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1

“ AÑO DE LA CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU " UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

EQUIPO

:

" INNOVACION”

TEMA DEL PLAN DE TESIS

:

“ESTUDIO DE LA PROBLEMATICA ACTUAL DEL SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL EN LA AV FERROCARRIL ENTRE EL JR: CAJAMARCA Y JR_ ICA- DEL DISTRITO DE HUANCAYO, PROVINCIA DE HUANCAYO, REGIÓN JUNÍN.

2

TALLER DE INVESTIGACIÓN I

CÁTEDRA :

CATEDRÁTICO:

ALUMNOS :

CICLO

MG. ING. IVÁN NIKOLAI ESTRADA

 PIHUE YLIZARBE ALEXANDER C1

-SECCIÓN: :

VIII HUANCAYO – 2016

“C1”

3

DEDICATORIA: A la juventud porque es la depositaria de la fuerza y rebeldía que impulsara los cambios en la sociedad para alcanzar una plena justicia social.

4

AGRADECIMIENTO A nuestros padres, por inculcarnos siempre buenos valores, habernos guiado cuando lo necesitábamos, cuidarnos como lo han hecho y darnos todo su amor; sin el apoyo y la confianza de ustedes no creo que hubiésemos llegado hasta aquí, gracias por ser unos padres maravillosos, los queremos mucho.

5

INDICE CARATULA DEDICATORIA

I

AGRADECIMIENTO

II

ÍNDICE

III

ÍNDICE DE FIGURAS

IV

ÍNDICE DE TABLAS

V

RESUMEN EJECUTIVO

VI

ASTRACT

VII

INTRODUCCION

VIII

TITULO DE TESIS

13

AUTORES

13

CAPITULO I

13

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

13

1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Descripción de la Realidad Problemática Planteamiento del problema actual Formulación del Problema General Formulación de los Problemas Específicos

13 14 15 15

PLANTEAMIENTO DEL OBJETIVO 1.5 Objetivo General 1.6 Objetivo Especifico

15 16

CAPITULO II

16

JUSTIFICACION, IMPORTANCIA Y LIMITES DE LA INVESTIGACION

16

2.1. 2.2. 2.3.

17 17 18 18 18

JUSTIFICACION LIMITACION LIMITE ESPACIAL TEMPORAL a) Aspectos Generales del distrito de Huancayo b) Ubicación, superficie, altitud y límites

CAPITULO III:

19

MARCO TEÓRICO

19

3.1. ANTECEDENTES 19

6

3.1.1. ANTECEDENTES INTERNACIONALES 3.1.2. ANTECEDENTES NACIONALES 3.1.3. ANTECEDENTES LOCALES 3.2. VOCABULARIO TECNICO

20 21 23

26 3.3. POBLACION ACTUAL DE LA PROVINCIA DE HUANCAYO 3.4.BASES TEORICAS

27 28

3.4.1. TIPOS DE SISTEMA DE DRENAJE URBANO

28

3.4.2. ACCESORIOS DEL SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL

29

3.4.3. DISEÑO Y EVALUACIÓN DE SISTEMAS MAYORES

37

DE DRENAJE PLUVIAL URBANO 3.4.4. COMPATIBILIDAD DE USOS

39

3.4.5. PRESENCIA DE NAPA FREÁTICA ALTA

39

3.4.6. PRECIPITACIÓN DE DISEÑO

40

3.5.

BASES LEGALES 46

CAPITULO IV:

48

FORMULACION DE LA HIPOTESIS 4.1. HIPOTESIS DE INVESTIGACION

48 48

4.1. HIPOTESIS NULA

48

4.1. HIPOTESIS ALTERNATIVA

48

4.1. HIPÓTESIS ESTADÍSTICO

48

CAPITULO V: IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DE LA VARIABLE CAPITULO VI: OPERACIONALIZACION DE HIPOTESIS, VARIABLE E INDICADORES CAPITUO VII: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 7.1. METODOS

49 49 50 51 51

7.2. INVESTIGACION DESCRIPTIVA

52

7.3. ESTUDIO DESCRIPTIVO LONGITUDINAL

52

7.4. DISEÑO MUESTRAL

52

7.4.1. Población

53

7

7.4.2. Muestra 7.4.3. Muestreo 7.4.4. Tipo de muestra CAPITUO VIII: EVALUACION DE DATOS OBTENIDOS 8.1. COLECTORES PRIMARIOS

53 53 53 53 53 54

8.1.2. Colector avenida Jacinto Ibarra (descarga próceres)

54

8.2. COLECTORES SECUNDARIOS

55

8.2.1. Colector Jr. Cajamarca 8.2.2. Colector calle Ica 8.2.3. Colector Av: ferrocarril

55 55

8.3. TOPOGRAFIA

55

8.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANATRILLADO DE AGUAS DE LLUVIAS EN LA AVENIDA FERROCARRIL – HUANCAYO.

56

8.5. ESTUDIOS HIDRAULICOS E HIDROLOGICOS EN LA AVENIDA FERROCARRIL – HUANCAYO. 8.5.1. Consideraciones hidráulicas a) captación de lluvias en zonas de tránsito vehicular. b) orientación del flujo

57 57 57 58

c) captación y transporte de aguas pluviales de calzada y aceras

58

d) determinación de la capacidad de la cuneta

58

e) coeficiente de rugosidad

59

f) evacuación de las aguas transportadas por las cunetas

59

g) sumideros

60

h) diámetro de los tubos

60

i) selección del tipo de tubería

61

8.5.2. ESTUDIOS HIDROLOGICOS EN EL DISTRITO DE HUANCAYO a) intensidad de la lluvia b) precipitación efectiva

62 62 62

8

8.6. ESTUDIOS DE SUELOS

64

CAPITUO IX: PROPUESTA DE SOLUCION 9.1. Tanques de almacenamiento de aguas lluvias 9.2. Sistemas de techos verdes o cubiertas vegetal izadas 9.3. Drenes filtrantes 9.4. Cunetas verdes 9.5. Zonas de bio retención 9.6. Sumidero tipo alcorque inundable 9.7. Superficies permeables 9.8. Pondaje húmedo vegetado 9.9. La infraestructura verde 9.10. Desconexión de canales de recolección de agua de lluvia del drenaje pluvial 9.11. Recolección de agua de lluvia 9.12. Canteros de infiltración 9.13. Pavimentos permeables

64 64 64 65 66 68 69 71 72 73 74 76 76 78 79

CAPITUO X: ADMINISTRACION DEL PLAN CAPITUO XI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS

INDICE DE FIGURAS

FIGURA N°1 Av. ferrocarril –Huancayo

19

FIGURA Nº2 Inundación En San José De Costa Rica 20 De Octubre Del 2015

21

FIGURA Nº3 Colapso De Drenaje En Cajamarca El 20 De Enero Del 2015

22

FIGURA Nº4 Deficiente Sistema De Alcantarillado En Iquitos 12 De Enero Del 2015

23

FIGURA Nº5 Inundación En Carretera Central 17 De Marzo Del 2015

24

FIGURA Nº6 Inundación En El Centro De Hyo El Pasado 31 De Octubre Del 2015

25

FIGURA Nº7 Avenida General ferrocarril– huancayo 02 De Febrero Del 2015.

26

FIGURA Nº8 Tipos de Sumidero

31

9

FIGURA Nº9 Tipo de Rejilla Común

32

FIGURA Nº10 Coeficiente de Escorrentía del Periodo de Retorno

45

FIGURA Nº11: sección transversal de cuneta.

59

FIGURA Nº12: tubería de 10 pulgadas.

61

FIGURA Nº 13: tanque de almacenamiento

65

FIGURA Nº 14: techo verde

66

FIGURA Nº 15: dren filtrante vegetado en separador

68

FIGURA Nº 16: cuneta vegetada

69

FIGURA Nº 17: zona de bio retención

70

FIGURA Nº 18: alcorque inundable con base

71

FIGURA Nº 19: superficies permeables

72

FIGURA Nº 20: pondaje húmedo vegetado

74

FIGURA Nº 21: infraestructura verde

75

FIGURA Nº 22: drenaje pluvial redirigido para riego de canteros

77

FIGURA Nº 23: drenaje pluvial redirigido para riego de canteros

78

FIGURA Nº 24: canteros de infiltración

78

FIGURA Nº 25: opciones de materiales permeables, concreto poroso (izquierda), Asfalto permeable (derecha)

79

INDICE DE TABLAS

TABLA N°01: Datos De Población

28

TABLA N°02: Diámetros Mínimos De Tuberías Colectoras De Agua De Lluvia

34

10

TABLA N°03: Velocidad Máxima Para Colector De Agua Pluvial

35

TABLA N°04: Coeficiente De Rugosidad De Manning

38

TABLA N°05: Coeficientes De Escorrentía Promedio Para Áreas Urbanas

44

TABLA Nº 06: identificación y clasificación del tipo de variable

49

TABLA Nº 07: operacionalizacion de hipótesis, variables e indicadores

50

TABLA Nº 08: precipitación efectiva año 2010

62

TABLA Nº 09: precipitación efectiva año 2011

63

TABLA Nº 10: precipitación efectiva año 2012

63

TABLA Nº 11: precipitación efectiva año 2013

64

11

RESUMEN EJECUTIVO

12

ASBTRACT

INTRODUCCION

13

La propuesta de plan de tesis se basa en el estudio de la problemática actual del sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo. Una red de alcantarillado Pluvial es un Sistema de tuberías, sumideros e instalaciones complementarias que permite el rápido desalojo de las aguas de lluvia para evitar colapsos e incluso daños materiales y humanos debido a su acumulación o escurrimiento superficial y posibles daños al pavimento. Una solución a la problemática del sistema de drenaje pluvial en la calle ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región Junín. Será el diseño de drenaje pluvial de mayor dimensión de acuerdo a los caudales máximos obtenidos. En el capítulo I

hace referencia al planteamiento del problema y la descripción de la

problemática actual. En el capítulo II define los objetivos generales y específicos del plan de investigación. En el capítulo III especifica las justificaciones, limitaciones y delimitación geográfica de la zona de estudio. En el capítulo IV detalla el marco teórico donde nos da a conocer los antecedentes internacionales, nacionales, regionales y locales; los acontecimientos más representativos

13

TITULO DE TESIS “ESTUDIO DE LA PROBLEMATICA ACTUAL DEL SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL EN LA AV: FERROCARRIL ENTRE EL JR: CAJAMARCA Y JR_ ICA- DE LA PROVINCIA DE HUANCAYO, REGIÓN JUNÍN”.

AUTOR

PIHUE YLIZARBE ALEXANDER

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 Descripción de la Realidad Problemática

Sistema de drenaje pluvial del distrito de Huancayo cuenta con un sistema mal elaborado por falta de mantenimiento y el diseño inadecuado, en las temporadas de lluvias que son más intensos (enero, febrero, marzo y abril) se evidencia el colapso del sistema de drenaje pluvial afectando así a los peatones, transporte y la vida útil de la carpeta asfáltica. Este problema afecta directamente a la población en mención ya que en periodos de lluvia intensa, los sistemas de drenaje pluvial colapsan inundando calles, casas, por lo que es necesario proponer alternativas de solución para este determinado problema. 

