ESTUDIO PARA EL DISEO DE DRENAJE, RIEGO Y GRAMADO DE LA CANCHA DE FTBOL DEL ESTADIO ARTURO CUMPLIDO SIERRA DEL MUNICIPIO DE SINCELEJO

JULIO EDUARDO CORRALES MONTES YIMIS ARIEL LOAIZA MARMOLEJO

UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA AGRICOLA SINCELEJO 2008

ESTUDIO PARA EL DISEO DE DRENAJE, RIEGO Y GRAMADO DE LA CANCHA DE FTBOL DEL ESTADIO ARTURO CUMPLIDO SIERRA DEL MUNICIPIO DE SINCELEJO

JULIO EDUARDO CORRALES MONTES YIMIS ARIEL LOAIZA MARMOLEJO

Tra ba jo de g ra do pa ra opt ar e l t t u lo de Inge n ie ro Ag r c o la

Director HUGO GARCIA SAAD Ingeniero Agrcola

UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA AGRICOLA SINCELEJO 2008

Nota de Aceptacin __________________ __________________ __________________

__________________ Presidente del Jurado

__________________ Jurado

__________________ Jurado

Sincelejo, enero de 2008

nicamente los autores son responsable de las ideas expuestas en el presente trabajo

DEDICATORIA

A Dios por darme entendimiento y capacidad, para lograr cosas importantes en la vida. A mis padres Julio y Eldys por la confianza y el apoyo que siempre me han brindado. A mi esposa Matilde Isabel y a mis Hijos Maria Mnica y Julin Camilo por ser la fuente que alimenta mis deseos de seguir adelante. A mis Hermanas Mnica y Katty por su cario y apoyo. A mis sobrinos Julio Cesar, Mara Julia e Isabela porque estn en mi corazn. A la memoria de mi abuelita Doris que Dios la tenga en su gloria. A Bertina y Marlon Corrales por su valiosa colaboracin. A mis Familiares y Amigos Julio Eduardo A Dios por darme sabidura y entendimiento en mis metas propuestas. A mi madre Sixta Marmolejo por su apoyo moral y econmico en los momentos difciles. A mis hermanos Olga, Elizabeth, Maria, Alexander y Grey por comprenderme. A mi novia Suleima Osorio Ozuna por brindarme confianza y motivacin. A mis sobrinos Lizcarol, Helmer, Thianis, Jos Daniel, Yoelis, Carlos Alberto, Misael, diego Andrs, Marseydis y Esteban, Porque ellos despiertan en m mucha alegra. A mi abuelita Maria Mndez por sus consejos que llegan al corazn. A mis abuelos (maternos y paternos): Salvador, Horacio y Sabina A la familia Osorio Ozuna por su carisma ejemplar que irradia positivismo. A mi cuado Armando Barrios por la ayuda ofrecida en los momentos difciles. A mis Familiares, Amigos y A TODOS LOS AMANTES DEL FTBOL. Yimis Ariel

AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus agradecimientos a: HUGO GARCIA SAAD. Ingeniero Agrcola. EURIEL MILLAN ROMERO. Ingeniero Agrcola. LUIS GOMEZ MONGUA. Ingeniero Agrcola. ANTONIO TOVAR. Ingeniero Agrcola. Especialista en Manejo de Agua y Suelos. ALEX BRACAMONTE. Ingeniero Civil. JESS PATERNINA SAMUR. Gerente Instituto Municipal para el Deporte y la Recreacin (IMDER), 2006, Sincelejo. DABEIBA QUINTERO. Arquitecta Estadio Roberto Melndez (Metropolitano) de la ciudad de Barranquilla. JAIME LOTERO CODAVID. INDER Medelln. Ingeniero Agrnomo Ph.D en Pastos y Forrajes.

GERARDO BLANDON. Jefe de mantenimiento del gramado del Estadio Atanasio Girardot, INDER Medelln. NICOLAS CHIQUILLO. Jefe de mantenimiento del gramado del Estadio Maime Morn, IDER Cartagena. MARIA E. SALCEDO CARRILLO. Gerente INDUPAL Valledupar - Cesar. ARMANDO RINGO ANAYA. Ingeniero Agrnomo Estadio Armando Maestre Pavajeu, INDUPAL Valledupar. SERAFN VELSQUEZ. Ingeniero Agrnomo. Docente Universidad de Crdoba. FRANKLIN VERGARA. Ingeniero Civil con Especializacin en Ingeniera de Regado. Docente Universidad del Cauca - Popayn. JUAN PABLO CHAVEZ. Ingeniero Civil. Universidad de sucre

GUSTAVO BARROS CANTILLO. Ingeniero Agrcola. Docente Universidad de Sucre. JOSE GREGORIO ARRIETA. Tecnlogo en Produccin Agropecuaria, Licenciado en Educacin con nfasis en Produccin Agropecuaria y Auxiliar de Laboratorio de la Universidad de Sucre. IRMA OCHOA, CARLOS GALINDO y NANCY. Bibliotecarios de la Universidad de Sucre. LA UNIVERSIDAD DE SUCRE. Todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron en la realizacin de este trabajo.

TABLA DE CONTENIDO

Pg.

IN TRO D UCCI N 1 . OBJ ET IV OS 1 . 1 G E NERAL 1 . 2 E SPEC IF ICO S 2 . EST ADO D EL A RT E 2 . 1 G E NERAL ID ADES SOB RE E L A REA DE ES TU DIO . 2 . 1 . 1 L o cal i z a ci n . 2 . 1 . 2 Car ac t er st i ca s cl i m t i ca s. 2 . 1 . 3 F i s iog r a f a y Dre na je . 2 . 2 G E NERAL ID ADES SOB RE CA NCH AS DE F TBOL 2 . 3 G E NERAL ID ADES SOB RE DR ENA JE 2 . 3 . 1 Dre na j e I n t er no o Su b terr n eo . 2 . 3 . 2 M tod o y ti po de si ste ma s d e dr ena jes p ar a camp o s de por t iv o s. 2 . 4 G E NERAL ID ADES SOB RE G RA MA O C SP ED NA TU RAL 2 . 4 . 1 E spe cie s de pa s t o s u t il i za do s co mo gr am a en c a mp o s dep or t i vo s. 2 . 4 . 2 Siste ma de siembra par a c sped . 2 . 5 G E NERAL ID ADES SOB RE RI EGO 2 . 5 . 1 Siste ma de Rieg o po r A spe r si n . 2 . 5 . 2 Un i da de s q ue Co mpone n el Si stema de R ie go p or Asp er s in . 3 . M ETO DO LOG IA

20 22 22 22 23 23 23 23 24 25 28 28 33 35 36 38 40 40 42 44

3 . 1 D ISE O DE DRENAJ E 3 . 2 D ISE O DEL G RAM A DO 3 . 3 D ISE O DE RIE GO 4 . RE SULT A DOS Y DI SCU SION 4 . 1 D ISE O DE DRENAJ E 4 . 2 D ISE O DEL G RAM A DO 4 . 3 D ISE O DEL RIEG O 5 . CO NCLU SIO N ES 6 . RE CO ME NDA CIO NES BIBL IOGRAF A G LO SA RIO A NEXO S

47 54 55 64 74 79 85 89 91 94 1 00 1 01

LISTA DE TABLAS

Pg.

T ab la 1. En sa yo s d e l ab or a t or i o. T ab la 2. Ecu a ci one s e mp le ada s p ar a el cl cu lo de l d i me tr o ( d) de tub er a s d e d ren aj e . T ab la 3. Ecu a ci one s p ara el di me n siona m ien t o de la re d de ri ego. T ab la 4. re a i n t er na d el e stad i o d e f t b ol a r t uro cump l ido s ie r r a . T ab la 5. Mo vi mi en to d e tier r a pa r a la co n fi g ura ci n de l a can cha ovo ide ( hi dr oa po yo ) . T ab la 6. Ca ra c ter st ica s de lo s m a ter ia le s fi ltr an t e s se gn e speci fic a ciones g r an ul om t r i cas ado p ta da s p or e l m opt . T ab la 7 . Ca r a c ter st i ca s de l o s m a ter i a le s f i l tr an t e s se gn r eq uisi t o s d e T er za gh iCa sagr ande y Cor s o f E n gineer . T ab la 8. Ti po de g r am a u sada e n a lgu no s e st ad i o s de l p a s . T ab la 9. Ca r a c ter st i ca s t cn i ca s d e l a e le ct r obo mba .

45 51 60 64 65 70 70 79 88

LISTA DE CUADROS

Pg.

Cu adr o 1. P r o pi eda des f si ca s e h id r u l i ca s d el sue l o p r e se n t e. d e l a ca nch a Ar t ur o Cu mp l i do S i err a . Cu adr o 3. Ca ra cter iza ci n qu mica d el s uelo ve ge ta l d el t erre no d epo r ti vo y la d i sp on ib i l id ad d e nu tr ie n t e s.

66 71 73

Cu adr o 2. P r o pi eda des f si ca s e h id r u l i ca s d el nue vo p er f il de l te r r en o de po r t i vo

Cu adr o 4. E sp a ci amie n to e n t r e d r en e s qu e p er mi te l a e va cua cin de l nu e vo per f i l d el terre no d epor tiv o e n e l ti empo a cor de a l a jor nad a d e j ueg o ( tr e s d a s) . 75 Cu adr o 5. D im en siona mien to de la r ed d e d ren aje in te rno . Cu adr o 6. C a udal , tira n te , p end ie n te y ve loc ida d en el p unto m s b aj o de la p i sta a t l t ica . Cu adr o 7. V a lor e s de l a s var i ab le s de l cana l Cu adr o 8. Tir an te m xi mo d el ca na l re ctan gu lar de la pis ta a tlti ca . Cu adr o 9. N e ce si dade s nu tr i ti vas d el gra ma do . Cu mp l ido S ierr a . Cu adr o 11. V a lor e s qu e de term in an la d o sis y fre c uencia d e r iego. Cu adr o 12. Ca ra cter st ica s d el asp er sor s ele cc io nad o . Cu adr o 13. T ie mp o s de r iego . Cu adr o 14. Ca r a cter st i ca s h id r u l i ca s d e l a r ed d e r ie go . Cu adr o 15. A ltura din m ica to tal. 77 78 78 84 84 85 86 86 87 88 76

Cu adr o 10. P l an de fer t i li za ci n a nua l d el gr ama do d e l a ca n cha d e f tb ol Ar t ur o

LISTA DE FIGURAS

Pg.

