UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE

MOGROVEJO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL AMBIENTAL

Proyecto de Investigación

DISEÑO DEL DRENAJE PLUVIAL DEL CENTRO DE

LA CIUDAD DE CHICLAYO MENDIANTE EL USO

DE PAVIMENTOS PERMEABLES.

LUIS MIGUEL GONZALES VÁSQUEZ

PROYECTO PARA TESIS I

Chiclayo, 15 de Abril del 2015

I. INFORMACIÓN GENERAL

1. TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:

2. AUTOR:

- Luis Miguel Gonzales Vásquez

3. ASESOR:

-

4. TIPO DE INVESTIGACIÓN:

-

5. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN:

-

6. LOCALIDAD E INSTITUCIÓN DONDE DESARROLLARÁ EL

PROYECTO:

-

7. DURACIÓN DEL PROYECTO

7.1. PERÍODO QUE DURARÁ EL PROYECTO:

7.2. FECHA DE INICIO:

8. FIRMA DEL AUTOR DEL PROYECTO

9. FIRMA DEL ASESOR DEL PROYECTO

10. FECHA DE PRESENTACIÓN

- Ciclo académico 2015-I

RESUMEN

ABSTRACT

II. PLAN DE INVESTIGACIÓN

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

1.1. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA

Hoy en día, el fenómeno climático que provoca estragos a nivel

mundial, siendo las más afectadas América del sur y las zonas

entre Indonesia y Australia se está volviendo un evento más

cíclico, estos fenómenos conocido como “fenómeno del

niño/niña” están provocando el cambio climático y las intensas

precipitaciones a lo largo de la costa suramericana, viéndose

afectados los habitantes y las estructuras de toda la costa del

pacífico. El centro internacional para la investigación del el

fenómeno de El Niño (CIIFEN), asegura que durante el periodo

Marzo-Mayo 2015 existirán mayores posibilidades de lluvia por

sobre lo normal en la región caribeña de Colombia, en la región

andina centro-sur del Ecuador, en el nororiente del Perú y en la

región central de los andes peruanos, así mismo en la región del

Pando y Norte de La Paz en Bolivia; en la región central de Chile;

en gran parte de Uruguay y en el oriente del Paraguay. (CIFEN

2015).

Esto se ve reflejado en la costa del Perú, ya que las lluvias

precipitadas más de 8 horas el día 23 de Marzo del 2015 en la

ciudad de Chiclayo dejan reporte de 28 puntos críticos. Entre

ellos figuran la esquina del Banco de la Nación, esquina de

Serpost, paseo Yortuque, Las Musas, cuadra 3, 4, 5 y 6 de la

avenida Elvira García , pueblo joven San Antonio, avenida Grau,

entre otros. (Moreno 2015).

Las precipitaciones en la región de Lambayeque han ocasionado

el deterioro del pavimento y de algunas viviendas debido a la

deficiencia del sistema de drenaje pluvial en la región. Además

de generar incomodidad, insalubridad e inseguridad en la

población, así mismo entorpece la transitabilidad vehicular y

peatonal en la ciudad y sus alrededores. Es el caso de los

moradores del distrito de Olmos, ya que más de 100 caseríos del

distrito han quedado aislados e incomunicados de la capital

distrital y el resto del país por el mal estado de las trochas

carrozables y las crecidas del río Olmos. (Mío 2015).

Se estima en más de 500 millones de soles el valor del proyecto

integral del drenaje pluvial que comprende los distritos de

Chiclayo, José Leonardo Ortiz, Pimentel, Santa Rosa y La Victoria.

Un estudio realizado por el Ing. Humberto Olorte Villareal,

presidente de la comisión de saneamiento del colegio de

ingenieros de Lambayeque (CIL), precisa que los lugares con

mayor riesgo de inundación son: los pueblos jóvenes 9 de

Octubre, Las Brisas, 1 de Junio, Raimondi (Colegio Salaverry),

Ciro Alegría, Diego Ferré, San Martín, San Francisco, Buenos

Aires, César Vallejo y San Antonio, igualmente las urbanizaciones

Santa Victoria, Caja de Depósitos, Los Libertadores, Los

Precursores, Federico Villarreal; en la jurisdicción leonardina está

Moshoqueque, los pueblos jóvenes San Lorenzo, Luján, María

Parado de Bellido, Villa Hermosa y la UPIS 1 de Mayo.