Nuestro trabajo en sí consiste en el planteamiento de soluciones de la problemática del sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región Junín. Por lo tanto una de las

14

propuestas técnicas es el diseño de drenaje pluvial de mayor dimensión de acuerdo a 

los caudales máximos obtenidos. Por otro lado un punto a tener en cuenta a nuestro problema es que el sistema de drenaje pluvial y de aguas servidas en varios tramos son la misma, quiere decir que el sistema en épocas de lluvia no se abastece para el aumento radical del caudal debido a las lluvias intensas y al constante vertido de aguas servidas de las viviendas, es por ello que colapsan causando los problemas que dieron lugar al planteamiento de nuestro problema en estudio.

1.2.

Planteamiento del problema actual  De forma permanente escuchamos hablar problema del Sistema de Drenaje pluvial como el colapso del mismo con malos olores que se perciben a lo largo de diferentes calles y avenidas del distrito de Huancayo, genera gran malestar entre 

los habitantes y transeúntes. La mayoría de los problemas que se presentan en aquellas, se deben a que los fenómenos u ocurrencias no se consideran en el diseño y construcción. Ni se toman en cuenta las medidas necesarias para una adecuada operación y



mantenimiento de las instalaciones construidas. La tecnología de la construcción en lo concerniente a la ejecución de obras en el distrito de Huancayo se encuentra en constante desarrollo, la investigación lleva a poder utilizar cada vez nuevas técnicas y procedimientos constructivos adecuados que nos permita tener una optimización en la ejecución de dichas obras teniendo en cuenta lo económico sin dejar de lado el factor de calidad, y el diseño teniendo



en cuenta el crecimiento poblacional del distrito de Huancayo. Sin embargo, los entes administrativos de la municipalidad a través de la gerencia de obras públicas que están a cargo de administrar y velar la seguridad y bienestar de la población, no dan ninguna solución respecto a este problema.

15

1.3.

Formulación del Problema General:



¿Cómo plantear la propuesta de solución al actual al sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región Junín? . Formulación de los Problemas Específicos: ¿Qué efectos tiene implantar el mejoramiento al diseño al sistema de drenaje pluvial

1.4.

en Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo Provincia 

de Huancayo, Región Junín.? ¿Cuáles son los beneficios que trae la propuesta de solución al diseño del sistema de



drenaje pluvial en el Distrito de Huancayo? ¿Qué características tiene el sistema de drenaje pluvial en la del Distrito de Huancayo, con las propuestas de solución del nuevo sistema de drenaje pluvial?

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 2.1. Objetivo General 

Proponer el mejoramiento del sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo Provincia de Huancayo, Región Junín.

2.2.

Objetivos Específicos 

Identificar el antiguo sistema de recolección de aguas pluviales, así como proponer una zona de descarga que será propuesta de acuerdo a los parámetros, al sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de



Huancayo Provincia de Huancayo, Región Junín. Considerar las precipitaciones efectivas de las lluvias que ocurren durante los meses de diciembre a abril que afectan al sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre

16

el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región 

Junín. Eliminar la problemática actual que se tiene la población de esta zona que viene



siendo afectada por inundaciones y malos olores producto del colapso del drenaje. Recalcular el actual sistema de drenaje para evitar su colapso en épocas de lluvia.

CAPITULO

II:

JUSTIFICACIÓN,

IMPORTANCIA

Y

LÍMITES

DE

LA

INVESTIGACION Considerando el periodo de lluvias, se evidencia el colapso del sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región Junín, por lo que en acuerdo mutuo plantearemos alternativas de solución a este grave problema.

TEÓRICA: Teniendo en cuenta el periodo de lluvias, se evidencia el colapso del sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región Junín. Este problema afecto directamente a la población ya que en periodos de lluvia intensa los sistemas de desagüe colapsa e invaden las calles, inundan casas, por lo que es necesario proponer alternativas de solución.

SOCIAL: se pretende difundir el mantenimiento de vías, cunetas y buzones, como una alternativa de solución para contrarrestar que estas colapsen con las lluvias, ya que corroborará en el bienestar social de la comunidad.

17

METODOLÓGICA: Los instrumentos que se diseñarán y elaborarán para la investigación servirá para recopilar la información, asimismo para analizar los datos, los mismos que han sido guiado y orientados en todo momento por el método científico. La metodología utilizada servirá para investigaciones análogas y con aplicación a otros temas. 3.1.

LIMITACION Vulnerabilidad Social del Distrito de Huancayo: La vulnerabilidad de un elemento particular de la sociedad está definida como el grado de pérdida que esta pueda sufrir como resultado de una amenaza. La naturaleza de la vulnerabilidad y su evaluación varían según el elemento expuesto represente personas, estructuras sociales, estructuras físicas o bienes y actividades económicas. Desde el punto de vista de las condiciones materiales de existencia, pobreza y vulnerabilidad son procesos básicamente equivalentes. Con la misma lógica, es válido sostener que para “decirle no a la vulnerabilidad” se requiere un proyecto social capaz de enfrentar la pobreza.

3.2.

LIMITE ESPACIAL, TEMPORAL: a. Aspectos Generales del distrito de Huancayo El Distrito de Huancayo, es uno de los 28 distritos que conforman la provincia de Huancayo, ubicada en el departamento de Junín, bajo la administración del Gobierno regional de Junín, Perú.

La mayor parte de su extensión está ocupada por

urbanizaciones y pequeños campos destinados a la agricultura. Las actividades comerciales se caracterizan por las actividades mayoristas y la celebración de ferias por la avenida Huancavelica. b. Ubicación, superficie, altitud y límites

18

Forma parte del conjunto urbano de la ciudad de Huancayo. Tiene una extensión de 8,3 kilómetros cuadrados y una población aproximada de 497.229 habitantes, al Sur de la Cuenca Hidrográfica del Valle del Mantaro.  Latitud S: 12° 04′ 00.32″ ,  Longitud W: 75º07’08.08”  Superficie: 3558.10 Km2  Altitud de capital del distrito: 3271 m.s.n.m. Estación ferroviaria Chilca  Punto más bajo: 3,172 m.s.n.m. Río Mantaro  Punto más alto : 4,411 m.s.n.m. Cerro Tanquiscancha El tramo de estudio comprende la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, Región Junín.

FIGURA N° 01 AV. FERROCARRIL - HUANCAYO

FUENTE: GOOGLE EARTH 02 DE MAYO 2016 / 4.24 PM

19

CAPITULO III: MARCO TEÓRICO 4.1.

ANTECEDENTES: El distrito de Huancayo, en el tramo Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo, departamento de Junín vive hoy en día en un constante cambio, crecimiento de la población y construcción, donde en todas las actividades de la vida humana se presentan cada vez situaciones más complejas por resolver y se nos exige dar solución a cada uno de estos nuevos desafíos de la manera más productiva y eficientemente posible, es en este sentido que también la industria de la construcción se encuentra en constante desarrollo, la investigación lleva a poder utilizar cada vez nuevas técnicas y procedimientos constructivos que nos permita tener más facilidad para realizar los trabajos y sean en lo posible lo más económico sin dejar de lado el factor calidad, el cual es muy importante controlar a lo largo de toda la obra para evitar situaciones incomodas en el futuro. El sistema de drenaje pluvial en la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo, Provincia de Huancayo cuenta con un sistema pésimo por falta de mantenimiento y el diseño inadecuado lo cual en los periodos de lluvias que son más intensos (enero, febrero, marzo y abril) se evidencia el colapso del sistema de alcantarillado afectando así a los peatones, transporte y la vida útil de la carpeta asfáltica.

4.1.1. ANTECEDENTES INTERNACIONALES 1

SAN JOSÉ, COSTA un violento aguacero azotó este martes gran parte del territorio costarricense, numerosas casas y vehículo se vieron afectados por inundaciones,

20

informaron las autoridades. Uno de los aguaceros más fuertes del año causó la inundación de calles y residencias. 2

La lluvia cayó en horas de la tarde, cuando comenzaba la hora de mayor movimiento vehicular, lo que provocó un descomunal congestionamiento en las calles de la capital y otras localidades debido al colapso del sistema de drenaje en estas áreas.

3

Debido a su deficiente sistema de drenaje la capital de costa rica se vio sumergida en el agua al haber colapsado este sistema afectando a los habitantes de la capital.

4

En algunas calles quedaron vehículos inmovilizados por la inundación y sus ocupantes requirieron ayuda para salir.

5

Costa Rica vivió en 2015 uno de los años más secos de los que se tiene registro, pero las lluvias se intensificaron en octubre, cuando suele terminar la temporada lluviosa.

FIGURA Nº2 INUNDACION EN SAN JOSE DE COSTA RICA 20 DE OCTUBRE DEL 2015

FUENTE: INTERNET

4.1.2. ANTECEDENTES NACIONALES a) Fuerte lluvia genera colapso de sistema de drenaje en Cajamarca

21

6

Una fuerte lluvia registrada la tarde del martes en Cajamarca, acompañada de granizo y descargas eléctricas, generó el colapso del sistema de drenaje, inundando varias viviendas de la parte baja de esta ciudad nor-andina.

7

Según el jefe de la oficina regional del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (Senamhi), Julio Urbiola, fue una tormenta localizada en la ciudad de Cajamarca, acumulando 10 litros por metro cuadrado.

8

Urbiola consideró que el sistema de drenaje es deficientes en ciudades de la sierra y que no hay un sistema adecuado de evacuación de agua de lluvia, por lo cual es necesario trabajar en la limpieza de los canales.

9

FIGURA Nº3 COLAPSO DE DRENAJE

FUENTE: DIARIO CORREO, CAJAMARCA 20 DE ENERO DEL 2015:15:45

b) Iquitos y el caótico alcantarillado 10 Una nueva lluvia, de mediana proporción, ha caído en Iquitos y las calles se han convertido en ríos. Las casas se inundaron. En algunos lugares tuvieron que cortar la telefonía fija debido a que el agua había rebasado todo.

22

11 Uno diría que estamos ante el diluvio de Noé. Sin embargo, estamos ante un caso normal en la ciudad. Mucho del problema se debe al clamoroso y deficiente servicio de alcantarillado. Aquí algunas fotos de internautas colgadas en sus redes sociales. Todos los comentarios son de indignación y desesperación por algo que se repite constantemente.

12

FIGURA Nº4 DEFICIENTE SISTEMA DE ALCANTARILLADO

FUENTE: INTERNET: IQUITOS 12 DE ENERO DEL 2015

4.1.3. ANTECEDENTES LOCALES a) Huancayo: intensa lluvia provoca inundación en tramos de la Carretera Central. (RPP noticias 2015) 13 Varias inundaciones se reportan en los distritos del Tambo en la ciudad de Huancayo (región Junín), producto del colapso de los buzones de desagüe debido a una intensa lluvia de más de dos horas. 14 A la altura del kilómetro 5 de la Carretera Central en el sector del fundo El Porvenir se han quedado varados alrededor de cuatro unidades, las mismas que fueron rescatadas por efectivos de serenazgo del distrito.

23

15 16 Producto de las lluvias el agua se ha empozado alcanzando una altura de más de 60 centímetros por más de 50 metros de largo restringiendo el paso de las unidades de transporte.

FIGURA Nº5 INUNDACION EN CARRETERA CENTRAL 17 DE MARZO DEL 2015 MAR

FUENTE: RPP Noticias

b) Huancayo: fuerte lluvia y granizada provocó inundaciones en varias zonas (31 de octubre 2015) 17 La ciudad de Huancayo, capital de la región Junín, soportó esta tarde una fuerte lluvia y granizada produciendo el colapso del sistema de drenaje. Distintos sectores resultaron con aniegos, mientras que en otros se pudo apreciar mantos blancos a causa del granizo. 18 A través de Whatsapp de El Comercio, usuarios dieron cuenta de las inundaciones. “Las fuertes lluvias que empezaron arruinaron las alfombras que las personas preparaban para que pase el Señor de los Milagros”, comentó uno de los usuarios. 19 Otros señalaron que la precipitación presentada esta tarde es algo “inusual”.

