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TESIS DE MAESTRÍA

COSTOS DE CONSTRUCCIÓN DE TANQUES EN GRP BAJO TIERRA PARA

RETENCIÓN TEMPORAL DE AGUAS LLUVIAS.

PRESENTADO POR:

ADRIANA LONDOÑO GUATEQUE

ASESOR:

JUAN GUILLERMO SALDARRIAGA VALDERRAMA

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

DICIEMBRE 2014

Expreso mis agradecimientos:

A Dios, porque gracias a él todo es posible,

A mis papás, Antonio y Luisa, y a toda mi familia que me ha apoyado

incondicionalmente a lo largo de mi vida,

A mi novio, Luis Carlos, y su familia por su apoyo y aliento constante,

A mi asesor de tesis, Juan Saldarriaga, por guiarme durante este proceso y

trasmitirme parte de sus amplios conocimientos,

A mis amigos de posgrado, Iván, Lainer y Néstor, con los cuales compartimos

largas jornadas de estudio

A las empresas, Hidropluviales, Hidrostank, O-tek y PAVCO, por su

colaboración en esta investigación,

¡A todos, mil Gracias!

Universidad de los Andes Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA “Costos de construcción de tanques en GRP bajo tierra para retención temporal de aguas lluvias”

Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría I

TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO .................................................................................... I

ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................ IV

ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................... IX

ÍNDICE DE GRÁFICAS ..................................................................................... XI

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ................................................................ 1

1.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................... 1

1.2 OBJETIVOS ........................................................................................... 3

1.2.1 Objetivos generales ......................................................................... 3

1.2.2 Objetivos específicos ...................................................................... 3

2. CONTEXTUALIZACIÓN Y MARCO TEÓRICO .......................................... 4

2.1 OBJETIVOS DE LOS TANQUES .......................................................... 4

2.2 POLIÉSTER REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO............................ 5

3. SISTEMAS URBANOS DE DRENAJE SOSTENIBLE ............................... 6

3.1 TIPOS DE ALMACENAMIENTO ........................................................... 8

3.1.1 Medidas no estructurales ................................................................ 8

3.1.2 Medidas estructurales ..................................................................... 9

3.2 CLASES DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL SUBTERRÁNEO ..... 12

3.2.1 Tanques de concreto ..................................................................... 12

3.2.2 Tanques plásticos ......................................................................... 14

4. CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS DE LA CUENCA ........................ 16

4.1. CÁLCULO PRELIMINAR DEL VOLUMEN .......................................... 17

4.1.1. Método del Hidrograma ................................................................. 17

4.1.2. Método del Hidrograma Triangular ................................................ 18

4.1.3. Método del Soil Conservation Service (SCS) ................................ 19

4.1.4. Método alternativo ......................................................................... 21

5. TANQUES DE ALMACENAMIENTO EN GRP ......................................... 22


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría II

5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES .................................................... 22

5.1.1 Almacenamiento temporal a la entrada. ........................................ 22

5.1.2 Almacenamiento temporal en serie (Línea). .................................. 23

5.1.3 Almacenamiento temporal en paralelo .......................................... 24

5.2 TANQUES PAVCO .............................................................................. 25

5.3 FIBRATORE S.A ................................................................................. 25

5.4 TANQUES AMISTORM - AMITECH .................................................... 26

5.4.1 Características generales los tanques de tormenta ...................... 28

5.4.2 Procedimiento de instalación ........................................................ 34

5.5.3 Aplicaciones de Tanques AmiStorm .............................................. 40

5.5 TANQUES XERXES CORPORATION ................................................ 44

5.5.1 GUÍAS DE INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DE LOS TANQUES .. 44

5.5.2 REQUERIMIENTOS DE EXCAVACIÓN ....................................... 48

5.5.3 EXCAVACIÓN Y LOCALIZACIÓN DEL TANQUE ........................ 48

5.5.4 ALTURA DE EXCAVACIÓN .......................................................... 50

5.5.5 ALTURA DE CUBIERTA ............................................................... 50

5.5.6 ESPACIAMIENTO DE TANQUES ................................................. 51

5.5.7 INSTALACIÓN DE TANQUES. ..................................................... 54

5.5.8 MATERIAL DE RELLENO ............................................................. 57

5.5.9 TELA GEOTEXTIL ........................................................................ 60

6 EQUIPAMIENTO DE LOS TANQUES DE TORMENTA. .......................... 61

6.1 EQUIPOS DE REGULACIÓN DE CAUDAL. ....................................... 61

6.1.1 Válvulas tipo Vórtice ...................................................................... 62

6.1.2 Válvula de Control de Flujo Reg-U-Flo .......................................... 64

6.1.3 Válvulas tipo Flotador .................................................................... 69

6.1.4 Válvulas de compuertas murales .................................................. 72

6.2 EQUIPOS DE LIMPIEZA. .................................................................... 74

6.2.1 Limpiadores basculantes. .............................................................. 75

6.2.2 Compuertas de limpieza ................................................................ 82


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría III

6.2.3 Sistema de limpieza por vacío. ..................................................... 83

6.2.4 Limpiadores giratorios a chorro ..................................................... 89

6.3 TAMICES Y PANTALLAS DEFLECTORAS ANTIFLOTANTES .......... 93

6.3.1 Tamiz de Aliviadero Tipo PAS ....................................................... 94

6.3.2 Pantalla deflectora de flotantes. .................................................... 96

6.4 CLAPETAS ANTIRRETORNO Y ANTIMAREA ................................... 98

6.5 EQUIPO DE DESODORIZACIÓN ..................................................... 101

6.5.1 Opciones del TERMINODOUR ................................................... 102

6.5.2 Proceso de funcionamiento ......................................................... 103

6.5.3 Descripción de la reacción .......................................................... 104

6.6 EQUIPOS DE CONTROL Y CIRCUITO DE AGUA ........................... 104

6.6.1 Circuito de agua para el llenado de los limpiadores .................... 104

6.6.2 Circuito de control ....................................................................... 105

7 METODOLOGÍA DESARROLLADA ....................................................... 107

8 COSTOS INVOLUCRADOS EN LA INSTALACIÓN DE TANQUES EN

GRP ................................................................................................................ 123

8.1 COSTO DE EXCAVACIÓN ................................................................ 123

8.2 COSTOS DE RELLENO .................................................................... 124

8.3 COSTO DEL TANQUE EN GRP ....................................................... 125

8.4 RESULTADOS DE COSTOS ............................................................ 128

8.4.1 Análisis de precios unitarios y presupuestos para las alternativas de

ubicación en Fucha, Salitre y norte de la ciudad. ................................... 129

8.4.2 Análisis de precios unitarios y presupuesto para ubicación en el

parqueadero sur del estadio el Campín. .................................................. 143

8.4.3 Análisis de precios unitarios y presupuestos para las tres

alternativas en la subcuenca Galerías. .................................................... 148

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................... 151

10 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................... 153


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría IV

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 3.1 Cambios inducidos por el desarrollo urbano en la transformación

lluvia-escorrentía (Fuente: Momparler, Doménech, 2007) .................................. 6

Figura 3.2 Sistema alternativo de drenaje urbano, combinado con sistema

centralizado de almacenamiento. (Fuente: G. Freni, G. Mannina & G. Viviani,

2010) ................................................................................................................... 8

Figura 3.3 Ejemplos de cubiertas verdes. ........................................................... 9

Figura 3.4 Ejemplos de superficies permeables. .............................................. 10

Figura 3.5 Ejemplos de cunetas verdes. ........................................................... 10

Figura 3.6 Ejemplos de humedales ................................................................... 11

Figura 3.7 Ejemplos de depósitos de detención superficial y Enterrados ......... 12

Figura 3.8 Tanque de tormenta en concreto (Fuente: Ayesa Iturralde, 2010) .. 13

Figura 3.9 Sistema de almacenamiento compuesto por tuberías. (Fuente:

Amitech, 2010) .................................................................................................. 14

Figura 3.10 Sistema modular de unidades rectangulares (Fuente: Wavin, 2009)

.......................................................................................................................... 15

Figura 3.11 Módulo en forma de cilindro (Fuente: Xerxes Corporation, 2012) . 15

Figura 4.1 Inundación en la ciudad de Bogotá durante temporada invernal ..... 16

Figura 5.1 Almacenamiento en línea. (Fuente: Mays L, 2001) ......................... 23

Figura 5.2 Almacenamiento en serie y en paralelo. (Fuente: Mays L, 2001) .... 23

Figura 5.3 Almacenamiento en paralelo. (Fuente: Mays L, 2001)..................... 24

Figura 5.4 Tanques de almacenamiento. (PAVCO, 2014) ................................ 25

Figura 5.5 Tanque cilíndrico horizontal enterrado (Fibratore) ........................... 26

Figura 5.6 Sistema de almacenamiento AmiStorm Tanks (Fuente: AMITECH,

2010) ................................................................................................................. 27

Figura 5.7 Ejemplos de instalación de tanques modulares (Fuente: AMITECH,

2010) ................................................................................................................. 28

Figura 5.8 Esquema en red Unitaria (Fuente: AMITECH, 2010) ....................... 29

Figura 5.9 Esquema en red Separativa (Fuente: AMITECH, 2010) .................. 29

Figura 5.10 Sistema modular del tanque de tormenta (Fuente: AMITECH, 2010)

.......................................................................................................................... 30

Figura 5.11 Módulo colector. (Fuente: AMITECH, 2010) .................................. 30

Figura 5.12 Diferentes vistas del módulo colector. (Fuente: AMITECH, 2010) . 32

Figura 5.13 Módulo tubería. (Fuente: AMITECH, 2010) ................................... 33

Figura 5.14 Módulo de Cierre. (Fuente: AMITECH, 2010) ................................ 34

Figura 5.15 Proceso de instalación de tuberías. (Fuente: AMITECH, 2010) .... 35

Figura 5.16 Zanja estándar. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010) .................... 36


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría V

Figura 5.17 Instalación tipo 1. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010) ................. 39

Figura 5.18 Instalación tipo 2. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010) ................. 40

Figura 5.19 Tanque de tormenta en Langgöns- Alemania. (Fuente: AMITECH,

2010) ................................................................................................................. 41

Figura 5.20 Tanque de tormenta en Lübbenau- Alemania (Fuente: AMITECH,

2010) ................................................................................................................. 42

Figura 5.21 Tanque de tormenta en Warsaw- Polonia. (Fuente: AMITECH,

2010) ................................................................................................................. 43

Figura 5.22 Tanque Xerxes Corporation. (Fuente: XERXES CORPORATION,

2013) ................................................................................................................. 44

Figura 5.23 Agarraderas de levantamiento del tanque. (XERXES

CORPORATION, 2013) .................................................................................... 46

Figura 5.24 Diferentes posiciones del tanque para levantamiento. (XERXES

CORPORATION, 2013) .................................................................................... 47

Figura 5.25 Correcta posición del tanque en el suelo. (Fuente: XERXES

CORPORATION, 2013) .................................................................................... 48

Figura 5.26 Lugar de instalación del tanque. (Fuente:XERXES CORPORATION,

2013) ................................................................................................................. 49

Figura 5.27 Espaciamiento de tanques. (Fuente: XERXES CORPORATION,

2013) ................................................................................................................. 52

Figura 5.28 Espacio mínimo de separación en condiciones de suelo estable.

(Fuente: XERXES CORPORATION, 2013) ...................................................... 52

Figura 5.29 Espacio mínimo de separación en condiciones de suelo inestable.

(Fuente: XERXES CORPORATION, 2013) ...................................................... 53

Figura 5.30 Correcta instalación de relleno alrededor del tanque. (Fuente:

XERXES CORPORATION, 2013) ..................................................................... 55

Figura 5.31 Nivel de balanceo del tanque. (Fuente: XERXES CORPORATION,

2013) ................................................................................................................. 57

Figura 5.32 Ancho de zanja estándar. (Fuente: XERXES CORPORATION,

2013) ................................................................................................................. 58

Figura 5.33 Tamaños de relleno. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013) .. 59

Figura 6.1 Válvula tipo vórtice (Fuente: Hidrostank-1, 2010) ............................ 62

Figura 6.2 Curva característica (Fuente: Hidrostank-1, 2010) ......................... 63

Figura 6.3 Válvulas tipo vórtex. (Fuente: AMITECH, 2010) .............................. 64

Figura 6.4 Válvula REG-U-FLO (Fuente: Hidropluviales, 2014)........................ 65

Figura 6.5 Funcionamiento de válvula en tiempo seco (Fuente: Hidropluviales,

2014). ................................................................................................................ 66


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría VI

Figura 6.6 Funcionamiento de válvula en tiempo de lluvias (Hidropluviales,

2014). ................................................................................................................ 66

Figura 6.7 Curva de carga Vs flujo (Fuente: Hidropluviales, 2014). .................. 67

Figura 6.8 Compuerta giratoria para By-pass (Fuente: Hidropluviales, 2014) .. 68

Figura 6.9 Respaldo curvo (Fuente: Hidropluviales, 2014) ............................... 68

Figura 6.10 Palanca supresora de vórtice (Fuente: Hidropluviales, 2014) ........ 69

Figura 6.11 Diferentes configuraciones de pozos (Fuente: Hidropluviales, 2014)

.......................................................................................................................... 69

Figura 6.12 Válvula tipo flotador. (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) .................... 70

Figura 6.13 Placa de entrada (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) ......................... 70

Figura 6.14 Placa de entrada regulando (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) ........ 71

Figura 6.15 Caudal en la salida (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) ...................... 72

Figura 6.16 Ejemplos de compuertas murales (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) 72

Figura 6.17 Secciones de paso estándar para compuertas murales (Fuente:

Hidrostank-2, 2014) .......................................................................................... 74

Figura 6.18 Sistema de limpieza. (Fuente: AMITECH, 2010) ........................... 76

Figura 6.19 Posición de reposo del limpiador auto-basculante (Fuente:

Hidrostank-3, 2014) .......................................................................................... 76

Figura 6.20 Llenado del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

.......................................................................................................................... 77

Figura 6.21 Vaciado del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

.......................................................................................................................... 77

Figura 6.22 Posición final del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3,

2014) ................................................................................................................. 77

Figura 6.23 Limpiador con agua de red (Fuente: Hidrostank-3, 2014) .............. 78

Figura 6.24 Limpiador con agua residual (Fuente: Hidrostank-3, 2014) ........... 78

Figura 6.25 Diferentes anclajes del limpiador auto-basculante (Fuente:

Hidrostank-3, 2014) .......................................................................................... 80

Figura 6.26 Compuerta en posición abierta (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) .... 83

Figura 6.27 Compuerta en posición cerrada (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014) .. 83

Figura 6.28 Aumento del nivel de agua en la cámara de limpieza (Fuente:

Hidrostank-4, 2014). ......................................................................................... 84

Figura 6.29 Cámara de limpieza en el nivel máximo (Fuente: Hidrostank-4,

2014). ................................................................................................................ 85

Figura 6.30 Cámara de retención vacía (Fuente: Hidrostank-4, 2014). ............ 85

Figura 6.31 Vaciado de la cámara de limpieza (Fuente: Hidrostank-4, 2014). . 86

Figura 6.32 Elementos de un sistema de limpieza por vacío (Fuente:

Hidrostank-4, 2014). ......................................................................................... 87


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría VII

Figura 6.33 Sifón cámara de vacío. (Fuente: Hidrostank-4, 2014). ................... 88

Figura 6.34 Ubicaciones de la válvula de diafragma (Fuente: Hidrostank-4,

2014). ................................................................................................................ 89

Figura 6.35 Limpiador giratorio a chorro. (Fuente: Hidrostank-5, 2014) ........... 90

Figura 6.36 Funcionamiento del limpiador giratorio a chorro (Fuente:

Hidrostank-5, 2014) .......................................................................................... 91

Figura 6.37 Diseño de un dispositivo de limpieza giratorio a chorro (Fuente:

Hidrostank-5, 2014) .......................................................................................... 92

Figura 6.38 Diseño dispositivo giratorio con accionamiento sumergido. (Fuente:

Hidrostank-5, 2014) .......................................................................................... 93

Figura 6.39 Tamiz de aliviadero de limpieza automática tipo PAS (Fuente:

Hidrostank-6, 2010). ......................................................................................... 93

Figura 6.40 Partes del dispositivo de tamiz (Fuente: Hidrostank-6, 2010). ....... 94

Figura 6.41 Tamiz en reposo y en funcionamiento (Fuente: Hidrostank-6, 2010).

.......................................................................................................................... 95

Figura 6.42 Dimensiones del tamiz (Fuente: Hidrostank-6, 2010). ................... 96

Figura 6.43 Pantalla deflectora de flotantes (Fuente: Hidrostank-7, 2010) ....... 97

Figura 6.44 Pantalla en lámina de poliéster reforzado con fibra de vidrio

(Fuente: Hidrostank-7, 2010) ............................................................................ 97

Figura 6.45 Clapeta antirretorno (Fuente: Hidrostank-8, 2010) ........................ 98

Figura 6.46 Clapeta anclada al muro (Fuente: Hidrostank-8, 2010). ................ 99

Figura 6.47 Clapeta con pasamuros para empotrar (Fuente: Hidrostank-8,

2010). ................................................................................................................ 99

Figura 6.48 Clapeta embriada (Fuente: Hidrostank-8, 2010). ........................... 99

Figura 6.49 Clapeta para muros curvos (Fuente: Hidrostank-8, 2010). .......... 100

Figura 6.50 Secciones de paso estándar (Fuente: Hidrostank-8, 2010). ........ 100

Figura 6.51 Sistema de desodorización (Fuente: Hidrostank-9, 2010). .......... 102

Figura 6.52 Procedimiento de ionización-presión positiva (Fuente: Hidrostank-9,

2010). .............................................................................................................. 103

Figura 6.53 Terminodour de ionización-lavado (Fuente: Hidrostank-9, 2010). 104

Figura 6.54 Circuito de llenado. ..................................................................... 105

Figura 6.55 Circuito de control. ...................................................................... 106

Figura 7.1 Cuencas de drenaje del Fucha y Salitre. (Navarro Pérez, 2007) ... 108

Figura 7.2 Mapa de riesgos de inundación de Bogotá. .................................. 109

Figura 7.3 Localización de zonas de estudio. - Google earth ........................ 110

Figura 7.4 Localización de zona en Fucha. .................................................... 110

Figura 7.5 Localización de zona en Salitre ..................................................... 111

Figura 7.6 Localización de zona en el Norte. .................................................. 111


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría VIII

Figura 7.7 Localización tanque de tormentas- Barrio Galerías. ...................... 113

Figura 7.8 Área disponible para tanque de tormentas. ................................... 116

Figura 7.9 Localización de tres alternativas en la subcuenca Galerías. ......... 118

Figura 7.10 Localización detallada de las alternativas. ................................... 119

Figura 8.1 Sección transversal de Excavación. .............................................. 123

Figura 8.2 Sección transversal para más de un tubo. ..................................... 124

Figura 8.3 Localización tanque de retención del Tunjuelo Medio (Fuente: Google

earth) .............................................................................................................. 147

Figura 8.4 Vista superficial del tanque de retención del Tunjuelo Medio (Fuente:

Google earth) .................................................................................................. 147


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría IX

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 5-1 Separación entre tanques. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010) ...... 36

Tabla 5-2 Materiales de relleno. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010) .............. 37

Tabla 5-3 Máximo tamaño de partículas. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010) 38

Tabla 5-4 Alturas de cubierta para condiciones tráfico y no tráfico. (Fuente:

XERXES CORPORATION, 2013) ..................................................................... 51

Tabla 5-5 Deflexión permitida en los tanques. (Fuente: XERXES

CORPORATION, 2013) .................................................................................... 56

Tabla 6-1 Tabla de diseño de válvula de control de flujo REG-U-FLO (Fuente:

Hidropluviales, 2014) ........................................................................................ 67

Tabla 6-2 Dimensiones para clapetas de paso estándar (Fuente: Hidrostank-8,

2010). .............................................................................................................. 101

Tabla 7-1 Matriz de calificación. (Navarro Pérez, 2007) ................................. 109

Tabla 7-2 Distancia cantera y botadero de cada zona de ubicación. .............. 112

Tabla 8-1 Precio de tubería por ml. (Fuente: PAVCO, 2014) .......................... 126

Tabla 8-2 Precio de Uniones (Fuente: PAVCO, 2014) .................................... 126

Tabla 8-3 Precio de tapas de los tanques. (Fuente: PAVCO, 2014) ............... 127

Tabla 8-4 Precios sistema de limpieza (Fuente: Hidrostank, 2014) ................ 127

Tabla 8-5 Precios de las válvulas de regulación (Fuente: Hidropluviales, 2014)

........................................................................................................................ 128

Tabla 8-6 APU de Excavación para ubicación en zona Fucha. ...................... 131

Tabla 8-7 APU de instalación del tanque para ubicación en zona Fucha. ...... 135

Tabla 8-8 APU de relleno para ubicación en zona Fucha. .............................. 137

Tabla 8-9 Resumen APU para las tres zonas de ubicación. ........................... 138

Tabla 8-10 Presupuesto para un tanque de GRP –zona Fucha. .................... 138

Tabla 8-11 Presupuesto para un tanque de GRP – zona Salitre. ................... 139

Tabla 8-12 Presupuesto para un tanque de GRP – zona Norte. .................... 139

Tabla 8-13 Resumen de presupuesto para cada localización. ....................... 139

Tabla 8-14 Presupuesto para tres tanques paralelos –zona Fucha. ............... 139

Tabla 8-15 Presupuesto para tres tanques paralelos – zona Salitre............... 140

Tabla 8-16 Presupuesto para tres tanques paralelos – zona Norte. ............... 140

Tabla 8-17 Resumen de presupuesto para tres tanques paralelos. ................ 140

Tabla 8-18 Análisis de Precios Unitario s para la construcción de un tanque de

concreto. ......................................................................................................... 142

Tabla 8-19 Presupuesto de un tanque de concreto-zona Salitre .................... 143

Tabla 8-20 APU de excavación para ubicación del tanque en parqueadero sur

del estadio el Campín. .................................................................................... 144


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría X

Tabla 8-21 APU de instalación para ubicación del tanque en parqueadero sur

del estadio el Campín. .................................................................................... 145

Tabla 8-22 APU de relleno para ubicación del tanque en parqueadero sur del

estadio el Campín. .......................................................................................... 146

Tabla 8-23 Presupuesto para ubicación del tanque en parqueadero sur del

estadio el Campín. .......................................................................................... 146

Tabla 8-24 Presupuesto del tanque ajustado a espacio disponible. ............... 148

Tabla 8-25 Resumen de APU para las tres alternativas de la subcuenca

Galerías. ......................................................................................................... 149

Tabla 8-26 Presupuesto para ubicación del tanque en alternativa 1. ............. 149




Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría XI

ÍNDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 7-1 Hidrograma de entrada al tanque de tormentas. .......................... 114

Gráfica 7-2 Hidrogramas de entrada y salida del almacenamiento propuesto. 115

Gráfica 7-3 Volumen de almacenamiento ....................................................... 116

Gráfica 7-4 Hidrogramas de entrada para las tres alternativas. ...................... 120

Gráfica 7-5 Volumen de almacenamiento necesario para alternativa 1. (Fuente:

Hidropluviales, 2014) ...................................................................................... 120


Hidropluviales, 2014) ...................................................................................... 121


Hidropluviales, 2014) ...................................................................................... 121


Adriana Londoño Guateque Tesis de maestría 1

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

1.1 INTRODUCCIÓN

El constante crecimiento de la población urbana tanto a nivel mundial como en

Colombia, producto del conflicto armado y la búsqueda de nuevas oportunidades,

ha traído consigo un creciente desarrollo social que visto desde el ámbito de los

sistemas de drenaje urbano han cambiado su primera concepción a una mucho

más moderna, donde se tenga en cuenta un manejo integral de los sistemas de

alcantarillado, es decir que es necesario tener conocimiento sobre aspectos como

la variabilidad espacial y temporal de las lluvias (cantidad y calidad), posible

retención en la red de alcantarillado para control de picos ( control en tiempo real),

pre-tratamiento o tratamiento en línea a través de la red de alcantarillado,

capacidad de autodepuración del cuerpo receptor y el diseño de la planta de

tratamiento teniendo en cuenta la calidad recibida por la red de alcantarillado.

