cantidades de las aguas pluviales el sector se
inunda?
Tabla3
Fuente: los autores. Año (2014)
Gráfico 1
Fuente: tabla 3
Análisis e Interpretación de los Resultados: El cien por ciento (100%) de
los encuestados respondieron que cuándo caen grades cantidades de las
aguas pluviales, el sector si se inunda. Esto debido que no se encuentra
canalizado y colapsa en tiempo de lluvia.
38
Sí100%
Sí No
Categoría
Frecuencia Absoluta (Fi)
Frecuencia Relativa (Ri) %
Sí 60 100%No 0 0%
TOTAL 60 100%
Pregunta 2
2. ¿El grado de desagüe de las aguas pluviales en el sector causa
contaminación?
Tabla 4
CategoríaFrecuencia
Absoluta (Fi)Frecuencia
Relativa (Ri) %Sí 38 63%No 22 37%
TOTAL 60 100%Fuente: los autores año 2014
Gráfico 2
Fuente: Tabla 4
Análisis e Interpretación de los Resultados: se puede notar en el cuadro y
gráfico 2, el sesenta y tres por ciento (63%) de los encuestados respondieron
que el estancamiento de las aguas espacialmente las aguas pluviales causa
contaminación esto vinculado a que muchas personas arrojan basura al
mismo, el otro treinta y siete por ciento (37%) manifestó negativamente
39
Sí63%
No37%
Sí No
Pregunta 3
3. ¿El mantenimiento del Caño “la guacharaca” es realizado por
organismo público?
Tabla 5
CategoríaFrecuencia
Absoluta (Fi)Frecuencia Relativa
(Ri) %Sí 60 100%No 0 0%
TOTAL 60 100%Fuente: los autores. Año 2014
Gráfico 3
Fuente: tabla 5
Análisis e Interpretación de los Resultados: En este mismo orden de
ideas el cuadro y gráfico 3, el cien por ciento (100%) de los encuestados
respondieron que el mantenimiento del Caño “la guacharaca” si es realizado
por los organismo público. Esto indica que si existe un mantenimiento
aunque no es muy frecuente que se le haga sino esporádicamente, pero las
pocas ocasiones que se realizan es por parte de la Alcaldía del Municipio.
40
Sí100%
Sí
Pregunta 4
4. ¿Cuándo se inunda el Caño “la guacharaca”, ubicado en el barrio la
paz del Municipio Barinas usted acude a un organismo público?
Tabla 5
Categoría Frecuencia Absoluta (Fi)
Frecuencia Relativa (Ri) %
Sí 43 72%No 17 28%
TOTAL 60 100%Fuente:los autores. Año (2014)
Gráfico 4
Sí72%
No28%
Sí No
Fuente: Tabla 5
Análisis e Interpretación de los Resultados: Para esta pregunta los
resultados obtenidos fueron el setenta y dos por ciento (72%) de los
encuestados respondieron que si acuden a solicitar la ayuda de los
organismos públicos encargados de solventar esta situación, el otro
veintiocho por ciento (28%) respondió negativamente. Esto se debe a que la
mayoría de los residentes del sector sufren las consecuencias que genera la
inundación del caño.
41
Pozo a cielo abierto (calicata):
Otra de las técnicas utilizadas fue la elaboración de una calicata
realizada en el caño la guacharaca, se procedió a escavar una pozo de 1m3
en los linderos de dicho caño, se extrajo una muestra de 80kg los cuales se
almacenaron por 73 horas para posterior mente la muestra fue sometida a un
proceso denominado cuarteo, que consiste en expandir la muestra
uniformemente en una superficie lisa, de allí es dividida en cuatro partes y
tomadas dos de ellas, desechando el resto, este proceso se repitió una vez
más con las dos partes tomadas, hasta obtener una muestra de suelo de
20kg la cual fue secada quedando una muestra seca de 15.5kg. Una vez
culminado este proceso la misma fue sometida al “ensayo de tamizado”. El
de la muestra por los tamices inicio en el tamiz 4” hasta el tamiz N °200.
