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• Julio Sanchez

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1) Obras de drenaje urbano Las Obras de drenaje urbano son un conjunto de acciones materiales, destinadas a evitar, en la medida de lo posible, que las aguas pluviales causen daños a las personas o a las propiedades en las ciudades u obstaculicen el normal desenvolvimiento de la vida urbana. Estas acciones pueden ser de dos tipos: Preventivas, que disminuyen los daños mediante la administración adecuada de los usos de las áreas urbanas potencialmente sujetas a ellos. Correctivas, que alivian esos daños en las áreas donde las medidas de tipo preventivo son insuficientes. A efectos prácticos, las acciones que implican la construcción de una obra hidráulica, u otras cuyas dimensiones y características se modifiquen por razones hidráulicas, son correctivas, y las restantes se consideran preventivas. Como consecuencia de lo anterior las acciones correctivas más usuales serán obras de embalses y regulación; obras de canalización y rectificación de cauces naturales, obras de conducción, tales como canales y tuberías, y obras conexas tales como sumideros, disipadores, alcantarillas, Sedimentadores o modificaciones de secciones y trazados en calles y avenidas. 1.1)

Tipos de Drenaje Urbano

1.1.1) Alcantarillas: 

Definición

Es un conjunto de obras hidráulicas cuya finalidad es recolectar, conducir y disponer de aguas servidas y de lluvias, para evitar que se originen problemas de tipo sanitario e inundaciones. También se entiende por Sistema de Alcantarillado al conjunto acciones, materiales o no destinadas a evitar en la medida de lo posible que las aguas de origen pluviales causen daños a las personas o las propiedades en las ciudades u obstaculicen el normal desenvolvimiento de la vida urbana. Dentro del término de aguas pluviales quedan comprendidas no solamente las originales de las precipitaciones que caen directamente sobre las aguas urbanizadas que conforman la población sino también aquellas que se precipiten sobre otras áreas pero discurran a través de la ciudad, bien sea por los cauces naturales, conductos artificiales o simplemente a lo largo de su superficie.

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Diseño:

El diseño de una alcantarilla, cuando se realiza integralmente, es un proceso que abarca no solamente el diseño hidráulico del conducto sino que se refiere a las condiciones de ubicación, alineamiento y pendiente que tendrá la estructura, a la selección del tipo, forma del conducto y de sus instalaciones accesorias, al estudio de los posibles daños que puede ocasionar la erosión producida por las aguas y a su remedio, a las condiciones de instalación del conducto y al cálculo estructural bajo las cargas externas a que estará sometido, a la prevención de los daños derivados de la corrosión, al análisis de la obra desde los puntos de vista de la seguridad y de la estética vial y a la justificación económica del diseño que se haya propuesto. Como los sistemas de drenaje inciden sobre el costo de conservación y mantenimiento de las carreteras, también es necesario, que las alcantarillas sean diseñadas considerando que su funcionamiento deberá estar acorde con las limitaciones impuestas por los sistemas y métodos de mantenimiento. Existen tres factores importantes que deben tomarse en cuenta en la localización de una estructura de drenaje para lograr el mayor grado de eficiencia y seguridad; estos factores son: alineamiento, pendiente y elevación. El alineamiento más adecuado se logra cuando la estructura se adapta a las condiciones topográficas del lugar; esto significa que el eje de la alcantarilla deberá coincidir con el lecho de la corriente, evitando cambios bruscos que impidan o retarden el flujo normal. Se puede lograr un alineamiento recto cambiando la dirección del cauce, alineando la alcantarilla oblicuamente con respecto al eje original de la vía, o combinando ambos métodos. Se justifica un cambio de dirección en el cauce cuando el costo de esto sea compensado por una disminución en la longitud o diámetro de la alcantarilla; un alineamiento oblicuo aumenta la longitud de la alcantarilla, si bien aumenta en eficiencia hidráulica. Cuando es indispensable un cambio brusco de dirección en el alineamiento horizontal, éste debe realizarse mediante curvas tan amplias como sea posible, evitando que los extremos de la alcantarilla se encuentren cerca del lugar donde la corriente cambia de curso. Un factor que afecta directamente la ubicación de las alcantarillas es la capacidad de soporte del suelo. Cuando la obra es de envergadura, es necesario hacer los estudios previos correspondientes, ya que la naturaleza del suelo podría obligar a cambiar un alineamiento recto por otro curvo o a no utilizar total o parcialmente el cauce natural para colocar la alcantarilla, o a mejorar el material existente en los sitios que se requiera. Las estructuras de drenaje deben ser construidas, en general, para la misma pendiente del