F i gura 1 . Lo cal i za ci n d el e s tad io de f t bo l Ar tu r o Cump l i do Si err a de l M un i c ip i o d e Sin ce l e j o. Cu mp l ido S ierr a de sp u s de una l lu via . F i gura 3 . Ca n cha de f t bo l pa r a j ue go s in ter na c ion al es. F i gura 4 . Fo t o : Can cha en a r en i l la . F i gura 5 . Fo t o : Can cha c on g r ama ar t i f i c ia l . F i gura 6 . Fo t o : Can cha c on g r ama na tu r a l . F igura 7 . Di ag ram a , Cr i ter io s Dren aj e s pa ra R gime n Pe rma nen te y Var ia ble . F igura 8 . Esq ue ma d el Rg imen P er manen te . F i gura 9 . Esq ue ma d e l a e cua cin de G l o ver Dum m. F igura 10 . E sq uem a de dre na je su b terr ne o e n cam pos d epo r tivo. F igura 11 . Dr ena je tipo par al elo o r e ji lla . F igura 12 . Dr ena je tipo e sp ina de pe s ca do . F igura 13 . S ist ema de si e mbra po r e sto lo nes. F i gura 14 . S i st ema de si e mbra po r t ep e s. F i gura 15 . F o to : Pre se n t a cin se m il la s se xu al . F i gura 16 . F o to : Rie go en ca n cha de f t bo l . F igura 17 . Di spo si cin geo m tr ic a de r ed de r iego en ca n cha s de f tbo l o void e . 42 F igura 18 . Di spo si cin geo m tr ic a de r ed de r iego en ca n cha s de f tbo l r e ct an gu lar. F i gura 19 . F o to : Asp er s or e merge n te . F igura 20 . E sq uem a, Ri eg o po r a s per si n se mi fi jo . F i gura 21 . E t a pa s d e u n Est ud io d e Dre na j e ( G on z l e z C, 1 990 ) . F i gura 22 . E t a pa s d e u n Est ud io d e Gra ma do . F i gura 23 . E t a pa s d e u n Est ud io d e Ri ego . 42 43 43 47 54 56 23 24 25 26 27 27 29 30 31 33 34 34 38 39 40 41 F i gura 2 . Fo t o de la s co nd i ci on es e n l a s que que da l a ca n cha de l e st ad i o Ar tu r o

F igura 24 . Cu r va s gr an ul om trica s de l nu evo per fi l del t err eno de por ti vo . m y l l u via cr t i ca d e 52 mm . F igura 26 . E sq uem a , F l ujo sup erfic ial de sde la pi sta atl t ica h a cia el c ana l. F igura 27 . F o to : G ram a Ber muda ( C yno don da ct il on) F i gura 28 . F o to : G r am a Bah a ( Pa s pa lum n o ta t u m)

71 75 77 81 82

F i gura 25 . E va cu a c in de l nu e vo per f i l de s u elo pa r a e l es pa ciami en to ( L) d e 6

LISTA DE ANEXOS Pg.A ne xo I . Visi t a e s ta dio s de f t bol A ne xo I I . A p iq ue s sue l o pre sen te A ne xo I I I . Vi sit a s cant er a s De par t a me n t o Su c r e A ne xo I V . Gr ama en su hb i ta t n a tur al A ne xo V. V a lor pro me di o de l a e vapo t r an sp ir a ci n A ne xo VI . Fa c tor Chi rsti an sen po r n mer o sa lida d e p rd ida Anexo VI II. Car t eras topogrf icas de planim etr a A ne xo I X. Ca r tera y c l cu lo s de n i ve la c i n c a n cha o voi de A ne xo X. P er f i l e s tr ati gr fic o del sue l o prese n te A ne xo XI . Pro pi eda des q u m i ca s d el sue l o p r e se n t e A ne xo XI I A n al i si s Gra nu l o me t r ico s de l nue vo pe r fi l de l t e r r en o d epo r ti vo A ne xo XI I I . De s cr i p ci n de l p er fi l de l sue lo n ue vo para el t er r e no dep or t i vo A ne xo XI V. P r o pi edad e s f si ca s d e l o s suel o s A ne xo XV . T ab la para de te r m ina r f er t il id ad de lo s sue l o s A ne xo XV I . De t er mi na ci n de l a l l u vi a cr t ic a par a e l d i se o d e d r en aj e de l a ca n cha Ar t ur o Cu mp li do S ier r a . Anexo XV II. N e cesi dades nutri cionale s del gram ado de acuerdo al uso Anexo XV III. Anl isi s de agua de r iego A ne xo XI X. L ong i tu des e qu i va l en t e s de lo s e le me n to s q ue co mpo nen l a i mpu l si n y la su cci n A ne xo XX. Ca t al ogo B ar ne s d e C o lo mb ia cu r va car a cte r s t i ca de l a b om ba A ne xo XXI . T ab la p r esi n vapo r a gua ( p v) . r i e go y gr amad o de la ca n cha de f t bo l Ar t u r o Cu mp lid o Sier r a d el m un i c ip i o d e Sin ce l e j o . A ne xo XXI I I . Pre s upu e sto 1 47 E rror ! M a r ca do r n o d ef in ido. 1 45 1 46 1 46 1 42 143 144 1 02 1 03 1 04 1 04 1 05 1 05 1 06 107 1 17 1 29 1 33 1 34 1 38 1 40 1 41

A ne xo VI I . L ong i t u des e qu i va len t e s en met r o de tu ber a r e cti l nea pa r a c l cu l o

A ne xo XXI I . M anu a l op era ci o na l p ar a el man t en i m ie n to de l sist ema d e dre na je ,

LISTA DE PLANOS

Plano 1. Planta fsica estadio de ftbol Arturo Cumplido Sierra. Plano 2. Nivelacin del terreno de juego. Plano 3. Detalles corte longitudinal y transversal del terreno deportivo proyectado. Plano 4. Sistema de drenaje. Plano 5. Detalle de obras complementarias de drenaje. Plano 6. Sistema de riego por aspersin semifijo. Plano 7. Detalles de obras complementarias de riego.

ABSTRACT The Stage of Soccer "Fulfilled Arturo Mountain range", is located to the South West of the city of Sincelejo between 200 and 210 m.s.n.m, with annual average rainfall of 1202,43mm. One designed the system of Drainage, irrigation and gramado considering the international norms IT UNITES 41959: 2002 IN and documents of INDER Medelln, that deals with on the constructive processes and specifications apt materials that the sport land conforms. Taking care of the concepts previous, one settled down that the present ground in the field of soccer "Fulfilled Arturo Mountain range" is not apt like sport land, so that their physical and hydraulic properties are below the values recommended by the previous norms. It is thus, that the designs took control of base to a new ground of loan, selected of quarries of the region, as they conformed a new profile (vegetal ground and permeable subsoil) that guarantees the infiltration, the movement of the water in the subsoil towards you drain and the development of the gramado one. The design of drainage of the soccer field, will be conformed by a compound system type spaced grid each six meters to you drain lateral of 2 "to a depth 0.30m and slope 0,8%, this one will have the capacity to evacuate the rain of design (52mm) in a smaller time to the game day (three days). In addition, it will consist of a perimetral channel to the athletic track, that will evacuate superficial waters caught by the track. The design of the gramado one, will be conformed by a turf combined type, that is a compatible mixture of species as it is it the Bermuda grass (Cynodon dactilon) and the Bahia grass (Paspalum notatum). These species adapt well to the climate of the region and to the selected ground, in addition, they tolerate the strong use, the cut under the pruning, to plagues and diseases, and offer to an aesthetic and

decorative aspect to the offered field security and comfort to the players. The sowing system will be by sexual seeds with a relation 3:2 and density of sowing of 5Lb by each 100m2. In the design of Irrigation use the system by semi-portable aspersion that will operate with one electrobomba of 24Hp with capacity to move cincos sprinklers of 41,4 g.p.m, and 27m of humidification radio, the field will have three positions of irrigation; one in the longitudinal axis that will operate with lateral in hose type fireman of 1 "of diameter with a time of irrigation of 30 minutes and two positions more than corresponds to the lateral lines of the Eastern and western field with a time of irrigation of 15 minutes for each one; the main pipe will be of 3"of diameter, the secondary one of tertiary 2" and of 1 ", which will go perimetralmente buried outside the game area. The water lamina to apply to the gramado one with a daily frequency is of 5.8 mm (60 m3/ha). It was elaborated manual of operation and the maintenance of the drainage systems, irrigation and gramado, in which it includes, cleaning of the internal drainage of the field and the channel of the athletic track, operation and cleaning of the mechanical connections of the irrigation; and for the gramado one, you practice like the irrigation, fertilization, amendments, it prunes, control of weeds, plagues, puzonado, cleaning, and other activities that allow the vigorous growth and uniforms of the gramado one. It developed quantification of the work based on the list price of the secretariat of development and public works of Sincelejo. The total direct cost of the work will amount to $ 384'760 .384.28, Discriminados as follows: Fitting terrain sporting $ 162'495 .479.56, Drainage $ 123'442 .030.80; irrigation $ 44'275 .787.58 and gramado $ 54'547 .086.38

RESUMEN

El Estadio de Ftbol Arturo Cumplido Sierra, se localiza al sur occidente de la ciudad de Sincelejo entre los 200 y 210 m.s.n.m, con pluviosidad media anual de 1202,43 mm. Se dise el sistema de Drenaje, riego y gramado teniendo en cuenta las normas internacionales UNE 41959: 2002 IN y los documentos de INDER Medelln, que trata sobre los procesos constructivos y especificaciones de materiales aptos que conforma el terreno deportivo. Atendiendo los conceptos anteriores, se estableci que el suelo presente en la cancha de ftbol Arturo Cumplido Sierra no es apto como terreno deportivo, porque sus propiedades fsicas e hidrulicas estn por debajo de los valores recomendados por las normas anteriores. Es as, que los diseos se hicieron con base a un nuevo suelo de prstamo, seleccionado de canteras de la regin, los cuales conformaran un nuevo perfil (suelo vegetal y subsuelo permeable) que garantiza la infiltracin, el movimiento del agua en el subsuelo hacia los drenes y el desarrollo del gramado. El diseo de drenaje de la cancha de ftbol, estar conformado por un sistema compuesto tipo rejilla espaciado cada seis metros con drenes laterales de 2 a una profundidad 0.30 m y pendiente 0.8 %, ste tendr la capacidad de evacuar la lluvia de diseo (52 mm) en un tiempo menor a la jornada de juego (tres das). Adems, constar de un canal perimetral a la pista atltica, que evacuar las aguas superficiales captadas por la pista. El diseo del gramado, estar conformado por un csped tipo combinado, que es una mezcla de especies compatible, como lo es el pasto Bermuda (Cynodon dactilon) y el pasto Bahia (Paspalum notatum). Estas especies se adaptan bien al clima de la regin y al suelo seleccionado, adems, toleran el uso fuerte, el corte bajo de la poda, a plagas y enfermedades, y brindan un aspecto esttico y

decorativo a la cancha brindando seguridad y confort a los jugadores. El sistema de siembra ser por semillas sexuales con una relacin 3:2 y densidad de siembra de 5 Lb por cada 100 m2. En el diseo de riego se emple el sistema por aspersin semifijo que operar con una electrobomba de 24 Hp con capacidad para mover cincos aspersores de 41.4 g.p.m, y 27 m de radio de humedecimiento, la cancha tendr tres posiciones de riego; una en el eje longitudinal que operar con laterales en manguera tipo bombero de 1 de dimetro con un tiempo de riego de 30 minutos y dos posiciones ms que corresponden a las lneas laterales de la cancha oriental y occidental con un tiempo de riego de 15 minutos para cada una; la tubera principal ser de 3 de dimetro, la secundaria de 2 y terciarias de 1 , las cuales irn enterradas perimetralmente fuera del rea de juego. La lmina de agua a aplicar al gramado con una frecuencia diaria es de 5,8 mm (60 m3/ha). Se elabor el manual de operacin y mantenimiento de los sistemas de drenaje, riego y gramado, en el que incluye, limpieza del drenaje interno de la cancha y el canal de la pista atltica, operacin y limpieza de las conexiones mecnicas del riego; y para el gramado, prcticas como: el riego, fertilizacin, enmiendas, poda, control de malezas, plagas, puzonado, limpieza, y otras actividades que permitan el crecimiento vigoroso y uniforme del gramado. El presupuesto se elabor con base en la lista de precios de la secretara de desarrollo y obras pblicas de Sincelejo. El costo total directo de la obra ser de un monto de $ 384760.384.28, riego discriminados de la siguiente manera: Acondicionamiento del terreno deportivo $162495.479.56, Drenaje $123442.030.80; $44275.787.58 y gramado $54547.086.38

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INTRODUCCIN

Es evidente que la cancha de ftbol del estadio Arturo Cumplido Sierra del municipio de Sincelejo, es uno de los escenarios deportivos de mayor importancia en el departamento de Sucre, ya que en ste se ejecutan todos los partidos de ftbol oficiales en sus diferentes categoras a nivel Regional y Nacional. Tal es el caso, del Torneo de Ascenso en la Categora Primera B del ftbol colombiano, con gran acogida entre la aficin Sincelejana. El mal estado fsico de la cancha de ftbol afecta a la sociedad en general, como a los clubes Municipales y Nacionales que realizan sus encuentros en dicho escenario; ya que estos, deben adaptarse al psimo estado del terreno de juego, a la ausencia de grama y a la suspensin de partidos por causa de lluvia. Todo esto desfavorece a la juventud deportista que desea mostrar sus cualidades tcnicas a los espectadores. Lo anterior se debe a que la cancha de ftbol, carece de un sistema de drenaje que permita la rpida y eficiente evacuacin de los excesos de agua lluvia dando origen a encharcamientos y al deterioro del terreno, que se agrava con el pisoteo de los jugadores. Toda esta problemtica impide que el departamento de Sucre y en especial Sincelejo, su capital, muestre un escenario digno en el que se pueda adelantar competencias y justas deportivas de alto rendimiento. La poblacin afectada est constituida por unos 40.000 nios, jvenes y adultos de ambos sexos, cuyas edades oscilan entre los 5 y 30 aos, los cuales pertenecen a todos los estratos sociales del municipio, que estn pendientes de formarse o practican para competiciones de tipo recreativo y/o de alto rendimiento, de estos aproximadamente unos 31.376 beneficiarios son practicantes del deporte del ftbol (IMDER Sincelejo, 2001.).

