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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
SANITARIA
TEMA:
ANÁLISIS DEL ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL SECTOR
URBANO AMANZANADO TARIFA ANTIGUO DE LA PARROQUIA
TARIFA, CANTÓN SAMBORONDÓN, PROVINCIA DEL GUAYAS.
AUTORES:
ILIANA ISABEL REYES GUTIÉRREZ
LEONEL JOSÉ SORIANO VILLAO
TUTOR:
ING. ZOILA CEVALLOS, M.Sc.
Año:
2017 - 2018
GUAYAQUIL – ECUADOR
ii
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios, a mi familia, a mi esposo y a todos mis amigos de la universidad,
colegio y trabajo que están siempre apoyándome y dándome su mano amiga para
cualquier duda o inquietud que se me presentan, agradezco a mis profesores por
enseñarme a través de este tiempo a ser más responsable y honesta a buscar
siempre la excelencia y ser un ser humano útil para la sociedad.
Iliana Reyes
Esta meta la cumplo con la bendición de Dios, quien me dio fuerzas para
esforzarme y seguir estudiando día a día.
Mis más sinceros agradecimientos a quienes me apoyaron durante mi proceso
educativo, mi familia, compañeros, amigos, profesores.
Leonel Soriano
iii
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado para los mis queridos abuelos y mi tío Geovanny
Reyes que sé que estarían muy orgullosos de verme salir adelante y cumplir mis
metas, también se la dedico a mi hijo que aunque aún no nazca quiero que sepa
que todo lo hago por él y por nuestro futuro.
Iliana Reyes
Este trabajo va dedicado a mis padres que fueron quienes me brindaron el apoyo
constantemente, a mi familia que estuvo conmigo alentándome, a mis compañeros
con quienes pasamos gratos momentos.
Leonel Soriano
iv
DECLARACIÓN EXPRESA
Artículo XI.- del Reglamento Interno de graduación de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad de los hechos ideas y doctrinas expuestas en este trabajo de
titulación corresponden exclusivamente al autor y al patrimonio intelectual de la
Universidad de Guayaquil.
__________________________
Iliana Isabel Reyes Gutiérrez
C.C. 0951491471
__________________________
Leonel José Soriano Villao
C.C. 0951762772
v
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN
_____________________________ _____________________________
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc. Ing. Zoila Cevallos Revelo, M.Sc.
DECANO TUTOR
_____________________________
Miembro del Tribunal
vi
vii
viii
ix
x
TABLA DE CONTENIDO
CAPÍTULO I ......................................................................................................... 1
1.1. Planteamiento Del Problema......................................................................... 1
1.2. Objetivo General. .......................................................................................... 1
1.3. Objetivos Específicos. ................................................................................... 1
1.4. Justificación................................................................................................... 2
1.5. Delimitación del Tema. .................................................................................. 2
1.6. Hipótesis o premisas de investigación. ......................................................... 3
CAPÍTULO II ........................................................................................................ 4
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN. ................................................ 4
2.1.1. Ubicación del proyecto. .......................................................................... 4
2.1.2. Población ................................................................................................ 7
2.1.3. Topografía .............................................................................................. 8
2.1.4. Suelos..................................................................................................... 9
2.1.5. Formaciones Geológicas ...................................................................... 10
2.1.6. Clima de la Zona .................................................................................. 10
2.1.7. Temperatura ......................................................................................... 12
2.1.8. Precipitación ......................................................................................... 13
2.1.9. Hidrología ............................................................................................. 14
2.1.10. Aspectos socioeconómicos .................................................................. 15
2.1.11. Servicios básicos .................................................................................. 15
xi
2.2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................. 16
2.2.1. Ingeniería Civil ...................................................................................... 16
2.2.2. Ingeniería Sanitaria .............................................................................. 17
2.2.4. Sistema de alcantarillado ...................................................................... 19
2.2.5. Sistema de alcantarillado pluvial .......................................................... 20
2.3. MARCO TEÓRICO ..................................................................................... 23
2.3.1. Cálculo para caudales pluviales. .......................................................... 23
2.3.2. Método racional .................................................................................... 25
2.3.3. Selección del tipo de alcantarillado ...................................................... 26
2.3.4. Red de tuberías y colectores. ............................................................... 27
CAPÍTULO III ..................................................................................................... 31
3.1. METODOLOGÍA ......................................................................................... 31
3.1.1. Topografía ............................................................................................ 31
3.1.2. Análisis de la red existente. .................................................................. 33
3.1.3. Análisis de capacidad de cunetas, sumideros y cámaras de inspección
existentes. ......................................................................................................... 34
3.1.4. Redimensionamiento de las redes de alcantarillado pluvial. ................ 42
3.1.4.1 Áreas tributarias ................................................................................... 43
3.1.4.2 Coeficiente de escorrentía .................................................................... 44
3.1.4.3 Intensidad, duración y frecuencia de las lluvias .................................... 46
3.1.4.4 Tiempo de concentración ..................................................................... 47
3.1.5. Configuración del sistema de alcantarillado ......................................... 49
xii
3.1.6. Trazado de la red de alcantarillado pluvial ........................................... 50
3.1.7. Velocidad mínima y máxima en tuberías de aguas lluvias ................... 51
3.1.8. Nivel de marea en el sector de estudio ................................................ 53
CAPÍTULO IV .................................................................................................... 54
4.1. DESARROLLO DE LA ALTERNATIVA PROPUESTA ................................ 54
4.1.1. Evaluación del caudal de diseño .......................................................... 54
4.1.2. Características de la zona .................................................................... 54
4.1.3. Área de estudio .................................................................................... 55
4.1.4. Coeficiente de escorrentía .................................................................... 56
4.1.5. Tiempo de concentración del sector “Cooperativa 10 de Agosto” ........ 56
4.1.6. Tiempo de concentración sector Tarifa Antiguo ................................... 58
4.1.7. Intensidad, duración y frecuencia de las lluvias .................................... 58
4.1.8. Estimación del caudal ........................................................................... 59
4.1.9. Componentes del sistema de aguas lluvias a implementar .................. 60
CAPÍTULO V ..................................................................................................... 64
5.1. CONCLUSIONES ....................................................................................... 64
5.2. RECOMENDACIONES ............................................................................... 65
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 66
ANEXOS ............................................................................................................ 68
xiii
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Esquema de la zona urbana amanzanada de la Parroquia Tarifa ...... 3
Ilustración 2: Mapa representativo del cantón Samborondón .................................. 4
Ilustración 3: Mapa de zona de estudio (Sector Tarifa Antiguo) ............................... 6
Ilustración 4: Mapa de suelos del Ecuador Continental (Variable Pendientes), Año
2003. .......................................................................................................................... 8
Ilustración 5: Mapa de climas en Ecuador .............................................................. 11
Ilustración 6.- Mapa e Isotermas del Ecuador ........................................................ 12
Ilustración 7: Mapa de zonas de precipitación ....................................................... 13
Ilustración 8: Vista aérea de la Cabecera Parroquial de Tarifa con sus afluentes . 14
Ilustración 9.- Sistema de alcantarillado pluvial existente. (Visita técnica). ............ 16
Ilustración 10: Ciclo Hidrológico de agua. .............................................................. 18
Ilustración 11: Municipal Separate Storm Sewer System ....................................... 20
Ilustración 12: Perfil longitudinal de una cuenca rural. Principales procesos
hidrológicos .............................................................................................................. 22
Ilustración 13: Componentes de un sistema de alcantarillado pluvial (1) ............... 28
Ilustración 14.- Tipos de Sumideros. ...................................................................... 29
Ilustración 15: Componentes de un sistema de alcantarillado pluvial (2) ............... 30
Ilustración 16: Esquema de la metodología a implementar .................................... 31
Ilustración 17: Sumidero ubicado en una esquina del sector de estudio ................ 33
Ilustración 18: Sección transversal de una cuneta del sector de estudio ............... 34
Ilustración 19: Sección de cuneta existente en el sistema de AALL ...................... 35
Ilustración 20: Esquema de sumideros según el sector. ........................................ 36
Ilustración 21: Rejilla sin cordón de andén ............................................................. 38
Ilustración 22: Sumidero lateral del sector de estudio ............................................ 40
xiv
Ilustración 23: Áreas tributarias - rectangulares y cuadradas. ................................ 44
Ilustración 24: Modelo perpendicular ...................................................................... 49
Ilustración 25: Vista aérea de la Parroquia Tarifa .................................................. 57
Ilustración 26: Cámara de revisión, H variable ....................................................... 62
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Límites geográficos de la Parroquia Tarifa .................................................. 3
Tabla 2: Sectorización de la zona urbana de la Parroquia Tarifa. ............................. 5
Tabla 3: Datos del sector de estudio ......................................................................... 6
Tabla 4: Datos poblacionales de la parroquia Tarifa ................................................. 7
Tabla 5: Tipos y características de los suelos del sector ........................................... 9
Tabla 6: Formación geológica en Tarifa .................................................................. 10
Tabla 7: Variables climáticas ................................................................................... 11
Tabla 8: Diámetros recomendados de pozos de revisión. ....................................... 30
Tabla 9: Coeficiente de rugosidad de Manning para cunetas y pavimentos. ........... 35
Tabla 10: Coeficientes de escorrentía Hodrología Aplicada - Ven Te Chow, 1994. 45
Tabla 11: Frecuencia de diseño en tuberías del alcantarillado pluvial ..................... 46
Tabla 12: Parámetros C, e y f para intensidad de lluvia .......................................... 47
Tabla 13: Velocidades máximas a tubo lleno y coeficientes de rugosidad
recomendados ......................................................................................................... 52
Tabla 14: Velocidades máximas para tuberías de AA.LL. (m/s) .............................. 52
Tabla 15: Intensidades de lluvia para distintas duraciones de lluvia ....................... 59
Tabla 16: Coeficientes de fricción de Manning, Hazen Williams y Rugosidad
absoluta .................................................................................................................... 61
Tabla 17: Profundidad mínima de colectores .......................................................... 63
xv
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1: Vista aérea del sector de estudio ............................................................. 69
Anexo 2: Coeficiente de rugosidad de Manning para pavimentos y cunetas .......... 70
Anexo 3: Fórmula de Manning para determinar la velocidad de flujo en canales
cerrados ................................................................................................................... 70
Anexo 4: Tabla de caudales en función de la pendiente y el diámetro de tubería
para un coeficiente de rugosidad =0.009 (PVC)....................................................... 71
Anexo 5: Relaciones hidráulicas ............................................................................. 72
Anexo 6: Tabla de cálculos ..................................................................................... 73
Anexo 7: Curvas IDF para el sector Tarifa Antiguo ................................................. 74
Anexo 8: Cámara de inspección en la Av. Guayaquil, D=52cm y Prof=2.10m ........ 76
Anexo 9: Cámara de inspección en la calle Malecón, D=66cm y Prof=2.70m ........ 76
Anexo 10: Cámara de inspección Coop. 10 de Agosto, D=56cm y Prof=1.30m ..... 77
Anexo 11: Cámara de inspección en la calle Abdón Calderón, Tarifa Antiguo,
D=60cm y Prof=1.80m ............................................................................................. 77
Anexo 12: Medición de la profundidad de cámaras de inspección .......................... 78
Anexo 13: Medición de diámetro de tapa de cámara de inspección ....................... 78
Anexo 14: Medición de diámetro de colector y tirante en cámara de inspección .... 79
Anexo 15: Vista del interior de cámara de inspección ............................................. 79
Anexo 16: Revisión de la cámara de inspección Tramo C ...................................... 80
Anexo 17: Revisión de la cámara de inspección Tramo D ...................................... 80
xvi
RESUMEN
El presente tema brinda una alternativa para solucionar la problemática de drenaje
deficiente del alcantarillado pluvial del sector urbano Tarifa Antiguo de la parroquia
Tarifa, cantón Samborondón, provincia del Guayas, debido a que este sector cuenta
con una red antigua y se usa de conexión para descargar los caudales de la
Cooperativa 10 de Agosto, ocasionando inundaciones en el sector, por lo cual se
propone un análisis de los componentes del alcantarillado y el redimensionamiento
de la red actual, buscando así aportar una respuesta a la problemática que afecta a
varios pobladores del sector. Para el análisis planteado se recopiló información
relevante al sector a fin de realizar los cálculos necesarios para el rediseño.
xvii
ABSTRACT
This issue provides an alternative to solve the problem of poor drainage of storm drains
in the urban Sector Tarifa Antiguo of the parroquia Tarifa, canton Samborondón,
province of Guayas, because this sector has an old network and is used to download
connection the flows of the Cooperativa 10 de Agosto, causing flooding in the sector,
which is why an analysis of the sewerage components and the redimensioning of the
current network is proposed, seeking to provide a response to the problem that affects
several residents of the sector . For the proposed analysis, information relevant to the
sector was collected in order to perform the necessary calculations for the redesign.
xviii
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo surge de la necesidad que tienen los habitantes de la parroquia
Tarifa, del cantón Samborondón, Guayas, referente al estancamiento de aguas lluvias
en el sector; mediante el cual se va a proveer una alternativa, brindando así una
opción a considerar para vencer el inconveniente mencionado.
Para llevar a cabo el trabajo se requiere información del sector, es decir,
localización, área, clima, precipitación, población a beneficiarse, además de solicitar
datos relevantes al Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal de Samborondón,
tales como planos del sector.
El estancamiento de agua en las calles es un mal que ha afectado al sector durante
varios años y aún sigue ocurriendo, provocando así un entorno poco agradable e
inadecuado para los habitantes, ya que este es un medio para la generación de
enfermedades, siendo los más afectados los infantes y ancianos de la comunidad.
Evaluando los datos del sector, condiciones del mismo y aplicando conocimientos
impartidos por los docentes se ha llegado a considerar una alternativa para dicho
problema, siendo esta un rediseño del sistema de alcantarillado pluvial, teniendo en
consideración el alcantarillado existente.