lecho del cauce. No tomar en cuenta la pendiente del drenaje natural puede provocar serias consecuencias. Una alcantarilla con una pendiente demasiado baja provoca una reducción en la velocidad del flujo y, por lo tanto, reduce la capacidad hidráulica. La sedimentación producida por las bajas velocidades bloquea gradualmente el paso del agua durante períodos de flujo normal, hasta el punto en que un inesperado flujo puede causar una inundación. Por otra parte, una pendiente mayor que la del lecho de la corriente puede inducir un incremento de la velocidad capaz de desgastar y minar la estructura. En lo que se refiere a la elevación, las alcantarillas deben colocarse preferiblemente con su fondo al ras del cauce y no más bajas. Cuando se requiere bajar el fondo del canal, es necesario reconformar también el lecho aguas abajo, ajustándolo a la nueva rasante y pendiente. Una limitación para ubicar una alcantarilla en el fondo del canal, podría ser la imposibilidad de lograr un sistema práctico para la conservación y mantenimiento; otra, el alineamiento horizontal, que en ningún caso debería tener quiebres bruscos. En el caso de no colocarse la alcantarilla en el fondo, debería ubicarse sobre terreno firme, a un lado del cauce natural. 

Tipos

Las Alcantarillas metálicas pueden ser de tipo: Circular Elipse Abovedado Arco Las Alcantarillas concreto pueden ser de tipo: Cajón Circulares Ovaladas

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Normativa

La correcta implementación de las alcantarillas debe obedecer a las siguientes normas venezolanas: COVENIN 372-66 COVENIN 333-66 COVENIN 332-80 COVENIN 1704-81 INOS 1989

1.1.2) Sumideros: 

Definición:

Estos dispositivos de captación pueden ser de varios tipos y su selección está asociada a diferentes factores como: características topográficas, grado de eficiencia del sumidero, importancia de la vía, posibilidad de arrastre y/o acumulación de sedimentos en el sector, etc. Una vez determinado el caudal para las condiciones de riesgos se procede a definir los puntos de recolección de aguas de lluvias, luego se selecciona el tipo de sumidero y finalmente se le asignan las dimensiones tomando como principal criterio el grado de eficiencia. 

Diseño: Procedimiento general:

Existen numerosos criterios y normas para la localización de sumideros siendo el fundamental el que un sumidero o entrada debe colocarse cuando la capacidad del drenaje superficial es insuficiente. El procedimiento para poner en práctica dicho criterio sería: I. Determinar los gastos escurridos partiendo de las divisorias de aguas y de acuerdo a las áreas tributarias respectivas. Estos gatos se comparan con las capacidades de las respectivas calles colocándose los primeros sumideros, cuando sean iguales.

II. Se calcula el gasto captado o interceptado, de acuerdo al tipo de sumidero, y por diferencia con el escurrimiento total en la calle, los gastos que sobrepasan los primeros sumideros. III. En forma similar al punto 1, se calculan los gastos de áreas tributarias aguas debajo de los primeros sumideros y se les agregan los gastos que sobrepasan los gastos que sobrepasaron a los situados aguas arriba. Cuando esta suma iguale la correspondiente capacidad de la calle, se ubican los segundos sumideros y así sucesivamente. Con frecuencia, resulta práctico y conveniente efectuar el proceso anterior suponiendo un sumidero tipo de dimensiones constantes y determinar la separación entre ellos. Localización final: Existe una serie de reglas adicionales de localización general, las cuales son: colocar sumideros en puntos bajos y depresiones, en lugares donde se reduzca la pendiente longitudinal de las calles, justo antes de puentes y terraplenes y preferiblemente antes de los cruces de calles o de pasos de peatones. Los criterios anteriores, unidos a la localización general, permiten realizar la ubicación final. Sin embargo, para este último paso es importante tener en cuenta un conjunto de recomendaciones adicionales, aunque en muchos casos ellas sólo puedan llevarse a la práctica durante la etapa de construcción. I. Analizar el esquema geométrico de la calle, particularmente su sección transversal, de tal forma de decidir si se debe o no poner un sumidero en cada lado o sólo en el lado bajo. Este análisis es importante en calles antiguas o repavimentadas; es decir, donde el drenaje superficial es deficiente. II. En las intersecciones de calles, y en especial cuando deba impedirse el flujo transversal, pueden crearse pequeñas depresiones con aguas estancadas, de manera de garantizar la completa captación de las aguas. III. No localizar sumideros donde interfieran con otros servicios públicos, como son las taquillas de electricidad y de teléfonos. IV. La existencia de árboles cercanos a la vía, particularmente aquellos con raíces superficiales, pueden perturbar significativamente la eficiencia de interceptación del sumidero.