Como consecuencia de este incremento de la población, la vivienda se ha visto

densificada y se han generado aumentos de las zonas impermeables, por lo que

el volumen de escorrentía también se ha incrementado, provocando en muchos

casos problemas de inundaciones, debido a la cantidad de agua que transporta el

sistema de drenaje y al poco espacio permeable que tiene el agua de infiltrarse en

el suelo de las grandes ciudades. Esto acompañado por la variabilidad espacial y

temporal de las lluvias que generan grandes picos de caudal durante fuertes

eventos de precipitación, que traen consigo problemas a la salud pública y al

ambiente debido a la calidad de las aguas que salen del sistema de alcantarillado

producto de inundaciones, donde fuentes contaminantes como sólidos volátiles,

aceites, zinc de las llantas de los vehículos, óxidos de metales, materia fecal de

animales, contaminación atmosférica y muchas más, son algunos de los ejemplos

de elementos que afectan la calidad del agua y que son arrastrados en el primer

lavado para ser vertidos en el cuerpo receptor, pero que antes han sido

transportados por las calles para así llegar a las tuberías de alcantarillado. De

manera que estas pueden llegar a ser tan contaminantes como el agua residual.

Pero el problema también se extiende hacia el interior del sistema de drenaje,

donde las tuberías se ven afectadas ya que la capacidad hidráulica se reduce por

la presencia de contaminantes y sedimentos, además de los grandes caudales

que se generan en estos eventos de precipitación, por lo que las tuberías se

presurizan y se rebosan por la tapas de las alcantarillas.



Con base en las anteriores consideraciones es claro que debido al aumento de la

temperatura global que lleva a fenómenos de isla de calor y a eventos extremos

del cambio climático, donde las lluvias son cada vez más intensas y las sequías

más secas, es necesario dar solución a éstos problemas de manera que el

impacto hacia la sociedad sea menor.

Es así como a nivel mundial se han estudiado tecnologías para minimizar este

riesgo y reducir la escorrentía y los contaminantes que llegan al sistema de

alcantarillado por medio de las denominadas prácticas de manejo en la fuente

(SMPs, Source Management Practices) que corresponden a sistemas alternativos

de drenaje urbano, donde el agua lluvia se maneja tan pronto cae y que buscan

reestablecer las condiciones hidrológicas bien sea por el almacenamiento

temporal y/o la infiltración de la escorrentía. Se conocen dos prácticas de manejo

en la fuente, la primera los SUDs (Sustainable Urban Drainage Systems) o BMP

(Best Management Practices), y la segunda los llamados LIDs (Low Impact

Developments).

Este trabajo busca enfocarse en el estado del arte de los tanques de

almacenamiento en GRP bajo tierra para la retención temporal de aguas lluvias y

en la estructura de costos de los tanques. El objetivo es realizar una búsqueda

bibliográfica que permita conocer las características, el funcionamiento y

establecer el costo de la excavación, relleno e instalación de los tanques, de

manera que se pueda tener una visión y un estimativo de lo que sería utilizar esta

tecnología en Colombia, ayudando así a nuestros sistemas de drenaje a controlar

los picos de caudal de aguas lluvias de una manera sostenible.

Hidráulicamente el almacenamiento es una de las diversas alternativas para

reducir los volúmenes de escorrentía y es una buena solución al problema de las

inundaciones de las calles producto de las aguas lluvias, donde diferentes países

del mundo como Alemania, Estados Unidos. España y otros utilizan este proceso

dentro de sus sistemas urbanos de drenaje sostenible. Es por esto que en

Colombia durante los últimos años se han empezado a realizar investigaciones de

este tipo que permitan tener el conocimiento necesario para una futura

implementación



1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivos generales

Tesis 1

Realizar una amplia recopilación de información sobre tanques de

almacenamiento de aguas lluvias en poliéster reforzado con fibra de vidrio,

GRP o PRFV, que permita conocer el proceso de instalación de estos

tanques y su aplicación en proyectos de alcantarillado, así como las

ventajas de este material frente a otros.

Determinar los costos asociados con la construcción de tanques en GRP

bajo tierra para retención temporal de aguas lluvias por medio de la

búsqueda de información en empresas fabricantes.

Tesis 2

Complementar los costos de los tanques de almacenamiento asociados

con las estructuras y elementos de control a la entrada y salida de estos,

tales como válvulas, actuadores, depósito de sedimentos, etc.

1.2.2 Objetivos específicos

• Recopilación de información sobre tanques de almacenamiento en

empresas fabricantes de Poliéster reforzado con fibra de vidrio.

• Determinar el procedimiento de instalación de los tanques de

almacenamiento como la zanja, los materiales de relleno, la cimentación,

los tipos de instalación entre otros.

• Consultar cuales son las características de los tanques en GRP, tales como

capacidad, tipos, operación y otras.

• Estimar ecuaciones que permitan el cálculo del volumen y costo de

excavación, de relleno, de cimentación de los tanques y el costo de los

tanques en sí.

• Realizar una comparación del costo de construir un tanque en GRP con uno

de concreto.



2. CONTEXTUALIZACIÓN Y MARCO TEÓRICO

Los sistemas de drenaje urbano de las ciudades juegan un papel fundamental en

el desarrollo de éstas, ya que son los encargados de evacuar las aguas residuales

que se producen en cada una de las viviendas y las aguas lluvias que son

producto del ciclo hidrológico, el cual se ha visto cada vez más afectado como

consecuencia de la urbanización y de los procesos industriales que se viven a

nivel mundial y regional. En razón a lo anterior el continuo aumento de las

superficies impermeables trae consigo el rebose de estos sistemas, que son cada

vez más frecuentes e incontrolados tanto en cantidad como en calidad,

convirtiéndose en la actualidad en un problema muy importante para el mundo del

saneamiento.

La problemática radica en que en tiempo seco, los sistemas de alcantarillado

combinado conducen únicamente el agua residual hacia la planta de tratamiento, y

en tiempo de lluvia deben pasar por allí, además de éstas las aguas de

escorrentía. Cuando la capacidad de los colectores que conducen estas aguas es

superada, se producen las descargas de estos sistemas hacia un cuerpo receptor,

y es allí donde los tanques de tormenta se convierten en un elemento utilizado

para minimizar y controlar los impactos de estas descargas en el cuerpo receptor.

Los tanques de tormenta o retención generalmente se definen como estructuras

relativamente complejas, tanto en su sistema de instalación como de

mantenimiento, por lo cual este tipo de solución está asociada con ciudades con

capacidad de realizar infraestructura de grandes magnitudes. Pero en realidad

este sistema da solución a casos, tanto de gran complejidad como a casos de

menor envergadura de ciudades o poblaciones más pequeñas, las cuales sufren

los mismos problemas de sobrecarga de la red.

2.1 OBJETIVOS DE LOS TANQUES

Los tanques de tormenta deben asegurar unos objetivos principales

independientemente de su tipología de construcción, estos son:

Evitar la saturación de la red de alcantarillado y por lo tanto reducir los

efectos de las inundaciones de las cuencas a las que estos pertenecen.



El almacenamiento debe asegurar que el agua lluvia y en algunas

ocasiones el agua residual, pueda ser enviada a la planta de tratamiento de

agua residual (PTAR) más cercana para realizar el respectivo tratamiento.

El vertido procedente del tanque debe ser el adecuado en términos de

contaminación medioambiental, es decir, el tanque debe asegurar la

ausencia de residuos sólidos importantes en el agua que sale por el alivio,

en caso de que éste presente un desbordamiento del sistema.

2.2 POLIÉSTER REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO.

Las tuberías de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio, presentan una amplia

variedad de ventajas respecto a otro tipo de materiales tales como la resistencia a

la corrosión típica en materiales plásticos y una alta fortaleza mecánica, típica del

acero, además del bajo costo aplicado a diferentes proyectos.

En general se usan dos tipos de refuerzo de fibra de vidrio, hilos continuos y

discontinuos que dan una mayor resistencia tangencial y axial al tubo. En el núcleo

del tubo, cerca del eje neutro se utiliza arena que robustece el laminado y

aumenta la rigidez de este.

Igualmente se pueden aplicar resinas especiales en el revestimiento interior del

tubo para aplicaciones altamente corrosivas (AMITECH, AmiStorm Tanks, 2010),

al tiempo que aplica resinas menos costosas en la parte exterior.

De acuerdo con la información suministrada por PAVCO en su guía de información (PAVCO, 2014), las paredes del tanque están compuestas por tres capas:

1. Capa externa: Con un espesor de aproximadamente 0,2 mm, su acabado es a base de resina de poliéster ortoftálica (Top Coat) del color necesario y con estabilizadores de rayos ultravioletas.

2. Capa intermedia: Está compuesta por filamentos de vidrio continuo, fieltros de fibra de vidrio, resina y arena. Esta capa tiene la función de proporcionar resistencia mecánica.

3. Capa interna: Esta elaborada con resina isoftálica que no afecta las propiedades del agua.



3. SISTEMAS URBANOS DE DRENAJE SOSTENIBLE

Los sistemas urbanos de drenaje sostenible nacen como una necesidad del ser

humano de recuperar y mantener las condiciones medio ambientales, que día tras

día se han visto afectadas por las indebidas acciones del hombre.

Es por esto que en diferentes países del mundo con múltiples antecedentes han

surgido con mucha fuerza tecnologías que buscan reestablecer las condiciones

hidrológicas pre urbanización mediante la detención o almacenamiento temporal

de la escorrentía, pues éstas hacen parte de un componente integral dentro de la

concepción del manejo del drenaje urbano, que intenta asemejar lo mejor posible

las características del ciclo hidrológico cuando ha tenido lugar la urbanización. De

esta manera la normativa busca establecer que una vez se realiza el proceso de

urbanización, los caudales de escorrentía pluvial que se entregan al cuerpo

receptor no deben exceder los caudales generados originalmente en la cuenca o

zona antes de su desarrollo.

En razón al crecimiento de las zonas impermeables y a la reducción de los

espacios vegetados, la infiltración se ve reducida por lo que se generan

volúmenes de escorrentías mayores y se aceleran los tiempos de respuesta, por lo

que el riesgo de inundaciones aumenta, tal como se ve en la Figura 3.1. (Perales

Momparler & Andrés-Doménech, 2007).

Figura 3.1 Cambios inducidos por el desarrollo urbano en la transformación lluvia-escorrentía (Fuente: Momparler, Doménech, 2007)



En Colombia, desde hace algún tiempo estas tecnologías se han empezado a

tener en cuenta para ser parte de la solución del manejo de la escorrentía pluvial,

como es el caso de la Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá

que reconoce los SUDS como “un sistema que presenta ventajas sobre los

sistemas convencionales”. Tal como se establece en la Norma Técnica NS-085

“Son el conjunto de soluciones que se adoptan en un sistema de drenaje urbano

con el objeto de retener el mayor tiempo posible las aguas lluvias en su punto de

origen sin generar problemas de inundación, minimizando los impactos del

sistema urbanístico en cuanto a la cantidad y calidad de la escorrentía y evitando

así sobredimensionamientos o ampliaciones innecesarias en el sistema. La

filosofía de los SUDS es reproducir, de la manera más fiel posible, el ciclo

hidrológico natural previo a la urbanización o actuación humana”.

Esta necesidad de afrontar el problema de las aguas lluvias de una forma diferente

a la convencional ha llevado al aumento del uso de prácticas de manejo en la

fuente (SMPs – Source Management Practices), que buscan reducir la escorrentía

y los contaminantes de exceso que llegan a los sistemas de drenaje

convencionales. De manera que la escorrentía generada en un evento de lluvia es

almacenada temporalmente para luego ser devuelta al sistema de drenaje

existente, logrando así una reducción de los volúmenes de escorrentía, un retraso

en el pico de caudal y de cierta forma asemejar esto a las condiciones de drenaje

pre urbanización, disminuyendo de forma importante las inundaciones aguas abajo

(Perales Momparler & Andrés-Doménech, 2007).

Si se combinan la visión centralizada y el manejo en la fuente se pueden obtener

beneficios de reducción de escorrentía y picos de caudal mediante la

detención/infiltración en la fuente, tal como se observa en la Figura 3.2 en la que

se muestra un esquema alternativo de drenaje urbano con manejo en la fuente

combinado con un sistema centralizado de almacenamiento, en el que se puede

proveer un almacenamiento a gran escala para el manejo de inundaciones y agua

de exceso.



Figura 3.2 Sistema alternativo de drenaje urbano, combinado con sistema centralizado de

almacenamiento. (Fuente: G. Freni, G. Mannina & G. Viviani, 2010)

3.1 TIPOS DE ALMACENAMIENTO

La clasificación de los SUDS más frecuente en la literatura contempla dos grandes

medidas, una no estructural y otra estructural. La primera hace mayor referencia a

la reducción de fuentes potenciales de contaminación y a evitar el tránsito de

escorrentías hacia aguas abajo y su contacto con contaminantes por medio de la

prevención y difusión de técnicas. Las estructurales por el contrario requieren

algún elemento constructivo que maneje la escorrentía contaminada en

determinado grado de actuación (Perales Momparler & Andrés-Doménech, 2007).

A continuación se realizará una breve descripción de estas medidas.

3.1.1 Medidas no estructurales

Algunas de las múltiples medidas no estructurales que se pueden tener en cuenta

son las que se enuncian a continuación:

Educación y programas de participación ciudadana para concientizar a la

población del problema y hacerlos participes en el proceso, de manera que

identifiquen soluciones y cambios de hábitos.

Limpieza frecuente de superficies impermeables para reducir la

acumulación de sedimentos y contaminantes.

Control de las zonas en obra para evitar el arrastre de sedimentos.



Control de las conexiones erradas al sistema de drenaje.

3.1.2 Medidas estructurales

Cubiertas verdes

Son sistemas desarrollados para favorecer la vida vegetal, así como para

interceptar y retener aguas pluviales. Ofrecen múltiples beneficios como

mitigar el efecto de “isla de calor” urbano, es decir reducción del

calentamiento, reducción de la escorrentía de agua durante las tormentas,

amortiguación del ruido, fijación de gases contaminantes (NOx, SO2) por lo

que mejora la calidad del aire.

Figura 3.3 Ejemplos de cubiertas verdes.

1

Superficies permeables

Las superficies permeables son aquellas que permiten el paso del agua

hacia el terreno, permitiendo la infiltración a través de superficies porosas o

pavimentos permeables, empleados especialmente en zonas de baja carga

vehicular. Existen diversos tipos como gravas, bloques impermeables con

juntas permeables, pavimentos continuos o porosos, entre otros.

1 Imagen extraída de la red. Disponibles en línea en: http://www.tuverde.com/2009/09/proyecto-

busca-promover-instalacion-de-techos-verdes-en-buenos-aires/ y http://www.archiexpo.es/prod/eternit/kits-cubiertas-vegetales-126759-1339543.html

http://www.tuverde.com/2009/09/proyecto-busca-promover-instalacion-de-techos-verdes-en-buenos-aires/

http://www.tuverde.com/2009/09/proyecto-busca-promover-instalacion-de-techos-verdes-en-buenos-aires/



Figura 3.4 Ejemplos de superficies permeables.2

Cunetas verdes

Son estructuras lineales amplias, diseñadas para atrapar contaminantes

provenientes de la escorrentía urbana, razón por la cual debe generar bajas

velocidades que permitan la sedimentación de las partículas y así eliminar

de manera eficaz los contaminantes.

Figura 3.5 Ejemplos de cunetas verdes.3

2 Imagen extraída de la red. Disponible en línea en:

http://drenajeurbanosostenible.org/category/general/page/2/ y http://blogdelagua.com/inicio/internacional/sistemas-urbanos-de-drenaje-sostenible-suds-2/ 3 Imagen extraída de la red. Disponible en línea en:

http://www.empresasconstruccion.es/sistemas-de-drenaje-urbano-sostenible-suds/.

Consultada el 01 de Junio del 2014.

http://drenajeurbanosostenible.org/category/general/page/2/

http://www.empresasconstruccion.es/sistemas-de-drenaje-urbano-sostenible-suds/



Humedales

Son lagunas artificiales con una altura permanente de agua y de muy baja

profundidad. Manejan la escorrentía urbana a través del almacenamiento

durante largos períodos de retención, promoviendo así la sedimentación y

la absorción de nutrientes por parte de la vegetación. Tienen además una

gran densidad de vegetación emergente que aporta un gran potencial

ecológico

Figura 3.6 Ejemplos de humedales4

Depósitos de Detención en Superficie y Enterrados

Los depósitos de detención están diseñados para almacenar

temporalmente los volúmenes de escorrentía. Los depósitos superficiales

favorecen la sedimentación y por lo tanto la contaminación. Estos pueden

ubicarse en zonas muertas o depresiones naturales que permanecen

secas, excepto en el momento en el que ocurre el evento de lluvia.

Por su parte los depósitos enterrados se utilizan cuando no se dispone del

terreno en superficie o no se recomienda una estructura a cielo abierto. Se

fabrican especialmente con concreto o materiales plásticos.


http://ecologosdelplaneta.blogspot.com/2012/04/manglares-humedales.html



Figura 3.7 Ejemplos de depósitos de detención superficial y Enterrados5

3.2 CLASES DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL SUBTERRÁNEO

Producto de la expansión urbana que viven actualmente las ciudades, los

sistemas de almacenamiento temporal subterráneo se han convertido en una

alternativa factible para el manejo de las aguas lluvias, en razón a la falta de

espacio superficial en las ciudades y al costo de las tierras.

Las dos clases de sistemas temporal subterráneo utilizadas para almacenar

grandes volúmenes de agua lluvia son: tanques de concreto y tanques o módulos

plásticos, los cuales serán objeto de este estudio.

Estos tanques de almacenamiento tienen una gran variedad de aplicaciones a

nivel doméstico o residencial y a nivel de la red troncal de alcantarillado, aliviando

caudales picos que llegan a red.

3.2.1 Tanques de concreto

Los tanques de concreto son estructuras que pueden estar enterradas para

realizar el almacenamiento de las aguas lluvias. La principal ventaja de este tipo

de estructura es que el agua no presenta variaciones de temperatura y se adapta

perfectamente al entorno; debido a que son subterráneos no ocupan espacio


http://drenajeurbanosostenible.org/tecnicas-de-drenaje-sostenible/tipologia-de-las-tecnicas/medidas-estructurales/depositos-y-estanques-de-infiltracion/ y http://www.tecnoaqua.es/productos/20140530/celdas-infiltracion-drenaje-urbano-sostenible-hidrostank

http://drenajeurbanosostenible.org/tecnicas-de-drenaje-sostenible/tipologia-de-las-tecnicas/medidas-estructurales/depositos-y-estanques-de-infiltracion/

http://drenajeurbanosostenible.org/tecnicas-de-drenaje-sostenible/tipologia-de-las-tecnicas/medidas-estructurales/depositos-y-estanques-de-infiltracion/



sobre el suelo, sin embargo la zona queda limitada a su uso porque no se puede

construir encima de estos grandes estructuras; además este tipo de tanques no

permiten la infiltración del agua al subsuelo y en muchas ocasiones presentan

problemas de diseño que no se pueden solucionar fácilmente tales como fisuras o

fracturas.

Figura 3.8 Tanque de tormenta en concreto (Fuente: Ayesa Iturralde, 2010)

En la Figura 3.8 se puede observar una configuración típica de un tanque de

almacenamiento rectangular que consta de cuatro partes principales, de acuerdo

con (Ayesa Iturralde, 2010).

Cámara central: Es la encargada de conducir el agua residual desde el

momento que entra al tanque hasta el elemento regulador de caudal.

Cámara de retención: Aquí se almacena la primera fase la tormenta luego

de que se ha superado la capacidad de la cámara central.

Cámara de alivio: Por medio de esta estructura se conducen los excesos de

la tormenta al medio receptor.

Cámara seca: Aquí se ubica el elemento regulador de caudal, que va a

permitir la descarga controlada del caudal. Éste elemento se explicará en el

Capítulo 6 de equipamiento de los tanques de tormenta.

En la actualidad se ofrecen tanques prefabricados y tienen la ventaja que no

necesariamente tienen que ser secciones rectangulares sino también pueden ser

secciones circulares o elípticas.



3.2.2 Tanques plásticos

Los tanques plásticos constituyen en la actualidad una opción muy factible desde

el punto de vista económico y constructivo, en razón a la facilidad de montar

elementos prefabricados de peso liviano y de rápida instalación.

Existen varios tipos de tanques plásticos que tienen como función almacenar

grandes volúmenes de agua, el cual va a depender de la cantidad de módulos que

se instalen, algunos de ellos pueden ser:

Módulos compuestos por tuberías

Son estructuras modulares fabricadas en GRP, que ofrecen una alternativa

diferente a un depósito de hormigón cuya estructura es relativamente compleja. La

idea fundamental es poder tener un volumen de retención determinado en base a

tuberías de gran diámetro, puestas en líneas paralelas conectadas entre sí, las

cuales conformarán en tanque de tormentas.

Figura 3.9 Sistema de almacenamiento compuesto por tuberías. (Fuente: Amitech, 2010)

Módulos compuestos por unidades rectangulares vacías en su interior.

Los sistemas Aquacell corresponden a módulos individuales de polipropileno

(dimensiones 1.0 m x 0.5 m x 0.40 m), liviana (9 kg de peso) los cuales son

ensamblados para formar una estructura sub superficial empleada tanto para la

detención del agua lluvia, como para su infiltración. Las unidades de Aquacell son

grapadas en capas simples o sobrepuestas en múltiples capas. Cuando se



requiere solamente retener el agua, es necesario envolver el sistema modular

mediante una geomembrana que evite el intercambio hidráulico suelo/Aquacell.

Cuando se busca, además del almacenamiento, infiltración hacia el terreno, se

debe envolver en un geotextil especial que permita el intercambio hidráulico entre

suelo-Aquacell. (Wavin, 2009)

Figura 3.10 Sistema modular de unidades rectangulares (Fuente: Wavin, 2009)

Módulos en forma cilíndrica.

A diferencia de las dos anteriores estructuras de almacenamiento, los módulos en

forma cilíndrica no deben ser ensamblados. Ellos vienen fabricados con un

volumen de almacenamiento definido que permite la retención de grandes

volúmenes de agua lluvia. Son fabricados en GRP y su estructura sencilla requiere

de una tubería de entrada y una de salida, un sistema especial de anclaje al suelo

in-situ, entre otras características que se podrán ver en el Capítulo 5.5.

Figura 3.11 Módulo en forma de cilindro (Fuente: Xerxes Corporation, 2012)



4. CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS DE LA CUENCA

Es importante tener en cuenta las condiciones hidrológicas de la zona donde se va

a instalar el tanque de tormentas, ya que de estas características van a depender

factores importantes para el diseño de los tanques, tal como el volumen de

almacenamiento que se requiere para captar el agua lluvia que aporta la cuenca.

Como consecuencia de estas condiciones hidrológicas, dentro del diseño de los

sistemas de almacenamiento temporal se deben tener en cuenta los factores del

cambio climático que están afectando la zona urbana, ya que las torrenciales

lluvias están sobrepasando los diseños de los actuales sistemas de drenaje. Esto

resulta además de riesgoso para quienes habitan en diferentes sectores críticos

de las ciudades, costoso desde el punto de vista del incremento del presupuesto

público para mitigar los daños causados y los bienes afectados producto de las

inundaciones.

Figura 4.1 Inundación en la ciudad de Bogotá durante temporada invernal6

6 Imagen extraída de la red. Disponible en línea en

http://www.bogota.gov.co/temasdeciudad/emergencias/Atenci%C3%B3n%20de%20emerg

encias. Consulta el 01 de Junio del 2014

http://www.bogota.gov.co/temasdeciudad/emergencias/Atenci%C3%B3n%20de%20emergencias

http://www.bogota.gov.co/temasdeciudad/emergencias/Atenci%C3%B3n%20de%20emergencias



En razón a lo anterior, el diseño de los sistemas de almacenamiento temporal

debe realizarse teniendo en cuenta los impactos que estos generarán a futuro,

determinando la necesidad de utilizar éstos como una estrategia de prevención de

inundaciones.

Para determinar las características hidrológicas a las cuales estará expuesto el

tanque de almacenamiento temporal, se debe tener en cuenta:

Eventos de precipitación: Con los eventos de precipitación disponible se

puede determinar el tipo de régimen de la región, el intervalo de duración

del evento con mayor frecuencia y las curvas IDF.

Hietogramas sintéticos: Éstos permitirán calcular los caudales de agua

lluvia que entraran al sistema, aunque estos también dependerán de la

capacidad de infiltración del suelo o la topografía del lugar.

Modelos de infiltración: Esta puede ser obtenida a través del modelo de

Horton, el de Green-Ampt o el de Soil Conservation Service.

Caudales de agua lluvia: Estos pueden ser determinados por el método

Racional, el método del hidrograma Unitario, el del hidrograma Unitario

Sintético y el de la EPA. Siendo este último el más apropiado ya que se

basa en ecuaciones físicamente basadas.