El propósito del trabajo es proveer un control adecuado del agua lluvia que ingresa
a los sumideros y su posterior disposición a un cuerpo receptor, evitando así la
aglomeración del agua en las calles y la proliferación de afectaciones en la salud de
los habitantes.
xix
Palabras claves
Alcantarillado pluvial, método racional.
Abreviaturas
G.A.D.: Gobierno Autónomo Descentralizado
ha: hectáreas (10000m2)
min: minutos
h: hora
mm: milímetros
PEA: Población Económicamente Activa
RAS: Red de Alcantarillado Simplificado
1
CAPÍTULO I
1.1. Planteamiento Del Problema.
La parroquia Tarifa, en el sector Tarifa Antiguo, se encuentra con un problema de
estancamiento de aguas en el sistema de alcantarillado pluvial por lo que ocasiona
que en época de lluvias el agua se acumule en las aceras e inunde varias calles hasta
150 mm de altura del sector urbanizado entre la Av. Guayaquil y el Río los Tintos.
1.2. Objetivo General.
Evaluar el problema de estancamiento de agua en las calles debido a las lluvias,
proporcionando una alternativa de rediseño, a fin de brindar una solución a los
habitantes del sector.
1.3. Objetivos Específicos.
Recopilar información relevante del sector: datos relevantes del sector
encontrados en el INEC demás entidades gubernamentales, para la realización
de cálculos.
Evaluar las posibles causas que producen el estancamiento de agua en las
calles del sector mencionado, mediante inspecciones visuales, cálculos de
comprobación de sumideros, etc. para la evaluación de la posible solución.
Realizar los cálculos necesarios mediante la apropiada revisión de cotas,
determinación del área, cálculo del caudal, etc. para el rediseño del
alcantarillado pluvial.
2
1.4. Justificación.
El tema propuesto se enfoca en solucionar el inconveniente que ha tenido la
comunidad mencionada desde hace varios años, para lo cual se ha tomado en
consideración los recursos con los cuales cuenta el sector, además de las acciones
que implementan las autoridades para tratar el tema.
De acuerdo a la Constitución de la República, en el artículo 14 de la Sección
Segunda: Ambiente sano, del capítulo segundo: Derechos del buen vivir, “se reconoce
el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado,
que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay”.
Además, en el artículo 30 de la Sección sexta: Hábitat y vivienda, del capítulo
segundo: Derechos del buen vivir, indica que: “Las personas tienen derecho a un
hábitat seguro y saludable, y a una vivienda adecuada y digna, con independencia de
su situación social y económica” (Constitución de la República del Ecuador (Asamblea
Constituyente, 2008)).
1.5. Delimitación del Tema.
El proyecto se enfoca en el sector amanzanado “Tarifa Antiguo” de la cabecera
parroquial de Tarifa, específicamente a la altura del km 28 de la vía a Samborondón,
contando con un perímetro de estudio aproximado de 1461.4087 metros y abarcando
un área de 102495 m2 (10.2495 ha), la parroquia cuenta con los límites mostrados en
la siguiente tabla:
3
Tabla 1: Límites geográficos de la Parroquia Tarifa
Fuente: G.A.D. Parroquia Tarifa
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Ilustración 1: Esquema de la zona urbana amanzanada de la Parroquia Tarifa
Fuente: G.A.D. Parroquia Tarifa
1.6. Hipótesis o premisas de investigación.
Mediante la evaluación de las posibles causas que ocasionen el estancamiento de
aguas lluvias se podrá plantear una posible solución, esta consiste en el
redimensionamiento de la red de alcantarillado pluvial del sector de Tarifa Antiguo,
verificando que su implementación mejore la situación actual del sector.
Límites
Norte Vía Guayaquil-Samborondón
Sur Río Los Tintos
Este Coop. 10 de Agosto
Oeste Río los Tintos
4
CAPÍTULO II
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.
2.1.1. Ubicación del proyecto.
La parroquia rural Tarifa se encuentra ubicada en el centro del cantón
Samborondón en la provincia del Guayas, limita al norte con la hacienda Santa Rosa,
al sur con la boca del rio Los Tintos, al este con el rio Babahoyo y el estero Tarifa, y
al oeste, desde el lindero sur de la hacienda Miraflores hasta el lindero norte con la
parroquia Juan Bautista Aguirre (Los Tintos) del cantón Daule, contando con una
extensión aproximada de 137.52 km².
Ilustración 2: Mapa representativo del cantón Samborondón
Fuente: Alcaldía de Samborondón
5
La parroquia rural Tarifa se encuentra ubicada geográficamente en las siguientes
coordenadas: latitud 01´57¨S y longitud 79´43´´W con una altitud de 5 msnm. La
parroquia se conformada por cuatro sectores: Tarifa Antigua, Ciudadela Diez de
Agosto, el Barrio San Francisco y la ciudadela Villas del Río (GAD Parroquial Rural
de Tarifa), cada sector se conforma de la siguiente forma:
Tabla 2: Sectorización de la zona urbana de la Parroquia Tarifa.
Fuente: G.A.D. Parroquia Tarifa
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
La zona de estudio se establece en el sector de Tarifa Antiguo, ubicada al norte
sobre el río Los Tintos, con un perímetro de 1461.41 m y un área de 10.25 ha. La
siguiente tabla se resume los datos más relevantes de la zona de estudio.
Sector Límites
Tarifa Antigua
Comprende de forma horizontal desde el malecón
(Alberti Franco Franco) hasta la calle Guayaquil, y
de forma vertical la Calle Juan de Mata hasta la
Carretera Av. Yúnez – Samborondón.
Barrio San
Francisco
Comprende de forma horizontal desde la
prolongación malecón (Alberto Franco Franco)
hasta calle sin nombre y de forma Vertical desde la
carretera Av. Yúnez -Samborondón hasta la calle
Hugo Gómez Vargas.
Ciudadela 10
de Agosto
Comprende de manera horizontal desde la calle
Guayaquil hasta la calle Emilio Gómez Vargas y de
forma vertical la Calle Dolores Vargas Desiderio
calle hasta la Agustín Correa Cavagnaro.
Urbanización
Villas del Río
Comprende los terrenos que se sitúa detrás de la
Ciudadela Diez de Agosto.
6
Ilustración 3: Mapa de zona de estudio (Sector Tarifa Antiguo)
Fuente: G.A.D. Samborondón
Tabla 3: Datos del sector de estudio
Fuente: Google Earth.
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Provincia
Cantón
Parroquia
Limites
Área
Perímetro
Este Norte
638145.00 9’781,199.00
638253.00 9’781,294.00
638658.00 9’780,956.00
638413.00 9’780,831.00
1461.41m
Coordenadas
En metros.
Sistema UTM,
proyección WGS-
84
DATOS DE ESTUDIO
Guayas
Samborondón
Tarifa
Vía Samborondón, Av.
Guayaquil y río los Tintos
10.25 ha
7
2.1.2. Población
De acuerdo a la información oficial levantada en el último Censo poblacional 2010
(INEC, 2010) la parroquia Tarifa contaba con una población de 15956 habitantes. De
los cuales se dividen en dos zonas, Tarifa rural amanzanado y Tarifa rural disperso.
El proyecto se enfoca en la zona de Tarifa amanzanado, la cual cuenta actualmente
con 7048 habitantes aproximadamente lo cual representa el 44.21% de la población
de la Parroquia Tarifa, en la siguiente tabla se detalla la población según los datos del
censo 2010 y la población Futura, así como también datos relevantes para el estudio.
Tabla 4: Datos poblacionales de la parroquia Tarifa
Fuente: (INEC, 2010)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
El área de estudio se encuentra dentro de la zona de Tarifa rural amanzanado,
teniendo un área cuatro veces menor al área total de la zona se procedió a calcular
la población de nuestro estudio, con un área de 0.10 Km2 la población es de 1628
habitantes para el año del 2010.
Población
Futura (hab.)Área
Densidad
pobl.
2010 2013 2015 2022 Km2
Hab/km2
Parroquia
Tarifa15,956 7,739 15,941 16,048 137.52 116.03
Tarifa
amanzanado6,510 6,828 7,048 7,876 0.41 15,878.00
Tarifa
disperso9,446 9,110 8,893 8,172 137.11 69
ZonaPoblación (hab.)
8
2.1.3. Topografía
La parroquia Tarifa se encuentra ubicada en una zona con una topografía
catalogada plana o casi plana y con pendientes que van del 0% al 5% (Ministerio de
Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (M.A.G.A.P., 2003))
Ilustración 4: Mapa de suelos del Ecuador Continental (Variable Pendientes), Año 2003.
Fuente: (M.A.G.A.P., 2003) Editado por: Leonel Soriano e Iliana Reyes
9
2.1.4. Suelos
La parroquia Tarifa es un territorio rural cuya población se dedica a la producción de
eminentemente agrícola arrocera y en menor grado ganadera, estas características
se deben al tipo de suelo del sector y a la influencia hídrica que ocasionan las
numerosas cuencas que pasan por el sector y se dirigen a la cuenca baja del Río
Guayas.
El suelo del sector se caracteriza por ser arcilloso, poco profundo, pedregoso y
rocoso, bajo contenido de materia orgánica y de fertilidad mediana.
Tabla 5: Tipos y características de los suelos del sector
Fuente: (G.A.D. Parroquia Tarifa)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes.
Características de
los suelosDescripción
Suelos francos
arcillosos
Poco profundo, pedregoso y rocoso, PH
alcalino, bajo contenido de materia orgánica y
de fertilidad mediana
Buen drenaje
En superficie y a profundidad
Poco profundos
PH ligeramente ácido
Fertilidad mediana
Mal drenados
Poco profundo a moderadamente profundas
PH neutro a muy ácido
Materia orgánica medio a alto
Fertilidad media a alta
Suelos francos
Suelos arcillosos a
franco arcillosos
10
2.1.5. Formaciones Geológicas
La parroquia Tarifa se relaciona con el pie occidental de la Cordillera de los Andes,
específicamente con la parte baja que corresponde a una zona de depósitos aluviales
cuaternarios. Las principales formaciones geológicas presentadas son las siguientes:
Tabla 6: Formación geológica en Tarifa
Fuente: (Instituto Espacial Ecuatoriano, 2009)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
2.1.6. Clima de la Zona
El clima de la región costa del Ecuador está influenciado por los cambios que
ocurren por el movimiento de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) y el
Océano Pacífico.
El clima del cantón Samborondón corresponde a un clima semiárido, cálido tropical
o tropical húmedo, con dos estaciones: invierno y verano, según la clasificación
Formación Descripción
Depósitos
Aluviales
Son depósitos cuaternarios compuestos
generalmente de arcillas, limos y arenas acarreados
por cuerpos aluviales.
Depósitos
Coluviales
Son depósitos cuaternarios compuestos por detritos
de diferente diámetro, aunque su composición varía
de acuerdo a la unidad ambiental a la que
pertenece. Se acumulan al pie de laderas, cuando
se desprenden debido a la gravedad.
Formación Piñón:
Landes en
Tschopp,1948
Constituye el núcleo de la cordillera Chongón –
Colonche, y predomina a la vertiente nororiental de
esta cordillera. Es un conjunto de rocas ígneas
básicas oceánicas: diabasas, basalto, andesita.
11
climática Köppen. La época de verano se caracteriza por ser seco y fresco desde el
mes de mayo hasta diciembre, con temperaturas entre 22 °C y 25 °C; y el invierno se
caracteriza por ser húmedo y caluroso, desde enero hasta abril, con temperaturas
entre 30°C y 32°C (INAHAMI, 2011-2012), estos datos se los toman en consideración
para identificar los datos climatológicos de la parroquia Tarifa.
Ilustración 5: Mapa de climas en Ecuador Fuente: (Instituto Espacial Ecuatoriano, 2009)
Tabla 7: Variables climáticas
Fuente: (Instituto Espacial Ecuatoriano, 2009) Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Variables Descripción y rangos promedios
Temperatura22 – 25 grados centígrados promedio
anual
HumedadSemi humedad – humedad promedio
de 70%
Piso climáticoHumedades y bosques secos
húmedos
12
La humedad del ambiente de acuerdo a las estaciones climatológicas varía, en la
época de invierno el 70% por los cambios de lluvias a altas temperaturas, mientras
que en verano la humedad desciende a un 10% aproximadamente lo que hace un
clima más seco (Instituto Espacial Ecuatoriano, 2009).
2.1.7. Temperatura
Desde el punto de vista del análisis territorial se identifica que Tarifa como parte
geofísica del cantón Samborondón, tiene un clima tropical, cálido húmedo, que oscila
entre los 24 y 25°C.
Ilustración 6.- Mapa e Isotermas del Ecuador
Fuente: (INAHAMI, 2011-2012)
La temperatura media multianual registrada en la estación Guayaquil, es de 26.1ºC.
La temperatura máxima media promedio, para la estación es de 30.7°C mientras que
13
la temperatura mínima media promedio es de 22.2 º C; teniendo una variación de la
amplitud anual significativa. Los meses más calurosos son de diciembre a mayo.
La estación lluviosa (enero – abril) presenta una temperatura promedio de 27,52°
C, mientras que en la estación seca (mayo – diciembre) esta es de 25,75° C.
2.1.8. Precipitación
En el área del estuario del río Guayas predomina un clima Tropical Monzón. De
acuerdo con los datos estadísticos de la Estación Guayaquil, se registra una
precipitación media anual de 1506,5mm con un promedio mensual de 449.06 mm.
Las precipitaciones más fuertes empiezan en enero, extendiéndose hasta marzo, que
en promedio es el mes que mayores precipitaciones presenta, con 521.7mm (INAMHI
2008).
Ilustración 7: Mapa de zonas de precipitación
Fuente: (M.A.G.A.P., 2003)
14
A partir de abril las precipitaciones muestran un notorio decrecimiento en sus
valores con relación a los meses anteriores; sin embargo, en mayo las precipitaciones
son aun considerables y su distribución espacial va en decrecimiento desde el norte
del país hacia el sur. Para Julio, las precipitaciones registradas disminuyen
aproximadamente en un 50% en comparación con el mes anterior.
