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Universidad Central Marta Abreu de Las Villas
Facultad de Construcciones
Departamento de Ingeniería Hidráulica
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación
de las Aguas Pluviales en la Zona
Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Autor: Beatriz Turiño Colina
Tutor: Ing. Yerandy Delgado Rodríguez
Santa Clara, 2017
2
Exergo
“…debemos estar contentos, pero no satisfechos…quedan muchas cosas por hacer.”
Fidel Castro Ruz
3
DEDICATORIA:
A María Colina Jiménez, mi madre; a mi papá Félix Turiño Méndez, a mi familia y amigos, mi tutor y compañeras de cuarto; en general a todo el que me quiere que de una forma u otra me apoyaron siempre…
4
Agradecimientos:
Este momento no sería lo mismo si no lo aprovechara para agradecerle a todo aquel que de una forma u otra influyo en mi transcurso por la universidad, en especial: A mis padres, por su incondicional apoyo en todo momento.
A mi tutor Ing. Yerandi Delgado Rodríguez, por brindarme su ayuda en cada momento que la necesite.
A todo el departamento de Ingeniería Hidráulica que cada vez que lo necesité me extendieron su mano sin dudarlo.
En general a toda mi familia y amigos por tener siempre un momento para mí. Muchas gracias.
5
Resumen:
La ciudad de Cárdenas presenta una grave situación con la evacuación de las aguas
pluviales dado que las redes existentes están incompletas y en muy mal estado
condicionado por la falta de mantenimiento de las mismas y la irresponsabilidad de los
ciudadanos que vierten residuos sólidos a las mismas, a raíz de esto y teniendo en cuenta
que cárdenas constituye un foco para la proliferación de enfermedades surge la necesidad
de diseñar un sistema de drenaje pluvial que permita evacuar las aguas de lluvia de
manera rápida y segura. Luego de estudiar las condiciones existentes se realizó el diseño
de una sección típica hidráulica apropiada según las características del lugar y se realizó
la evaluación económica de la misma.
6
Abstract
The city of Cárdenas presents a serious situation with the evacuation of the rainwater since
the existing networks are incomplete and in very bad condition conditioned by the lack of
maintenance of the same ones and the irresponsibility of the citizens who pour solid
wastes to them, As a result of this and taking into account that Cardenas is a focus for the
proliferation of diseases arises the need to design a rainwater drainage system that allows
to evacuate rainwater quickly and safely. After studying the existing conditions the design
of a typical hydraulic section was carried out according to the characteristics of the place
and the economic evaluation of the same was carried out.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 8
Ubicación general de la ciudad de Cárdenas ............................................................... 8
Situación Problémica...................................................................................................... 9
Objeto de estudio ............................................................................................................ 9
Campo de investigación ................................................................................................. 9
Planteamiento del problema .......................................................................................... 9
Hipótesis .......................................................................................................................... 9
Objetivo general .............................................................................................................. 9
Objetivos específicos ................................................................................................... 10
CAPITULO I Estado del arte sobre los sistemas de drenaje pluvial urbano. ........................ 11
1.1 Breve reseña histórica. ........................................................................................... 11
1.2 Drenaje pluvial urbano o alcantarillado pluvial .................................................... 11
CAPITULO II. Recopilación de datos y diseño de la sección típica hidráulica. .................... 37
2.1 Ubicación geográfica de la zona en estudio. ........................................................ 37
2.2 Alcance del servicio solicitado .............................................................................. 38
2.3 Requisitos técnicos.(25, 2016) ............................................................................... 39
2.4 Geología y Geomorfología.(25, 2016) .................................................................... 40
Ubicación ....................................................................................................................... 46
2.5 Clima ........................................................................................................................ 49
2.6 Parámetros Técnicos .............................................................................................. 50
2.7 Diseño de la sección típica hidráulica.(Chow, 2003, Aguilar, 2011) ................... 53
Capítulo III: Análisis de los resultados y presupuesto de la sección típica hidráulica elegida ............................................................................................................................................................ 58
3.1 Definición del tipo de obra que se propone: ........................................................ 58
3.2 Cálculo del presupuesto ........................................................................................ 60
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................. 84
CONCLUSIONES ........................................................................................................... 84
RECOMENDACIONES ................................................................................................... 85
ANEXO 1 ........................................................................................................................................... 87
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
INTRODUCCIÓN
En un sentido amplio todo lo que vive en la tierra depende del agua. El hombre la requiere
para sus necesidades básicas, para transformar su energía, para la agricultura, para usos
recreativos y de transporte, para procesos industriales de todo género etc.
El uso y la demanda de agua crecen constantemente como consecuencia del desarrollo e
incremento de la población mundial. Sin embargo, el volumen total de agua disponible y su
distribución irregular en espacio y tiempo ha llevado a situaciones inevitables extremas de
escasez donde el agua disponible no es suficiente para satisfacer las necesidades
humanas y otras veces, de excesos, donde se han provocado grandes inundaciones
ocasionando la pérdida de vidas humanas y bienes materiales. El crecimiento de la
población mundial y la urbanización han contribuido al desarrollo de inundaciones debido a
la edificación de muchas áreas periféricas de las ciudades, modificando u obstruyendo en
parte el escurrimiento natural del agua. En nuestro país existen varias ciudades con redes
de drenaje superficial ineficientes, un ejemplo de ello lo constituye la cuidad de Cárdenas
en la provincia de Matanzas, en la cual el sistema de drenaje, presenta un alto grado de
deterioro debido a la falta de mantenimiento tras varios años de explotación. Para mejorar
la rapidez de evacuación de las aguas pluviales de este sistema se han construido una
serie de pozos de infiltración, pero los mismos no son suficientes por lo que se hace
necesario proponer una variante de solución que permita el escurrimiento de las aguas de
lluvia hacia la zona costera.
Ubicación general de la ciudad de Cárdenas
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Situación Problémica
La ciudad de Cárdenas actualmente presenta dificultades con la evacuación de las aguas
pluviales, debido a que su sistema de drenaje actual no es capaz de evacuar el volumen
de agua que se genera en las calles y avenidas de la ciudad como consecuencia de las
precipitaciones. Además, la cuidad no cuenta con una red de alcantarillado sanitario por lo
que parte de los residuales de la cuidad van directamente a la red de drenaje pluvial
produciendo obstrucciones en la misma.
Objeto de estudio
Drenaje pluvial urbano.
Campo de investigación
Sistemas de drenaje pluvial.
Planteamiento del problema
El sistema de drenaje pluvial existente en la ciudad de Cárdenas no es capaz de evacuar
los volúmenes de agua producidos por las lluvia lo que provoca inundaciones en las calles
y avenidas.
Hipótesis
Si se realiza un análisis de la topografía y de las condiciones climatológicas existentes en
la ciudad de Cárdenas, se podrá diseñar un sistema de canales, que permita evacuar todo
el escurrimiento que llega hasta la zona baja de la ciudad y garantice la no ocurrencia de
inundaciones ni estancamientos de agua en las distintas zonas de la urbe.
Objetivo general
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Realizar una propuesta de diseño de red de drenaje pluvial que permita evacuar las aguas
que escurren hacia la zona baja de la ciudad de Cárdenas producto de las precipitaciones.
Objetivos específicos
- Confeccionar el estado del arte sobre el drenaje pluvial urbano.
- Diseñar la sección típica hidráulica más apropiada para la evacuación de las aguas
pluviales en la zona baja de la ciudad de Cárdenas.
- Analizar los resultados obtenidos y seleccionar la variante más eficiente desde el
punto de vista hidráulico.
- Realizar análisis del costo total de la obra
Tareas que definen la investigación.
1- Búsqueda y recopilación bibliográfica sobre los sistemas de drenaje pluvial urbanos.
2- Definición del estado actual del sistema de drenaje pluvial de Cárdenas.
3- Diseño de una o varias secciones típicas hidráulicas que permitan evacuar las aguas
de drenaje pluvial de la zona baja de la ciudad de Cárdenas.
4- Valoración de los resultados obtenidos y selección de la variante optima desde el
punto de vista hidráulico según las condiciones existentes en el área de estudio.
5- Calculo del presupuesto para la variante seleccionada.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
CAPITULO I Estado del arte sobre los sistemas de drenaje pluvial urbano.
1.1 Breve reseña histórica.
Las construcciones de sistemas de alcantarillado sanitario y drenaje pluvial tienen un
carácter ancestral. Entre las ruinas de antiguas civilizaciones han sido hallados conductos
de mampostería y de barro construidos con el propósito de evacuar y disponer aguas
negras y pluviales.
Como ejemplo de esto pueden ser citados los alcantarillados de mampostería construidos
por los asirios en los siglos IX y VIII antes de Cristo y la Cloaca Máxima de la antigua
Roma, construida en el siglo VII antes de nuestra era(Aguilar, 2011).
En muchas otras ciudades de la antigüedad aún existen huellas de sistemas sanitarios
planeados de forma inteligente, lo que evidencia la importancia que le daban nuestros
antepasados a este asunto que estaba relacionado inexorablemente a la salud humana.
Según (Aguilar, 2011),el arte de la construcción de estos sistemas alcanzó su máximo
esplendor en el período histórico del Imperio Romano. De hecho, los Romanos fueron los
mejores ingenieros de la antigüedad y especialmente sobresalientes en la ingeniería
sanitaria.
Con la caída del Imperio Romano, la ingeniería sanitaria sucumbió e involucionó al igual
que otras ramas del saber, y por un milenio a través de toda la edad media fue
enteramente despreciada u olvidada. El suministro de aguas no tratadas a las
poblaciones, así como la acumulación de desechos sólidos y líquidos en las ciudades
carentes de sistemas de evacuación, provocó funestas consecuencias en los habitantes
de las ciudades del medioevo, como ejemplo pueden ser citadas las epidemias de la peste
las cuales desolaron Europa durante varios siglos.
Con el renacimiento de las ciencias en los siglos XIV y XV, la ingeniería sanitaria resurgió
nuevamente,(Aguilar, 2011) pero poco se avanzó en los próximos 300 años sin lograrse
establecer las bases científicas de esta rama.
La ingeniería sanitaria moderna no se desarrolló hasta 1850 y especialmente lo
concerniente a la ingeniería del drenaje y el alcantarillado.
1.2 Drenaje pluvial urbano o alcantarillado pluvial
1.2.1 Objeto
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Este capítulo tiene por objeto establecer las bases fundamentales para la elaboración y
presentación del proyecto de sistemas de alcantarillado pluvial en áreas urbanas, así
como sus especificaciones constructivas.
En el estudio de la captación y evacuación de las aguas pluviales en áreas urbanas
deberán considerarse los siguientes factores:
a) Tráfico peatonal y vehicular.
b) Valor de las propiedades sujetas a daños por inundaciones.
c) Elección entre soluciones con canales abiertos o conductos enterrados.
d) Profundidad de los colectores.
Es obligatorio en la elaboración del proyecto hidráulico de sistemas de alcantarillado
pluvial, la consideración de la economía. Con esta finalidad, la elección del periodo de
retorno (frecuencia) a adoptar en el proyecto será realizada adecuadamente en función de
la probabilidad de ocurrencia de lluvias, empleando un factor de riesgo técnica y
económicamente admisible. Se deberá considerar también el efecto de crecimiento de la
urbanización.
La elaboración de los proyectos deberá ser precedida por estudios de los regímenes
locales de precipitación de las lluvias intensas de la región.
La elaboración y la presentación de los proyectos de sistemas de alcantarillado pluvial
deberán incluir, además del dimensionamiento de los colectores, un estudio de captación
de aguas pluviales superficiales, esto es, la localización de sumideros y bocas de tormenta
en función de sus capacidades de evacuación, el estudio de los caudales que escurren por
las cunetas en función de sus características hidráulicas y el estudio hidráulico de las
tuberías de conexiones de las bocas de tormenta con el sistema de alcantarillado pluvial
(Normalización, 2005).
1.1.2 Campo de aplicación
Las estructuras hidráulicas destinadas a la captación y evacuación de las aguas pluviales
deben ser proyectadas y construidas para:
a) Permitir una rápida evacuación del agua pluvial de vías públicas.
b) Evitar la formación de caudales excesivos en las calzadas.
c) Evitar la invasión de aguas pluviales a propiedades públicas y privadas.
d) Evitar el estancamiento de aguas en vías de circulación.
e) Evitar la paralización del tráfico tanto vehicular como peatonal durante una precipitación
pluvial intensa.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
f) Evitar la interconexión con el alcantarillado sanitario.
