DISEÑO DE POZO DE ABSORCION PLUVIAL.docx

INGENIERO CIVIL

VICTOR ALFONSO LOPEZ ORTEGA

ARQUITECTO

DISEÑO DE POZO DE ABSORCION- INFILTRACION PARA DRENADO DE AGUAS PLUVIALES

MEMORIA

MAYO 2012

CED.PROF. 1 734 741

POZO DE ABSORCION-INFILTRACION PLUVIAL

PERITO COLEGIADO No. 301

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INTRODUCCION.SE ESTA SOLICITANDO EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE DENAJE PLUVIAL PARA UNA ZONA PLANA Y EXTENSA, DONDE NO ES POSIBLE DESALOJAR LAS AGUAS DE LLUVIA POR METODOS TRADICIONALES DE DRENADO QUE LA CONDUZCAN A UN DESTINO SUPERFICIAL COMO PUEDE SER UN RIO, LAGO O LAGUNA, DONDE PUEDA SER APROVECCHADA, PERO ADEMAS, LO PLANO DEL TERRENO IMPIDE SU MOVIMIENTO ESPECIFICO HACIA ALGUNA DEPRESION PORQUE LA MISMA NO EXISTE EN EL AREA, TENDIENDO LAS AGUAS A ESTANCARSE EN GRANDES CHARCAS QUE PERJUDICAN A LA URBANIZACION, POR ESTE MOTIVO SE HA SELECCIONADO COMO ACCION DE SOLUCION, EL UTILIZAR EL DRENADO DE LAS AGUAS DE LLUVIA CON UN METODO QUE YA HA DADO BUENOS RESULTADOS EN OTRAS AREAS CERCANAS A LA DE ESTUDIO, EN LAS QUE SE TIENEN ASENTAMIENTOS HUMANOS QUE HAN FORMADO COLONIAS URBANAS, DONDE SE HA UTILIZADO UN SISTEMA DE DRENADO A BASE DE POZOS DE ABSORCION- INFILTRACION, LOCALIZADOS EN PUNTOS ESTRATEGICOS DENTRO DE LA ZONA PLANA, QUE INDUCEN EL AGUA DE LLUVIA A TRAVEZ DE LAS CAPAS PERMEABLES (ARENAS Y GRAVAS) SUBYACIENTES A LA SUPERFICIE DEL SUELO, HACIA EL INTERIOR DEL SUBSUELO, COMPORTANDOSE ESTE SISTEMA ADOPTADO, COMO AQUEL QUE PRACTICAMENTE SE COMPORTA COMO UN POZO DE INYECCION PARA RECARGA DE ACUIFEROS, LO CUAL RESULTA MUY CONVENIENTE PARA EL CASO, SI CONSIDERAMOS QUE ACTUALMENTE HAY UN DESEQULIBRIO MUY ACENTUADO EN EL ACUIFERO LOCAL, POR LO TANTO SE DETERMINO QUE ESTA PROPUESTA RESULTA PRACTICA Y VIABLE PARA ELIMINAR EFECTIVAMENTE EL AGUA PLUVIAL SOBRE LOS PAVIMENTOS E INFILTRALA AL SUBSUELO, CON LA SIGUIENTE PROPUETSA O DISEÑO DEL POZO DE ABSORCION-INFILTARCION:

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DISEÑO DEL POZO DE ABSORCION-INFILTRACION Y RECARGA PARA DRENADOS PLUVIALES 48” 40” 32” 22”

Anillo o dala de concreto f’c = 200 kg/cm2.armado de 10x20 cms. armada con 4 vars . De 3/8” estribos de 1/4”@ 20 cms. c.a.c. en planta circular De 40”de diámetro.

1.50 m. Contra ademe cementado de Tubería lisa de acero de 40” de Diámetro x1/4” de espesor 1.50 m.

2.00 m. Tubería lisa de 22”de acero De 22” de diámetro x 1/4” de espesor.

8.00 m.

Tubería ranurada de acero Tipo canastilla de 22” de Diámetro x 1/4” de espesor 6.00 m.

Capa potente de arena con gravas que subyace a 4.00 m. de profundidad

6.00 m.

