Propuesta de Diseño de una Red para la Evacuación de las

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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

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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.

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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.

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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.

7

7

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

8

8



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

9

9



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

10

10



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.

11

11



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

12

12



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.

13

13



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.

14

14



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.

15

15



- 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)

16

16



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.

17

17



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

18



- 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

19



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



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

21



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

22



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

23

23



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.

24

24



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.

25

25



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.

26

26



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)

27

27



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.

28

28



29

29



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.

30

30



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

31

31



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



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



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.)

34

34



35

35



Figura 1.7 Nomograma de intensidad de lluvias mm/minutos (Hidráulico, 2003)

36

36



Figura 1.8 láminas de lluvia máximas

37

37



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

38



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

39



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



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



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



Figura 2. Resultados de las calas realizadas en el terreno

43

43



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.

44

44



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

45



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

46

46



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

47



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

48



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

49

49



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.)

50

50



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

51

51



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.)

52

52



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



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

54

54



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

55

55



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

56

56



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



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

58

58



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.

59

59



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


Solución constructiva del segundo tramo







tramo.






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



Solución constructiva del primer tramo




60

60






tramo.






Segundo tramo

Longitud = 154 m



Solución constructiva del segundo tramo







tramo.






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

61



permiten valorar los servicios de la construcción y sirven de base para la programación y

control de las obras.

62

62



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

63

63



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



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


DE CAL 1-3-1 (V) T-16 MANUAL M3 23,46 $87,83 $2.060,49


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


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



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



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



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



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



ón

UM Cantida

d

Costo

Unitario

Costo

Total Materiales

Mano de

O. Equipos

69

69



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



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



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



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



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



Nivel : Canal 6/Cerramento

Descripci

ón Cerramento



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



Total del Listado

Cantidades : $11,143.51 8,286.86 2,793.48 63.17

Nivel : Canal 6/Cubierta

Descripci

ón Cubierta



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



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



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



Nivel :

Canal 6/TRAGANTES/Paredes de

Bloques

Descripci

ón Paredes de Bloques



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



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



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



Nivel :

Canal 6/Trabajos En

Cantera

Descripci

ón Trabajos En Cantera



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



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



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



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



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



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.

86

86



87

87



ANEXO 1

88

88



ANEXO 2

89

89



ANEXO 3

90

90



ANEXO 4

91

91



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.

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