4.1. CÁLCULO PRELIMINAR DEL VOLUMEN

El criterio más generalizado es que el volumen del tanque de tormenta sea capaz

de retener como mínimo la contaminación producida por la primera lluvia, tal como

lo establece la British Standard y los criterios de diseño de la Confederación

Hidrográfica del Norte, en que este volumen debe ser uno tal que para una lluvia

de 20 minutos de duración, una intensidad de 10 litros por segundo y hectárea

permeable no produzca vertidos por el aliviadero.

4.1.1. Método del Hidrograma

El volumen preliminar se calcula como la diferencia entre el hidrograma de entrada

y el de salida. Por su parte el hidrograma de salida se calcula haciendo una

aproximación de la curva de salida, cuya forma puede imitar la del hidrograma de

entrada. Se debe tener en cuenta que el pico no puede sobrepasar el máximo

caudal de salida.



Como se puede observar en la Gráfica 4.1, el área entre las dos curvas

representa el volumen preliminar y puede ser calculada por planimetría. Las

curvas representan el hidrograma de entrada y un estimativo del hidrograma de

salida a partir de líneas rectas.

Gráfica 4.1 Método del Hidrograma. (Fuente: Federal Highway Administration, 2005)

4.1.2. Método del Hidrograma Triangular

Este método es utilizado en los casos en que la curva del hidrograma de entrada

pueda ser aproximada a un triángulo. En forma similar al caso anterior el

hidrograma de salida puede ser estimado y también debe ser de forma triangular,

tal como se presenta en la Gráfica 4.2 donde se muestra la relación de caudal

versus tiempo que debe ser generada.

El volumen preliminar puede ser calculado con la Ecuación 4-1, y este

corresponde al área generada que se encuentra entre las curvas de entrada y

salida.

Ecuación 4-1

dónde:



⁄

⁄

⁄ )

Gráfica 4.2 Método del Hidrograma triangular (Fuente: AMEC Earth and Environmental Center for Watershed Protection, 2001)

4.1.3. Método del Soil Conservation Service (SCS)

Tal como se puede observar en la Gráfica 4.3, el método del Soil Conservation

Service se basa en una gráfica que describe la relación entre el volumen del agua

almacenada y el volumen de agua que entra, en función de la relación de los

caudales pico de entrada y salida.



Gráfica 4.3 Método SCS (Fuente: Federal Highway Administration, 2005)

Un primer paso para calcular el volumen preliminar, es determinar la relación entre

los caudales pico. Una vez obtenida ésta, por medio de la gráfica se encuentra la

relación de volúmenes, y finalmente para calcular el volumen del agua que entra

de acuerdo con cada periodo de retorno, se puede utilizar la Ecuación 4-2:

Ecuación 4-2

dónde:

(

)



4.1.4. Método alternativo

En este método se requieren como datos iniciales el volumen de agua que entra,

el hidrograma de entrada y una estimación del hidrograma de salida. A partir de

estos hidrogramas es posible obtener los tiempos de duración y caudales pico

para cada uno de ellos.

Una vez se tiene esta información, el volumen preliminar es calculado a partir de la

Ecuación 4-3, la cual fue propuesta por Wycoff y Singh (ACME, 2001)

(

⁄ )

(

⁄ )

Ecuación 4-3

dónde:

⁄

⁄



5. TANQUES DE ALMACENAMIENTO EN GRP

Los tanques de almacenamiento de aguas lluvias, más conocidos como tanques

de tormenta, surgen como una necesidad de minimizar y controlar los impactos de

las descargas de los sistemas unitarios (DSU) en el cuerpo receptor.

Los tanques de tormenta son unos elementos de control de la red de alcantarillado

que tienen como objetivo limitar el caudal producido en los períodos de tiempo de

lluvia. Si se tiene en cuenta que durante la primera fase de éste evento es donde

se concentra la mayor parte de la contaminación, resulta imprescindible conducir

esta agua hasta la estación depuradora.

Si el fenómeno de lluvia continua el agua sobrante se aliviará directamente al

cauce, habiéndose diluido la contaminación del agua dentro del tanque de

tormenta.

Estos tanques de tormenta son depósitos subterráneos que capturan y retienen el

agua de los colectores cuando estos reciben más caudal del que son capaces de

transportar a causa de la lluvia; estos se instalan en los colectores antes de pasar

al colector interceptor y es muy común su instalación en áreas en las cuales se ha

producido una impermeabilización masiva de las cuencas a causa de la

urbanización.

5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES

Por otra parte, los sistemas de almacenamiento temporal y en este caso los tipos

de tanques de almacenamiento pueden ser instalados de acuerdo con su

ubicación dentro del sistema de drenaje. Un primer tipo corresponde a aquellos

que se encuentran en las entradas del mismo, los otros dos tipos corresponden a

elementos que están al interior del sistema pero cuya configuración varía en dos,

almacenamiento en serie y en paralelo, tal como se explica a continuación:

5.1.1 Almacenamiento temporal a la entrada.

Este tipo de almacenamiento se refiere a todo elemento o estructura que es

utilizada para controlar el caudal que entra a la red de drenaje urbano. Estos

sistemas pueden dividirse en dos clases dependiendo de si permiten la infiltración

del agua que almacenan.



5.1.2 Almacenamiento temporal en serie (Línea).

Este tipo de almacenamiento se refiere a las estructuras que se colocan a lo largo

del sistema de drenaje urbano, es decir que están directamente conectadas a las

tuberías o cámaras de inspección de la red, por lo que el agua que transita una

parte del sistema necesariamente atraviesa estas estructuras para continuar su

recorrido a lo largo del mismo, tal como se evidencia en la Figura 5.1

Figura 5.1 Almacenamiento en línea. (Fuente: Mays L, 2001)

Se requiere un elemento que controle el caudal de salida. Un volumen de agua se

empieza a almacenar dentro del sistema cuando se tiene un flujo de entrada

mayor a este caudal; además se puede presentar el caso que este volumen

sobrepase la capacidad del mismo por lo que se deben incluir elementos que

permitan el rebose del agua. Esta característica pude generar en algunos casos

diseños híbridos (Figura 5.2) dado que tanques de almacenamiento en paralelo

pueden ser utilizados en lugar de aliviaderos.

Figura 5.2 Almacenamiento en serie y en paralelo. (Fuente: Mays L, 2001)



5.1.3 Almacenamiento temporal en paralelo

El almacenamiento en paralelo se genera a partir de estructuras que no hacen parte de la red de drenaje urbano. Por lo que no toda el agua que transita por el sistema de drenaje debe atravesarlo. El sistema en paralelo empieza a funcionar una vez se ha alcanzado la condición

límite de flujo a la entrada del tanque, igualmente debe tener una estructura de

rebose para volúmenes que sobrepasen la capacidad del mismo.

Figura 5.3 Almacenamiento en paralelo. (Fuente: Mays L, 2001)

La forma de regresar el agua a la red de drenaje urbano es por gravedad o un

sistema de bombeo. En este caso se incurriría en un costo adicional respecto a los

sistemas en serie. Aun así el sistema en paralelo requiere una menor inversión en

términos de espacio y construcción (Butler, 2004).

En general los tanques de tormenta deberían colocarse siempre en paralelo, es

decir que no es aconsejable mezclar aguas que han pasado por un tanque de

tormenta con aguas combinadas no controladas.

Debido a la creciente demanda de empresas colombianas en la fabricación de

tanques de almacenamiento de aguas lluvias en GRP, y luego de haber realizado

una búsqueda de estas compañías expertas en el tema de fabricación de Poliéster

Reforzado con Fibra de Vidrio, a continuación se explicarán las características

físicas de los tanques que estas empresas ofrecen, teniendo en cuenta hasta

donde fue posible realizar la investigación, así como las guías de instalación y los

procedimientos más detallados que fueron suministrados por algunas empresas.



5.2 TANQUES PAVCO

La compañía mundial PAVCO entro al mercado de los tanques de

almacenamiento de aguas lluvias con diferentes opciones de instalación de

tanques como se observa en la Figura 5.4.

Los tanques GRP Pavco tienen como filosofía brindar las propiedades y el margen

de seguridad adecuado, que permita un funcionamiento satisfactorio del sistema

luego de un periodo de operación de 50 años, bajo condiciones típicas de servicio

(PAVCO, 2014).

En general Pavco ofrece tanques de orientación vertical y horizontal, elaborados

con diferentes especificaciones de rigidez y presiones nominales. Así como

también adiciona a su catálogo una serie de accesorios que van de acuerdo a los

requerimientos.

Figura 5.4 Tanques de almacenamiento. (PAVCO, 2014)

El proceso de instalación de estos tanques, en general sigue los mismos

lineamientos del manual técnico que Pavco maneja para la instalación de tuberías

de GRP.

5.3 FIBRATORE S.A

Fibratore S.A es una sociedad colombiana con más de 30 años de operación,

dedicada exclusivamente a la fabricación de equipos resistentes a la corrosión en

resinas de poliéster, vinilister y epóxicas reforzadas con fibra de vidrio, P.R.F.V.



Actualmente dentro de su catálogo de productos ofrece tanques enterrados para el

almacenamiento de aguas lluvias, tal como se observa en la Figura 5.5, con

volúmenes de almacenamiento que van desde los 2 a 50

La información sobre su proceso de instalación y funcionamiento no fue posible

obtener ya que la empresa no suministro la información.

Figura 5.5 Tanque cilíndrico horizontal enterrado (Fibratore)7

5.4 TANQUES AMISTORM - AMITECH

Los tanques de tormenta fabricados por AMITECH E HIDROSTANK, y

representados en Colombia por la empresa O-tek, son tanques modulares en GRP

de diferente longitud, para construir desde pequeños depósitos hasta grandes

tanques de retención, los cuales tienen la misma capacidad que un tanque en

concreto, con las mismas partes constructivas pero con unas ventajas adicionales

muy importantes, tales como:

Se trata de un montaje sencillo, muy rápido y que requiere unos medios y

recursos mínimos, por ser un montaje típico de tubería con todos los

elementos necesarios preinstalados.


http://www.fibratoresa.com/pdf/almacenamiento-de-agua.pdf



El GRP es un material totalmente inerte a la corrosión, por lo que el

depósito no precisará acciones de mantenimiento y su durabilidad será

muy superior a una configuración en concreto.

El sistema de limpieza tiene la opción de utilizar agua no potable para el

lavado del depósito y en caso de necesitarla lo hace de una manera

mínima, por lo que los tanques de tormenta garantizan el máximo respeto

por el medio ambiente.

Es muy competitivo a nivel económico frente a otras opciones del mercado,

ya que los trabajos en obra son mínimos, y esto repercute en el costo total

de implementación. Igualmente los costos de mantenimiento y operación

pueden ser menores.

Permiten combinar sistemas de regulación y control de distinta índole, tales

como, volteadores, sistema de compuertas, sistema de vacío, sistema de

agitadores. Todos estos pueden ser gobernados por sistemas de control

remoto.

Permiten la opción de ser ampliados, como consecuencia del enorme

crecimiento urbanístico, aumentando así su capacidad de retención. Esto

se puede hacer mediante la instalación de nuevas líneas de tubería en

paralelo o a continuación de la cámara de retención.

Figura 5.6 Sistema de almacenamiento AmiStorm Tanks (Fuente: AMITECH, 2010)



Figura 5.7 Ejemplos de instalación de tanques modulares (Fuente: AMITECH, 2010)

5.4.1 Características generales los tanques de tormenta

Los tanques de tormenta deben ser capaces de albergar, al menos, el primer

lavado (first flush) del evento de lluvia, que corresponde a los 10 primeros minutos

de lluvia luego de una semana de no haber ocurrido un evento de precipitación y

el cual contendrá el más alto porcentaje de contaminantes.

Además tienen la posibilidad de almacenar mayores volúmenes de agua, es decir

que tienen una capacidad de retención y almacenamiento mayor para los casos en

los que se pretenda evitar la inundación de la o las cuencas.

Las funciones principales de los tanques de tormenta son:

Evitar la contaminación en tiempo de lluvia

Evitar las inundaciones

Regulación de caudal

De igual forma, la implementación de los tanques es posible realizarla en dos tipos

de sistemas

5.4.1.1 Red Unitaria

El tanque de tormenta se instala en la red, interceptando el colector (Figura 5.8),

por allí circulan tanto las aguas residuales durante el tiempo seco, como una

combinación de las aguas residuales y pluviales durante el tiempo de lluvia.

Igualmente permite la retención de un volumen antes del vertido al cuerpo

receptor.



Figura 5.8 Esquema en red Unitaria (Fuente: AMITECH, 2010)

5.4.1.2 Red Separada

En este tipo de sistema el tanque de tormenta se implanta interceptando el

colector de aguas pluviales, conduciendo el agua residual por una tubería hacia

la PTAR y el agua lluvia por otra tubería hacia el medio receptor.

Figura 5.9 Esquema en red Separativa (Fuente: AMITECH, 2010)

Los tanques de tormenta se dividen en tres módulos, el colector, la tubería y el de

cierre. Éstos a su vez se componen de tuberías en GRP con accesorios y

complementos prefabricados y preensamblados necesarios para su



funcionamiento, de manera que su instalación en zanja se limita al ensamblaje de

la tubería con la junta maguito tipo “Reka”.

Figura 5.10 Sistema modular del tanque de tormenta (Fuente: AMITECH, 2010)

5.4.1.3 Módulo Colector

Es el elemento del tanque de tormenta donde se ubicarán los conductos de

llenado y de vaciado del depósito, el canal de alivio y las conexiones hacia las

líneas de retención. Necesita una cámara de válvulas/bombeo, que puede ser

seca, semiseca o húmeda.

Figura 5.11 Módulo colector. (Fuente: AMITECH, 2010)



Los complementos para este módulo son:

Sistema lumínico.

Media canal GRP.

Pozo de bombeo.

Equipo de bombeo preinstalado.

Desagüe mediante válvula vórtex preinstalada.

Bypass para tareas mantenimiento.

Clapetas antirretorno.

Rejas de desbaste en aliviadero.

Pantalla deflectora de flotantes en aliviadero.

Sensores de llenado/vaciado.

Escaleras de acceso de GRP /Acero inoxidable.

Plataforma tramex.



Figura 5.12 Diferentes vistas del módulo colector. (Fuente: AMITECH, 2010)

5.4.1.4 Módulo tubería

Este módulo está conformado por la tubería estándar de GRP con una junta tipo

Reka montada en una de sus extremos, la cual permitirá la unión de los

elementos. Entre mayor longitud tenga esta línea de retención mayor será la

capacidad de almacenamiento del tanque de tormenta.



Figura 5.13 Módulo tubería. (Fuente: AMITECH, 2010)

Los complementos para este módulo son:

Pozos de inspección.

Escaleras de acceso de GRP/Acero inoxidable.

Uniones de GRP.

5.4.1.5 Módulo de Cierre

Es el elemento terminal de las líneas de retención. Va conectado mediante la junta

tipo Reka al último módulo tubería de cada línea. Igualmente tiene ensamblado el

sistema de limpieza, el cual generará una gran ola de arrastre desde uno de los

extremos de las líneas de retención.



Figura 5.14 Módulo de Cierre. (Fuente: AMITECH, 2010)

5.4.2 Procedimiento de instalación

Para realizar la instalación de los tanques de tormenta se debe tener en cuenta

que estos hacen parte de un sistema modular, conformado por estructuras de

entrada-salida y tuberías ensambladas, que de acuerdo con su diámetro y longitud

determinaran la capacidad de almacenamiento del tanque. En razón a lo anterior

el procedimiento de instalación de los tanques de tormenta sigue las mismas guías

de instalación de tuberías enterradas de PRFV.



Figura 5.15 Proceso de instalación de tuberías. (Fuente: AMITECH, 2010)

Para la instalación de la tubería de poliéster reforzado con fibra de vidrio se debe

tener presente que está ha sido diseñada teniendo en cuenta la zona de asiento y

la zona de relleno donde se instalará, por lo que se deben seguir los

procedimientos de instalación recomendados para tener un buen rendimiento de

los tubos y lograr así beneficiarse de sus ventajas.

En general el tipo de procedimiento de instalación apropiado para los tubos varía

de acuerdo con la rigidez de éste, la profundidad de la cobertura, el ancho de la

zanja, las características de los suelos nativos, las sobrecargas y los materiales de

relleno. La experiencia ha demostrado que los materiales granulares

compactados correctamente son ideales para el relleno de zanjas. Tanto la tubería

y el material circundante forman un “sistema tubería-suelo” de alto rendimiento.

5.4.2.1 Zanja estándar

Por lo general la zanja estándar debe ser lo suficientemente ancha como para

permitir el montaje de la tubería y la compactación del material de relleno, que

asegure el correcto posicionamiento y compactación del relleno en el riñón del

tubo.

En la Figura 6.3 Figura 5.16 se pueden observar las dimensiones normales de una

zanja estándar, allí la dimensión “A” es normalmente 0,4DN y debe ser lo



suficientemente ancha como para permitir la operación del equipo de

compactación sin dañar los tubos.

Figura 5.16 Zanja estándar. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010)

Para el caso de los tanques de tormenta en el que los tubos tienen unas

dimensiones grandes, el valor de “A” puede ser menor, dependiendo del suelo

nativo, el material de relleno y las técnicas de compactación.

La separación que deber haber entre dos o más tanques depende del diámetro de

la tubería, por esta razón también se pueden tener en cuenta las separaciones

estándar que se observan en la Tabla 5-1.

DN(mm) c(mm)

300-900 400

1000-1600 500

1800-2400 600

2800-3000 900

Tabla 5-1 Separación entre tanques. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010)

5.4.2.2 Lecho de fondo

El lecho de fondo de la zanja cumple una función importante para el buen

funcionamiento de la tubería, pues es el que le brinda estabilidad y firmeza sobre

la cual apoyarse. El lecho de zanja debe ser igual a DN/4 con un máximo de 150



mm debajo del tubo y 75 mm debajo del acople; es importante que si el suelo del

fondo de zanja es inestable o blando, se coloque y debe estar formado de un

material adecuado para ofrecer apoyo continuo y uniforme de la tubería. De no

ser así, puede ser necesario incrementar la profundidad de la capa del lecho para

obtener el soporte longitudinal adecuado.

5.4.2.3 Material de Relleno

Los materiales de relleno son importantes desde el punto de vista suelo-tubería,

ya que garantizan la obtención de un buen sistema. En general los materiales de

relleno se clasifican en diferentes categorías, pero los recomendados son los SC1

y SC2, ya que son los más fáciles de usar y precisan menos esfuerzo de

compactación. La descripción de estas categorías se pueden observar en la Tabla

5-2.

Tabla 5-2 Materiales de relleno. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010)

En general los materiales SC1, debido a su bajo contenido de arenas y

componente finos proporcionan un máximo soporte del tubo para una cierta

compactación. Además, la alta permeabilidad de estos materiales puede ayudar

en el control del agua, es preferible utilizarlos para lechos en roca con frecuente

presencia de agua, aunque se debe considerar la migración de componentes finos

de materiales adyacentes hacia el material de gradación abierta SC1 cuando se

prevé la presencia del nivel freático.



Los materiales SC2, una vez compactados, proporcionan un nivel relativamente

alto de apoyo para el tubo. Sin embargo los grupos de gradación abierta pueden

permitir la migración y deben ser controlados para determinar su compatibilidad

con los materiales adyacentes.

Por su parte los materiales SC3 y SC4 requieren altos niveles de esfuerzo de

compactación y el contenido de humedad debe estar cerca de los valores óptimos

para lograr la densidad requerida, razón por la cual son menos recomendados.

Independiente de estas categorías y sin importar si el suelo de relleno es de

cantera o no, se deben aplicar las siguientes restricciones:

1. Para el tamaño máximo de las partículas en la zona del tubo, es decir hasta

300 mm sobre la clave del tanque, se deben respetar los límites

establecidos en la Tabla 5-3

Tabla 5-3 Máximo tamaño de partículas. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010)

2. Los terrones de tierra no deben ser de un tamaño mayor al doble del

tamaño máximo de las partículas.

3. No se debe utilizar material congelado.

4. No se debe utilizar material orgánico.

5. No se debe utilizar materiales de escombros.

En general hay dos configuraciones estándar que se recomiendan para el relleno,

la primera de ellas depende de las características del suelo nativo, los materiales

de relleno, la profundidad a la que se debe enterrar el tubo, las condiciones de

sobrecarga, la rigidez del tubo y las condiciones bajo las cuales operara; por otro

lado, la segunda configuración es utilizada generalmente para aplicaciones de

baja presión (PN<10bar), carga por tráfico liviana y en casos de presión negativa

limitada.



Instalación tipo1

Este tipo de instalación tiene como procedimiento rellenar la zona de la tubería

(hasta 300 mm) sobre la clave del tubo con el metrial especificadoy compactado

según los niveles requeridos.

En general se utiliza para aplicaciones de baja presión (PN<1bar), sin cargas por

tráfico y en algunos casos no es necesario compactar los 300 mm sobre la clave

del tubo.

Figura 5.17 Instalación tipo 1. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010)

Instalación tipo 2

Por su parte la instalación tipo 2 rellena hasta un 60% del diámetro del tubo con el

material de relleno especificado, compactando hasta los niveles indicados y del

60% hacia los 300 mm sobre la clave del tubo con el otro material de relleno.

Este tipo de instalación no es adecuada para situaciones de cargas por tráfico

pesado.



Figura 5.18 Instalación tipo 2. (Fuente: AMITECH & O-TEK, 2010)

5.5.3 Aplicaciones de Tanques AmiStorm

Este tipo de tecnología ha sido aplicada en diferentes países del mundo. Algunos

proyectos en los cuales se utilizaron los tanques de tormenta se describen a

continuación:



Figura 5.19 Tanque de tormenta en Langgöns- Alemania. (Fuente: AMITECH, 2010)

NOMBRE DEL PROYECTO:

Comunidad/País:

Ubicación Amiantit

Descripción:

Aplicación: Aguas lluvias

Medio transportado Agua cruda

Presión de trabajo 1 bar

Tipo de proyecto Instalación nuevaEstándares

demandados/especifica

ciones/aprobaciones DIN 14364 DIN EN 1610

Requerimiento especial

en el sistema de

tuberías

Protección a flotabilidad; rápida

instalación; construcción especial;

solución individual

Valor del proyecto en

dólares (US$) US$ 509.200

Sistema de tubería seleccionado:GRP

Es liviano

Propietario del proyecto

Consultor/Ingeniero:

Contratista:

10000

FLOWTITE enganche estándar

Ninguno

Tipo:

Profundidad (m)

Tipo de suelo naturalTipo de suelo de

relleno/compactación

Duración del proyecto

Año de inicio/fin

1.5 meses

2008

Detalles de instalación

Zanja abierta

2

Suelo clase G3

Suelo clase G1 y G2

Presión PN min/max (bar)

Rigidez SN min/max (bar)

Tipo de unión

Accesorios utilizados

2700

1

Herzog, Marburg

Detalles de la tubería-materiales:

170Longitud total de la tubería (m):

Diámetro DN min//max (mm)

Sistema de desbordamiento de aguas lluvias en Langgöns

¿Por qué nuestro producto?Alta vida del producto;

instalación fácil y rápida;

económico

ASV, Schotten

ASV, Schotten

Tanque enterrado de GRP para almacenamiento en autopista, con una capacidad de

almacenamiento de 800 m3, originalmente ofrecido en concreto.

Alemania/Langgöns

AMITECH Alemania



Figura 5.20 Tanque de tormenta en Lübbenau- Alemania (Fuente: AMITECH, 2010)


Comunidad/País:

Ubicación Amiantit

Descripción:




Tipo de proyecto Instalación nueva

Estándares


ciones/aprobaciones

DIN 14364 DIN EN 1610


Es liviano

Propietario del proyectoConsultor/Ingeniero:

Contratista:

5000

Tipo:

Profundidad (m)

Tipo de suelo natural

Tipo de suelo de



Año de inicio/fin

1 mes

2009

Diámetro DN min//max (mm) 2500

Presión PN min/max (bar) 1



Zanja abierta

5.5

Suelo clase G2

Suelo clase G2

Kaufland Logistik GmbH, LübbenauMeinberg + Meinberg Planungs-und Projektsteuerungsgesellschaft

STRABAG AG Berlin-Brandenburg, Niederlassung Lübben


Longitud total de la tubería (m): 255

Sistema de desbordamiento de aguas lluvias en Lübbenau (1.200 m3)

Alemania/Lübbenau

AMITECH Alemania

Sistema de desbordamiento de aguas lluvias de 1.200 m3

¿Por qué nuestro producto?