Muestra húmeda: 20kg
Muestra seca: 15.5kg
Peso del agua (ww)
ww=w−ws ww=20kg−15.5kgww=4.5kg
Contenido de humedad (W)
W=wwws×100W= 4.5kg
15.5 kg×100W=29.03kg
Ensayo por tamizado
%p.r= peso retenidopesototal
×100
42
Tabla 6 Ensayo de granulometría por tamizado
R Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educacion Universitaria
Universidad Politecnica Territorial del estado Barinas
OBRA: canalizacion del caño la guacharaca
SITUACION:
PERFORACIÓN: CALICATA Nº 1 PROGRESIVA
PROFUNDIDAD (m.): Superficial Nº LABORATORIO:
TAMIZ Peso Peso % % %
Retenido gr Retenido gr Retenido mas grueso mas fino
PIEDRA O 4" 0 0,0 0,00 100,0 15500 gr.
CANTOS 3" 0,00 0,0 0 100,0
2 1/2" 0,00 0,0 0 100,0
2" 0,00 0,0 0 100,0
1 1/2" 0,0 0,0 0 100,0 Fo= 0,00645161
1" 0,0 0,0 0 100,0
3/4" 0,0 0,0 0 100,0 B = A * Fo
3/8" 0,0 0,0 0 100,0
Nº 4 0,0 0,0 0 100,0
Nº 8 0 0,0 0,0 0 100,0
Nº 10 0,0 0,0 0,0 0 100,0
Nº 20 881,0 881,0 5,7 27,94 72,1 9802,00 gr.
Nº 40 611,0 611,0 3,9 35,56 64,4
Nº 60 340,0 340,0 2,2 43,43 56,6
Nº 100 2050,0 2050,0 13,2 56,66 43,3
Nº 200 3100,0 3100,0 20,0 76,66 23,3 0,00 gr.
Cacerola 2820,0 0,0 100,0.
Grava(%) = 0,0 Arena(%) = 76,7 Fino%) = 23,3
FC = PTM - SPFGRUESA
VIA SECA:x VIA HUMEDA: Pff
CARACTERISTICAS MUESTRA ENSAYADA:muestra con presencia de material fino
y ausencia de grava no apta para la construccion FC = 1,58130994
OBSERVACIONES:
ENSAYO DE GRANULOMETRIA POR TAMIZADO
Peso Total Muestra
TA
MIZ
AD
O U
SA
ND
O E
L P
.T.M
GR
AV
A
GR
UE
SA
Factor F0 = 100 / PTM
FIN
A
PESO FRACCION FINA
PESO FRACCION GRUESA
FACTOR FC
AR
EN
A ME
DIA
FIN
A
43
Tabla Ensayo de granulometría por tamizado (gráfica)
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educacion Universitaria
Universidad Politecnica Territorial del estado Barinas
OBRA: canalizacion del caño la guacharaca
SITUACION:
PERFORACIÓN: CALICATA Nº: M-1 PROGRESIVA
PROFUNDIDAD (m.): Superficial Nº LABORATORIO
GRUESA FINA GRUESA MEDIA
D30 D10 CU CC PASA T200 LL LP0,09 0,25 1,24 0,10 2820.0 5,61 10,54 Areno arcilloso
ENSAYADO P OR: Cuellar Y, Chinchilla N, Mendoza Y FECHA: 10/07/2014
GRAVA ARENA
ENSAYO DE GRANULOMETRIA (GRAFICA)
ANALISIS POR TAMIZADO ANALISIS HIDROMETRICO
D60 CLASIFICACION0,31
TAMAÑO DE LA ABERTURA EN P ULGADA Numero de mallas por pulgada TAMAÑO DE LOS GRANOS EN mm
CANTO FINAFINO
RODADO
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
0,010,1110100
PO
RC
EN
TA
JE
MA
S F
INO
PO
R P
ES
O
TAMAÑOS DE LOS GRANOS EN (mm)
3" 1½ " ¾" 3/8" T4 T200T100T10 T40T201 "
44
IPa: índice de plasticidad.
