presentacion alcantarillado pluvial
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ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ
SISTEMA DE ALCANTARILLADO PARA AGUA PLUVIAL
ALCANTARILLADO
La función de un sistema de alcantarillado para aguas
pluviales es la “remoción” del agua de lluvia que se capta en
calles y áreas verdes para prevenir daños e
inundaciones.
INTRODUCCIÓN
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
El ingeniero sanitario se encuentra ante el problema de elegir la tormenta adecuada para
poder diseñar el sistema de alcantarillado pluvial.
Para conocer la cantidad de agua de lluvia se utilizan los
pluviómetros y los pluviógrafos.
PLUVIÓMETROS Y PLUVIÓGRAFOS
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
PLUVIÓMETRO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Recipiente cilíndrico de lámina de aprox. 20 cm de diámetro y 60 cm de alto.
La tapa del cilindro es un embudo receptor, el cual se comunica con una probeta de sección 10 veces menor
que la de la tapa.
* Cada cm medido en la probeta corresponde a un
mm de altura de lluvia.
PLUVIÓGRAFO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Los más comunes son de forma cilíndrica, y el embudo receptor está ligado a un sistema de
flotadores, que originan el movimiento de una aguja sobre un
papel registrador montado en un sistema
de reloj.
PLUVIÓGRAMA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
La gráfica trazada por un pluviógrafo se llama
pluviograma.
INTENSIDAD DE LLUVIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Es la relación entre la altura total de precipitación ocurrida y el tiempo de
duración de la tormenta:
Donde:
I = intensidad de lluvia (mm/hora)h = altura de lluvia (cm)t = tiempo de duración de la lluvia (min)
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Es la relación que hay entre el volumen de agua que escurre por la
superficie y el volumen llovido.
* Principales factores que determinan el coeficiente de escurrimiento:• Permeabilidad.• Evaporación.• Vegetación.• Distribución no uniforme de la lluvia.
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Las fórmulas para determinar el coeficiente de escurrimiento son:
Fórmula de Gregory
Fórmulas de McGee:
Superficies impermeables
Superficies permeables
Superficies muy permeables
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Tabla IV.1. Valores de “C” para diferentes superficies:No. Tipo de superficie Valor “C”
1. Techos impermeables: 0.75 a 0.952. Pavimentos de asfalto en buen estado: 0.85 a 0.903. Pavimentos empedrados o de adoquín junteados con
cemento:0.75 a 0.85
4. Pavimentos de adoquín sin cemento: 0.50 a 0.705. Pavimentos de terracería: 0.25 a 0.606. Pavimentos de grava: 0.15 a 0.307. Superficies sin pavimentar como patios de ferrocarril y
terrenos sin construir:0.10 a 0.30
8. Parques, jardines y prados dependiendo de su superficie, de su pendiente y características del suelo:
0.05 a 0.25
9. Áreas boscosas dependiendo de su pendiente y del suelo: 0.10 a 0.2010. Zonas citadinas densamente pobladas: 0.70 a 0.90
COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Tabla IV.2. Valores de “C” para diferentes zonas:No. Tipo de zona Valor “C”
1. Zonas mercantiles: 0.70 a 0.902. Zonas comerciales: 0.60 a 0.853. Zonas industriales: 0.55 a 0.804. Zonas residenciales:
a) Departamentos: 0.50 a 0.70
b) Casas de tipo residencial: 0.25 a 0.50c) Parques: 0.05 a 0.25d) Áreas no desarrolladas: 0.10 a 0.25
ESTUDIO ESTADÍSTICO DE LAS INTENSIDADES DE LLUVIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
En una lluvia lo que interesa es conocer las intensidades
máximas ya que son las que tienen influencia en el diseño.
Se acostumbra tomar únicamente los datos correspondientes a los siguientes tiempos en minutos: 5, 10, 15, 20, 30,
45, 60, 80, 100, 120, 150, 180.