Alta vida del producto;

instalación fácil y rápida;

económico; menos

mantenimiento como

resultado de efecto de auto

limpiado



Figura 5.21 Tanque de tormenta en Warsaw- Polonia. (Fuente: AMITECH, 2010)


Comunidad/País:

Ubicación Amiantit

Descripción:




Tipo de proyecto Instalación nueva

Estándares


ciones/aprobaciones

AT-2002-1285-04

Requerimiento especial

en el sistema de

tuberías

Estanqueidad y gran capacidad de

retención de aguas lluvias

Valor del proyecto en

dólares (US$)US$ 1.340.000


¿Otros materiales utilizados

en este proyecto?Tuberías en policreto Meyer DN 400

Liviano

Resistencia a la corrosión

Características de flujo

Propietario del proyecto

Consultor/Ingeniero:

Contratista:

10000

FLOWTITE enganche estandar

Pozos de inspección

Tipo:

Profundidad (m)

Tipo de suelo natural

Tipo de suelo de


Mediciones de calidad

durante la instalación


Año de inicio/fin

Resumen La mayor instalación en Polonia para tanques de retención, hecha de tuberías FLOWTITE GRP DN 3000 mm

Arena media, 98% Proctor

6 meses

2009

¿Por qué nuestro producto?

Tipo de unión

Accesorios utilizados

DN 3000 mm pruebas de estanqueidad al tanque de retención

Diámetro DN min//max (mm) 200/300

Presión PN min/max (bar) 1



Zanja abierta

5

Arena media

ZDM Warsaw

AZET Sp. Z o.o., Warsaw

Pol-Aqua, Piaseczno


Longitud total de la tubería (m): 1.766

Calle Wilanowska Warsaw

Warsaw, Polonia

AMITECH Polonia

Instalación de un tanque de retención de aguas lluvias de diámetro (DN) 3000 mm en la calle Wilanowska en



5.5 TANQUES XERXES CORPORATION

Xerxes Corporation es una compañía norteamericana líder en el diseño y

fabricación de productos en GRP de alta calidad y costo efectivos que ayudan a

proteger la relación entre el hombre y el medio ambiente.

Ofrece una variedad de tanques tanto para almacenamiento de aguas lluvias

como de aguas negras, agua para irrigación y aguas para protección de fuego,

entre otras muchas aplicaciones.

Figura 5.22 Tanque Xerxes Corporation. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

5.5.1 GUÍAS DE INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DE LOS TANQUES

Por medio de su gran experiencia en una amplia variedad de situaciones cada

fabricante de tanques de almacenamiento en GRP, establece manuales o guías

de instalación, por medio de los cuales el propietario debe guiarse en el proceso

de instalación de los tanques. Es de gran importancia leer y aplicar estos

requerimientos de una manera detallada hasta que las condiciones así lo

permitan, pues el éxito de la instalación de estos tanques radica en el correcto uso



de los manuales de instalación que me permita cumplir con requerimientos de

separación de tanques, tipos de relleno, excavación, entre otros.

Teniendo en cuenta el manual de instalación de los tanques (XERXES

CORPORATION, 2013) se realizará una detallada descripción de los

requerimientos para la instalación de los tanques que esta compañía ofrece en el

mercado, teniendo en cuenta que este sistema de almacenamiento funciona como

un tanque cilíndrico distinto al sistema modular de Amitech, mostrado

anteriormente.

5.5.1.1 Manejo y disposición de los tanques

Este aspecto es de gran importancia para el éxito de la instalación de los tanques,

pues de realizarse una mala manipulación se pueden agrietar o romper antes de

entrar en uso.

Antes de que el tanque sea descargado o localizado en el sitio de instalación se

debe realizar visualmente una inspección de la superficie exterior del tanque para

estar seguros que no haya daños por el transporte o manejo de éste,

particularmente grietas o raspaduras.

Los tanques deben ser movidos por levantamiento y ajuste únicamente, éstos no

se pueden rodar o arrastrar, a pesar de lo pesados que pueden ser. Para esto se

deben utilizar las agarraderas de levantamiento que vienen provistas con el

tanque, distribuyendo las cargas de levantamiento de igual forma entre éstas.

Cuando se está levantando el tanque y se usan varias agarraderas, el ángulo que

forma cuando se cuelga del levantamiento nunca debe exceder 30°, tal como se

observa en la Figura 5.23



Figura 5.23 Agarraderas de levantamiento del tanque. (XERXES CORPORATION, 2013)

Algunos tanques son rotados en el camión para propósitos de trasporte, estos

tanques tienen agarraderas de levantamiento extra para ayudar en el proceso de

carga y descarga. Para descargarlos se usan las agarraderas que están situadas

en la parte superior del tanque en su posición rotada. Para instalarlo se debe rotar

cuidadosamente el tanque para que quede en su posición vertical y luego usar

todas las agarraderas situadas en la parte superior del tanque en su posición

vertical.

Cuando el tanque no es rotado, es decir que está en posición vertical se usan

todas las agarraderas de levantamiento para descargar e instalar el tanque. Esto

se puede evidenciar en la Figura 5.24.



Figura 5.24 Diferentes posiciones del tanque para levantamiento. (XERXES CORPORATION, 2013)

Se debe tener en cuenta que en ningún momento el tanque se debe envolver con

una cadena o cable alrededor de él, así como tampoco cuando se asegure el

tanque en el suelo; de ser necesario se utilizan cuerdas guías para mover el

tanque.

Cuando el tanque está ubicado temporalmente sobre el suelo en el sitio de

instalación se debe seleccionar una superficie lisa y sólida donde se apoyará, la

cual deberá estar limpia de piedras grandes, basuras y escombros. Igualmente el

tanque se debe rotar y cubrir el cuello para evitar que el agua ingrese al tanque, tal

como se observa en la Figura 5.25.

Debido al gran peso y área superficial del tanque, éste podría rodar en una

superficie con pendiente y podría ser empujado por el aire, por lo que es necesario

siempre acuñar el tanque y amarrarlo si se esperan grandes vientos, teniendo en

cuenta lo expuesto anteriormente que no se deben utilizar cuerdas ni cadenas.



Figura 5.25 Correcta posición del tanque en el suelo. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

5.5.2 REQUERIMIENTOS DE EXCAVACIÓN

El proceso de excavación requiere de una serie de precauciones al momento de

retirar el material del sitio de instalación. Algunas de ellas son, por ejemplo:

Localizar y proteger cualquier instalación cerca a la excavación antes de

iniciarla.

Proteger los muros de la excavación.

Prevenir la exposición a humos peligrosos.

Evitar peligros asociados con acumulación de agua en la excavación.

Levantar barricadas para evitar vehículos no autorizados o tráfico

peatonal.

Inspeccionar mínimo una vez al día la excavación y el área circundante

durante todo el proceso de instalación.

Las dimensiones mínimas de holgura son importantes para la exitosa

instalación de los tanques, en algunas ocasiones holguras adicionales

pueden ser requeridas debido a otras regulaciones.

5.5.3 EXCAVACIÓN Y LOCALIZACIÓN DEL TANQUE

El tamaño de la excavación es determinado por el número de tanques a ser

instalados y el tamaño de éstos.



La localización de un tanque puede estar afectada por la localización de una

estructura cercana, por lo que es de gran importancia seleccionar adecuadamente

el lugar de instalación del tanque para evitar socavación de la cimentación de la

estructura existente o de nuevas estructuras a ser construidas.

La forma de comprobar el lugar de instalación del tanque en relación a una

estructura cercana es hacer lo siguiente:

Determinar la altura necesaria para enterrar el tanque.

Localizar el pie de la estructura a ser considerada.

Determinar la línea que caería dentro del suelo formando un ángulo de 45°,

la cual es dibujada desde la esquina(s) del pie de la cimentación hacia

abajo, como se muestra en la Figura 5.26

Figura 5.26 Lugar de instalación del tanque. (Fuente:XERXES CORPORATION, 2013)

Teniendo claro lo anterior, se debe asegurar que las fuerzas realizadas hacia

abajo por los cimientos y soportes de las estructuras cercanas no sean trasmitidas

a los tanques. De manera que el tanque no deberá quedar dentro del área

sombreada dibujada por la línea de 45° desde el pie de la cimentación. Si el

tanque cayera dentro de esta área sombreada se debe realizar alguno de los

siguientes procedimientos para asegurar que el tanque no caiga en esta área:

Mover el tanque lejos del edificio existente.

Mover la cimentación del edificio a ser construido lejos del tanque.

Profundizar el pie de la cimentación planeada del edificio.



5.5.4 ALTURA DE EXCAVACIÓN

La altura de excavación es determinada por:

Condiciones de agua subterránea

Tráfico en el sitio

Excavación base

Códigos y regulaciones

Las aguas subterráneas deben ser consideradas si el nivel de agua en el suelo

puede subir el fondo del tanque en algún momento durante la vida útil de éste.

Las cargas de tráfico son consideradas en carreteras de vehículos por encima de

H-20 u HS-20 definidas en las especificaciones estándar de la AASHTO.

La excavación debe permitir 12 pulgadas de relleno entre el fondo del tanque y el

fondo de la excavación o la cima de la losa de anclaje, (O cualquier otro material

estabilizante usado). Típicamente una altura de lecho adicional no es requerida

para el uso de un sistema de anclaje.

5.5.5 ALTURA DE CUBIERTA

Es recomendable que cada sitio sea evaluado a fondo por un aumento potencial

en el agua local o agua atrapada, de manera que se tenga un apropiado sistema

de anclaje y sobrecarga para compensar flotabilidad del tanque en esta condición.

De no proporcionarse suficiente sobrecarga o un apropiado sistema de anclaje

puede causar la falla del tanque o resultar en daños para las propiedades

alrededor.

En una instalación donde no se presenten condiciones de carga, se debe asegurar

que el área encima del tanque no está sometida a tráfico u otro tipo de cargas, las

cuales pueden causar daño del mismo.

La altura de cubierta para condiciones de tráfico y no tráfico se muestran en la

siguiente tabla:



Tabla 5-4 Alturas de cubierta para condiciones tráfico y no tráfico. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

La máxima profundidad para tanques estándar es de 7 pies sobre la cima del

tanque; sin embargo los tanques pueden ser diseñados para estar enterrados más

profundamente.

5.5.6 ESPACIAMIENTO DE TANQUES

Los espaciamientos tienen unos requerimientos especiales, ya que deben permitir

que el muerto sea establecido fuera de la sombra del tanque. Estos deben ser

cambiados de acuerdo a la necesidad de acomodar el muerto o anclaje fuera del

área sombreada.



Figura 5.27 Espaciamiento de tanques. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

5.5.6.1 Espaciamiento en condiciones de suelo estable “IN SITU”

Como se puede observar en la Figura 5.28, el espacio mínimo entre la pared

lateral del tanque y el lado de la excavación deber ser de 18 pulgadas.

Figura 5.28 Espacio mínimo de separación en condiciones de suelo estable. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

Igualmente si dos o más tanques son instalados en el mismo hueco de excavación

se debe permitir por los menos 18 pulgadas de espaciamiento entre los tanques.



Por otro lado si dos o más tanques son instalados en el mismo hueco y se utilizan

los muertos de concreto, el espacio entre los tanques deber ser igual o más

grande que 2 veces el ancho del muerto; típicamente este espacio es de 24

pulgadas para tanques de diámetro de 8pies y menores, 36 pulgadas para

tanques de diámetro de 10 pies y 72 pulgadas para tanques de diámetro de 12

pies.

5.5.6.2 Espaciamiento en condiciones de suelo inestable “IN SITU”

Si el suelo tiene menos de 750lbs/sq.ft de cohesión calculada por medio de una

prueba de compresión inconfinada o el suelo tiene una capacidad portante última

de menos de 3,500lbs/sq.ft o donde el suelo no mantendrá un muro vertical, la

excavación debe permitir un espacio mínimo igual a la mitad del diámetro del

tanque entre el muro de excavación y el lado del tanque, así como con la tapa del

extremo del tanque; para mejorar la resistencia lateral.

Figura 5.29 Espacio mínimo de separación en condiciones de suelo inestable. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

Estabilizar materiales como una losa de concreto reforzado puede ser requerida

bajo el tanque como una cimentación adicional a la del lecho de 12 pulgadas en

una excavación donde el fondo es inestable.

El espaciamiento entre los tanques adyacentes debe ser por lo menos de 18

pulgadas y de igual forma que el caso anterior, si se utilizan muertos de concreto



el espacio entre los tanques deber ser igual o más grande que 2 veces el ancho

del muerto.

5.5.7 INSTALACIÓN DE TANQUES.

En el proceso de instalación de tanques se debe tener bastante precaución para

realizar de manera correcta el procedimiento recomendado. De manera que todo

el volumen excavado debe ser reemplazado con material de relleno aprobado

como se verá más adelante y éste no deberá mezclarse con arena o material “in

situ”, así como tampoco se debe utilizar el material “in situ” como material de

relleno. La instalación se realiza teniendo en cuenta si es en pozo seco o en pozo

húmedo, tal como se explica a continuación:

5.5.7.1 Instalación en pozo seco

Para realizar la instalación en pozo seco se debe localizar y preparar el sitio de

excavación de acuerdo con los requerimientos que ésta exige, y sí dos o más

tanques van a ser instalados en el mismo pozo de excavación, se deben seguir las

instrucciones de espaciamiento de tanques que se explicó en la Sección 5.6. Una

vez se ha preparado el sitio de instalación se debe remover todo el material suelto

producto de la excavación. De ser necesario se puede utilizar material de relleno

primario para subir el nivel del fondo de la excavación, teniendo en cuenta que

debe utilizarse un geotextil para separar el material de relleno primario del material

"in situ" o de otros materiales de relleno. En este punto debe instalarse el muerto

de concreto para el anclaje. Si el muerto de concreto va a ser ubicado por debajo

del nivel del fondo del tanque, éste debe ser ubicado antes de hacer el relleno.

Luego de esto se debe preparar un relleno de 12 pulgadas de espesor con

material primario en el fondo de la excavación.

Si la excavación tiene condiciones de suelo blando o si se presentan dificultades

para controlar la acumulación del agua, se acepta incrementar el espesor del

relleno de fondo a 18 pulgadas y ubicar el anclaje del tanque 6 pulgadas por

debajo del fondo de la excavación (cama de material) o 9 pulgadas para muerto de

tanque de 10 pies de diámetro. En seguida se debe ubicar el tanque o los tanques

sobre la cama de relleno (fondo del relleno). Si se han ubicado los muertos de

concreto, se deben centrar los tanques entre ellos.

Se deben alinear los tanques con los anclajes para determinar apropiadamente la

ubicación de las correas de anclaje. A continuación se deben instalar las correas,



apretarlas hasta que estén ajustadas sobre las costillas del tanque, sin que cause

deflexión en éste. Todas las correas deben estar apretadas uniformemente; si una

llega a quedar muy corta o si no está ajustada suficientemente en el tensor, el

tanque o el anclaje del tanque deben reubicarse, agregando o removiendo

material de relleno hasta que las correas estén instaladas apropiadamente.

Después de que las correas estén instaladas y apretadas, se debe tomar la

medida del diámetro del tanque para chequear la deflexión.

Se debe ubicar aproximadamente 12 pulgadas de relleno alrededor del fondo del

tanque entre las costillas. Es recomendable utilizar una varilla de apisonamiento

no metálica suficientemente larga para empujar el material bajo el cuerpo del

tanque, tal como se observa en la Figura 5.30.

Figura 5.30 Correcta instalación de relleno alrededor del tanque. (Fuente: XERXES CORPORATION,

2013)

A continuación se debe repetir el anterior procedimiento, con un relleno primario

de 12 pulgadas. Después de realizar este segundo procedimiento, se debe

rellenar hasta la parte superior del tanque, así como también se debe realizar un

relleno uniforme a los dos lados del tanque, de manera que éste no se desplace

durante el procedimiento del relleno.

Se debe compactar el relleno para eliminar todos los vacíos existentes debajo del

tanque, si llega a existir algún vacío debajo del tanque o el tanque se ha

desplazado (y el relleno está por encima de ¼ del diámetro del tanque), es

necesario remover y reinstalar el tanque. Durante el proceso de relleno, es

aconsejable continuar chequeando la deflexión del tanque.

Después de que el relleno se ha realizado hasta la parte superior del tanque, se

debe tomar otra medida del diámetro y así se determinará si la deflexión está

dentro de los límites permitidos, presentados en la Tabla 5-5



Tabla 5-5 Deflexión permitida en los tanques. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

Si debe realizarse alguna prueba adicional o instalar alguna tubería, desfogue o

sumidero de contención, este es el momento adecuado para realizarlo.

Se debe continuar rellenando hasta la rasante o subrasante si se va a instalar

concreto reforzado o asfalto. Cuando el relleno esté hasta la subrasante se debe

tomar la última medida del diámetro. Haciendo la diferencia entre la primera

medida realizada y ésta se obtiene la deflexión del tanque. A continuación se

instala el concreto reforzado o el asfalto si va a ser utilizado, cumpliendo con el

mínimo especificado en la profundidad de cubierta.

Todo el relleno que no esté compactado, debe compactarse con un vibrador

guiado a mano, con un compactador manual o con un compactador mecánico.

5.5.7.2 Instalación en pozo húmedo

Para la instalación en pozo húmedo se deben seguir las instrucciones de

instalación en pozo seco con las siguientes modificaciones:

Antes de remover todo el material suelto producto de la excavación, se debe

bombear el agua del sitio excavado y continuar bombeando para conservar el nivel

de agua mínimo durante la instalación del tanque, tratando de mantener el nivel

del agua por debajo de la parte superior de los materiales de la cama hasta que el

tanque pueda ser completamente rellenado y balanceado. A continuación se sigue

el proceso de instalación del pozo seco, hasta que sea el momento de instalar el

muerto de concreto para el anclaje, ya que en condiciones de niveles altos de

agua los métodos de anclaje no son posibles. Luego de esto se debe preparar un

relleno de 12 pulgadas de espesor con material primario en el fondo de la

excavación.



En condiciones de niveles altos de agua, en donde no es posible mantener el nivel

del agua debajo de la parte superior de la cama de material de relleno durante la

instalación, se debe balancear el tanque parcialmente para ubicar firmemente éste

en la cama de material de relleno y para evitar la flotación.

El nivel de balanceo del tanque debe ser menor que el material de relleno o menor

de 12 pulgadas por encima del nivel de agua en el pozo, tal como se muestra en la

Figura 5.31. Es necesario balancear el tanque una vez el relleno está en la parte

superior de este y a continuación se realiza el mismo procedimiento de pozo seco.

Figura 5.31 Nivel de balanceo del tanque. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

5.5.8 MATERIAL DE RELLENO

Los tanques deben ser instalados usando relleno primario hasta al menos el 75%

del diámetro del tanque y relleno secundario encima del relleno primario; usando

piedras redondeadas o aplastadas como material de relleno primario. Si se utiliza

un material de relleno distinto al especificado puede causar una falla o daño en el

tanque.



Figura 5.32 Ancho de zanja estándar. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

5.5.8.1 Relleno primario

El material debe ser limpio y libre de suciedad, arenas, piedras grandes, raíces,

escombros, materiales orgánicos, hielo y nieve. El material de relleno no debe

estar congelado o contener grumos de hielo en cualquier momento durante la

instalación.

Una característica importante de un buen material de relleno es su dureza o

estabilidad cuando es expuesto al agua o a cargas. Muchos materiales no tienen

problema encontrando la dureza requerida, por esto materiales como calizas

suaves, areniscas, conchas de mar o esquistos no deberán ser utilizados como

material de relleno porque estos pueden romperse con el tiempo.

Las piedras redondeadas que se seleccionan deben guiarse a la especificación de

la ASTM C-33, números de tamaño 6, 67 y 7. Cuando se usan piedras aplastadas,

ellas deben ajustarse a las especificaciones de la ASTM 33, números de tamaño 7

u 8, tal como se muestra en la Figura 5.33.



Figura 5.33 Tamaños de relleno. (Fuente: XERXES CORPORATION, 2013)

5.5.8.2 Relleno secundario

Al igual que el material de relleno primario este material debe ser limpio y libre de

suciedad, arenas, grandes piedras, raíces, escombros materiales orgánicos, hielo

y nieve. Así como tampoco debe estar congelado o contener grumos de hielo en

cualquier momento durante la instalación.

El material debe ser compactado para lograr un mínimo de densidad del 85% del

proctor estándar, teniendo en cuenta que no se deben usar compactadores tipo-

estiba sobre la parte superior del tanque.

Las especificaciones para el material de relleno secundario y compactación sobre

la tela de filtro se pueden determinar por los requerimientos de la tubería, la losa

de la superficie o la vía.

Algunos ejemplos de material de relleno secundario aceptable son los siguientes:

Relleno nativo limpio.

Arena gruesa o grava.

Un 100% de todo el material de relleno debe pasar a través de un tamiz de 1”.

Igualmente se debe instalar una capa de geotextil en tela de filtro sobre la toda

superficie del material de relleno primario antes de que el material de relleno

secundario sea instalado. Este geotextil debe traslapar el tanque y la superficie

de excavación a un mínimo de 12”.



5.5.9 TELA GEOTEXTIL

La tela de geotextil permite el paso de agua dentro y fuera de la excavación pero

previene la migración y mezcla de suelo in situ y de material de relleno. El geotextil

ayuda a preservar la integridad del relleno seleccionado que rodea y soporta el

tanque, por lo que es importante determinar si es apropiado utilizar un geotextil o

una técnica alternativa de filtración.

Usar una tela de geotextil es considerado una buena práctica de instalación por lo

que se recomienda utilizarla en cualquier instalación, pero especialmente cuando

el tanque se instala en las siguientes condiciones:

Áreas con condiciones de agua subterránea cambiantes o áreas sujetas a

fluctuaciones.

Suelos inestables.

Condiciones de agua con suelo in situ (limo).

La película de polietileno no es considerada como un material geotextil efectivo

porque se puede rasgar o degradar mientras está en funcionamiento.

Si se utiliza geotextil, el material de la cama de fondo debe quedar ubicado sobre

el geotextil, de manera que se aísle del suelo natural.



6 EQUIPAMIENTO DE LOS TANQUES DE TORMENTA.

Los tanques de tormenta se instalan con una serie de equipos que optimizan el

funcionamiento de éstos y permiten un control del sistema. Dependiendo de su

aplicación estos equipos se pueden dividir en:

EQUIPOS DE REGULACIÓN DE CAUDAL.

Tipo Vórtice.

Tipo Compuerta.

Tipo Flotador

EQUIPOS DE LIMPIEZA.

Limpiadores basculantes.

Compuertas de limpieza.

Sistemas de Limpieza mediante vacío.

Limpiadores giratorios a chorro.

TAMICES Y PANTALLAS DEFLECTORAS ANTIFLOTANTES.

CLAPETAS ANTIRETORNO Y ANTIMAREA.

EQUIPOS DE DESODORIZACIÓN.

EQUIPOS DE CONTROL Y CIRCUITOS DE AGUA.

Cada uno de estos equipos debe ser diseñado para las necesidades específicas

de cada tanque, pues dependiendo de la capacidad de almacenamiento y de la

zona de ubicación su dimensionamiento es el adecuado.

6.1 EQUIPOS DE REGULACIÓN DE CAUDAL.

Son elementos utilizados para controlar el caudal de salida de los tanques de

tormenta cuando el vaciado se realiza por gravedad.

La regulación puede realizarse principalmente mediante válvulas vórtice o

compuertas murales, la elección depende del caudal a regular y de la sección libre

que se tenga.



6.1.1 Válvulas tipo Vórtice

Las características principales de este tipo de válvulas, teniendo en cuenta la

información comercial de la empresa Española Hidrostank experta en diseños de

tanques de tormenta (Hidrostank-1, 2010), son:

Regulación de pequeños caudales con una gran sección de paso libre,

minimizando el riesgo de atasco.

No tiene partes móviles.

No requiere aporte de energía.

Válvula fabricada en acero inoxidable por lo que tiene una máxima

durabilidad bajo condiciones de operación.

Dispone de una brida local para su conexión, un tubo de entrada, el cuerpo

de la válvula, una tapa de metacrilato para su inspección y una salida

modificable para futuras variaciones de caudal.

Figura 6.1 Válvula tipo vórtice (Fuente: Hidrostank-1, 2010)

Existen distintos modelos y dimensiones para abarcar diferentes rangos de

caudales.