24

20 Algunas de las principales vías afectadas por las inundaciones fueron la Av: ferrocarril 21 como Cajamarca y Tarapacá. 22 FIGURA Nº6 INUNDACION EN EL CENTRO DE HUANCAYO EL PASADO 31 DE OCTUBRE DEL 2015

23 FUENTE:24 El Comercio

25 c) Huancayo: denuncian el colapso de desagüe por más de 29 días 26 Un buzón de desagüe colapsó desde hace 29 días y las aguas hediondas inundan la cuadra trece de la avenida General Córdoba y el puente que comunica los distritos de Huancán y Chilca. 27 Un buzón de desagüe pluvial, ubicado en la cuadra treces de la avenida General Córdoba, colapsó los primeros días del mes de enero, al parecer por las intensas lluvias que se han precipitado en la zona. 28 El poblador Clever Orellana indicó que las aguas servidas inundan a diario el puente que une los distritos de Huancan y Chilca, lugar altamente transitado y principal vía de acceso al lugar turístico de Warivillka, Auray, Huari.

25

FIGURA Nº7 : AVENIDA GENERAL CORDOVA – CHILCA

29

FUENTE: RPP Noticias, CHILCA 02 DE FEBRERO DEL 2015 HORA: 13:25

4.2.

VOCABULARIO TECNICO:

 ALCANTARILLADO PLUVIAL.- Conjunto de alcantarillas que transportan aguas de lluvias.  BUZON.- Estructura de forma cilíndrica generalmente de 1.20 m de diámetro, se usan al inicio de la red, intersecciones, cambios de pendiente, su separación es en función de los diámetros y tiene por función facilitar las labores de inspección, limpieza y mantenimiento en general de las tuberías; así como su ventilación.  CANAL.- conducto abierto o cerrado que transporta agua de lluvia.  COEFICIENTE DE ESCORRENTIA.- Coeficiente que indica la parte de la lluvia que escurre.  COEFICIENTE DE FRICCIÓN. Coeficiente de rugosidad de Manning. Parámetro que mide la resistencia al flujo en las canalizaciones.

26

 LLUVIA EFECTIVA. Porción de lluvia que escurrirá superficialmente. Es la cantidad de agua de lluvia que queda de la misma después de haberse infiltrado, evaporado o almacenado en charcos.  PRECIPITACION EFECTIVA. Es la precipitación que no se retiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo.

 REJILLA. Estructura de metal con aberturas generalmente de tamaño uniforme utilizadas para retener sólidos suspendidos o flotantes en aguas de lluvia o aguas residuales y no permitir que tales sólidos ingresen al sistema.

 REGISTRO. Estructura subterránea que permite el acceso desde la superficie a un conducto subterráneo continuo con el objeto de revisarlo, conservarlo o repararlo.

 SUMIDERO. Estructura destinada a la captación de las aguas de lluvias, localizados generalmente antes de las esquinas con el objeto de interceptar las aguas antes de la zona de tránsito de los peatones. Generalmente están concentrados a los buzones de inspección.

4.3.

POBLACION ACTUAL DE LA PROVINCIA DE HUANCAYO

La Población del distrito de Huancayo según el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) en el último Censo Poblacional y de Vivienda del año 2007, alcanza 77,392 habitantes, presenta un crecimiento de 1,92% anual, (Periodo 1993-2007) siendo 94.89% Urbana y 5.11% rural; predominando el sexo femenino con 51.89%; con una densidad de 2,760 habitantes/Km2.

27

POBLACION DE HUANCAYO TABLA N° 01 DATOS DE POBLACION DESCRIPCION Censo poblacional 2007 INEI Población 2011 (Proyección) Densidad poblacional 2011 Crecimiento poblacional 1993 - 2007 Familias 2011 Población masculina 2011 Población femenina 2011

UNIDAD MEDIDA Habitantes Habitantes Hab/Km2 Tasa anual Cantidad Cantidad Cantidad

CANTIDAD 177,392,00 183,498,00 12,760.00 2,92% 120,875,00 139,335.00 144,163,00

Fuente: Censo de población y Vivienda INEI 2007

4.4.

BASES TEORICAS

4.4.1. TIPOS DE SISTEMA DE DRENAJE URBANO

El drenaje urbano de una ciudad está conformado por los sistemas de alcantarillado, los cuales se clasifican según el tipo de agua que conduzcan; así tenemos:

a) Sistema de Alcantarillado Sanitario.- Es el sistema de recolección diseñado para llevar exclusivamente aguas residuales domesticas e industriales.

b) Sistema de Alcantarillado Pluvial.- Es el sistema de evacuación de la escorrentía superficial producida por las lluvias.

28

c) Sistema de Alcantarillado Combinado.- Es el sistema de alcantarillado que conduce simultáneamente las aguas residuales (domésticas e industriales) y las aguas de las lluvias. 4.4.2. ACCESORIOS DEL SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL a) Sumideros La elección del tipo de sumidero dependerá de las condiciones hidráulicas, económicas y de ubicación y puede ser dividido en cuatro tipos, cada uno con muchas variaciones: a.1) Sumideros laterales en sardinel o solera: Consiste en una abertura vertical del sardinel a través de la cual pasa el flujo de las cunetas al alcantarillado pluvial. Su utilización se limita a aquellos tramos donde se tenga pendientes longitudinales menores de 3%. a.2) Sumideros de fondo: Consiste en una abertura en la cuneta cubierta por uno o más sumideros. Se utilizarán cuando las pendientes longitudinales de las cunetas sean mayores del 3%. Las rejillas para este tipo de sumideros serán de barras paralelas a la cuneta. Se podrán agregar barras cruzadas por razones estructurales, pero deberán mantenerse en una posición cercana al fondo de las barras longitudinales. Los sumideros de fondo pueden tener una depresión para aumentar su capacidad de captación. a.3) Sumideros mixtos o combinados: Consisten en un sumidero lateral de sardinel y un sumidero de fondo actuando como una unidad. El diámetro mínimo de los tubos de descarga al buzón de reunión será de 250 mm. a.4) Sumideros de rejillas en calzada: Consisten en una canalización transversal a la calzada y a todo lo ancho, cubierta con rejillas.

29

La ubicación de los sumideros dependerá del caudal, pendiente, posición y geometría de enlaces e intersecciones, ancho de flujo permisible, capacidad del sumidero, volumen de sólidos, acceso vehicular y de peatones. En general los sumideros deben ponerse en los puntos bajos. Su ubicación normal es en las esquinas de cruce de calles, y deberán adecuarse con el fin de no entorpecer el tránsito de peatones y vehículos. Cuando el flujo de la cuneta es pequeño y el tránsito de peatones y de vehículos es de poca consideración, la corriente puede conducirse a través de la intersección mediante una cuneta, hasta un sumidero ubicado aguas abajo del cruce. El espaciamiento entre sumideros se determinará teniendo en cuenta los mismos factores indicados para su ubicación.

Para el diseño hidráulico de los sumideros, se deberá tener en cuenta las siguientes variables:       

Pendientes a lo largo del perfil longitudinal de las cunetas Pendiente transversal de cunetas con solera Depresiones locales Retención de sólidos Altura de diseño de la superficie de agua dentro del sumidero Pendiente de los sumideros Coeficiente de rugosidad de la superficie de la cuneta. FIGURA Nº8 TIPOS DE SUMIDERO

30

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE - 28 de MAYO del 2016 hora.13:30:00 b) REJILLAS Las rejillas pueden ser clasificadas según dos aspectos.  Por el material del que están hechas, pueden ser:  De fierro fundido  De fierro laminado  Otros.  Por su posición en relación al sentido principal del flujo, podrán ser:  De rejilla horizontal  De rejilla vertical  De rejilla horizontal y vertical.

Las rejillas se adaptan a la geometría y pueden ser de sección rectangular, cuadrada y circular. Generalmente se adopta rejillas de dimensiones rectangulares. Por proceso de fabricación industrial, se fabrica en dimensiones de 60 mm x 100 mm y 45 mm x 100 mm. La separación de las barras en las rejillas es usualmente de 20 mm, 35 mm y

50

mm, dependiendo de si los sumideros se van a utilizar en zonas urbanas o en carreteras.

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FIGURA Nº9 TIPO DE REJILLA COMUN

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE - 27 de MAYO del 2016 hora.11:30:00

c) COLECTORES DE AGUAS PLUVIALES El alcantarillado de aguas pluviales está conformado por un conjunto de colectores subterráneos y canales necesarios para evacuar la escorrentía superficial producida por las lluvias a una unidad de tratamiento o a un curso natural de agua.

Los colectores van aumentando su sección a medida que aumenta el área de drenaje. Al descargar al punto más cercano, los colectores pluviales no requieren de gran longitud.

32

Para el diseño de los colectores pluviales, se deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones. Con respecto a la ubicación, se deberá evitar la instalación de colectores debajo de las calzadas y bermas. Sin embargo, de no ser posible, se deberá considerar la instalación de registros provistos de accesos ubicados fuera de los límites determinados por las bermas. En el caso de tubería de sección circular, el diámetro mínimo será 0,45 m. Con respecto a la resistencia, la tubería de los colectores de aguas pluviales deberá cumplir con las especificaciones de resistencia contenidas en las NTP. En caso de no tener normativa nacional al respecto, se tomará en cuenta las normas ASTM, AWWA, DIN o según el país de procedencia de la tubería empleada. Con respecto a la selección del tipo de tubería, se tendrán en cuenta las consideraciones especificadas en las NTP. Los materiales de la tubería comúnmente utilizados en el alcantarillado pluvial son:       

Arcilla vitrificada Concreto armado centrifugado Concreto armado vibrado con recubrimiento interior de polietileno o de PVC Concreto pretensado centrifugado Hierro fundido dúctil Policloruro de vinilo (PVC, por sus siglas en inglés) Poliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP, por sus siglas en inglés) Polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en inglés).

TABLA N°2: DIAMETROS MINIMOS DE TUBERIAS COLECTORAS DE AGUA DE LLUVIA

33

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE - 03 de MARZO del 2016 hora.14:38:00

Con respecto a la altura de relleno, la profundidad mínima a la clave de la tubería desde la rasante de la calzada debe ser de 1 m. En caso se defina profundidades menores, estas deberán ser sustentadas técnicamente. El tamaño del conducto será definido con el caudal de diseño, tal que el tirante sea 80% del diámetro como máximo en el caso de sección circular. Para el caso de secciones de geometría diferente, se definirá por la relación de área de flujo para el caudal de diseño al área de flujo a sección llena igual que 80% como máximo. La velocidad máxima en los colectores con cantidades no significativas de sedimentos en suspensión es función del material de la tubería. Se recomienda no exceder los valores indicados en la Tabla 2 del Anexo 2: Hidráulica, a fin de evitar la erosión de las paredes.