Componentes de un sistema de alcantarillado pluvial
Son componentes de un sistema de alcantarillado pluvial los siguientes(Normalización,
2005, Hidráulico, 2003):
a. Conjunto contén-cuneta.
b. Sumidero.
c. Cámara de conexión.
d. Boca de tormenta.
e. Tubería de conexión.
f. Registro o pozo de visita.
g. Colectores secundarios.
h. Colector principal.
(NC 770 – 2010 Requisitos de Diseño del Sistema de Drenaje Pluvial Urbano.)
1.1.3 Consideraciones del caudal de diseño
a) Los caudales para sistemas de drenaje urbano deberán ser calculados (Hidráulico,
2003, Aguilar, 2011):
1. Por el Método Racional si el área de la cuenca es igual o menor a 30 Km2.
2. Por el Método de Hidrograma Unitario o Modelos de Simulación para área de cuencas
mayores de 30 Km2.
b) El período de retorno para el drenaje se tomará de la tabla No1.
Tabla No1. El período de retorno para el drenaje (normalización, 2010).
Probabilidad
de cálculo
%
Periodo de
retorno
(una vez cada)
Aplicación
Periodo de retorno para drenaje pluvial sin cause definido (en calles)
20.0 5 años Zonas urbanas No comprendidas en las categorías siguientes.
20.0 - 10.0 5 - 10 años
Zonas Urbanas: con desarrollo y edificaciones multiplantas,
almacenes menores, edificaciones sociales y turísticas de
importancia
5.0 20 años
Zonas Urbanas: Almacenamiento de gran importancia, Hospitales,
Industrias de primer orden, Centros económicos de 1er orden.
Instalaciones de importancia militar y económica.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Rectificación de ríos y canales de protección contra inundaciones dentro de ciudades
1.0
2.0
4.0
100 años
50 años
25 años
En dependencia de la densidad de la población que inunda (en
habitantes por kilómetro cuadrado):
- mas de 20 000
- de 20 000 a 5 000
- menos de 5 000
1.0
2.0
4.0
100 años
50 años
25 años
Protección a industrias, en dependencia del volumen de producción
anual de estas últimas, en millones de pesos:
- más de 100
- de 100 a50
- menos de 50
2.0 50 años
Protección a objetivos económicos comunales y a depósitos:
- empresas comunales, almacenes en ciudades
1.1.4. Captación de aguas pluviales en edificaciones
Para el diseño del sistema de drenaje de aguas pluviales en edificaciones ubicadas se
deberá tener en consideración las siguientes indicaciones.
Las precipitaciones pluviales sobre las azoteas se evacuarán rápidamente para evitar las
filtraciones y garantizar la estabilidad de las estructuras de la edificación, estas aguas
deberán ser evacuadas a los jardines o suelos sin revestir a fin de poder garantizar su
infiltración al subsuelo.
Si esta condición no es posible deberá realizarse su evacuación hacia el sistema de
drenaje exterior o de calzada. Hacia los extremos o bordes de la calzada. Las pendientes
a considerar son: Pendiente Longitudinal (Sl) > 0,5%. Pendiente Transversal (St) de 2% a
4% (normalización, 2010)
1.1.5 Captación y transporte de aguas pluviales de calzada.
La evacuación de las aguas que discurren sobre la calzada y aceras se realizará mediante
cunetas, las que conducen el flujo hacia las zonas bajas donde los sumideros captarán el
agua para conducirla en dirección a las alcantarillas pluviales de la ciudad(normalización,
2010).
a) Las cunetas construidas para este fin podrán tener las siguientes secciones
transversales (normalización, 2010)
- Sección Circular.
- Sección Triangular.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
- Sección Trapezoidal.
- Sección Compuesta.
- Sección en V.
b) Determinación de la capacidad de la cuneta (Normalización, 2005)
La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y rugosidad
del material con que se construyan.
La capacidad de conducción se hará en general utilizando la Ecuación de Manning.
El ancho máximo T de la superficie del agua sobre la pista será:
- En vías principales de alto tránsito: Igual al ancho de la berma.
- En vías secundarias de bajo tránsito: Igual a la mitad de la calzada.
Coeficiente de rugosidad
La tabla No 1.2 muestra los valores del coeficiente de rugosidad de Manning
correspondientes a los diferentes acabados de los materiales de las cunetas de las calles
y berma central.
Tabla No 1.2 Cunetas de las Calles(Normalización, 2005)
Conceptos Coeficiente de
Rugosidad n
a. Cuneta de Hormigón con acabado froteado 0,012
b. Pavimento Asfáltico Textura Lisa 0,013
b. Pavimento Asfáltico Textura Rugosa 0,016
c. Cuneta de Hormigón con Pavimento Asfáltico
Liso 0,013
c. Cuneta de Hormigón con Pavimento Asfáltico
Rugoso 0,015
d. Pavimento de Hormigón Acabado con frota 0,014
d. Pavimento de Hormigón Acabado escobillado 0,016
e. Ladrillo 0.016
f. Para cunetas con pendiente pequeña, donde el
sedimento puede acumularse, se incrementarán
los valores arriba indicados de n, en:
0.002
c) Evacuación de las aguas transportadas por las cunetas (Aguilar, 2011)
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Para evacuación de las aguas de las cunetas deberá preverse Entradas o Sumideros de
acuerdo a la pendiente de las cunetas y condiciones de flujo.
d) Sumideros
La elección del tipo de sumidero dependerá de las condiciones hidráulicas, económicas y
de ubicación y puede ser dividido en tres tipos, cada uno con muchas variaciones.
- Sumideros Laterales en Contén.- Este ingreso consiste en una abertura vertical del
contén a través del cual pasa el flujo de las cunetas. Su utilización se limita a aquellos
tramos donde se tenga pendientes longitudinales menores de 3%.
- Sumideros de Fondo.- Este ingreso consiste en una abertura en la cuneta cubierta por
uno o más sumideros. Se utilizarán cuando las pendientes longitudinales de las cunetas
sean mayores del 3%. Las rejillas para este tipo de sumideros serán de barras paralelas a
la cuneta.
Se podrán agregar barras cruzadas por razones estructurales, pero deberán mantenerse
en una posición cercana al fondo de las barras longitudinales. Los sumideros de fondo
pueden tener una depresión para aumentar su capacidad de captación.
- Sumideros Mixtos o Combinados.- Estas unidades consisten en un Sumidero Lateral
de Contén y un Sumidero de Fondo actuando como una unidad. El diámetro mínimo de los
tubos de descarga al registro de reunión será de 250mm
Complementariamente puede usarse también.
- Sumideros de Rejillas en Calzada o Atajeas.- Consiste en una canalización transversal
a la calzada y a todo lo ancho, cubierta con rejillas.
Ubicación de los Sumideros o Tragantes
La ubicación de los sumideros dependerá del caudal, pendiente, la ubicación y geometría
de enlaces e intersecciones, ancho de flujo permisible del sumidero, volumen de residuos
sólidos, acceso vehicular y de peatones. En general los sumideros deben ponerse en los
puntos bajos. Su ubicación normal es en las esquinas de cruce de calles, pero al fin de no
entorpecer el tráfico peatonal, las mismas, deben empezar retrasadas con respecto a las
alineaciones de las fachadas. Cuando las manzanas tienen grandes dimensiones se
colocarán sumideros intermedios, Cuando el flujo de la cuneta es pequeño y el tránsito de
vehículos y de peatones es de poca consideración, la corriente puede conducirse a través
de la intersección mediante una cuneta, hasta un sumidero ubicado aguas abajo del cruce.
Por razones de economía se recomienda ubicar los sumideros en la cercanía de
alcantarillas y conductos de desagüe del sistema de drenaje pluvial.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 1.1 Tipos de sumideros (Aguilar, 2011)
Dimensiones mínimas de las bocas de tormentas para que recojan los sólidos al menos de
9 eventos consecutivos sin limpiar
Diseño Hidráulico de los Sumideros. o Tragantes(Hidráulico, 2003, Chow, 2003)
Se deberá tener en cuenta las siguientes variables:
18
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
- Perfil de la pendiente.
- Pendiente transversal de cunetas con contén.
- Depresiones locales.
- Retención de Residuos Sólidos.
- Altura de Diseño de la Superficie de Aguas dentro del sumidero.
- Pendiente de los sumideros.
- Coeficiente de rugosidad de la superficie de las cunetas.
Distancia máxima de ubicación de tragantes en función de la pendiente de la
vía.(normalización, 2010)
Pendiente de la vía en metro por metro Distancia máxima entre tragante en
metros
0.004 50
De 0.004 a 0.006 60
De 0.006 a 0.01 70
De 0.01 a 0.03 80
e) Rejillas (normalización, 2013)
Las rejillas pueden ser clasificadas bajo dos consideraciones:
1. Por el material del que están hechas; pueden ser:
a. de Hierro Fundido
b. de Hierro Laminado
2. Por su posición en relación con el sentido de desplazamiento principal de flujo; podrán
ser:
a. De rejilla horizontal.
b. De rejilla vertical.
c. De rejilla horizontal y vertical.
Las rejillas se adaptan a la geometría y pueden ser enmarcadas en figuras: rectangulares,
cuadradas y circulares. Generalmente se adoptan rejillas de dimensiones rectangulares, la
separación de las barras en las rejillas varia entre 20 mm - 35 mm - 50 mm.
f) Colectores de Aguas Pluviales (normalización, 2010)
El alcantarillado de aguas pluviales está conformado por un conjunto de colectores
subterráneos y canales necesarios para evacuar la escorrentía superficial producida por
19
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
las lluvias a un curso de agua. El agua es captada a través de los sumideros en las calles
y las conexiones domiciliarias, llevada a una red de conductos subterráneos que van
aumentando su diámetro a medida que aumenta el área de drenaje y descargan
directamente al punto más cercano de un curso de agua; por esta razón los colectores
pluviales no requieren de tuberías de gran longitud. Para el diseño de las tuberías que se
utilicen en los colectores pluviales se deberá tener en cuenta las siguientes
consideraciones.
Ubicación y Alineación.
Por regla general los conductos del drenaje pluvial urbano son los de mayor diámetro. Se
ubicaran dentro de lo posible en el lado de la calzada contrario al que se ubica la
conducción de agua potable.
Figura 1.2 Esquema redes hidráulicas
Diámetro de los Tubos
Los diámetros mínimos serán los indicados en la tabla No1.3.
Tabla No1.3 (normalización, 2010)
Diámetros mínimos de Tuberías en Colectores de
agua de lluvia Tipo de Colector
Diámetro Mínimo (m)
Colector
Subcolector
Lateral
Unión de Sumidero con lateral
0,50
0,40
0,30
0,25
Resistencia
20
20
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Según (Chow, 2003)Las tuberías utilizadas en colectores de aguas pluviales deberán
tener una rigidez circunferencial mínima igual a SN4 kN/m2
Selección del Tipo de Tubería
Los materiales de las tuberías comúnmente utilizadas en alcantarillados pluviales son:
Asbesto Cemento, Hormigón Armado o Centrifugado, Hierro Fundido o Dúctil, PVC,
PEAD, Arcilla Vitrificada y Fibra de vidrio
Altura de Relleno
La profundidad mínima a la clave de la tubería desde la rasante de la calzada debe ser de
0.9 m. Serán aplicables las recomendaciones establecidas en la Normas Técnicas y en las
RC vigentes. (normalización, 2013)
Diseño Hidráulico
En el diseño hidráulico de los colectores de agua de lluvia se calcularán para que con el
gasto máximo el tirante de circulación con relación al diámetro en conductos circulares sea
de h/D=0.75 o el 75% de la altura del conducto no circular. Para el cálculo de los caudales
se usará la fórmula de Manning, los coeficientes de rugosidad para cada tipo de material,
según la tabla No 1.4: (Aguilar, 2011, Chow, 2003)
Tabla No1.4 Coeficiente de Rugosidad «n» de Manning para tuberías
Material Manning n
Tubos de PE corrugado, helicoidal o liso 0.010
Tubos de PVC 0.010
Tubos de Asbesto cemento 0.011
Tubos de barro vitrificado 0.011
Tubos de Hierro fundido 0.012
Tubos de barro 0.013
Tubos de Hormigón 0.013
Velocidad mínima
21
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
La velocidad mínima de 0,75 m/s fluyendo las aguas a tubo lleno se requiere para evitar la
sedimentación de las partículas que como las arenas y gravas acarrea el agua de
lluvia(Chow, 2003).
Velocidad máxima
La velocidad máxima en los colectores con cantidades no significativas de sedimentos en
suspensión es función del material del que están hechas las tuberías y no deberá exceder
los valores indicados en la tabla No 2.3 a fin de evitar la erosión de las paredes(Chow,
2003).