Funcionamiento básico: Una vez localizado todos los sumideros de sistema de drenajes para su funcionamiento complementario, debe comprobarse su operación para la función básica. Esta comprobación puede traer como resultado la necesidad de aumentar la capacidad y el número original de sumideros y entradas, si ocurre lo siguiente: I. Cuando no haya alternativa de acciones preventivas suficientes, y sea necesario aumentar la capacidad de los colectores del drenaje secundario. II. Cuando se necesita dar acceso directo del escurrimiento superficial a los drenajes primarios. Ordenación de los cálculos: A los efectos de la presentación final de un proyecto de parte o de la totalidad de un sistema de drenajes, conviene ordenar los datos y resultados de todos los cálculos de sumideros, pues ello permite efectuar, si fuese necesario, modificaciones rápidamente. 

Tipos:

Sumideros de ventana: Consiste en una abertura a manera de ventana practicada en el brocal o cara vertical de la acera, generalmente deprimida con respecto al brocal-cuneta o, si este no existe, a la calzada propiamente dicha. El sumidero posee, además de la ventana una boca de visita, un canal lateral de desagüe, una tanquilla de recolección y una tubería de conexión con el colector respectivo. Este tipo de sumidero se presenta en tres longitudes de ventana: 1,50; 3,00 y 4,50 metros y con una depresión mínima de 2,5 cm. Su mayor ventaja radica en su poca interferencia con el tránsito de personas y vehículos, pero a consecuencia de su elevado precio se recomienda usar sumideros de dimensiones iguales con el fin de disminuir costos. Se recomienda utilizarlo en pendientes longitudinales inferiores al 3% y en anchos de inundación menores a 3,00 m donde se estima de por lo menos un 75% de eficiencia en la captura de las aguas. Su funcionamiento hidráulico se ve afectado cuando no existe la depresión en la entrada o cuando se encuentra ubicado en calles de pendiente pronunciada.

Sumideros de rejilla en cunetas: Consiste en la apertura de un gran orificio o ranura por donde penetran las aguas superficiales, el cual se cubre con una reja de captación que cumple con la función de impedir la caída de vehículos, personas u objetos de un cierto tamaño. Generalmente sus partes las conforman: la reja de captación, el canal de desagüe y la tubería de conexión al colector, en algunos casos se puede suprimir esta tubería y conectar el canal de desagüe directamente al colector o a una boca de visita que conforme el sistema de drenaje. Sumidero mixto: como su nombre lo indica es una combinación de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos lo más positivo, es decir, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la ocupación de la calzada para el sumidero de rejas. Está formado por una o dos rejas, un canal colector de desagüe combinado para rejas y ventanas, la tanquilla y la tubería de conexión al colector. Es recomendable utilizarlos únicamente con una sola reja y en lugares donde serían en principio preferibles los sumideros de ventana, pero considerando una eficiencia de captación para estos sumideros menor del 75 %. Sumidero especial: Además de los tres tipos de sumideros generales mencionados podemos decir que en otras situaciones se utilizaran sumideros especiales que ayuden a solucionar problemas como: conexiones de calles para canales abiertos o cauces naturales, recolección de aguas superficiales provenientes de áreas extensas, conexiones entre cauces naturales y colectores, pero siempre manteniendo las áreas despejadas de las aguas superficiales y garantizando que no entren en los conductos del sistema de drenaje material flotante y desperdicios sólidos. 

Normativa

Los sistemas de drenaje de aguas de lluvia se diseñan siguiendo las normas: INOS – 1969 MOP – 1967 110 de INOS MOP – 1969

1.1.3) Canales 

Definición:

Los canales son elementos diseñados para captar el drenaje superficial y son construidos por razones de seguridad, buena apariencia y mantenimiento económico de cualquier vía de acceso. Su función radica en remover las aguas que caen sobre la vía, evitando zonas de inundación que ocasionen problemas en el tráfico, deben diseñarse con la capacidad adecuada para que capten el gasto de la lluvia de diseño, pero considerando que puede producirse una lluvia de intensidad imprevista. 