Tabla n° 3: Velocidad máxima para colector de agua pluvial

34

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE / 05 de MARZO del 2016 hora.15:25:00 d) PENDIENTE MÍNIMA Las pendientes mínimas de

diseño de

acuerdo a

los diámetros. Serán

aquellas que satisfagan la velocidad mínima de 0,90 m/s fluyendo a tubo lleno. Por

este propósito. la pendiente de

la tubería algunas veces

incrementa en exceso la pendiente de las superficie de¡ terreno. e) REGISTROS Los registros instalados tendrán la capacidad suficiente para permitir el acceso de una persona y la instalación de un dispositivo de limpieza. El diámetro mínimo de registros para colectores será de 1,20 m.

Los registros deberán ubicarse fuera de la calzada, excepto cuando se instalen en caminos de servicio o en calles, en este caso se evitará ubicarlos en las intersecciones.

Los registros deberán estar ubicados en:

   

Convergencia de dos o más drenes Puntos intermedios de tubería muy larga En zonas donde se presente cambios de diámetro de los conductos En curvas o deflexiones de alineamiento (no es necesario colocar registros en

cada curva o deflexión)  En puntos donde se produce una brusca disminución de la pendiente.

35

El espaciamiento deberá ser:  Para tubería de diámetro igual o mayor que 1,20 m, o conductos de sección transversal equivalente, el espaciamiento de los registros será de 200 a 350 m.  Para diámetros menores que 1,20 m, el espaciamiento de los registros será de 100 a 200 m.  En el caso de conductos pequeños, cuando no sea posible lograr velocidades de auto limpieza, deberá colocarse registros cada 100 m.  Con velocidades de auto limpieza y alineamiento desprovisto de curvas agudas, la distancia entre registros corresponderá al rango mayor de los límites mencionados en los párrafos anteriores.

En el caso de buzones se deberá cumplir:  Para colectores de diámetro menor que 1,20 m, el buzón de acceso estará centrado sobre el eje longitudinal del colector.  Cuando el diámetro del conducto sea mayor que el diámetro del buzón, éste se desplazará hasta ser tangente a uno de los lados del tubo para mejor ubicación de la escalera de registro.  En colectores de diámetro mayor que 1,20 m, con llegadas de laterales por ambos lados del registro, el desplazamiento se efectuará hacia el lado del lateral menor.  Si la conservación de la carga es crítica, se deberá proveer canales de encauzamiento en el radier de la cámara. 4.4.3. DISEÑO Y EVALUACIÓN DE SISTEMAS MAYORES DE DRENAJE PLUVIAL URBANO Consideraciones Básicas De Diseño  Los caudales para sistemas mayores deberán ser calculados por los métodos del hidrograma unitario o modelos de simulación. El método racional sólo deberá aplicarse para cuencas menores de 3 km2.

36

 El periodo de retorno no debe ser menor que 25 años.  El caudal que no pueda ser absorbido por el sistema menor, deberá fluir por las calles y la superficie del terreno.  La capacidad de conducción se determinará, en general, utilizando la fórmula de Manning. TABLA N°4: COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE - 05 de MAYO del 2016 hora.15:30:00

 Para reducir el caudal pico en las calles, en caso de valores no adecuados, se debe aplicar el criterio de control de la descarga mediante el uso de unidades de retención (ponding).  Las unidades de retención son reservorios con estructuras de descarga libre o regulada, que acumulan el volumen de agua reduciendo el caudal pico que el sistema de drenaje existente no puede evacuar sin causar daños.  El volumen a almacenar y el caudal pico atenuado se calcularán mediante el tránsito de avenidas en reservorios.  Evacuación del sistema mayor: Las vías calle, de acuerdo a su área de influencia, deberán descargar, por acción de la gravedad, hacia la parte más baja, en dirección de calles de cada vez mayor capacidad, terminando en vías calle de gran capacidad de drenaje. 4.4.4. COMPATIBILIDAD DE USOS

37

Todo proyecto de drenaje urbano deberá contar con el inventario de obras de las compañías de servicio de:    

Telefonía y cable Energía eléctrica Agua potable y alcantarillado de aguas residuales Gas, entre otros. Asimismo, deberá contar con la información técnica de los municipios sobre: Tipo de pista, ancho, espesor de los pavimentos - Retiros municipales, entre otros.

La información obtenida en los puntos anteriores evitará el uso indebido de áreas con derechos adquiridos, que de usárselas, se ocasionaría paralizaciones y sobrecosto. En los nuevos proyectos de desarrollo urbano o conjuntos habitacionales se debe exigir que los nuevos sistemas de drenaje no aporten más caudal que el existente.

En caso de que se superen los actuales caudales de escorrentía superficial, el proyectista deberá incluir unidades de retención (ponding) para el agua en exceso, producida por los cambios en el terreno debido a la construcción de nuevas edificaciones.

4.4.5. PRESENCIA DE NAPA FREÁTICA ALTA En los sitios donde el proyecto encuentre napa freática alta, el proyecto de drenaje pluvial deberá ser compatible con el sistema de sub drenaje existente o previsto. Materiales Los materiales a usarse en los sistemas de drenaje pluvial urbano deberán cumplir las Normas Técnicas Peruanas

4.4.6. PRECIPITACIÓN DE DISEÑO

38

 Precipitación en un Punto La precipitación de diseño se obtendrá del análisis de frecuencia de valores extremos del registro histórico de precipitación en dicho punto. Para ello, dado una duración, de cada año del registro histórico se hallará la máxima profundidad de precipitación de tal duración. A cada serie de determinada duración, se aplicará el análisis de frecuencia de valores extremos para hallar la precipitación de diseño para diferentes períodos de retorno.

 Intensidad de Precipitación La intensidad de precipitación está definida por: INTENSIDAD DE PRECIPITACION

Donde: I : Intensidad de la precipitación, de duración t y periodo de retorno T P: Profundidad de precipitación

 Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia (IDF) Las curvas IDF son una familia de curvas definida gráficamente o por medio de fórmulas que relacionan la intensidad de precipitación con la duración y frecuencia (inversa del periodo de retorno), para un sitio o para una región, determinada por análisis estadísticos y ajustes de curvas.

39

Si el sitio de interés se encuentra en el área de influencia de un pluviógrafo, se recomienda utilizar directamente las curvas IDF del mismo.

Si no se dispone de información de pluviógrafos, sino de valores de máxima precipitación diaria (24 horas), entonces será posible hallar precipitaciones de duración menor que 24 horas y respectivas intensidades relacionadas en función de la máxima precipitación diaria, empleando métodos desarrollados para ese fin, por ejemplo, aplicando patrones de distribución de precipitación en el tiempo, ecuaciones de intensidad de precipitación (curvas IDF), entre otros.

Así también, para determinar la intensidad de la precipitación de diseño, para duración y período de retorno seleccionado, será posible utilizar las curvas IDF del “Estudio de la hidrología del Perú” (IILA-SENAMHI-UNI, 1983), y la siguiente expresión deducida de las mismas: INTENSIDAD DE PRECIPITACION DE DISEÑO

Donde: P: Precipitación máxima en 24 horas para T años de periodo de retorno, estimado para el sitio T: Duración en horas Tg: Duración con el cual se iguala la precipitación de 24 horas, en promedio 15,2 horas para el Perú. B y n: parámetros de tiempo y de duración, respectivamente

40

 Histograma de Diseño En sitios de interés donde no se disponga de información sobre la distribución de la precipitación en el tiempo, de ser requerido, se podrá asumir patrones de distribución en el tiempo para fines del diseño. Por ejemplo, será posible obtener el histograma de diseño asumiéndolo de forma triangular, o mediante el método del bloque alternante, entre otros métodos. El histograma de diseño de forma triangular queda definido dado la precipitación de diseño P y la duración Td, que es la base del triángulo, mientras que la altura h del triángulo se expresa mediante: ALTURA DEL TRIÁNGULO DEL HISTOGRAMA DE DISEÑO

Donde: P= precipitación de diseño Td= duración de la precipitación h= altura del triangulo El tiempo hasta alcanzar el valor pico es ta, el tiempo de recesión tb, y el coeficiente de avance de la tormenta r igual que la razón de ta y Td:

Donde: ta= tiempo hasta alcanzar el valor pico

41

tb= tiempo de recesión r= coeficiente de avance de la tormenta Td= duración de la precipitación  Método Racional Para áreas urbanas, el área de drenaje puede estar compuesta de sub áreas o sub cuencas de diferentes características superficiales, entonces el caudal pico puede ser calculado mediante la siguiente forma de la fórmula racional:

Donde: Q: Caudal pico en m3/s I: Intensidad de la lluvia en mm/hora Ai: Área de drenaje de la j Ci: coeficiente de escorrentía para la j M: Numero de sub cuencas drenadas para alcantarillas o canales.

 Coeficiente de Escorrentía La selección del valor del coeficiente de escorrentía requiere buen criterio y gran experiencia.

Tabla n° 5: Coeficientes de escorrentía promedio para áreas urbanas CARACTERÍSTICAS DE LA SUPERFICIE Calles Pavimento asfáltico

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA 0.70 a 0.95

Pavimento de concreto

0.60 a 0.95

42

Pavimento de adoquines Veredas Techos y azoteas Césped, Suelo Arenoso Pendiente plana (0-2%)

0.70 a 0.85 0.70 a 0.85 0.75 a 0.95

Pendiente promedio (2-7%)

0.10 a 0.15

Pendiente pronunciada (˃7%) Césped, Suelo Arcilloso Pendiente plana (0-2%)

0.15 a 0.20

Pendiente promedio (2-7%)

0.18 a 0.22

Pendiente pronunciada (˃7%)

0.25 a 0.35

0.05 a 0.10

0.13 a 0.17

FUENTE: ponce (1989) enginering hydrology – principles and practices - 12 de JUNIO Del 2016 hora.10:30:00

 Área de Drenaje Debe determinarse el tamaño y la forma de la cuenca o sub cuenca en consideración. Se determinará el área en mapas topográficos o por inspección en campo. Los intervalos entre las curvas de nivel deben permitir distinguir la dirección del flujo superficial. Debe medirse el área de drenaje que contribuye al sistema que se está diseñando, así como la sub área de drenaje que contribuye a cada punto de ingreso del sistema.  Periodo de retorno a) El sistema menor de drenaje deberá ser diseñado para un periodo de retorno entre 2 y 10 años. El periodo de retorno está función de la importancia económica de la urbanización, correspondiendo 2 años a pueblos pequeños. b) El sistema mayor de drenaje deberá ser diseñado para el periodo de retorno de 25 años. d) El diseñador podrá .proponer periodos de retorno mayores a los mencionados según su criterio le indique que hay mérito para postular un mayor margen

43

de

seguridad debido al valor económico o estratégico de la propiedad a

proteger. FIGURA Nº10 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA DEL PERIODO DE RETORNO

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE - 16 de JUNIO del 2016 hora.13:30:00 4.5. BASES LEGALES Los proyectos de drenaje pluvial referentes a la recolección, conducción y disposición final del agua de lluvias se regirán con sujeción a las siguientes disposiciones legales y reglamentarias.  Drenaje pluvial urbano ( NORMA OS. 060 – RNE) El drenaje urbano tiene por objetivo el manejo racional de agua de lluvia en las ciudades, para evitar daños en las edificaciones y obras públicas (pistas, redes de agua,

44

redes eléctricas, etc.), así como la acumulación del agua que pueda constituir focos de contaminación y/o transmisión de enfermedades.  Norma OS 100 Infraestructura Sanitaria para poblaciones Urbanas. Esta norma nos orienta sobre cómo debemos proceder en las temporadas de lluvias, debemos limpiar periódicamente los sistemas de recolección de aguas residuales y pluviales para evitar obstrucciones y colapsos, más aun cuando es temporada de lluvias.  Norma IS. 010 Instalaciones Sanitarias para edificaciones: Nos brinda los alcances normativos para poder realizar una correcta instalación de las redes de tuberías del sistema sanitario en una vivienda y evacuarlos hacia la red principal.  Código sanitario del Perú – D.L. 17505: Este código en su sección cuarta en los Artículos Nro. 143 al 153 mencionan que las Autoridades de la Salud según sea su ámbito de acción, tendrán injerencia directa en casos de vulnerabilidad a las normas de salud en todo tipo de obras de saneamiento. Asimismo menciona que las aguas servidas como las pluviales tiene deberán tener un adecuado proceso de recuperación.  Ley general de aguas y su reglamento - D.L. 17752 del 24.07.90: Las aguas, sin excepción alguna, son de propiedad del Estado y su dominio es inalienable e imprescriptible. No hay propiedad privada de las aguas ni derechos adquiridos sobre ellas. El uso justificado y racional del agua, sólo puede ser otorgado en armonía, con el interés social y el desarrollo del país.