Pendiente mínima
Las pendientes mínimas de diseño de acuerdo a los diámetros, serán aquellas que
satisfagan la velocidad mínima de 0,75 m/s fluyendo a tubo lleno. Por este propósito, la
pendiente de la tubería algunas veces incrementa en exceso la pendiente de la superficie
del terreno(Chow, 2003).
g) Registros o pozo de visitas
Atendiendo a(normalización, 2010) Los registros instalados tendrán la capacidad suficiente
para permitir el acceso de un hombre y la instalación de una chimenea. El diámetro
mínimo de registros para colectores será de 1,20 m. Si el conducto es de dimensiones
suficientes para el desplazamiento de un operario se deberá tener en cuenta en los
criterios de espaciamiento.
Los registros deberán estar ubicados en:
- Convergencia de dos o más drenes.
- Puntos intermedios de tuberías muy largas.
- En zonas donde se presente cambios de diámetro
- En curvas o deflexiones de alineamiento.
- En puntos donde se produce una brusca disminución de la pendiente.
Espaciamiento
Tabla No 1.5 Selección de colectores
Diámetro de la tubería en mm Distancia en metros de los registros destinados a la
limpieza
≤ 400
Hasta 500
≥1200
100
Entre 100 y 120
150
22
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Registros intermedios.
- Para colectores de diámetro menor de 1,20 m el registro de acceso estará centrado
sobre el eje longitudinal del colector.
- Cuando el diámetro del conducto sea superior al diámetro del registro, éste se
desplazará hasta ser tangente a uno de los lados del tubo para mejor ubicación de los
escalones del registro. En llegadas de laterales por ambos lados del registro, el
desplazamiento se efectuará hacia el lado del lateral menor.
Tabla No 1.6 En canales excavado sin revestimiento(normalización, 2013, Hidráulico,
2003)
No Material Excavado
Velocidad (m/seg.)
Aguas
Claras
Agua
con
cieno
Coloidal
Aguas con
cieno no
coloidal,
arenas, grava
0 fragmento
de rocas
1 Pizarras o conglomerados 1,83 1,83 1,52
2 Guijarros y cascajos 1,52 1,68 1,98
3 Grava gruesa no coloidal 1,22 1,83 1,98
4 Material granulado de sedimentos o guijarros
coloidal 1,22 1,68 1,52
5 Sedimentos coloidales aluviales 1,14 1,52 0,91
6 Material graduado de barro o guijarros no
coloidal 1,14 1,52 1,52
7 Grava fina 0,76 1,52 1,14
8 Barro ordinario firme 0,76 1,07 0,69
9 Sedimentos aluviales no coloidales 0,61 1,07 0,61
10 Fango de sedimentos no coloidales 0,61 0,91 0,61
11 Barro arenosos no coloidal O,53 0.76 0,61
12 Arena fina no coloidal 0,46 0.76 0,48
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23
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Disposición de los laterales
- Los laterales que llegan a un punto deberán converger formando un ángulo favorable con
la dirección del flujo principal.
h) Estructura de Unión
Se utilizará sólo cuando el colector sea de diámetro mayor a 1 m.
1.1.6 Depresiones para drenaje (Chow, 2003, felices, 2007)
Finalidad
Una depresión para drenaje es una concavidad revestida, dispuesta en el fondo de una
cuneta de aguas de lluvia, diseñada para concentrar e inducir el flujo dentro de la abertura
de entrada del sumidero de tal manera que este desarrolle su plena
capacidad(normalización, 2010).
Ensanches de cuneta
Estos ensanches pavimentados de cuneta unen el borde exterior de la berma con las
bocas de entrada de vertederos y bajadas de agua. Estas depresiones permiten el
desarrollo de una plena capacidad de admisión en la entrada de las instalaciones
mencionadas, evitando una inundación excesiva de la calzada.
El ensanchamiento debe ser de 3m de longitud medido aguas arriba de la bajada de
aguas, a excepción de zonas de pendiente fuerte en las que se puede exceder este valor.
En cunetas y canales laterales
Cualquiera que sea el tipo de admisión, los sumideros de tubo instalados en una cuneta o
canal exterior a la calzada, tendrán una abertura de entrada ubicada de 10 a 15 cm bajo la
línea de flujo del cauce afluente y la transición pavimentada del mismo se extenderá en
una longitud de 1,00 m aguas arriba de la entrada.
En cunetas con contén
Serán cuidadosamente dimensionadas: longitud, ancho, profundidad y forma. Deberán
construirse de hormigón u otro material resistente a la abrasión de acuerdo a las
especificaciones del pavimento de la calzada.
Tipo de pavimento
Las depresiones locales exteriores a la calzada se revestirán con pavimento asfáltico de 5
cm de espesor o un revestimiento de piedras unidas con mortero de 10 cm de espesor.
Diseño
Salvo por razones de seguridad de tráfico todo sumidero deberá estar provisto de una
depresión en la entrada, aun cuando el canal afluente no esté pavimentado.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Si el tamaño de la abertura de entrada está en discusión, se deberá optar por una
depresión de mayor profundidad antes de incrementar la sección de la abertura.
Evacuación de las aguas recolectadas
Las aguas recolectadas por los Sistemas de Drenaje Pluvial Urbano, deberán ser
evacuadas hacia depósitos naturales (mar, ríos, lagos, quebradas depresiones, etc.) o
artificiales.
Esta evacuación se realizará en condiciones tales que se considere los aspectos técnicos,
económicos y de seguridad del sistema.
Sistemas de evacuación
Clasificación:
1) Sistemas de Evacuación por Gravedad sin presión.
2) Sistemas de Evacuación a presión.
Consideraciones básicas de diseño según (normalización, 2010, Normalización, 2009 )
a) Las caudales para sistema mayor deberán ser calculados por los métodos del
Hidrograma Unitario o Modelos de Simulación. El Método Racional sólo deberá aplicarse
para cuencas menores de 30 Km2.
b) El Período de Retorno será el especificado en la Tabla No1.1.
c) El caudal que o pueda ser absorbido por el sistema menor, deberá fluir por calles y
superficie del terreno.
d) La determinación de la escorrentía superficial dentro del área de drenaje urbano o
residencial producida por la precipitación generada por una tormenta referida a un cierto
periodo de retorno nos permitirá utilizando la ecuación de Manning determinar la
capacidad de la tubería capaz de conducir dicho caudal.
e) Para reducir el caudal pico en las calles, en caso de valores no adecuados, se debe
aplicar el criterio de control de la descarga mediante el uso de lagunas de retención.
f) Las Lagunas de Retención son pequeños reservorios con estructuras de descarga
regulada, que acumulan el volumen de agua producida por el incremento de caudales pico
y que el sistema de drenaje existente no puede evacuar sin causar daños.
g) Proceso de cálculo en las Lagunas de Retención. Para la evacuación del volumen
almacenado a fin de evitar daños en el sistema drenaje proyectado o existente, se
aplicarán procesos de cálculo denominados tránsito de avenidas en embalses.
h) Evacuación del Sistema Mayor.
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25
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Las vías calle, de acuerdo a su área de influencia, descargarán, por acción de la
gravedad, hacia la parte más baja, en donde se preverá la ubicación de una calle de gran
capacidad de drenaje, denominada calle principal o evacuador principal. (NC 770 – 2010
Requisitos de Diseño del Sistema de Drenaje Pluvial Urbano.)
1.1.7 Impacto ambiental (normalización, 2010)
Todo proyecto de Drenaje Pluvial Urbano deberá contar con una Evaluación de Impacto
Ambiental (EIA.). La presentación de la (ElA.) deberá seguir las normas establecidas.
Sin carácter limitativo se deben considerar los siguientes puntos:
- Los problemas ambientales del área.
- Los problemas jurídicos e institucionales en lo referente a las leyes, normas,
procedimientos de control y organismos reguladores.
- Los problemas que pudieran derivarse de la descarga del emisor en el cuerpo receptor.
- Los problemas que pudieran derivarse de la vulnerabilidad de los sistemas ante una
situación de catástrofe o de emergencias.
- La ubicación en zona de riesgo sísmico y las estructuras e instalaciones expuestas a ese
riesgo.
- Impedir la acumulación del agua por más de un día, evitando la proliferación de vectores
transmisores de enfermedades.
- La evaluación económica social del proyecto en términos cuantitativos y cualitativos.
- El proyecto debe considerar los aspectos de seguridad para la circulación de los usuarios
(circulación de personas y vehículos, etc.) a fin de evitar accidentes.
- Se debe compatibilizar la construcción del sistema de drenaje pluvial urbano con la
construcción de las edificaciones (materiales, inadecuación en ciertas zonas por razones
estéticas y paisajistas, niveles y arquitectura) (Ley 81. Ley de Medio Ambiente, Artículos 4
a, 47 y 161c.)
1.1.8 Cálculo de caudales de escurrimiento.(normalización, 2010)
a) Los caudales de escurrimiento serán calculados por lo menos según:
- El Método Racional, aplicable hasta áreas de drenaje no mayores a 30 Km2
- Técnicas de Hidrogramas unitarios podrán ser empleados para áreas mayores a 30 Km2
b) Metodologías más complejas como las que emplean técnicas de transito del flujo dentro
de los ductos y canalizaciones de la red de drenaje, técnicas de simulación u otras, podrán
ser empleadas a discreción del diseñador.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Método racional (normalización, 2010, Hidráulico, 2003)
a) Para áreas urbanas, donde el área de drenaje está compuesta de subáreas o
subcuencas de diferentes características, el caudal pico proporcionado por el método
racional viene expresado por la siguiente forma(normalización, 2010):
Q=0.278 C.I. A ecuación (1.1)
Donde:
Q es el caudal pico m3/s, I la intensidad de la lluvia de diseño en mm/hora, A es el área de
drenaje de las subcuencas en Km2 y C es el coeficiente de escorrentía para la subcuenca
drenada por el alcantarillado pluvial.
b) Las subcuencas están definidas por las entradas o sumideros a los ductos y/o
canalizaciones del sistema de drenaje.
c) La cuenca está definida por la entrega final de las aguas a un depósito natural o
artificial, de agua (corriente estable de agua, lago, laguna, reservorio, etc.) (NC 970-
5.2013. Inversiones de Alcantarillado. Parte 5. Ingeniería de detalles.)
Coeficiente de Escorrentía
a) La selección del valor del coeficiente de escorrentía deberá sustentarse en considerar
los efectos de:
- Características de la superficie.
- Tipo de área urbana.
- Intensidad de la lluvia (teniendo en cuenta su tiempo de retomo).
- Pendiente del terreno.
- Condición futura dentro del horizonte de vida del proyecto.
b) El diseñador puede tomar en cuenta otros efectos que considere apreciables:
proximidad del nivel freático, porosidad del subsuelo, almacenamiento por depresiones del
terreno, etc.
c) El coeficiente de escorrentía para el caso de áreas de drenaje con condiciones
heterogéneas será estimado como un promedio ponderado de los diferentes coeficientes
correspondientes a cada tipo de cubierta (techos, pavimentos, áreas verdes, etc.), donde
el factor de ponderación es la fracción del área de cada tipo al área total. (NC 970-5.2013.
Inversiones de Alcantarillado. Parte 5. Ingeniería de detalles.)
Intensidad de la Lluvia (Normalización, 2005)
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
a) La intensidad de la lluvia de diseño para un determinado punto del sistema de drenaje
es la intensidad promedio de una lluvia cuya duración es igual al tiempo de concentración
del área que se drena hasta ese punto, y cuyo periodo de retorno es igual al del diseño de
la obra de drenaje. Es decir que para determinarla se usará la curva intensidad - duración -
frecuencia (IDF) o la curva (PFD) Precipitación – Frecuencia – Duración, aplicable a la
zona urbana del estudio, se usa una duración igual al tiempo de concentración de la
cuenca, y se determina la intensidad I con la curva del periodo de retorno del diseño de la
obra de drenaje.
b) La ruta de un flujo hasta un punto del sistema de drenaje está constituido por:
- La parte donde el flujo fluye superficialmente desde el punto más remoto del terreno
hasta su punto de ingreso al sistema de conductos y/o canalizaciones.
- La parte donde el flujo fluye dentro del sistema de conductos y/o canalizaciones desde la
entrada en él hasta el punto de interés.
c) En correspondencia a las partes en que discurre el flujo, enunciadas en el párrafo
anterior, el tiempo de concentración a lo largo de una ruta hasta un punto del sistema de
drenaje es la suma de:
- El tiempo de ingreso al sistema de conductos y canalizaciones, t0.
- El tiempo del flujo dentro de alcantarillas y canalizaciones desde la entrada hasta el
punto, tf. Siendo el tiempo de concentración a lo largo de una ruta hasta el punto de interés
la suma de: tc= t0 * tf.
d) El tiempo de ingreso, t0, puede obtenerse mediante las siguientes formulas.