Aún más preocupante es el panorama afrontado ante diversos

fenómenos naturales, en los que el hombre es pieza

fundamental en su eventualidad, nos referimos al calentamiento

global. Debido al exceso de emisiones de gases de efecto

invernadero (GEI) se están presentando lluvias y sequías en

diversas partes del mundo.

Países como España, México, Brasil, Chile se están viendo

afectado en su ecosistema, es por ello que han visto en el

concreto permeable la aplicación como pavimento permeable

adquiriendo una gran atención en la última década debido a que

el calentamiento global está provocando sequías en muchos de

estos países a nivel mundial, obligando a impulsar en los países,

medidas de conservación del agua y de esta manera

implementando sistemas sostenibles en las ciudades.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Con lo expuesto en la situación problemática la formulación

del problema es el siguiente:

¿Cuál es el diseño del drenaje pluvial en el centro de

Chiclayo mediante el empleo de Pavimentos Permeables?

1.3. JUSTIFICACIÓN

Los pavimentos permeables se ajustan muy bien a las iniciativas

de la conservación del agua por ser muy beneficiosos; y ayudan

a construir ciudades sostenibles porque permiten el tratamiento

de las aguas superficiales de lluvia, infiltrando esta agua al

subsuelo, recargando los acuíferos o almacenando estas aguas

en depósitos para luego reutilizarlas en parques, inodoros de las

viviendas, como agua industrial, etc. Los pavimentos

permeables pueden ser de asfalto, concreto y de adoquines.

(Calderón, Charca y Yanqui 2013).

En los Estados Unidos, las nuevas normativas han hecho del

Concreto poroso una solución viable para la gestión de las aguas

pluviales. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) reconoce el

uso del hormigón permeable como la mejor práctica para ayudar

al diseño del tratamiento de agua de lluvia. (LAFARGE 2013).

Es por ello que podemos enumerar los diversos aportes en los

diferentes ámbitos de investigación, por ejemplo:

En el ámbito Académico:

El tema presentado está destinado a fomentar e impulsar

nuevas metodologías y técnicas en las obras viales, del

mismo modo ayudará a que investigaciones futuras

profundicen en el uso del pavimento permeable, teniendo en

cuenta este proyecto como un antecedente.

En el ámbito Ambiental:

Se entiende por desarrollo sostenible al que es capaz de

satisfacer las necesidades actuales sin comprometer los

recursos y posibilidades de las futuras generaciones, es por

ello que nos vemos en la necesidad de innovar con

alternativas que posibiliten y mejoren la calidad de vida en

nuestro planeta, el uso del pavimento permeable no sólo es

una alternativa que podría llegar a mejorar los acuíferos en el

suelo, sino también ayudaría a reducir la contaminación,

evitando o minimizando el colapso de pavimentaciones,

ahorrándonos volver a construir obras viales que para su

construcción hacen uso de materias primas contaminantes.

En el ámbito Económico:

Al tratarse de una estructura la cual no solo sirve como

soporte de cargas móviles, sino también como una que drena

las aguas, nos evitamos tener la necesidad de bombear el

agua empozada, cambiar parte o completamente la

estructura vial, debido al colapso en presencia de

precipitaciones intensas. Generando así un ahorro en obras

viales.

En el ámbito Social:

La inseguridad antes los accidentes automovilísticos

aumentan aún más en presencia de lluvias, el cual podríamos

solucionarlo evitando la acumulación del agua precipitada, ya

que el pavimento permeable infiltra esas aguas en pocos

segundos. Así mismo reduciríamos la molestia de tráfico,

debido a la acumulación de estas aguas, que solo generan

incomodidad a la población al desarrollar sus actividades

diarias.

En el ámbito Técnico:

Este proyecto nace ante la necesidad de tener un eficiente

drenaje en las calles del centro de la ciudad de Chiclayo, el

cual puede solucionarse mediante diversos sistemas, pero el

uso del pavimento permeable no es una solución para un

desarrollo sostenible, sino también nos permite desarrollar

nuevos sistemas constructivos en las obras viales, el cual

permitirá a nuevas generaciones investigar y mejorar los

procesos y métodos ante problemas similares.

2. MARCO DE REFERENCIA DEL PROBLEMA

2.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

Entre los diversos estudios relacionados con el presente

proyecto se ha tomado los siguientes:

Quiroz, Roger y Saavedra, Bayron. 2013. DRENAJE

PLUVIAL DE LA CIUDAD DE TUMAN ANTE UN

EVENTUAL FENOMENO DEL NIÑO. Perú: Tesis de

pregrado, Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo.