2.1.9. Hidrología
La hidrografía de la zona está constituida por los ríos Los Tintos y el Babahoyo. El
río los Tintos es considerado de alta importancia hídrica, su asentamiento se localiza
en la parte de la subcuenta del río Babahoyo, el río cruza por la parte sur de la
parroquia y forma parte de los microsistemas que se componen de los esteros
naturales, canales artificiales y una serie de drenajes menores. El río cuenta con un
ancho variable de 70 – 80 metros y una profundidad entre 4 y 6 metros.
Ilustración 8: Vista aérea de la Cabecera Parroquial de Tarifa con sus afluentes
Fuente: Google Earth, 2018
15
2.1.10. Aspectos socioeconómicos
Los datos más relevantes de la población económicamente activa de Tarifa sitúa a
la rama de actividad: agricultura, ganadería, silvicultura y pesca con el 50% de PEA
siendo esta la tasa porcentual más alta. En segundo lugar, tenemos al sector del
comercial al por mayor y menor con un 7%. Y compartiendo en el tercer lugar se tiene
a la rama de la construcción y actividades de los hogares como empleadores y otros.
2.1.11. Servicios básicos
La mayor parte de las zonas urbanas se abastecen de agua cuentan con la red
pública (97,7%). En las zonas rurales las viviendas que cuentan con abastecimiento
de agua lo hacen por medio de ríos o vertientes, representando el 38%. Las demás
(24%) lo hacen usando el carro repartidor de agua. A nivel cantonal el 69% de las
viviendas cuentan con una red pública (INEC, 2010).
El agua potable es administrada por 2 empresas: AMAGUA C.E.M. en la Puntilla y
EPMAPAS en la Cabecera Cantonal y son también las encargadas del sistema de
alcantarillado sanitario y Pluvial. AMAGUA S.A, tiene la fuente en INTERAGUA, y
ellos conducen con un caudal de 500mm por el lado sur y 400mm. Lado norte, cubren
con el servicio la Puntilla y el Buijo Histórico con un total de usuarios de 10.523.
EPMAPAS, capta el agua de pozos profundos mediante bombas sumergibles y es
conducida a través de tuberías, tratan el agua mediante desinfección con cloro líquido
y granulado. Abastecen a 6.335 usuarios son Cabecera cantonal 4.142 usuarios;
Tarifa 1.025; Boca de Caña 638 usuario; Pista Miraflores 212 usuario; R. Bellavista
16
72 usuario, R. San Lorenzo 114 usuarios; R Santa Martha y la 70, 83 usuarios y el
Rosario 49 usuarios (G.A.D. Parroquia Tarifa).
El sistema de alcantarillado pluvial actualmente cuenta con problemas de drenaje
el cual comenzó hace aproximadamente 10 años, causado por el brusco crecimiento
poblacional que ocasiono que la Cooperativa Diez de Agosto al no tener acceso
directo al Río Tintos se conectara al sistema de alcantarillado pluvial existente en el
sector de Tarifa Antiguo, ocasionando que la red trabaje con caudales no aptos para
su diseño.
Ilustración 9.- Sistema de alcantarillado pluvial existente. (Visita técnica).
Fuente: Propia
2.2. MARCO CONCEPTUAL
2.2.1. Ingeniería Civil
La ingeniería Civil es la más antigua de las ingenierías y se desarrolló a partir de
las ciencias, artes y tecnologías aplicadas a la construcción de caminos, puentes,
canales, túneles, diques, puertos, etc. El epíteto “civil” se utilizó para diferenciar a la
17
“ingeniería civil” de la ingeniería militar que era utilizada por los ejércitos para facilitar
su desplazamiento y mejorar su efectividad, así como para obstaculizar la marcha del
enemigo. En la antigüedad no se usó la palabra “ingeniería”, pero hubo, filósofos,
artistas, arquitectos, técnicos y maestros que realizaron obras que son consideradas
maravillas hasta el día de hoy. El avance tecnológico ocurrido en el Siglo XIX con la
revolución industrial dio origen al uso de la palabra ingeniería y a la aparición de
ingenierías más nuevas como la mecánica, la eléctrica, la química, la industrial, etc
(Rodolfo Sáenz Forero, 2002).
2.2.2. Ingeniería Sanitaria
La Ingeniería Sanitaria surgió como consecuencia de la búsqueda de soluciones a
las epidemias del siglo XIX. En 1829 la East Chelsea Water Company de Londres
introdujo la filtración en arena, y en 1840 se descubrió el efecto purificador del ozono
para tratar el agua filtrada. El primer sistema moderno de abastecimiento de agua y
saneamiento urbano se desarrolló en Hamburgo, Alemania, hacia 1842. Un pionero
en la disciplina fue el médico inglés John Snow, que aunó en su estudio métodos de
epidemiología y de ingeniería para combatir el cólera en la Inglaterra de fines de siglo
XIX. En la década de 1880, con los avances en el conocimiento de los
microorganismos se da un paso fundamental: el incipiente ingeniero sanitario suma
los conocimientos de la Química y de la Bacteriología a su formación. En 1887, en
Estados Unidos, se inaugura en Massachusetts el Lawrence Experiment Station, uno
de los primeros centros de investigación y formación en Ingeniería Sanitaria (La
Ingeniería Sanitaria en la Argentina: un recorrido por el desarrollo de la profesión,
2013).
18
Un curso básico de Ingeniería Sanitaria debe abarcar los fundamentos de la
ingeniería, más la parte de la química y la biología relacionadas con la salubridad. El
ingeniero sanitario se hallará capacitado para resolver inteligentemente los problemas
que se le presenten en el desarrollo de los programas corrientes de higiene pública.
Como consecuencia natural, los administradores de salubridad han llegado a
reconocer al ingeniero sanitario como una verdadera necesidad (Van Derwerker,
1949)
2.2.3. Drenaje superficial
En conciencia del crecimiento poblacional, la industrialización y aparecimiento de
zonas urbanas, los cauces naturales que conformaban la red hidrográfica original
suelen ser profundamente alterados, lo que afecta de forma directa a su capacidad
de desagüe y por lo tanto se propicia la escorrentía superficial que de no ser atendida
correctamente puede llegar a ocasionar inundaciones. (Dolz, 1994).
Ilustración 10: Ciclo Hidrológico de agua.
Fuente: Sánchez San Roman
El drenaje superficial es la remoción del exceso de agua sobre la superficie de la
calzada hacia un sistema de alcantarillado pluvial, el cual tiene una apropiada salida.
19
El agua lluvia tiene varios destinos: escurrimiento superficial, se infiltra en el
subsuelo o se evapora.
2.2.4. Sistema de alcantarillado
El sistema de alcantarillado está formado por una red de tuberías y una serie de
instalaciones técnicas (por ejemplo, estaciones de bombeo). El sistema recoge y
transporta aguas pluviales y residuales desde más de un origen a una planta de
tratamiento de aguas residuales o a las aguas receptoras (GRUNDFOS Colombia
S.A.S., s.f.).
El drenaje o alcantarillado se inventó al principio para evacuar las aguas pluviales
de las ciudades. Los romanos fueron grandes constructores de drenaje de aguas de
lluvia y grises. Cuando edificaban una ciudad, empezaban por construir canales
subterráneos. La gran cloaca de Roma, la Cloaca Máxima fue edificada alrededor de
los 600 a.C. por Tarquin El Antiguo (Audefroy, 2011).
Lo que constituyó el éxito del alcantarillado en el siglo XIX, cuando el agua se
empezó a suministrar en los departamentos, fue la invención del llamado “Water
Closet” (W.C.) al final del siglo XVI. En 1595 el poeta inglés John Harington (1561-
1612), ahijado de la reina Elizabeth I de Inglaterra y ex alumno del famoso colegio
Eton, inventó el sistema del excusado de válvula que bautizó Ajax y fue instalado en
el palacio de Kelston de su madrina y protectora, la Reina (Audefroy, 2011).
Los sistemas de alcantarillado modernos son clasificados como sanitarios cuando
conducen solo aguas residuales, pluviales cuando transportan únicamente aguas
producto del escurrimiento superficial del agua lluvia y combinados cuando conduce
20
simultáneamente las aguas domésticas, industriales y lluvias (Alfaro Melgar, Carranza
Cisneros, & Gonzalez Reyes, 2012).
Ilustración 11: Municipal Separate Storm Sewer System
Fuente: Municipio Rincón
2.2.5. Sistema de alcantarillado pluvial
Es el conjunto de obras e instalaciones destinadas a descargar las aguas
generadas por las precipitaciones pluviométricas, que fluyen superficial y
subterráneamente en un área determinada (Alfaro Melgar et al., 2012).
El alcantarillado de aguas lluvias está conformado por el conjunto de colectores y
canales necesarios para evacuar la escorrentía superficial producida por la lluvia.
Inicialmente el agua se capta a través de los sumideros en las calles y las conexiones
domiciliarias, y se lleva a una red de tuberías que van ampliando su sección a medida
que aumenta el área de drenaje. Posteriormente, estos colectores se hacen muy
21
grandes y entregan su caudal a una serie de canales de aguas lluvias, los que harán
la entrega a un receptor final, como un río, un lago, un embalse o el mar (López Cualla,
2003).
A las alcantarillas pluviales deberían afluir sólo las aguas meteorológicas, pero los
reglamentos municipales, por evidentes razones prácticas, admiten incluso las aguas
de riego de las calles y de los corrales.
A estas cloacas se les da también comúnmente la denominación de cloacas
blancas, y esto da lugar a un malentendido que perjudica el ejercicio de las
alcantarillas. En realidad, muchos creen que las aguas sobrantes de las fuentes, de
los abrevaderos y de los lavaderos deben ser evacuadas a las alcantarillas pluviales,
lo cual es erróneo, porque tales aguas sobrantes, aunque sean relativamente limpias,
deben ser evacuadas a los canales negros con el fin de facilitar en éstos el flujo de
las materias sólidas. Otros consideran lícito el desagüe en las alcantarillas pluviales
de las aguas de cocina o similares. Por estos motivos es aconsejable evitar la común
denominación de cloacas blancas por la de alcantarillas pluviales (Nanni, 1972).
2.2.5.1. Transformación lluvia-caudal
Los procesos hidrológicos involucrados en la transformación lluvia-caudal han sido
ampliamente estudiados por científicos para desarrollo del conocimiento y por
ingenieros para diseño hidráulico de los sistemas de drenaje. En la ilustración 12 se
presentan los principales procesos hidrológicos producidos en una cuenca rural típica.
Los procesos reales son ciertamente complejos involucrando gran cantidad de
mecanismos y en general se los simula mediante modelos que contemplan distintos
22
grados de aproximación a la dinámica física del mecanismo (Riccardi Gerardo Adrian,
1997).
Ilustración 12: Perfil longitudinal de una cuenca rural. Principales procesos hidrológicos
Fuente: (Riccardi Gerardo Adrian, 1997)
Para obtener el caudal que transcurre en una cuenca es necesario tener datos del
escurrimiento en la zona de estudio, en muchas ocasiones no se cuenta con esta
información o simplemente es muy antigua y han existido cambios en el sistema de
drenaje de la cuenca, pero es aquí donde surge uno de los métodos más empleados
en la hidrología, pues cuando no se cuenta con un aforo con el cual se pueda
determinar el escurrimiento de una cuenca, se tienen los modelos de precipitación –
escurrimiento, que son métodos empíricos, estadísticos basados en la construcción
de hidrograma unitarios. Cabe recalcar que, para este modelo, existen dos métodos
muy usados para el cálculo del caudal del cauce en estudio, como son el método
racional americano, y el método del hidrograma unitario (MEZA CAMACHO & CHICA
GUTIÉRREZ, 2016).
23
2.3. MARCO TEÓRICO
2.3.1. Cálculo para caudales pluviales.
Para el cálculo del caudal de diseño de aguas lluvias o cálculo de los caudales de
escurrimiento superficial directo, se presentan los siguientes métodos proporcionados
por SENAGUA:
Método Racional.
Método del hidrograma unitario sintético
Análisis estadístico
Parámetros a seguir según lo estipulado en las normas INEN “Normas para Estudio
y Diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas Residuales para
poblaciones Mayores a 1000 habitantes”. 1ra edición.
El método racional se utilizará para la estimación del escurrimiento superficial en
cuencas tributarias con una superficie inferior a 100 ha, las cuencas con extensión
superior a las 100ha. Se utilizará el método del hidrograma unitario sintético inferior a
100 ha. Para descargas de cursos de aguas importantes, cuya área de contribución
sea superior a 25 km2, que fluyan a través de las áreas urbanas, se recomienda el
análisis estadístico de los datos de escurrimiento superficial observados (Normas
para Estudio y Diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas
Residuales para Poblaciones Mayores a 1000 Habitantes).
La norma para estudio y diseño de aguas establecida por SENAGUA establece dos
tipos de sistema de drenaje que dependen de las frecuencias de las lluvias de diseño
que son: el sistema de drenaje inicial o de micro drenaje compuesto por pavimentos,
24
cunetas, sumideros y colectores y el de macro drenaje, constituido por grandes
colectores. (Canales, esteros y ríos)
El sistema de micro drenaje se dimensionará para el escurrimiento cuya ocurrencia
tenga un período de retorno entre 2 y 10 años, seleccionándose la frecuencia de
diseño en función de la importancia del sector y de los daños y molestias que puedan
ocasionar las inundaciones periódicas, mientras que el sistema de macro drenaje se
diseñarán para escurrimientos de frecuencias superiores a los 50 años,
seleccionándose la frecuencia de diseño en función del resultado de un análisis de
los daños a propiedades y vidas humanas que puedan ocasionar escurrimientos de
frecuencias superiores. (Normas para Estudio y Diseño de Sistemas de Agua Potable
y Disposición de Aguas Residuales para Poblaciones Mayores a 1000 Habitantes).