Diseño:

Para la determinación del gasto de diseño de los diferentes tramos de los canales, tiene plena vigencia lo expuesto para los colectores, en cuanto a la determinación de la lluvia de diseño en función del tiempo de concentración, incluyendo en éste los tiempos de viaje del agua dentro de los colectores que descarguen en ellos y el tiempo de viaje del agua de origen pluvial en el canal propiamente dicho. Para la determinación de las secciones de los canales (rectangular, trapecial, etc.), hay que considerar los siguientes aspectos: I. II.

Disponibilidad del terreno. Valor del terreno afectado:

Un canal rectangular tiene un mayor costo de construcción que un canal trapecial, pero afecta menos terreno y la influencia de éste puede compensar la diferencia de costo. III.

Velocidad del agua:

Si la velocidad del agua para la condición de diseño no erosiona al fondo y taludes del canal, éste puede ir sin recubrimiento; claro está que sería de sección trapecial, con inclinación de las paredes dependiendo del tipo de material; si las velocidades son altas hay que, forzosamente, recubrirlo apropiadamente (usualmente de concreto). En función de las cotas obligadas que hayan al inicio y al final del canal (captación y descarga respectivamente), cotas de descarga de colectores o de otros canales en él, etc., y de la sección seleccionada, se dimensiona el canal para la condición de régimen uniforme mediante la Fórmula de Manning. Se debe evaluar el canal para su condición real de funcionamiento que es la correspondiente al régimen gradualmente variado y que, con mucha frecuencia, es la determinante en cuanto a la determinación de la sección transversal y perfil definitivo del canal.

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Tipos:

Cunetas: son canales pequeños de baja pendiente utilizados con mayor frecuencia en zonas verdes y caminerías. Canales rápidos: son canales con pendientes muy fuertes que cumplen la función de llevar el agua a través de los cortes o rellenos de un terreno, hasta un canal de intercepción o un punto de descarga, como por ejemplo: una alcantarilla; Torrenteras: al igual que los canales rápidos, tienen como objetivo bajar las lluvias que ocurren sobre los taludes de la vía, pero con la variante de que el fondo del canal es en forma de escalera. Algunas veces estas obras se utilizan en el drenaje transversal a la salida de las alcantarillas. 

Normativa

Los sistemas de canales se diseñan siguiendo las normas: INOS – 1969 MOP – 1967 MOP – 1969 INOS – 1975 1.1.4) Cunetas 

Definición:

Se refiere a la zanja lateral paralela al eje de la carretera o del camino construido entre el borde de la calzada y el pie del talud. Su sección transversal es variable según sea la sección del diseño. Siendo común la de forma triangular. También se pueden construir de forma trapezoidal y cuadrada. La forma triangular es preferible porque facilita su limpieza por medios mecánicos. El área hidráulica de la cuneta debe estar en el rango 0.18 – 0.20 m2 y las dimensiones recomendadas, según el tipo de cuneta. 

Diseño:

Lo primero es determinar el área aferente o tributaria de la cuneta, para este paso son necesarios los planos de planta y perfil de la carretera. Mediante estos se establecerá el ancho del impluvium característico del sector.

Para la realización del ábaco de diseño para cunetas se determinó primero la sección transversal de la cuneta como también los parámetros de intensidad, coeficiente de escorrentía y de rugosidad. Para verificar la velocidad con la cual la cuneta evacua la escorrentía superficial, se hace necesario calcular la velocidad mediante la ecuación de Manning.

