El sistema hidráulico del alcantarillado pluvial está formado por un conjunto de colectores, necesarios para evacuar la escorrentía superficial producida por la lluvia. Estas aguas superficiales son recolectadas a través de sumideros en las calles y conducidas hacia redes de colectores, los mismos que van aumentando su sección a medida que aumenta el área de drenaje. Posteriormente estos colectores depositan su caudal en un canal de aguas lluvias existente en el sector.
4.5.1 Ubicación de tuberías.
El trazado de los colectores se realizó de acuerdo a la topografía existente del lugar, estos fueron ubicados en el centro del canal natural siguiendo pendientes que faciliten el drenaje. Para este estudio se ha diseñado 1 colector primarios. El colector mencionado descarga a un ducto cajón y este a su vez al canal natural ubicado en el sector de estudio, el cual desemboca al mar de Punta Carnero y tiene una longitud aproximada de 2.00 km.
Los colectores son conductos circulares que transportan las aguas lluvias, desde las estructuras de captación (sumideros y tirantes), hasta la descarga. Las tuberías son las que integran a los colectores principales del sistema. La unión entre tramos se hará mediante juntas de neopreno para el caso de tuberías de pvc.
Las dimensiones de las tuberías se indican en el plano de implantación N° 5 (Anexo 4), en donde se especifica su tipo, dimensiones, cotas de la solera al inicio y al final del tramo, y dirección del flujo.
El colector primario tiene una longitud de 455.89 m, posee doce pozos de inspección que los denominamos A1, A2, B1, B2, C1, C2, C3, D1, D2, D3, D4, E1 y ED que es el punto de descarga al ducto cajón, empezando con un diámetro de tubería de 400 mm y terminando en la descarga al canal de aguas lluvias con un diámetro de 1000 mm, el cual se puede apreciar en la hoja de cálculo del diseño hidráulico (Anexo 3)
4.5.2 Velocidad.
En el sistema de alcantarillado pluvial se cumple lo establecido en los numerales 5.2.1.12 de la norma INEN 1992, obteniendo como resultado velocidades mínimas de 2.69 m/s y máximas de 4.5 m/s. Como ejemplo tenemos el colector A1, que comienza con una velocidad de 3.66 m/s y termina en la descarga al ducto cajón con 3,95 m/s, como se muestra en la hoja de cálculo de diseño hidráulico (Anexo 3). La velocidad en el diseño hidráulico de las tuberías de alcantarillado pluvial se realizó utilizando la fórmula de Manning.
= ℎ Dónde: Vo = Velocidad n = Coeficiente de rugosidad Rh = Radio hidráulico S = Pendiente
Se recomienda las velocidades máximas reales y los coeficientes de rugosidad correspondientes a cada material, indicados en la tabla N° 16 (INEN, 1992).
Tabla N° 16:Velocidades máximas a tubo lleno y coeficientes de rugosidad
MATERIAL VELOCIDAD MÁXIMA M/S
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
Hormigón simple: con uniones de
Mortero 4 0,013
Con uniones de neopreno para
nivel freático alto 3,5 – 4 0,013
Asbesto cemento 4,5 – 5
.
0,011 Plástico
4,5 0,011
Fuente:Normas INEN 1992
4.5.3 Capacidad a utilizarse.
En el proyecto de alcantarillado pluvial no todas las tuberías trabajan totalmente llenas porque el tiempo de máxima precipitación solo dura algunos minutos.
4.5.4 Profundidad de la tubería.
La red de tuberías se diseñó a profundidades mínimas de 1.2 m y máximas de 3.95 m, cumpliendo con una pendiente y poder conducir su escorrentía al área de la descarga.
4.5.5 Diámetros.
En este diseño, se utilizarán tuberías con un diámetro mínimo de 0.40 m y un diámetro máximo de 1.00 m, cumpliendo la norma INEN 1992, dónde indica que el diámetro mínimo a utilizarse en un sistema de alcantarillado pluvial es de 0.25 m. A continuación se detallan los diámetros de la red de colectores de la zona.