Para Cuencas con áreas inferiores a 30km2y mayores de 2Km2
Fórmula de “California highways and Public Works” (Kirpich)
385.03
*57
H
Lto ecuación (1.2)
Donde:
t0 = Tiempo de concentración en horas.
L = Longitud del cauce principal, en Km.
H = Diferencia de elevación en m entre el comienzo del cauce principal y el punto
estudiado.
Calculo de to por el nomograma se muestra a continuación.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 1.4 Nomograma del tiempo de concentración (normalización, 2010)
f) En ningún caso el tiempo de concentración debe ser inferior a 10 minutos.
Área de Drenaje (normalización, 2010)
a) Debe determinarse el tamaño y la forma de la cuenca o subcuenca bajo consideración
utilizando mapas topográficos actualizados. Los intervalos entre las curvas de nivel deben
ser lo suficiente para poder distinguir la dirección del flujo superficial.
b) Deben medirse el área de drenaje que contribuye al sistema que se está diseñando y
las subáreas de drenaje que contribuyen a cada uno de los puntos de ingreso a los ductos
y canalizaciones del sistema de drenaje.
c) El esquema de la divisoria del drenaje debe seguir las fronteras reales de la cuenca.
d) Al trazar la divisoria del drenaje deberán atenderse la influencia de las pendientes de
los pavimentos, la localización de conductos subterráneos y parques pavimentados y no
pavimentados, la calidad de pastos, céspedes y demás características introducidas por la
urbanización. (NC 970-5.2013. Inversiones de Alcantarillado. Parte 5. Ingeniería de
detalles.)
Información Pluviométrica (Hidráulico, 2003)
Cuando el estudio hidrológico requiera la determinación de las curvas intensidad –
duración - frecuencia (IDF) representativas del lugar del estudio, se procederá de la
siguiente manera:
a) Si la zona en estudio está en el entorno de alguna estación pluviográfica, se usará
directamente la curva IDF perteneciente a esa estación.
b) Si para la zona en estudio sólo existe información pluviométrica, se encontrará la
distribución de frecuencia de la precipitación máxima en 24 horas de dicha estación y
luego junto con la utilización de la información de la estación pluviográfica más cercana se
confeccionará las curvas (PDF) para los periodos de retorno necesarios.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 1.6.a Coeficientes de escorrentía para ser utilizados en el Método Racional
CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICIE PERIODO DE RETORNO (AÑOS)
10 25 50 100
AREAS URBANAS Asfalto Concreto /
Techos 0.77-0.80 0.81-0.83 0.90-0.92 0.95-0.97
Zonas verdes (jardines, parques, etc.) Condición pobre (cubierta de pasto menor del
50% del área)
0-2% de pendiente 0.34 0.37 0.44 0.47
De2 a 7% de pendiente 0.40 0.43 0.49 0.53
Mas del 7% de pendiente 0.43 0.45 o.52 0.55
Condición promedio (cubierta de pasto menor del 50% al 75% del área)
0-2% de pendiente 0.28 0.30 0.37 0.41
De2 a 7% de pendiente 0.36 0.38 0.45 0.49
Mas del 7% de pendiente 0.40 0.42 0.49 0.53
Condición buena (cubierta de pasto mayor del 75% del área)
0-2% de pendiente 0.23 0.25 0.32 0.36
De2 a 7% de pendiente 0.32 0.35 0.42 0.46
Mas del 7% de pendiente 0.37 0.40 0.47 0.51
AREAS NO DESARROLLADAS
Áreas de cultivo 0-2% de pendiente 0.36 0.40 0.43 0.47
Áreas de cultivo De2 a 7% de pendiente 0.41 0.44 0.48 0.51
Áreas de cultivo Mas del 7% de pendiente 0.44 0.48 0.51 0.54
Pastizales 0-2% de pendiente 0.30 0.34 0.37 0.41
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31
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Pastizales De2 a 7% de pendiente 0.38 0.42 0.45 0.49
Pastizales Mas del 7% de pendiente 0.42 0.46 0.49 0.53
Bosques 0-2% de pendiente 0.28 0.31 0.35 0.39
Bosques De2 a 7% de pendiente 0.36 0.40 0.43 0.47
Bosques Mas del 7% de pendiente 0.41 0.45 0.48 0.52
Tabla 1.6.Coeficiente de escurrimiento (Hidráulico, 2003)
Valores del coeficiente de escurrimiento para zonas con poco o ningún desarrollo urbano
Tipo de
cubierta del
suelo
Pendiente en
%
Tipo de suelo
Grueso Medio Fino
Areno-limoso Arcilla-arenosa Arcillas compactas
1 2 3 4 5
Monte
0-5 0,10 0,30 0,40
5-10 0,25 0,35 0,50
10-30 0,30 0,50 0,60
Pastos
naturales
0-5 0,10 0,30 0,40
5-10 0,16 0,36 0,55
10-30 0,22 0,42 0,60
Suelos
cultivados
0-5 0,30 0,50 0,60
5-10 0,40 0,60 0,70
10-30 0,52 0,72 0,82
32
32
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 1.6.c Valores del coeficiente de escurrimiento C(Hidráulico, 2003)
Valores del coeficiente de escurrimiento C para zonas urban1zadas o por urbanizar
Tipo de superficie Coeficiente de
escurrimiento
Áreas planas con aproximadamente un 30% de
impermeable
0,40
Áreas de pendiente moderada con zonas de
aproximadamente un 50% impermeable 0,65
Áreas edificadas de pendiente moderada con zonas de
aproximadamente un 70% impermeable 0,80
Vías de asfalto 0,75 a 0,95
Vías de hormigón 0,80 a 0,95
Techos 0,75 a 0,95
Manzanas comerciales con edificios de apartamento 0,50 a 0,70
Manzanas residenciales con casas aisladas 0,40 a 0,60
Manzanas residenciales con manzanas industriales ligeras 0,50 a 0,80
Manzanas residenciales con manzanas industriales
pesadas
0,60 a 0,90
Manzanas residenciales con solares yermo 0,10 a 0,30
Cuando la cuenca se compone de zonas de características distintas se obtendrá un
coeficiente ponderado de escurrimiento luego de determinar las áreas y los coeficientes
correspondientes a ella en zona objeto de estudio mediante la expresión:
33
33
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
i
ii
A
ACC
* ecuación (1.3)
Donde:
Ci= Coeficiente parcial de escurrimiento
Ai=Área parcial correspondiente
Ejemplo ilustrativo de curvas Precipitación Frecuencia Duración (PFD) e Intensidad
Frecuencia Duración (IFD)
Curvas IFD
%
A, B y C Son los periodos de retornos
Figura 1.6 Curvas de los periodos de retorno(Hidráulico, 2003)
Si no se tiene las curvas de PFD o las de IFD se podrá determinar la intensidad por el
nomograma que se muestran a continuación y el isoyetico del 1% siempre que la
población tenga una densidad inferior a 20000 habitantes por km2. (NC 970-5.2013.
Inversiones de Alcantarillado. Parte 5. Ingeniería de detalles.)
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34
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
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35
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 1.7 Nomograma de intensidad de lluvias mm/minutos (Hidráulico, 2003)
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 1.8 láminas de lluvia máximas
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
CAPITULO II. Recopilación de datos y diseño de la sección típica hidráulica.
2.1 Ubicación geográfica de la zona en estudio.
La construcción de la red de drenaje pluvial de la Ciudad de Cárdenas dará servicio a toda
la población de esta ciudad enmarcada dentro del perímetro urbano de esta urbe
matancera, ubicada en la costa norte de la provincia en las inmediaciones de la bahía de
igual nombre, aproximadamente entre las coordenadas N: 353,000 – 358,500 y E:
475,700 – 481,100, en un espacio caracterizado por su relieve llano, poco diseccionado de
mal drenaje. El punto medio del área urbana se corresponde con los 23o 2’ 14’’ de latitud
Norte y los 81o 12’ 17’’ de longitud Oeste. (Estudio topográfico canales CT-1A y CT-1B.
UEB Investigaciones Colón. 20014.)(25, 2016)
2.1.1 Ubicación especifica de las obras de captación a diseñar
Los canales que se proponen en la obra se ubican en la Calle Pinillos de la Ciudad de
Cárdenas:
El canal CT-1B comienza su trazado en la intersección de los ejes de las calles Céspedes
y Pinillos con coordenadas N: 357.064 y E: 479.616 y desemboca en el canal CP-2 en la
intersección de las calles Héctor y Concha con coordenadas N: 356.935 y E: 479.963.
El canal CT-1A comienza su trazado en la intersección de los ejes de las calles Ayllón y
Pinillos con coordenadas N: 357.120 y E: 479.557 y desemboca en el canal CP-1A en .la
intersección de la calle Pinillos y Phinney con coordenadas N: 357.453 y E: 479.190.
Las cotas del nivel de terreno en el trazado del canal CT-1A varían desde cotas de 1.32
m.s.n.m.m. en su parte inicial hasta cotas de -0.36 m.s.n.m.m. en la desembocadura en el
canal CP-1A; siendo la pendiente natural del terreno de 0.0014.
Las cotas del nivel de terreno en el trazado del canal CT-1B varían desde cotas de 1.27
m.s.n.m.m. en su parte inicial hasta cotas de -0.08 m.s.n.m.m. en la desembocadura en el
canal CP-2; siendo la pendiente natural del terreno de 0.0003. (Estudio topográfico
canales CT-1A y CT-1B. UEB Investigaciones Colón. 20014.)
38
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.1. Ubicación de los canales CT-1A y CT-1B en la Ciudad de Cárdenas.(25, 2016)
Tabla 2.1. Coordenadas de los canales que corresponden a la etapa IV. Planta General
Ciudad de Cárdenas, 1: 25 000.(25, 2016)
2.2 Alcance del servicio solicitado
Diseñar dos canales de drenaje pluvial ubicado en la zona baja de la ciudad y cercano a la
bahía de Cárdenas en la calle Pinillos: el canal CT-1A va desde la calle Ayllón hasta la
calle Phinney desembocando en el Canal existente CP-1B; el otro canal CT-1B va desde
la calle Céspedes hasta la calle Concha donde hace una inflexión a 90° para seguir su
Canales Coordenadas planas Coordenadas geográficas
X Y Latitud N Longitud W
CT-1A 357.120 479.557 24° 8′ 35.26″ 82° 24′ 18.57″
CT-1B 357.064 479.616 24° 8′ 37.16″ 82° 24′ 20.58″
39
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
trazado hasta la calle Héctor y Concha, donde realiza un giro de 45° para desemboca en
el mar, en un punto en común con el canal existente CP-2. 6).
2.3 Requisitos técnicos.(25, 2016)
Diseñar los dos colectores de drenaje pluvial que cumpla con los requisitos de
diseño de las Normas Cubanas NC 600: 2008 y la NC: 770-2010, de modo que se
garantice una adecuada conducción y recolección de las aguas pluviales de las
áreas que tributan hacia los mismos.
Se diseñarán los canales colectores de drenaje pluvial con elementos de
construcción prefabricados, de modo que sean capaces soportar las cargas del
tráfico vehicular y a su vez tenga la capacidad de conducción de los gastos
máximos de escurrimiento superficial en los puntos de aportes o entrega definidos
en el estudio hidrológico realizado.
Se tendrá en cuenta la posible afectación que pueda originar la construcción de los
colectores de drenaje pluvial paralelos a una línea de ferrocarril activa, por lo que el
borde la zanja de excavación tendrá la distancia mínima de 4 metros del eje del
ferrocarril.
Se diseñarán las obras de captación con rejillas Irving, para recoger el
escurrimiento superficial en los puntos de aporte. Las obras de captación se unirán
a los canales colectores, mediante canales de unión utilizando el mismo sistema
constructivo.
Se diseñarán los registros de inspección en los canales colectores de drenaje
pluvial con tapas de Hofo situados cada 100 metros, que permita la limpieza e
inspección en las labores de mantenimiento.
Por las características del terreno y por su cercanía del mar, se diseñará una
solución constructiva de modo que la rasante del canal minimice la excavación en
zanja, debido a que el nivel freático está una profundidad promedio de 0.5 m del
terreno natural.
40
40
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
2.4 Geología y Geomorfología.(25, 2016)
Desde el punto de vista geomorfológico, la zona se desarrolla en una llanura muy baja a
baja, marina, lacuno-palustre no diseccionada. Las escasas pendientes de la superficie,
condicionan la dinámica superficial con el predominio de los procesos de infiltración que se
ven frenados por la impermeabilización de la superficie.