ESTUDIO ESTADÍSTICO DE LAS INTENSIDADES DE LLUVIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
El método analítico para ordenar las lluvias máximas se resume en
los pasos siguientes:
a) Para una lluvia dada, separe en intervalos de 5 en 5 minutos y sus múltiplos, enseguida obtenga la altura de lluvia para los intervalos de tiempo encontrados.
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Dada la siguiente lluvia, separe sus intervalos de tiempo y sus alturas de lluvia respectivas.
t (min) h (cm) Δt (min) Δh (cm)5 0.8
10 1.515 2.220 3.425 4.030 5.335 6.740 8.045 8.750 9.260 9.780 10.4
100 11.1120 11.5TABLA IV.3
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Dada la siguiente lluvia, separe sus intervalos de tiempo y sus alturas de lluvia respectivas.
TABLA IV.3
t (min) h (cm) Δt (min) Δh (cm)5 0.8 5 0.8
10 1.5 5 0.715 2.2 5 0.720 3.4 5 1.225 4.0 5 0.630 5.3 5 1.335 6.7 5 1.440 8.0 5 1.345 8.7 5 0.750 9.2 5 0.560 9.7 10 0.580 10.4 20 0.7
100 11.1 20 0.7120 11.5 20 0.4
ESTUDIO ESTADÍSTICO DE LAS INTENSIDADES DE LLUVIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
b) Cuando ya se conoce la altura de lluvia para cada
intervalo, se procede a obtener las máximas alturas para los
tiempos elegidos.
* Como el análisis es de maximización, se deben buscar las condiciones más desfavorables: La máxima relación entre las lluvias y el tiempo. Para
el primer intervalo se procura el máximo incremento (Δh), para una duración de dos intervalos se busca la máxima combinación de dos alturas de lluvia consecutivas, y así sucesivamente hasta terminar con los tiempos
elegidos.
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Tomando los datos de la TABLA IV.3 proceda a obtener la lluvia máxima. t (min) h (cm) Δt (min) Δh (cm)
5 0.8 5 0.810 1.5 5 0.715 2.2 5 0.720 3.4 5 1.225 4.0 5 0.630 5.3 5 1.335 6.7 5 1.440 8.0 5 1.345 8.7 5 0.750 9.2 5 0.560 9.7 10 0.580 10.4 20 0.7
100 11.1 20 0.7120 11.5 20 0.4
* Dado que la lluvia es de 120 minutos, se tomarán los siguientes tiempos para calcular la lluvia máxima: 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 80,
100 y 120 minutos.
*
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
* Para calcular la máxima altura pluvial
para el tiempo de 5 min, se toma de la
TABLA IV.3’ el mayor valor “Δh”, este valor representa el pivote a
partir del cual se procederá a la
acumulación de alturas de lluvias consecutivas.
t (min) Δh (cm)5 0.8
10 0.715 0.720 1.225 0.630 1.335 1.440 1.345 0.750 0.560 0.580 0.7
100 0.7120 0.4
t(min)
hmax parcial (cm)
hmax acum. (cm)
5 1.4 1.4101520
30
45
6080
100120
*
TABLA IV.3’
EJEMPLO
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* Para calcular el valor de 10 min, se toma el anterior y el mayor de
los consecutivos.
t (min) Δh (cm)5 0.8
10 0.715 0.720 1.225 0.630 1.335 1.440 1.345 0.750 0.560 0.580 0.7
100 0.7120 0.4
t(min)
hmax parcial (cm)
hmax acum. (cm)
5 1.4 1.410 1.3 2.71520
30
45
6080
100120
TABLA IV.3’
*
EJEMPLO
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* Para 15 min, se toma el mayor consecutivo al
bloque ya calculado.
t(min)
hmax parcial (cm)
hmax acum. (cm)
5 1.4 1.410 1.3 2.715 1.3 4.020 0.7 4.7
0.6 5.330 1.2 6.5
0.7 7.20.7 7.9
45 0.8 8.70.5 9.2
60 0.5 9.780 0.7 10.4
100 0.7 11.1120 0.4 11.5
TABLA IV.4.a
* Continuando con el procedimiento anterior, se
llega a la TABLA IV.4.a.