Después del dimensionamiento del sistema, se recomienda efectuar una
verificación de las repercusiones de la ocurrencia de lluvias más intensas que las del
proyecto. Dependiendo de los daños potencial es, se podría redimensionar el sistema
ampliando su capacidad. (Normas para Estudio y Diseño de Sistemas de Agua
Potable y Disposición de Aguas Residuales para Poblaciones Mayores a 1000
Habitantes).
Para la aplicación del método racional y del hidrograma unitario sintético, es
necesario disponer de las curvas, intensidad, duración y frecuencia. (Normas para
Estudio y Diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas Residuales
para Poblaciones Mayores a 1000 Habitantes).
25
2.3.2. Método racional
Este método, que la literatura inglesa atribuye a Lloyd-George en 1906, si bien los
principios del mismo fueron establecidos por Mulvaney en 1850, permite determinar
el caudal máximo que escurrirá por una determinada sección, bajo el supuesto que
éste acontecerá para una lluvia de intensidad máxima constante y uniforme en la
cuenca correspondiente a una duración D igual al tiempo de concentración de la
sección (Pérez López, 2015).
Q = C ∗ I ∗ A
En donde:
Q: Caudal máximo en la sección de cálculo (l/s),
C: Coeficiente de escorrentía medio ponderado de la cuenca (adimensional),
A: Área total de la cuenca vertiente en la sección de cálculo (ha),
I: Intensidad media máxima para una duración igual al tiempo de concentración,
de la sección de cálculo (l/s*ha) (Pérez López, 2015).
Si la intensidad de la lluvia se expresa en mm/h, el factor de conversión a l/s*ha es
de 2.78 (López Cualla, 2003).
A menudo el método Racional se expresa en la forma que indica la ecuación
(Bolinaga, j., Juan, 1979):
𝑄 =𝐶 ∗ 𝐼 ∗ 𝐴
360
Donde, la cantidad numérica (360) que aparece en el denominador es el factor de
conversión de unidades cuando el caudal (Qmáx) se expresa, en m3/s; la intensidad
26
(I), en mm/hora y el área proyectada de la cuenca (A), en ha (Ortiz Vera, Montalvo
Aquiñigo, Mejía Marcacuzco, Vásquez Villanueva, & Ingol-Blanco, 2016).
La designación de método racional se debe a su concepción teórica elemental,
pues cuando una intensidad de lluvia i ocurre, durante un cierto lapso t, una parte a
de cuenca contribuye con escurrimiento, la más cercana a su salida y en una
proporción C de la lluvia. Al avanzar el tiempo t hasta llegar al Tc, a se convierte en A
y se llega al gasto máximo Q = C*i*A. Se considera que, para duraciones menores
del Tc, el efecto en la reducción del área de cuenca es mayor que el debido al
aumento en la intensidad de la lluvia (Escuela Nacional de Agricultura (Mexico).
Colegio de Postgraduados., 2008).
2.3.3. Selección del tipo de alcantarillado
La norma ecuatoriana establece tres niveles para la selección de un adecuado
sistema de alcantarillado pluvial, la selección se hace en base de la situación
económica de la comunidad, de la topografía, de la densidad poblacional y del tipo de
abastecimiento de agua potable existente (solo aplica en alcantarillado residual).
El nivel 1 corresponde a comunidades rurales con casas dispersas y que tengan
calles sin ningún tipo de acabado. El nivel 2 se utilizará en comunidades que ya
tengan algún tipo de trazado de calles, con tránsito vehicular y que tengan una mayor
concentración de casas, de modo que se justifique la instalación de tuberías de
alcantarillado con conexiones domiciliarias. El nivel 3 se utilizará en ciudades o en
comunidades más desarrolladas en las que los diámetros calculados caigan dentro
del patrón de un alcantarillado convencional. Se debe aclarar que en una misma
comunidad se puede utilizar varios niveles, dependiendo de la zona servida (Normas
27
para Estudio y Diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas
Residuales para Poblaciones Mayores a 1000 Habitantes).
2.3.4. Red de tuberías y colectores.
La normativa ecuatoriana establece que las tuberías y colectores seguirán, en
general, las pendientes del terreno natural y formarán las mismas hoyas primarias y
secundarias que aquél. En general se proyectarán como canales o conductos sin
presión y se calcularán tramo por tramo. Los gastos en cada tramo serán
proporcionales a la superficie afluente en su extremo inferior y a la tasa de
escurrimiento calculada. (Normas para Estudio y Diseño de Sistemas de Agua
Potable y Disposición de Aguas Residuales para Poblaciones Mayores a 1000
Habitantes).
Las tuberías se diseñarán a profundidades que sean suficientes para recoger las
aguas lluvias de las casas más bajas a uno u otro lado de la calzada. Cuando la
tubería deba soportar tránsito vehicular, para su seguridad se considerará un relleno
mínimo de 1,2 m de alto sobre la clave del tubo. El diámetro mínimo que deberá
usarse será 0,25 m para alcantarillado pluvial.
2.3.4.1. Componentes de un sistema de alcantarillado
Un sistema de alcantarillado pluvial está constituido por los componentes que se
describen a continuación (Miranda Naranjo & Pachar Cando, 2012):
Bordillo-cuneta: pieza de hormigón que separa la calzada de la acera
conformando de esta manera un canal comúnmente de sección triangular
28
entre el bordillo y la calzada, llamado cuneta, destinado a conducir las aguas
superficiales longitudinalmente hacia los sumideros. Según lo establecido
en la normativa las pendientes de las calles y la capacidad de conducción
de las cunetas definirá el tipo y ubicación de los sumideros.
Como regla general, las cunetas tendrán una profundidad máxima de 15 cm
y un ancho de 60 cm en vías rápidas que no permitan estacionamiento. En
vías que permitan estacionamiento el ancho de la cuneta podrá ampliarse
hasta 1 m. Configuraciones diferentes podrán utilizarse cuando las
condiciones así lo requieran.
Ilustración 13: Componentes de un sistema de alcantarillado pluvial (1)
Fuente: (Miranda Naranjo & Pachar Cando, 2012)
Sumidero: estructura hidráulica destinada a captar las aguas superficiales, que
consiste en una cámara de hormigón o PVC, estas deben instalarse en los
puntos bajos donde se acumula el agua, cuando el agua en la vía exceda la
29
capacidad adminisble de la conducción de la cuneta y otros puntos donde las
calles y manzanas lo requieran. Existen tres tipos de sumideros que son:
Sumidero de ventana o acera, de reja o calzada, mixtos o combinado, como se
muestra en la siguiente ilustración.
Ilustración 14.- Tipos de Sumideros.
Fuente: Calculo Hidráulico de sumideros, 2010 (www.ingenierocivilinfo.com)
Tirante: tubería destinada a conectar el sumidero con una cámara de inspección.
Pozos y cajas de revisión: cámara de hormigón armado o PVC que une los
diferentes tramos de colectores y recibe los tirantes desde los sumideros.
Los pozos de revisión se colocarán en todos los cambios de pendientes,
cambios de dirección, La máxima distancia entre pozos de revisión será de 100
m para diámetros menores de 350 mm; 150 m para diámetros comprendidos
entre 400 mm y 800 mm; y, 200 m para diámetros mayores que 800 mm.
30
La abertura superior del pozo será como mínimo 0,6 m. El cambio de diámetro
desde el cuerpo del pozo hasta la superficie se hará preferiblemente usando un
tronco de cono excéntrico, para facilitar el descenso al interior del pozo.
El diámetro del cuerpo del pozo estará en función del diámetro de la máxima
tubería conectada al mismo, de acuerdo a la tabla VIII.2. presente en la
normativa vigente:
Tabla 8: Diámetros recomendados de pozos de revisión.
Diámetro de la tubería
mm
Diámetro del pozo
m
Menos o igual a 550 0.9
Mayor a 550 Diseño especial
Fuente: Normas para Estudio y Diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas Residuales para Poblaciones Mayores a 1000 Habitantes.
Complementando los componentes anteriores también se necesitarán estructuras
de conexión y mantenimiento, su forma debe ser cilíndricas en la parte inferior y tronco
cónico en la parte superior.
Ilustración 15: Componentes de un sistema de alcantarillado pluvial (2)
Fuente: (Miranda Naranjo & Pachar Cando, 2012)
31
CAPÍTULO III
3.1. METODOLOGÍA
La metodología a emplear en este trabajo es una metodología cuantitativa, es decir,
que se trabaja con variables que representan cantidad. Dado que se tiene que
determinar la alternativa que es el sistema de alcantarillado pluvial, el cual se va a
desarrollar mediante el método racional para determinar el caudal y posteriormente
realizar la red del mismo.
Ilustración 16: Esquema de la metodología a implementar
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
3.1.1. Topografía
Fase de campo
Se realizaron visitas al sector de estudio, en el cual se procedió a tomar puntos
referenciales por medio de GPS con coordenadas UTM y por medio de un nivel
realizar una respectiva nivelación del sector de estudio tomando un BM referencial y
tomando solo los puntos necesarios.
32
Fase de Gabinete
La información obtenida en campo se procesó por medio de algoritmos
computacionales como el software CivilCAD alimentada a partir de las lecturas
tomadas en el terreno, transcritas a una hoja de Excel. Se generó un archivo que
contiene ubicación e identificación, así como cota de cada punto. Se utilizó el
comando “Triangulación de terreno” que tiene como propósito unir los puntos del
terreno, identificados por sus datos XYZ (Este, Norte y cota) para interpolar las cotas
y determinar las curvas de nivel a los intervalos especificados.
Fue evidente que al realizarse de manera automática la interpolación, el trabajo de
la ingeniería de gabinete consistió en seleccionar una triangulación apropiada para
que la representación del terreno sea consistente con la realidad, con una buena
delimitación de áreas para que se interpole solamente puntos correspondientes a la
misma capa (por ejemplo no interpolar puntos correspondientes a obras civiles junto
con las correspondientes al terreno) y que se dio un proceso de revisión en cada paso,
en el que se combina la información y conocimiento del terreno adquirido por el
personal técnico de campo, con la gestión de los técnicos operadores del programa.
Una vez depurada la información y contrastada con los datos de campo, se generó
el plano de topografía que contiene la altimetría del terreno. En este punto se procedió
a obtener la información complementaria como secciones transversales y perfiles
longitudinales, que de igual manera fueron revisados para que guarden consistencia
con los datos tomados en campo. Se anexa plano topográfico del sector de estudio.
33
3.1.2. Análisis de la red existente.
Actualmente no se cuenta con información digital ni física de la red de alcantarillado
existente del sector de Tarifa Antiguo, la información obtenida se debe a varias visitas
al sector, inspecciones visuales de la red y charlas con el GAD Parroquial de Tarifa,
dicha entidad no cuenta con los planos de construcción (planos Asbuilt) del sistema
existente.
La red de alcantarillado pluvial por medio de la inspección al sitio se puede destacar
que cuenta con descarga directa al Río Tintos, cuenta con ductos cajón rectangulares
de aproximadamente 1400mm de ancho por 1200mm de alto, los sumideros vistos en
el sector son de reja o de calzada con las siguientes dimensiones 60cm por 40cm,
estos sumideros se los encuentra en las esquinas, tal y como se aprecia en las
siguientes imágenes:
Ilustración 17: Sumidero ubicado en una esquina del sector de estudio
Fuente: Leonel Soriano e Iliana Reyes
34
3.1.3. Análisis de capacidad de cunetas, sumideros y cámaras de
inspección existentes.
3.1.3.1. Cálculo de la capacidad de la cuneta
El alcantarillado existente cuenta con cunetas de sección tipo triangular con
pendiente uniforme o de sección simple.
Ilustración 18: Sección transversal de una cuneta del sector de estudio
Fuente: Propia
(Rodríguez Díaz, 2013) Para una sección triangular sencilla, como es el caso más
común de una vía, la ecuación está en función de la lámina de agua “y” y de la
geometría de la cuneta; por tanto:
Qs =0.375
n(y)8/3
SO1/2
Sx
Donde:
Qs: caudal de escorrentía sobre la cuneta (m3/s)
n: coeficiente de Manning con valores característicos
SX: pendiente transversal (m/m) = 2% = 0.02
y: profundidad de la lámina de agua (m) = 0.07m
SO: pendiente longitudinal de la vía (m/m) = 0.1% = 0.001
35
Ilustración 19: Sección de cuneta existente en el sistema de AALL
Fuente: Propia
El coeficiente de rugosidad de Manning de acuerdo a la siguiente tabla para cuneta
en concreto liso establece una rugosidad 0.012, adicionalmente se considera 0.004
por la pendiente longitudinal de la vía, teniendo así un coeficiente de 0.016.
(Rodríguez Díaz, 2013)
Tabla 9: Coeficiente de rugosidad de Manning para cunetas y pavimentos.
Fuente: (Rodríguez Díaz, 2013)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Una vez establecido el coeficiente de rugosidad y los datos necesarios para la
formula se procede a determinar el caudal que circula por la cuneta:
Qs =0.375
0.016(0.07)8/3
(0.001)1/2
0.02= 0.031m3/s
Coeficiente de Manning (n)
0.012
Textura suave 0.013
Textura áspera 0.016
Suave 0.013
Áspero 0.015
Terminado con llana 0.014
Terminado con escoba 0.016
0.02
*Cunetas con pequeñas pendientes longitudinales hasta del 2% están
sujetas a la acumulación de sedimentos; para estos casos, los valores de
n indicados anteriormente se deben incrementar entre 0.002 y 0.005
Pavimento rígido
Revestimiento de adoquines
Tipo de cuneta o pavimento
Cuneta en concreto liso
Pavimento asfáltico
Cuneta en asfalto
36
La capacidad de conducción de la cuneta existente si logra un drenaje adecuado
por lo que no se debe cambiar la sección.
3.1.3.2. Cálculo de la capacidad de sumidero
El sector cuenta con dos tipos de sumideros, en la parte de sector amanzanado los
sumideros tipo reja o calzada, mientras que en el sector del malecón tiene sumideros
tipo ventana o acera.