Según la clasificación tipológica de los paisajes de la provincia de Matanzas (Cabrera,
1995), el lugar se caracteriza por ser una llanura marina, holocena, eluvial, con predominio
de drenaje subterráneo, poco profundo (de carso costero) y clima cálido y muy cálido con
escasa oscilación térmica y relativamente poco, en parte se corresponde con una llanura
cenagosa que se extiende hasta la línea costera, constituida por una Llanura litoral
pantanosa sobre depósitos ternarios palustre y palustre-marinos con predominio de
suelos hidromórficos (ciénaga costera) en la cual predominaba la vegetación de ciénaga y
manglares y, en partes vegetación secundaria hidrófila de ciénagas y pantanos. En la
Figura 2 se muestra un mapa geológico de la cuidad de Cárdenas donde está ubicada la
obra.
Figura 2.2 Mapa geológico de la zona de la obra.
Leyenda
2
1K
J-K1
J-K1
2
2
2
2
4
CARDENAS
VARADERO
CANTEL
CAMARIOCA
41
41
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
N1 2-3 gn: Formación Güines. Calizas coralinas, biodetríticas, de grano fino a
medio, fosilífera recristalizadas, dolomitizadas, arcillosas, dolomitas, margas
calcáreas. Son más masivas que estratificadas, producto de procesos de
deposición en zonas sublitorales con escasa presencia coralina. La edad de
esta formación es Mioceno Inferior parte alta- Mioceno Superior parte basal.
El espesor de esta formación fluctúa entre los 50 a más de 1600 m de
profundidad. Es la formación más extendida en la zona y la de mayor
importancia debido a que sobre ella se encuentra ubicado el campo de pozo.
pQ3 js: Formación Jaimanita: Calizas biodetríticas masivas, carstificadas y
biocalcarenitas de granulometría y estratificación variable o masiva. Color
blancuzco, resáceo o amarillenta. Se ubica al Norte de la zona de interés
bordando la zona costera cubierta por depósitos de turbas y vegetación de
mangle.
Según el Estudio Ingeniero-geológico e Hidrológico del Drenaje Pluvial Cárdenas (2003)
se realizaron varias calas de dentro del área, de ellas se muestran a continuación las calas
más cercanas de la construcción de los canales (ver bibliografía 7).
C-20: Se ubica en la intersección de la calle Héctor y Concha, muy próxima a la
desembocadura del canal CT-1B.
Cala 31: Se ubica en la intersección de las calles Héctor y Concha, en el mismo trazado
del canal CT-1B.
42
42
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2. Resultados de las calas realizadas en el terreno
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Cala 34: Se ubica en la intersección de las calles Pinillos y Céspedes, donde comienza el
trazado del canal CT-1B.
Cala 37: Se ubica en la intersección de las calles Pinillos y Línea, en el mismo trazado del
canal CT-1A.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.4 Resultados de las calas realizadas en el terreno
Cala 40: Se ubica en la intersección de las calles de Pinillos y Phinney, en el tramo donde
el canal CT-1A desemboca en el canal existente CP-1B.
45
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.5 Resultados de las calas realizadas en el terreno.
Primeramente, encontramos asfalto con un espesor de 0.5 a 0.20 m seguido por una capa
de relleno que en algunos lugares llega a ser del orden de los 1.30 m. Subyaciendo a
estos aparecen(Normalización, 2009 ):
Tipo I: Representado por una arcilla plástica de color carmelita rojo con fragmentos de
rocas, con espesores que varían desde 0.05 hasta 1.80 m.
Tipo II: Se presenta una arcilla de color beige plástica con presencia de carbonatos y
gravas con espesores que van desde los 0.30 hasta los 2.20 m.
Tipo III: Esta capa tiene una distribución más limitada y generalmente aparece en las
zonas más bajas. Representado por una arcilla negra que a veces se presenta mezclada
con raíces de plantas y otras con restos de materia orgánica o material turboso, lo que le
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
da aspecto de suciedad y coloración oscura. Se presentan con espesores pequeños
hasta 0.20 m.
Tipo IV: Esta capa se presenta hacia la parte más cercana a la costa. Está representado
por turba o material turboso con mucha fetidez, con colores pardos y oscuros, y espesores
incluso mayores de 2.0 m.
Tipo V: Esta capa se localiza en toda la zona y aparece a profundidades que van desde
menos de 1 m y mayores de los 3.50 m representada por una caliza de colores claros
generalmente beige o amarillo claro, dura, cavernosa, con presencia de fósiles. Por su
importancia desde el punto de vista constructivo se realizó un plano de techo de la roca, el
cual se encuentra en el anexo No. 30.
Los tipos litológicos I, II, III, IV van a pertenecer a los depósitos indiferenciados del
Holoceno los cuales son muy característicos en toda esta zona representados por los
sedimentos biógenos mientras que los sedimentos del tipo litológico V pertenecen a la
Formación Canimar de edad Mioceno Medio y que aparecen representados por calizas las
cuales aparecen subyaciendo a los sedimentos indiferenciados del Holoceno, aunque en
ocasiones se encuentran aflorando en la superficie del terreno.
2.4.1 Hidrogeología
De acuerdo al estudio ingeniero-geológico e hidrológico realizado en la ciudad de
Cárdenas, los parámetros hidrogeológicos determinados en la cala 18 ubicada en la calle
Héctor final se pueden ver la Tabla 2:
Tabla 2.2 Parámetros hidrogeológicos(Normalización, 2009 )
N0.
Cala Ubicación
Parámetros
N.E
(m)
S
(m)
Q
(l/s)
q
(l/s/m)
T
(m2/d)
Kf
(m/d)
(m/s)
C-18 Calle Héctor
final 0.92 0.06 6 100 86400
1162.09
0.0134
Los niveles estáticos de las aguas subterráneas se presentan en este periodo seco en
cotas desde los 0.30 en las partes bajas a 0.62 m.s.n.m.m. en las zonas altas.
Cuando asciende o desciende la marea en el mar lo hacen de la misma forma los niveles
de las aguas subterráneas, por lo que podemos afirmar que existe una relación directa
47
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
entre las fluctuaciones de las mareas en el mar y la oscilación de los niveles freáticos, con
un tiempo de retardo a medida que avanzamos tierra adentro de 1 hora cada 1100 metros,
aunque esta relación no es absoluta y puede verse afectada por determinadas barreras,
pero es al menos un valor orientativo para el diseño y construcción(Normalización, 2009 )
.
La amplitud de la oscilación máxima de las aguas subterráneas es de 0.18 metros (cerca
de la costa), y en la zona más lejos es de 0.12 m.
Las mediciones realizadas durante el periodo seco, por lo que los valores obtenidos de los
niveles de las aguas van a ser superiores en el periodo de lluvia si tenemos en cuenta que
se presenta una amplitud de oscilación de los niveles de las aguas subterráneas entre los
periodos secos y húmedos de 0.25 metros.
Los horarios de los picos de máximos y mínimos del nivel de las aguas subterráneas
cambian con las fases de la luna y la atracción del sol entre otras cosas, por lo que estos
horarios obtenidos no son permanentes, ya que estos se van desplazando en el espacio
con el transcurso del tiempo.
La amplitud de oscilación de los niveles de las aguas subterráneas entre los periodos
secos y húmedos es de 0.25 metros según los datos observados en estudios realizados
en esta área (ver bibliografía 7).
La dirección del flujo de las aguas subterráneas obtenida en el plano de hidroisohipsas
es hacia el noreste, en dirección perpendicular a la costa.
La obra se encuentra ubicada en el tramo hidrogeológico M – IV – I, cuyas lluvias anuales
son para el 50 % y el 75% de probabilidad son de 1555 y 1345 mm respectivamente.
Dispone de una reserva de agua anual para el 50 y 75 % de 69.16 y 60 Hm³; posee una
extensión superficial de 299 km². En la zona de litorales, los niveles se encuentran en las
profundidades entre 5.0 – 15.0 m, en las cotas piezométricas desde 0.25 – 5.0 m (ver
Figura 3).
48
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.4. Tramo hidrogeológico M-IV-I
Figura 2.5. Limnigrama Pozos C-4 y C-18
Nota: Los limnígrafos se instalaron en a las calles Velásquez y Concha(C-4) y la calle
Héctor final(C-18). (Informe Hidrológico para el “Proyecto Drenaje Pluvial
Cardenas”.2014.)
370 000
360 000
350 000
470 000
480 000
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49
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
2.5 Clima
La precipitación es el componente del clima que mayores implicaciones tiene en la obra,
sobre todo durante las etapas constructivas. La precipitación media anual en el lugar es de
1 300 mm, llegando d 1 200 mm en las partes más próximas a la costa (Bahía de
Cárdenas). Durante los meses del período poco lluvioso, los totales normalmente son del
orden de los 40 a 50 mm, mientras que el 80% de la lluvia anual cae entre los meses de
mayo a octubre. El coeficiente de variación en los meses más lluviosos es de tan solo
0.28, mientras que en el período poco lluvioso es de 0.48, casi el doble. Esto es debido a
que, los mecanismos que generan las precipitaciones, de forma más dependiente en las
zonas costeras y próximo a ellas, durante los meses de diciembre a abril, son menos
estables y su frecuencia varía mucho de un año a otro, como son, sobre todo, los sistemas
frontales (25, 2016).
La frecuencia de grandes precipitaciones diarias es relativamente baja en la zona, inferior
a 0.4, y la mayor ocurrencia se presenta en los meses de junio y octubre, o sea, al inicio y
fin del período lluvioso.
La evaporación media anual de 200 mm es baja, en comparación con otras zonas del
territorio provincial debido a los altas valores de la humedad del aire, no obstante, el
balance evaporación – precipitación es negativo, con un valor de 800, por lo que la
evaporación supera a la precipitación, sobre todo en los meses de marzo y abril. En la
siguiente tabla se muestra el número de días al año con precipitaciones en la zona. (25,
2016)
Tabla 2.3. Número de días con precipitaciones mensuales y anuales en el lugar.
E F M A M J J A S O N D Anual
5 5 5 5 13 17 16 14 16 10 6 4 116
Según el Mapa de las Láminas de Lluvias Máximas Diarias del 1% de Probabilidad de
Cuba (2014), la obra se encuentra ubicada en zona de Isoyeta de 375 mm (ver bibliografía
4); que para una probabilidad de diseño del 20% de Probabilidad de los canales (ver
bibliografía 3), las intensidades de lluvia oscilan entre 147 y 217 mm/h (ver Figura 3).
(Informe Hidrológico para el “Proyecto Drenaje Pluvial Cardenas”.2014.)
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.6. Mapa Isoyético de la zona(25, 2016)
2.6 Parámetros Técnicos
2.6.1 Cálculos de las áreas de aporte
La construcción de los 2 canales pluviales que se proponen en esta obra, se encuentran
ubicados en las áreas de aporte Z1 y Z2 del Estudio hidrológico realizado de la Ciudad
de Cárdenas (ver Figura 2.5).
Obr
a
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.7. Ubicación de las áreas de aportes
Las áreas de aportes del canal CT-1A vienen dadas en la siguiente tabla:
Tabla 2.4. Áreas de aporte del canal CT-1A
Punto de
recolección
Área
(ha)
Ubicación Zona
CT-1A-6 2.5 Ayllón y Pinillos
Z2 CT-1A-5 20.0 Calvo y Pinillos
CT-1A-4 1.0 Surverbille y Pinillos
Línea CT-1A-3 1.5 Línea y Pinillos
CT-1A-2 7.0 Carrillo y Pinillos Z1
CT-1A-1 10.0 Sáez y Pinillos
Total 42.0
Las áreas de aportes del canal CT-1B vienen dadas en la siguiente tabla:
Tabla 2.5. Áreas de aporte del canal CT-1B
Punto de
recolección
Área
(ha)
Ubicación Zona
CT-1B-4 0.9 Céspedes y Pinillos
Z2 CT-1B-3 2.2 Laborde y Pinillos
CT-1B-2 28.5 Concha y Pinillos
CT-1A-1 28.2 Héctor y Concha
Total 59.8
2.6.2 Cálculo de los gastos de aporte
Los resultados de los parámetros hidrológicos de las áreas fueron tomados del estudio
realizado. Las intensidades de lluvias se tomaron para una probabilidad del 20 % para el
diseño de la obra. Según el Mapa de Láminas de Lluvia del 1% de Probabilidad se tomó el
valor de 375 mm para la Ciudad de Cárdenas. A continuación, se dan los gastos de
aportes de las áreas que tributan para los dos canales. (PI-03-03. Procedimiento de
Alcantarillado.)