Legales complementarios:       

Ley General del Ambiente D.L. 28611 del 15.10.05 Ley de Recursos Hídricos y su Reglamento D.L. 29338 del 30.03.09 Normas Técnicas del Ministerio del Ambiente (MINAM). Reglamentos viales del Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC). Os. 070 Redes Aguas Residuales Normas Peruanas de Concreto. Normas ACI (American Concrete Institute)

45

   

Normas ASTM (American Society for Testing Materiales). Normas U.S.B.R. (U.S. Bureau of Reclamation). Norma H.I. (Hidraulic Institute U.S.). Norma A.I.S.C. (American Institute of Steel Construction).

Cuando las obras tengan participación de instituciones financieras como el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), Banco Mundial (BM) u otras, se tendrá en cuenta lo propios considerandos establecidos por el Estado Peruano con dichas instituciones.

CAPITULO IV: FORMULACION DE LA HIPOTESIS HIPOTESIS DE INVESTIGACION: Las tuberías de PVC-U que se utilizara en el sistema de drenaje pluvial podrán evacuar

5.1.

de manera adecuada y eficiente las aguas de lluvias que discurren por la Av. Próceres Chilca, debido a sus características de resistencia a la corrosión y a grandes cargas de compresión en la superficie, mayormente en la temporada de lluvia en los meses de 5.2.

diciembre a abril. HIPOTESIS NULA Las tuberías de PVC-U que se utilizará en el sistema de drenaje pluvial no serán las adecuadas y no podrán evacuar las aguas pluviales de la Av. Próceres entre la avenida Jacinto Ibarra y la calle Real del distrito de Chilca debido a la poca resistencia a la

5.3.

compresión de cargas superficiales. HIPOTESIS ALTERNATIVA Con las tuberías corrugadas PVC-U NOVAFORT la evacuación de las aguas de lluvias será mucho más rápida, debido a su baja rugosidad, gran flexibilidad y resistencia a

5.4.

cargas de compresión de cargas superficiales. HIPOTESIS ESTADISTICO

46

El sistema de drenaje pluvial en un 30 % van en una sola red, lo cual en épocas de lluvia no se abastece al aumento radical del caudal debido a las lluvias intensas, es por ello que colapsan perjudicando directamente a la población del distrito de Chilca.

CAPITULO V: IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DEL TIPO DE VARIABLE TABLA Nº 06 IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DEL TIPO DE VARIABLE

VARIABLE S

SEGÚN SU FUNCIÓN

V. Diámetro de Dependiente tuberías (V.D)

SEGÚN SU NATURALEZ A Cuantitativa (Se utiliza una escala)

V. Cuantitativa Precipitación Independiente (Se utiliza una pluvial (V.I) escala)

Caudal de diseño

Tipo de drenaje

V. Dependiente (V.D)

V. Dependiente (V.D)

Cuantitativa (Por que se pueden cuantificar)

Cualitativa (sólo se puede identificar su función)

SEGÚN SU NIVEL DE MEDICIÓN

DESCRIPCIÓN

Intervalo (La Depende escala tiene rango directamente de los de medición) caudales máximos Intervalo (La escala tiene rango Es un fenómeno de medición) natural

Depende directamente del volumen de aguas Intervalo (La de lluvias escala tiene rango expresadas en de medición) (m3/seg) que se generan durante una precipitación pluvial. Razón Depende de la tecnología y capacidad presupuestaria con que se cuenta en

47

nuestra ciudad

Del grado de educación de los pobladores de chilca depende el uso adecuado de los sistemas de drenaje pluvial.

Cuantitativa Grado de V. (Por que se educación de Independiente pueden la población (V.I) cuantificar)

Razón

Periodo de vida del sistema de drenaje pluvial

El mantenimiento constante de los sistemas de drenaje, y Intervalo su buen uso continua (número conllevaría a cumplir de años con el periodo de vida cumplidos) de su diseño e incluso funcionar algunos años más sin problemas.

V. Dependiente

Cuantitativa

FUENTE: ELABORACION PROPIA, 20 DE JUNIO 2016 HORA 13:50

CAPITULO VI: OPERACIONALIZACION DE HIPOTESIS, VARIABLE E INDICADORES

TABLA Nº07 OPERACIONALIZACION DE HIPOTESIS, VARIABLES E INDICADORES

VARIABLES INDICADORES

Diámetro de tuberías Precipitación pluvial

PREGUNTA CLAVE

FUENTE

TECNICA

El diámetro de tubería es inadecuado

¿Qué determina Observación en Estudios de el diámetro de la campo caudal máximo tubería?

Incremento de

¿Cuál es el porcentaje de

Tabla de precipitación

Análisis

48

precipitación en épocas de lluvia

Según incrementó de la SENAMHI precipitación?

estadístico de tablas según el periodo requerido

Caudal de diseño

¿Cuánto Las tubería volumen debe trabajan a toda su transportar la capacidad tubería?

Calculo hidrológico por Cálculos caudal/hab/día matemáticos

Tipo de drenaje

¿Por qué las Las tuberías de Observación a la tuberías de drenaje pluvial y Área de catastro entidad drenaje pluvial y alcantarillado son MPH alcantarillado una sola son una sola?

Grado de educación de la población

Los ciudadanos dan el uso correcto al agua

¿Qué determina el grado de INEI instrucción de la población?

Tabla de datos estadísticos

Periodo de vida del sistema de drenaje

En épocas de lluvia colapsa el sistema

¿Se tomó en Periodo de cuenta el estudio diseño hidrológico?

Cálculos hidrológicos y estadísticos

FUENTE: ELABORACION PROPIA, 19 DE MAYO 2016 HORA 15:30 CAPITULO VII: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 7.1.

METODO La investigación será del tipo experimental, basados en nuestros objetivos generales y específicos, asimismo será un experimento general puesto que el investigador toma una acción sobre las variables independientes para luego medir sus consecuencias en las variables dependientes.

49

El experimento puro manipula las variables independientes, su finalidad es medir el efecto de la variable independiente sobre las variables dependientes y verificar que sus resultados sean válidos y confiables. 7.2.

INVESTIGACION DESCRIPTIVA Solo describe COMO ES y COMO SE MANIFIESTA el problema del drenaje pluvial, limitándose a identificar sus propiedades y características del sistema de drenaje pluvial en un momento determinado, especialmente en temporadas de lluvias entre los meses de diciembre y abril.

7.3.

ESTUDIO DESCRIPTIVO LONGITUDINAL Estudia la evolución de la problemática del drenaje pluvial en el distrito de Huancayo a lo largo de los años. La información que sea recopilada, será de diferentes momentos del funcionamiento del drenaje pluvial.



El drenaje pluvial de la Av. Ferrocarril cuenta con una antigüedad promedio de 21 años, muchos de los cuales aún poseen tuberías de concreto para la evacuación de aguas de lluvias.



Los datos de precipitaciones pluviales serán recopilados de la entidad encargada del registro de lluvias en nuestra zona con intervalos de tiempo, los cuales nos permitirán conocer las precipitaciones efectivas.



Acumulación de residuos sólidos en las tuberías del drenaje pluvial de la Av. Próceres desde los inicios de su funcionamiento a la fecha.

7.4.

DISEÑO MUESTRAL

50

El principal objetivo del diseño muestral es definir a la población y muestra de nuestro objeto de investigación. 7.4.1. POBLACION Nuestra población vendrá a ser el sistema de drenaje pluvial de la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo. 7.4.2. MUESTRA La muestra estará definida por el sistema de drenaje pluvial que conforma al colector principal de la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo.

7.4.3. MUESTREO Es la técnica a través de la cual nos indicará que el colector de la Av. ferrocarril entre el jr: Cajamarca y jr: Ica del Distrito de Huancayo.

7.4.4. TIPO DE MUESTRA El tipo de muestra que se eligió para el presente trabajo de investigación es la NO PROBABILISTICA, debido a la ventaja que muestra en su utilidad para un determinado diseño de estudio, que requiere no tanto de una “representatividad de elementos de una población, sino de una cuidadosa y controlada elección de sujetos con ciertas características especificadas previamente en el planteamiento del problema”.

CAPITULO VIII: EVALUACION DE DATOS Para la presente investigación se tendrá en cuenta los datos brindados por SEDAM HYO, quien nos brindó el plano del sistema de alcantarillado de los Distritos de Huancayo,

51

(ANEXO N° 01), con el cual obtenemos información valiosa acerca del estado y ubicación actual de las redes de drenaje pluvial.

En el documento nos detalla cuales son los colectores principales de las distintas calles de la ciudad; que para el presente trabajo sólo detallaremos los colectores que están dentro de nuestro área de trabajo.

Asimismo se pudo obtener información de los diámetros de tuberías que para el caso de los colectores principales son de 8 y 10 pulgadas dependiendo la ubicación y antigüedad de la alcantarilla, los cuales son insuficientes para la evacuación de las aguas pluviales y residuales que en su mayoría son transportadas en una sola tubería, motivo por el cual los buzones colapsan.

A esto se suma la falta de mantenimiento de los registros de inspección, sumideros, buzones, etc. Para lo cual recomendaremos diámetros de tuberías mucho más grandes, medidas de prevención y mantenimiento de la red de drenaje pluvial. A continuación detallaremos los colectores primarios y secundarios que se encuentran dentro de nuestra área de trabajo.

8.1. COLECTOR PRIMARIO h) COLECTOR AV. FERROCARRIL:

El colector de la Av. Ferrocarril por su ubicación y pendiente viene a ser uno de los principal colector, está conformado por tuberías de 10 pulgadas de diámetro., lo cual no son suficientes para la evacuación de las aguas residuales y pluviales, puesto que recolecta las aguas de los distintos colectores secundarios.

52

El colector av. ferrocarril descarga en otro colector principal que es la Calle Real que va de Norte a Sur:

8.2.

COLECTORES SECUNDARIOS

Los colectores secundarios en su mayoría tienen tuberías con diámetros que varían entre 8 y10 pulgadas, teniendo un sentido de circulación de aguas multidireccionales debido a la pendiente que presenta el Distrito de Huancayo, estos colectores vierten sus aguas a las riberas de rio Mantaro ya que no presentan una planta de tratamiento, según datos proporcionados en el área de Ingeniería de SEDAM HYO.

  

8.3.