Ilustración 20: Esquema de sumideros según el sector.
Fuente: Propia
37
Sumidero tipo reja o calzada (horizontal)
Los sumideros existentes no están directamente sobre la calzada, sino que están
en una depresión, por lo que se va a determinar su capacidad utilizando la fórmula de
sumidero de rejilla sobre un punto bajo o una depresión.
(Rodríguez Díaz, 2013) Un sumidero de rejilla en una depresión opera como un
vertedero bajo una pequeña profundidad. Esta capacidad es estimada por:
Qi = CW ∗ Pe(Y + Ys)1.5
Donde:
Qi= caudal que ingresa al sumidero
CW= coeficiente de vertedero según unidades del Sistema Internacional 1.66
Y= altura de la lámina de agua frente a la estructura de entrada
YS= altura de depresión (0.07m)
Pe= perímetro efectivo alrededor del sumidero de rejilla, que se define como:
Pe = (1 − C)P
Donde:
C= factor de obstrucción, para rejillas generalmente se considera 0.5
P= perímetro mojado de la rejilla (m)
P = 2(L + W) → Sumidero en sitios sin cordón de andén
P = 2W + L → Sumidero en sitios sin cordón de andén
38
Ilustración 21: Rejilla sin cordón de andén
Fuente: Propia
P = 2(0.6m + 0.4m) = 2m
Pe = (1 − 0.5) ∗ 2m = 1m
Las alturas a considerar resultan ser igual a la depresión de la cuneta y la depresión
del sumidero con respecto al borde inferior de la cuneta, en el caso más desfavorable,
entonces Y+ YS=0.13m
Qi = 1.66 ∗ 1(0.13)1.5 = 0.0778m3/s
(Rodríguez Díaz, 2013) Cuando en el sumidero de rejilla, la rejilla está sumergida,
opera como un orificio; la capacidad de evacuación se puede estimar por la siguiente
expresión:
Qi = COAe√2gY
Donde:
Co= coeficiente del orificio, para este caso 0.67
Ae= área libre de la rejilla (m2), igual al área total de la rejilla menos el área cubierta
por las barras de hierro
39
Ae = (1 − C)mWL
m= relación del área de la apertura de la rejilla menos el área de las barras de
acero y el área total de la apertura.
m =0.6 ∗ 0.4 − 0.1021
0.6 ∗ 0.4= 0.57
Ae = (1 − 0.5) ∗ 0.57 ∗ 0.4 ∗ 0.6 = 0.0684m2
Como en el caso de sumidero con rejilla en depresión, se aplicó una altura de caso
extremo de 0.13m, en este caso también se la considerará como la más desfavorable,
teniendo así el máximo caudal.
Qi = 0.67Ae√2g(Y + YS)
Qi = 0.67 ∗ 0.0684 ∗ √2 ∗ 9.81 ∗ (0.13)
Qi = 0.0731m3/s
Capacidad de interceptación del sumidero de rejilla:
Qa = min (Qi vert , Qi orif)
Qa = Qi orif = 0.073m3/s
Los sumideros existentes en el sector amanzanado soportan la capacidad
calculada en las cunetas por lo que no se realizará un cambio de sección, ubicación
o tipo de sumidero.
Sumidero lateral o de ventana.
(Rodríguez Díaz, 2013) La longitud requerida de un sumidero lateral Lt para la
interceptación completa de un flujo dado QS, en la calle se calcula con la siguiente
fórmula empírica:
Lt = KC ∗ QS0.42 ∗ SO
0.3(1
n ∗ Se)0.6
40
Donde:
KC = coeficiente de unidades, para el Sistema Internacional 0.817
n = coeficiente de rugosidad de Manning
Se = pendiente equivalente (m/m), para una cuneta sin depresión Se= Sx
Lt = longitud del sumidero lateral (m), para interceptar el 100% del flujo de la cuneta
So = pendiente longitudinal (m/m)
QS = caudal en la calle (m3/s)
Lt = 0.817 ∗ (2 ∗ 0.031) ∗ 0.0010.3 (1
0.016 ∗ 0.02)
0.6
= 4m
Ilustración 22: Sumidero lateral del sector de estudio
Fuente: Propia
(Rodríguez Díaz, 2013) La capacidad de un sumidero lateral con una longitud LC,
menor que la longitud Lt, puede ser aproximada por:
Qa = QS(1 − (1 −Le
Lt)1.80)
41
Donde:
Qa = capacidad de interceptación del sumidero lateral
Le = longitud efectiva del sumidero lateral, que se calcula como
Le = Lc(1 − C) ; Lc: longitud estándar de un sumidero lateral
Le = 0.5(1 − 0.4) = 0.3m
La capacidad del sumidero lateral en pendiente para una longitud efectiva Le es:
Qa = 2 ∗ 0.031 (1 − (1 −0.3
4)
1.80
) = 0.0081m3/
Los sumideros de laterales o de acera no abastece el caudal de la cuneta por lo
que se opta por un cambio de sumidero, agregándole una rejilla al sumidero existente,
para así aumentar su capacidad sin tener que reubicar los sumideros existentes.
3.1.3.3. Análisis de las cámaras de inspección
Una vez concedido el respectivo permiso para la revisión de las cámaras de
inspección y con la ayuda de los mismos trabajadores de EPMAPAS Samborondón,
se determinó las siguientes características de las cámaras existentes:
Cámara de inspección inicial del tramo A:
Dimensiones internas: 1.40m x 1.40m
Profundidad: 2.40m
Tirantes: 8pulg(20.32cm) y 12pulg(30.48cm)
Diámetro de colector existente: 1m (a 1.3m de profundidad)
Material: hormigón armado
Tapa de hierro fundido con diámetro de 52cm
Cámara de inspección inicial del tramo B:
42
Dimensiones internas: 1.60m x 1.60m
Profundidad: 2.40m
Tirantes: 12pulg(30.48cm)
Diámetro de colector existente: 1m (a 1.3m de profundidad)
Material: hormigón armado
Tapa de hierro fundido con diámetro de 60cm
Cámara de inspección del tramo C:
Dimensiones internas: diámetro=1.80m
Profundidad: 2.30m
Tirantes: 8pulg(20.32cm)
Diámetro de colector existente: 1m (a 1.2m de profundidad)
Material: hormigón armado
Tapa de hierro fundido con diámetro de 60cm
Cámara de inspección del tramo D:
Dimensiones internas: diámetro=1.80m
Profundidad: 2.30m
Tirantes: 8pulg(20.32cm)
Diámetro de colector existente: 1m (a 1.2m de profundidad)
Material: hormigón armado
Tapa de hierro fundido con diámetro de 60cm
3.1.4. Redimensionamiento de las redes de alcantarillado pluvial.
Para llevar a cabo el diseño del respectivo sistema pluvial para el sector de la
parroquia mencionada, es necesario tener en cuenta factores importantes:
43
Características de la zona.
Área de aportación y área tributaria.
Coeficiente de escorrentía.
Curvas de pavimento y coeficiente de escorrentía.
Tiempo de concentración.
Intensidad-duración y frecuencia de las lluvias.
Estimación del caudal.
3.1.4.1 Áreas tributarias
Las áreas tributarias son el conjunto de superficies, que resultan de dividir el área
de estudio.
Se zonificará el sector en áreas tributarias fundamentalmente en base a la
topografía, teniendo en cuenta los aspectos urbanísticos definidos en el plan
regulador. Se considerará los diversos usos de suelo (residencial, comercial,
industrial, institucional y público). Se incluirán las zonas de futuro desarrollo. Para el
alcantarillado pluvial será necesario definir las cuencas que drenan a través de la
ciudad. (Instituto Ecuatoriano de Normalización, 1992)
Los criterios que se consideran para el cálculo de las áreas tributarias son:
Área sensiblemente cuadrada.- el área se obtiene trazando diagonales entre los
pozos de revisión.
Área sensiblemente rectangular.- el área se debe dividir en dos mitades por los
lados menores y luego se trazan rectas inclinadas a 45°, teniendo como base
los lados menores, para formar triángulos y trapecios como áreas de drenaje.
44
Ilustración 23: Áreas tributarias - rectangulares y cuadradas.
Elaborado por: Rodríguez Mirela, 2011.
Este método es válido solo en sectores donde la topografía es plana. La zona de
estudio cumple con esta condición por lo que son métodos válidos para emplearse en
nuestro estudio.
3.1.4.2 Coeficiente de escorrentía
En la ecuación del caudal, este coeficiente se convierte en la variable menos
precisa del método racional, ya que representa una fracción de la precipitación total,
el coeficiente de escurrimiento toma valores entre 0 y 1 y varía apreciablemente de
una cuenca a otra y así mismo de una tormenta a otra debido a las condiciones de
humedad inicial (MEZA CAMACHO & CHICA GUTIÉRREZ, 2016).
45
Tabla 10: Coeficientes de escorrentía Hodrología Aplicada - Ven Te Chow, 1994.
Fuente: (VILLACRESES PONCE, 2016)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Normalmente, las manzanas o los sectores no están constituidos por un valor único
del coeficiente de escorrentía y por tanto es necesario hacer un promedio ponderado,
teniendo en cuenta el porcentaje de área cubierto por cada tipo de superficie que esté
drenando (López Cualla, 2003):
𝐶̅ =∑ 𝐶 ∗ 𝐴
∑ 𝐴
2 5 10 25 50 100 500
Asfalto 0.73 0.77 0.81 0.86 0.9 0.95 1
Cemento, tejados 0.75 0.8 0.83 0.88 0.92 0.97 1
Zonas verdes (césped, parques, etc):
• Condición pobre (cobertura vegetal
inferior al 50% de la superficie):
Pendiente baja (0 - 2%) 0.32 0.34 0.37 0.4 0.44 0.47 0.58
Pendiente media (2 - 7%) 0.37 0.4 0.43 0.46 0.49 0.53 0.61
Pendiente alta (>7%) 0.4 0.43 0.45 0.49 0.52 0.55 0.62
• Condición media (cobertura vegetal
entre el 50% y el 75% de la superficie):
Pendiente baja (0 - 2%) 0.25 0.28 0.3 0.34 0.37 0.41 0.53
Pendiente media (2 - 7%) 0.33 0.36 0.38 0.42 0.45 0.49 0.58
Pendiente alta (>7%) 0.37 0.4 0.42 0.46 0.49 0.53 0.6
• Condición buena (cobertura vegetal
superior al 75% de la superficie):
Pendiente baja (0 - 2%) 0.21 0.23 0.25 0.29 0.32 0.36 0.49
Pendiente media (2 - 7%) 0.29 0.32 0.35 0.39 0.42 0.46 0.56
Pendiente alta (>7%) 0.34 0.37 0.4 0.44 0.47 0.51 0.58
Campos de cultivo:
Pendiente baja (0 - 2%) 0.31 0.34 0.36 0.4 0.43 0.47 0.57
Pendiente media (2 - 7%) 0.35 0.38 0.41 0.44 0.48 0.51 0.6
Pendiente alta (>7%) 0.39 0.42 0.44 0.48 0.51 0.54 0.61
Pastizales, prados, dehesas:
Pendiente baja (0 - 2%) 0.25 0.28 0.3 0.34 0.37 0.41 0.53
Pendiente media (2 - 7%) 0.33 0.36 0.38 0.42 0.45 0.49 0.58
Pendiente alta (>7%) 0.37 0.4 0.42 0.46 0.49 0.53 0.6
Bosques, montes arbolados:
Pendiente baja (0 - 2%) 0.22 0.25 0.28 0.31 0.35 0.39 0.48
Pendiente media (2 - 7%) 0.31 0.34 0.36 0.4 0.43 0.47 0.56
Pendiente alta (>7%) 0.35 0.39 0.41 0.45 0.48 0.52 0.58
Periodo de retorno (años)Tipo de superficie
Zonas
Urbanas
Zonas
Rurales
46
3.1.4.3 Intensidad, duración y frecuencia de las lluvias
A continuación, se indican algunos valores de frecuencia de diseño que pueden
emplearse como guías (López Cualla, 2003).
Tabla 11: Frecuencia de diseño en tuberías del alcantarillado pluvial
Fuente: (López Cualla, 2003)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
El presente trabajo abarca un área de drenaje de 34.4864 ha y de acuerdo a la
sugerencia de Ricardo López Cualla la frecuencia recomendada sería de 10 años
(López Cualla, 2003).
Se puede demostrar que el caudal producido será máximo si la duración de la lluvia
es igual al tiempo de concentración del área drenada para una superficie de pendiente
uniforme e impermeable. El tiempo de concentración es el tiempo que tarda el agua
en llegar desde el punto más alejado de la cuenca hasta el colector o, en otros
términos, es el tiempo de recorrido desde el comienzo de la lluvia para que toda el
área contribuya al colector en cuestión (López Cualla, 2003).
La intensidad de lluvia (i) tiene una duración igual a la asignada a la tormenta de
diseño, comúnmente el tiempo de concentración (Tc) y un periodo de retorno igual al
seleccionado para el gasto máximo calculado (Escuela Nacional de Agricultura
(Mexico). Colegio de Postgraduados., 2008).
INTERAGUA, ciudad de Guayaquil, determinó en el año 2013, que la intensidad de
la lluvia se puede calcular a través de la siguiente ecuación:
Mínimo Aceptable Recomendado
• Zona residencial 2 2 3
• Zona industrial o comercial 2 3 5
2 3 5
5 5 10
Frecuencia de diseño (años)
Tuberías con área de drenaje entre 2 y 10ha,
independientemente del uso
Tuberías con área de drenaje mayor de 10 ha
Tuberías iniciales con área
de drenaje inferior a 2 ha:
Área de drenaje
47
𝐼 =𝐶
𝑑𝑒 + 𝑓
Donde:
I= intensidad de lluvia (mm/h)
d= duración de lluvia (min)
Los valores de “C”, “e” y “f” para diferentes periodos de retorno, se pueden apreciar
en la siguiente tabla:
Tabla 12: Parámetros C, e y f para intensidad de lluvia
Fuente: Interagua
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
3.1.4.4 Tiempo de concentración
El Tc es un concepto idealizado definido como el lapso que requiere una gota de
agua, que cae en el punto más lejano de la cuenca, para alcanzar la salida de ésta.