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 2.6. Gastos de aporte del canal CT-1A
Punto
aporte A(ha) Cp L(m) H(m) te(min) i(mm/h) Q(l/s)
CT-1A-6 2.50 0.70 800 1.71 36.5 1.42 414
CT-1A-5 20.00 0.80 1000 1.48 49.9 1.27 3394
CT-1A-4 1.00 0.60 200 0.14 19.3 1.67 167
CT-1A-3 1.50 0.60 300 0.21 26.3 1.56 233
CT-1A-2 7.00 0.60 300 0.21 26.3 1.56 1090
CT-1A-1 10.00 0.60 300 0.21 26.3 1.56 1556
Total 42.00
Tabla 2.7. Gastos de aporte del canal CT-1B
Punto
aporte A(ha) Cp L(m) H(m) te(min) i(mm/h) Q(l/s)
CT-1B-4 0.9 0.50 100 0.23 7.15 1.90 142.6
CT-1B-3 2.2 0.70 300 0.1 35.0 1.44 369.1
CT-1B-2 28.5 0.75 900 1.6 42.9 1.35 4794.5
CT-1B-1 28.2 0.70 400 0.29 32.4 1.47 4841.6
Total 59.8
Donde:
Cp : coeficiente de escorrentía ponderado del área de aporte.
L : Longitud máxima de recorrido de la lluvia (m).
H : Desnivel topográfico del punto más alejado del área (m).
te : Tiempo de recorrido de la lluvia desde el punto más alejado (min)
i : Intensidad de la lluvia en mm/min para una probabilidad de diseño del 20 %.
Q : Gasto de escorrentía por la fórmula Racional (l/s).
El gasto de circulación se determinó por la fórmula Racional, a saber:(normalización,
2013)
Q = (C* I * A)/0.36 Ec. 2.1
53
53
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Donde:
C: Coeficiente de escorrentía (adimensional)
I : Intensidad de la lluvia (mm/h)
A : Área de la cuenca (ha)
Q : Gasto de escorrentía (l/s)
2.7 Diseño de la sección típica hidráulica.(Chow, 2003, Aguilar, 2011)
Consideraciones generales
Para el cálculo hidráulico de los canales, se consideró el momento “pico” de la avenida de
la lluvia. El diseño de la sección típica hidráulica se realizará mediante el software
HCANALES.
Para el diseño geométrico de la sección típica hidráulica es necesario tener en cuenta que
el lugar donde se construirá la obra carece de espacio suficiente debido a que además de
la red de drenaje pluvial se ejecutarán las redes de alcantarillado sanitario y acueducto, sin
dejar de tener presente que existe un conducto correspondiente a la empresa del petróleo
lo que limita aún más el espacio, por lo que es de vital importancia diseñar una sección de
canal que ocupe el menor espacio y evacue la mayor cantidad de agua posible.
Para la selección de la sección típica hidráulica adecuada a las características del lugar se
establecerán dos hipótesis:
- Sección circular
- Sección rectangular.
Sección circular
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.8 Diseño de la sección circular para D=1m por HCanales
Figura 2.9 Diseño de la sección rectangular para b=1m.
Si se establece una comparación entre las figuras 2.8 y 2.9 se puede observar que la
sección circular de 1 m de diámetro evacua 1.07 m3/s mientras que la sección rectangular
de 1 m de ancho evacua 1.65 m3/s lo que demuestra que para lograr un mejor
aprovechamiento del área donde se construirá la obra será necesario ejecutar un canal de
sección rectangular. Por otra parte la NC 770 Requisitos de diseño del sistema de drenaje
pluvial urbano establece que la profundidad mínima desde la cota de corona de la tubería
hasta la cota sobre el pavimento de la calle debe ser de 0.9 m, para garantizar el buen
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
estado del conducto ante la carga por peso impuesto, por lo que al optar por una sección
de geometría rectangular se podrá diseñar una sección de fácil construcción y que permita
absorber la carga impuesta sobre la misma sin que dañe su estabilidad y que el cemento
asfaltico de la vía sea depositado sobre la losa de cubierta del canal.
2.7.1 Diseño de la sección típica hidráulica para cada tramo de canal en particular.
Canal CT-1A primer tramo longitud = 234 m
Tabla 2.8 Aporte de caudal primer tramo canal CT-1A
Punto
aporte Q(m3/s)
CT-1A-6 0,414
CT-1A-5 3,394
CT-1A-4 0,167
total 3,975
Figura 2.10 Diseño de la sección rectangular canal CT-1A primer tramo.
Canal CT-1A segundo tramo longitud = 272 m
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 2.9 Aporte de caudal segundo tramo canal CT-1ª
Punto
aporte Q(m3/s)
Primer
tramo 3.975
CT-1A-3 0,233
CT-1A-2 1,09
CT-1A-1 1,556
total 6,854
Figura 2.11Diseño de la sección rectangular canal CT-1A segundo tramo.
Canal CT-1B primer tramo Longitud = 320 m
Tabla 2.10 Aporte de caudal primer tramo canal CT-1B
Punto
aporte Q(m3/s)
CT-1B-4 0,1426
CT-1B-3 0,3691
CT-1B-2 4,7945
total 5,3062
57
57
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Figura 2.12 Diseño de la sección rectangular canal CT-1B primer tramo.
Canal CT-1B segundo tramo Longitud = 154 m
Tabla 2.11 Aporte de caudal segundo tramo canal CT-1B.
Punto aporte Q(m3/s)
primer tramo 5,3062
CT-1B-1 4,8416
Total 10,1478
Figura 2.13 Diseño de la sección rectangular canal CT-1B segundo tramo
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Capítulo III: Análisis de los resultados y presupuesto de la sección típica hidráulica
elegida.
3.1 Definición del tipo de obra que se propone:
A partir de los resultados obtenidos en el capítulo anterior se propone la construcción de
dos canales de drenaje pluvial ubicados en la zona baja de la ciudad y cercano a la bahía
de Cárdenas en la calle Pinillos: el primer canal denominado CT-1A va desde la calle
Ayllón hasta la calle Phinney desembocando en el Canal existente CP-1B; el segundo
canal denominado CT-1B va desde la calle Céspedes hasta la calle Concha donde hace
una inflexión a 90° para seguir su trazado hasta la calle Héctor y Concha, donde realiza
un giro de 45° para desemboca en el mar, en un punto en común con el canal existente
CP-2.
3.1.1 Descripción del Canal de Drenaje Pluvial CT-1A:
El trazado de este canal comienza en la intersección de los ejes de las calles Pinillos y
Ayllón, tendrá una longitud total de 506 m, divididos en dos tramos constructivos cuyos
parámetros detallan a continuación:
Primer tramo
Longitud = 234 m
Ancho interior del canal = 2.0 m
Altura del canal = 0.8 m
Solución constructiva del primer tramo
Fondo del canal con losas fundidas in situ de 2.6 x 0.20 m y se fundirá en paños de 9 m.
Paredes con bloques de 20x20x50 cm macizados y anclados.
Techo del canal con losas prefabricadas de 2.6 x 1.20 x 0.22 m.
Base de asentamiento del canal con una capa de rajoncillo de 76 a 152 mm, con un
espesor de 30 cm en todo el ancho de excavación de la zanja.
Se hará una ampliación concéntrica del canal para unir el primer tramo con el segundo
tramo.
Para recoger el escurrimiento superficial de las calles que tributan hacia el canal, se
colocarán rejillas Irving, las cuales se apoyarán sobre paredes bloques de 0.20 m. Se hará
una conexión al canal colector mediante tubería de PEAD de 400 mm.
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59
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Las pendientes de los canales de conexión y del canal principal serán de 0.0025, teniendo
en cuenta que la topografía es bastante llana.
Segundo tramo
Longitud = 272 m
Ancho del canal = 3.2 m
Altura del canal = 0.8 m
Solución constructiva del segundo tramo
Fondo del canal con losas fundidas in situ de 3.6 x 0.20 m y se fundirá en paños de 9 m.
Paredes con bloques de 20x20x50 cm macizados y anclados.
Techo del canal con losas prefabricadas de 3.6 x 1.20 x 0.22 m.
Base de asentamiento del canal con una capa de rajoncillo de 76 a 152 mm, con un
espesor de 30 cm en todo el ancho de excavación de la zanja.
Se hará una ampliación concéntrica del canal para unir el primer tramo con el segundo
tramo.
Para recoger el escurrimiento superficial de las calles que tributan hacia el canal, se
colocarán rejillas Irving, las cuales se apoyarán sobre paredes bloques de 0.20 m. Se hará
una conexión al canal colector mediante tubería de PEAD de 400 mm.
Las pendientes de los canales de conexión y del canal principal serán de 0.003, teniendo
en cuenta que la topografía es bastante llana.
3.1.2 Descripción del Canal de Drenaje Pluvial CT-1B:
El trazado de este canal comienza en la intersección de los ejes de las calles Pinillos y
Céspedes, tendrá una longitud total de 474 m, divididos en dos tramos constructivos cuyos
parámetros detallan a continuación:
Primer tramo
Longitud = 320.0 m
Ancho del canal = 2.2 m
Altura del canal = 1.0 m
Solución constructiva del primer tramo
Fondo del canal con losas fundidas in situ de 2.6 x 0.20 m y se fundirá en paños de 9 m.
Paredes con bloques de 20x20x50 cm macizados y anclados.
Techo del canal con losas prefabricadas de 2.6 x 1.20 x 0.22 m.
60
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Base de asentamiento del canal con una capa de rajoncillo de 76 a 152 mm, con un
espesor de 30 cm en todo el ancho de excavación de la zanja.
Se hará una ampliación concéntrica del canal para unir el primer tramo con el segundo
tramo.
Para recoger el escurrimiento superficial de las calles que tributan hacia el canal, se
colocarán rejillas Irving, las cuales se apoyarán sobre paredes bloques de 0.20 m. Se hará
una conexión al canal colector mediante tubería de PEAD de 400 mm.
Las pendientes de los canales de conexión y del canal principal serán de 0.003, teniendo
en cuenta que la topografía es bastante llana.
Segundo tramo
Longitud = 154 m
Ancho del canal = 3.2 m
Altura del canal = 1.0 m
Solución constructiva del segundo tramo
Fondo del canal con losas fundidas in situ de 3.6 x 0.20 m y se fundirá en paños de 9 m.
Paredes con bloques de 20x20x50 cm macizados y anclados.
Techo del canal con losas prefabricadas de 3.6 x 1.20 x 0.22 m.
Base de asentamiento del canal con una capa de rajoncillo de 76 a 152 mm, con un
espesor de 30 cm en todo el ancho de excavación de la zanja.
Se hará una ampliación concéntrica del canal para unir el primer tramo con el segundo
tramo.
Para recoger el escurrimiento superficial de las calles que tributan hacia el canal, se
colocarán rejillas Irving, las cuales se apoyarán sobre paredes bloques de 0.20 m. Se hará
una conexión al canal colector mediante tubería de PEAD de 400 mm.
Las pendientes de los canales de conexión y del canal principal serán de 0.0035, teniendo
en cuenta que la topografía es bastante llana.
3.2 Cálculo del presupuesto
Para el cálculo del presupuesto se utiliza la Instrucción del Sistema de Precios de la
Construcción, que se denomina PRECONS y se complementa con el conjunto de
documentos mediante los cuales se determinan los recursos, costos y precios que
61
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
permiten valorar los servicios de la construcción y sirven de base para la programación y
control de las obras.
