1. CAPACIDAD HIDRULICA DE LA CALLE, FORMULA DE IZZARD, ORIENTACIN DE FLUJO, CAPTACIN Y TRANSPORTE.

a.) CAPACIDAD HIDRULICA DE LA CALLELa capacidad terica de agua que puede conducir una calle se puede estimar con las caractersticas geomtricas de la cuneta y la pendiente longitudinal de la calzada, aplicando la ecuacin de Manning para estimar la velocidad media del flujo, con un coeficiente de rugosidad de n = 0,015 para pavimentos de hormign y asfalto:

Donde: V = Velocidad media del flujo, en m/s A = rea de la seccin del flujo en m2 P = Permetro mojado, en m I = Pendiente longitudinal de la calle, en m/m n = Coeficiente de rugosidad de la superficie

DATOS:

A = 0.1894 m2 P = 1.35 m n = 0.012

Pendientelongitudinal de la calle (1)Cuneta simple

Velocidad(m/s)Gasto(l/s)

0.0906.7501.278

0.0102.2500.426

0.0203.1820.603

0.0303.8970.738

0.0354.2090.797

0.0404.5000.852

0.0434.6380.879

0.0454.7730.904

0.0484.9040.929

0.0505.0310.953

0.0535.1550.976

0.0555.2770.999

0.0585.3951.022

0.0605.5111.044

0.0635.6251.065

0.0655.7361.086

0.0685.8461.107

0.0705.9531.127

0.0756.1621.167

0.0806.3641.205

0.0906.7501.278

0.1007.1151.348

b.) FORMULA DE IZZARDDesarrollada experimentalmente en laboratorio por el Bureau of Public Roads para flujo superficial en caminos y reas de cspedes; los valores del coeficiente de retardo varan desde 0.0070 para pavimentos muy lisos hasta 0.012 para pavimentos de concreto y 0.06 para superficies densamente cubiertas de pasto; la solucin requiere de procesos iterativos; el producto de i por L debe ser 3800.

Donde:i = intensidad de lluvia, mm/h c = coeficiente de retardo (0.012)L = longitud de la trayectoria de flujo, m. S = pendiente de la trayectoria de flujo, m/m.

TIEMPO DE CONCENTRACIN SEGN FORMULA DE IZZARDTRAMO DE CUNETA NREALONGIT.PEND.INTENS.TIEMPO

DECUENCACAUCES MX.CONCEN.

REA(KM)(KM)(M/M)(MM/H)(MIN)

2+915.002+600.0010.01160.3150.03258.781.015

2+600.002+372.0030.01330.2280.04470.930.742

2+372.002+186.0050.02980.1860.04878.880.638

2+186.001+973.0070.02820.2130.05675.380.648

1+973.001+697.0090.0650.2760.05166.010.781

1+697.001+366.00110.03880.3310.03658.340.996

1+366.001+138.00130.03240.2280.03168.050.852

1+138.000+390.00150.15240.7480.04540.991.478

0+390.000+000.00170.17510.390.04655.590.995

2. CUNETASEn las vas urbanas la solera permite delinear y limitar la calzada evitando que los vehculos salgan de ella. Al mismo tiempo se utilizan para formar una cuneta y facilitar la recoleccin y conduccin de las aguas lluvias. En la cuneta se ubican los sumideros para extraer el agua desde la calzada y dirigirla hacia el sistema de drenaje. La operacin de los sumideros se facilita si el flujo en la cuneta tiene mayor profundidad. Como una alternativa, el proyectista puede considerar el drenaje de las calles hacia obras de menor tamao dispuestas especialmente para esto. Estas obras pueden ser zanjas de infiltracin o pequeos volmenes de regulacin fuera del lmite de la calzada conectados al drenaje hacia aguas abajo. Esto se podr hacer siempre y cuando exista espacio disponible para ello. Tambin podrn usarse soleras tipo zarpa, las que podrn tener pendientes transversales de hasta el 10%. Para pendientes longitudinales mayores al 10%, es preferible usar solera tipo zarpa en calzadas de hormign. Los bandejones centrales de las calles y avenidas pueden incorporarse a la solucin de aguas lluvias como zonas de infiltracin y retencin temporal. En este caso se deben considerar soleras que permitan el drenaje desde la cuneta con sumideros especialmente dispuestos para estos fines y pendientes transversales que conduzcan las aguas lluvias hacia el bandejn central.