En esta definición la lejanía se refiere al mayor tiempo de viaje y no de distancia
(Escuela Nacional de Agricultura (Mexico). Colegio de Postgraduados., 2008).
El tiempo de concentración puede dividirse en dos: tiempo de concentración inicial
y tiempo de recorrido en el colector. El primero es el lapso transcurrido entre el
comienzo del evento y el momento de acceso de la escorrentía superficial al
sumidero, tiempo en el cual se presenta el recorrido en diferentes tipos de terreno,
Tr d
(años) (min)
C 742.53 570.75 521.00 486.47 471.72 463.15 5 - 120
e 0.63 0.50 0.45 0.40 0.37 0.35 5 - 120
f 5.47 2.35 1.49 0.88 0.59 0.38 5 - 120
50 1002 5 10 25
48
como por ejemplo en montaña, terreno plano, zanjas, depresiones y cunetas (López
Cualla, 2003).
Para el tiempo de escurrimiento se recomienda valores entre 10 minutos y 30
minutos para áreas urbanas, en base a lo especificado en el numeral 5.4.2.7 de las
normas del EXIEOS (Banda Quezada, 2012).
Como establece López Cualla (2013) existen diversas ecuaciones empíricas para
determinar el tiempo de concentración inicial, la formulación de la FAA:
𝑡𝑖 =0.707(1.1 − 𝐶)𝐿1/2
𝑆1/3
Donde:
ti = tiempo de concentración inicial (min)
C = coeficiente de escorrentía
L = distancia del recorrido (m)
S = pendiente media del terreno
(Banda Quezada, 2012). El tiempo de traslado o recorrido se puede determinar con
la siguiente ecuación:
𝑡𝑡 =𝐿
60 ∗ 𝑣𝑠
Donde:
tt = tiempo de traslado (min)
L = longitud del tramo en el cual escurre el agua (m)
49
vs = velocidad superficial (m/seg)
3.1.5. Configuración del sistema de alcantarillado
Ilustración 24: Modelo perpendicular Fuente: (Alfaro Melgar et al., 2012)
Se denomina configuración de un sistema de alcantarillado al trazo definido para
los colectores y emisores de la red, el cual depende, principalmente, de la topografía
de la zona, del trazo de las calles en la localidad, de la ubicación de los sitios de
vertido y de la disposición final de las aguas (Alfaro Melgar et al., 2012).
Para el presente trabajo se aplicará el Modelo perpendicular, el cual se utiliza en
comunidades que se ubican a lo largo de una corriente, con el terreno inclinado hacia
ella, por lo que las tuberías se colocan perpendicularmente a la corriente y descargan
a colectores o a la corriente. Este modelo se utiliza para buscar la trayectoria más
corta hacia los canales superficiales existentes o hacia los colectores (Alfaro Melgar
et al., 2012).
50
Cabe indicar que el cauce de evacuación que ayudará a desalojar el agua
precipitada será el río Los Tintos.
3.1.6. Trazado de la red de alcantarillado pluvial
La definición de la geometría de la red se inicia con la ubicación de los posibles
sitios de vertido y el trazo de colectores y tuberías. Para ello, se siguen normas de
carácter práctico, basándose en la topografía de la zona y el trazo urbano de la
localidad. Por lo común, se aplican las reglas siguientes (Alfaro Melgar et al., 2012):
1) Los colectores de mayor diámetro se ubican en las calles más bajas para facilitar
el drenaje de las zonas altas con tuberías o colectores de menor diámetro.
2) El trazo de los colectores y las tuberías se ubica sobre el eje central de las calles,
evitando su cruce con edificaciones. Su trazo debe ser lo más recto posible
procurando que no existan curvas. Cuando la calle sea amplia, se pueden disponer
dos tuberías, una a cada lado de la calle.
3) La red de alcantarillado debe trazarse buscando el camino más corto al sitio de
vertido.
4) Las conducciones serán por gravedad. Se tratará de evitar las conducciones con
bombeo.
Durante el diseño se lleva a cabo el cálculo del funcionamiento hidráulico del
conjunto de tuberías a fin de revisar que los diámetros y pendientes propuestos sean
suficientes para conducir el gasto de diseño de cada tramo. El diseño de sistemas de
alcantarillado de aguas lluvias involucra la determinación de los diámetros, la
pendiente y las elevaciones del terreno (Alfaro Melgar et al., 2012).
51
(Alfaro Melgar et al., 2012). Se debe contar con la información consistente del
sector, tal como:
Datos generales: localización geográfica, categoría política, economía, vías de
comunicación y servicios públicos.
Planos de la localidad: plano topográfico actualizado de la localidad, plano
topográfico de la cuenca donde se ubica la localidad, plano urbano de la
localidad.
Información climatológica de la zona y registros pluviométricos y pluviográficos
de las estaciones locales y aledañas a la zona de estudio. De esta información
deberán obtenerse las intensidades máximas anuales de lluvia para diferentes
duraciones de tiempo: 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 80, 100 y 120 minutos, para
obtener curvas i-d-f (intensidad-duración-frecuencia).
El trazo de una red de alcantarillado se inicia con la definición de las áreas que
contribuirán a la escorrentía, a partir de los cuales puede definirse el trazo de
colectores y emisores. Una vez definido esto, se traza la red de tuberías. En ambos
casos, pueden elegirse varias configuraciones o trazos (Alfaro Melgar et al., 2012).
3.1.7. Velocidad mínima y máxima en tuberías de aguas lluvias
Las Normas para estudio y diseño de sistemas de agua potable y disposición de
aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, propuesta por la
SENAGUA presenta la siguiente tabla de velocidades máximas admisibles en
tuberías o colectores que dependerán del material de fabricación:
52
Tabla 13: Velocidades máximas a tubo lleno y coeficientes de rugosidad recomendados
Fuente: Instituto Ecuatoriano de Obras Sanitarias (IEOS)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Tabla 14: Velocidades máximas para tuberías de AA.LL. (m/s)
Fuente: (López Cualla, 2003)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
La velocidad mínima en un sistema de alcantarillado pluvial será de 0.9 m/s, para
caudal máximo instantáneo, en cualquier época del año. En caso contrario y si la
topografía lo permite, para evitar la formación de depósitos en las alcantarillas
sanitarias, se incrementará la pendiente de la tubería hasta que se tenga la acción
Velocidad máxima
m/s
Coeficiente
de rugosidad
Con uniones de mortero 4 0.013
Con uniones de neopreno
para nivel freático alto3.5 - 4 0.013
4.5 - 5 0.011
4.5 0.011Plástico
Material
Hormigón simple:
Asbesto cemento
Material de la tubería
Agua con
sedimentos
coloidales
Agua con
fragmentos de
arena y grava
Ladrillo común 3 2
Ladrillo vitrificado y gres 5 3.3
Concreto de:
140 kg/cm² 3 2
210 kg/cm² 5 3.3
250 kg/cm² 6 4
280 kg/cm² 6.5 4.3
315 kg/cm² 7.5 5
Concreto reforzado mayor de
280 kg/cm² y curado al vapor10 6.6
Cloruro de polivinilo PVC 10 10
53
auto limpiante. Si esta solución no es practicable, se diseñará un programa especial
de limpieza y mantenimiento para los tramos afectados.
3.1.8. Nivel de marea en el sector de estudio
En vista, que en el sector de estudio no existe estación pluviométrica ni pluviográfica
se consideró un nivel de marea de la ciudad de Guayaquil, como en el caso de la
fórmula de intensidad, de acuerdo al Instituto Oceanográfico de la Armada en el año
2005 se registró un aguaje de amplitud 4.63 metros, el cual fue considerado como “la
marea del siglo”, por lo que se la tendrá en consideración en el presente estudio.
54
CAPÍTULO IV
4.1. DESARROLLO DE LA ALTERNATIVA PROPUESTA
4.1.1. Evaluación del caudal de diseño
En general puede emplearse cualquier modelo de lluvia-escorrentía. Para
superficies menores de 1300 ha se recomienda utilizar el método racional, dada su
simplicidad. Sin embargo, para áreas mayores de 1300ha se debería utilizar un
modelo más apropiado a las características de la cuenca, por ejemplo, el método del
hidrograma unitario, el del Soil Conservation Service (SCS) u otro método similar
(López Cualla, 2003).
4.1.2. Características de la zona
En el presente trabajo se deben considerar dos sectores de Tarifa, los cuales son
Tarifa Antigua y Ciudadela 10 de Agosto, siendo estos los afectados por las
inundaciones en las calles.
Tarifa Antigua: Abarca un área de 102495m2 y un perímetro de 1461.4087m.
Ciudadela 10 De Agosto: Abarca un área de 242368m2 y un perímetro de
1974.6292m.
Cabe recalcar, que fuentes externas a las mencionadas proporcionaron
información acerca del tiempo que lleva funcionando el sistema pluvial, donde
indicaron que el sistema pluvial del sector de Tarifa Antigua funciona desde hace más
de 25 años, mientras que el sistema pluvial del sector Ciudadela 10 de Agosto se
acopló recién hace 7 años aproximadamente, siendo este último un complemento no
esperado del primero ya que, las calles de Tarifa Antigua son las que se inundan
55
debido a que las nuevas tuberías de aguas lluvias se conectaron a las antiguas, sin
considerar el caudal que abarcarían y en vista que los puntos de vertido del agua
lluvia están hacia el río Los Tintos que limita con Tarifa Antigua.
4.1.3. Área de estudio
En vista, que en el presente proyecto se tiene como dato un área de 34.4864 ha,
siendo menor a 1300 ha, se va a emplear el método racional, tal y como lo sugiere el
texto Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados de Ricardo Alfredo
López Cualla (2003).
No toda el agua lluvia precipitada llega al sistema de alcantarillado, pues parte se
pierde por factores tales como evaporización, intercepción vegetal, detención
superficial en cunetas, zanjas o depresiones, y por infiltración. De todos los factores
anteriores el más importante es el de infiltración, el cual es función de la
impermeabilidad del terreno, por lo que en algunos casos se llama coeficiente de
impermeabilidad (López Cualla, 2003).
El terreno que se ha considerado abarca zonas permeables e impermeables. Entre
las zonas permeables destacan las áreas verdes de los parques, la cancha de fútbol,
los jardines de las viviendas y lotes vacíos; entre las zonas impermeables están las
calles, las viviendas, instituciones educativas y de salud.
Debido a que el sector cuenta con sectores permeables e impermeables, a
continuación, se estima el porcentaje de cada sector, y el área que abarcaría cada
uno:
Sector pavimentado (concreto): 15% (5.17296 ha)
56
Tejados y cubiertas: 73% (25.175072 ha)
Jardines y zonas verdes: 12% (4.138368 ha)
4.1.4. Coeficiente de escorrentía
Como ya se ha obtenido las superficies que abarca cada tipo de sector permeable
e impermeable y se ha considerado un periodo de retorno de 10 años, tal y como lo
sugiere López Cualla, 2003 (indicado en la tabla 9: Frecuencia de diseño en tuberías
del alcantarillado pluvial), se procede a determinar un coeficiente de escurrimiento
definitivo:
Cemento, tejados = 0.83
Zonas verdes con condición pobre, pendiente baja = 0.37
𝐶̅ =5.17296 ∗ 0.83 + 25.175072 ∗ 0.83 + 4.138368 ∗ 0.37
34.4864
𝐶̅ = 0.7748
4.1.5. Tiempo de concentración del sector “Cooperativa 10 de Agosto”
Como se muestra en la ilustración continua la Cooperativa 10 de Agosto, tiene
como límites por el norte el carretero de acceso, por el sur zona de vegetación con el
río Los Tintos, por el este la urbanización privada Villas del Río y por el oeste el sector
Tarifa Antiguo, por lo que no posee un área (cuenca) de aportación. Por los motivos
señalados en las limitaciones, se asume que el único tiempo de escurrimiento será el
de traslado del agua lluvia desde el punto más alejado (de la calle pavimentada) hasta
el sumidero.
57
Ilustración 25: Vista aérea de la Parroquia Tarifa
Fuente: Google Earth, 2018
El tiempo de escorrentía sería entonces, la longitud de la calle hasta el sumidero,
es decir, 61 metros, el terreno posee poca variación de nivel, por lo que se asume
una pendiente del uno por mil (1‰=0.001), ahora se lo determina aplicando la fórmula
de la FAA:
𝑡𝑖 =0.707(1.1 − 0.7748) ∗ 611/2
0.0011/3= 17.96𝑚𝑖𝑛
La norma del RAS establece una velocidad mínima real de 0.75m/s para el caudal
de diseño (López Cualla, 2003).
El tiempo de traslado se lo determina con la siguiente ecuación indicada por Banda
Quezada, 2012; donde se estima una velocidad de 0.75m/s, que es la velocidad
mínima a emplear:
𝑡𝑡 =446.79𝑚
60 ∗ 0.75𝑚/𝑠= 9.93𝑚𝑖𝑛
58
Entonces, el tiempo de concentración sería:
𝑡𝐶 = 𝑡𝑒 + 𝑡𝑡 = 17.96𝑚𝑖𝑛 + 9.93𝑚𝑖𝑛 = 27.89 ≈ 28 𝑚𝑖𝑛
4.1.6. Tiempo de concentración sector Tarifa Antiguo
Como se mencionó anteriormente, se va a realizar el rediseño del alcantarillado
pluvial para el sector Tarifa Antiguo de la parroquia Tarifa, ya que la Cooperativa 10
de Agosto posee un sistema de alcantarillado pluvial reciente, por lo que se va a tomar
en consideración el tiempo de concentración de los tramos de la red del alcantarillado
de la Cooperativa 10 de Agosto como el tiempo de escurrimiento para Tarifa Antiguo.