21

Lo planteado anteriormente, motivaron a que el Instituto Municipal para el Deporte y la Recreacin (IMDER Sincelejo) en convenio con la Universidad de Sucre, sean las entidades encargadas de apoyar el proyecto de grado, titulado: ESTUDIO PARA EL DISEO DE DRENAJE, RIEGO Y GRAMADO DE LA CANCHA DE FTBOL DEL ESTADIO ARTURO CUMPLIDO SIERRA DEL MUNICIPIO DE SINCELEJO; dando solucin al problema, y as obtener un escenario digno que sea reconocido en todo el pas por parte de los diferentes clubes futbolsticos, dejando en alto el nombre de la ciudad de Sincelejo y en especial el del estadio Arturo Cumplido Sierra.

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1. OBJETIVOS

1.1 GENERAL

Disear el sistema de drenaje, riego y gramado de la cancha de Ftbol del Estadio Arturo Cumplido Sierra del municipio de Sincelejo, con el fin de garantizar en cada jornada la funcionalidad y el confort del terreno de juego.

1.2 ESPECIFICOS Elaborar los planos del estadio (planialtimtrico), indispensable para el diseo de drenaje, riego y gramado. Determinar propiedades fsicas e hidrulicas del suelo presente, a fin de comprobar si es apto o no como terreno deportivo. Disear un sistema de drenaje que garantice la evacuacin rpida de los excesos de agua en la cancha de ftbol. Disear un sistema de riego que provea los requerimientos hdricos del gramado que cubrir la cancha de ftbol. Seleccionar el tipo de grama que mejor se adapte al medio, brinde excelente cobertura, resistencia, seguridad y confort a los jugadores. Elaborar el manual de operacin y mantenimiento para la conservacin de los sistemas de drenaje, riego y gramado, prolongando su vida til. Determinar los costos para la financiacin de las obras diseadas.

23

2. ESTADO DEL ARTE

2.1 GENERALIDADES SOBRE EL AREA DE ESTUDIO

2.1.1

Localizacin.

El Estadio de Ftbol Arturo Cumplido Sierra

se localiza geogrficamente a 9 16 58 Latitud Norte y 75 24 49 Longitud Oeste respecto al Meridiano de Greenwich, la altura sobre el nivel del mar entre 200 210 m, con una superficie interna de 26.000 m2 (Fig. 1).F igura 1 . L o cali za ci n de l esta di o de f tbo l Ar tu ro m un i cip i o d e Sin ce l e jo . Cu mp l ido Sier ra del

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1400

CARRERA - 4B

- 33

500

499

498

497

ER

Fuente: Plan de Ordenamiento Territorial del Municipio de Sincelejo

2.1.2

Caractersticas climticas.

tener una precipitacin media anual de 1202.43 mm, comprendida entre los meses de abril y principio de junio, y entre los meses de

A c ce so S u r

6

8.0

0

C

A

R

R

E

789 790 791 792 1 1437 4 3 9 1438 1 4 3 6CA LLE - 32

721

R

A

722 723

-6

718

707 717 482 486C

481 480 483AR R E R A -6

479

724 725

728

727 726 793 730 733 734 729 487CAR RER

C

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485R ER A - 5D

484

1 4 3 5

1 4 3 4

731 732 735

4885C A-

1432 1433 737 736

490C A L L E - 33

681

491C A LL E - 3 4

492ER A-

493C A L LE - 35

1401

525

CA RR 4

496

494C A LL E - 3 6

1405

495C A L LE - 37

C C ALLE - 38

A LL

E

8 -3

505 936 1398991

1048

1 145C A LL E - 3 7A

082 984 9351 5 6 0

1396CA

1397LLE 4 - 3

1395LLE 5 - 3

CA

1 394

985

1 5 6 1 1 5 5 9

504 9371 5 5 8

7 0 7 0 88

938

939

506

Esta zona se caracteriza por

24

agosto y mediados de noviembre. Presenta una temperatura promedio de 27.15C, Humedad Relativa promedio de 80% y Velocidad del Viento promedio 2.95 m/s. Valores tomados de los registros climticos de las estaciones meteorolgicas 2502013 Sincelejo y 2502527 Universidad de Sucre (IDEAM, 1999). 2.1.3 Fisiografa y Drenaje. El relieve general es ligeramente

inclinado con pendientes entre (4 y 6 %), excepto en la zona de deportes que es ligeramente plano producto de labores mecnicas de adecuacin. El terreno de juego presenta problemas de drenaje interno y externo que son evidentes con cualquier lluvia (Fig. 2 a,b), a esta situacin se le suma el aporte de agua que proviene de la zona tribuna y pista atltica, la cual es evacuada hacia el exterior a travs de perforaciones en los muros de cerramiento.F igura 2 . Fot o de la s co nd i cion es e n la s q ue que da la c a n cha del e sta di o Ar tur o Cu mp lido S ierr a de sp u s d e una llu via .

a. Terreno Hmedo 2.1.4 Servicios Pblicos e Infraestructura.

b. Terreno Seco

El Estadio Arturo

Cumplido Sierra, cuenta con servicios de energa elctrica, aseo, acueducto, alcantarillado, vas de acceso y cerramiento total en blocke 09. Posee una malla eslabonada que lo divide en dos zonas;

25

la primera, es la zona de deportes que cuenta con cancha de ftbol con medidas ajustadas al reglamento internacional, pista atltica y salto largo, y la segunda, es la zona de tribuna occidental con graderas en concreto con capacidad para 5.000 espectadores, cubierta metlica, camerinos y caseta de locucin. Es de anotar, que el municipio tiene previsto inversiones futuras en dicho escenarios para la ampliacin de graderas.

2.2 GENERALIDADES SOBRE CANCHAS DE FTBOL

La primera regla que establece la FIFA es el terreno de juego (Fig.3). En la actualidad, las Reglas de Juego no especifican absolutamente nada sobre la superficie de juego y queda al criterio de las Asociaciones y Ligas utilizar la superficie que deseen.F i gura 3 . Ca n cha de f t bo l pa r a j ue go s in ter na c ion al es. U NIF ICA CIO N DE DIM E NSIONES ( FEDE F UTBO L) Dim en sione s oro : L ar go : 10 5 m A nch o : 6 8 m Dim en sione s m xim as: L ar g o : 11 0 m

Ancho: 75 mF ue n te : w w w . FIF A. co m F uente: INDE R M ed el ln (2 002 )

Existen dos tipos de canchas, una de ellas es en arenilla de superficie descubierta, el cual recomienda un bombeo transversal de (0 0.5 %), y otra; con grama artificial o natural, el cual recomienda

26

un bombeo transversal de (0 1 %), dicho bombeo consiste en darle al terreno de juego una inclinacin inapreciable para la visual tomada desde el centro de la cancha hacia las bandas laterales, con el fin de drenar superficialmente sin causar erosin (Documento INDER Medelln, 2001). Las canchas en arenillas; estas poseen una buena distribucin granular, cuya superficie debe ser humedecida despus de haber sido utilizada con el fin de mantener su estabilidad, evitando que el viento la levante con facilidad cuando seca (Fig.4).F i gura 4 . Fo t o : Can cha en a r en i l la .

Fuente: www.elmeridianodesucre.com

Las canchas con grama artificial; dispone de una serie de capas en proporciones adecuadas de piedra y arena mezclada con caucho, un sistema de drenaje, un sistema de riego que contribuir a bajar la temperatura en el rea de juego (zonas clidas), un sistema de calefaccin (zonas fras) (www.fedefutbol.com/modules). Estas canchas fueron avaladas el 28 de febrero de 2004, por la International Football Association Board (IFAB), entidad encargada de vigilar las Reglas de Juego del ftbol, medida que beneficia en particular a pases con condiciones climticas extremas, donde el calor, el fro (nieve), o la humedad excesiva daan fcilmente el csped natural (Fig. 5) (www.mexicoputtinggreens.com/futbolsoccer).

27

F i gura 5 . Fo t o : Can cha c on g r ama ar t i f i c ia l .

F ue n te : www. Wo r ldS tad ium s. co m

Las canchas con grama natural; el terreno de juego deber estar nivelado, que constar de un subsuelo permeable, una capa de suelo vegetal con suficiente porosidad para constituir el medio ideal para el desarrollo del sistema radicular del csped, resistente a cargas, el cual puede estar compuesta por arena pura, tierra vegetal, mezclas de arena-enmienda orgnica, arena-tierra, o en algunos casos por otros materiales, un sistema de drenaje y un sistema de riego eficiente que provea los requerimientos hdricos del gramado (Fig.6) (www.aegreenkeepers.com/normativa_legislacion.aspx). En regiones de clima fro deber instalarse un sistema de calefaccin subterrnea debajo del terreno de juego para evitar que ste se congele cuando prevalezcan las condiciones invernales, (www.todoarquitectura.com).F i gura 6 . Fo t o : Can cha c on g r ama na tu r a l .

F ue n te : Fot o Me tr opo li t an o Barr an qu il la ( Rob er to Me l n de z)

28

2.3 GENERALIDADES SOBRE DRENAJE

Grassi, C. (1981), el drenaje tiene como objetivo eliminar el exceso de agua del suelo, a fin de mantener las condiciones de aireacin y la actividad biolgica del mismo, indispensable para cumplir los procesos fisiolgicos relativos al crecimiento radical. mantenimiento de su balance salino. Luthin, J. (1967), refirindose al drenaje superficial anota, que este se produce por la incapacidad del exceso de agua para moverse libremente sobre la superficie del terreno hasta un punto de salida en la misma superficie y al referirse al drenaje interno anota, que este se produce por la incapacidad de eliminar agua de exceso presente en el perfil del suelo hasta una salida subterrnea satisfactoria. El drenaje en campos deportivos es empleado para mantenerlo libre de agua durante y despus de una lluvia de gran cuanta evitando la suspensin del partido o el aumento en el tiempo de utilizacin del escenario (Manual Geodren PAVCO, 2000). 2.3.1 Drenaje Interno o Subterrneo. El drenaje interno, se As mismo, el

drenaje tiene como objetivo la remocin de las sales del suelo y el

fundamenta en la determinacin del espaciamiento que permite el drenaje del subsuelo y en el dimensionamiento de la red a travs de frmulas y nomogramas que obedecen a dos clases de rgimen; Permanente y Variable, que a su vez dependen de Normas de Drenaje (ND) y Criterios de Drenaje (CD), como: mnima profundidad permisible del nivel fretico (pmnf) y la descarga (q) o lluvia crtica (p), el cual depende del cultivo y el tiempo permisible (t) para

29

evacuar o estabilizar en una altura (h) el agua gravitacional (ND). Se debe considerar para el caso de Rgimen Permanente (RP) datos del suelo como: conductividad hidrulica (K) y profundidad de la capa impermeable (CI) o hidroapoyo. drenable () (Fig. 7).F igura 7 . Di ag ram a , Cr i ter io s Dren aj e s pa ra R gime n Pe rma nen te y Var ia ble .

Para el caso de Rgimen Variable

(RV) se debe conocer adicionalmente el valor de la porosidad

CRITERIOS DE DRENAJE (CD) Rgimen Permanente (RP) Rgimen Variable (RV)

Drenaje q , h

Suelo K , D

Drenaje P , h0 ht,

Suelo t K , D,

F ue n te : ARI AS HER NAN DEZ , Anto ni o . 19 94

2.3.1.1

Rgimen permanente (RP).

Se deduce, basndose en la

suposicin de que la cantidad de agua que la alimenta R (Intensidad de recarga) es igual a la eliminada por los drenes q (caudal de descarga) y que consecuentemente la capa de agua permanece en la misma posicin (estable), (Fig. 8). La hiptesis anterior, es aplicada en zonas con rgimen de lluvia constante durante un largo periodo de tiempo e intensidad baja lo que no permiten su aplicacin a los casos de lluvias torrenciales, debido, a que las hiptesis establecidas estn muy lejos de cumplirse, principalmente por falta de tiempo para alcanzar el equilibrio entre el agua aportada y la eliminada por los drenes (Pizarro, 1974).