Los reguladores de caudal tipo vórtex limitan el caudal en función de la altura de

agua, quiere decir que en la medida en que crezca la profundidad del agua en el

tanque o tubería, la válvula empezará a cumplir su función de sacar el caudal de

forma regulada. Esto quiere decir que en tiempo seco debe dejar pasar toda el

agua residual a través de ella, sin ninguna regulación. Al producirse una tormenta

y aumentar el caudal de agua de llegada, el nivel de agua retenida debe ir

subiendo aguas arriba del regulador, quedando aire atrapado en la parte superior

de éste, allí el aire sufrirá una compresión antes de que por la geometría del



regulador se provoque un vórtice en el agua que provocará una disminución del

caudal sin reducir la sección de paso (Hidrostank-1, 2010).

La compresión del aire produce un retardo en la creación del torbellino, es decir

retarda el inicio de la regulación.

Al seguir aumentando el caudal de entrada, aumentará el nivel de agua hasta que

se alcance el punto de operación del mismo, punto que se diseña al igualarse el

caudal que entra con el caudal que se deja pasar por el regulador más el caudal

que se alivia.

Al finalizar la entrada de agua, el nivel comienza a descender por el cuerpo de la

válvula hasta el momento que comienza a entrar aire al regulador y el vórtice se

destruye, provocándose un aumento repentino del caudal favoreciendo la limpieza

de las tuberías aguas arriba.

Figura 6.2 Curva característica (Fuente: Hidrostank-1, 2010)



Figura 6.3 Válvulas tipo vórtex. (Fuente: AMITECH, 2010)

La válvula no requiere de un mantenimiento permanente. Se debe tener en cuenta

que una vez que se instala y que se encuentra en funcionamiento la válvula, se

recomienda inspeccionar durante las primeras tormentas para verificar su correcto

funcionamiento y que no se estén presentando atascos. Luego de esto se puede

distanciar el tiempo de las inspecciones.

6.1.2 Válvula de Control de Flujo Reg-U-Flo

Las válvulas de control Reg-U-Flo son dispositivos que también utilizan la fuerza

generada por el vórtice para provocar un freno hidráulico que permite una

descarga controlada del caudal (Hidropluviales, 2014). Optimiza los costos del

proyecto pluvial ya que gracias a su eficiencia hidráulica, permite reducir el tamaño

del tanque de tormentas hasta en un 40%.

La tecnología de este tipo de válvulas proviene de Hydro International, una

empresa Británica que ha desarrollado una variedad de equipos para el control del

escurrimiento pluvial y en general para el manejo de los sistemas de drenaje

urbano sostenible. Por otra parte Hidropluviales es una empresa Mexicana que ha

utilizado estos equipos en el continente Americano y será la que aportará

conocimiento en el desarrollo de esta tesis.

La válvula de regulación posee espacios internos abiertos para evitar riesgos de

bloqueos, garantizando una operación sin inconveniente y reduciendo la

necesidad de mantenimientos futuros. El excelente desempeño de éstas y la

instalación de más de 25000 válvulas en el mundo demuestran un mínimo riesgo



en la operación y se convierten en una solución probada para regular el caudal de

los eventos pluviales.

Figura 6.4 Válvula REG-U-FLO (Fuente: Hidropluviales, 2014).

Las válvulas se utilizan para la regulación de caudales y de esta manera evitar

saturaciones en el sistema de drenaje, por medio de una descarga controlada del

caudal, permitiendo entre otras cosas, mitigar las inundaciones es sitios bajos o de

baja pendiente, controlar las descargas de presas o tanques y controlar la

erosión y disipación de energía.

Posee unas ventajas destacables como son la disminución del tamaño del tanque

de retención hasta de un 40%, ahorro en el costo de un proyecto de regulación

hasta de un 50%, auto-activable y sin partes móviles por lo que no requiere de

energía eléctrica. El área de la apertura es 3 a 6 veces más grande que el orificio

equivalente, con lo cual evita obstrucciones, virtualmente libre de mantenimiento.

6.1.2.1 Descripción del funcionamiento

La Válvula de Control Reg-U-Flo opera por medio de principios hidráulicos

simples. El escurrimiento ingresa de forma tangencial en la entrada del equipo, en

condiciones de tiempo seco, la válvula de control trabaja como un orificio grande y

el agua pasa directamente hacia la descarga, tal como se observa en la Figura

6.5.



Figura 6.5 Funcionamiento de válvula en tiempo seco (Fuente: Hidropluviales, 2014).

Cuando el flujo aumenta y llega al punto de caudal de descarga, las altas

velocidades periféricas inician la acción de estrangulación del flujo. Al

incrementarse la carga, la válvula se aproxima al punto de flujo de frenado y

empieza a formarse el núcleo de aire en la espiral del equipo. Conforme la carga

continua aumentando, el núcleo de aire se estabiliza por completo, generando el

vórtice, y la descarga de la válvula se reduce a la de un orificio de menor tamaño,

tal como se observa en la Figura 6.5.

Figura 6.6 Funcionamiento de válvula en tiempo de lluvias (Hidropluviales, 2014).

La válvula optimiza el control de flujo permitiendo mayores tasas de descarga con

una menor carga comparada con otras soluciones convenciones de regulación.

Las curvas de carga/flujo, que se observan en la Figura 6.7, muestran el

comportamiento de la válvula Reg-U-Flo en comparación con un orificio

tradicional.



Figura 6.7 Curva de carga Vs flujo (Fuente: Hidropluviales, 2014).

6.1.2.2 Diseño de válvulas

Existen principalmente dos series de válvulas de control, sobre las cuales se

pueden ajustar las aplicaciones y restricciones de diseño, la Tabla 6-1 puede

servir como una guía para la selección de la válvula pero no quiere decir que no

se puedan fabricar en otros tamaños, es más puede fabricarse en cualquier

diámetro especificado.

Tabla 6-1 Tabla de diseño de válvula de control de flujo REG-U-FLO (Fuente: Hidropluviales, 2014)

Algunos accesorios opcionales para las válvulas de control son:



Compuerta giratoria para By-pass (Figura 6.8): Acceso para mantenimiento en el tubo de descarga

Figura 6.8 Compuerta giratoria para By-pass (Fuente: Hidropluviales, 2014)

Respaldo curvo (Figura 6.9): Para permitir montaje empotrado en la pared de un registro redondo.

Figura 6.9 Respaldo curvo (Fuente: Hidropluviales, 2014)

Palanca supresora de vórtice (Figura 6.10): Elimina el núcleo de aire para crear un By-Pass de emergencia.



Figura 6.10 Palanca supresora de vórtice (Fuente: Hidropluviales, 2014)

Algunas configuraciones comunes en pozos de inspección son las siguientes (Figura 6.11):

Figura 6.11 Diferentes configuraciones de pozos (Fuente: Hidropluviales, 2014)

6.1.3 Válvulas tipo Flotador

Las características principales de este tipo de válvulas teniendo en cuenta (Ayesa

Iturralde, 2014) son:

Curva de descarga vertical.

Tamaño compacto.

No requiere energía eléctrica.

Caudal constante, independientemente del nivel de agua.



Los mecanismos de control no se encuentran sumergidos en el agua.

Auto detección y eliminación de atascos.

Instalable en todo tipo de cámaras, mediante un adaptador.

Figura 6.12 Válvula tipo flotador. (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)

El funcionamiento de las válvulas tipo flotador es el siguiente:

En tiempo seco la placa de entrada y salida se encuentran completamente

abiertas, permitiendo así el paso de todo el caudal que llega.

Figura 6.13 Placa de entrada (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)



Durante el evento de lluvia o tormenta, el nivel de agua crece, excediendo

un determinado valor y es allí cuando el regulador entra en funcionamiento.

Figura 6.14 Placa de entrada regulando (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)

El flotador mueve la placa de control de entrada para mantener un flujo

constante, y al mismo tiempo la placa de control de salida se mueve hacia

su posición normal.

El flotador se mueve constantemente, según el nivel de agua y mueve la

placa de control para mantener el caudal constante a través del equipo.

Si llega a presentarse un atasco en la entrada del sistema, el flotador caerá

y la placa de entrada se abrirá completamente. Esto hace que lo que haya

provocado el atasco sea transportado por la corriente de agua.

Por el contrario, si el atasco se llega a presentar en la placa de salida, el

flotador subirá hasta su posición normal, haciendo que la placa de salida se

abra completamente y el atasco salga.

Si el atasco ocurriera en el cuerpo del regulador, antes de llegar a la placa

de salida, el nivel de agua crecerá en el interior del regulador. Esto haría

que automáticamente el flotador se elevara y se abriera completamente la

placa de salida. Una vez liberado el atasco, el empuje del agua hará que el

equipo vuelva a su posición de regulación.



Figura 6.15 Caudal en la salida (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)

6.1.4 Válvulas de compuertas murales

Estas válvulas se utilizan para caudales de paso mayores que las válvulas de

vórtice, siempre que la sección de paso sea lo suficientemente grande para evitar

atascos.

Están conformadas por un soporte anclado a la pared por el que se desliza la

tajadera que delimita la sección de paso. Entre el soporte y la tajadera se dispone

de una junta que garantiza la estanqueidad a cuatro lados en caso de un cierre

total o a tres lados cuando el cierre no es total. La tajadera sube o baja a través

de un husillo y su accionamiento puede ser manual o motorizado.

Figura 6.16 Ejemplos de compuertas murales (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)



Las compuertas de accionamiento manual se utilizan cuando la regulación no es

en continuo, de esta manera se determina la apertura de la compuerta para

conseguir un caudal a una determinada altura. Si es necesario modificar el caudal

de salida del tanque se procederá a aumentar o disminuir la apertura de paso

según lo que se requiera, aumentar o disminuir el caudal de salida del tanque,

este procedimiento se realiza manualmente.

Por su parte las compuertas motorizadas funcionan a través de un motor eléctrico

y dentro de ellas existen distintos tipos en función del grado de automatización del

sistema.

Sin regulación automática: Están compuestas de un motor que se acciona

cada vez que se quiere variar el caudal a regular, su accionamiento se

realiza in situ o a distancia a través de telecontroles.

Con regulación discontinua: La actuación sobre ellas no es en continuo,

disponen de un posicionador de apertura. Actúan ajustando la apertura en

el momento en el que comienza la tormenta a un valor prefijado y el cual se

puede actualizar en función de los requerimientos futuros.

Con regulación continua: Son las más complejas y su motor está

sobredimensionado respecto a las anteriores, disponen de un posicionador

de apertura en función de la altura de agua existente en el canal central y

su fin es conseguir un caudal constante. Este tipo de compuertas están

conectadas a un equipo de control que procesa la apertura(la sección de

paso), la altura de agua y calcula el caudal.

De acuerdo con (Hidrostank-2, 2014), las compuertas se fabrican para las

siguientes secciones de paso estándar:



Figura 6.17 Secciones de paso estándar para compuertas murales (Fuente: Hidrostank-2, 2014)

6.2 EQUIPOS DE LIMPIEZA.

Es de gran importancia que se realice un proceso de limpieza del tanque

inmediatamente después del evento de lluvia en el que el agua ha transportado

una gran cantidad de sedimentos sólidos y flotantes, que han quedado retenidos

en el interior del tanque, los cuales pueden producir luego de algún tiempo

solidificación y descomposición, que a su vez puede generar problemas de

mantenimiento para el tanque y el resto de los equipos.

Debido a las altas cargas contaminantes que estos sólidos pueden contener, se

pueden presentar problemas de olores y pérdida de salubridad, que no se pueden

aceptar dentro de las instalaciones del tanque y que resulta necesario eliminarlas.

Estos equipos de limpieza pueden dividirse en dos grupos:



Equipos de limpieza mediante el arrastre-barrido: Limpian la cámara o tanque

de retención que ha quedado con desechos por medio de la generación de una

ola de agua que arrastra a su paso toda la sedimentación que se ha producido en

el evento de lluvia (Ayesa Iturralde, 2014). Existen tres tipos de equipos de

limpieza por este método:

Limpiadores basculantes

Compuertas de limpieza

Sistema de vacío

Equipos de limpieza mediante aireación: Mantienen en suspensión la materia

susceptible de sedimentar durante la tormenta, hasta su finalización y vaciado

(Ayesa Iturralde, 2014). En general, se recomienda completar este equipo con uno

de limpieza por arrastre. Existen dos tipos:

Aireador giratorio (Jet cleanner)

Aireador fijo

6.2.1 Limpiadores basculantes.

Los limpiadores basculantes son depósitos que tienen una determinada

capacidad, la cual esta dimensionada en función de la geometría de cada tanque y

de una determinada altura a la que se instala el limpiador. En situación normal

están en posición de equilibrio pero una vez se ha desocupado el tanque y el

limpiador o limpiadores se han llenado hasta la capacidad de agua para la que

están dimensionados, el centro de gravedad cambia y los limpiadores basculan,

generando una ola de agua que barre todos los sedimentos hacia la parte más

baja del depósito (Ayesa Iturralde, 2014).

Por medio de estos limpiadores se evita la limpieza manual del tanque, que puede

resultar además de desagradable, peligrosa. Reduciendo de esta forma,

problemas de tiempo y seguridad.



Figura 6.18 Sistema de limpieza. (Fuente: AMITECH, 2010)

Una vez que se ha realizado el vaciado del tanque se procede a realizar la

limpieza de la cámara de retención y de los canales del mismo, con el objetivo de

evitar una sedimentación acumulada que provoque malos olores y sea más

complicada su limpieza. Los pasos para realizar el correcto procedimiento de

limpieza del tanque de acuerdo con (Hidrostank-3, 2014) son:

1. El agua almacenada provoca la sedimentación en el fondo del tanque; a

través de una sonda de nivel se detecta que éste se ha llenado y es en ese

momento cuando el limpiador se encuentra en su posición de reposo.

Figura 6.19 Posición de reposo del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

2. Una vez que el tanque se ha desocupado la sedimentación se acumula

sobre la solera. El vaciado se detecta por medio de otra sonda de nivel

cuya señal es recogida por el autómata, el cual abre la electro-válvula que

permite el llenado del limpiador auto-basculante.



Figura 6.20 Llenado del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

3. Una vez lleno el limpiador auto-basculante de agua, el punto de gravedad

del conjunto limpiador–agua se desplaza provocando el desequilibrio del

equipo, y de esta forma se libera todo el volumen de agua

instantáneamente. La ola de agua creada barre los sedimentos depositados

en la solera del tanque, arrastrándolos hasta un canal que los recibe.

Figura 6.21 Vaciado del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

4. Una vez vaciado el contenido del limpiador este vuelve a su posición de

reposo por su propio diseño, accionando el dispositivo que cierra la

electroválvula.

Figura 6.22 Posición final del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

Para realizar el llenado del limpiador se puede utilizar agua de una red externa o

también se puede construir un deposito que acumule el agua residual propiamente

del tanque o agua del nivel freático y con ésta impulsarla hacia el limpiador por

medio de una bomba, tal como se observa en la Figura 6.23 y la Figura 6.24.



Figura 6.23 Limpiador con agua de red (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

Figura 6.24 Limpiador con agua residual (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

6.2.1.1 Consideraciones de diseño

Para realizar el diseño de los limpiadores se deben tener en cuenta tres

parámetros que determinan su capacidad en litros por metro, estos son la longitud

a limpiar (L), la altura de caída (H) y la pendiente de la solera (%).

El dimensionamiento de cada tanque requiere de un estudio para conseguir una

limpieza eficiente y económica, las capacidades pueden estar entre 200 y 2000 l/m

y son fabricados en longitudes de hasta 10 metros lineales en acero inoxidable

AISI 304 o AISI 316, que evitan la corrosión en ambientes agresivos.



6.2.1.2 Proceso de instalación

Para que el limpiador tenga un buen funcionamiento la instalación debe tener en

cuenta los siguientes puntos en la obra civil de acuerdo con (Hidrostank-3, 2014)

Debe haber una cuna bajo el limpiador de radio igual al diámetro de éste.

Esta cuna reduce las pérdidas producidas por el choque del agua contra el

hormigón o tubería.

El canal que recibe el agua de limpieza en la parte opuesta del limpiador

debe tener una capacidad que debe ser como mínimo 1,2 veces el volumen

de agua del limpiador. Además este canal debe tener una pendiente del 3%

hacia la salida del mismo y una profundidad mínima de 0,30 m. Tal como se

puede ver en la Figura 6.23 y Figura 6.24.

La solera debe estar pulida para reducir las pérdidas de rozamiento en el

agua de limpieza.

Debe haber una ventana en la losa situada sobre el limpiador de la misma

longitud que éste para poder introducir y sacar el limpiador del tanque.

Se debe colocar una tapa de registro sobre cada sonda de nivel para

permitir su extracción desde el exterior del tanque y facilitar las labores de

mantenimiento.

Cuando el ancho del tanque es mayor de 10 metros se instalan dos o más

limpiadores en paralelo, como es el caso de los tanques de concreto, donde

además es importante dividir el tanque con carriles paralelos que

independicen la acción de las olas, consiguiéndose una mayor eficiencia en

la limpieza. Para el caso de tanques circulares el diámetro de cada tubería

limitará el ancho del tanque, sabiendo que el máximo diámetro que se

puede tener es de 3,0 m, por lo tanto se tendrá un limpiador por cada línea

de tanque que se instale.

Los soportes de los limpiadores también son una parte importante en la instalación

del tanque, estos pueden estar fijados a la pared posterior, a la losa superior o a

los muros laterales, en función del diseño del tanque, tal como se puede observar

en la Figura 6.25.



Para evitar mantenimiento, el limpiador debe ser colocado sobre el máximo nivel

de agua esperado, es decir, de ser posible, por encima de la máxima cota de

alivio.

Figura 6.25 Diferentes anclajes del limpiador auto-basculante (Fuente: Hidrostank-3, 2014)

6.2.1.3 Elementos complementarios del limpiador auto-basculante

El limpiador debe tener asociado los siguientes elementos complementarios para

su correcto funcionamiento de acuerdo con (Hidrostank-3, 2014):

Circuito de llenado: Este circuito debe estar conformado por:

Conducción de tuberías: Pueden ser de polietileno, acero inoxidable, o del

material especificado por el cliente.

Una electro-válvula: Se recomienda instalarla en una arqueta exterior al

tanque o en la caseta de control para facilitar las labores de mantenimiento.

Una válvula de bola.

También es conveniente colocar un racor con otra válvula de bola para facilitar

la conexión de mangueras.

Circuito de control: Este circuito debe estar conformado por:

Medición del nivel de agua en el tanque por medio de cualquiera de los

siguientes equipos, instalados en el canal de recogida del agua de limpieza,

como se observa en la Figura 6.23 y Figura 6.24.

Dos boyas de nivel.

Tres sondas conductivas.

Una sonda piezométrica.

Un sensor de nivel por ultrasonidos.



Detector inductivo de proximidad fijado a una pequeña placa en un extremo

del limpiador.

Autómata programable.

También puede formar parte de él, el telecontrol de los equipos.

6.2.1.4 Mantenimiento

Los limpiadores auto-basculates no necesitan mantenimiento, pero con respecto a

los elementos complementarios se deben tener en cuenta los siguientes aspectos

de acuerdo con (Hidrostank-3, 2014):

Con respecto a los rodamientos se debe tener constante vigilancia de su engrase

ya que se pueden quedar atascados debido a la suciedad que existe en el interior

del tanque. Igualmente es importante vigilar los rodamientos con una periodicidad

de 1 a 3 años, en función de la frecuencia con que se llena el tanque. En caso

que los rodamientos queden totalmente sumergidos cuando se llena el tanque, se

debe comprobar su estado tan pronto como sea posible una vez que se ha

vaciado el tanque, ya que el agua puede dañar las juntas de los rodamientos, y

quitar la grasa que estos contienen.

Con respecto a los sensores que van asociados a los limpiadores cuando se

accionan de manera automática, es necesario comprobar de vez en cuando su

correcto funcionamiento.

• Sondas de nivel: Se deben limpiar las sondas con una manguera para

quitarles los restos de suciedad adheridos a ellas.

• Detectores inductivos: Es necesario comprobar el correcto ajuste del mismo

si se detecta algún problema y comprobar que no se haya movido del punto

inicial de ajuste.

• Electroválvulas: Es importante que las electroválvulas cierren

correctamente, por lo tanto es necesario vigilarlas durante el inicio de su

funcionamiento y de ser necesario limpiarlas de los restos de material

particulado que pudo haber quedado en el interior de los tubos del agua

como consecuencia de la obra. En este caso, es necesario soltar la bobina



y quitar la tapa superior (soltar los 4 tornillos correspondientes), detectar si

en dicha tapa se encuentra alguna pequeña piedra o restos de arena

tapando los orificios que hay dentro de ella, y limpiar bien la junta y la pieza

metálica; volver a montar como estaba. Pero se debe tener cuidado de

cerrar la llave de bola asociada a la electroválvula antes de desmontar ésta.

Es muy importante intentar que todos estos elementos (rodamientos, sondas de

nivel, detectores inductivos y electroválvulas) queden fácilmente accesibles para

facilitar las labores de mantenimiento requeridas. Para ello se instalarán tapas de

acceso encima de los diferentes sensores. En el caso de los rodamientos y

detectores inductivos, es recomendable instalar una tapa por la que pueda

extraerse el limpiador entero. También es recomendable instalar las

electroválvulas en el exterior del tanque, bien sea en una arqueta o en la caseta

de instalaciones

6.2.2 Compuertas de limpieza

Este sistema de limpieza es similar al de los limpiadores auto-basculantes, ya que

por medio del barrido y arrastre de una ola de agua limpian de manera eficiente el

tanque. La diferencia con estos equipos es que las compuertas de limpieza utilizan

el agua propia de la tormenta para limpiar la cámara, de la siguiente forma:

Cuando el tanque se vacía, el medidor de nivel por ultrasonidos envía una

señal al panel de control. Una válvula conecta en ese momento una bomba

y los garfios de sujeción se liberan.

Luego la compuerta se abre bruscamente debido a la presión del agua

existente en la cámara de limpieza, liberando una enérgica ola que limpia la

superficie del tanque de tormentas, arrastrando los sedimentos que

pudieran haber quedado retenidos.



Figura 6.26 Compuerta en posición abierta (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)

Para asegurar que las compuertas no limitan el agua de limpieza, éstas se

cierran solamente pasado un tiempo de retardo prefijado. Esto reduce el

riesgo de que potenciales restos de sólidos queden atascados entre la

compuerta y el marco.

Figura 6.27 Compuerta en posición cerrada (Fuente: Ayesa Iturralde, 2014)

6.2.3 Sistema de limpieza por vacío.

Dentro del conjunto de equipos que ofrece AMITECH se encuentra el sistema de

limpieza por vacío BIOGEST-HIDROSTANK el cual permite la limpieza automática

de la cámara de retención luego de un evento de lluvia, eliminando totalmente la

sedimentación y los problemas asociados de una forma eficaz, por medio de una

cámara anexa que se llena a través de un sistema de vacío, compuesto por una

válvula de diafragma y una bomba de succión.

Dentro de las ventajas que este sistema ofrece se tienen:

1. Aprovecha parte del agua retenida para realizar la limpieza, de manera que

se hace innecesario el aporte de una fuente externa.



2. El sistema se instala en el exterior del tanque, facilitando las labores de

mantenimiento.

3. Es capaz de limpiar cámaras de longitudes elevadas.

4. Asegura máxima seguridad durante el mantenimiento así como mínimos

costos.

El funcionamiento de este tipo de sistema de limpieza es el siguiente de acuerdo

con (Hidrostank-4, 2014):

1. La tormenta inicia y una combinación de agua residual y de agua lluvia

comienza a llenar la cámara de retención, haciendo crecer el nivel de agua

en la cámara de limpieza (Figura 6.28). Este hecho es detectado por un

sistema de medición de nivel del agua.

Figura 6.28 Aumento del nivel de agua en la cámara de limpieza (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

2. Luego de crecer la válvula de diafragma, la bomba de vacío comienza

automáticamente a succionar aire, haciendo que el agua fluya de la cámara

de retención hacia la cámara de limpieza debido al efecto de vacío (Figura

6.29). Una vez que se alcanza el nivel máximo en la cámara de limpieza, la

bomba de succión se detiene de manera automática.



Figura 6.29 Cámara de limpieza en el nivel máximo (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

3. Una vez que la tormenta finaliza, la cámara de retención se vacía y en ella

quedan los restos de sólidos y otros tipos de sedimentos como se observa

en la Figura 6.30.

Figura 6.30 Cámara de retención vacía (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

4. Cuando el tanque se ha vaciado, el procedimiento de limpieza continúa

automáticamente. El gran volumen de agua retenido en la cámara de

limpieza sale de la misma generando una ola que arrastra los sedimentos

hacia el canal de recogida como se observa en la Figura 6.31.