𝑡𝐶𝐶𝑜𝑜𝑝. 10𝐴𝑔𝑜𝑠𝑡𝑜 = 28𝑚𝑖𝑛 = 𝑡𝑒𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎𝐴𝑛𝑡𝑖𝑔.
Una vez determinados el tiempo de escorrentía se determina el tiempo de traslado
y posteriormente el de concentración. Para el tiempo de traslado se consideró la
longitud total de los tramos, siendo de 92 metros, y la misma velocidad que el caso
anterior:
𝑡𝑡 =212.5
60 ∗ 0.75𝑚/𝑠= 4.72 𝑚𝑖𝑛
Ahora se procede a determinar el tiempo de concentración para Tarifa Antiguo:
𝑡𝑐 = 𝑡𝑒 + 𝑡𝑡 = 27.89𝑚𝑖𝑛 + 4.72𝑚𝑖𝑛 = 32.61 min ≈ 33𝑚𝑖𝑛 → 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝐴𝑛𝑡𝑖𝑔𝑢𝑜
4.1.7. Intensidad, duración y frecuencia de las lluvias
En vista que tanto en la parroquia Tarifa como en el cantón al que pertenece esta
no existe una estación pluviográfica, se va a implementar información de la ciudad de
59
Guayaquil, que limita y se encuentra al sur del cantón Samborondón y además
presenta características semejantes al sector de estudio. Dicha información fue
proporcionada por INTERAGUA (ciudad de Guayaquil) determinadas en el año 2013,
la cual indica la siguiente ecuación para determinar la intensidad de la lluvia:
𝐼 =𝐶
𝑑𝑒 + 𝑓
Como se indicó anteriormente se considera una frecuencia de 10 años y el tiempo
de concentración se determinó en 32.62 minutos; aplicando la ecuación propuesta
por INTERAGUA (2013), se obtiene la intensidad de lluvia, cuyo valor es de
82.8551mm/h, siendo esta la obtenida con duración igual al tiempo de concentración.
Tabla 15: Intensidades de lluvia para distintas duraciones de lluvia
Fuente: Propia
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
4.1.8. Estimación del caudal
Una vez obtenidas las componentes de la ecuación de caudal del método racional,
se procede a determinar el valor numérico de este.
d (min) C e f I (mm/h)
10 521 0.45 1.49 120.9270
20 521 0.45 1.49 97.5651
27.89 521 0.45 1.49 87.3943
30 521 0.45 1.49 85.2608
32.62 521 0.45 1.49 82.8551
33 521 0.45 1.49 82.5261
40 521 0.45 1.49 77.1933
50 521 0.45 1.49 71.3227
60 521 0.45 1.49 66.7776
100 521 0.45 1.49 55.2300
120 521 0.45 1.49 51.5206
60
Caudal de la Cooperativa 10 de Agosto:
𝑄10𝐴𝐺𝑂𝑆𝑇𝑂 = 2.78𝐶 ∗ 𝐼 ∗ 𝐴 = 2.78 ∗ 0.7748 ∗ 82.8551 ∗ 24.2368
𝑄10𝐴𝐺𝑂𝑆𝑇𝑂 = 4325.43𝑙/𝑠𝑒𝑔 = 4.32𝑚3/𝑠𝑒𝑔
Caudal de Tarifa Antiguo:
𝑄𝑇.𝐴. = 2.78𝐶 ∗ 𝐼 ∗ 𝐴 = 2.78 ∗ 0.7748 ∗ 82.8551 ∗ 10.2495
𝑄𝑇.𝐴. = 1829.18𝑙/𝑠𝑒𝑔 + 𝑄10𝐴𝐺𝑂𝑆𝑇𝑂 = 1.831𝑚3/𝑠𝑒𝑔 + 𝑄10𝐴𝐺𝑂𝑆𝑇𝑂
𝑄𝑇.𝐴. = 6.15 𝑚3/𝑠𝑒𝑔
En la tabla de cálculos anexo al final se detallan los cálculos de cada tramo de la
red, donde se especifica el diámetro de la tubería (colectores), caudal de cada tramo,
pendiente, velocidad de flujo y cotas de proyecto.
4.1.9. Componentes del sistema de aguas lluvias a implementar
Como se indicó previamente el sistema actual cuenta con bordillo-cuneta, tirantes,
sumideros, cámaras de inspección y colectores. Para lo cual solo se va a rediseñar
los colectores y las cámaras de inspección ya que, los colectores son los que
realmente han variado de acuerdo a la tabla de cálculos presentada, teniendo:
Tuberías o colectores
Colectores de PVC (coeficiente de rugosidad=0.009) con diámetro de
400mm
Colectores de hormigón armado (coeficiente de rugosidad=0.013) con
diámetro de 1000mm, 1200mm y 1400mm.
61
Tabla 16: Coeficientes de fricción de Manning, Hazen Williams y Rugosidad absoluta
Fuente: (Moyano Valenzuela & Gustavo, 2014)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
Sumideros
En el sector del malecón se adecuarán los sumideros existentes agregándole una
rejilla en la cuneta convirtiéndolo en un sumidero mixto para así aumentar su
capacidad y pueda abastecer el caudal calculado.
Pozos de revisión
La conexión existente de la cooperativa 10 de Agosto a Tarifa Antiguo cuenta con
colectores enterrados a 1.2m y 1.3m de profundidad y colectores con pendiente 0.2%.
Coeficiente de
Manning
Coef. Hazen-
Williams
Coef. Rugosidad
Absoluta
n CH e (mm)
Asbesto cemento 0.011 140 0.0015
Latón 0.011 135 0.0015
Tabique 0.015 100 0.6
Fierro fundido (nuevo) 0.012 130 0.26
Concreto (cimbra metálica) 0.011 140 0.18
Concreto (cimbra madera) 0.015 120 0.6
Concreto simple 0.013 135 0.36
Cobre 0.011 135 0.0015
Acero corrugado 0.022 - 45
Acero galvanizado 0.016 120 0.15
Acero (esmaltado) 0.01 148 0.0048
Acero (nuevo, sin recubrim.) 0.011 145 0.045
Acero (remachado) 0.019 110 0.9
Plomo 0.011 135 0.0015
Plástico (PVC) 0.009 150 0.0015
Madera (duelas) 0.012 120 0.18
Vidrio (laboratorio) 0.011 140 0.0015
Material
62
Las cámaras de inspección a implementar serán circulares de concreto reforzado
y una chimenea de tabique, sección transversal horizontal de forma rectangular,
muros, piso y techo son de concreto reforzado y una tapa de hierro ductil de un
espesor mínimo de 28cm a cualquier profundidad, tapas de hierro fundido y de
diámetro interior de 1.2m.
Ilustración 26: Cámara de revisión, H variable Fuente: Criterios y lineamientos técnicos para factibilidades. Alcantarillado Sanitario, 2014
El recubrimiento mínimo del colector debe evitar la ruptura de éste ocasionada por
cargas vivas que pueda experimentar. Los valores mínimos permisibles de
recubrimiento de los colectores se definen en la tabla siguiente:
63
Tabla 17: Profundidad mínima de colectores
Fuente: (Ministerio del Agua Bolivia, 2007)
Elaboración: Leonel Soriano e Iliana Reyes
El diámetro interno mínimo debe ser de 1,20 m. El diámetro mínimo de la boca de
ingreso a la cámara de inspección debe ser de 0,60 m. (Ministerio del Agua Bolivia,
2007)
Ubicación Profundidad a la clave del colector (m)
Vías peatonales o zonas verdes 0.75
Vías vehiculares 1
64
CAPÍTULO V
5.1. CONCLUSIONES
Una vez realizado el análisis y los respectivos cálculos, se ha llegado a las
siguientes conclusiones:
Las entidades de Gobierno del cantón no poseen información sobre el
alcantarillado pluvial existente, por lo que se realizó una inspección al sector
para recopilar visualmente datos, entre los cuales se obtuvo las dimensiones
de las cunetas, de los sumideros, además de las dimensiones aproximadas
de los ductos cajón de descarga al cuerpo receptor.
Los residentes del sector indicaron que el sistema pluvial de la Cooperativa
10 de Agosto es reciente, es decir no tiene más de 10 años de vida útil y
esta red se añadió a la del sector Tarifa Antiguo sin realizar el respectivo
rediseño de este, por lo cual la causa que se ha considerado es la falta de
capacidad de las tuberías de la red para conducir un caudal no esperado en
su diseño inicial; mientras que las dimensiones de sumideros y cunetas
satisfacen el caudal de escorrentía.
Se logró delimitar el área del sector de estudio (10.25ha) y de la Coop. 10
de Agosto (24.24ha), se obtuvo un coeficiente de escorrentía de 0.7748, una
intensidad de lluvia de 82.86mm/h, empleando esta información en la
fórmula propuesta por Interagua se obtuvo un caudal de diseño de
6.15m3/seg, cabe indicar que sólo se está considerando el rediseño de dos
componentes del alcantarillado que son los colectores (para los cuales se
obtuvieron diámetros de 400, 1000, 1200 y 1400mm con pendiente de 0.2%)
y las cámaras de inspección de hormigón armado.
65
5.2. RECOMENDACIONES
A las autoridades de la Municipalidad:
Revisar las problemáticas que presentan los sectores comprendidos en el
cantón y proporcionarles una solución para brindar una mejor calidad de
vida a los habitantes, como ejemplo se tiene el presente tema planteado
“Análisis del alcantarillado pluvial del sector urbano amanzanado Tarifa
Antiguo de la parroquia Tarifa, cantón Samborondón, provincia del Guayas”.
Llevar un mejor control con la información relevante a los sistemas
existentes y tener una base de datos actualizada del sector.
Referente al proyecto:
El trazado de la red se realizó en base al existente, por lo que se recomienda
aumentar solo un punto de descarga además de los existentes al cuerpo
receptor.
Realizar la respectiva limpieza de las cunetas y sumideros del alcantarillado
propuesto, a fin de evitar la aglomeración de escombros y basura que
impidan la circulación del agua en las mismas, así como también la limpieza
y mantenimiento de los puntos de descarga en el cuerpo receptor evadiendo
la acumulación de vegetación y maleza.