Cuneta rectangular

3. SUMIDEROS El proyecto de aguas lluvias debe considerar sumideros para captar y conducir el escurrimiento superficial, preferentemente de las calles, hacia los elementos de la red secundaria. La capacidad hidrulica de captacin de los sumideros depende de su tipo pero tambin de su ubicacin, la pendiente de la calle, las caractersticas del flujo y los sedimentos que lleve el agua. Es necesario por lo tanto emplear factores de reduccin para tomar en cuenta estos efectos. Factores del orden de 0,5 son razonables si no se dispone de mayores antecedentes.A) TIPO DE SUMIDERO La eleccin del tipo de sumidero depender de las condiciones hidrulicas, econmicas y de ubicacin 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 travs del cual pasa el flujo de las cunetas. Su utilizacin se limita a aquellos tramos donde se tenga pendientes longitudinales menores de 3%. (Ver fig).

Sumideros de Fondo. Este ingreso consiste en una abertura en la cuneta cubierta por uno o ms sumideros. Se utilizarn cuando las pendientes longitudinales de las cunetas sean mayores del 3%. Las rejillas para este tipo de sumideros sern de barras paralelas a la cuneta. Se podrn agregar barras cruzadas por razones estructurales, pero debern mantenerse en una posicin cercana al fondo de las barras longitudinales.Los sumideros de fondo pueden tener una depresin para aumentar su capacidad de captacin.

Sumideros Mixtos o Combinados. Estas unidades consisten en un Sumidero Lateral de Sardinel y un Sumidero de Fondo actuando como una unidad. El dimetro mnimo de los tubos de descarga al buzn de reunin ser de 10".

Complementariamente puede usarse tambin. Sumideros de Rejillas en Calzada. Consiste en una canalizacin transversal a la calzada y a todo lo ancho, cubierta con rejillas.

Se utilizarn los siguientes tipos de sumideros: - Tipo S1: Tipo grande conectado a la cmara. Corresponde a sumideros del tipo mixto (Ver fig)

- Tipo S2: Tipo grande conectado a la tubera. Corresponde a sumideros de] tipo mixto. (Ver fig. No. 6).

- Tipo S3: Tipo chico conectado a la cmara (Ver fig. No. 7)

- Tipo S4: Tipo chico conectado a la tubera (Ver fig. No. 8)

Los sumideros tipo S3 y S4 se utilizarn nicamente en los casos siguientes: Cuando el sumidero se ubica al centro de las avenidas de doble calzada. Cuando se conectan en serie con tipo grande S1 o S2. Para evacuar las aguas pluviales provenientes de las calles ciegas y segn especificacin del proyectista.

En caso de situaciones que requieren un tratamiento distrito se disearn sumideros especiales.

Ubicacin de los Sumideros La ubicacin de los sumideros depender del caudal, pendiente, la ubicacin y geometra de enlaces e intersecciones, ancho de flujo permisible del sumidero, volumen de residuos slidos, acceso vehicular y de peatones. En general los sumideros deben ponerse en los puntos bajos. Su ubicacin normal es en las esquinas de cruce de calles, pero al fin de entorpecer el trfico de las mismas, deben empezar retrasadas con respecto a las alineaciones de las fachadas (Ver figura N 3). Cuando las manzanas tienen grandes dimensiones se colocarn sumideros intermedios. Cuando el flujo de la cuneta es pequeo y el trnsito de vehculos y de peatones es de poca consideracin, la corriente puede conducirse a travs de la interseccin mediante una cuneta, hasta un sumidero ubicado aguas abajo del cruce. Por razones de economa se recomienda ubicar los sumideros en la cercana de alcantarillas y conductos de desage del sistema de drenaje pluvial.

Espaciamiento de los Sumideros Se determinar teniendo en cuenta los factores indicados para el caso de la Ubicacin de los Sumideros, tem d.4. Para la determinacin de espaciamiento de sumideros ubicados en cuneta medianera, el proyectista deber considerar la permeabilidad del suelo y su erosionabilidad. Cuando las condiciones determinan la necesidad de una instalacin mltiple o serie de sumideros, el espaciamiento mnimo ser de 6m.

Diseo Hidrulico de los Sumideros. Se deber tener en cuenta las siguientes variables: - Perfil de la pendiente. - Pendiente transversal de cunetas con solera. - Depresiones locales. - Retencin de Residuos Slidos. - Altura de Diseo de la Superficie de Aguas dentro del sumidero. - Pendiente de los sumideros. - Coeficiente de rugosidad de la superficie de las cunetas.