Figura 6.31 Vaciado de la cámara de limpieza (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

El equipo de limpieza por vacío consta básicamente de las siguientes partes las

cuales se pueden observar en la Figura 6.32.

Cámara de limpieza: Aquí se almacena el agua lluvia que posteriormente

será utilizada para la limpieza de la cámara de retención.

Sifón: A través de él se produce el llenado y vaciado de la cámara de

limpieza.

Válvula de diafragma: Es la encargada de aislar la cámara de limpieza para

permitir la creación del vacío en su interior y el llenado de la misma, y de

permitir la reentrada de aire en la cámara de limpieza para su vaciado.

Bomba de succión: Por medio de ésta se extrae el aire de la cámara de

limpieza.

Interruptores de nivel: Se encargan de controlar los niveles de agua tanto

en la cámara de retención como en la cámara de limpieza. Se utilizan para

el control automático del sistema de limpieza.

Canal de recogida del agua. Es el encargado de recoger la ola de limpieza

generada por el sistema, y conducir dicha agua a la salida del tanque.

Panel de control. Desde él se controla el funcionamiento del sistema, tanto

en modo manual como automático.



Figura 6.32 Elementos de un sistema de limpieza por vacío (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

6.2.3.1 Consideraciones de diseño

El diseño del sistema de limpieza se basa en determinar la capacidad necesaria

del equipo para funcionar correctamente. Esta capacidad está relacionada con las

dimensiones de la cámara de retención, es decir con la longitud, el alto, el ancho y

la pendiente de la solera; con los cuales se puede calcular la capacidad en metros

cúbicos por metro lineal para limpiar la cámara.

En función del ancho de la cámara, se determina si se divide la misma en una o

varias líneas de limpieza, teniendo en cuenta que el ancho máximo de cada línea

de limpieza es de 10 metros. Todos los elementos metálicos se construyen en

acero inoxidable AISI 304.

6.2.3.2 Proceso de instalación

Teniendo en cuenta la información contenida en (Hidrostank-4, 2014), durante el

proceso de instalación del sistema de limpieza por vacío se deben tener en cuenta

las siguientes consideraciones para que su funcionamiento sea el correcto:

Cámara de limpieza: Debe ser totalmente hermética para poder garantizar

hacer el vacío en ella y llenarla de agua, de manera que se convierte en el

elemento más importante.



Sifón: Se puede construir en dos maneras, siendo la variante 1 la más

adecuada para tanques de nueva construcción, mientras que la variante 2 es

más adecuada para tanques existentes.

Figura 6.33 Sifón cámara de vacío. (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

Canal que recoge el agua: Es importante que este canal tenga como mínimo

1.2 veces la capacidad del sistema con fin de garantizar que toda el agua que

lleva la ola de limpieza sea capaz de entrar en el canal sin formar reflujos,

porque podrían volver a provocar la sedimentación en la superficie del tanque.

Solera de la cámara: Entre más lisa o pulida sea la superficie menos pérdidas

por rozamiento se producirán con el agua de limpieza, así como también

ayudará a que los sedimentos se adhieran menos y la limpieza sea más fácil.

Si el ancho de la cámara de retención es superior a 10 m se tendrán que

formas varías líneas de limpieza. Éstas deberán estar separadas entre sí por

medio de unos muros bajos de concreto, terminados en forma de pico para

evitar que los sólidos se depositen sobre ellos. Los muros de separación

deberán terminar un metro antes de llegar al canal de recogida, para facilitar el

tránsito por el interior de la cámara en caso necesario.

Para el caso de tanques circulares el diámetro de cada tubería limitará el

ancho del tanque, sabiendo que el máximo diámetro que se puede tener es de

3,0 m, por lo tanto se tendrá una cámara de limpieza por cada línea de tanque

que se instale.



Con respecto a la válvula de diafragma existen dos posibilidades de ubicación. La

primera, en el interior de una arqueta enterrada y la segunda en la superficie, tal

como se observa en la Figura 6.34.

Figura 6.34 Ubicaciones de la válvula de diafragma (Fuente: Hidrostank-4, 2014).

6.2.4 Limpiadores giratorios a chorro

Estos dispositivos de limpieza conocidos también como jet cleaner, son eficaces

en la limpieza automática de tanques de tormenta y más aún si se combinan con

equipos de limpieza auto-basculantes.

Fotografía 6.1 Dispositivo giratorio en funcionamiento.

6.2.4.1 Principio de funcionamiento

Básicamente el Jet Cleaner consiste en una bomba centrífuga sumergible para

agua residual, con una lanza de mezcla (Hidrostank-5, 2014). Primero, el aire es

ENTERRADA SUPERFICIE



introducido al chorro de agua y esta mezcla de aire y agua es expulsada a una

elevada velocidad horizontalmente sobre el fondo del tanque, como se observa en

la Figura 6.35.

Figura 6.35 Limpiador giratorio a chorro. (Fuente: Hidrostank-5, 2014)

Como consecuencia de esta combinación de agua y aire que provoca una alta

velocidad, los sólidos en suspensión y los que se han sedimentado se mezclan

nuevamente y son eliminados del tanque. Cabe resaltar que en tanques

relativamente largos con malos diseños de solera o con poca pendiente en sus

dos direcciones, la limpieza puede ser complicada porque el chorro podría no

alcanzar todos los lugares del fondo de una manera óptima. Razón por la cual, en

estos lugares aparecerá sedimentación de manera permanente e irá aumentando

en la medida en que se presente un evento de lluvia. En estos casos se requiere

de una limpieza adicional.

Limpiador giratorio a chorro



Figura 6.36 Funcionamiento del limpiador giratorio a chorro (Fuente: Hidrostank-5, 2014)

Su proceso de funcionamiento se basa en mantener retenida el agua en el equipo

de limpieza, hasta que comience el vaciado del tanque, específicamente cuando

se comienza a ver su fondo. Allí empieza a girar automáticamente la tubería de

una forma lenta de derecha a izquierda o viceversa, alcanzando ángulos de giros

hasta de 200°. De esta forma se garantiza que en la última fase del vaciado del

tanque sean limpiadas todas las zonas del fondo del tanque.

De llegarse a presentarse falta de agua durante el giro, existe una técnica especial

que permite una desconexión temporal y automática de la válvula de salida del

tanque, o una interrupción temporal de las bombas de vaciado de manera que se

retenga el agua necesaria para regar el tanque.



6.2.4.2 Consideraciones de diseño del limpiador giratorio a chorro.

El agua que utilizará el dispositivo será extraída de un pozo o del propio canal

de salida del tanque.

El elemento que acciona el dispositivo no debe estar sumergido, para ello

deberá ser instalado en la parte superior del tanque, en un pozo de registro

como se muestra en la Figura 6.37, o utilizar un dispositivo especial en forma

de campana que lo protege contra la inmersión, como se observa en la Figura

6.38.

Igualmente es recomendable ubicar una tapa de registro sobre el equipo para

facilitar las labores de manteniendo y de extracción del equipo o la bomba en

caso de ser necesario.

Figura 6.37 Diseño de un dispositivo de limpieza giratorio a chorro (Fuente: Hidrostank-5, 2014)



Figura 6.38 Diseño dispositivo giratorio con accionamiento sumergido. (Fuente: Hidrostank-5, 2014)

6.3 TAMICES Y PANTALLAS DEFLECTORAS ANTIFLOTANTES

La contaminación que puede ocasionar el agua residual que es vertida

directamente a los cuerpos receptores como consecuencia de haberse superado

la capacidad máxima del tanque de tormentas, puede evitarse mediante el uso de

tamices y pantallas deflectoras.

Figura 6.39 Tamiz de aliviadero de limpieza automática tipo PAS (Fuente: Hidrostank-6, 2010).



6.3.1 Tamiz de Aliviadero Tipo PAS

Por medio de la instalación de estos tamices, se puede lograr que todos los

objetos sólidos de tamaño superior al diámetro de paso del tamiz queden

retenidos y no sean enviados al cuerpo receptor. Además, cuentan con un

sistema de limpieza mediante bomba sumergible, que elimina los sólidos

atrapados en él y los envía de nuevo a la red de alcantarillado, por lo que

constituyen un complemento perfecto para las pantallas deflectoras de flotantes.

Las partes de la que consta un dispositivo de tamiz de acuerdo con (Hidrostank-6,

2010) son:

Pantalla deflectora.

Rejilla.

Bomba sumergible.

Eyector.

Sensor de nivel.

Cuadro de control.

Figura 6.40 Partes del dispositivo de tamiz (Fuente: Hidrostank-6, 2010).

6.3.1.1 Principios de funcionamiento.

De acuerdo con (Hidrostank-6, 2010), se deben tener en cuenta los siguientes

principios de funcionamiento para el correcto funcionamiento del equipo:



Las partes del dispositivo deben instalarse en la cámara central, la única parte

que queda en el exterior es el cuadro de control.

El chorro de agua que limpia el tamiz, deberá, en la medida de lo posible,

tener la misma dirección que la corriente de agua.

Los niveles de agua se miden en continuo mediante un sensor de nivel por

ultrasonidos, radar o presión.

En tiempo seco, el agua residual se dirige a la planta de tratamiento y el

sistema está en reposo.

En eventos de lluvia, si el fenómeno es bastante fuerte y se logra colmar la

capacidad del tanque, el agua combinada rebosará hacia el cuerpo receptor,

por lo tanto alcanzará el nivel del tamiz. En este momento el agua pasará a

través de la rejilla, reteniendo en ésta los elementos en suspensión que

arrastran consigo el agua residual y de lluvia. Ya liberada de los elementos en

suspensión, pasa por la cresta del vertedero del alivio hacia el medio receptor.

Simultáneamente, el agua que alcanza el nivel de la rejilla acciona la bomba

de limpieza. Esta bomba permite mantener limpio el tamiz para evitar que se

atasque, propulsando durante el alivio un potente chorro de agua y aire sobre

la rejilla en sentido longitudinal a la misma.

Figura 6.41 Tamiz en reposo y en funcionamiento (Fuente: Hidrostank-6, 2010).



Los datos necesarios para calcular el tamiz son los siguientes:

Altura del muro de alivio (H).

Longitud del labio de vertido (L).

Longitud máxima disponible para la instalación del equipo.

Nivel de descarga.

Caudal máximo de agua a través del tamiz.

Con estos datos, Hidrostank dimensiona el equipo necesario, ofreciendo los

siguientes parámetros:

Diámetro de la rejilla, sección de paso y potencia eléctrica.

Altura de agua en condiciones normales de funcionamiento del tamiz (N).

Altura máxima de agua en condiciones de alivio de emergencia (M).

Figura 6.42 Dimensiones del tamiz (Fuente: Hidrostank-6, 2010).

6.3.2 Pantalla deflectora de flotantes.

Las pantallas deflectoras de flotantes actúan como una barrera que impide que los

elementos flotantes sobrepasen el muro del alivio que evacua las aguas

combinadas directamente a un cuerpo receptor (Figura 6.43), cuando se rebosa la

capacidad del tanque de tormentas (Hidrostank-7, 2010). Están fabricadas en

acero inoxidable de polipropileno reforzado, resistente a la corrosión.



Figura 6.43 Pantalla deflectora de flotantes (Fuente: Hidrostank-7, 2010)

La pantalla deflectora se debe instalar paralela y por delante del muro de alivio

que está ubicado entre la cámara de retención y la cámara de alivio, de tal forma

que deje pasar el agua por su parte inferior hacia la cámara de alivio. Impidiendo

así que los flotantes que lleva el agua combinada pase a ésta cámara y queden

retenidos en ella.

La distancia a la pared está más o menos entre los 30 y 50 cm, y la distancia entre

la parte inferior de la deflectora y el alivio también es de 30-50 cm.

Figura 6.44 Pantalla en lámina de poliéster reforzado con fibra de vidrio (Fuente: Hidrostank-7, 2010)

Techo de la

cámara de

retención.

Pantalla

deflectora

Muro de

alivio

Soportes



6.4 CLAPETAS ANTIRRETORNO Y ANTIMAREA

Las clapetas antirretorno (Figura 6.45) tienen como función impedir el paso de

agua desde la cámara central hacia la cámara de retención, mientras no sea

sobrepasada la capacidad de la cámara central del tanque, permitiendo el paso en

el sentido contrario (Hidrostank-8, 2010).

Este equipo es fundamental para que la cámara de retención no se llene de agua

ante pequeños eventos de lluvia, de manera que se evita la limpieza del tanque

cada vez que éstos se produzcan, reduciendo las operaciones de mantenimiento

del tanque.

Figura 6.45 Clapeta antirretorno (Fuente: Hidrostank-8, 2010)

La clapeta se sitúa dentro de la cámara central en la parte inferior del muro que

comunica con la cámara de retención, justo en la salida del canal de recogida de

agua del sistema de limpieza del tanque, para permitir el vaciado por gravedad.

El cuerpo de las clapetas está fabricado en acero inoxidable y la lengüeta de cierre

en neopreno, por lo tanto existen variedad de clapetas dependiendo de su

construcción:

Clapeta anclada al muro, Figura 6.46:



Figura 6.46 Clapeta anclada al muro (Fuente: Hidrostank-8, 2010).

Clapeta con pasamuros para empotrar, Figura 6.47:

Figura 6.47 Clapeta con pasamuros para empotrar (Fuente: Hidrostank-8, 2010).

Clapeta embriada, Figura 6.48:

Figura 6.48 Clapeta embriada (Fuente: Hidrostank-8, 2010).

Igualmente existen clapetas para muros curvos, Figura 6.49:



Figura 6.49 Clapeta para muros curvos (Fuente: Hidrostank-8, 2010).

Las clapetas se fabrican para las siguientes secciones de paso estándar, Figura

6.50:

Figura 6.50 Secciones de paso estándar (Fuente: Hidrostank-8, 2010).

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Tabla 6-2 Dimensiones para clapetas de paso estándar (Fuente: Hidrostank-8, 2010).

Las clapetas de sección de paso superior a 500mm debe reforzar la goma de

cierre, según la altura de columna de agua que deba soportar la clapeta.

Las clapetas antimarea por su parte conectan la cámara central y la cámara de

alivio, impidiendo la introducción de las mareas en la cámara central y

posibilitando el alivio a la cámara central a través de ellas.

Por su parte las clapetas antimareas se fijan dentro de la cámara de alivio en la

pared que la comunica con la cámara central, alineada con el muro de alivio.

6.5 EQUIPO DE DESODORIZACIÓN

Uno de los sistemas de desodorización es el TERMINODOUR, desodorización por

ionización del aire que usa una tecnología patentada de ionización mediante

corriente alterna la cual produce iones positivos y negativos, manteniendo una

carga neutra que logra de un modo eficaz que las partículas estén suspendidas en

el aire (Hidrostank-9, 2010). El aire altamente ionizado oxida una gran cantidad de

diferentes olores orgánicos y permite su descarga a la atmósfera.



Figura 6.51 Sistema de desodorización (Fuente: Hidrostank-9, 2010).

6.5.1 Opciones del TERMINODOUR

Existen dos opciones de funcionamiento del sistema

Tratamiento del olor dentro del mismo tanque donde el olor es generado.

Los sistemas Terminodour de ionización-presión positiva ionizan el aire

proveniente de la atmosfera y lo introducen dentro del sitio a desodorizar. La

entrada del aire ionizado produce una eficaz eliminación del olor en la

estructura a desodorizar asegurando una descarga inodora a la atmósfera,

con el beneficio adicional de producir en el interior del tanque un aire de

máxima calidad, la cual reduce la corrosión y proporciona un ambiente más

sano para el personal que trabaja en el interior.

Tratamiento del olor fuera del tanque donde se genera.

Estos sistemas Terminodour de ionización-lavado tratan el aire cargado de olor

que se extrae de los tanques para su posterior descarga a la atmósfera.



6.5.2 Proceso de funcionamiento

En los sistemas Terminodour de ionización-presión positiva el aire proveniente de

la atmósfera es filtrado y conducido a una cámara o unidad de ionización, donde

las moléculas de oxígeno se ionizan de manera que adquieren una carga. Una vez

que el aire es ionizado se distribuye dentro del tanque a desodorizar, por medio de

una red de conductos; luego tienen lugar largas cadenas de reacciones de

oxidación, ya que los iones de oxígeno cargados negativamente, que son los que

más predominan, reaccionan con las moléculas de olor, cargadas positivamente.

En la Figura 6.52 se puede observar el procedimiento descrito anteriormente.

Figura 6.52 Procedimiento de ionización-presión positiva (Fuente: Hidrostank-9, 2010).

En los sistemas Terminodour de ionización-lavado o Terminodour S, el aire

contaminado se extrae del tanque y se conduce a una cámara de reacción donde

se mezcla con el aire ionizado para conseguir la oxidación del olor. Este sistema

se usa cuando para el sistema de presión positiva el tiempo de contacto es

insuficiente para conseguir el nivel de oxidación requerido y, por tanto, el sistema

no puede lograr el porcentaje de reducción de olor deseado.

Equipo ionizador Salida de aire

tratado



Figura 6.53 Terminodour de ionización-lavado (Fuente: Hidrostank-9, 2010).

6.5.3 Descripción de la reacción

La reacción se produce porque se pueden encontrar moléculas de aire en la

atmosfera que están en estado neutro y los tubos de ionización lo que hacen es

cargar esas moléculas como por ejemplo las moléculas de oxigeno o nitrógeno.

Estos tubos de ionización son usados por los módulos ionizadores Terminodour

con corriente alterna para generar iones positivos y negativos, los cuales pueden

oxidar diferentes tipos de compuestos gaseosos una vez que aire ha quedado

altamente ionizado. De esta forma teniendo el aire polarizado se da lugar a un

proceso de oxidación que trasforma el contaminante químico en su forma más

simple.

Este sistema ha demostrado efectividad contra una gran variedad de compuestos

odoríferos como por ejemplo el ácido sulfhídrico (H2S), aminas, amoníacos, entre

otros; los cuales se pueden expulsar sin ningún problema a la atmósfera ya que

son benignos.

6.6 EQUIPOS DE CONTROL Y CIRCUITO DE AGUA

6.6.1 Circuito de agua para el llenado de los limpiadores

Este circuito tiene la función de permitir el llenado del limpiador autobasculante, a

través de una señal que se envía al autómata para que abra la electro-válvula.

Un circuito de llenado consta de:



Conducción de tuberías: De polietileno, acero inoxidable u otro.

Electro-válvula: Se debe instalar en un depósito exterior al tanque o en la

caseta de control para facilitar las labores de mantenimiento.

Válvula de bola.

Figura 6.54 Circuito de llenado. 8

6.6.2 Circuito de control

El objetivo de los circuitos de control, es precisamente controlar todos los equipos

que hacen parte de un tanque de tormentas, como por ejemplo los sistemas de

limpieza, válvulas motorizadas, equipos de desodorización, rejas, etc. Consta

principalmente de:

Medición del nivel de agua en el tanque por medio de equipos instalados en el

canal de recogida del agua de limpieza (boyas de nivel, sondas conductivas,

sonda piezométrica, sensor de nivel por ultrasonidos…)

Detector inductivo de proximidad fijado a una pequeña placa en un extremo

del limpiador.

Autómata programable.

Posible unidad de telecontrol de los equipos.

8 Imagen extraída de la red en Noviembre de 2014. Disponible en línea en:

http://www.hidrostank.com/hidrostank/circuitos-de-control/



Figura 6.55 Circuito de control. 9

9 Imagen extraída de la red en Noviembre de 2014. Disponible en línea en:

http://www.hidrostank.com/hidrostank/circuitos-de-control/



7 METODOLOGÍA DESARROLLADA

La ciudad de Bogotá drena las aguas lluvias y aguas residuales hacia tres ríos

principales que son afluentes del río Bogotá y estos son el río Fucha, Salitre y

Tunjuelo, los cuales recolectan las aguas a lo largo de la ciudad para finalmente

entregarlas al río Bogotá. Por lo que es de gran importancia mitigar el impacto en

cuanto a cantidad y calidad que estas aguas causan a los ríos.

Teniendo en cuenta la investigación realizada por Ivonn Navarro en el año 2007,

en la que también trabajo con sistemas de almacenamiento temporal subterráneos

aplicados a tanques de concreto, módulos en arena y módulos en finos, se

definirán tres casos de estudio de los que ella planteo para realizar el análisis de

costos en el caso de tanques de GRP, teniendo en cuenta que los tanques

tendrán las mismas características en cada sitio de ubicación.

El caso de estudio seleccionado por Navarro de diez casos posibles, corresponde

a una zona ubicada en Fucha y que fue escogida luego de realizar una matriz de

calificación donde tenía en cuenta cuatro criterios de selección:

Tipo de suelo.

Usos del suelo.

Cercanía a zonas de inundación.

Relevancia hidráulica en la cuenca de drenaje.

En el caso del tipo de suelo se tuvo en cuenta la microzonificación sísmica de

Bogotá, la cual varía entre terrazas y conos, Lacustre A, Lacustre B y

potencialmente licuables, dándole a cada uno una calificación de 0 a 2, de

acuerdo a la posibilidad de licuación siendo este un problema no deseado en

cualquier tipo estructura. Para terrazas y conos la calificación fue de 2, para

Lacustres de 1 y para suelos potencialmente licuables de 0.

En el caso del uso del suelo se le asignó la calificación teniendo en cuenta tres

criterios: Para las zonas de comercio e industria un valor de 0 ya que se pueden

realizar construcciones a futuro destinadas en parte a parqueaderos, para grandes

superficies comerciales se le asignó un valor de 2, mientras que para zonas de

equipamientos deportivos y recreativos se les asignó una calificación de 3.



La relevancia hidráulica hace referencia a la cantidad de agua drenada en cada

subcuenca que pasa por la tubería a la cual se conectaría el sistema de

almacenamiento temporal; para poder realizar esto fue necesario delimitar las

cuencas de drenaje de alcantarillado pluvial de los ríos Fucha y Salitre como se

observa en la Figura 7.1. Teniendo en cuenta esto, la calificación se realizó

dependiendo el área de la subcuenca de drenaje, cuando su valor variaba entre 1

Ha y 50 Ha la calificación era de 1, entre 50 Ha y 100 Ha de 2, entre 100 Ha y 150

Ha de 3, y entre 150 Ha y 200 Ha de 4.

Figura 7.1 Cuencas de drenaje del Fucha y Salitre. (Navarro Pérez, 2007)

La cercanía a zonas de inundación se definió utilizando el mapa de riesgos de

inundación generado por la Dirección de Prevención y Atención de Emergencias

de Bogotá, el cual se puede observar en la Figura 7.2, de manera que la

calificación fue de 1 cuando el riesgo es bajo, 2 cuando es medio y 3 cuando es

alto. Cuando se le asignaba un valor de 0 es porque no existían tuberías de

alcantarillado pluvial en la zona o porque no existía riesgo de inundación.



Figura 7.2 Mapa de riesgos de inundación de Bogotá. 10

Teniendo en cuenta estos criterios de selección en la Tabla 7-1 se presenta una

matriz de calificación obtenida por (Navarro Pérez, 2007) para diez posibles casos

de estudio donde se podría ubicar un tanque de almacenamiento en la ciudad de

Bogotá.

Tabla 7-1 Matriz de calificación. (Navarro Pérez, 2007)

10

Imagen extraída de la red. Disponible en línea en:

http//urbanismosostenible.blogspot.com/2011/12/la-ciudad-y-la-lluvia.html



Teniendo en cuenta la matriz anterior, para el siguiente trabajo se seleccionará el

mejor caso tanto para la cuenca del río Fucha como para la del Salitre y se incluirá

un caso más, ubicado en el Norte de la ciudad.

En la Figura 7.3 se observa la ubicación general de cada una de estas zonas en la

ciudad de Bogotá.

Figura 7.3 Localización de zonas de estudio. - Google earth

Figura 7.4 Localización de zona en Fucha.



Figura 7.5 Localización de zona en Salitre

Figura 7.6 Localización de zona en el Norte.

De acuerdo con las siguientes localizaciones, se plantearan dos posibles

escenarios que estarán diferenciados por la localización en zanja de los tanques.

El primer escenario contempla una configuración de un solo tanque lineal

de 60 ml, con una capacidad de almacenamiento de 420 .



El segundo escenario contempla una configuración de tres tanques en

paralelo cada uno de 60ml, con una capacidad de almacenamiento de 1260

.

Tabla 7-2 Distancia cantera y botadero de cada zona de ubicación.

ZONA DISTANCIA

A CANTERA

DISTANCIA A

BOTADERO

(km) (km)

FUCHA 15 11

SALITRE 20 17

NORTE 30 28

Luego de haber planteado estas dos opciones de configuración de tanque y haber

sacado las conclusiones respectivas, se procedió a profundizar más en la

localización del tanque ubicado en la zona del salitre, de manera que se pudiera

realizar una cotización de las estructuras asociadas al tanque que requieren unos

datos precisos para poder realizar su diseño y con este estimar su costo.