30

F igura 8 . Esq ue ma d el Rg imen P er manen te .

F u ent e : AR I AS HE RN NDE Z , A n t on io .

Las ecuaciones ms utilizadas para esta clase de rgimen son las de Hooghoudt y la de Ernst:

8 K 2 dh 4 K 1h 2 + Hooghoudt: L = q q2

Ecuacin general

Ernst: h =

RDv RL2 RL Dr + + Lna Kv 8 ( K .) h Kr

Donde: L: Espaciamiento de drenes (m) K 2 : Conductividad hidrulica estrato debajo nivel de drenes (m/da) K 1 : Conductividad hidrulica de estrato encima nivel drenes (m/da) h: Carga hidrulica en punto medio de los drenes (m) D: distancia desde drenes a barrera (m) R: resistencia del medio poroso al flujo Su aplicacin se resume de la siguiente manera: Homogneo: Suelo: Heterogneo: Drenes extremo superior, no Hooghoudt Drenes en interfaces de estratos. Drenes en estrato inferior: Si se aplica Hooghoudt (no asegura su precisin)

31

2.3.1.2 Rgimen variable (RV). Se basa en la suposicin de que la cantidad de agua que la alimenta (lluvia crtica p) no es la misma eliminada por los drenes, debido a que la capa fretica es fluctuante; tanto durante la carga como durante la descarga, hiptesis aplicable en zonas con lluvias torrenciales (intensidad alta y de corta duracin). En este caso como consecuencia de la lluvia de diseo (p) la capa fretica se eleva sbitamente hasta una profundidad h 0 , que puede alcanzar la zona radicular, e incluso la superficie del terreno, lo que hace necesario descenderla a una profundidad tal (h t ) que permita la aireacin en la zona radicular del cultivo en un perodo de tiempo (t) acorde a las normas de drenaje. Las ecuaciones ms utilizadas para este rgimen son las de GloverDumm y Krainkehoff Van der Leur Mansland (carga contina con percolacin constante, duracin de la lluvia >>6 horas) destacndose las que se describe a continuacin: Frmula de Glover Dumm. Se aplica cuando la carga es instantnea, es decir, cuando la lluvia tiene una duracin menor o igual a 6 horas, adems considera que la altura h0, es alcanzada al finalizar la lluvia (t0) y un tiempo despus (tn) esta empieza su descenso hasta una profundidad (ht) satisfactoria (Fig. 9).F i gura 9 . Esq ue ma d e l a e cua cin de G l o ver Dum m.

F u ent e : AR I AS HE RN NDE Z , A n t on io .

32

La ecuacin puede emplearse en suelos homogneos y estratificados, ya sea para calcular:

El espaciamiento:

L

2

=

Kd .t Ln (1 . 16 h 0 / h t )

2

, (m2)

La posicin de la capa fretica en un tiempo despus de finalizada la lluvia.

ht = 1.16 h0

1 (n 2t / j ) 3... n e n =1

i=

Donde h0 =

P

El tiempo que demora los drenes en evacuar el perfil del suelo desde una altura h0 inicial hasta una altura ht final.

h t = j Ln 1 . 16 0 ht

DondeDonde:

j =

L2 2 K .D

L= Espaciamiento o separacin entre drenes en m. P= Lluvia crtica de diseo (aquella que es igualada o superada 5 veces en el ao) en m. h0= Altura mxima alcanzada por la capa fretica al finalizar la lluvia en m. h t = Posicin final de la capa fretica un tiempo despus de finalizada la lluvia, no debe ser mayor a la permitida por las Normas de Drenaje en m. t = Tiempo de evacuacin del perfil del suelo despus de finalizada la lluvia en das. = Porosidad drenable en % o en fraccin. K = Conductividad hidrulica o permeabilidad en m/da. D = Espesor de mxima resistencia al flujo del agua hacia los drenes en m. j = Coeficiente de almacenamiento en da. n = -1 ( N - 1 ) . (2N-1), serie. Nota: Para suelos estratificados el problema se reduce al clculo de j en funcin del estrato en que se encuentre el nivel fretico para luego aplicar la ecuacin

33

como si se tratase de un suelo homogneo. 2.3.2 Mtodo y tipo de sistemas de drenajes para campos El mtodo de drenaje empleado en campos deportivos

deportivos.

especialmente en canchas de ftbol, es el subterrneo porque permite el aprovechamiento de toda el rea de juego, la red estructural yace por debajo de la superficie del terreno sin afectar las actividades deportivas ni la integridad fsica de los jugadores (Fig. 10).F igura 10 . E sq uem a de dre na je su b terr ne o e n cam pos d epo r tivo. Csped t ipo comb inado Cap a ve ge ta l C a pa per meable

T ube r a d ren aj e Fuente: www.rainbird.com

El sistema de drenaje utilizado en estos escenarios, es el compuesto, que consiste en una serie de lneas laterales de tubos perforados que descargan el agua captada en una lnea de tubos colectores, que a su vez descargan en una tubera principal y esta conduce el agua hacia una salida satisfactoria. Los elementos que hacen parte de la red de drenaje compuesto son: laterales, colectores y principal que trabajan en conjunto con una serie de estructuras auxiliares como cmaras de inspeccin, manjoles y salidas (LUTHIN, James N., 1972). La disposicin de los tubos de un sistema compuesto depende de la topografa del terreno y de la conexin de los laterales con el colector, las cuales pueden ser de

34

los siguientes tipos: 2.3.2.1 Tipo paralelo o rejilla. Los laterales son dispuestos perpendicularmente al colector (Fig. 11).F igura 11 . Dr ena je tipo par al elo o r e ji lla .

F ue n te : A RIA S H ERNND EZ , Anto ni o .

2.3.2.2 Tipo espina de pescado. Es uno de los ms utilizados, cuya disposicin de los drenes laterales, forman ngulos agudos con el dren colector principal (Fig. 12).F igura 12 . Drenaje tipo espina de pescado.

Fuente: Documento INDER Medelln. 2001

35

2.4 GENERALIDADES SOBRE GRAMA O CSPED NATURAL

Bornas, G. (1956), el csped o gramado es un conjunto de especies que por diferente desarrollo y sus caractersticas y ms o menos adecuadas a las del suelo y clima, se complementan logrando la formacin de un tapiz verde de carcter uniforme. Se denomina csped, a las especies herbceas conformadas generalmente por la familia de las gramneas y que son capaces de reunir tres caractersticas fundamentales como son: soportar las siegas sistemticas y frecuentes, resistir el pisoteo y arrancamiento, ser capaces de formar un tapiz verde continuo, compacto y uniforme. La importancia del csped en los estadios deportivos es inmensa si tenemos en cuenta que repercute en el desarrollo del espectculo, y permite la actividad deportiva, influyendo enormemente en las tcticas y sistemas de juegos marcado por los entrenadores y cuerpo tcnico de los clubes. Mediante la eleccin de especies y variedades se puede conseguir un campo lento o rpido, teniendo en cuenta la altura de la siega y la compactacin, se pueden estudiar partidos altamente tcnicos o de mayor resistencia. Tambin el csped supone la mejor forma de evitar lesiones. El xito de la conservacin de un csped va depender esencialmente de su alimentacin y sanidad, y es por ello que se conozca de las operaciones de mantenimiento como: siega, riego tratamientos fitosanitarios, aireado, resiembras y fertilizacin (www.cade.es, 2002) Monje Jimnez, Rafael (2004), seala que a la hora de establecer un csped natural, ste generar no slo una utilidad esttica, recreativa y deportiva, y antierosiva, sino tambin, un gran nmero de acciones, todas ellas de algn modo positivas para el medio ambiente. Las partculas de polvo en suspensin se adhieren a la superficie de las hojas de los cspedes, llegando a reducir su presencia de tres a seis veces ms que el cristal. Un Km2 de csped absorbe

36

unos 120 Kg. de Dixido de azufre (SO2) cada da. Una hectrea de csped puede liberar ms de 5 000 m3 de oxgeno en un ao. El csped suele dar origen a una gran cantidad de materia orgnica y microorganismos mejorando el suelo significativamente donde est establecido. La reduccin de ruidos que una superficie de csped proporciona es manifiesta, pudiendo establecerse en muchos lugares, como en las autopistas, donde proporciona el doble de reduccin que se consigue con un revestimiento de piedra, generando una fuente de beneficios a las personas, fuente que genera belleza, calidad de vida, salud mental, y el deseo de practicar los deportes (www.monje@canal21.com, 2002). Para establecer un csped, se debe seleccionar una mezcla de especies compatibles con el fin de proporcionar resistencia a enfermedades, tolerancia al corte, al uso fuerte y continuo y controlar la prdida de suelo. Adems, debe brindrsele las mejores condiciones edafoclimticas que permitan el anclaje de las races al suelo y el almacenamiento de agua a consumir por la evapotranspiracin (Bornas, op.citp. 1956). La grama exige cuidados especiales para conservar su color y su vegetacin durante todo el ao, ya que si se abandonan o se cuidan errneamente, aparecen calvas, manchas y zonas amarillas que destruyen absolutamente su valor decorativo, que lleva incluso a desaparecer causando una impresin desagradable (Bornas, 1956). 2.4.1 Especies de pastos utilizados como grama en campos La utilizacin de una especie de grama en un campo

deportivos.

deportivo, va a depender principalmente de la adaptabilidad en el medio (clima), las exigencias fsicas a la que va estar sometido y caractersticas edficas del sitio (www.infoagro.com). Existe una diversidad de especies que vara de acuerdo a las condiciones

37

climticas (www.lowes.com), en las que se destacan las siguientes: Especies para clima medio y clido. Aquellas que se adaptan bien entre 0 y 1800 m.s.n.m. Estas especies cespitosas se caracterizan por soportar extraordinariamente las condiciones de aridez, llegando a tolerar la salinidad, lo que las hace idneas para utilizarlas en las zonas costeras, entre estas tenemos: Pasto Bermuda (Cynodon dactylon). Se reproduce vegetativamente por medio de estolones. Su sistema radicular es fuerte. Especie extremadamente rstica y agresiva, siendo capaz de colonizar cualquier tipo de suelo. Es resistente a la sequa pero no soporta bien las heladas, prefiere el calor excesivo. Prospera en terrenos pobres y arenosos. Hierba Baha (Paspalum notatum). Especie rizomatosa de textura grosera. Se adapta especialmente a climas clidos y hmedos. Soporta todo tipo de suelos. Sus necesidades de riego y fertilizacin son muy bajas. Kikuyu (Pennisetum clandestinum). Se reproduce vegetativamente por medio de rizomas y estolones. Especie muy agresiva. Forma un csped denso y tupido. Puede cultivarse en las zonas costeras. Zoysia japnica (Zoysia sp.). Csped de zonas templadas que se instala

con lentitud, pero cuando lo hace mediante estolones es de forma definitiva. Compite con las malas hierbas al colonizar completamente el terreno. Especies para clima fro. Aquellas que se adaptan bien de 1800 m.s.n.m en adelante, entre estas se destacan las siguientes: Pasto Azul (Poa pratensis)

38

Raigrases (Lolium sp) Festucas (Festuca spp) Agrostis (Bentagras) (Agrostis stolonifera) Pasto Azul anual (Poa annua) Triguillo (Agropyron smithis) Timothy (Phleum pratense) Pasto Buffalo (Buchloc dactyloides) Kikuyu (Pennisetum clandestinum)

2.4.2 Sistema de siembra para csped. las cuales son:

Hessayon, (1986), reporta

tres formas de siembra de gramneas para obtener un buen csped,

Por estolones. Estos se obtienen desmenuzando un cespedn, se siembran en estolones a lo largo del surco, a distancias de 20cm entre s, que luego se tapan. Con esta tcnica llamada sistema ingls, se obtiene un tapizado rpido y uniforme sobre todo, si se siembra los estolones pregerminados, lo que se logra dejando en remojo durante 48 horas (Fig. 13).F igura 13 . S ist ema de si e mbra po r e sto lo nes.