Esta tesis está enfocada en la problemática existente en

la Ciudad de Túman, debido a la inexistencia de un

drenaje pluvial, el cual pueda evacuar las aguas producto

de las lluvias, evitando así las inundaciones o

estancamientos de agua que afecte a la vida y a la salud

de la población y de la misma forma la destrucción de

infraestructuras (veredas, pavimentos y edificaciones).

Azañedo, Wiston; Chavez, Helard y Muñoz, Richard.

2007. DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO POROSO

CON AGREGADOS DE LA CANTERA LA VICTORIA,

CEMENTO PÓRTLAND TIPO I CON ADICIÓN DE TIRAS

DE PLÁSTICO, Y SU APLICACIÓN EN PAVIMENTOS

RÍGIDOS, EN LA CIUDAD DE CAJAMARCA. Perú: Tesis

de pregrado, Universidad Nacional de Cajamarca.

Esta tesis tiene por Objetivo realizar el estudio previo a

los agregados de la cantera La Victoria, para luego

realizar un diseño de mezcla de concreto con cemento

portland Tipo I con adición de tiras de plastico, el cual

tiene por finalidad su uso en pavimentos que permitan un

buen drenaje para su disposición final.

Barahona, Rene; Martínez, Marlon y Zelaya, Steven.

2013. COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO

PERMEABLE UTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE

LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA

PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR.

Tesis de pregrado, Universidad de El Salvador.

Esta tesis tiene por objetivo realizar un estudio del

comportamiento de concreto permeable en función al tipo

de agregado grueso utilizado, para ello se realizaron

estudios previos a los materiales, para que finalmente

obtengamos las características mecánicas e hidráulicas

óptimas para la elaboración de un concreto permeable.

Sañudo, Luis. 2014. ANÁLISIS DE LA INFILTRACIÓN

DE AGUA DE LLUVIA EN FIRMES PERMEABLES CON

SUPERFICIES DE ADOQUINES Y AGLOMERADOS

POROSOS PARA EL CONTROL EN ORIGEN DE

INUNDACIONES. España: Tesis Doctoral,

Universidad de Cantabria.

Esta tesis para optar el grado de doctor en filosofía tiene

por principal finalidad el diseño de estructuras de bases

filtrantes capaces de captar y tratar el agua procedente

de la escorrentía superficial urbana. Así mismo estudiar la

técnica constructiva de las bases permeables y proponer

nuevas secciones contemplando el uso de materiales

reciclados.

Yangali, Kevin. 2014. BENEFICIOS DE LA

UTILIZACION DEL CONCRETO PERMEABLE EN EL

DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS EN ZONAS

URBANAS - PILCOMAYO – CHUPACA – JUNIN. Perú:

Tesis de pregrado, Universidad Nacional del Centro

del Perú.

Esta tesis tiene por objeto de estudio los aspectos a tener

en cuenta para el diseño de un pavimento rígido,

haciendo uso del concreto permeable, así mismo detallar

los beneficios que conlleva su utilización en proyectos de

habilitación urbanas de bajo tránsito. Para se han tomado

en cuenta factores muy importantes como lo son el clima,

tráfico y materiales de construcción.

Meza, Jesús. 2009. REDUCIÓN DE ESCURRIMIENTOS

PLUVIALES MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE

PAVIMENTOS DE CONCRETO PERMEABLE. México:

Tesis para el grado de Maestro en Ingeniería,

Universidad Nacional Autónoma de México.

La presente tesis tiene por objetivo analizar el sistema de

drenaje urbano, los escurrimientos pluviales y el concreto

permeable. Con lo anterior se pretende dar a difusión a

esta nueva metodología, dejando abierta la posibilidad

para posibles investigaciones que mejoren la calidad de

vida de los seres humanos.

2.2. BASE TEÓRICO CIENTÍFICA

Las bases científicas utilizadas para esta tesis son

las siguientes:

Norma CE.010: Aceras y pavimentos.2014.Perú:

Reglamento Nacional de Edificaciones.

Esta norma fija los requisitos mínimos a los que se deben

sujetar los diseños en los pavimentos urbanos, además

señala los requisitos para la realización de los informes

técnicos y responsabilidad profesional.