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 3.1 Resumen Programación Cuantitativa
Precio
Código Descripción
U
M
Cantida
d Unitario Importe
Recursos Suministros Asociados
2616010120 ALAMBRE LISO DE ACERO GALVAN. MPTU-2596-50 1.2 MM
# 18 KG 1,41 $0,51 $0,72
2711031009 BARRA DE ACERO CORRUGADO 3/8" GDO A-30 DE 10 MM TM 0,8302 $655,60 $544,27
2711031012 BARRA DE ACERO CORRUGADA ½" GRADO A-30 DE 12 MM TM 9,1423 $655,60 $5.993,68
2711031015 BARRA DE ACERO CORRUGADA 5/8" GRADO A-30 DE 16
MM TM 41,8705 $655,60 $27.450,32
3022051911 PUNTILLAS DE HIERRO CON CABEZA DE 2 1/2" CAL 12 KG 408,55 $0,64 $261,47
4661510001 MADERA PINO US TOSCO PT 17763,00 $0,88 $3.126,29
$37.376,74
Importe de los Suministros
bajo especificaciones : $500.326,13
Costo Total de Materiales : $537.702,87
Recursos Mano de Obra
0000000211 AYUDANTE DE CONSTRUCCION DEL GRUPO SALARIAL II HH 18006,51 $1,91 34392,44
0000010083 ALBANIL DEL GRUPO SALARIAL V HH 1183,05 $2,44 $2.886,65
0000010084 ALBANIL DEL GRUPO SALARIAL IV HH 363,48 $2,29 $832,37
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
0000011383 CABILLERO DEL GRUPO SALARIAL V HH 510,66 $2,44 $1.246,00
0000011384 CABILLERO DEL GRUPO SALARIAL III HH 176,81 $2,12 $374,83
0000011513 CARPINTERO ENCOFRADOR DEL GRUPO SALARIAL V HH 928,21 $2,44 $2.264,82
0000011881 COLOCADOR DE ESLINGA DEL GRUPO SALARIAL III HH 108,25 $2,12 $229,49
0000016723 MECANICO INSTALADOR DE EQUIPO DE BOMBEO GPO
SALARIAL V HH 833,25 $2,44 $2.033,13
0000017061 MONTADOR DEL GRUPO SALARIAL IV HH 216,50 $2,29 $495,79
0000023033 SOLDADOR DEL GRUPO SALARIAL VI HH 216,50 $2,72 $588,88
22543,22 $45.344,40
Recursos Equipos
0022005448(1) TOPADOR DE ESTERA DE 171-190 HP HE 2,43 $38,13 $92,54
0022414003(1) CARGADOR CUCHARON FRONTAL S/NEUMATICOS 0.75-
1.00 M³ HE 17,67 $13,73 $242,49
0022605004(1) EXCAVADORA UNIVERSAL PALA INVERT S/ESTERAS 0.56-
0.70 M³ HE 37,97 $21,96 $833,78
0025513004(1) COMPACTADOR PLATO UNICO VIBRAT. 0.76-1.00 M²
SUPERF. TRABAJO HE 101,93 $3,59 $365,83
0032211005(1) HORMIGONERA ESTACIONARIA ELECTRICA 351-450
LITROS HE 14,56 $5,98 $87,14
0032310002(1) VIBRADOR HORM SUMERGIBLE ELECTRICO 51-70 MM
DIAM CABEZA HE 68,82 $2,80 $192,93
0034110003(1) BOMBA CENTRIFUGA P/AGUA 201-600 LTS/MIN DIESEL
C/MOTOR HE 10425,00 $4,99 $51.976,96
64
64
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
0034110006(1) BOMBA CENTRIFUGA P/AGUA 1500-4000 LTS/MIN DIESEL
C/MOTOR HE 1666,75 $10,70 $17.832,72
0053204006(1) CAMION DE VOLTEO DE 8.1 -10.0 M³ HE 8,37 $27,67 $231,58
0054814005(1) CAMION TANQUE PARA AGUA DE 5001-6000 LT DE
CAPACIDAD HE 34,91 $24,45 $853,79
0059107001(1) GRUA DE IZAJE S/CAMION DE 3.0-8.0 TM HE 108,25 $17,30 $1.873,24
0080310000(1) SOLDADOR ELECTRICO P/MOTOR 100-550 AMPERES
S/JORNAL HE 108,25 $4,08 $442,06
12594,91 $75.025,06
Recursos Suministros bajo especificaciones
000221MHOM MORTERO CEMENTO P-350, ARENA NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-3-1 (V) T-4 MANUAL M3 4,24 $88,75 $376,48
000223MHOM MORTERO CEMENTO P-350, ARENA NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-3-1 (V) T-16 MANUAL M3 23,46 $87,83 $2.060,49
000224MHOM MORTERO CEMENTO P-350, ARENA NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-2 (III) T-4 MANUAL M3 6,53 $99,59 $650,32
000225HHOM HORMIGON 200 KG/CM² 100% GRAVILLA HECHO EN OBRA
MANUAL M3 141,20 $91,09 $12.861,91
000225MHOM MORTERO CEMENTO P-350, ARENA NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-1 (IV) T-16 MANUAL M3 27,29 $77,44 $2.113,03
2616010120 ALAMBRE LISO DE ACERO GALVAN. MPTU-2596-50 1.2 MM
# 18 KG 467,50 $0,51 $238,43
3051011011 TAPA DE REGISTRO U 10,00 $46,40 $464,00
65
65
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
3051011012 CUELLO DE REGISTRO U 10,00 $78,05 $780,50
4414030401 GRAVILLA Ø 10-19 MM GRADO A DE 800 KG/CM² O MAS M³ 170,00 $25,70 $4.369,00
4472010003 BLOQUE HORMIGON 400 x 200 x 200 MM TECNOLOGIA
CUBANA MU 4,732
$1.565,2
3 $7.406,67
90000HOR05 HORMIGON PREM 30 MPa VARADERO M3 204,36 $226,79 $46.346,80
TAPA000260 LOSA PREFABRICADA I( DE 1.2x2.6x0.2 m) U 200,00 $714,95 $142.990,00
TAPA000360 LOSA PREFABRICADA III (DE 1.2x3.6X0.2 m) U 230,00 $1.215,9
5 $279.668,50
$500.326,13
Costo Directo Total : $658.072,33
66
66
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 3.2 Presupuesto por Renglones Variantes y Unidades de Obra
Descripci
ón Mov. Tierra
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón UM
Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
012211
EN FANGO HASTA 1.60
ML DE PROFUNDIDAD
(MANUAL)
M³ 500.00 $14.73 $7,365.00 0.00 7,365.00 0.00
012224
EN TIERRA HASTA 5.00
ML PROFUNDIDAD
(MECANIZADA)
M³ 6466.00 $0.40 $2,586.40 0.00 193.98 2,392.42
014111
REHINCHO Y
COMPACTACION
MANUALES
M³ 1900.00 $5.42 $10,298.00 0.00 7,828.00 2,470.00
014123
DESDE ALTURA
MINIMA PROTECCION
SOBRE CORONA HTA
SUPERF. DEL
TERRENO SOMETIDO
A CARGA > 3 M DE
ANCHO (MECANIZ.)
M³ 2820.00 $1.99 $5,611.80 0.00 282.00 5,329.80
67
67
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
014411
C/MATERIAL
PRODUCTO DE
EXCAVACION HTA 25
M DIST MECANIZ
M³ 7180.00 $0.76 $5,456.80 0.00 215.40 5,241.40
016111
CON TOPADOR,DE
CUALQUIER MATERIAL
PRODUCTO DE LAS
EXCAVACIONES A 25
M DISTANCIA
M³ 6966.00 $0.30 $2,089.80 0.00 69.66 2,020.14
016142
POR CARRETERA
(VELOCIDAD 30-40
KM/H) DISTANCIA
ADICIONAL A 1 KM
CON CAMION DE
VOLTEO HASTA 10 M3
C
K 564.00 $19.92 $11,234.88 0.00 0.00 11,234.88
016143
POR TERRAPLEN
MEJORADO
(VELOCIDAD 20-30
KM/H) HASTA 1 KM DE
DISTACIA CON
CAMION DE VOLTEO
HASTA 10 M3
C³ 28.20 $91.40 $2,577.48 0.00 0.00 2,577.48
016144
POR TERRAPLEN C 112.80 $28.50 $3,214.80 0.00 0.00 3,214.80
68
68
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
MEJORADO
(VELOCIDAD 20-30
KM/H) DISTANCIA
ADICIONAL A 1 KM
CON CAMION DE
VOLTEO HASTA 10 M3
K
018211
CON BOMBEO
DIRECTO (GASTO
HASTA 2000 LT/MIN)
M³ 100000.0
0 $0.26 $26,000.00 0.00 5,000.00 21,000.00
018212
CON BOMBEO
DIRECTO (GASTO DE
2001-12000 LT/MIN)
C³ 10000.00 $9.21 $92,100.00 0.00 20,800.0
0 71,300.00
Total del Listado $168,534.9
6 0.00
41,754.0
4
126,780.9
2
Nivel :
Canal 6/Piso
Descripci
ón Piso
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón
UM Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
69
69
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
015311
DE ARENA Y GRAVA,
COLOCACION MANUAL M³ 400.00 $3.12 $1,248.00 0.00 984.00 264.00
015311 4414030401
GRAVILLA Ø 10-19 MM
GRADO A DE 800
KG/CM² O MAS
M³ 456.00 $16.26 $7,414.56 7,414.56 0.00 0.00
044324
CUALQUIER ESPESOR
CON HORMIGON DE
100 - 300 KG/CM2
M³ 508.00 $4.87 $2,473.96 0.00 2,255.52 218.44
044324 90000HOR0
5
HORMIGON PREM 30
MPa VARADERO
M
3 513.00 $226.79
$116,343.2
7 116,343.27 0.00 0.00
047711
DE HORMIGON A
FROTA GRUESA M² 3909.33 $0.42 $1,641.92 0.00 1,641.92 0.00
301303
Ø 12 MM
TM 12.38 $688.91 $8,528.71 8,359.84 168.86 0.00
301402
Ø 12 MM
TM 12.00 $713.07 $8,556.84 8,103.24 453.60 0.00
305351
HASTA 16 MM EN
LOSAS PLANAS O
CURVAS
T
M 24.38 $43.08 $1,050.29 0.00 1,050.29 0.00
305351 2616010120
ALAMBRE LISO DE
ACERO GALVAN.
MPTU-2596-50 1.2 MM
# 18
K
G 243.80 $0.51 $124.34 124.34 0.00 0.00
311711
HASTA 0.15 M DE
ESPESOR
M² 188.90 $0.86 $162.45 71.78 90.67 0.00
70
70
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Total del Listado
Cantidades :
$147,544.3
3 140,417.03 6,644.86 482.44
Nivel :
Canal 6/Paredes de
Bloques
Descripci
ón Paredes de Bloques
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón
UM Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
031152
MURO DE BLOQUE DE
0.20 MACIZADO CON
HORMIGON DE 175
KG/CM2 EN OBRA
M² 2110.00 $4.43 $9,347.30 0.00 8,840.90 506.40
031152 000225HHO
M
HORMIGON 200
KG/CM² 100%
GRAVILLA HECHO EN
OBRA MANUAL
M
3 274.30 $80.69 $22,133.27 22,133.27 0.00 0.00
031152 000225MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
M
3 84.40 $43.72 $3,689.97 3,689.97 0.00 0.00
71
71
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
DE CAL 1-4-1 (IV) T-16
MANUAL
031152 4472010003
BLOQUE HORMIGON
400 x 200 x 200 MM
TECNOLOGIA CUBANA
M
U 27.43
$1,565.2
3 $42,934.26 42,934.26 0.00 0.00
131101
RESANO CON
MORTERO EN
PAREDES HASTA 3.00
M ALTURA .
M² 4220.00 $1.09 $4,599.80 0.00 4,599.80 0.00
131101 000225MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-1 (IV) T-16
MANUAL
M
3 63.30 $43.72 $2,767.48 2,767.48 0.00 0.00
131142
SALPICADO EN PARED
DE LADRILLOS Y
BLOQUES DE
HORMIGON
M² 4220.00 $0.34 $1,434.80 0.00 1,434.80 0.00
131142 000221MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-3-1 (V) T-4
MANUAL
M
3 21.10 $97.81 $2,063.79 2,063.79 0.00 0.00
72
72
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
131201
EN PAREDES HASTA
3.00 ALTURA
C/MORTERO.