Calle real : (Norte - Sur) Jr. Tarapacá : (Norte - Sur) Jr. Cajamarca : (Norte - Sur)

TOPOGRAFIA

El área de trabajo del Distrito de Huancayo es variable, presenta desniveles y pendientes los cuales nos podrán ayudar en la evacuación de las aguas pluviales, tal es el caso de la Av. ferrocarril y de la misma avenida ferrocarril que presentan pendientes y desniveles más pronunciadas con respecto a las demás calles que se encuentran dentro de nuestro área de investigación. Para la ejecución de estas actividades se debe contar con la información adecuada que el reglamento Nacional de Edificaciones, que nos seden un parámetro.

53

Los planos se presentaran con las siguientes características.



Plano General de la zona, a escala variable entre 1:500 a 1:1000 con curvas de nivel



equidistancias 1 m y/o 0.50 m según sea el caso. Perfil longitudinal del eje de las tuberías y/o ductos de conducción y descarga. La



relación de la escala horizontal a la escala vertical de este esquema será de 10:1. Esquema de las secciones de ejes de tubería a cada 25 m a una escala no mayor de 1: 100

8.4.DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANATRILLADO DE AGUAS DE PLUVIALES DE LA AV: FERROCARRIL ENTRE EL JR: CAJAMARCA Y JR_ ICA- DEL DISTRITO DE HUANCAYO, PROVINCIA DE HUANCAYO, REGIÓN JUNÍN.

Tanto el crecimiento de la población como el desarrollo urbano pueden crear severos potenciales en los manejos de aguas urbanas. Una de las estructuras más importantes para la preservación y el mejoramiento del ambiente de aguas urbanas es un sistema de drenaje de aguas pluviales adecuado y que funcione correctamente. La construcción de casa, parques, centros comerciales, calles pavimentadas incrementan la cubierta impermeable en una cuenca y reduce la infiltración. Además con la urbanización el patrón espacial del flujo en la cuenca se altera y la eficiencia hidráulica se incrementa a través de canales artificiales, cunetas y sistemas de recolección y drenaje de aguas pluviales. Estos factores incrementan el volumen y la velocidad de la escorrentía y producen caudales de crecientes con picos mayores en las cuencas urbanizadas que aquellos que ocurrían antes de la urbanización.

54

Para el caso de la av. Próceres entre la av. Jacinto Ibarra y la calle Real del Distrito de Chilca el sistema de drenaje pluvial fue construido bajo un cierto nivel de urbanización y que hoy en día opera bajo niveles de urbanización mayor por lo cual tiene una capacidad inadecuada. Los siguientes criterios son de uso común en el diseño de alcantarillas de aguas pluviales: 

Las tuberías de alcantarillado sonde sección circular con diámetros comerciales no menores de 8 pulgadas.



El diámetro de diseño es el menor diámetro comercialmente disponible que tenga una capacidad de flujo igual o mayor que el caudal de diseño y que satisfaga todos los parámetros del RNE.



Con el fin de prevenir o reducir la sedimentación de material solido que son arrastrados por aguas de lluvias, la velocidad mínima que debe cumplir será de 0.90 m/s de acuerdo al RNE.



Para prevenir la socavación y otros efectos indeseables causados por una alta velocidad, según lo indicado en el RNE. La máxima velocidad para tuberías de PVC

será 6.0 m/s. 8.5.ESTUDIOS HIDRAULICOS E HIDROLOGICOS EN LA AV: FERROCARRIL ENTRE EL JR: CAJAMARCA Y JR_ ICA- DEL DISTRITO DE HUANCAYO ,

PROVINCIA DE HUANCAYO, REGIÓN JUNÍN. 8.5.1. CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS a) Captación de lluvias en zonas de tránsito vehicular.

Para la evacuación de las aguas pluviales en calzadas, veredas y las provenientes

de

consideraciones:

las

viviendas

se

considerara

las

siguientes

55

b) Orientación del flujo En el diseño de pistas se deberá prever pendientes longitudinales (Sl) y transversales (St) a fin de facilitar la concentración del agua que incide sobre el pavimento hacia los extremos o bordes de la calzada. Las pendientes a considerar son:

Pendiente Longitudinal (Sl) > 0,5%. Pendiente Transversal (St) de 2% a 4%

c) CAPTACIÓN Y TRANSPORTE DE AGUAS PLUVIALES DE CALZADA Y ACERAS

Para la evacuación de las aguas pluviales que discurren sobre la calzada y aceras de las distintas calles, se realizará mediante cunetas, las que conducen el flujo hacia las zonas bajas donde los sumideros captarán el agua para conducirla en dirección a los drenajes pluviales del distrito de Chilca.

d) Determinación de la Capacidad de la Cuneta La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y rugosidad del material con que se construyan.

56

La capacidad de conducción se hará en general utilizando la Ecuación de Manning.

Donde: Q : Caudal en litros/seg. Z : Valor reciproco de la pendiente transversal (1: Z) n : Coeficiente de rugosidad de Manning. S : Pendiente longitudinal del canal Y : Tirante de agua en metros.

e) Coeficiente de Rugosidad Los valores del coeficiente de rugosidad de Manning de las tuberías de PVC que se utilizaran en las distintas calles del proyecto serán de 150 de acuerdo a tablas que se presentan en el RNE.

f) Evacuación de las aguas transportadas por las cuneta.

Para evacuación de las aguas de las cunetas deberá preverse Entradas o Sumideros de acuerdo a la pendiente de las cunetas y condiciones de flujo.

57

g) Sumideros La elección del tipo de sumidero dependerá de las condiciones hidráulicas, económicas y de ubicación y puede ser dividido en tres tipos, cada uno con muchas variaciones.

Sumideros Laterales en Sardinel o Solera. Este ingreso consiste en una abertura vertical del sardinel a través del cual pasa el flujo de las cunetas.

h) Diámetro de los Tubos Los diámetros de las tuberías a utilizar serán de acuerdo al tipo de colector, primario o secundario y con la ayuda del programa SEWERCAD V8i se calculó los diámetros de las tuberías de acuerdo al detalle siguiente: 

Para las tuberías que pertenecen a los colectores primarios el diámetro nominal mínimo de diseño es 355 mm o 14 pulgadas.



Para tuberías que pertenezcan a los colectores secundarios el diámetro nominal mínimo de diseño será de 250 mm o 10 pulgadas.

Estos diámetros fueron calculados en base a los caudales de aguas servidas y pluviales en óptimas condiciones de funcionamiento. FIGURA Nº12:

TUBERIA

DE 10 PULGADAS.

FUENTE: GOOGLE.LINK: WWW.PAVCO.COM.PE HORA 10:45

58

i) Selección del Tipo de Tubería

El material de las tuberías comúnmente utilizado en obras de alcantarillado pluvial es el PVC que cumple con las Normas Técnicas Peruanas vigentes.

Para el presente estudio se eligió la tubería para alcantarillado PVC-U del sistema Junta Segura PAVCO, que cumple con la NTP ISO 4435:2005 y NTP ISO 4633:1999, al adecuarse mejor a nuestra topografía, clima, ofrecer altas resistencias a cargas superficiales, corrosión, oleajes internos, gran flexibilidad y resistencia al impacto, vibración o movimiento de terreno y sobretodo el precio en relación a las demás marcas.

8.5.2. ESTUDIOS HIDROLOGICOS EN EL DISTRITO DE HUANCAYO a) Intensidad de la Lluvia La intensidad de la lluvia de diseño para un determinado punto del sistema de drenaje es la intensidad promedio de una lluvia cuya duración es igual al tiempo

59

de concentración del área que se drena hasta ese punto, y cuyo periodo de retorno es igual al del diseño de la obra de drenaje. b) Precipitación Efectiva Se recomienda realizar la separación de la precipitación efectiva de la total utilizando el método de la Curva Número (CN); pero pueden usarse otros métodos que el diseñador crea justificable. Las siguientes tablas indican las precipitaciones efectivas tomadas en la Estación Meteorológica de Huancayo perteneciente al Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) correspondiente a los años 2010, 2011, 2012 y 2013. TABLA Nº 08: PRECIPITACION EFECTIVA AÑO 2010

FUENTE: GOOGLE LINK: WWW.SENAMHI.GOB.PE

TABLA Nº 09: PRECIPITACION EFECTIVA AÑO 2011

60

FUENTE: GOOGLE LINK: WWW.SENAMHI.GOB.PE

TABLA Nº 10: PRECIPITACION EFECTIVA AÑO 2012

FUENTE: GOOGLE LINK: WWW.SENAMHI.GOB.PE

61

TABLA Nº 11: PRECIPITACION EFECTIVA AÑO 2013

FUENTE: GOOGLE LINK: WWW.SENAMHI.GOB.PE

8.6.ESTUDIOS DE SUELOS Para fines de ensayos se deberá efectuar el estudio de suelos correspondiente, a fin de precisar las características del terreno a lo largo del eje de los ductos de drenaje. De acuerdo a nuestros resultados podremos precisar las propiedades del suelo así como sugerir un mejoramiento de los suelos.

CAPITULO IX: PROPUESTA DE SOLUCION 9.1. Tanques de almacenamiento de aguas lluvias Este tipo de SUDS es el más sencillo de todos. Consiste simplemente en la construcción de tanques enterrados o no que permitan la captación y almacenamiento de agua lluvia con el fin de utilizarla con fines no potables tales como el suministro de agua a sanitarios y orinales, lavado de vehículos y riego de jardines y zonas verdes. Su implementación y mantenimiento correrá por parte de quien decida implementar este

62

tipo de medidas. Estos sistemas deberán diseñarse evitando que se conviertan en hábitat propicio para la reproducción de vectores. Estos sistemas pueden captar agua bien sea procedente de cubiertas o de superficies duras de parqueaderos. En este último caso, debe proveerse de un sistema adecuado que permita la remoción de grasas y de un sistema de filtrado adecuado que permita mejorar la calidad de las aguas afluentes para su uso posterior.

FIGURA Nº 13:

TANQUE DE ALMACENAMIENTO

9.2.

Sistemas de Techos Verdes o Cubiertas Vegetalizadas

Los techos verdes deberán mitigar pico de crecientes asociados con eventos de FUENTE: el INTERNET precipitación con periodos de retorno de 2 años. La descripción de las tipologías de techos verdes y las recomendaciones de su implementación se encuentran en detalle en la Cartilla de Techos Verdes de la Secretaría Distrital de Ambiente (sin publicar). La vegetación a utilizar deberá estar en condiciones de soportar periodos alternados de humedecimiento y secado al igual que con periodos de calor y frío. La vegetación deberá ser perene, resistente a la sequía, con poco requerimiento de agua después de que ya se encuentra establecida, con preferencia por suelos bien drenados, autosustentable (es decir, que no requiera de fertilizantes o herbicidas), capaces de resistir calor, frío y

63

vientos extremos, con capacidad para sobrevivir en suelos pobres con tendencia a la acidez y resistente al fuego. La variedad de plantas a utilizar deberá ser lo más amplia posible para favorecer la biodiversidad y la estética del techo terminado. FIGURA Nº 14:

TECHO

VERDE

FUENTE: INSTALACIONES DE LA SDA.

9.3.

Drenes Filtrantes Los drenes filtrantes son SUDS conformados por excavaciones poco profundas (entre 1 y 2 m) rellenas con materiales pétreos gruesos que crean almacenamiento temporal subsuperficial. Estos sistemas poseen la desventaja de que pueden llegar a colmatarse con facilidad, por lo que deberán diseñarse cuidadosamente sus capas granulares interiores con el fin de maximizar su tiempo de vida útil. Estos elementos pueden captar lateralmente la escorrentía proveniente de vías, o de un colector que previamente haya recolectado aguas pluviales no circuladas con anterioridad a través de otro sistema SUDS.