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ANEXOS
Anexo 1: Vista aérea del sector de estudio
Anexo 2: Coeficiente de rugosidad de Manning para pavimentos y cunetas
Anexo 3: Fórmula de Manning para determinar la velocidad de flujo en canales cerrados
Coeficiente de Manning (n)
0.012
Textura suave 0.013
Textura áspera 0.016
Suave 0.013
Áspero 0.015
Terminado con llana 0.014
Terminado con escoba 0.016
0.02
*Cunetas con pequeñas pendientes longitudinales hasta del 2% están
sujetas a la acumulación de sedimentos; para estos casos, los valores de
n indicados anteriormente se deben incrementar entre 0.002 y 0.005
Pavimento rígido
Revestimiento de adoquines
Tipo de cuneta o pavimento
Cuneta en concreto liso
Pavimento asfáltico
Cuneta en asfalto
Anexo 4: Tabla de caudales en función de la pendiente y el diámetro de tubería para un coeficiente de rugosidad =0.009 (PVC)
v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q
0.1 0.13 3 0.45 14 0.52 26 0.2 14 0.22 21 0.24 30 0.26 41 0.31 89
0.2 0.18 4 0.43 13 0.49 24 0.28 20 0.31 30 0.34 43 0.37 58 0.44 125
0.3 0.23 5 0.4 13 0.46 23 0.34 24 0.38 36 0.41 52 0.45 71 0.54 154
0.4 0.26 5 0.37 12 0.43 21 0.4 28 0.44 42 0.48 60 0.52 82 0.63 177
0.5 0.29 6 0.34 11 0.39 19 0.44 31 0.49 47 0.54 67 0.58 92 0.7 198
0.6 0.32 6 0.3 9 0.35 17 0.48 34 0.54 52 0.59 74 0.63 101 0.77 217
0.7 0.34 7 0.26 8 0.3 15 0.52 37 0.58 56 0.63 80 0.69 109 0.83 235
0.8 0.37 7 0.21 7 0.25 12 0.56 40 0.62 60 0.68 85 0.73 116 0.89 251
0.9 0.39 8 0.15 5 0.17 9 0.59 42 0.66 63 0.72 90 0.78 124 0.94 266
1 0.41 8 0.48 15 0.55 27 0.62 44 0.69 67 0.76 95 0.82 130 0.99 280
v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q
0.1 0.35 134 0.38 191 0.44 346 1.49 1689 1.66 2548 1.81 3638 0.65 1660 0.7 2199
0.2 0.49 189 0.54 270 0.62 490 1.41 1593 1.56 2403 1.71 3430 0.92 2348 0.9 3110
0.3 0.6 232 0.66 331 0.76 600 1.32 1490 1.46 2247 1.6 3200 1.13 2876 1.21 3809
0.4 0.7 268 0.76 382 0.88 693 1.22 1379 1.35 2081 1.48 2971 1.3 3321 1.4 4398
0.5 0.78 299 0.85 427 0.99 774 1.11 1259 1.23 1899 1.35 2712 1.46 3713 1.57 4917
0.6 0.85 328 0.93 468 1.08 848 1 1126 1.1 1699 1.21 2426 1.6 4067 1.71 5385
0.7 0.92 354 1.01 505 1.17 916 0.86 975 0.96 1471 1.04 2101 1.73 4393 1.85 5818
0.8 0.98 378 1.07 540 1.25 980 0.7 796 0.78 1201 0.85 1713 1.85 4595 1.98 6220
0.9 1.04 401 1.14 573 1.32 1039 0.5 563 0.55 849 0.6 1213 1.96 4981 2.1 6597
1 1.1 423 1.2 604 1.39 1095 1.57 1381 1.75 2686 1.91 3835 2.06 5351 2.21 6954
1800 mm 3000 mmS
(‰)
700 mm 800 mm 1000 mm 1200 mm 1400 mm 1600 mm
450 mm 600 mm400 mmS
(‰)
160 mm 200 mm 250 mm 300 mm 350 mm
Anexo 5: Relaciones hidráulicas
q/Q d/D v/V q/Q d/D v/V q/Q d/D v/V q/Q d/D v/V
0.010 0.100 0.315 0.260 0.393 0.703 0.510 0.571 0.855 0.760 0.732 0.971
0.020 0.125 0.350 0.270 0.401 0.710 0.520 0.577 0.860 0.770 0.739 0.973
0.030 0.150 0.405 0.280 0.409 0.717 0.530 0.583 0.865 0.780 0.745 0.979
0.040 0.165 0.425 0.290 0.417 0.723 0.540 0.589 0.870 0.790 0.751 0.982
0.050 0.180 0.450 0.300 0.425 0.730 0.550 0.595 0.875 0.800 0.757 0.985
0.060 0.195 0.470 0.310 0.432 0.737 0.560 0.602 0.880 0.810 0.764 0.988
0.070 0.210 0.485 0.320 0.439 0.744 0.570 0.609 0.885 0.820 0.771 0.991
0.080 0.225 0.500 0.330 0.446 0.750 0.580 0.616 0.890 0.830 0.778 0.994
0.090 0.235 0.515 0.340 0.543 0.756 0.590 0.623 0.895 0.840 0.784 0.997
0.100 0.245 0.540 0.350 0.460 0.762 0.600 0.630 0.900 0.850 0.790 1.000
0.110 0.258 0.550 0.360 0.467 0.768 0.610 0.636 0.905 0.860 0.797 1.001
0.120 0.267 0.565 0.370 0.464 0.774 0.620 0.642 0.910 0.870 0.804 1.008
0.130 0.278 0.580 0.380 0.481 0.780 0.630 0.648 0.915 0.880 0.811 1.012
0.140 0.289 0.590 0.390 0.488 0.785 0.640 0.654 0.919 0.890 0.818 1.015
0.150 0.300 0.600 0.400 0.495 0.790 0.650 0.660 0.923 0.900 0.825 1.018
0.160 0.310 0.613 0.410 0.503 0.796 0.660 0.666 0.927 0.910 0.833 1.021
0.170 0.320 0.625 0.420 0.511 0.802 0.670 0.672 0.931 0.920 0.841 1.024
0.180 0.330 0.638 0.430 0.519 0.809 0.680 0.678 0.935 0.930 0.849 1.026
0.190 0.340 0.650 0.440 0.527 0.816 0.690 0.684 0.940 0.940 0.857 1.028
0.200 0.350 0.657 0.450 0.535 0.823 0.700 0.690 0.945 0.950 0.865 1.030
0.210 0.357 0.665 0.460 0.541 0.829 0.710 0.697 0.949 0.960 0.874 1.032
0.220 0.364 0.678 0.470 0.547 0.835 0.720 0.704 0.953 0.970 0.883 1.034
0.230 0.371 0.681 0.480 0.553 0.840 0.730 0.711 0.957 0.980 0.892 1.036
0.240 0.378 0.689 0.490 0.559 0.845 0.740 0.718 0.962 0.990 0.901 1.038
0.250 0.385 0.697 0.500 0.565 0.850 0.750 0.725 0.967 1.000 0.910 1.040
Anexo 6: Tabla de cálculos
De Hasta sup. inf. Ap Ai At Te Tt Ttotal
CA1 CA2 54.5 7.2 7.24 -0.000040 0.7748 0 6.9514 6.9514 27.89 1.21 29.10 86.15 1289.86 1743
CA2 CA3 64 7.24 7.26 -0.000020 0.7748 1.1172 6.9514 8.0686 29.10 1.42 30.52 84.76 1473.07 1743
CA3 CA4 60 7.26 7.1 0.000160 0.7748 1.3461 8.0686 9.4147 30.52 1.33 31.86 83.53 1693.90 1743
CA4 CA5 24 7.1 - - 0.7748 1.8473 9.4147 11.262 31.86 0.53 32.39 83.06 2014.76 2630
CB1 CB2 46 7.2 7.2 0.000000 0.7748 0.2161 6.5944 6.8105 27.89 1.02 28.91 86.34 1266.51 1743
CB2 CB3 58 7.2 7.1 0.000100 0.7748 0.7851 6.8105 7.5956 28.91 1.29 30.20 85.07 1391.74 1743
CB3 CB4 56 7.1 7.38 -0.000280 0.7748 0.5796 7.5956 8.1752 30.20 1.24 31.45 83.90 1477.44 1743
CB5 CB4 59 7.43 7.38 0.000050 0.7748 0.4869 0 0.4869 31.45 1.31 32.76 82.74 86.77 135
CB4 CB6 39 7.38 - - 0.7748 0.3726 8.6621 9.0347 32.76 0.87 33.62 82.00 1595.67 1743
CD1 CD2 66 7.38 7.52 -0.000140 0.7748 0.2756 4.3459 4.6215 27.89 1.47 29.36 85.89 855.00 1072
CD2 CD3 68 7.52 7.2 0.000320 0.7748 1.2722 4.6215 5.8937 29.36 1.51 30.87 84.44 1071.89 1072
CC1 CC2 71 7.24 7.2 0.000040 0.7748 0.2773 6.3451 6.6224 27.89 1.58 29.47 85.78 1223.61 1743
CC3 CC2 40 7.08 7.2 -0.000120 0.7748 0.6015 0 0.6015 29.47 0.89 30.36 84.92 110.02 135
CC2 CC4 100 7.2 - - 0.7748 0.7129 13.1176 13.8305 30.36 2.22 32.58 82.89 2469.33 2630
De Hasta S (‰ ) Ø (mm) v (m/s) q/Q d/Ø ʋ/v d (cm) ʋ (m/s) h (m) De Hasta De Hasta
CA1 CA2 1743 2 1200 1.54 0.7400 0.7180 0.9620 861.62 1.48 0.1090 5.80 5.69 4.60 4.49
CA2 CA3 1743 2 1200 1.54 0.8451 0.7871 0.9985 944.50 1.54 0.1280 5.69 5.56 4.49 4.36
CA3 CA4 1743 2 1200 1.54 0.9718 0.8846 1.0344 1061.57 1.59 0.1200 5.56 5.44 4.36 4.24
CA4 CA5 2630 2 1400 1.71 0.7661 0.7362 0.9722 1030.75 1.66 0.0480 5.44 5.40 4.04 4.00
CB1 CB2 1743 2 1200 1.54 0.7266 0.7086 0.9557 850.37 1.47 0.0920 5.80 5.71 4.60 4.51
CB2 CB3 1743 2 1200 1.54 0.7985 0.7561 0.9845 907.30 1.52 0.1160 5.71 5.59 4.51 4.39
CB3 CB4 1743 2 1200 1.54 0.8476 0.7886 0.9993 946.30 1.54 0.1120 5.59 5.48 4.39 4.28
CB5 CB4 135 2 400 1.07 0.6427 0.6556 0.9201 262.26 0.98 0.1180 6.43 6.31 6.03 5.91
CB4 CB6 1743 2 1200 1.54 0.9155 0.8374 1.0226 1004.85 1.57 0.0780 5.48 5.40 4.28 4.20
CD1 CD2 1072 2 1000 1.37 0.7976 0.7555 0.9843 755.54 1.35 0.1320 6.18 6.05 5.18 5.05
CD2 CD3 1072 2 1000 1.37 0.9999 0.9099 1.0400 909.91 1.42 0.1360 6.05 5.91 5.05 4.91
CC1 CC2 1743 2 1200 1.54 0.7020 0.6914 0.9458 829.69 1.46 0.1420 6.04 5.90 4.84 4.70
CC3 CC2 135 2 400 1.07 0.8150 0.7675 0.9895 306.99 1.06 0.0800 6.08 6.00 5.68 5.60
CC2 CC4 2630 2 1400 1.71 0.9389 0.8561 1.0278 1198.58 1.76 0.2000 6.00 5.80 4.60 4.40
Qdiseño
(l/s)
Tubería Cotas lomo (m)Relaciones hidráulicas Cotas invert (m)
A
B
D
C
Caudal calc.
(l/s)
A
B
D
C
SecciónTramo Qdiseño
(l/s)
SecciónTramo Longitud
(m)
Cotas terreno Pendiente
terreno
Coef. de
escorrentía
Áreas (ha) Tiempos (min) Intensidad
(mm/h)
Anexo 7: Curvas IDF para el sector Tarifa Antiguo
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
200.00
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0
INTE
NSI
DA
D (
MM
/H)
DURACIÓN (MIN)
CURVAS IDF
Tr=2 años Tr=5 años Tr=10 años Tr=25 años Tr=50 años Tr=100 años
REGISTRO
FOTOGRÁFICO
Anexo 8: Cámara de inspección en la Av. Guayaquil, D=52cm y Prof=2.10m
Anexo 9: Cámara de inspección en la calle Malecón, D=66cm y Prof=2.70m
Anexo 10: Cámara de inspección Coop. 10 de Agosto, D=56cm y Prof=1.30m
Anexo 11: Cámara de inspección en la calle Abdón Calderón, Tarifa Antiguo, D=60cm y Prof=1.80m
Anexo 12: Medición de la profundidad de cámaras de inspección
Anexo 13: Medición de diámetro de tapa de cámara de inspección
Anexo 14: Medición de diámetro de colector y tirante en cámara de inspección
Anexo 15: Vista del interior de cámara de inspección
Anexo 16: Revisión de la cámara de inspección Tramo C
Anexo 17: Revisión de la cámara de inspección Tramo D
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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
SANITARIA
CONTIENE: TRAZADO DE LOS SECTORES DE ESTUDIO
DE LA PARROQUIA TARIFA
FUENTE: G.A.D. MUNICIPAL DE SAMBORONDÓN
AUTORES:
REYES GUTIERREZ ILIANA
SORIANO VILLAO LEONEL
TUTOR:
ING. ZOILA CEVALLOS M.Sc
ESCALA: 1_200 2017-2018
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CONTIENE: TRAZADO DE LA RED DE ALCANTARILLADO
PLUVIAL CON ÁREAS DE APORTACIÓN
FUENTE: PROPIA
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
SANITARIA
AUTORES:
REYES GUTIERREZ ILIANA
SORIANO VILLAO LEONEL
TUTOR:
ING. ZOILA CEVALLOS M.Sc
ESCALA 1:400 2017-2018
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CONTIENE: ÁREAS DE APORTACIÓN PARA LAS
CÁMARAS DE INSPECCIÓN
FUENTE: PROPIA
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
SANITARIA
AUTORES:
REYES GUTIERREZ ILIANA
SORIANO VILLAO LEONEL
TUTOR:
ING. ZOILA CEVALLOS M.Sc
ESCALA 1:400 2017-2018
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CONTIENE: TRAZADO DE LA RED DE ALCANTARILLADO
PLUVIAL
FUENTE: PROPIA
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
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TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
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AUTORES:
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TUTOR:
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L=54.5m
Ø1200mm
S=0.1%
L=64m
Ø1200mm
S=0.1%
L=60m
Ø1200mm
S=0.1%
L=46m
Ø1200mm
S=0.1%
L=58m
Ø1200mm
S=0.1%
L=56m
Ø1200mm
S=0.1%
L=59m
Ø400mm
S=0.2%
L=39m
Ø1200mm
S=0.1%
L=24m
Ø1200mm
S=0.2%
L=71m
Ø1200mm
S=0.1%
L=66m
Ø1000mm
S=0.1%
L=68m
Ø1000mm
S=0.1%
L=100m
Ø1400mm
S=0.1%
L=40m
Ø400mm
S=0.2%
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
SANITARIA
CONTIENE: PARÁMETROS DE LOS COLECTORES DE LA
RED DE AALL
FUENTE: PROPIA
AUTORES:
REYES GUTIERREZ ILIANA
SORIANO VILLAO LEONEL
TUTOR:
ING. ZOILA CEVALLOS M.Sc
ESCALA 1:200 2017-2018
AUTOR(ES):
REVISOR(ES)/TUTOR(ES):
INSTITUCION :
UNIDAD/FACULTAD :
MAESTRIA/ESPECIALIDAD :
GRADO OBTENIDO :
FECHA DE PUBLICACION : 2018
ÁREAS TEMÁTICAS :
PALABRAS CLAVES
/KEYWORKDS:
ADJUNTO PDF :
CONTACTO CON AUTOR/ES:
Nombre:
Telefono:
Email :CONTACTO CON LA
INSTITUCIÒN :
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
2-283348
Facultad De Ciencias Matemáticas y físicas
NUMERO DE PAGINAS
Alcantarillado pluvial
Intensidad de lluvia
Alcantarillado pluvial - Método racional
RESUMEN /ABSTRACT (150-250 ) PALABRAS :
El presente tema brinda una alternativa de solución al análisis del alcantarillado pluvial del sector urbano
amanzanado Tarifa Antiguo de la parroquia Tarifa, cantón Samborondón, provincia del Guayas, debido a que
dicho alcantarillado presenta un drenaje deficiente.
Se analiza la causa que lo produce y produce para posteriormente aplicar conocimientos adquiridos para así
aportar una respuesta a la problemática que afecta a varios pobladores del sector.
Para el análisis planteado se recopiló información relevante al sector a fin de realizar los cálculos necesarios
para la elaboración de la solución.
X SI NO
Teléfono: 0983814489 - 0959479598 Email: [email protected]
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENERIA CIVIL
SANITARIA
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGIA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS / TRABAJO DE GRADUACIÒN
Ing. Judith Chalén MSc.
Ing. Zoila Cevallos MSc.
Universidad de Guayaquil
ANÁLISIS DEL ALCANTARILLADO PLUVIAL DEL SECTOR URBANO AMANZANADO
TARIFA ANTIGUO DE LA PARROQUIA TARIFA, CANTÓN SAMBORONDÓN, PROVINCIA
DEL GUAYAS.
TITULO Y SUBTITULO :
Reyes Gutiérrez Iliana Isabel
Soriano Villao Leonel José
ANEXO 10
99