De esta forma, el tanque se localizó en el parqueadero sur del Estadio el Campín

(Figura 7.7), ubicado en la calle 53B con carrera 30, perteneciente a la subcuenca

Galerías la cual tiene un área aportante de 872 Ha y un sistema de alcantarillado

combinado. Por su parte el área donde se ubicó el tanque es de 6798

aproximadamente y allí confluyen los tubos interceptores que recolectan las aguas

combinadas de toda la subcuenca.



Figura 7.7 Localización tanque de tormentas- Barrio Galerías.

Por su parte el caudal aportante en el sitio de localización del tanque para un

periodo de retorno de 10 años, correspondiente a una tormenta de 25 minutos con

un tiempo de concentración de 2 horas es de 9,3 ⁄ En la Gráfica 7-1 se

puede observar el hidrograma de entrada al tanque de almacenamiento.

Instalación de tanque



Gráfica 7-1 Hidrograma de entrada al tanque de tormentas.

Como parte de los equipos complementarios del tanque de tormentas se

colocarán válvulas de regulación REG-U-FLO diseñadas por la empresa Mexicana

Hidropluviales y cuya tecnología proviene de Inglaterra como se explicó en el

Capítulo 6.1; éstas válvulas permitirán un caudal máximo de salida de 2.3m3/s,

permitiendo éste caudal a diferentes cargas hidráulicas.

Realizando una comparación del caudal de salida por un orificio contra el caudal

de salida por una válvula de regulación se obtiene los siguientes hidrogramas de

salida (Gráfica 7-2), lo cual permitirá hacer un estimativo del volumen de

almacenamiento.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 1 2 3 4 5

Cau

dal

m3

/s

Tiempo (hr)

HIDROGRAMA DE ENTRADA AL TANQUE DE ALMACENAMIENTO



Gráfica 7-2 Hidrogramas de entrada y salida del almacenamiento propuesto.

Como podemos observar de la Gráfica 7-2, el caudal de salida por una válvula de

regulación comienza a salir en menor tiempo y a una mayor tasa comparado con

un orificio; esto permite confirmar que el volumen de almacenamiento se reduce

un cierto porcentaje con respecto a un orifico como se aprecia en la Gráfica 7-3, la

cual muestra el comportamiento del volumen de almacenamiento necesario para

cada mecanismo de regulación de caudal.



Gráfica 7-3 Volumen de almacenamiento

Como se observa en la Gráfica 7-3 el volumen de almacenamiento con una

válvula REG-U-FLO es 10% (3,604.5m3) menor al volumen de almacenamiento

con un orificio común, lo que optimiza el tamaño del tanque de retención.

Teniendo en cuenta las anteriores consideraciones de diseño el tanque de

tormentas tendría un volumen de 33,107.7 de almacenamiento en un área de

6798 aproximadamente.

Figura 7.8 Área disponible para tanque de tormentas.



Al realizar un análisis para conocer las dimensiones del tanque que se va a

instalar, podemos observar que en los 45 m de ancho del área disponible cabrían

11 tanques de 3m de diámetro con una separación entre ellos de 0,9 m.

Al despejar la longitud de la Ecuación 7-1, se encuentra la longitud que tendría un

solo tanque con el volumen calculado.

Ecuación 7-1

Al dividir esta distancia total en los 11 tanques se obtiene una longitud de 425 m

para cada uno de los tanques, lo cual nos permite concluir que estos tanques no

cabrían en los 155m de largo que tiene el área disponible.

Independientemente de este hecho y asumiendo que se tuviera el área disponible

necesaria para instalar un tanque de tormentas de este volumen y éstas

dimensiones, se calculará el costo que tendría instalarlo y se realizará una

comparación con un tanque de tormentas construido en concreto.

En razón al alto caudal que se está presentando en la zona de confluencia de la

red de alcantarillado de la subcuenca Galerías y del gran volumen de

almacenamiento que se genera, se plantearon tres alternativas más en diferentes

puntos de la misma subcuenca con el objetivo de regular desde aguas arriba el

caudal aportante de la red. En la Figura 7.9 se pueden observar las ubicaciones

planteadas de forma general en la subcuenca y en la Figura 7.10, las ubicaciones

con su respectiva área y caudal de manera detallada.



Figura 7.9 Localización de tres alternativas en la subcuenca Galerías.

Área disponible: 1720

Caudal: 3,06


Caudal: 4,56

LOCALIZACIÓNDESCRIPCIÓN


Caudal: 3,28

⁄

⁄

⁄



Figura 7.10 Localización detallada de las alternativas.

El hidrograma de entrada para cada uno de los puntos de almacenamiento se

presenta en la Gráfica 7-4, para todos los casos se considerará un flujo de salida

de aproximadamente el 25% del caudal máximo de entrada.


Caudal: 3,06


Caudal: 4,56

LOCALIZACIÓNDESCRIPCIÓN


Caudal: 3,28

⁄

⁄

⁄



Gráfica 7-4 Hidrogramas de entrada para las tres alternativas.

Una vez obtenidos los hidrogramas de entrada se calcula el volumen de

almacenamiento de cada tanque en la ubicación establecida; para esto se contó

con la ayuda de la empresa Hidropluviales y su software especializado para

calcular el volumen de almacenamiento utilizando una válvula de regulación REG-

U-FLO.

Gráfica 7-5 Volumen de almacenamiento necesario para alternativa 1. (Fuente: Hidropluviales, 2014)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 1 2 3 4 5 6

Cau

dal

(m

3/s

)

Tiempo (hr)

HIDROGRAMAS DE ENTRADA

Hidrogramade entradaalternativa 1







Realizando el mismo análisis que se hizo para la alternativa del tanque de

tormentas en el parqueadero sur del estadio el Campín y conocer las dimensiones

del tanque se tiene que:



Alternativa 1:

En los 23 m de ancho del área disponible cabrían 5 tanques de 3 m de diámetro

con una separación entre ellos de 0,9 m.

Al despejar la longitud de la Ecuación 7-1, se encuentra que la longitud que

tendría un solo tanque con el volumen calculado es de

. Al dividir esta distancia total en los 5 tanques se obtiene una

longitud de 354 m para cada uno de los tanques, lo cual nos permite concluir que

estos tanques no cabrían en los 26 m de largo que tiene el área disponible.

Alternativa 2:

En los 20 m de ancho del área disponible también cabrían 5 tanques de 3 m de

diámetro con una separación entre ellos de 0,9 m.



. Al dividir esta distancia total en los 5 tanques se obtiene una longitud

de 186 m para cada uno de los tanques, lo cual nos permite concluir que estos

tanques no cabrían en los 43 m de largo que tiene el área disponible.

Alternativa 3:

En los 40 m de ancho del área disponible cabrían 11 tanques de 3 m de diámetro

con una separación entre ellos de 0,9 m.



. Al dividir esta distancia total en los 11 tanques se obtiene una

longitud de 80 m para cada uno de los tanques, lo cual nos permite concluir que

estos tanques sí cabrían en los 92 m de largo que tiene el área disponible.



8 COSTOS INVOLUCRADOS EN LA INSTALACIÓN DE TANQUES EN GRP

Este trabajo busca determinar la viabilidad de un sistema de almacenamiento

temporal de aguas lluvias de tanques en GRP bajo tierra, para ofrecer una

solución al drenaje urbano de la ciudad de Bogotá, como consecuencia del

aumento de la población de la ciudad y una forma de garantizar un óptimo uso del

espacio que permita aliviar el sistema de drenaje y mejorar aspectos ambientales

y sociales.

Los costos que están asociados con la construcción de tanques en GRP son los

de excavación, relleno y el tanque en sí.

A continuación se explica cómo determinar estos costos.

8.1 COSTO DE EXCAVACIÓN

De acuerdo con la Figura 8.1 el costo de excavación se calcula teniendo en cuenta

el ancho de zanja, en el caso de existir más de un tanque paralelo a otro, se debe

tener en cuenta una separación mínima entre ellos, tal como se explicó en la

Sección 5.4.2.

Figura 8.1 Sección transversal de Excavación.



Ecuación 8.1

(

) Ecuación 8.2

Si la excavación se realiza en un ancho de zanja mayor en razón a que existe más

de un tubo (Figura 8.2), el volumen y el costo de excavación está determinado por

las siguientes ecuaciones.

Figura 8.2 Sección transversal para más de un tubo.

Siendo n = El número de tanques en el área de excavación.

C = La separación entre los tanques.

DN = El diámetro nominal de cada tanque.

Ecuación 8.3

(

) Ecuación 8.4

8.2 COSTOS DE RELLENO

Los costos del relleno están asociados con la misma sección transversal y

longitudinal del costo de excavación, así que de acuerdo con la Figura 7-1 el costo

del relleno es:

( ) ⁄

c



⁄

Ecuación 8.5

Ecuación 8.6

Cuando se va a realizar el relleno para más de un tanque, las ecuaciones del

volumen y costo del relleno son:

( ) ⁄ Ecuación 8.7

( ) ⁄ Ecuación 8.8

8.3 COSTO DEL TANQUE EN GRP

Es importante tener en cuenta que todos los tanques de tormentas que se fabrican

son diferentes en su diseño, no existe una forma de estandarizarlos porque cada

uno satisface diferentes necesidades de un sistema de drenaje, el cual está sujeto

a parámetros variables como el caudal, la profundidad de la lámina de agua, la

profundidad de red de alcantarillado, entre otras.

Uno de los elementos del tanque de tormentas que si podría calcularse de forma

estándar, es el módulo tubería ya que como se explicó en la Sección 5.4.1.4 este

corresponde a la unión de varias tuberías del mismo diámetro, de manera que

estos precios si se encuentran estandarizados en el mercado. Para calcular el

costo del tanque en GRP, más específicamente del módulo tubería, fue necesario

realizar una cotización en PAVCO, para tuberías de gran diámetro y con diferente

rigidez y de esta forma tener una base de datos para calcular el costo del tanque

de almacenamiento.

En la Tabla 8-1 se pueden observar los precios cotizados en PAVCO, para las

tuberías en GRP de diámetros 2.2 m, 2.4 m y 3.0 m. En la Tabla 8-2 el precio de

las uniones con las mismas dimensiones y en la Tabla 8-3 el precio de las tapas

de los tanques en forma semi-elipsoidal o plana.



Tabla 8-1 Precio de tubería por ml. (Fuente: PAVCO, 2014)

Tabla 8-2 Precio de Uniones (Fuente: PAVCO, 2014)

DIÁMETRO

(mm)PN(Bar) SN(Pa)

VOLUMEN

(M3)UNIDAD

VALOR

UNITARIO

2.500 ML $ 2.095.210

5.000 ML $ 2.545.692

10.000 ML $ 3.132.391

12.500 ML $ 3.304.520

2.500 ML $ 2.477.110

5.000 ML $ 3.014.871

10.000 ML $ 3.715.567

12.500 ML $ 3.914.478

2.500 ML $ 3.824.135

5.000 ML $ 4.665.097

10.000 ML $ 5.756.758

12.500 ML $ 6.064.694

4

5

7

2.200

2.400

3.000

1

1

1

CANTIDADDIÁMETRO

(mm)PN(Bar) SN(Pa) UNIDAD

VALOR

UNITARIO

2.500 Und $ 1.409.040

5.000 Und $ 1.409.003

10.000 Und $ 1.408.953

12.500 Und $ 1.408.950

2.500 Und $ 1.657.535

5.000 Und $ 1.657.495

10.000 Und $ 1.657.439

12.500 Und $ 1.657.436

2.500 Und $ 3.462.231

5.000 Und $ 3.462.174

10.000 Und $ 3.462.097

12.500 Und $ 3.462.092

2.200

2.400

3.000

1

1

1

1

1

1



Tabla 8-3 Precio de tapas de los tanques. (Fuente: PAVCO, 2014)

Teniendo en cuenta que los equipos del tanque de tormentas son diseñados

especialmente para unos datos puntuales y no existen precios estándar en el

comercio, se realizaron cotizaciones en Hidropluviales e Hidrostank para la

alternativa del tanque de almacenamiento en el parqueadero sur del estadio El

Campín, obteniendo los resultados de las Tabla 8-4 y Tabla 8-5 .

El valor del Euro se tomó como referencia a la fecha del 30 de Noviembre de 2014

en 2735,76 pesos colombianos11 y el dólar a 2293,43.

Tabla 8-4 Precios sistema de limpieza (Fuente: Hidrostank, 2014)

11

Tomado de la red el 30/11/2014, disponible en: http://es.exchangerates.org.uk/convertirse/EUR-COP.html

Diámetro Semi-

elipsoidalPlana

DN 2200 $ 2.078.916 2904865

DN 2400 $ 2.661.013 3718227

DN 3000 $ 4.151.180 5800434



Tabla 8-5 Precios de las válvulas de regulación (Fuente: Hidropluviales, 2014)

8.4 RESULTADOS DE COSTOS

Una vez definidas las ecuaciones del costo de excavación y relleno, y teniendo los

precios del tanque y los equipos que lo acompañan, se procede al cálculo de

resultados, los cuales se realizarán mediante el cálculo del presupuesto de

ejecución de cada tanque.

Para llevar a cabo este procedimiento se hicieron los análisis de precios unitarios

(APU’s) para tres actividades definidas en el presupuesto las cuales son:

Excavación, relleno e instalación del tanque. Estos APU’s son análisis de la

descomposición de los precios unitarios realizados con el fin de calcular el valor

por unidad de los ítems que componen un presupuesto. De esta manera, se

determina el precio de ejecutar una unidad del ítem analizado y así, al multiplicar

este precio por las cantidades de obra se obtiene el costo total de la actividad.

Para realizar cada uno de los APU’s se hizo un análisis de los siguientes cuatro

elementos:

Equipo: Se refiere a todos los equipos, maquinarias y herramientas que se

necesitan para la ejecución de la actividad. Para cada uno de éstos se

hizo un análisis del rendimiento por hora, con el fin de definir la cantidad

de trabajo que es capaz de realizar cada equipo en condiciones normales.

Materiales: Se refiere a los insumos necesarios para ejecutar una unidad

de trabajo.

Transportes: Se refiere a los trasportes de insumos necesarios para

desarrollar la actividad.

DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDADPRECIO

(USD)PRECIO ($)

Surtido de válvula vortex REG-U-FLO en

acero inoxidable de 987 mm 1 Pieza $ 67.100,00 $ 153.891.837,00

Surtido de válvula vortex REG-U-FLO en

acero inoxidable de 698 mm 1,00 Pieza $ 47.670,00 $ 109.329.714,90

Asesoría técnica para supervisión de la

instalación y capacitación de la

operación.

1,00 Lote $ 7.300,00 $ 16.742.331,00



Mano de obra: Se refiere al capital humano necesario para ejecutar la

actividad. Para cada uno se hizo un análisis de rendimiento por día con el

fin de calcular la cantidad de trabajo que es capaz de realizar.

A continuación se muestran los resultados obtenidos de estos análisis unitarios.

8.4.1 Análisis de precios unitarios y presupuestos para las alternativas de

ubicación en Fucha, Salitre y norte de la ciudad.

Análisis de precios unitarios para la excavación

Para obtener los resultados del análisis de precios unitarios mostrados en la Tabla

8-6 para el ítem de la excavación, se tuvieron en cuenta las siguientes

consideraciones:

Equipo.

Para ejecutar la excavación del área en la cual se instalará el tanque se ha

determinado utilizar una retroexcavadora Caterpillar 320, la cual de acuerdo a las

investigaciones realizadas tiene una tarifa por hora de $100.000. Igualmente, de

acuerdo a tasas de productividad históricas del equipo y al tipo de excavación

necesaria, se definió un rendimiento de 10 ⁄ .

De acuerdo a lo anterior, en la Ecuación 8.9 se presenta el cálculo del valor

unitario para la retroexcavadora.

Ecuación 8.9

De igual forma para la ejecución de la excavación se incluyó el uso de herramienta

menor, la cual por experiencia en trabajos similares se determinó como el 10% del

valor de la mano de obra.

Materiales

Para la actividad de excavación no se requieren materiales.

Transporte

Debido a que el material excavado no es apto para el relleno y no se va a utilizar

para ninguna otra actividad, éste debe ser transportado a un botadero certificado.



Para el proyecto se identificó el botadero La fiscala, el cual está ubicado para el

caso de Fucha a 11 km del sitio de obra. Esta distancia será la que va a variar en

los APU’s de acuerdo a la ubicación del tanque.

Igualmente el volumen de material a transportar se incrementó un 30% debido al

coeficiente de expansión del tipo de material existente en el área del proyecto.

Con respecto a la tarifa de transporte ofrecida en el mercado, el valor es de $800

por ⁄ .


unitario para el transporte.

Ecuación 8.10

Mano de obra

Para la ejecución de la excavación se ha determinado que el capital humano este

conformado por un oficial y dos obreros. Al oficial se le ha asignado un jornal de

$55.500 y a cada obrero de $37.000, incluyendo las prestaciones.

Por otra parte debido a que la retroexcavadora es la que lleva el ritmo de los ciclos

de trabajo, se estima que el rendimiento es 10 ⁄ , lo que corresponde a 80

⁄ , teniendo en cuenta que la jornada laboral es de 8 horas.

En la Ecuación 8.11 y Ecuación 8.12 se presenta el cálculo del valor unitario para

la mano de obra.

Ecuación 8.11

Ecuación 8.12



Tabla 8-6 APU de Excavación para ubicación en zona Fucha.

Análisis de precios unitarios para la instalación del tanque.

A continuación se presenta la explicación del análisis de precios unitarios

realizado para el ítem de la instalación del tanque (Tabla 8-7), el cual se analizó

por .

Equipo

De acuerdo con las especificaciones de instalación del tanque, para llevar a cabo

la actividad de manipulación del mismo, es necesario utilizar una retroexcavadora

para levantar y mover el tanque de su posición inicial hasta donde finalmente será

instalado. Al igual que en el ítem de excavación, para la instalación del tanque se

ITEM: EXCAVACIÓN UNIDAD : m3

I. EQUIPO

Tipo Tarifa/Hora Rendimiento Valor-Unit.

100.000,00$ 10,00 10.000,00

161,88

Sub-Total 10.161,88

II. MATERIALES

Unidad Precio-Unit. Cantidad Valor-Unit.

Sub-Total 0,00

III. TRANSPORTES

Vol. Peso ó Cant. Distancia m 3-Km Tarifa Valor-Unit.

1,3 11 14,3 800 11.440,00

Sub-Total 11.440,00

IV. MANO DE OBRA

Jornal Prestaciones Jornal Total Rendimiento Valor-Unit.

30.000,00$ 185% 55.500,00$ 80 693,75$

$ 40.000,00 185% 74.000,00$ 80 925,00$

Sub-Total 1.618,75

Total Costo Directo 23.220,63

OBRERO (2)

OFICIAL

Trabajador

MATERIALES DE EXCAVACIÓN

Descripción

Retroexcavadora

HERRAMIENTA MENOR (10% M.O)

Descripción

Material



ha definido utilizar una retroexcavadora Caterpillar 320, la cual tiene una tarifa de

$100.000 por hora.

Igualmente se debe utilizar una estación y equipo de topografía con el fin de

verificar los niveles para la instalación del tanque. Según las investigaciones la

estación tiene una tarifa de $15.000 por hora y el equipo de topografía de $12.000

por hora.

Con respecto al rendimiento de los equipos, debido a las características del

tanque y de la zanja se ha estimado que la retroexcavadora podría instalar 8

metros lineales de tanque, lo que corresponde a 56.55 de almacenamiento.

Los equipos de topografía tienen el mismo rendimiento, ya que la retroexcavadora

es la que lleva el ritmo de los ciclos de trabajo.

De acuerdo a lo anterior, en la Ecuación 8.13, Ecuación 8.14 y Ecuación 8.15 se

presenta el cálculo del valor unitario para el compactador manual.

Ecuación 8.13

Ecuación 8.14

Ecuación 8.15

De la misma manera para la instalación del tanque se incluyó el uso de

herramienta menor, la cual por experiencia en trabajos similares se determinó

como el 10% del valor de la mano de obra.

Materiales

Los materiales necesarios para llevar a cabo la instalación del sistema son los

componentes del tanque ya que este es prefabricado. Teniendo en cuenta lo

anterior a continuación se presentan algunos de los materiales más importantes

que componen el tanque:

Tubería SN2500 (Diámetro 3 m): Se necesita una tubería con capacidad de

almacenamiento de 1 para el cálculo del análisis unitario, debido a que la

unidad de análisis es

Ecuación 8.16



Tapas: Para calcular la cantidad de tapas por que se necesitan

en un tanque, se debe tener en cuenta la longitud de éste, por lo tanto la

cantidad de tapas cambiará cada vez que la longitud del tanque varíe. Para el

caso que se explica, debido a que el tanque tiene una longitud de 60 metros,

se utilizarán dos tapas, que equivalen a 0.33 tapas/ml. De acuerdo a lo

anterior y teniendo en cuenta que el volumen de almacenamiento de 1 ml de

tanque es 7.07 la cantidad de tapas requeridas por de almacenamiento

es de 0.0047 tapas.

Ecuación 8.17

Uniones: Para calcular la cantidad de uniones por que se

necesitan en un tanque, se debe tener en cuenta la separación a la que se van

a instalar, la cual se ha definido de 6 m, pues por facilidad de transporte las

tuberías se fabrican hasta este tamaño. Para el caso que se explica, en los 60

m se instalan 9 uniones, lo que equivale a 0,15 uniones/ml. De acuerdo a lo

anterior y teniendo en cuenta que el volumen de almacenamiento de 1 ml de

tanque es 7.07 la cantidad de uniones requeridas por de

almacenamiento es de 0.0212 uniones.

Ecuación 8.18

Pozo de inspección: Para calcular la cantidad de pozos por que

se necesitan en un tanque, se debe tener en cuenta la separación a la que se

van a instalar. Para el caso que se explica, en los 60 m se instalan 3 pozos, lo

que equivale a 0,05 pozos/ml. De acuerdo a lo anterior y teniendo en cuenta

que el volumen de almacenamiento de 1 ml de tanque es 7.07 la cantidad

de pozos requeridos por de almacenamiento es de 0.007 pozos.

Ecuación 8.19

Escalera: Para calcular la cantidad de escaleras por que se necesitan

en un tanque, se puede tener como referencia los pozos a instalar, pues cada

uno de ellos debe tener una escalera de acceso. Para el caso que se explica,

en los 60 m se instalan 3 escaleras, lo que equivale a 0,05 escaleras/ml. De

acuerdo a lo anterior y teniendo en cuenta que el volumen de almacenamiento



de 1 ml de tanque es 7.07 la cantidad de escaleras requeridas por de

almacenamiento es de 0.007 escaleras.

Ecuación 8.20

Transporte

El presente análisis no incluye transporte ya que en los precios de los materiales

ya está incluido.

Mano de obra

Para la instalación del tanque se ha determinado que el capital humano lo

compongan un oficial, dos obreros, un topógrafo y un cadenero.

Con respecto al rendimiento, debido a que el ritmo de los ciclos de trabajo lo lleva

la retroexcavadora, se ha determinado que el rendimiento de la mano de obra es

el mismo del equipo, lo que corresponde a 452.4 .

El jornal para el topógrafo es de $92.500 incluyendo prestaciones y para el

cadenero es de $55.500.

En la Ecuación 8.21, Ecuación 8.22, Ecuación 8.23 y Ecuación 8.24 se presenta el

cálculo del valor unitario para la mano de obra.

Ecuación 8.21

Ecuación 8.22

Ecuación 8.23

Ecuación 8.24



Tabla 8-7 APU de instalación del tanque para ubicación en zona Fucha.

Análisis de precios unitarios para el relleno.

Para obtener los resultados del análisis de precios unitarios mostrados en la Tabla

8-8 para el ítem del relleno, analizados por , se tuvieron en cuenta las

siguientes consideraciones:

Equipo

Para realizar el relleno del área excavada luego de la instalación del tanque se ha

determinado utilizar un compactador manual, el cual de acuerdo a investigaciones

realizadas tiene una tarifa por hora de $9.200 y un rendimiento de 2.5 ⁄ .


unitario para el compactador manual.