Tabla N° 17:Diámetros de colectores
COLECTORES L(m) DIÁMETRONOMINAL (mm)
A1 – A2 78.01 400 A2 – C1 107.94 500 B1 – B2 91.06 400 B2 – C1 97.71 500 C1 – C2 57.55 600 C2 – C3 69.17 700 C3 – E1 112.99 800 D1 – D2 89.08 400 D2 – D3 146.93 500 D3 – D4 57.19 500 D4 – E1 74.81 600 E1 - DESC 30.23 1000
4.5.6 Pozos de revisión o Cámaras de inspección.
Los pozos de revisión fueron ubicados en lugares donde cambiaba la pendiente o la dirección y sección. Como se zonificó todo el sector aguas arriba, se obtuvo 6 pozos de revisión. Cada pozo de revisión tiene su cota de proyecto, la altura de excavación y el diámetro de la tubería, posee el salto hidráulico y la pendiente, las cuales están calculados en la hoja de trabajo de excel.
4.5.7 Cunetas.
Las cunetas que están adosadas a las aceras recogen el escurrimiento superficial, muchas veces son zanjas revestidas o no, que recogen y canalizan las aguas superficiales y se desarrollan paralelamente al camino o carretera. Hay varios tipos de secciones típicas de cunetas:
Figura 24:Secciones típicas de cunetas
Fuente:Esquema de elaboración propia
Para el proyecto se seleccionó la sección típica de bordillo cuneta de sección en L y sección rectangular de la figura 24, ya que es la más apropiada para el tipo de calzada que se realiza en la zona.
4.5.6 Pozos de revisión o Cámaras de inspección.
Los pozos de revisión fueron ubicados en lugares donde cambiaba la pendiente o la dirección y sección. Como se zonificó todo el sector aguas arriba, se obtuvo 6 pozos de revisión. Cada pozo de revisión tiene su cota de proyecto, la altura de excavación y el diámetro de la tubería, posee el salto hidráulico y la pendiente, las cuales están calculados en la hoja de trabajo de excel.
4.5.7 Cunetas.
Las cunetas que están adosadas a las aceras recogen el escurrimiento superficial, muchas veces son zanjas revestidas o no, que recogen y canalizan las aguas superficiales y se desarrollan paralelamente al camino o carretera. Hay varios tipos de secciones típicas de cunetas:
Figura 24:Secciones típicas de cunetas
Fuente:Esquema de elaboración propia
Para el proyecto se seleccionó la sección típica de bordillo cuneta de sección en L y sección rectangular de la figura 24, ya que es la más apropiada para el tipo de calzada que se realiza en la zona.
4.5.6 Pozos de revisión o Cámaras de inspección.
Los pozos de revisión fueron ubicados en lugares donde cambiaba la pendiente o la dirección y sección. Como se zonificó todo el sector aguas arriba, se obtuvo 6 pozos de revisión. Cada pozo de revisión tiene su cota de proyecto, la altura de excavación y el diámetro de la tubería, posee el salto hidráulico y la pendiente, las cuales están calculados en la hoja de trabajo de excel.
4.5.7 Cunetas.
Las cunetas que están adosadas a las aceras recogen el escurrimiento superficial, muchas veces son zanjas revestidas o no, que recogen y canalizan las aguas superficiales y se desarrollan paralelamente al camino o carretera. Hay varios tipos de secciones típicas de cunetas:
Figura 24:Secciones típicas de cunetas
Fuente:Esquema de elaboración propia
Para el proyecto se seleccionó la sección típica de bordillo cuneta de sección en L y sección rectangular de la figura 24, ya que es la más apropiada para el tipo de calzada que se realiza en la zona.
4.5.8 Sumideros de aguas lluvias.
Se obtuvo un total de 24 sumideros, los cuales van a ir ubicados en las esquinas de la calzada, para poder conectarse con el colector; cada colector posee cuatro sumideros de descarga.
.
La función principal de los sumideros es recoger el agua lluvia que escurre por las cunetas y trasladarla a su respectivo pozo de revisión. Las dimensiones a utilizarse del sumidero son de 0.60 m x 0.40 m.
4.5.9 Tirantes.
Se conoce como tirante al conducto tubular que transporta las aguas captadas por los sumideros hacia las cámaras de inspección de estos. Si bien aparentemente este tramo de conexión es de menor importancia en el sistema inicial de drenaje, su función merece un cuidado particular ya que en conjunto con el sumidero pueden restarle capacidad de conducción al sistema, el diámetro mínimo de este es de 250 mm y debe ser instalado con una pendiente mínima del 1% para con ello evitar que los sedimentos se azolven en este elemento y sufra el bloqueo de las aguas que debe conducir.