Fuente: www.infoagro.com

39

Por colocacin de tepes. se logra un fcil

Hessayon, (1986), los tepes son y menos peso para un

porciones de csped obtenidos en sustratos especiales con lo que desprendimiento transporte. Estos tepes de acuerdo a las dimensiones que ofrecen los proveedores, se van colocando sobre el suelo ya preparado. La ventaje que tiene este sistema es que se obtiene un csped acabado y utilizable inmediatamente, mientras que se agarre en el terreno (Fig.14).F igura 14 . S ist ema de si e mbra po r tep e s.

Fuente: www.infojardin.com/cesped/tepes_como_plantarlos.htm

Por semilla.

El csped se obtiene mediante la siembra por

semilla sexual, las cuales se consiguen en especies individuales o en mezcla. La densidad de siembra depende de la especie y variedad de las semillas que fluctan entre 30 150 gr por metro cuadrado. Se debe garantizar las condiciones de humedad adecuada en los primeros centmetros del suelo, ya que la profundidad de siembra oscila entre 0.5 y 1.0 cm (Fig. 15). Hessayon, (1986), afirma que entre los 7 y 21 das deben aparecer las plntulas, cuando la grama alcance altura de cinco a ocho centmetros es conveniente pasarle un rodillo no muy pesado a fin de afirmar el suelo y estimular las plntulas a formar nuevos brotes.

40

F i gura 15 . F o to : Pre se n t a cin se m il la s se xu al .

Fuente: Semillas la Pradera. 2001

2.5 GENERALIDADES SOBRE RIEGO

Las canchas de ftbol en arenilla, con csped natural o artificial, requieren de un sistema de riego, es as, que cada una de ellas lo implementar para tal fin: las de arenilla (para mantener su superficie y evitar que levante el polvo), la artificial (evitar que se caliente la fibra sinttica) y la natural (proporcionar los requerimientos hdricos del gramado en poca de sequa con el objeto de mantener su estado vegetativo y el color verde que lo caracteriza). 2.5.1 como Sistema de Riego por Aspersin. El sistema ms empleado riego complementario o suplementario en escenarios

deportivos, en especial en canchas de ftbol es por aspersin (Splinker Irrigation Association, 1969). Con este mtodo el agua se aplica al suelo en forma de lluvia a travs de aspersores, dotada de presin y un mecanismo de tubera cuya complejidad depende de la dimensin y disposicin del rea a regar (Fig.16 a, b) (ngel lvarez, 2003).

41

F igura 16 . F o to : Rie go en ca n cha de f tbo l.

(a ) Ri ego: A tan a si o G ir ardo t (M /ll n)

(b ) Rie go: Ro me lio Ma rt ne z ( Bqu illa)

En opinin de Barrera (1986), el uso del riego es una alternativa que proporciona el agua necesaria para los cultivos, cuando el contenido de humedad del suelo es bajo. El diseo en general, comprende la interpretacin de datos que van a mejorar en una forma eficiente el sistema de riego, como: estudios topogrficos, tipo de cultivo, propiedades del suelo, disponibilidad y calidad del agua, y condiciones climticas. Para efecto del dimensionamiento, existen una serie de frmulas y nomogramas que permiten calcular la friccin en las tuberas, ella vara con el dimetro, la capacidad, longitud, viscosidad y los accesorios existentes en la red (ngel lvarez, 2003). Para este tipo de instalaciones es fundamental que se tenga en cuenta la disposicin de los elementos en la cancha, ya sea, de forma ovoide o rectangular, en la que garantice plenamente la seguridad de los jugadores y un mantenimiento fcil y econmico (Fig.17 y Fig. 18) (www.elriego.com).

42

F igura 17 . Di spo si cin geo m tr ic a de r ed de r iego en ca n cha s de f tbo l o void e .

(a)

(b)

F ue n te : w w w .elr ieg o.c o m F i gura 18 . D i sp o si ci n g eo m tr i ca de r e d d e r i eg o e n can cha s de f t bo l r e ct an gular.

F ue n te : w w w . elr i eg o.c om

2.5.2

Unidades

que

Componen

el

Sistema

de

Riego

por

Aspersin.

Est compuesto de tuberas principales (normalmente

enterradas), tomas de agua (vlvulas o hidrantes) para la conexin de tuberas secundarias, ramales de aspersin (laterales o alas de riego), aspersores y un sistema de bombeo. Los elementos en el campo pueden ser fijos, semifijos o mviles (ngel lvarez, 2003).

43

Sistema

fijo:

Permite

una

cobertura

total,

con

tuberas

permanentes enterradas.

Los aspersores pueden llenar todo el

campo, los ms utilizados en este sistema son los llamados emergentes (POP UP) que se elevan cuando riega (Fig. 19).F igura 19 . F o to : Asp er s or e merge n te .

F ue n te : www. r i e go s. cl/ a sper sio n .h t m l

Sistema semifijo: En este sistema son fijos el grupo de bombeo y la red de tuberas principales, que normalmente se encuentran enterradas. De ella derivan los hidrantes en donde se conectan los ramales de distribucin (fijos o mviles) a los que se conectan los ramales de riego, que son mviles. Estos ramales mviles deben ser fcilmente transportables por lo que suelen ser de materiales ligeros, bien sea mangueras o aluminio (Fig. 20).F i gura 20 . E sq uem a , Ri eg o po r a s per si n se m i fi jo .

Fuente: www.ausma.uncoma.edu.com

44

3. METODOLOGIA

Para

la

elaboracin

de

este

proyecto,

y

lograr

los

objetivos

propuestos, fue necesario realizar visitas tcnicas a ciudades con estadios de ftbol que poseen instalaciones de drenaje, riego y gramado, ya que no existe informacin sobre la temtica en nuestra zona. Las visitas se hicieron en los estadios: Romelio Martnez y Roberto Melndez (Barranquilla), Jaime Morn (Cartagena), Armando Maestre Pavajeau (Valledupar), Eduardo Santos (Santa Marta) y Atanasio Girardot (Medelln), donde se obtuvo informacin tcnica sobre canchas de ftbol (ANEXO I). Para efecto de diseo se elaboraron los planos del estadio de ftbol Arturo Cumplido Sierra; uno de ellos es el planimtrico, en la que se emple el mtodo de la poligonal cerrada amarrada a una poligonal abierta en la que muestra la planta fsica; y el altimtrico, con el mtodo de las cuadrculas trazadas en el terreno (10*10) m establecindose cotas redondas cada 25 cm, la nivelacin se hizo

empleando el mtodo del perfil de las lneas de cuadrculas planteado por el Servicio de Conservacin de Suelos de los EE.UU,(1978), determinndose la lnea base de diseo con respecto a la pista atltica (lado occidental), formando un bombeo a dos aguas de 0.5 % respecto al eje longitudinal de la cancha. Hernndez E., (1978). Se hicieron los ensayos de campo y laboratorio del suelo presente (TABLA 1), con el fin de determinar sus propiedades como terreno Se calcul el volumen de suelo a cortar usando el mtodo de los cuatro puntos planteado por

45

deportivo. dimensiones

Para de

ello,

se

construyeron m,

cuatro

apiques su

con perfil

(0.50*0.50*0.80)

describindose

estratigrfico (ANEXO II); dos pozos de observacin de 2.10 m de profundidad con el objeto de determinar la existencia, profundidad y fluctuacin del nivel fretico empleando el mtodo del pozo barrenado, los cuales fueron ledos con una periodicidad semanal y/o despus de presentarse una lluvia (ARIAS HERNANDEZ, 1990). Adems, se obtuvo la tasa de infiltracin bsica del suelo presente por medio de los anillos Infiltrometros y la ecuacin de Kostiakov.T ab la 1 . En sa yo s d e l ab or a t or i o.

PROPIEDAD MTODO ENSAYOS FSICO EDFICOS Y MECNICOSTextura Granulometra Clasificacin de suelo segn Densidad aparente (Da) Densidad real (Dr) Contenido de humedad natural del suelo Porosidad total Relacin de Vaci (e) Capacidad de campo (CC) Porosidad drenable Infiltracin Permeabilidad Gravedad especfica Lmite lquido y plstico* pH Materia orgnica CIC Ca y Mg Na y K Bouyucus (Hidrmetro) Mecnica e hidromtrica AASHTO-USCS Terrn parafinado Picnmetro Gravimtrico P = (1-Da/Dr) x 100 n/(1-n) Gravimtrico Pizarro y Ecuacin general Anillos infiltrmetros Cabeza constante y variable Bomba de vaco Atterberg

ENSAYOS QUMICOSElectromtrico, relacin 1:1 en volumen Walkley Black Acetato de amonio normal y neutro Complexomtrico Bray II modificado por medio del fotocolormetro

F ue n te : Met o do log a plan tead a po r e l IG AC y e l M an ual de Lab orator i o de Ingenier a Civi l.

46

Con los resultados obtenidos se verific si el suelo presente es adecuado o no como terreno deportivo, cuyo criterio cumpliera con las normas y especificaciones tcnicas establecidas por la Federacin, el concepto se fundament sobre la primera capa (suelo vegetal), que dice: la primera capa (suelo vegetal) debe tener la capacidad de absorber durante 90 minutos, 10.6 mm de lluvia cada y evacuarla durante 15 minutos, lo que equivale a 1.07 m/das o 120 lt/seg/ha (Documento INDER Medelln, 2001) y la Norma Internacional Europea UNE 41959 IN Construccin de superficies deportivas de hierba natural para campos de ftbol (www.csd.mec.es/csd/instalaciones/3normasespecTec/1normasNIDE/ 03Nide2/nide-2-normas-reglamentarias-campos-grandes/01FUT,2002) De igual forma, se realizaron ensayos de laboratorio del suelo nuevo que servir como terreno deportivo (TABLA 1), a travs de muestras que fueron obtenidas de diferentes canteras del departamento Sucre como: 20 de julio y Medio Mundo en Galeras, Flecha sabanas va a San Benito Abad, Sabanas de Cali en Corozal, Manizales en La Arena, La Mina en el kilmetro 5 va Sampus, Arroyo el Plpito en Los Palmitos, Arroyo Chinulito en Chinulito y Arroyo Aguacate en San Onofre, ver fotos (ANEXO III). El material seleccionado que conformar el nuevo perfil del terreno deportivo ser el que permita el establecimiento del gramado en su primera capa (suelo vegetal) con ayuda de un plan de fertilizacin que garantice la nutricin del gramado (Fried - Broesshart, 1967 y Guerrero,1979); y un subsuelo permeable, que garantice la proteccin del suelo vegetal y el movimiento del agua hacia los drenes, para ello, se tuvo en cuenta el principio de diseo de un filtro natural por Terzaghi-Casagrande, Cors of Engineer, y el Ministerio de Obras Publicas y Transporte (MOPT).

47

3.1 DISEO DE DRENAJE

Para llevar a cabo el diseo de drenaje se tuvo en cuenta las etapas del diagrama planteado por Gonzlez C (1990), (Fig. 21).F i gura 21 . E t a pa s d e u n Est ud io d e Dre na j e ( G on z l e z C, 1 990 ) . DIRECCIN GENERAL DEL PROYECTO RECONOCIMIENTO DEL REA PROBLEMA

INVESTIGACIN DEL PROYECTO

RECOLECCIN DE INFORMACIN

SITUACIN ACTUAL DEL DRENAJE

SUELO USO ACTUAL Y POTENCIAL

DIAGNOSTICO DE LOS FACTORES QUE ORIGINAN PROBLEMAS DE DRENAJE

Identificacin de fuente de alimentacin o recarga. Identificacin de obstculos que dificultan la evacuacin de agua de exceso

DISEO DE LAS POSIBLES ALTERNATIVAS DE SOLUCION Evaluacin econmica de las propuestas.