B) CAPACIDAD MXIMA DE SUMIDEROS La capacidad mxima de los sumideros depende del tipo, tamao y diseo de la rejilla. Su capacidad hidrulica se puede estimar suponiendo que funcionan hidrulicamente como vertederos para pequeas alturas de agua y como orificios para alturas de agua mayores. Colocados en una calle con pendiente no siempre logran captar toda el agua que viene por ellas aunque tericamente dispongan de capacidad para ello. a) Un sumidero horizontal de largo L (a lo largo de la cuneta, en metros) y ancho b (transversal a la calle, en metros), con una rejilla de rea de aberturas A, en metros cuadrados, puede evacuar como mximo un caudal Qm (m3/s):

Qm = 1.66(L + 2b)h1.5 si funciona como vertedero: h < 1.6*A/(L + 2b)Qm = 2.66Ah0.5 si funciona como vertedero: h 1.6*A/(L + 2b)Donde h es la altura de agua del escurrimiento en la calle frente al sumidero, en metros.

b) Un sumidero lateral de largo L (a lo largo de la cuneta, en metros), y altura de abertura a (vertical, en metros), puede evacuar como mximo un caudal Qm (m3/s): Qm = 1.27Lh1.5 si funciona como vertedero: h < aQm = 2.66Ah0.5 si funciona como vertedero: h aDonde h es la altura de agua del escurrimiento en la calle frente al sumidero, en metros.

C) UBICACIN DE LOS SUMIDEROS Los sumideros se ubicarn ya sea solos o formando bateras de sumideros en serie, preferentemente en la cuneta de las calles, en los lugares que resulten ms efectivos, para lo cual se puede considerar las siguientes recomendaciones:

a) En las intersecciones entre calles para captar el 100% del flujo que llega por las calles, de manera de evitar que el flujo cruce las calles en las intersecciones. Se ubicarn aguas arriba del cruce de peatones. b) En las partes bajas de las intersecciones de calles, formadas por las cunetas que llegan desde aguas arriba. En lo posible se tratar de evitar que existan zonas bajas en las que se pueda acumular el agua, favoreciendo siempre el flujo hacia aguas abajo. c) Inmediatamente aguas abajo de secciones en las que se espera recibir una cantidad importante de aguas lluvias, como salidas de estacionamientos, descargas de techos, conexiones de pasajes. d) Siempre que la cantidad acumulada de agua en la cuneta sobrepase la cantidad mxima permitida para condiciones de diseo. e) Se prohbe la colocacin de sumideros atravesados transversalmente en las calzadas. f) Para conectar los sumideros a la red se preferir hacerlo en las cmaras. En estos casos el tubo de conexin llegar a la cmara con su fondo sobre la clave del colector que sale de la cmara. g) Cuando sea necesario conectar un sumidero directamente al colector la conexin debe hacerse por la parte superior de este ltimo. El tubo de conexin debe ser recto, sin cambio de dimetro, pendiente ni orientacin. El ngulo de conexin entre el tubo y el colector debe ser tal que entregue con una componente hacia aguas abajo del flujo en el colector. Para este empalme podr emplearse piezas especiales. h) Los sumideros tambin se podrn conectar directamente a otros elementos de la red secundaria, como pozos, zanjas, estanques o lagunas.

D) INTERSECCIONES DE CALLES Para el diseo de intersecciones mantener los siguientes criterios:

a) En las intersecciones de calles debe evitarse que el flujo de cualquiera de las cunetas cruce transversalmente la otra calle. b) En ningn caso el flujo de la calle de menor importancia debe cruzar la calle principal. c) Si es necesario que el flujo a la calle principal cruce la calle secundaria debe proveerse de un badn. d) Evitar que se formen zonas bajas, facilitando el drenaje hacia aguas abajo.

Sumideros en cruce de calles de igual importancia sin supresin de los coronamientos. Las flechas indican la direccin del flujo de aguas lluvias y la pendiente principal de la calzada.

Sumideros en cruce de calle de distinta importancia en el cual se suprime el coronamiento de la calle secundaria. Las flechas indican el sentido de flujo y la pendiente principal de la calzada.

Sumideros en cruce de calle con bandejn central para calzada con cunetas a ambos lados. Las flechas indican el sentido de flujo y la pendiente principal de la

Sumideros en cruce de calle con bandejn central para calzada con cunetas a un solo lado de la calzada en el bandejn central. Las flechas indican el sentido de flujo y la pendiente principal de la calzada.