Ll: limite líquido.
Ipa= 0,733 (Ll20) = Ipa= 0,733 (5,61-20)= 10,54
- El suelo es granular si el pasanten por el tamiz N°200 es menor al
50%.
- El suelo es fino si el pasante por el tamiz N°200 es mayor al 50%.
- 23,34%< 50% (suelo granular)
- %f< 50% suelo grueso (arenoso gravoso)
- (Grava) %G=0%
- (Arena) %S =76,66
- Donde (%F) es el porcentaje de finos y (%G) es el porcentaje de
gruesos
- %F<50% Y %G <S (suelo arenoso)
- %F>12%
- SM: Arenas Limosas
- SC: Arenas Arcillosas
- El suelo es considerado como: areno-arcilloso
Correspondiendo según la carta de plasticidad un suelo de baja carga,
plástico comprensibilidad, con mezclas de arena mal graduada con arcilla,
este tipo de suelo es poco apto para la construcción de infraestructuras
porque sus componentes están conformado por arenas medias, finas y
arcilla lo que convierte en suelo deformable con poca capacidad de carga,
plástico y nivel freático alto. De acuerdo con la clasificación de suelo según
sistema unificado de clasificación de suelos (S.U.C.S) se puede determinar
el CBR teórico de acuerdo al tipo de suelo y sus características, según
norma covenin 2000-87 parte 2 estructuras. El cual arroja que para un suelo
areno-arcilloso el porcentaje de CBR es de 10-20, índices que están por
debajo de los admisibles para eventos constructivos.
45
Levantamiento topográfico: para dar continuación a las técnicas de
recolección de datos se realizó un levantamiento topográfico en el barrio la
paz II para conocer las características de la zona como la dimensión del caño
la guacharaca, la pendiente natural del mismo, y a su vez se determinó la
ubicación geográfica.
Norte: 360783,8520
Este: 959168,4870
Área de la cuenca: 373544,1304 m2
Perímetro de la cuenca: 2484,1670m
Longitud del caño: 650m
Área del caño: 2925,2783m2
Perímetro: 1309,1237mm
46
CAPITULO IV
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Para dar continuación con el desarrollo de la investigación es necesario
hacer un análisis de los datos obtenidos durante el proceso de recolección
de información, que se llevaron a cabo en este mismo orden de ideas. Una
de las cosas que se aprecian en las observaciones que se realizaron en la
comunidad es la abundante vegetación que obstruye el paso de las aguas,
según la encuesta realizada, se puede determinar la evidente necesidad del
embaulamiento del caño la guacharaca, como se puede apreciar en el
Grafico 1 los habitantes de la comunidad destacaron las inundaciones que
padecen en las épocas de lluvia, de igual forma esta encuesta demuestra la
factibilidad del diseño en base a la necesidad latente de la comunidad del
barrio la paz II del embaulamiento del caño la guacharaca, localizada en esta
misma comunidad. Inmediatamente se determinaron las características del
suelo de la comunidad arrojando como resultado en suelo (areno arcilloso)
que según la norma de clasificación de suelo, este no es apto para la
construcción, lo cual representaría un gasto adicional de remoción de tierra y
colocación de material. Seguidamente se determina el área de la cuenca de
estudio, siendo esta de (373544,1304m2), un perímetro de (2484,1670m)
cabe destacar que es de suma importancia para determinar las
características que se tomaran en cuenta para el diseño del embaulamiento
del caño la guacharaca, así mismo se determinó el área del caño el cual se
pretende embaular, esta será de m2 con esta longitud se determinará los
materiales que se utilizaran en la propuesta en estudio.