IMPLEMENTACION DE LA SOLUCIN PROPUESTA

SEGUIMIENTO, EVALUACIN Y AJUSTE DE LA SOLUCIN ELEGIDA Fuente: ARIAS HERNANDEZ. 1994

48

En efecto, para el clculo del drenaje interno, se hizo un diseo hidrolgico y un diseo hidrulico, estimndose la cuanta y caudales de agua que el sistema controlar, as: Diseo hidrolgico. Se fundament en los criterios (CD) y normas

de drenaje (ND); con el primero, se analizo la recarga teniendo en cuenta las caractersticas de la lluvia, como; cuanta, duracin e intensidad en la zona, que define el rgimen o modelo matemtico para el diseo (Ecuacin de Glover Dumm). determino con el Anlisis de Frecuencia de La cuanta se las distintas

precipitaciones diarias, seleccionando la lluvia crtica aquella que es igualada o superada cinco veces en el ao, ordenndose los valores de las frecuencias de lluvia para datos mayores a 10 aos con fines de drenaje, este valor se compar con el efecto acumulado de las precipitaciones de 2, 3, 4 y 5 das consecutivos que dieran lugar a elevaciones de la capa fretica superiores a la considerada como crtica, Pizarro (1974). El valor de la duracin de la lluvia critica se obtuvo del anlisis de las curvas de intensidad de la estacin Universidad de Sucre por Castillo y Lara et al., (2001). La norma de drenaje (ND), se determino teniendo en cuenta que el agua de exceso almacenada en el perfil del terreno deportivo, se evacue en un tiempo no mayor a la jornada de juego, establecida por la Federacin Colombiana de Ftbol (FEDEFUTBOL). Obtenido el Criterio y la Norma de Drenaje, se procedi a determinar la profundidad y el espaciamiento de los drenes, como sigue: Profundidad de los drenes laterales (Pdr). Su clculo se hizo en funcin de la Norma de Drenaje (ND), la estratigrafa, la profundidad del hidroapoyo y la topografa (niveles de carga y descarga).

49

Espaciamiento entre los drenes laterales (L). Se calcul con base en el tiempo de evacuacin del perfil del terreno deportivo, seleccionando el espaciamiento entre drenes que permite la evacuacin desde una altura inicial (ho) hasta una altura final (ht) en el tiempo establecido por la Norma de Drenaje empleando la ecuacin de GLOVER DUMM para suelos estratificados, como sigue: Inicialmente se calcul la posicin inicial de la capa fretica (h0), as:

h0 = h + h tDonde:

h = e1

+

p Lalm

(e )1

2

1 ; Lalm (e 1 ) = (e 1 * 1 ) * 1000 1000 h t = Pdr h

Pdr = Profundidad de los drenes h= Profundidad de almacenamiento de lluvia crtica, en m. Lalm (e1) = Lmina de agua que almacena el suelo vegetal, en mm. ht = Posicin final de la capa fretica al evacuarse la lluvia crtica P. Una vez obtenida la mxima altura fretica ocasionada por la lluvia crtica en el nuevo perfil del terreno deportivo, se calcul el tiempo de evacuacin de la lmina almacenada en funcin del espaciamiento (L), seleccionando aquel que permita la evacuacin del perfil en el tiempo establecido por la Norma de Drenaje, a partir de la siguiente expresin:

h t = j Ln 1 . 16 0 ht

;

Donde

j =

L21

K .D2

K . D = K 1 D 1 + K 2 D 2; D 1 =

h0 ht 2

Diseo hidrulico. Obtenido el espaciamiento y la profundidad de los drenes,

50

se dio inicio al diseo de la distribucin geomtrica de la red del drenaje interno, empleando el sistema compuesto tipo rejilla, conformado por laterales paralelos al eje longitudinal de la cancha. La ecuacin para el clculo del caudal de los laterales ( Ql ), es la siguiente:

2 K .D 1 Ql = h0 l x L 86400Donde:

M ; en S

3

L = espaciamiento entre drenes en m

l = longitud del lateral drenaje en mObtenido el valor del caudal que evacuar cada lateral de drenaje, se determin el caudal que recibir el colector, teniendo en cuenta que ste recibir el 50% del agua aportada por la cancha a travs de los laterales, as: El caudal captado por el colector ( Qc ), es:

Qc = Ql * (50% de los laterales en la cancha); en M3/s).Para evacuar el exceso de agua en los segmentos circulares, se dise un dren interceptor, que captar el agua subsuperficial y superficial de la misma, a travs de la expresin:

Qli = Qi + Ql / 2 ;Donde:

Qi =

C * Es * A 3600 * D

Qli = Caudal del lateral interceptor M3/s.Qli =Caudal interceptado en segmento circular M3/s.

Es = P ( 1 * e 1 + Circular.

2 *

e 2 ) , es la escorrenta superficial del segmento

As mismo, se diseo el colector interceptor; esta tubera recibir al agua captada por el lateral interceptor, el colector y

51

la pista atltica, a travs de la expresin:

Qci = Qli + Qc + Qp 1 + QiDonde:

Qci = caudal del colector interceptor en M3/s.Qp1 = caudal captado por la pista atltica en su primer tramo.

La tubera principal de drenaje, se calcul con base en el caudal total captado por el ovoide y la pista atltica, que lo conducir hasta una salida satisfactoria, as:

Qpr = 2 (Qci + Qp

2

)Donde:

Qpr = caudal del principal en M3/s. Qp 2 = caudal captado por la pista atltica en su segundo tramo en M3/s. Para calcular el dimetro de las tuberas de drenaje, se emplearon las ecuaciones de Wesseling (1978), en funcin de la pendiente (S), seleccionando el dimetro comercial inmediatamente superior al calculado. La Tabla 2, muestra las ecuaciones empleadas en cada dren, as:T ab la 2 . Ecu a ci one s e mp le ada s p ar a el cl cu lo de l d i me tr o ( D) d e tub er as d e drenaje. DREN Lateral Colector Lateral interceptor Colector interceptor PrincipalCLASE TUBERA EC. DIAMETRODl = 0 , 2557 QlDc = 0 , 1913 Qc Dli Dci Dpr = 0 , 2557 Qli = 0 , 2557 Qci = 0 , 1913 Qpr0 , 375 0 , 368

PAVCO Perforada NOVAFORT Lisa PAVCO Perforada PAVCO Perforada NOVAFORT Lisa

* Sl

0 , 187 0 , 211

* Sc * Sli

0 , 375

0 , 187

0 , 375

* Sci * Spr

0 , 187

0 , 368

0 , 211

Nota: para evitar la reduccin de la capacidad de la tubera, se corrigi el dimetro calculado aplicando la siguiente expresin: D=D 1/e; donde, D y D es el dimetro corregido y el calculado respectivamente, en m. e = coeficiente de eficiencia (e=0,75 para grande) y (e=0,60 para chico).

52

Drenaje superficial de la pista atltica. El diseo se hizo aplicando la ecuacin de Darcy-Weisbach para clculo del flujo por unidad de ancho de la pista atltica y la ecuacin de Manning que determina el tirante y la seccin del canal que evacuar el agua de exceso de la pista atltica (Ven Te Chaw,1990), como sigue: Se determin el caudal superficial por unidad de ancho (q0) de la pista atltica (Ec. continuidad), como sigue: q0 = (i-f) Lp COS Donde: i: Intensidad de la lluvia m/s f: Rata de infiltracin de la pista atltica en m/s Lp: Ancho de la pista atltica en m : Angulo inclinacin de la pista atltica, est en funcin de la pendiente = 1% (Neufert, Ernst, 1994). Obtenido el valor del caudal por unidad de ancho de la pista atltica, se determin el tipo de flujo a travs de la ecuacin de Reynold (Re), as:

Re =

4 qo v

Donde: :viscosidad cinemtica del agua lluvia a 20 C (1.003E-6 m/s) Luego se calcul la profundidad del flujo (Yp) y la velocidad de escorrenta (Vp) en el punto ms bajo de la pista atltica, a partir de la expresin de Darcy-Weisbach, para flujo uniforme: Yp = F q02 1/3 ; en m 8gSp

Vp =

qo Yp

; en m/s

F: factor de friccin es = CL/Re CL: Coeficiente de resistencia esta dado por la ec., de Chow y Yen, (1976), as:

53

CL = 96 + 108 i0.4; i en in/h Sp: pendiente transversal de la pista atltica En efecto, para el diseo del canal de la pista atltica, se determin el flujo evacuado por el canal (Qc), como sigue: Qc = q0 * Lc ; en m/s Donde: Lc: Longitud del canal en m Luego, se calcul iterativamente el valor de la profundidad mxima del tirante (Yc) y la velocidad mxima del flujo (Vc), con la ecuacin de Manning utilizando el mtodo de Newton, as: Yj+1 = Yj 1- Qc/Qj ; 5Bw + 6 Yj 3Yj (Bw+2Yj) Qj = 1 (S c)1/2 (BwYj)5/3 ; n (Bw+2Yj) 2/3 Donde: Vc= Qc/ Bw*Yj

j: Nmero de iteraticiones Bw: Ancho del canal en m S c: Pendiente del canal El borde libre (BL) se calcul aplicando el 20% del Ymx., y la altura del canal (H c) a partir de la suma del Ymx., mas el BL. La tubera colectora que conducir el agua proveniente del canal de la pista atltica, se dise a partir de las siguientes expresiones: QR = QR-1 + 2QC Donde: QR: Caudal captado por el registro QR-1: Caudal captado por el registro anterior Para el clculo del dimetro, se emple la ecuacin de Wesseling (1978): as: t= 0.1913 (Q R)0.368 S t -0.211 ; Donde:

54

t: dimetro de la tubera colectora del canal de la pista atltica en m. S t: pendiente de la tubera colectora del canal de la pista atltica. Es de anotar que los clculos se realizaron para una superficie de pista atltica impermeable, proyecto que esta previsto por el municipio en inversiones futuras (IMDER Sincelejo).

3.2 DISEO DEL GRAMADO Se dise el gramado de la cancha de ftbol teniendo en cuenta el diagrama planteado por Hessayon, 1986. (Fig 22).F i gura 22 . E t a pa s d e u n Est ud io d e Gra ma do .SUNTUARIO

TIPO DE CESPEDCARACTERSTICAS

UTILITARIO

CLIMTICARESISTENCIA

EDAFICALIVIANO PESADO

RECUPERACIN RAPIDA LENTA

RESISTENCIA PISOTEO CORTE PODA

SEQUA

HUMEDAD

COMPATIBILIDAD DE MEZCLA RELACIN DE LA MEZCLA

PLAGAS E INSECTO S

VEGETATIVA TEPS ESTOLONES INGLES MOITO

TIPO DE SIEMBRASEMILLAS SEXUALES

PLAN MANTENIMIENTORIEGO PODA FERTILIZACIN CONTROL FITOSANITARIO RESIEMBRA ABONADO AFIRMADO RODILLO

F ue n te : Hessa y on , 1 98 6 .

55

Con las visitas realizadas a los diferentes escenarios deportivos y los informes normativos obtenidos, se seleccion el tipo de grama teniendo en cuenta que las caractersticas de las especies se ajustarn a las condiciones climticas del lugar, a cualquier tipo de suelo y a las exigencias deportivas. Es as, que el gramado seleccionado es el tipo combinado, una mezcla de dos especies compatibles como lo es el Pasto Bermuda (Cynodon dactilon) y el Pasto Bahia (Paspalum notatum), el sistema de siembra seleccionado es por semillas sexuales. Estas especies toleran las sequas prolongadas y resisten las inundaciones temporales, en efecto, se hizo un recorrido por la regin para verificar las condiciones de adaptacin y la formacin fisiolgica de estas especies en condiciones naturales (ANEXO IV). En efecto, se elabor una serie de recomendaciones que servir como base para el establecimiento del gramado, esenciales para mantener en ptimas condiciones la superficie del terreno de juego y el desarrollo del gramado.

3.3 DISEO DE RIEGO

Se dise el sistema de riego por aspersin semifijo en una forma eficiente, aplicando las etapas del diagrama planteado por Gurovich, (1999) (Fig.23). Los clculos comprenden un diseo agronmico, que involucra ciertos parmetros como agua, suelo, clima y tipo de cultivo (grama) que determinan las necesidades del riego; y un diseo hidrulico, que consiste en determinar el dimetro de la tubera y los equipos de presin, como sigue:

56

Figura 23. Etapas de un Estudio de Riego. INVENTARIO DE RECURSOS

Planos topogrficos rea a regar

Cantidad y calidad del agua

Estudio del sueloVelocidad de infiltracin Capacidad de retencin

Tipo de cultivoProfundidad radicular Uso, consumo mximo

Descarga del equipo

Cantidad de agua en cada riego

Frecuencia de riego

Espaciamiento aspersores traslado laterales Periodo de riego

Seleccin aspersores Capacidad sistema

Determinacin dimensiones tuberaSeleccin bomba y Unidad de poder

Carga dinmica total

Seleccin de otros componentes Dibujo del mapa de diseo Lista de materiales

Instrucciones de operacin F ue n te : GURO VI CH R. (1 99 9)

Diseo

agronmico.