M² 2110.00 $0.99 $2,088.90 0.00 2,088.90 0.00
131201 000224MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-2 (III) T-4
MANUAL
M
3 16.25 $34.71 $563.93 563.93 0.00 0.00
Total del Listado
Cantidades : $91,623.49 74,152.69
16,964.4
0 506.40
73
73
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Nivel : Canal 6/Cerramento
Descripci
ón Cerramento
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón
UM Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
042424
CON CUALQUIER
CALIDAD DE
HORMIGON
M³ 56.40 $6.90 $389.16 0.00 325.99 63.17
042424 000225HHO
M
HORMIGON 200
KG/CM² 100%
GRAVILLA HECHO EN
OBRA MANUAL
M
3 56.96 $80.69 $4,596.10 4,596.10 0.00 0.00
301102
Ø 10 MM
TM 0.30 $787.08 $236.12 202.58 33.54 0.00
301303
Ø 12 MM
TM 1.99 $688.91 $1,370.93 1,343.79 27.14 0.00
305112
DE 10 MM HASTA 1 M
LONGITUD EN VIGAS
T
M 0.30 $239.87 $71.96 1.53 70.43 0.00
305511
HASTA 16 MM, EN
COLUMNAS, VIGAS Y
CABEZALES
T
M 1.99 $37.89 $75.40 0.00 75.40 0.00
311521
DE CERRAMENTO
HASTA 0.30 M Y 4.00 M
DE PUNTAL
M² 562.43 $7.83 $4,403.83 2,142.86 2,260.97 0.00
74
74
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Total del Listado
Cantidades : $11,143.51 8,286.86 2,793.48 63.17
Nivel : Canal 6/Cubierta
Descripci
ón Cubierta
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón
UM Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
044324
CUALQUIER ESPESOR
CON HORMIGON DE
100 - 300 KG/CM2
M³ 35.36 $4.87 $172.20 0.00 157.00 15.20
044324 90000HOR0
5
HORMIGON PREM 30
MPa VARADERO
M
3 35.71 $226.79 $8,098.67 8,098.67 0.00 0.00
047664
EN LOSAS Y PISOS
CON MORTERO
M
L 3667.00 $0.16 $586.72 0.00 586.72 0.00
047664 000223MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-3-1 (V) T-16
MANUAL
M
3 62.71 $43.32 $2,716.41 2,716.41 0.00 0.00
047711
DE HORMIGON A M² 176.75 $0.42 $74.23 0.00 74.23 0.00
75
75
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
FROTA GRUESA
051931
LOSA DE CUBIERTA
DE 0.51-5 TON,ALTURA
HASTA 6 M
U 700.00 $11.04 $7,728.00 0.00 3,983.00 3,745.00
051931 9000000020
LOSA DE CUBIERTA
PREFABRICADA DE
3.30X0.20X1.20 M
U 38.00 $700.00 $26,600.00 26,600.00 0.00 0.00
051931 9000000021
LOSA DE CUBIERTA
PREFABRICADA DE
3.80X0.20X1.20 M
U 662.00 $750.00 $496,500.0
0 496,500.00 0.00 0.00
097231
COLOCACION DE
TAPA Y CUELLO DE
HIERRO FUNDIDO
PARA REGISTROS
U 21.00 $6.53 $137.13 0.00 137.13 0.00
097231 3051011011 TAPA DE
REGISTRO
U 21.00 $46.40 $974.40 974.40 0.00 0.00
097231 3051011012 CUELLO DE
REGISTRO
U 21.00 $78.05 $1,639.05 1,639.05 0.00 0.00
301303
Ø 12 MM
TM 0.12 $688.91 $82.67 81.03 1.64 0.00
301402
Ø 12 MM
TM 1.90 $713.07 $1,354.83 1,283.01 71.82 0.00
305351
HASTA 16 MM EN
LOSAS PLANAS O
CURVAS
T
M 2.02 $43.08 $87.02 0.00 87.02 0.00
76
76
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
305351 2616010120
ALAMBRE LISO DE
ACERO GALVAN.
MPTU-2596-50 1.2 MM
# 18
K
G 20.20 $0.51 $10.30 10.30 0.00 0.00
311611
LOSAS PLANAS O
RAMPAS
M² 78.60 $8.96 $704.26 525.05 179.21 0.00
Total del Listado
Cantidades :
$547,465.9
0 538,427.93 5,277.77 3,760.20
77
77
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Nivel :
Canal 6/TRAGANTES/Paredes de
Bloques
Descripci
ón Paredes de Bloques
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón
UM Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
031152
MURO DE BLOQUE DE
0.20 MACIZADO CON
HORMIGON DE 175
KG/CM2 EN OBRA
M² 84.00 $4.43 $372.12 0.00 351.96 20.16
031152 000225HHO
M
HORMIGON 200
KG/CM² 100%
GRAVILLA HECHO EN
OBRA MANUAL
M
3 10.92 $80.69 $881.13 881.13 0.00 0.00
031152 000225MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-1 (IV) T-16
MANUAL
M
3 3.36 $43.72 $146.90 146.90 0.00 0.00
031152 4472010003 BLOQUE HORMIGON
400 x 200 x 200 MM
M
U 1.09
$1,565.2
3 $1,706.10 1,706.10 0.00 0.00
78
78
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
TECNOLOGIA CUBANA
097411
PARRILLAS IRVING
U 28.00 $1.61 $45.08 0.00 45.08 0.00
097411 3051011148 MARCO PARA
PARRILLA IRVING U 28.00 $10.80 $302.40 302.40 0.00 0.00
097411 3051011149 PARRILLA IRVING
U 28.00 $19.46 $544.88 544.88 0.00 0.00
131101
RESANO CON
MORTERO EN
PAREDES HASTA 3.00
M ALTURA.
M² 168.00 $1.09 $183.12 0.00 183.12 0.00
131101 000225MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-1 (IV) T-16
MANUAL
M
3 2.52 $43.72 $110.17 110.17 0.00 0.00
131142
SALPICADO EN PARED
DE LADRILLOS Y
BLOQUES DE
HORMIGON
M² 168.00 $0.34 $57.12 0.00 57.12 0.00
131142 000221MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-3-1 (V) T-4
MANUAL
M
3 0.84 $97.81 $82.16 82.16 0.00 0.00
79
79
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
131201
EN PAREDES HASTA
3.00 ALTURA
C/MORTERO.
M² 84.00 $0.99 $83.16 0.00 83.16 0.00
131201 000224MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-2 (III) T-4
MANUAL
M
3 0.65 $34.71 $22.45 22.45 0.00 0.00
165414
DE 800 MM DE
DIAMETRO CON
BOCINA Y ESPIGA Y
JUNTA DE GOMA
M
L 24.00 $7.51 $180.24 0.00 60.48 119.76
165414 000225MHO
M
MORTERO CEMENTO
P-350, ARENA
NATURAL , HIDRATO
DE CAL 1-4-1 (IV) T-16
MANUAL
M
3 0.43 $43.72 $18.89 18.89 0.00 0.00
165414 4476020104
TUBO HORM
PRECOMP.P/ALC
C/REF. TTA GOMA
800X2500 MM
U 9.89 $222.05 $2,195.63 2,195.63 0.00 0.00
Total del Listado
Cantidades : $6,931.56 6,010.72 780.92 139.92
80
80
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Nivel :
Canal 6/Trabajos En
Cantera
Descripci
ón Trabajos En Cantera
Costos Directos en Moneda Nacional
Código Suministro Descripci
ón
UM Cantida
d
Costo
Unitario
Costo
Total Materiales
Mano de
O. Equipos
011211
DE VEGETACION HTA
4 M ALTURA (INCLUYE
RECOGIDA Y QUEMA)
C² 2.17 $5.55 $12.04 0.00 6.38 5.66
012411
EN REMOCION DE
TIERRA VEGETAL Y
MATERIAL
INDESEABLE
S/TRANSPORTE
HORIZONTAL
M³ 43.18 $0.89 $38.43 0.00 1.30 37.13
81
81
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
012721
EN ROCA BLANDA SIN
TRANSP. HORIZONTAL
FRENTE DE CANTERA
MENOR DE 3.00 M DE
ALTURA
M³ 2375.00 $1.41 $3,348.75 0.00 71.25 3,277.50
012751
EN ROCA SIN
TRANSPORTE
HORIZONTAL CON
DETONADOR NO
ELECTRICO (CARGA
MECANIZADA)
M³ 1079.00 $4.77 $5,146.83 0.00 280.54 4,866.29
012751 90000EXP0
2
SENATEL
MAGNAFRAC 65
Kg 1998.00 $1.91 $3,816.18 3,816.18 0.00 0.00
012751 90000EXP0
4 Conector no Electrico
U 413.00 $2.89 $1,193.57 1,193.57 0.00 0.00
012751 90000EXP0
5
Detonador no
Electrico
U 151.00 $3.80 $573.80 573.80 0.00 0.00
012751 90000EXP0
6
Detonador Electrico
int
U 12.00 $1.30 $15.60 15.60 0.00 0.00
012751 90000EXP0
7
Cable
Duplex
M 12.00 $6.45 $77.40 77.40 0.00 0.00
016111
CON TOPADOR,DE
CUALQUIER MATERIAL M³ 486.00 $0.30 $145.80 0.00 4.86 140.94
82
82
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
PRODUCTO DE LAS
EXCAVACIONES A 25
M DISTANCIA
016112
ACARREO CON
TOPADOR DE
CUALQUIER MATERIAL
PRODUCTO DE LAS
EXCAVACIONES A 50
M DISTANCIA
M³ 54.00 $0.60 $32.40 0.00 1.62 30.78
Total del Listado
Cantidades : $14,400.80 5,676.55 365.95 8,358.31
Costos Directos Totales en Moneda
Nacional :
Materiale
s:
$772,971.7
8
Mano de Obra : $74,581.42
Costo
Total $987,644.55
Equipos
:
$140,091.3
6
(INSTRUCCIÓN PRESUPUESTARIA PRECONS II 2005)
83
83
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Tabla 3.3 Resumen de Gastos de Obra y Costo total en Ejecución valor CUP y CUC.
Descripción Valor
1 Materiales 537,699.52
2 Mano de Obra 45,868.94
3 Uso de Equipos 100,109.08
Subtotal 683,677.54
4 Otros Gastos Directos de Obra 19,832.24
5 Gastos Generales de Obra 45,592.13
6 TOTAL DE GASTOS DIRECTOS DE PRODUCCIÓN ( 1+2+3+4+5 ) 749,101.91
7 Gastos Indirectos de Obra 92,585.63
8 TOTAL DE GASTOS INDIRECTOS DE PRODUCCIÓN ( 7 ) 92,585.63
9 SUBTOTAL DE GASTOS ( 6+8 ) 841,687.54
10 Presupuesto Independiente de Facilidades Temporales 0.00
11 Presupuesto Independiente de Otros Gastos Adicionales 93,062.19
12 Presupuesto Independiente de Gastos Bancarios 103.05
13 Presupuesto Independiente de Seguros 0.00
14 Presupuesto Independiente de Imprevistos 10,322.85
15
Presupuesto Indep de Transportación de Suministros y Medios del
Constructor 124,415.55
16 Otros Presupuestos Independientes 2,066.40
17
SUBTOTAL DE PRESUPUESTOS INDEPENDIENTES
(10+11+12+13+14+15+16) 229,970.04
18 COSTO TOTAL ( 9+17 ) 1,071,657.58
19 UTILIDAD 20% ( 18-17-1 ) 60,797.60
20 Sub Total Precio del Servicio de la Construcción (18+19) 1,132,455.18
21 Servicio Alimentación 100,190.33
22 Valor (20+ 21) CUP 1,232,645.51
Presupuesto de Gastos en CUC $124,876.58
84
84
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
- Se realizó una búsqueda y recopilación bibliográfica sobre los sistemas de drenaje
pluvial urbano que permitió contar con la información necesaria para el desarrollo
de la investigación.
- Se diseñó una sección típica hidráulica acorde con las condiciones existentes en la
zona baja de la ciudad de Cárdenas que permite erradicar los problemas existentes
con la evacuación de las aguas pluviales.
- Se seleccionó la sección típica hidráulica de geometría rectangular como variante
de solución definitiva y se calculó el presupuesto para el canal CT-1ª
- El análisis del costo económico de la obra determinó un valor en CUP de
$1,232,645.51 pesos y en CUC de $124,876.58
85
85
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
RECOMENDACIONES
- Realizar la modelación hidráulica de los canales diseñados mediante un software
profesional para evaluar el comportamiento de la obra ante determinadas
variaciones en los niveles de descarga.
- Analizar el impacto medio ambiental que se producirá al ejecutar la obra para la
captación y evacuación de las aguas pluviales.
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86
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
87
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
ANEXO 1
88
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
ANEXO 2
89
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Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
ANEXO 3
90
90
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
ANEXO 4
91
91
Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las Aguas Pluviales
en la Zona Baja de la Ciudad de Cárdenas.
Referencias bibliográficas
25, E. 2016. Informe Hidrológico para el “Proyecto Drenaje Pluvial Cardenas”.2014. In:
HIDROLOGÍA, U. (ed.). Varadero ECOI 25.
AGUILAR, M. C. G. B. P. M. M. I. J. P. M. 2011. OBRAS HIDRÁULICAS, Universidad
Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Facultad de Ingeniería Civil, Departamento de
Hidráulica.
CHOW, V. T. 2003. Hidráiulica de canales abiertos Colombia, Universidad de Ilinois.
FELICES, A. R. 2007. Hidráulica de tuberías y canales España.
HIDRÁULICO, I. D. R. 2003. Procedimiento de Alcantarillado. Cuba: INRH.
NORMALIZACIÓN, O. D. 2005. Requisitos de durabilidad para el diseño y construcción de
edificaciones y obras civiles de hormigón estructural. Cuba
NORMALIZACIÓN, O. D. 2009 Anteproyecto de Norma,Carreteras. Puentes y Alcantarillas.
Requisitos de diseño y método de cálculo. Cuba.
NORMALIZACIÓN, O. D. 2010. Edificaciones. Requisitos de Diseño del Drenaje Pluvial
Urbano. NC 770. Cuba.
NORMALIZACIÓN, O. D. 2013. Inversiones de Alcantarillado. Parte 5. . Ingeniería de detalles.
Cuba: Ministerio de la Construcción