47
Características Técnicas de la Cuenca donde
Se origina el Caño La Guacharaca
Coeficiente de escorrentía
Zona Cantidad Área Área totalCoeficiente de escorrentía
Casas 520 300m2 156000m2 0,42
Bosques 1 1000m2 1000m 0.85
Calles 14 160,800 m2 2251,2m2 0,42
Avenidas4
1.3400,00 53600m2 0,42
Parques 1 1200m2 1200m2 0,40
C=∑ c ×a
∑ a
C=(0,42×15600 )+ (0,85 ×1000 )+ (0,42×225,2 ) +(0,42×53600)+(0,40×1.200,00)21405,2m
48
C=1,42 ,Intensidad de lluvia
Matiz ponderada de Precipitaciones Medias Extremas Anuales (mm) del Estado Barinas
Curva de Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF)
Fuente: Wilmer I. Albarrán M. (2013) Análisis del nuevo modelo de
configuración del dique vertedero desarrollado sobre el Río Santo Domingo,
Estado Barinas
Se estima una intensidad de lluvia de 95mm/h o 0,000026389m/s
49
Calculo del caudal
Q=C×I×A
Q: caudal hidráulico
C: coeficiente de escorrentía
I: intensidad de lluvia
A: área total de la cuenca
Datos:
Área: 37.35441304 H
C: 1,42
I: 0,000026389m/s
Q=0,42×0,000026389m/s×37.35441304 H
Q=0.000414m3/s
50
Calculo de la sección trapezoidal
La representación del diseño será de forma trapezoidal, como lo
explica Robert Mott (2006) es la más adecuada para el transporte de fluidos
en movimientos.
T=4m
1,00m 1,00m
1,80m Y=1,50m
B=2,00m
Datos:
B=2,00m
T=4,00m z=√1,502+ 1,002=1,80m
Y=1,50m
Z=1,80m
Área hidráulica = (b+ZY) Y
51
A= (2,00m+ (1,80m×1,50m)) 1,50m=6,05m2
perímetro mojado= b+2y√1+z
P=2m+2×1,50m √1+ 1,80m2m = 7,019m
Radio Hidráulico = (B+ZY ) Y
B+2Y √1+ Z2
R=(1m+(1,80m×1,50m) ) Y1,50m
2m+(2×1,50m) √1+ 1,802m= 0,618m
Espejo de agua = B +2ZY
E=2m+(2×1,80m×1,50m)= 7,4m
Área geométrica = BM+Bm2
×H
A=4,00m+2m2
×1,50m= 6,00m2
52
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusión
Una vez culminado el proyecto de investigación se hace necesario la
redacción de conclusiones y recomendaciones para apoyar al lectores,
facilitando la comprensión de la lectura, de acuerdo a los Instrumentos
aplicados a la comunidad del barrio la paz II se pudo concluir que:
En cuanto a la necesidad de un sistema de drenaje en La Paz sector
II, es de carácter crítica la situación, pues se evidencia de primera mano la
necesidad de un proyecto de esta característica, para mejorar las
condiciones de vida en esta comunidad. A su vez, es evidentemente factible,
ya que va dirigida a solventar la necesidad del sector la paz del Municipio
Barinas, en virtud de que un embaulamiento en el caño la guacharaca, del
Barrio La Paz sector II ayudaría a evitar el estancamiento y
desbordamiento de las aguas, dándole solución a este problema que
aqueja constantemente a todos los habitantes de esta comunidad.
Debido a que el caño la guacharaca nace en una zona montañosa, la
cantidad de agua transportada es considerada abundante, ocasionando
erosión en el terreno, daños materiales, contaminación ambiental entre otros.
El diseño debe ir en función al paso de agua transitado, para prevenir
deterioro a futuro de la estructura.
53
Recomendaciones
Para el desarrollo de la embaulacion del caño la guacharaca, de acuerdo
al estudio previo, se realizan las siguientes recomendaciones.