Así mismo comprende una descripción de las técnicas de

investigación, ensayos de laboratorio y pruebas de control

a realizar.

Norma OS.060: Drenaje Pluvial Urbano.2014.Perú:

Reglamento Nacional de Edificaciones.

Esta norma establece los criterios generales de diseño

que permitan la elaboración de proyectos de drenaje

pluvial urbano, que comprendan la recolección, transporte

y evacuación a un cuerpo receptor de las aguas pluviales

que se precipitan sobre un área urbana.

Sección 403.A: Base de Concreto Hidráulico

Poroso.2013.Perú: Manual de Carreteras.

Especificaciones Técnicas generales para

construcción EG-2013.

Comprende los criterios generales que deben tenerse en

cuenta con respecto a los materiales, equipos, ensayos y

procesos constructivos correspondientes para la

construcción de una o más capas de base dren ante de

gradación abierta, los cuales sirven de apoyo a los

pavimentos de concreto hidráulico.

Sección 403.B: Base de Concreto Asfáltico

Poroso.2013.Perú: Manual de Carreteras.

Especificaciones Técnicas generales para

construcción EG-2013.

Comprende los criterios generales que deben tenerse en

cuenta con respecto a los materiales, equipos, ensayos y

procesos constructivos correspondientes para la

construcción de una o más capas de base dren ante de

gradación abierta, los cuales sirven de apoyo a los

pavimentos de concreto asfáltico.

Sección 433: Pavimentos de Concreto Asfáltico con

Mezclas Porosas.2013.Perú: Manual de Carreteras.

Especificaciones Técnicas generales para

construcción EG-2013.

Comprende los criterios generales que deben tenerse en

cuenta con respecto a los materiales, equipos, ensayos y

procesos constructivos correspondientes para la

fabricación de mezclas asfálticas drenantes y su

colocación en una o más capas sobre la superficie

debidamente preparada e imprimada.

Norma ASTM C 1688: Método de Prueba Estándar

para Determinar la Densidad y Contenido de Vacíos

de Recién Mezclado Concreto Permeable.2011.

Este método de ensayo cubre la determinación de la tasa

de infiltración de agua de campo en el lugar concreto

permeable.

Manual de Ensayo de Materiales EM 2000.

Detallan las diversas normas a seguir para la construcción

de una estructura vial, asi tenemos ensayos para suelos,

agregado, bitúmenes, emulsiones, mezclas bituminosas,

cementos y aglomerados, concreto, metálicos, drenaje,

misceláneos, estabilizaciones, pinturas, microesferas de

vidrio y reflectancia.

Manual de Carreteras: SUELOS, GEOLOGÍA,

GEOTECNIA Y PAVIMENTOS.2013. Perú.

Este manual proporciona criterios homogéneos en

materia de suelos y pavimentos que faciliten la aplicación

en el diseño de las capas superiores y de la superficie de

rodadura en carreteras no pavimentadas y pavimentadas.

Glosario de Términos de uso frecuente en

Proyectos de Infraestructura Vial.2013.Perú.

Este documento técnico describe el significado de los

términos técnicos frecuentemente utilizados en los

proyectos de infraestructura vial. Con la finalidad de

facilitar su uso, dichos términos con sus respectivas

definiciones, están en orden alfabético, conteniendo

además en la última parte, algunas siglas de uso también

frecuente.

2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS

ACCIDENTE DE TRÁNSITO: Cualquier hecho fortuito u

ocurrencia entre uno o más vehículos en una vía pública

o privada..

BOMBEO: Inclinación transversal que se construye en las

zonas en tangente a cada lado del eje de la plataforma

de una carretera con la finalidad de facilitar el drenaje

lateral de la vía.

CONCRETO ASFÁLTICO: Mezcla procesada, compuesta

por agregados gruesos y finos, material bituminoso y de

ser el caso aditivos de acuerdo a diseño y

especificaciones técnicas. Es utilizada como capa de base

o de rodadura y forma parte de la estructura del

pavimento.

DRENAJE: Retirar del terreno el exceso de agua no

utilizable.

DURABILIDAD: Propiedad de un material o mezcla para

resistir desintegración por efectos mecánicos,

ambientales o de tráfico.

EVALUCIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL (EIA):

Documento técnico que contiene el plan de manejo socio-

ambiental de los proyectos de infraestructura vial según

su grado de riesgo, para las diferentes fases de estudios,

ejecución de obras, mantenimiento y operación,

incluyendo los sistemas de supervisión y control en

concordancia con los dispositivos legales sobre la

materia. Además incluye las normas, guías y

procedimientos relativos al Reasentamiento Involuntario

y temas relacionados con el desarrollo de pueblos

indígenas y arqueología del área de trabajo.

ESTUDIO DE SUELOS: Documento técnico que engloba

el conjunto de exploraciones e investigaciones de campo,

ensayos de laboratorio y análisis de gabinete que tiene

por objeto estudiar el comportamiento de los suelos y sus

respuestas ante las solicitaciones de carga.

IMPACTO AMBIENTAL: Alteración o modificación del

medio ambiente ocasionada por la acción del hombre o

de la naturaleza, que incluye los impactos socio

ambiental.

NAPA FREATICA: Nivel superior del agua subterránea

en el momento de la exploración. El nivel se puede dar

respecto a la superficie del terreno o a una cota de

referencia.

OBRAS DE DRENAJE: Conjunto de obras que tienen por

fin controlar y/o reducir el efecto nocivo de las aguas

superficiales y subterráneas sobre la vía, tales como:

alcantarillas, cunetas, badenes, subdrenes, zanjas de

coronación y otras de encauzamientos.

PAVIMENTO: Estructura construida sobre la subrasante

de la vía, para resistir y distribuir los esfuerzos originados

por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad

y comodidad para el tránsito. Por lo general está

conformada por las siguientes capas: subbase, base y

rodadura.

PERMEABILIDAD: Capacidad de un material para

permitir que un fluido lo atraviese sin alterar su

estructura interna.

POROSIDAD: Propiedad de un cuerpo que se caracteriza

por la presencia de vacíos en su estructura.

SUB DREN: Obra de drenaje que tiene por finalidad

deprimir la napa freática que afecta la vía por efectos de

capilaridad.

SUPERFICIE DE RODADURA: Parte de la carretera

destinada a la circulación de vehículos compuesta por

uno o más carriles, no incluye la berma.

TRÁNSITO: Actividad de personas y vehículos que

circulan por una vía.

VIDA ÚTIL: Lapso de tiempo previsto en la etapa de

diseño de una obra vial, en el cual debe operar o prestar

servicios en condiciones adecuadas bajo un programa de

mantenimiento establecido.

3. HIPÓTESIS Y VARIABLES

3.1. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS

3.2. VARIABLES – OPERACIONALIZACIÓN

3.3. OBJETIVOS

3.3.1. OBJETIVO GENERAL

3.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

4. DISEÑO METODOLÓGICO

4.1. TIPO DE ESTUDIO Y DISEÑO DE CONTRASTACIÓN DE

HIPÓTESIS

4.2. POBLACIÓN, MUESTRA DE ESTUDIO y MUESTREO

4.3. MÉTODOS , TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE

RECOLECCIÓN DE DATOS

4.4. PLAN DE PROCESAMIENTO PARA ANÁLISIS DE DATOS

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Calderón, Yaneth y Juan Charca. 2013. INVESTIGACIÓN EN

CONCRETO POROSO: Asociación de Productores de Cemento.

Boletín Informativo (Septiembre).

Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El

Niño. 2015. Pronostico Estacional Oeste y Sur Sudamérica, 2015.

Ecuador: CIIFEN.

LAFARGE. 2013. Catálogo 2013. España: PAVIMENTOS DE

HORMIGÓN POROSO - HYDROMEDIA™ Efficient Building™

system.

Manual de Carretas. Especificaciones Tecnicas Generales para la

Construcción EG 2013. Perú: Ministerio de Transportes y

Comunicaciones.

Manual de Carretas. Suelos, Geología, Geotecnia y

Pavimentos.2013. Perú: Ministerio de Transportes y

Comunicaciones.

Mío Puse Aldo. 2015. Lambayeque: más de 100 caseríos de

Olmos están aislados, RPP Noticias, 23 de Marzo, Sección

Noticias Regionales.

Moreno Llaque Yesenia. 2015. Chiclayo: 28 puntos críticos

reportados por intensas lluvias, RPP Noticias, 23 de Marzo,

Sección Noticias Regionales.

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). 2014. Norma

técnica CE. 010. Perú: Ministerio de Vivienda, Construcción y

Saneamiento.

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). 2014. Norma

técnica OS. 060. Perú: Ministerio de Vivienda, Construcción y

Saneamiento.