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
t(min)
hmax parcial (cm)
hmax acum. (cm)
5 1.4 1.410 1.3 2.715 1.3 4.020 0.7 4.730 1.2 6.545 0.8 8.760 0.5 9.780 0.7 10.4
100 0.7 11.1120 0.4 11.5
TABLA IV.4.a
* Continuando con el procedimiento anterior, se
llega a la TABLA IV.4.a.
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
t(min)
hmax acum. (cm)
5 1.410 2.715 4.020 4.730 6.545 8.760 9.780 10.4
100 11.1120 11.5
TABLA IV.4.a
* Continuando con el procedimiento anterior, se
llega a la TABLA IV.4.a.
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
TABLA IV.4.b
* Se divide la altura máxima acumulada entre
el tiempo respectivo, convirtiendo las unidades
a mm/hora, quedando:
Para obtener la intensidad en mm/hora de cada
tiempo, se hace lo siguiente:t
(min)hmax acum.
(cm)i
(mm/hora)
5 1.410 2.715 4.020 4.730 6.545 8.760 9.780 10.4
100 11.1120 11.5
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
TABLA IV.4.b
* Se divide la altura máxima acumulada entre
el tiempo respectivo, convirtiendo las unidades
a mm/hora, quedando:
Para obtener la intensidad en mm/hora de cada
tiempo, se hace lo siguiente:t
(min)hmax acum.
(cm)i
(mm/hora)
5 1.4 16810 2.7 16215 4.0 16020 4.7 14130 6.5 13045 8.7 11660 9.7 9780 10.4 78
100 11.1 66.6120 11.5 57.5
INTENSIDADES MÁXIMAS DE LLUVIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Calculadas las intensidades para cada lluvia, interesa conocer la frecuencia de las intensidades más grandes, para ello, se tabulan las máximas intensidades para la lluvia obtenida en la tabla anterior IV.4.b, descartando
las lluvias de baja intensidad comparando con la siguiente relación:
Donde:i = intensidad en mm/hrt = tiempo en minutos
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
TABLA IV.4.cTabule las máximas intensidades para la lluvia obtenida en la tabla anterior IV.4.b con la ecuación:
y compare los resultados.
t(min)
i(mm/hora)
5 16810 16215 16020 14130 13045 11660 9780 78
100 66.6120 57.5
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
TABLA IV.4.cSe puede observar que no se descartará ningún valor y se
procede a tabular los resultados de la lluvia.
t(min)
i(mm/hora)
5 120 16810 75 16215 60 16020 52.5 14130 45 13045 40 11660 37.5 9780 35.6 78
100 34.5 66.6120 33.8 57.5
EJEMPLO
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
TABLA IV.5
Proponiendo un intervalo de variación de 25 mm/hr para
tabular, tenemos:Duración
(min)DURACIÓN mm/hr
1 - 25 26 - 50 51 - 75 76 - 100 101 - 125 126 - 150 151 - 175
5 110 115 120 130 145 160 180 1
100 1120 1
CURVAS DE FRECUENCIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Se puede relacionar la intensidad con el tiempo en la
gráfica “Curva de Precipitación”.
Estas curvas sirven para que el ingeniero que estudia un
alcantarillado, escoja entre ellas la más conveniente para
su problema.
CURVAS DE FRECUENCIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
La relación entre la intensidad y el tiempo queda expresada por
la función:
MÉTODOS PARA DETERMINAR LAS CURVAS DE FRECUENCIA E INTENSIDAD DE LLUVIA
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
Método aproximado.
Método estadístico.
POR SU ATENCIÓN,
GRACIAS.SEPTIEMBRE, 2011
ING. ALFREDO I. BÁEZ RAMÍREZ ALCANTARILLADO
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