ITEM: INSTALACIÓN TANQUE UNIDAD : m3

I. EQUIPO


100.000,00$ 56,55 1.768,35

61,34

12.000,00$ 56,55 212,20

15.000,00$ 56,55 265,25

Sub-Total 2.307,14

II. MATERIALES


m3540.896,00$ 1,00 540.896,00

UN 4.151.180,00$ 0,0047 19.568,66

UN 3.462.174,00$ 0,0212 73.398,09

UN 626.000,00$ 0,007 4.382,00

UN 3.722.922,00$ 0,007 26.060,45

Sub-Total 664.305,21

III. TRANSPORTES

Material Vol. Peso ó Cant.Distancia m^3-Km Tarifa Valor-Unit.

0,00

Sub-Total 0,00

IV. MANO DE OBRA

Trabajador Jornal Prestaciones Jornal Total Rendimiento Valor-Unit.

Oficial 30.000,00$ 185% 55.500,00$ 452,40 122,68$

Obrero (2) $ 40.000,00 185% 74.000,00$ 452,40 163,57$

Topógrafo $ 50.000,00 185% 92.500,00$ 452,40 204,47$

Cadenero 30.000,00$ 185% 55.500,00$ 452,40 122,68$

Sub-Total 613,40


Descripción

Retroexcavadora

Equipo de topografía

Estación


Descripción

Tubería (D=3m ; SN2500)

Tapas

Uniones

Escalera

Pozo de inspección



⁄ Ecuación 8.25

De igual forma para la ejecución del relleno se incluyó el uso de herramienta

menor, la cual por experiencia en trabajos similares se determinó como el 10% del

valor de la mano de obra.

Materiales

El material de relleno seleccionado fue un recebo B-200, teniendo en cuenta las

recomendaciones de instalación vistas en la Sección 5.4.2.3. De acuerdo a las

cotizaciones realizadas en la cantera el material tiene un costo de $11.000 por .

Con respecto a la cantidad de material necesaria, se estimó en 1.3 asumiendo

un porcentaje de desperdicio de 30%.

Igualmente, para llevar a cabo el relleno se necesitará agua, la cual tiene un valor

estimado de $100 por litro.


los materiales.

Ecuación 8.26

Ecuación 8.27

Transporte

Debido a que el costo del recebo no incluye el transporte hasta la obra, se realizó

el cálculo del valor de transportar un metro cúbico de material, teniendo en cuenta

que la cantera seleccionada está ubicada en Soacha. Para el caso del tanque

ubicado en la zona de Fucha la distancia es de 15 km hasta el sitio del proyecto.

Esta distancia se modificará en la medida en que la ubicación del tanque cambie.


unitario para el transporte.

Ecuación 8.28

Mano de obra

Para la ejecución del relleno se ha determinado que el capital humano este

conformado por un oficial y un obrero.



Con respecto al rendimiento, debido a que el ritmo de los ciclos de trabajo lo

domina el compactador manual, se ha determinado que el rendimiento de la mano

de obra es el mismo del equipo, lo que corresponde a 20 .


la mano de obra.

Ecuación 8.29

Ecuación 8.30

Tabla 8-8 APU de relleno para ubicación en zona Fucha.

Teniendo en cuenta las descripciones anteriormente realizadas para cada uno de

los APU’s, se realiza el mismo procedimiento con la ubicación del tanque en la

zona del Salitre y del Norte de la ciudad.

ITEM: RELLENO UNIDAD : m3

I. EQUIPO


9.200,00$ 2,50 3.680,00$

462,50$

Sub-Total 4.142,50

II. MATERIALES


MATERIAL SELECCIONADO PARA RELLENO (RECEBO B-200) m311.000 1,30 14.300,00

AGUA LT 100 30,0 3.000,00

Sub-Total 17.300,00

III. TRANSPORTES

Material Vol. Peso ó Cant. Distancia (km) m 3-Km Tarifa Valor-Unit.

1,30 15,0 19,5 800,00$ 15.600,00$

Sub-Total 15.600,00

IV. MANO DE OBRA


$ 20.000,00 185% 37.000,00$ 20,00 1.850,00$

$ 30.000,00 185% 55.500,00$ 20,00 2.775,00$

Sub-Total 4.625,00


OFICIAL

MATERIALES SELECCIONADOS DE RELLENO

Trabajador

OBRERO

Descripción

Descripción

COMPACTADOR MANUAL (SALTARIN)

HERRAMIENTA MENOR (10%MO)



En la Tabla 8-9 se presenta el resumen de los APU’s para las tres zonas de

ubicación, donde se observa que el valor por de excavación y relleno se ve

afectado por la distancia al botadero y la cantera respectivamente, tal y como se

explicó en la descripción de cada APU.

Tabla 8-9 Resumen APU para las tres zonas de ubicación.

Es importante aclarar que para estas tres ubicaciones, no se tuvo en cuenta el

costo de los equipos del tanque en razón a que correspondía a un análisis

preliminar y no se tenían datos concretos para diseñar los equipos.

Presupuestos

Para calcular los presupuestos se tienen en cuenta los APU calculados

anteriormente y las cantidades calculadas para cada caso con las ecuaciones de

los Numerales 8.1 y 8.2.

Tabla 8-10 Presupuesto para un tanque de GRP –zona Fucha.

ITEM DESCRIPCION UN CANT UNITARIO TOTAL

1.1EXCAVACION MECANICA DE RELLENO EXISTENTE, INCLUYE RETIRO DEL

MATERIALm3 1117,80 $ 23.220,63 $ 25.956.014,63

1.2 COLOCACION CAMA DE MATERIAL TRITURADO E=15 CM m3 48,6 $ 42.685,00 $ 2.074.491,00

1.3 INSTALACION TANQUE 420 m3 , INCLUYE RETROEXCAVADORA m3 420,00 $ 667.225,74 $ 280.234.810,80

1.4 RELLENO EN RECEBO B-200 m3 645,08 $ 42.685,00 $ 27.535.239,80

TOTAL CAPITULO $ 335.800.556,23

FUCHA-UN TANQUE



Tabla 8-11 Presupuesto para un tanque de GRP – zona Salitre.

Tabla 8-12 Presupuesto para un tanque de GRP – zona Norte.

Tabla 8-13 Resumen de presupuesto para cada localización.

Tabla 8-14 Presupuesto para tres tanques paralelos –zona Fucha.


1.1 EXCAVACION MECANICA DE RELLENO EXISTENTE, INCLUYE RETIRO DEL MATERIAL m3 1117,80 $ 29.460,63 $ 32.931.086,63


1.3 INSTALACION TANQUE 420 m3, INCLUYE RETROEXCAVADORA m3 420,00 $ 667.225,74 $ 280.234.810,80



SALITRE-UN TANQUE







NORTE-UN TANQUE



MATERIALm3 2732,40 $ 23.220,63 $ 63.448.035,75





FUCHA- TRES TANQUES



Tabla 8-15 Presupuesto para tres tanques paralelos – zona Salitre.

Tabla 8-16 Presupuesto para tres tanques paralelos – zona Norte.

Tabla 8-17 Resumen de presupuesto para tres tanques paralelos.

PRESUPUESTOS

FUCHA $ 970.834.592,05

SALITRE $ 995.600.580,05

NORTE $ 1.042.167.308,05

Para estas tres primeras alternativas de localización del tanque, se puede

observar de los análisis de precios unitarios, que las actividades de excavación y

de relleno se ven influenciadas por la ubicación que fue definida para cada tanque.

Esto se debe a que tanto el botadero como la cantera identificados como la

Fiscala y Usme respectivamente, los cuales son debidamente certificados, están

localizados al sur de la ciudad, esto implica que a medida que la instalación se

realice más hacia el norte de la ciudad, la distancia aumenta y por lo tanto el costo

de transportar materiales granulares y materiales de desecho es mayor.

Para realizar un comparativo con un tanque de concreto fue necesario calcular el

costo de construcción de éste teniendo en cuenta las mismas actividades y la

ubicación del tanque en la cuenca del Salitre.







SALITRE-TRES TANQUES






TOTAL CAPITULO $ 1.042.167.308,05

NORTE-TRES TANQUES



Las dimensiones del tanque fueron calculadas a partir de un volumen de

almacenamiento similar al del tanque de GRP. De esta manera las dimensiones

calculadas para el tanque de concreto son las siguientes:

Longitud: 60 m.

Ancho interno: 2,66 m.

Altura interna: 2.66 m.

En cuanto al diseño de las paredes y la placa del tanque se tomó como referencia

las propuestas por (Navarro Pérez, 2007) en su trabajo de grado, las cuales

contemplan 0,3 m de espesor para ambas partes.

Teniendo en cuenta que los APU de excavación y de relleno son iguales, el único

APU que se calculó para el tanque de concreto fue el de construcción, tomando

como referencia únicamente la zona ubicada en la cuenca del Salitre.



Tabla 8-18 Análisis de Precios Unitario s para la construcción de un tanque de concreto.

ITEM: INSTALACIÓN TANQUE UNIDAD : M3

I. EQUIPO


7.367,93

Sub-Total 7.367,93

II. MATERIALES


m3 495.000,00$ 1,10 544.500,00

Kg 1.972,00$ 100,00 197.200,00

ML 34.000,00$ 0,3800 12.920,00

UN 10.614,00$ 8,33 88.414,62

UN 1.643.310,00$ 0,014 23.006,34


III. TRANSPORTES

Material Vol. Peso ó Cant. Distancia M3-Km Tarifa Valor-Unit.

0,00

Sub-Total 0,00

IV. MANO DE OBRA


30.000,00$ 185% 55.500,00$ 3,00 18.500,00$

$ 40.000,00 185% 74.000,00$ 3,00 24.666,67$

$ 49.480,00 185% 91.538,00$ 3,00 30.512,67$

Sub-Total 73.679,33


Descripción


Descripción

Concreto de 4000pi de baja permeabilidad

Acero de Refuerzo 60000Psi

Cinta PVC

Formaleta (Tabla Chapa)

Pozo prefabricado Titán

Trabajador

Oficial

Obrero (2)

Maestro



Tabla 8-19 Presupuesto de un tanque de concreto-zona Salitre

Como se puede observar el costo construcción de un tanque de concreto es más

económico que el costo de un tanque en GRP; sin embargo es importante realizar

un análisis de costo-beneficio que permita identificar las distintas fortalezas y

debilidades de utilizar cada sistema, con el fin de seleccionar la mejor alterativa

para cada proyecto.

Igualmente es importante resaltar que los APU para la instalación de ambos

tanques (concreto y GRP) no contemplan estructuras de entrada y salida, las

cuales requieren de unos diseños especiales, que serán tenidos en cuenta en la

alternativa de ubicación del tanque en el parqueadero sur del estadio el Campín. .

8.4.2 Análisis de precios unitarios y presupuesto para ubicación en el

parqueadero sur del estadio el Campín.

Teniendo en cuenta la metodología desarrollada en el Capítulo 7 del presente

documento, para la ubicación del tanque de tormentas en el estadio el Campín, a

continuación se mostrarán los análisis de precios unitarios para cada uno de los

ítems contemplados en el presupuesto y de esta forma calcular el costo de instalar

un tanque con una capacidad de almacenamiento de 33.107,1 .

Los APU’s fueron calculados por siguiendo la metodología explicada en el

Capítulo 8.4.1.


1.1EXCAVACION MECANICA DE RELLENO EXISTENTE, INCLUYE

RETIRO DEL MATERIALM3 1186,65 $ 29.460,63 $ 34.959.450,66

1.2 INSTALACION TANQUE DE CONCRETO M3 213,20 $ 799.365,29 $ 170.424.679,03

1.3 RELLENO EN RECEBO B-200 M3 548,99 $ 47.885,00 $ 26.288.386,15




Tabla 8-20 APU de excavación para ubicación del tanque en parqueadero sur del estadio el Campín.

ITEM: EXCAVACIÓN UNIDAD : m3

I. EQUIPO

Tipo Tarifa/Hora RendimientoValor-Unit.

100,000.00$ 10.00 10,000.00

161.88

Sub-Total 10,161.88

II. MATERIALES


Sub-Total 0.00

III. TRANSPORTES

Vol. Peso ó Cant.Distancia m3-Km Tarifa Valor-Unit.

1.3 17 22.1 800 17,680.00

Sub-Total 17,680.00

IV. MANO DE OBRA

Jornal Prestaciones Jornal Total RendimientoValor-Unit.

30,000.00$ 185% 55,500.00$ 80 693.75$

$ 40,000.00 185% 74,000.00$ 80 925.00$

Sub-Total 1,618.75

Total Costo Directo 29,460.63

OBRERO (2)

OFICIAL

Trabajador

MATERIALES DE EXCAVACIÓN

Descripción

Retroexcavadora


Descripción

Material



Tabla 8-21 APU de instalación para ubicación del tanque en parqueadero sur del estadio el Campín.

ITEM: INSTALACIÓN TANQUE UNIDAD : m3

I. EQUIPO


100.000,00$ 56,55 1.768,35

61,34

12.000,00$ 56,55 212,20

15.000,00$ 56,55 265,25

Sub-Total 2.307,14

II. MATERIALES


m3540.896,00$ 1,00 540.896,00

UN 4.151.180,00$ 0,0007 2.764,69

UN 3.462.174,00$ 0,0213 73.744,31

UN 626.000,00$ 0,0073 4.569,80

UN 3.722.922,00$ 0,0073 27.177,33

UN 170.628.960,00$ 0,00003 5.118,87

UN 25.175.585,18$ 0,0003 8.358,29

UN 17.095.025,58$ 0,0001 1.897,55

UN 50.872.277,93$ 0,0001 5.646,82


III. TRANSPORTES

Vol. Peso ó Cant.Distancia M3-Km Tarifa Valor-Unit.

0,00

Sub-Total 0,00

IV. MANO DE OBRA


30.000,00$ 185% 55.500,00$ 452,40 122,68$

$ 40.000,00 185% 74.000,00$ 452,40 163,57$

$ 50.000,00 185% 92.500,00$ 452,40 204,47$

30.000,00$ 185% 55.500,00$ 452,40 122,68$

Sub-Total 613,40


Circuito de control para limpiadores

Tubería (D=3m ; SN2500)

Tapas

Uniones

Escalera

Pozo de inspección

Limpiador L=3,0m . AISI 316

Circuito de llenado para limpiador

Válvula vortex REG-U-FLO

Retroexcavadora


Equipo de topografía

Estación

Descripción

Obrero (2)

Topógrafo

Cadenero

Descripción

Material

Trabajador

Oficial



Tabla 8-22 APU de relleno para ubicación del tanque en parqueadero sur del estadio el Campín.

Tabla 8-23 Presupuesto para ubicación del tanque en parqueadero sur del estadio el Campín.

Una vez obtenido el presupuesto para el tanque de retención de aguas lluvias

propuesto en el parqueadero sur del estadio el Campín, se puede realizar una

comparación con el tanque de retención construido en la cuenca del Tunjuelo,

específicamente al final del interceptor Tunjuelo Medio, lo que permite tener un

orden de magnitud de los costos estimados.

ITEM: RELLENO UNIDAD : m3

I. EQUIPO


9,200.00$ 2.50 3,680.00$

462.50$

Sub-Total 4,142.50

II. MATERIALES


m311,000 1.30 14,300.00

lt 100 30.0 3,000.00

Sub-Total 17,300.00

III. TRANSPORTES

Vol. Peso ó Cant. Distancia m3-Km Tarifa Valor-Unit.

MATERIALES SELECCIONADOS DE RELLENO1.30 20.0 26.0 800.00$ 20,800.00$

Sub-Total 20,800.00

IV. MANO DE OBRA


$ 20,000.00 185% 37,000.00$ 20.00 1,850.00$

$ 30,000.00 185% 55,500.00$ 20.00 2,775.00$

Sub-Total 4,625.00

Total Costo Directo 46,867.50

Material

AGUA

MATERIAL SELECCIONADO PARA RELLENO (RECEBO B-200)

OFICIAL

OBRERO

Trabajador

Descripción

Descripción

COMPACTADOR MANUAL (SALTARIN)

HERRAMIENTA MENOR (10%MO)

ITEM DESCRIPCIÓN UN CANT UNITARIO TOTAL


MATERIALm3 65101,50 $ 29.460,63 $ 1.917.930.878,44

1.2 COLOCACION CAMA DE MATERIAL TRITURADO E=15 CM m32830,5 $ 46.867,50 $ 132.658.458,75

1.3 INSTALACION TANQUE 33.107 m3 , INCLUYE RETROEXCAVADORA m3

33107,1 $ 673.094,19 $ 22.284.196.703,25

1.4 RELLENO EN RECEBO B-200 m3 29225,37 $ 46.867,50 $ 1.369.720.135,10

TOTAL CAPÍTULO $ 25.704.506.175,53

TANQUE DE TORMENTAS PARQUEADERO SUR DEL ESTADIO EL CAMPÍN



El tanque de retención del Tunjuelo Medio se encuentra enterrado (Figura 8.3) y

tiene la función de amortiguar los picos de caudal generados en el Interceptor

Tunjuelo Medio por las conexiones erradas de aguas lluvias en la cuenca alta y

media del Tunjuelo, para luego evacuarlas hacia el interceptor Tunjuelo Bajo una

vez haya pasado el pico de caudal.

Figura 8.3 Localización tanque de retención del Tunjuelo Medio (Fuente: Google earth)

La estructura del tanque tiene una forma cilíndrica de 85 m de diámetro y 8,5 m de

altura libre interior, tiene una capacidad de almacenamiento de aproximadamente

50.000 y el costo de construcción de este tanque fue de $ 37.019.977.286,00

Figura 8.4 Vista superficial del tanque de retención del Tunjuelo Medio (Fuente: Google earth)

TANQUE DE RETENCIÓN

DEL TUNJUELO MEDIO



Esto quiere decir que el costo de instalación de un tanque de GRP con una

capacidad de almacenamiento de 33.000 tiene un orden de magnitud similar al

de un tanque de concreto de 50.000 . El tanque de GRP tiene un valor de $

25.704.506.175,53 y el de concreto de $ 37.019.977.286,00 lo que permite

concluir que los datos calculados de volumen y costo del tanque de GRP están

dentro de la realidad.

Si en el sitio del parqueadero se instalará un tanque con las dimensiones

necesarias para el espacio disponible, es decir 11 tanques de 150 m de longitud y

3 m de diámetro, se tendría un valor de $ 9.015.060.688,98 tal como se observa

en el presupuesto de la Tabla 8-24.

Tabla 8-24 Presupuesto del tanque ajustado a espacio disponible.

8.4.3 Análisis de precios unitarios y presupuestos para las tres alternativas en

la subcuenca Galerías.

Otra de las alternativas propuestas en la subcuenca Galerías que se planteó en

razón a que la alternativa de ubicación del tanque de tormentas en el parqueadero

del Campín no tenía suficiente espacio para almacenar el volumen de agua

calculado, fue instalar en tres puntos diferentes de la misma subcuenca tres

tanques de almacenamiento, que permitieran regular el caudal desde aguas

arriba. Aun así, después del análisis realizado en el Capítulo 7 para estas nuevas

tres alternativas, se puedo observar que solo uno de los espacios disponibles

permitiría la construcción actualmente de los tanques con el tamaño requerido, las

otras alternativas por el contrario no tendrían el espacio suficiente para construir

un tanque de retención que almacenará el caudal que pasa por cada sitio.



MATERIALm3 22977,00 $ 29.460,63 $ 676.916.780,63



11600,0 $ 673.094,19 $ 7.807.892.619,94


TOTAL CAPÍTULO $ 9.015.060.668,98

TANQUE DE TORMENTAS PARQUEADERO SUR DEL ESTADIO EL CAMPÍN



Tabla 8-25 Resumen de APU para las tres alternativas de la subcuenca Galerías.

ALTERNATIVA VALOR m3 DE EXCAVACIÓN

VALOR m3 DE INSTALACIÓN DE TANQUE

VALOR m3 DE RELLENO

($/m3) ($/m3) ($/m3)

ALTERNATIVA 1 30.916,63 680.839,25 48.531,50

ALTERNATIVA 2 29.252,63 711.874,92 46.659,50

ALTERNATIVA 3 28.940,63 764.288,45 46.347,50

Tabla 8-26 Presupuesto para ubicación del tanque en alternativa 1.





MATERIALm3 25647,30 $ 30.916,63 $ 792.927.956,36



12529 $ 680.839,25 $ 8.530.234.906,78


TOTAL CAPÍTULO $ 9.960.668.146,19

TANQUE DE TORMENTAS ALTERNATIVA 1



MATERIALm3 13475,70 $ 29.252,63 $ 394.199.598,71

1.2 COLOCACION CAMA DE MATERIAL TRITURADO E=15 CM m3

585,9 $ 46.659,50 $ 27.337.801,05

1.3 INSTALACION TANQUE 6599 m3 , INCLUYE RETROEXCAVADORA m3

6599 $ 711.874,92 $ 4.697.662.588,10


TOTAL CAPÍTULO $ 5.413.902.200,45




MATERIALm3 12254,40 $ 28.940,63 $ 354.649.995,00


1.3 INSTALACION TANQUE 6282 m3 , INCLUYE RETROEXCAVADORA m3

6282 $ 764.288,45 $ 4.801.260.024,27


TOTAL CAPÍTULO $ 5.435.572.991,56




Al analizar los presupuestos obtenidos para las regulaciones planteadas aguas

arriba del estadio el Campín, que permitieran cortar el pico de caudal antes de la

llegada a este sitio se puede decir que:

El volumen total que estarían almacenando las tres propuestas de

regulación sería de 25.410 m3, que comparado con la regulación del

parqueadero (33.107 ) corresponde a un 25% menos de

almacenamiento.

Comparando estos datos en términos de costos, las tres alternativas tienen

un costo de $ 20.810.143.338,2 mientras que la regulación del

parqueadero tiene un costo de $ 25.704.506.175,53 es decir una diferencia

de $ 4.894.362.837,33.

La excavación y el relleno influyen significativamente en el costo total, pero

comparado con la instalación del tanque realmente éste es quien aporta un

mayor costo al presupuesto total.



9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Al realizar la búsqueda bibliográfica de tanques de almacenamiento de

aguas lluvias en GRP, se pudo observar que una gran cantidad de

empresas fabricantes de este material han desarrollado tecnologías en

búsqueda del mejoramiento de las condiciones urbanas de las ciudades

que permitan dar una mejor calidad de vida.

El proceso de instalación de los tanques de almacenamiento subterráneos

debe cumplir con los requerimientos típicos de instalación de una tubería de

GRP, para poder garantizar las propiedades que este material ofrece.

Una de las grandes ventajas de los tanques en GRP radica en el tiempo de

instalación ya que mientras un tanque de concreto se puede construir e

instalar en 20 o 30 días aproximadamente, éste se instala en 3 o 4 días.

Otra ventaja importante es la resistencia a la corrosión, lo que lo hace

duradero y con una vida útil de 50 años, que no requiere costos de

manteamiento como si lo puede generar un tanque de concreto, en razón a

las infiltraciones y grietas que puede presentar durante su vida útil.

La facilidad de trasportar los módulos debido a su bajo peso en

comparación con un tanque de concreto (90% menos) hace que la

construcción sea sencilla y manipulada fácilmente por el personal operativo.

Una de las grandes limitaciones que tienen los tanques de tormenta

circulares en GRP, radica en el diámetro del tubo de almacenamiento, pues

el máximo diámetro de tubería que se tiene es de 3,0 m, esto hace que el

área del terreno donde se van a almacenar grandes volúmenes de agua

sea lo suficientemente larga respecto al ancho para que se puedan

almacenar magnitudes grandes de caudal. Siendo este el caso que se

presentó para las alternativas propuestas en la subcuenca Galerías, donde

el área disponible no era suficiente para instalar un tanque del volumen de

almacenamiento requerido.

Una de las recomendaciones para el caso de estudio del parqueadero de la

zona sur del estadio el Campín, es almacenar la mayor cantidad de caudal

que se pueda en el área disponible y la restante verterla por medio de un



alivio hacia el canal Salitre; de lo contrario sería necesario construir un

tanque de concreto con las dimensiones necesarias para que pueda

también ser ubicado en esta zona. Esto resulta como consecuencia de la

limitación del diámetro del tubo de almacenamiento que se mencionó

anteriormente.

Es importante tener en cuenta que cada tanque de tormentas es diferente,

por tal motivo no hay posibilidad de estandarizar su precio, los equipos de

control del tanque son diseñados específicamente para las condiciones de

operación del tanque. El módulo tubería es aquel que podría estandarizar

su precio por corresponder a la unión de varias tuberías de GRP de gran

diámetro, las cuales están disponibles en el comercio.

Los equipos complementarios del tanque de tormentas fueron cotizados en

México y España, porque en Colombia no se fabrican estos elementos.

Esto tiene el valor agregado de tener que incluir el costo de transporte en

los APU y por lo tanto hace que la instalación del tanque sea más costosa.



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