64

Estos sistemas deberán tener superficies cóncavas que permitan la concentración de la escorrentía hacia el centro del elemento.

Materiales plásticos geo celulares pueden ser utilizados como elementos alternativos a los materiales pétreos si permiten una adecuada retención y almacenamiento de la escorrentía. Los drenes filtrantes serán vegetados o no, en cuyo caso debe disponerse de un geo textil filtrante en las capas superiores del material de relleno que separe la franja de suelo que soporta la vegetación del resto del material granular, mientras que simultáneamente se garantice la percolación adecuada del agua en superficie.

Los drenes filtrantes son elementos que requieren de mantenimiento y que de colmatarse implican el retiro y recolocación del material de relleno, por lo que su uso debe limitarse a aquellas zonas en donde no se esperen grandes flujos de sedimentos o en donde se provean sistemas de remoción de sólidos antes de que el agua sea descargada al interior del dren. A manera de prueba piloto durante la ejecución del anillo 1, se conformarán un conjunto de drenes filtrantes que utilizarán escombros técnicamente seleccionados como medio filtrante, con el fin de determinar la viabilidad de utilizar un medio de filtrado de bajo costo que pueda remplazarse con facilidad en caso de colmatación.

FIGURA Nº 15 SEPARADOR

: DREN FILTRANTE VEGETADO EN

65

FUENTE: LINEAMIENTO DEL COMPONENTE PAISAJISTICO EAAB 20 DE NOVIEMBRE DEL 2015 HORA 17:30

9.4.

Cunetas Verdes Estos elementos consisten en canales vegetalizados por donde se transporta la escorrentía proveniente de las zonas impermeables. Estos elementos se conciben fundamentalmente como herramientas para la retención de basuras gruesas y sólidos suspendidos en donde además se favorece la remoción de contaminantes.

Esos elementos se podrán diseñar como canales abiertos en flujo permanente con números de Manning correspondientes a canales vegetados. Estos canales podrán remplazar elementos típicos de drenaje tales como cunetas en concreto si se garantiza un dimensionamiento adecuado que permita evacuar los caudales de diseño. Las cunetas verdes deberán diseñarse con velocidades menores a 1 m/s con el fin de prevenir la posible erosión del terreno. Los diseñadores deberán propender por mantener la velocidad de flujo alrededor de 0.30 m/s con el fin de promover la remoción de contaminantes, la sedimentación del material particulado y evitar su re suspensión.

66

Las pendientes laterales deberán ser no mayores a 1:3 y el ancho de fondo no menor de 0.50 m con el fin de evitar daños a vehículos que accidentalmente accedan a las cunetas verdes. Deberá preverse en su diseño que las láminas de agua que se presenten dentro de los canales vegetados no generen efectos adversos sobre la vegetación ni que generen inundación en las vías o urbanismo circundante. Las cuentas verdes no deberán ubicarse en terrenos con pendientes menores al 4%.

FIGURA Nº 16: CUNETA VEGETADA

9.5.

FUENTE: GUIAVERDEMX.GOB 20 DE NOVIEMBRE DEL 2015 HORA 17:30

Zonas de Bio retención

Las zonas de bio retención, también llamadas filtros de bioretención, son zonas deprimidas poco profundas en las que normalmente se dispone de un sistema tricapa con dren inferior y cuyo funcionamiento dependen de la composición relativa de los suelos del sistema tricapa, con mezclas especialmente diseñadas para permitir la remoción de contaminantes y disminuir los picos de caudal. Una vez la escorrentía ha

67

sido transitada a través de esta tipología de SUDS, el agua es conducida hacia las redes de alcantarillado pluvial. Las áreas de drenaje de los sistemas de bioretención se limitarán a un máximo de 2 hectáreas. Áreas más grandes podrán ser drenadas a través de esta tipología de sistemas siempre y cuando la profundidad de los sistemas diseñados no implique la inundación del SUDS por la presencia de niveles freáticos altos o que se castigue adversamente el desempeño del elemento.

Estos elementos deberán acomodar el volumen a tratar con fines de calidad de agua de manera que la cota de lámina de agua en el elemento esté por lo menos 0.15 m por debajo de la superficie del terreno circundante. El caudal asociado deberá además evacuarse en un periodo de menos de 24 horas con el fin de proveer al sistema la capacidad de transitar eventos de precipitación separados en promedio un día. Estos SUDS deberán contar obligatoriamente con tuberías de excesos que permitan evacuar sin riesgo de inundación del terreno vecino las crecientes mayores a las asociadas con el volumen a tratar con fines de calidad de agua.

FIGURA Nº 17: ZONA DE BIO RETENCION

FUENTE: GOOGLE: CARTILLA DE ARBORIZACION

68

9.6.

Sumidero Tipo Alcorque Inundable Estos elementos son fundamentalmente zonas de bioretención que se usarán como un sistema de apoyo al sistema de captación de aguas lluvias en vías a través de sumideros laterales convencionales. Estos sumideros serán similares a los ya definidos por las Normas Técnica de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (SL-100, SL150 y SL-200), pero con una longitud de ventana de captación mayor en cada caso de 1.00 m. En este metro adicional, se conformará un alcorque que se inundará con agua lluvia que será filtrada a través de un sistema de capas granulares con vegetación superficial.

Estos sumideros alternativos se implementarán a manera de prueba piloto durante la construcción de las vías del anillo uno. Se construirán veinte (20) a manera de prueba, y dependiendo de su desempeño, se extenderá su uso a los demás anillos restantes

FIGURA Nº 18: ALCORQUE INUNDABLE CON BASE

FUENTE: GOOGLE, LINK: WWW.FILTERRA.COM

69

9.7.

Superficies Permeables Las superficies permeables proporcionan una medio propicio para el tráfico peatonal o vehicular permitiendo simultáneamente la percolación de las aguas lluvias a las capas inferiores de la estructura de pavimento. El objetivo de este SUDS consistirá fundamentalmente en almacenar el agua lluvia percolada temporalmente disminuyendo así la cantidad de escorrentía que de otra manera quedaría en superficie. Esta práctica dentro de POZ Norte estará limitada a vías interiores de predios privados con velocidades de circulación de hasta 30 km/h y a zonas de andenes.

Allí en donde se plantee su uso, la estructura de cimentación o de soporte deberá disponer de sub drenajes que conduzcan el agua percolada a través del sistema granular hacia las redes locales de alcantarillado pluvial. La estructura de soporte estará además envuelta en una membrana flexible impermeable que impida la saturación del suelo circundante.

De preferencia, estas superficies deberán estar conformadas por superficies de grava, por concreto o asfalto poroso, o por pavimentos articulados con gran separación entre unidades individuales con el fin de facilitar el paso del agua hacia las capas inferiores.

Para este tipo de superficies, sin embargo, deberá determinarse con certeza a través de la construcción de zonas piloto en el anillo 1 sus respectivos coeficientes de escorrentía. Por medio de su monitoreo, deberá establecerse claramente la tasa de infiltración de las aguas lluvias a través de las superficies permeables, y verificarse que esta sea mayor que las intensidades de lluvia que se esperan caigan sobre ellas con el fin de evitar la formación de encharcamientos en superficie.

70

FIGURA Nº 19: SUPERFICIES PERMEABLES

9.8.

FUENTE: GOOGLE. CARTILLA DE ARBORIZACION

Pondaje Húmedo Vegetado

En esta tipología de SUDS, se busca conformar un hábitat artificialmente en donde se posee una lámina permanente de agua que es mantenida por medio del uso de una tubería de excesos elevada. El agua del cuenco permanente se mezcla con el agua de eventos anteriores de precipitación. Ante lluvia, el cuenco se llena y el agua es lentamente liberada por un periodo de 2 a 5 días. Debido a que las aguas de primer lavado se mezclan con las ya presentes al interior de la piscina permanente del SUDS, la concentración de contaminantes en el agua de salida es menor.

La existencia de una lámina de agua permanente permite la sedimentación del material particulado, así como la remoción de contaminantes vía actividad biológica de plantas, algas y bacterias presentes en la biota que se forma dentro de estos elementos. Esta

71

tipología de SUDS puede emplearse siempre y cuando se garantice la presencia continua de agua que permita el soporte de la vegetación acuática en periodos secos.

Podrán implementarse diferentes tipologías de cuencos húmedos de detención en función del volumen de agua que puede ser detenido en él. No obstante, de manera general dichos sistemas contarán con dos cuencos separados. El primero de ellos se diseñará como un pondaje en donde se favorecerá la sedimentación y la retención de partículas suspendidas, mientras que en la segunda se dispondrá de un sistema de vegetación acuática que se alimentará del caudal regulado proveniente del primer cuenco. La segunda cámara puede eventualmente consistir en un espacio excavado hasta la superficie del nivel freático con el fin de suplir las necesidades de agua de la vegetación que se busca soportar en su superficie. FIGURA Nº 20: PONDAJE HUMEDO VEGETADO

9.9.

La Infraestructura Verde FUENTE: GOOGLE, LINK: GAELI.WORDPRESS.COM

Es en forma amplia, la utilización de vegetación, suelos, y procesos naturales para la gestión del agua y la creación de ambientes urbanos más saludables. FIGURA Nº 21: INFRAESTRUCTURA VERDE

72

FUENTE: GOOGLE.LINK: CIUDADESSOSTENIBLES.NET

En ambientes construidos como los de nuestras ciudades, las lluvias intensas sobrecargan los sistemas de drenaje pluvial, provocando inundaciones que llevan a pérdidas económicas, materiales, y, en los casos más extremos, de vidas humanas.

Y también ambientales. En ciudades con sistemas de drenaje cloacal y pluvial combinados, una lluvia intensa sobrepasa la capacidad de tratamiento de los efluentes combinados, y éstos se terminan, volcando sin tratamiento directamente a los cursos de agua. La solución de construir más infraestructura gris tradicional, con bocas de tormenta y sistemas de alcantarillado omnipresentes, resulta prohibitiva para los exiguos presupuestos municipales.

De ahí surge una pregunta, ¿Cómo mejorar la gestión del agua de lluvia, pero a un costo razonable?

73

La infraestructura verde ayuda a evitar que el agua de lluvia llegue al sistema de drenaje. Absorbe y almacena agua, mimetizando los procesos que ocurren en la naturaleza. Pero también tiene otros beneficios laterales tales como mejoras en la calidad de aire y reducción del efecto “isla de calor”. Todos estos beneficios se dan a un costo generalmente menor al de la infraestructura gris tradicional (tales como sistemas de drenaje pluvial, estaciones de bombeo, plantas de tratamiento, etc.) Presentamos, 6 soluciones de infraestructura verde para mejorar la gestión del agua de lluvia urbana:

9.10.

Desconexión de Canales de Recolección de Agua de Lluvia del Drenaje Pluvial

Esta reforma sencilla consiste en desconectar los sistemas (canaletas) que recolectan y conducen el agua de lluvia de techos y azoteas, y dirigirlos para el riego de jardines o áreas verdes.