Inicialmente

se

verific

la

fuente

de

abastecimiento de agua que posee el estadio de ftbol, la cual es suministrada por la empresa de acueducto de Sincelejo, se tomaron tres muestras (una cada treinta das), las que fueron

57

analizadas en el laboratorio de la Universidad de Sucre aplicando la metodologa planteada por el sistema USDA, que nos indicar la calidad del agua para riego definida por las sales que la contiene. La secuencia de clculo para determinar la dosis o lmina de riego, se hizo aplicando la metodologa planteada por el Centro de Estudios para la Conservacin Integral de la Ladera CECIL-INATJICA (Javier, E., 1999), como sigue: Inicialmente, se determin la capacidad de almacenamiento del suelo vegetal (LAM), que determina la cantidad de agua contenida entre los lmites de capacidad de campo (CC) y punto de marchitez permanente (PMP) a la profundidad radicular efectiva del gramado (Pre), as:

LAM

=

(CC

- PMP) %x 10 xDwDonde:

Da

+ Pre

Dw = Densidad del agua 1gr/cm3 Se determin la lmina neta de agua aprovechable (Ln) en mm: Ln = LAM * NR ; NR

=

(CC - Hr) ( CC PMP

Donde: NR = Nivel de reposicin del agua aprovechable (50 %). Hr= Contenido humedad optimo para riego (%) Luego se calcul la lmina bruta (Lb) que aplicar el sistema de riego por aspersin con una eficiencia (Ef) del 75 %, as:

Lb

=

Ln x 100 Ef (%) Ln Etp

; (mm)

Finalmente, se determin la Frecuencia de riego (Fr) como sigue:

Fr =

; (Da)

58

Donde: Etp = Evapotranspiracin del gramado en funcin de la temperatura y humedad relativa promedio de la zona en mm (ANEXO V). Diseo hidrulico. El sistema de riego seleccionado, es el de

aspersin semifijo, que tendr disposicin geomtrica para cancha de ftbol ovoide (Ver figura 17b, p42), sin que la red interfiera en el terreno de juego, con una distribucin de aspersores que repartir uniformemente el agua en toda su superficie. La lnea de conduccin del recorrido del agua formar un circuito cerrado, calculndose las prdidas de carga para el aparato ms desfavorable. La idea fundamental del circuito es que al cerrar la red, el caudal se divida en Q/2. El mecanismo ser de tres La posiciones de riego trabajando con cinco aspersores en lnea denominados, occidental (P 1 ), central (P 2 ) y oriental (P 3 ). parte mvil del sistema trabajar con mangueras en la posicin central (P 2 ) con igual nmero de aspersores en lnea y uno en los segmentos circulares Norte y Sur. Se seleccion el tipo de aspersor entre los modelos comerciales disponibles de tal forma que se ajuste en una longitud de arco de 360 sin que supere la velocidad de infiltracin, como sigue: Intensidad de aplicacin del aspersor (Ia)

Ia =

Caudal apersor (M3/h) x 1000 Area . humedeci, (m2)

; en mm/h < Infiltracin bsica suelo

Luego se calcul el tiempo de riego (Tr), as:

Tr =

Lmina bruta (Lb) ; en horas Intensidad aspersor (Ia)

59

Para efecto del dimensionamiento, se calcularon las prdidas de presin, garantizando que cada aspersor entregue el mismo caudal a lo largo del ramal teniendo en cuenta que la diferencia de presin entre dos aspersores cualesquiera del ramal no supere el 20% de la presin nominal de trabajo del aspersor. Adems, se consideraron las prdidas de carga por piezas especiales en un 10% de las prdidas de carga totales de las tuberas. A cada ramal se le consider el factor F de Christiansen que tiene en cuenta el nmero de salida en su longitud (ANEXO VI). Para el clculo de las prdidas de presin se usaron frmulas que involucran el tipo de material, la longitud, el caudal y el dimetro de la tubera, de la siguiente manera: Inicialmente, se determin la presin de operacin del aspersor (P O A ), influenciada por la presin nominal del aspersor (P O ), la altura de elevacin (h e l v ) y las prdidas ocasionadas por accesorios (hf), con la expresin: POA = PO +helv + (hf+10%hf) Donde, hf es calculado con la ec., de Darcy-Weisbach (dimetros menores 2): hf = f LQ2 D5 (/4)2 2g Para el clculo de f, se determin el nmero de Reynolds (Re)

Re

=

4Q 3.1416xDVcDonde:

Q = Caudal del aspersor, en m3/s D = Dimetro del tubo elevador, en m Vc = Viscosidad cinemtica del agua, en m2/s Luego se emple la ecuacin de Prandt, para Re comprendido entre 10 000 y

60

100.000 que corresponde al flujo considerado como turbulento, cuya expresin es la siguiente: f = 0.0032 + 0.221 Re 0,237 Obtenido el valor de la presin de operacin del aspersor, se dio inicio al clculo iterativo de las presiones disponibles en cada nodo y se determin el dimetro comercial prximo al valor calculado de la tubera principal, secundaria y terciarias en los diferentes tramos, a travs de las siguientes ecuaciones (Tabla 3):T ab la 3. Ecu a ci one s p ara el di me n siona m ien t o de la re d de ri ego.

TRAMO Principal

CLASE TUB.

PVC-UZ Secundario PVC-Ext. Liso Terciario Manguera tipo bombero

ECUACION EMPLEADA EC. BRESSE Para flujo continuo y constante HAZEN-WILLIAMS Frmula simplificada - Manual PAVCO HAZEN-WILLIAMS Frmula simplificada - Manual PAVCO DARCY-WEISBACH Para dimetros menores a 2 EC. MANNING Para tubo interior de hule

En consecuencia, las ecuaciones son las siguientes: HAZEN-WILLIAMS (Frmula simplificada - Manual PAVCO) Para dimetros mayores a 2 J = 0,0985 Q 1,85 D-4, 866 Hl = j*L*f Donde: Hl: Prdida admisible del tramo en m L: Longitud del tramo, en m J: Prdida de presin, en m/100m

61

F: Factor por nmero de salidas D = Dimetro interior del tubo, en Plg. Q = Caudal, en g.p.m DARCY-WEISBACH Para dimetros menores a 2 hf = f * LQ2 D (/4)2 2g5

EC. MANNING, Para manguera contra incendio, tubo interior de hule. Sergio Zepeda (2000). H (m): 147E-6 Q2

Q: Caudal en l/min H: prdidas en m EC. BRESSE, Para flujo continuo y constante D= 1.3 X1/4 Q1/2 X= nmero de horas operacin de la bomba/24 Q= caudal, en m3/s D= dimetro, en m Se determin la presin en los nodos de derivacin a lo largo de cada tramo de tubera, como sigue: Po= P n + 3/4H L + 10%(H L ) Donde: Po= Presin de operacin en el origen o nodo del tramo, en m Pn= Presin de trabajo disponible, en m HL= Prdidas de carga en el tramo de tubera, en m Los clculos de las velocidades estn basados en la ecuacin de Hazen William y Darcy-Weisbach, para tuberas mayores y menores de 2 respectivamente, las cuales oscilan entre 1.25 y 2.5 m/s, cuyas expresiones son las siguientes:

62

V = 0,355 CD 0 , 6 3 j 0 , 5 4 Donde: C= Coeficiente friccin del material para tubera PVC D= Dimetro interior (m) J = Prdida de carga (m/m) V= (Hf*D*2g)/(F*L) Donde: Hf= Prdidas, en m F= Coeficiente friccin (adimensional) L= Longitud de la tubera, en m D= Dimetro interior del tubo, en m g= Aceleracin de la gravedad, en m/s Luego, se determin la Altura Dinmica Total (ADT), es la suma de la altura dinmica de impulsin ms la altura dinmica de succin (m): ADT= ADI + ADS; cuyas expresiones son las siguientes: ADI = Po+Hp+ (10%Hp)+Hd+ (Z 2 -Z 1 ) Donde: Po = Presin de operacin de servicio a la entrada de la tubera, en m. Hp = Prdidas en la tubera principal, en m. (Z 2 -Z 1 ) = Energa de posicin entre el eje impulsor de la bomba y la entrega del agua del aparato ms desfavorable, en m. Hd = Prdidas por friccin en la tubera de descarga y los accesorios que la componen (en hierro galvanizado), en m. ADS= h es t + h s Donde: h e st = altura esttica de succin, en m h s = Prdidas por friccin en la tubera de succin y los accesorios

63

que la componen (en hierro galvanizado), en m. En efecto, los valores de las longitudes equivalentes de los

accesorios que componen la tubera de succin y descarga, fueron tomados de Instalaciones Hidrulicas Sanitarias por Rafael Prez Carmona (1999), (ANEXO VII), cuyas prdidas se calcularon con base en la ecuacin de Hazen-William, con la expresin: j = 0,2083(100/C) 1 , 8 5 Q 1 . 8 5 D - 4 . 8 6 6 Donde: J= prdida de presin en m/100 m C= coeficiente de Hazen-Williams, para H.G (C=110) Q= caudal en g.p.m D= dimetro del tubo en plg La seleccin de la bomba se hizo a travs de catlogos comerciales, teniendo en cuenta la interseccin de la curva caracterstica entre el caudal y la altura dinmica total del sistema. Se calcul la NPSH (Net Positive Suction Head), que representa la mxima altura que puede succionar el agua situada por abajo del eje del impulsor, est en funcin de la instalacin y del lugar donde se sita la bomba, se calcul con la expresin: NPSH= P a - P v ADS Donde: P a t = 10.33 ((Vp/304.8)*Altura sobre el nivel mar) P a t = Presin atmosfrica promedio, en m Vp = variacin de la presin atmosfrica en funcin de la altura sobre el nivel del mar, en m. P v = Presin de vapor del agua a temperatura de trabajo, en m

64

4. RESULTADOS Y DISCUSION

Los estudios planimtricos del estadio de ftbol Arturo Cumplido Sierra, determinaron que ste posee una extensin de 26.000 m2 distribuidos en cancha ovoide, pista atltica, zona de tribuna y semillero proyectado (Tabla 4). Este escenario de acuerdo a su instalacin deportiva se considera como estadio tipo A, ya que en ste se pueden desarrollar juegos olmpicos, campeonatos nacionales e internacionales (Neufert, Ernest, 1994). La cancha de ftbol posee dimensiones de (105 x 68) m y la pista atltica de 400 m de largo con capacidad para siete carriles (Plano adjunto 1). En el ANEXO VIII, aparecen las carteras topogrficas.T ab la 4. re a i n t er na d el Est ad io d e F t bo l Ar tu r o Cump l i do Si err a . AREA CANCHA OVOIDE PISTA ATLETICA SEMILLERO PROYECTADO ZONA DE TRIBUNA TOTAL CANTIDAD en m2 10.047,50 4.236,11 500,00 11.216,39 26.000,00

Los estudios altimtricos, determinaron el estado actual del relieve que presenta la cancha (Plano adjunto 2), en ste se aprecia la desuniformidad de su superficie; por lo que se hizo necesario disear su perfil topogrfico, conservando un bombeo a dos aguas de 0.5% como lo establece la Norma (Documento INDER Medelln, 2001). La cancha al nivelarse presenta una diferencia de nivel de 20cm por debajo del nivel de la pista atltica, lo que implica adicionar suelo al ovoide. Es de anotar, que las caractersticas de este suelo debern ajustarse a especificaciones tcnicas. El plano 3, contiene los detalles de los cortes transversal y longitudinal del terreno de juego, donde se especifica los niveles de: suelo presente (relieve actual), configuracin del ovoide (nivelacin del hidroapoyo), y la conformacin del perfil del suelo nuevo. Los clculos del movimiento de tierra para la configuracin

65

o nivelacin del ovoide se muestran en el Anexo IX. La Tabla 5, muestra los volmenes de tierra a remover en el ovoide.T ab la 5 . Mo vi mi en to d e tier r a pa r a la co n fi g ura ci n de l a can cha o vo ide (hidr oapoyo) . AREA JUEGO (Sector Rectangular) 756,00 756,00 BOMBEO HACIA LOS DRENES 231,12 231,12 PISTA ATLETICA