2) ¿Considera usted que en la ciudad se estén cumpliendo las especificaciones técnicas para su construcción? ¿Por qué? No, porque la construcción de estos sistemas de drenaje urbano se ha hecho sin el correspondiente estudio previo que se debe realizar para determinar entre otros; la correcta ubicación, el correcto tamaño o capacidad y su proyección hacia un aumento en el desarrollo urbano el cual conlleva a la perdida de suelo permeable y a su vez un aumento en el gasto. En el caso de los canales no se ha cumplido con la normas (INOS 1975) al no proveer entradas apropiadas para las operaciones de mantenimiento. En el caso de los sumideros, la mayoría de estos son de tipo ventana y algunos no cumplen con el ancho mínimo, cuyas dimensiones se establecen en la norma e instructivos para alcantarillados (INOS-1975) y deben tener por lo menos 1.50mts de ancho. En muchos de los casos estas están obstruidas por no tener las dimensiones requeridas por la norma. 3) ¿Qué consecuencias se atribuyen a la ausencia o mal uso del mismo? Explique. En la ciudad de Coro se cuenta con un Sistema de drenaje muy pobre, ya sea por razones topográficas o por el mal diseño de los drenajes (No respetar % de pendiente en canales, pobre estudio del área inundable, sumideros con capacidad insuficiente). Esto trae como consecuencia daños a las personas o a las propiedades en la ciudad u obstaculizar el normal desenvolvimiento de la vida urbana, aumento del tráfico, embotellamientos. 4) Cuáles son las medidas correctivas que deben implementarse para el mejor uso del mismo. Antes que nada se debe recabar más información sobre el comportamiento hidráulico de la ciudad. Dicho esto se podrá diseñar un Sistema de Drenajes que se adapte mejor a las condiciones de Coro mediante el uso de Software especializado. Se deben mejorar las dimensiones de algunas cunetas y sumideros para ajustarlos a la norma y así mejorar su funcionamiento. Específicamente en los canales se debe mejorar el acceso hacia estos. Un ejemplo de esto se da en el canal que empieza desde la Av. Josefa Camejo entre Jansen y Colina el cual en muchos de los tramos se dificulta su acceso por lo que su limpieza se realiza con dificultad o simplemente no se realiza.

BIBLIOGRAFIA

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PALACIOS Ruiz, Álvaro. ACUEDUCTOS, CLOACAS Y DRENAJES. Criterios para el diseño hidráulico de instalaciones sanitarias en desarrollos urbanos. Caracas. Año 2008.

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BOLINAGA, Juan J. Drenaje Urbano. Instituto Nacional de Obras Sanitarias. Caracas, 1979.

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CARCIENTE, Jacob. Drenaje de Carreteras. Ediciones Vega S.R.L, Primera edición, Caracas, 1977.



INSTITUTO NACIONAL DE OBRAS SANITARIAS. Normas e instructivos para el proyecto de alcantarillados. Dirección General de Proyectos. Caracas, Julio 1989.

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FRANCESCHI, A., Luis E. Drenaje Vial. Fondo editorial del Colegio de Ingenieros de Venezuela. Caracas, 1983.

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http://es.scribd.com/

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Norma Venezolana COVENIN 2000-1987

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Norma Venezolana COVENIN 2000-87

INTRODUCCION

Los drenajes urbanos son parte fundamental de una ciudad, está comprendido por distintos tipos: las cunetas, los canales, los sumideros, entre otros, todas estas destinadas a evitar, en la medida de lo posible, que las aguas pluviales causen daños a las personas u obstaculicen el normal desenvolvimiento de la vida urbana. Todas estas obras deben realizarse siguiendo las debidas normas vigentes en nuestro país las cuales aseguran el correcto funcionamiento y mantenimiento. Sin embargo esto no siempre se cumple y en algunos casos termina siendo una obra perjudicial para la ciudad.

CONCLUSION

Los sistemas de drenajes existentes en la ciudad de Coro (Canales, cunetas, Alcantarillas, Sumideros) son de vital importancia para su normal desenvolvimiento. Sin embargo estas obras están diseñadas para eventos esporádicos y de menor importancia y no dan cabida a eventos mayores los cuales ocasionan la interrupción parcial del tránsito y el daño a las propiedades, ya que estas no están adecuadas a este tipo de situación. Para ello se deben de realizar estudios hidrológicos con la finalidad de conocer con más detalle el comportamiento de las aguas pluviales y realizar las respectivas correcciones que mejoren la capacidad para filtrar el agua de las vías. Las autoridades competentes deben hacer cumplir las normas venezolanas que rigen los diseños de estas obras, así evitar que una obra como un canal con poca posibilidad para ser limpiado o un sumidero con un diseño no acorde con la normativa pueda convertirse en un problema para la comunidad.

ANEXOS

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” ÁREA DE TECNOLOGÍA. INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE VIALIDAD

Obras de Drenaje urbano BACHILLERES:  Julio Sánchez C.I. 24159865  María J. Puerta C.I 21394318 Sección # 01

SANTA ANA DE CORO, JULIO DEL 2014