A los organismos competentes considerar en los proyectos estos
aspectos relevantes para las comunidades, pero que generalmente son
dejados de lados por los que planifican la organización de las comunidades.
En otro contexto, se debe considerar que para la planeación, ejecución y
control de obra se debe usar materiales de construcción de calidad, pero
siempre considerando el aspecto económico, en vista de que deben ser
proyectados en función de calidad y durabilidad en el tiempo
La comunidad en general debe adquirir el conocimiento necesario sobre
la correcta disposición de las aguas servidas, para que tomen un grado de
conciencia para evitar la contaminación ambiental en la zona.
En este sentido, los futuros profesionales en el ámbito de la
construcción, deben estar preparados para atender este tipo de
problemática en las comunidades.
De igual forma es necesario realizar un embaulamiento del caño la
guacharaca, para garantizar la limpieza del mismo y a su vez mejorar la
calidad de vida de los habitantes de la comunidad.
54
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
• Ramírez, (2013), planta de tratamiento para la recolección de aguas
residuales en la comunidad del Barrio La Paz.
• Mena D. Duarte C, Cordero K, (2013) Diagnostico de necesidades de
mantenimiento y constructivas para la canalización del caño el bobo
en la comunidad “el Bolivariano” Parroquia Rómulo Betancourt estado
Barinas.
• Moncada, L (2011). Diseño de un modelo de obras hidraulicas para
controlar el cause de la quebrada la Blanca sector las Loas San
Cristobal, Tachira. trabajo espacial de grado. universidad Santiago
Marilo Sancristobal Venezuela.
• Ballestrini Mirian (2001), Metodología de Investigación (Pág. 169).
• Arias, Fidias (2006). El proyecto de investigación científica. (5º. ed.)
Caracas - Venezuela: Episteme.
• Wilmer Albarrán. (2013).Análisis del nuevo modelo de configuración
del dique vertedero desarrollado sobre el Río Santo Domingo, Estado
Barinas
• Robert Mott (2006) mecánica de los fluidos 6° edición mexico.
55
REFERENCIAS ELECTRONICAS
• Villón Béjar Máximo; "Hidráulica de Canales" - Depto. De Ingeniería
Agrícola Instituto Tecnológico de Costa Rica - Editorial Hozlo - Lima,
1981.http://www.monografias.com/trabajos14/canales-abiert
• Fariña, C. (2010). “Propuesta de Mejoras al Sistema de Drenaje de
Aguas de Lluvias en la Av. Intercomunal Jorge Rodríguez tramo
pasarela de Boyacá II (Municipio Bolívar) Estado Anzoategui. Año
2008
Roca, Vila (1978) Diseño de obras .Editorial limusa. México. Bolinaga,
juan. (1999). Proyectos de ingeniería hidráulica. Tomo I. Fundación
polar. Caracas. Venezuela.
Chow, V.T., Hidráulica de Canales Abiertos, McGraw-Hill
Interamericana S.A. Santafé de Bogotá, Colombia. 1994.
56
57
ANEXOS
Anexo A
Imágenes del caño la guacharaca
58
Anexo A.1 observaciones realizadas al caño “La Guacharaca” ubicado en el barrio la paz II.
Anexo A.2 vista satelital del barrio La Paz Barinas estado Barinas fuente GVSIG
59
Anexo A.3 vista satelital de las comunidades cercanas al barrio La Paz Barinas estado Barinas fuente GVSIG
60
Anexo B
Plano de ubicación
61
Anexo B.1 Ubicación del estado barinas
ANEXO B.2 Ubicación de la ciudad de barinas
Anexo B.3 ubicación de la parroquia Rómulo Betancourt señalando sus
comunidades
62
Anexo C
Cómputos métricos
63
Anexo D
Presupuesto
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65
![CañO Cris[1]. .Pps](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/5494a0ecb479593d568b4758/cano-cris1-pps.jpg)