MOVIMIENTO DE TIERRA VOL. CORTE (m3) VOL. EXTENDIDO (m3) VOL. RETIRO (m3)

OVOIDE

TOTAL1.578,74 701,26 1538,82

601,29 49,59 551,70

0,33 651,57

Estudios del suelo presente En cuanto a su morfologa, se identificaron dos clases de suelo con base en la textura. El primero, es un suelo clase A de textura limosa, el cual presenta colores con matices que van de caf oscuro a caf oliva para el estrato N 1 (7.5YR 3/2 y 2.5Y-4/3) y caf pardo oscuro a caf oscuro amarillento para el estrato N2 (2.5Y 4/2 y 2.5Y 4/3), tonos que indican un drenaje deficiente a medida que se profundiza en el perfil (USC, 1981); estos suelos se clasifican, segn la USC como suelo entre ML y CL correspondiente a los apiques 1 y 3 respectivamente (ANEXO II), que abarcan el 60 % de la superficie en la cancha, interpretndose como suelo pobre en materia orgnica y de baja permeabilidad en todo su perfil. El segundo, es un suelo clase B de textura arenosa que abarca el 40 %. Presenta colores con matices que van de caf amarillento y gris oscuro a amarillo plido (10YR 5/6 y 10YR 4/1 a 2.5Y1/4) tonos que indica anegamiento temporal del estrato N 1 (USC, 1981); segn la USC clasifica este suelo entre un SM y SC cuando suelto, pero en realidad segn la gradacin de Wentworth este suelo corresponde al de una roca consolidada denominada arenisca, de acuerdo a su distribucin de

66

tamao y el grado de cementacin de los granos, interpretndose como suelos impermeables y pobres en materia orgnica, los cuales estn representados por los apiques 2 y 4, (ANEXO II). El ANEXO X, contiene la descripcin del perfil estratigrfico de los apiques. El Cuadro 1, contiene los valores de las propiedades fsicas e hidrulicas del suelo presente, cuya apreciacin es la siguiente:Cuadro 1. Propiedades fsicas e hidrulicas del suelo presente.DENSIDAD 3 ESP. TEX HUM. (gr/cm ) (CM) NAT. Real (%) Apar. 0-20 20-80 0-08 08-30 FA L FA A* 21.75 14.85 10.20 7.75 1.51 1.83 1.57 1.93 2.15 2.48 2.73 2.68

SUELO CLASE A B

E

GRAV. ESPEC. 2.46 2.42 2.73 2.68

POR. TOTAL (%) 38.62 24.38 42.49 29.10

INFIL. BSICA (mm/h) 0.118-0.197 0.320-0.890 -

PERM. K (m/da) 0.128 0.042 0.164 0.110

1 2 1 2

Nota:

L a p or o sid ad d r en ab le fue e st i ma da e n ba s e a l a e cua cin de Pizarro = K x10 ; ( K e n m/d a) * Ar en isc a Con so l i da da

Haciendo una apreciacin de las caractersticas fsicas anotadas en el cuadro anterior, se tiene lo siguiente: Textura. El suelo denominado clase A; su primer estrato, se clasifica como Franco arenoso fino, con porcentajes de arena que varan entre 52 y 54%, los porcentajes de limo estn dentro del rango 9 y 13%, la fraccin arcilla entre 33 y 36%; el segundo estrato, se clasifica como limoso, con porcentajes de arena de 10%, limos un 87% y arcillas con un 3%. El suelo denominado clase B; el primer estrato, es Franco arenoso grueso con porcentajes de arena de 70.67%, porcentaje de limo de 25.33% y porcentaje de arcilla de 4%; en el segundo estrato, el porcentaje de arena es del 87.5%, de limo 7.5% y arcilla 5% definindose texturalmente como un suelo Arenoso fino. Densidad Aparente. El suelo clase A, presenta valores de densidad aparente alta que vara entre 1.51 y 1.83 gr/cm3, debido al alto grado de compactacin

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generado por la actividad deportiva; el suelo clase B, tambin presenta valores de densidad alta entre 1.57 y 1.93 gr/cm3, debido a que su origen mineralgico es una roca arenisca consolidada. Lo anterior repercute considerablemente en el drenaje interno. Densidad real y Gravedad especfica. Para el suelo clase A, la densidad real oscil entre 2.15 y 2.48 gr/cm3 y los valores de gravedad especfica entre 2.49 y 2.54 gr/cm3, estos se encuentra por debajo del valor normal (2.65 gr/cm3), debido al alto contenido de carbonatos presente en el suelo. El suelo clase B, presenta densidad real entre 2.73 y 2.68 gr/cm3 y gravedad especfica entre 2.62 y 2.70, considerados valores normales en suelos arenosos. Humedad natural. Los valores disminuyen a medida que se profundiza en el perfil para ambas clases de suelo A y B con valores que oscilan entre 21.75 a 14.85% y de 10.20 a 7.77% respectivamente, esto se debe a la imposibilidad que tiene el suelo de permitir el movimiento del agua a los estratos inferiores debido al alto grado de compactacin que presenta el suelo. Porosidad total. El suelo clase A, presenta valores que oscila entre 38.62 y 31.02%; y para el suelo clase B, entre 42.49 y 29.10%, lo cual indica que a medida que se profundiza en el perfil del suelo disminuye la porosidad total a causa del alto grado de compactacin. Infiltracin. La infiltracin bsica de los suelos A y B result muy lenta con valores entre (0.118 - 0.197) y (0.32 - 0.89)mm./h respectivamente. Los valores muy bajos de la infiltracin bsica para ambas clases de suelo, se relacionan al problema de compactacin en toda la extensin del perfil presente en la cancha. Esta propiedad en estas condiciones repercute considerablemente en el drenaje interno del suelo, ocasionando la acumulacin del agua en la superficie del terreno, lo que se agrava con la incapacidad del drenaje

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superficial

debido

a

la

desuniformidad

de

su

superficie,

formando

encharcamientos en la cancha y reas anexas, lo que insta a la suspensin de partidos (Ver Figura 2, p24). Estos valores al compararse con los parmetros aceptables de velocidad de infiltracin para canchas de ftbol por la norma internacional UNE 41959-1:2002, Superficies deportivas de hierba natural; cuyo valor mnimo es de 10mm/h se encuentra muy por debajo del valor recomendado. Permeabilidad. Para el suelo clase A y B los valores oscilaron entre (0.128 y 0.042 m/ da) y (0.164 a 0.110 m/da) interpretndose esta propiedad de moderadamente lenta a lenta, respectivamente. Estos valores, estn muy lejos de cumplir la condicin recomendada por la FIFA, por lo que se descarta su utilizacin, ya que el valor mnimo recomendado de la permeabilidad para terreno deportivo es de 1.07 m/da (Informe INDER Medelln, 2001). Estudio freatimetrico. La lnea de pozos de observacin no revela la existencia de nivel fretico a una profundidad menor de 2m, ya que las lecturas tomadas fueron de valor cero (0). Adems, no existe recargas de filtraciones procedentes de reas vecinas a la cancha de ftbol. El diagnstico para el suelo presente en sus propiedades fsicas e hidrulicas, determinan que estos suelos no son aptos como terrenos deportivos para canchas de ftbol, ya que no cumplen con las normas y especificaciones tcnicas establecidas para canchas deportivas con csped natural, por lo tanto, estos suelos se descartan para el proceso de diseo del drenaje, riego y gramado de la cancha de ftbol Arturo Cumplido Sierra. Las propiedades qumicas del suelo presente aparecen en el ANEXO XI. Es de anotar, que este suelo servir como hidroapoyo; ya que sobre ste, reposar el suelo nuevo que conformar el terreno deportivo.

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Estudio del suelo nuevo El perfil estratigrfico del nuevo suelo del terreno deportivo estar conformado por dos estratos, con la siguiente descripcin morfolgica: el primer estrato, es un suelo vegetal que proviene del Municipio de Galeras (cantera 20 de julio) de color caf rojizo (5Y R- 5/3), textura Arenosa, no plstico no cohesivo, dbil, no reacciona al Hcl (10%), pH=5,5, %Hn=5.20%, pasa el Tamiz No.4=98.85%, pasa el Tamiz No.40=54.90, pasa el Tamiz No.200=15.45%, Cu=15,48, Cc=2.43 clasificacin segn la USC: SM-SC bien gradado y segn la AASHTO: A-2-4. El segundo estrato corresponde al subsuelo permeable, conformado por una Arena media cuarzosa que proviene de Chinulito, no plstica no cohesivo, pasa el Tamiz No.4=98.52%, pasa el Tamiz No.40=25.40%, pasa el Tamiz No.200=3.59%, Cu=2.63, Cc=1.10, clasificacin segn la USC un SP uniforme y la AASHTO un (A-1-b), y una Arena el gravosa Tamiz de Chinulito, pasa pasa el el Tamiz Tamiz No.4=78.06%, pasa No.40=6.84%,

No.200=2.46%, Cu=5.52, Cc=1.38, clasificacin segn la USC es un SW bien gradada y segn la AASHTO es (A-1-a). El material filtrante utilizado en las zanjas para la tubera perforada de drenaje, es una grava no plstica, no cohesivo, proviene del Municipio de Galeras pasa el Tamiz No.200=0.83%, Cu=20, Cc=1.95, (cantera medio mundo), pasa el Tamiz No.4=47.73%, pasa el Tamiz No.40=14.62%, clasificacin segn la USC un GW y la AASHTO un (A-1-a), este material ser protegido de las paredes de la zanja por un geotextil no tejido negro NT1600-NT2000 que impedir el paso de partculas de limo hacia el filtro (ANEXO XII y XIII). materiales filtrantes segn Las caractersticas de los granulomtricas especificaciones

adoptadas por el Ministerio de Obras Publicas y Transporte (MOPT),

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se observan en la Tabla 6, de igual forma estos materiales fueron analizados segn los requisitos recomendados por Terzaghi Casagrande y Cors of Engineer para comprobar sus caractersticas como material de filtro, como se muestra en la Tabla 7. La gradacin del nuevo perfil del terreno deportivo (suelo vegetal y subsuelo permeable) se muestra en la figura 24, en sta se evidencia la simetra entre las curvas superpuestas, garantizando la funcionalidad del filtro natural.T ab la 6 . Ca ra c ter st ica s de lo s m a ter ia le s fi ltr an t e s se gn Espec ifi ca ci ones Gr anulo m tr ica s ado p tad as po r e l M O PT .ESPECIFICACIONES MOPT MATERIALES

N MALLA PORCENTAJE QUE PASA EN PESO 1 100 100 100 100 100 1 80a100 100 100 100 97.54 65a100 100 100 100 89.89 3/8 40a80 100 99.22 85.70 71.96 4 20a55 98.85 98.52 78.06 47.73 10 0a35 93.97 92.40 39.10 29.90 20 0a20 82.27 71.50 13.16 20.56 40 0a12 54.90 25.40 6.84 14.62 100 0a7 24.27 4.59 3.04 4.37 200 0a5 15.45 3.59 2.46 0.83

Suelo vegetal Arena media Arena gravosa Grava

T ab la 7 . Ca r a c ter st i ca s de l o s m a ter i a le s f i l tr an t e s se gn Requ is i t o s d e Te r zag hi Cas a grande y Co r s o f Eng in eer . Requisito Filtro/suelo Arena media Suelo vegetal Arena gravosa Suelo vegetal Grava__ Suelo vegetal Filtro D15 5 Suelo D85 0.3 0.85 0.41 Filtro D50 25 Suelo D50 1.64 6.93 13.33 Filtro D15 5 Suelo D15 4.85 13.69 6.615

No t a : La s d o s pr imera s de sigu alda de s im pide n e l m ovi m ie n to de la s par tcu la s de l su el o ha cia e l mat er ia l f i l t r an t e. La t er cer a de sig ua ld ad g ar a n t i za q ue e l agu a a l can ce f ci lm en te e l d r en .

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F igura 24 . Cu r va s gr an ul om trica s de l nu evo per fi l del t err eno de por ti vo .Curva granulometrica: Suelo vegetal (1) - Arena media (2) - Arena gravosa (3)100 95 90 85 80

70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 10 1 0,1 0,01