Si bien a nivel individual el efecto puede parecer insignificante, implementado a nivel ciudad, un programa de desconexión de pluviales puede reducir enormemente la carga de las redes de drenaje de la ciudad. Por ejemplo, en la ciudad de Portland, Oregón (Estados Unidos), un programa de desconexión de pluviales ofreció incentivos para la desconexión de desagües en 56.000 viviendas y edificios comerciales, entre 1993 y 2011, removiendo más de 5 millones de metros cúbicos de agua de lluvia al año de los sistemas de drenaje.

74

9.11.

Recolección de Agua de Lluvia

Esta es una variante de lo anterior, donde la recolección de agua de lluvia se dirige a un tanque. Este agua luego puede ser utilizada para riego u otros usos donde no se requiera agua potable. Esta solución es especialmente útiles en zonas áridas – el agua acumulada puede utilizarse para reducir efectivamente la demanda.

FIGURA Nº 22: DRENAJE PLUVIAL REDIRIGIDO PARA RIEGO DE CANTEROS

FUENTE: CIUDADESSOSTENIBLES.NET

FIGURA Nº 23: DRENAJE PLUVIAL REDIRIGIDO PARA RIEGO DE CANTEROS

75

FUENTE:GOOGLE. LINK: CIUDADESSOSTENIBLES.NET

9.12.

Canteros de Infiltración

Los canteros de infiltración son esencialmente similares a los jardines de lluvia, pero ubicados sobre aceras de calles. Estos canteros colectan el drenaje de las aceras, estacionamientos y calles, y son ideales para áreas urbanas más densas. Nótese en la foto las aperturas para recolección de escorrentía de la acera, y de la calle. En adición a la gestión de agua de lluvia, actúan como un elemento paisajístico, haciendo nuestras calles más agradables.

76 FIGURA Nº 24: CANTEROS DE

FUENTE: CIUDADESSOSTENIBLES.NET

9.13.

Pavimentos Permeables

Alternativamente, en lugar de redirigir el agua que no se absorbe en superficies impermeables, se puede optar por hacer esas superficies más permeables.

Las

superficies

pavimentadas

pueden

aumentar

su

permeabilidad con una selección adecuada de materiales. Con este objetivo, puede utilizarse concreto poroso, asfalto permeable, o adoquinado.

FIGURA Nº 25: OPCIONES DE MATERIALES PERMEABLES, CONCRETO POROSO (IZQUIERDA), ASFALTO PERMEABLE (DERECHA)

FUENTE: GOOGLE.LINK: CIUDADESSOSTENIBLES.NET

77

CAPITULO X: CRONOGRAMA

octubre ACTIVIDADES 1 a. PRESENTACION DEL TEMA b. INDICE c. CAPITULO I. PROBLEMA DE INVESTIGACION 1.1 Planteamiento del problema 1.2 Formulación del problema d. PLANTEAMIENTO DE OBJETIVOS 2.1 Objetivo General 2.2 Objetivos Específicos e. CAPITULO II. JUSTIFICACION, IMPORTANCIA Y LIMITES DE INVESTIGACION f. CAPITULO III. MARCO TEORICO g. CAPITULO IV. FORMULACION DE HIPOTESIS 5.1 Hipótesis de Investigación 5.2 Hipótesis Nula 5.3 Hipótesis Alternativa 5.4 Hipótesis Estadística h. CAPITULO V. IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DE LA VARIABLE 6.1 Operacionalizacion de Variables i. CAPITULO VI. OPERACIONALIZACION

2

3

diciembr e

noviembre 4

SEMANAS 5 6 7

8

9

10

78

DE HIPOTESIS, VARIABLE E INDICADORES j. CAPITULO VII. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 7.1 Tipos de investigación 7.2. Investigación descriptiva 7.3. Investigación descriptiva longitudinal k. CAPITULO VIII DISEÑO MUESTRAL l. EVALUACION DE DATOS m. CAPITULO IX. PROPUESTA DE SOLUCION n. CAPITULO X. CRONOGRAMA ñ. CAPITULO XI. PRESUPUESTO o. CAPITULO XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES p. CAPITULO XIII. ANEXOS q. CAPITULO XIV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS r. SUSTENTACIO N DEL PLAN DE TESIS

CAPITULO XI: PRESUPUESTO

11.1. PRESUPUESTO EN LA ELABORACION DEL PLAN DE TESIS

INSUMO

FINALIDAD

UNID.

PRECIO UNIT.(S/.)

TOTAL (S/.)

FINANCIADO

HOJAS BOND

ELABORACION DE PLAN DE TESIS

400.00

0.05

20.00

RECURSOS PROPIOS

79

LAPICEROS

TOMA DE APUNTES

FOLDER MANILA

PRESENTACIÓN DE TRABAJO PRESENTACION DE TRABAJO

PASAJES

MOVILIZACIÓN

IMPRESIÓN

PLOTEOS QUEMA DE CD ANILLADO

PRESENTACION DE TRABAJO PRESENTACION DE TRABAJO PRESENTACION DE TRABAJO

4.00

0.50

2.00

400.00

0.30

120.00

5.00

0.50

2.50

4.00

25.00

100.00

1.00

3.00

3.00

1.00

3.00

3.00

1.00

3.00

3.00

TOTAL

RECURSOS PROPIOS RECURSOS PROPIOS RECURSOS PROPIOS RECURSOS PROPIOS RECURSOS PROPIOS RECURSOS PROPIOS RECURSOS PROPIOS

253.50

CAPITULO XII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 12.1. CONCLUSIONES  Una adecuada prestación de servicios del sistema de drenaje pluvial en la avenida ferrocarril

entre el jr: Ica y Cajamarca del Distrito de Huancayo, Provincia de

Huancayo, Región Junín. l se logrará si se diseñan las alcantarillas por separado tanto para sistemas de desagüe como para sistemas de precipitación pluvial teniendo en

80

cuenta aspectos importantes como son: los caudales máximos actuales, teniendo en cuenta una población futura para 20 años. 

Una mejora de los servicios de alcantarillado conlleva a una mejor calidad de vida de los pobladores del Distrito de Huancayo, libres de malos olores, libres de infecciones, plagas y propagaciones de enfermedades.



Se plantea como propuestas de solución al problema en estudio las siguientes: cambio de tuberías de la red de alcantarillado por tuberías de mayor diámetro teniendo en cuenta los caudales que estas van a soportar, diseñar por separado tanto las redes de alcantarillado pluvial y las redes de desagüe de aguas servidas, realizar el mantenimiento rutinario de las redes de alcantarillado por lo menos una vez al mes, realizar capacitaciones a la población usuaria que garantice el adecuado uso de los sistemas de desagüe y así evitar que estas colapsen ya que muchas veces son usadas como basurero.

12.2.



RECOMENDACIONES

Es necesario hacer uso de las recomendaciones técnicas previstas en el Reglamento Nacional de Edificaciones en la OS.060 (drenaje pluvial urbano), ya que en este artículo se nos especifica los parámetros mínimos que se debe tener en cuenta para el diseño de estos sistemas.



Cualquier Obra Civil es diseñada para un periodo de vida determinado luego de la cual se debería proceder al abandono o cierre de la misma que consiste en el

81

desmantelamiento de la red de alcantarillado, tuberías, buzones, registros y otros que lo conforman de tal manera que se proceda al diseño y posterior construcción de la nueva red de alcantarillado, obviamente en el Perú no se prevé esto y es por ello que la gran mayoría de Construcciones son perennes y siguen funcionando a pesar de que ya cumplieron con su vida útil y por lo tanto es obvio que no presten los servicios adecuados 

Es necesaria la utilización de nuevas propuestas de solución, ya mencionadas anteriormente, para poder reducir el número de inundaciones, colapsos y a su vez aprovechar el agua de lluvia para las áreas verdes y parques existentes.

CAPITULO XIII. ANEXOS ANEXO 01: CALCULO DE DIAMETROS DE TUBERIAS

82

FUENTE: ELABORACION PROPIA- Excel 2013

ANEXO 02: COEFICIENTES DE ESCORRENTIA PROMEDIO PARA AREAS URBANAS

83

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE ANEXO 03: CALCULO DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE

ANEXO 04: CALCULO DE CUNETAS

FUENTE: ELABORACION PROPIA- Excel 2013 ANEXO 05: CALCULO DE REJILLAS

FUENTE: NORMA OS-060 drenaje pluvial urbano – RNE VISITA AL LUGAR DE ESTUDIO -AVENIDA PROCERES –ENTRE AVENIDA JACINTO IBARRA Y CALLE REAL CHILCA - HUANCAYO

84

85

ANEXO 06: COLAPSO DE LA CUNETA

ANEXO 07: DETERIORO DEL PAVIMENTO POR LAS AGUAS PLUVIALES

ANEXO 08: MONTICULO DE DESMONTE EN LA CUNETA

86

ANEXO 08: TRAMO DE ESTUDIO

VISTA PÁNORAMICA DE LA SITUACION ACTUAL DE LA AVENIDA PROCERES –ENTRE AVENIDA JACINTO IBARRA Y CALLE REAL CHILCA – HUANCAYO

87 ANEXO 09 -

AVENIDA PROCERES

Inundación: avenida próceres por falta de colectores de Drenaje pluvial (sumideros) 01 de noviembre 2015-hora: 04:30

ANEXO 10

VISTA DEL COLECTOR DE LA AV: FERROCARRIL

88

Inundación: avenida ferrocarril por falta de colectores de Drenaje pluvial (sumideros) 03 de marzo 2016-hora: 04:30

ANEXO 11

VISTA DEL COLECTOR DE LA AV: FERROCARRIL

Inundación: avenida ferrocarril por falta de colectores de Drenaje pluvial (sumideros) 01 de marzo 2016-hora: 04:30

ANEXO 12

VISTA PANORAMICA DEL COLECTOR DE LA AV: FERROCARRIL

89

Inundación: avenida ferrocarril por falta de colectores de Drenaje pluvial (sumideros) 01 de marzo 2016-hora: 04:30

Inundación: avenida ferrocarril por falta de colectores de Drenaje pluvial (sumideros) 01 de marzo 2016-hora: 04:30

ANEXO 13

VISTA PANORAMICA DEL COLECTOR DE LA AV: FERROCARRIL

90

Colapso de los sumideros últimos de la calle real en la Intersección con la av.: ferrocarril

Colapso de los sumideros últimos de la calle real en la Intersección con las avenidas Ica y Cajamarca

CAPITULO XIV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

91



VIERENDEL, Perú. (2009). “Abastecimiento De Agua y Alcantarillado, Capítulo VI – Obras De Alcantarillado”



VEN TE CHOW, DAVID R. MAIDMENT, CARRY W. MAYS, México. (1997). “Hidrología Aplicada, Cap. 15 - Diseño De Alcantarillado De Aguas De Lluvias”



GERMAN MONSALVE SAENZ, Colombia. (1995). “Hidrología En La Ingeniería, Cap. 11 – Precipitaciones Efectivas”



D.L. 17752 DEL 24.07.90 - Ley General De Aguas Y Su Reglamento Art.° 01 Al 23.”



D.L. 17505 - CÓDIGO SANITARIO DEL PERÚ – Sección Cuarta, Art°143 al 153.”



REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES PERU. (2014). “NTP OS. 060 Drenaje Pluvial Urbano”



REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES PERU. (2014). “NTP OS. 090 “Instalaciones Sanitarias En Edificaciones”



REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES PERU (2014) “NTP OS 100 Infraestructura Sanitaria Para Poblaciones Urbanas”

 www.pavco.com.pe  www.sedam.gob.pe  www.inei.gob.pe  www.senamhi.gob.pe

92