ALCANTARILLADO PLUVIAL. DISEÑO DE SISTEMAS DE DRENAJE

1. Alcantarillado Pluvial.

2. Introducción
¿Qué es una red de alcantarillado pluvial?
Sistema de tuberías, sumideros e
instalaciones que permita el rápido
desalojo de aguas de lluvia para evitar
daños.
Su importancia se manifiesta en zonas con altas precipitaciones y
superficies poco permeables.

3. Alcantarillado
Sirve para desalojar el agua de lluvia para evitar inundaciones de
viviendas, negocios, industrias, etc., así como de deshacerse de aguas de
aseo u consumo.
La urbanización incrementa los volúmenes de agua de lluvia que escurren
superficialmente por la impermeabilidad del concreto y pavimento.
Los sistemas de alcantarillado se encargan de conducir las aguas de
desecho y pluviales.

4. Importancia del alcantarillado
Su principal función y su objetivo es la conducción de aguas
residuales y pluviales hasta sitios donde no provoquen daños.
Está constituido por una red de conductos e instalaciones
complementarias que permiten la operación, mantenimiento y
reparación del mismo.
De ese modo se impide la generación y propagación de
enfermedades relacionadas con aguas contaminadas.

5. Tipos de sistemas de alcantarillado
Los sistemas de alcantarillado modernos son
clasificados como sanitarios cuando conducen solo
aguas residuales, pluviales cuando transportan
únicamente aguas producto del escurrimiento
superficial del agua de lluvia, y combinados cuando
llevan los dos tipos de aguas.
Sistema de alcantarillado pluvial
Sistema de alcantarillado combinado

6. Sistema de alcantarillado pluvial

7. Sistema de alcantarillado combinado

8. EL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL
Los componentes principales de un sistema de alcantarillado se
agrupan según la función para la cual son empleados. Así, un
sistema de alcantarillado sanitario, pluvial o combinado, se
integra de las partes siguientes:
a) Estructuras de captación. Recolectan las aguas a transportar.
Sumidero Bocas de tormenta

9. b) Estructuras de conducción. Transportan las aguas recolectadas por las
estructuras de captación hacia el sitio de tratamiento o vertido.
c) Estructuras de conexión y mantenimiento. Facilitan la conexión y mantenimiento
de los conductos que forman la red de alcantarillado, pues además de permitir la
conexión de varias tuberías, incluso de diferente diâmetro o material.
Pozos de visita

10. d) Estructuras de vertido. Son estructuras terminales que protegen y mantienen
libre de obstáculos la descarga final del sistema de alcantarillado.
e) Instalaciones complementarias. Entre ellas se tiene a las plantas de
bombeo, plantas de tratamiento, estructuras de cruce, vasos de regulación y de
detención, disipadores de energía, etc.
f) Disposición final. Su importancia radica en que si no se define con anterioridad a
la construcción del proyecto el destino de las aguas residuales o pluviales, entonces
se pueden provocar graves daños al medio ambiente e incluso a la población servida
o a aquella que se encuentra cerca de la zona de vertido.

11. DISEÑO DE REDES DE ALCANTARILLADO PLUVIAL
A fin de evitar que el agua se acumule o sus corrientes causen daños y molestias a
la población, se construye el alcantarillado pluvial por medio del cual se
conducen las aguas de lluvia hacia sitios más seguros para su vertido.
El diseño y construcción de una red de alcantarillado es un trabajo de ingeniería
donde se busca la eficiencia y economía.
El diseño de la red abarca en forma general, la determinación de la geometría de
la red, incluyendo el perfil y trazo en planta, los cálculos de diámetro y
pendientes de cada tramo y la magnitud de las caídas necesarias en los pozos.
La definición de la geometría de la red se inicia con la ubicación de los posibles
sitios de vertido y el trazo de colectores y atarjeas. Para ello, se siguen normas de
carácter práctico, basándose en la topografía de la zona y el trazo urbano de la
localidad. Se aplican las reglas siguientes:

12. 1) Los colectores de mayor diámetro se ubican en las calles más bajas para facilitar
el drenaje de las zonas altas con atarjeas o colectores de menor diámetro.
2) El trazo de los colectores y las atarjeas se ubica sobre el eje central de las
calles, evitando su cruce con edificaciones. Su trazo debe ser lo más recto posible
procurando que no existan curvas. Cuando la calle sea amplia, se pueden
disponer dos atarjeas, una a cada lado de la calle.
3) La red de alcantarillado debe trazarse buscando el camino más corto al sitio de
vertido.
4) Las conducciones serán por gravedad. Se tratará de evitar las conducciones con
bombeo.
Durante el diseño se lleva a cabo el cálculo del funcionamiento hidráulico del
conjunto de tuberías a fin de revisar que los diámetros y pendientes propuestos sean
suficientes para conducir el gasto de diseño de cada tramo.

13. MANEJO DE CUENCAS
Una cuenca es una zona de terreno cuyos escurrimientos fluyen hacia un mismo
punto.
Los límites de una cuenca pueden ser alterados por las diferentes obras que
realiza el hombre para sus actividades. Entre ellas se encuentran los bordos, un
camino o carretera , vía de ferrocarril, canal de riego u obras de protección contra
inundaciones.
Los bordos y estructuras tales como puentes y alcantarillas modifican la
configuración del drenaje local, siendo en ocasiones causantes de inundaciones.

14. CONTROL DE INUNDACIONES
Se le llama “control de inundaciones” a todas aquellas obras y acciones que tienen
por objeto evitar las inundaciones en una zona predeterminada. Las
inundaciones y los encharcamientos pueden ser causados por lluvia directa, por
el desbordamiento de corrientes, y por la presencia de obstáculos en las
corrientes.
Para prevenir las inundaciones causadas por lluvia directa en una ciudad se
emplean las redes de alcantarillado pluvial. En el caso de inundaciones
provocadas por desbordamiento de ríos y arroyos se dispone de las obras
siguientes:
a) Bordos perimetrales. Consisten en bordos
construidos alrededor de una zona particular y se
utilizan para proteger pequeñas áreas.

15. b) Bordos longitudinales. Son bordos
construidos a lo largo de una o ambas
márgenes de un río que permiten proteger
grandes áreas.
c) Desvíos permanentes. Se le llama así al
encauzamiento permanente de un río, ya sea
hacia un cauce artificial construido para ello
o hacia otro natural.
d) Desvíos temporales. Cuando se presenta
una avenida de importancia en un cauce, a
veces conviene conducir parte del agua de la
avenida hacia lagunas o zonas bajas
inundables mientras dura la avenida para
que los daños sean mínimos. A este tipo de
acciones se les llama “desvíos temporales”.

16. e) Rectificaciones. Consisten en aumentar la
capacidad de un cauce mediante el dragado o
el corte de meandros. El dragado consiste en
una excavación que permite ampliar la sección
transversal de un río.
f) Presas de almacenamiento. La
construcción de una presa de
almacenamiento tiene entre sus
ventajas la regulación de avenidas, pues al
controlar el gasto de descarga se evitan las
inundaciones aguas abajo.
g) Presas rompepicos. Son presas de
dimensiones reducidas que no poseen gran
capacidad de almacenamiento. Su propósito
es reducir el gasto de pico de una
avenida, pues son diseñadas para retener
cierta cantidad de agua durante la avenida y
luego permitir su descarga más lenta hacia
aguas abajo.

17. h) Limpia de cauces o dragados. Al paso del tiempo,
los cauces pueden acumular piedras, sedimentos,
basura y vegetación, que tienen como efecto la
reducción de la capacidad del cauce. Por ello,
resulta conveniente limpiar o dragar los cauces
antes de la época de avenidas.
La protección de una zona contra inundaciones causadas por el desbordamiento
de corrientes se lleva a cabo generalmente con combinaciones de las obras
mencionadas anteriormente. El diseño y selección de alguna o varias de ellas
depende de los análisis descritos en Hidráulica Fluvial y de técnicas
hidrológicas.

18. PLANEACIÓN DEL SISTEMA
Es un trabajo que requiere del conocimiento de los diversos factores que influyen
en el funcionamiento del sistema. Debe contarse con la mayor cantidad de
información sobre la zona de proyecto, para aprovechar la topografía de la zona, y
así resulte económica y eficiente para el nivel de protección deseado.
Durante la planeación del sistema, conviene realizar las actividades siguientes:
I. Recopilación de información básica
II. Definición de estructuras especiales
III. Consideración de áreas de retraso
IV. Definición del desalojo de las aguas
V. Ubicación de estructuras de descarga
VI. Posibilidades de reúso

19. PERIODO DE RETORNO DE DISEÑO
En el diseño de diversas obras de ingeniería, como es, por ejemplo, un sistema
de alcantarillado pluvial, se manejan una serie de términos como: periodo de
retorno, periodo de diseño, vida útil, periodo de retorno de diseño y periodo
económico de diseño. Todos ellos son parámetros de diseño que deben tenerse
en cuenta al construir una obra.
El periodo de retorno de un evento hidrológico de magnitud dada, se define
como el intervalo promedio de tiempo dentro del cual ese evento puede
ser igualado o excedido una vez en promedio; algunos proyectistas le dan
simplemente el nombre de frecuencia y se acostumbra denotarlo como To
simplemente T. Se le llama periodo de retorno de diseño cuando corresponde al
periodo de retorno del evento de diseño con el cual se dimensionan las diversas
estructuras de una obra.

20. Asignación del periodo de retorno de diseño
Periodos de retorno para diseño de estructuras menores

21. Uso del suelo y periodos de retorno recomendados para diseño

22. PERIODO ECONÓMICO
Es el periodo de retorno de un evento de diseño para el cual se tiene la mejor
relación costo beneficio.
DATOS DE PROYECTO
Una vez que se ha decidido elaborar un proyecto de alcantarillado pluvial, es
conveniente recabar la información siguiente:
Generalidades