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Esquemas típicos de poso de inyección y monitoreo para recargar acuíferos.

SISTEMA DE ABSORCION-INFILTRACION (SISTEMA DE TUBERIAS PERFORADAS Y/O RANURADAS). EL INDICE DE ABSORCION DEL TERRENO FUE DETERMINADO A PARTIR DE POZOS DE PRUEBA EXCAVADOS EN LAS CERCANIAS DE LA ZONA DE INFILTRACION SIGUIENDO EL PROCEDIMIENTO QUE A CONTINUACION SE DESCRIBE: Para medir el índice de absorción se realizo una excavación cubica de de 0.80 x0.80x 1.50 m de profundidad, la que posteriormente se lleno con agua, una vez seca se volvió a llenar hasta una altura de 15 cms. por debajo de la superficie del terreno, a continuación se midió el tiempo que tardo en descender 25 cms. para restaurar el nivel del agua consumiéndose un tiempo de

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25minutos, en consecuencia el índice de absorción del terreno superficial seria aproximadamente de: 0.25x0.8x0.8/ 25=0.0064 m3/min; lo que equivale a una absorción de 6.4 lts/min. ( 384lts/hr.). ó (9 216 lts/dia). Pero en realidad el terreno superficial no jugara una función principal de drenado, y sin embargo la capa areno-gravosa subyaciente a 4 metros de profundidad será la via principal para esta función de drenado del agua de lluvia. Ante esta situación se calculara el gasto que puede drenar el pozo considerando que la arena presenta un coeficiente de permeabilidad k=5x10-2 cm/seg quedando en el rango de arenas limpias y mezclas de grava (ver tabla)

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Para calcular el gasto que puede infiltrara el pozo con la carga de 4 y hasta 8 metros propuesta se establece la ecuación de “Darcy” modificada y en función de la red de flujo que se presenta en seguida: Superficie del terreno

Capa de suelo superficial

Capa de subsuelo Arena-gravosa

De acuerdo al esquema la carga “H” que produce la infiltración es de 4.00 m. (400 cms.), el número de tubos de corriente es “N1”= 6 y el número de espacios entre equipotenciales “N2”=8, para las proximidades del pozo, aplicando la fórmula de “Darcy” para una red de flujo, el gasto unitario que el pozo puede infiltrar en forma aproximada será: Q= (KHN1)/N2 = (5x10-2 X 400 X 6)/8 = 1.5 CM3/SEG. Q100=1.5X100=150 CM3./SEG/M.L.

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Considerando una longitud de infiltración de la circunferencia del pozo se tiene: L=ΠD= 3.14159X60=188.49 CM.= 1.88 M.L. Para la longitud de infiltración por la pared del pozo, pero consideraremos una superficie de infiltración por oquedades o ranuras de solo el 30% de esta superficie como área neta de infiltración, por lo tanto se tiene una longitud de 1.89x0.30= 0.567cm. Por lo que el pozo puede infiltrar con la carga de 4.00 m. un gasto de: Q=0.567X150=85.05 CM3/SEG. Que equivalen a un gasto de 8.505X10-5 m3/seg. Para darnos con esto un gasto de aproximadamente 0.085 l.p.s. Con este gasto se pueden infiltrar al terreno prácticamente 0.085x3600= 306.18 l.p.h. y hasta 7 348.32 LPD. SI CONSIDERAMOS UNA LLUVIA TIPICA QUE APORTE 2MM. DE PRECIPITACION DIARIA EL VOLUMEN CAPTADO EN UN METRO CUADRADO SERIA: 0.002X1=0.002 M3. QUE EQUIVALDRIAN A LITROS POR LO TANTO EL AREA QUE PUEDE DRENAR EL POZO SERA: 7 348.32/2= 3 674.16 M2. (Prácticamente 1/3 de hectárea) Observamos que la infiltración real del terreno correspondió a los 9 216 lts/dia. (LPD) por lo que la superficie a considerar como posible a drenarse seria: 9 216/2=4 608 m2. Aproximándose a media hectárea. CONCLUSION: Se concluye que el pozo diseñado tiene una capacidad de drenado de entre un tercio y media hectárea por día, para una lluvia típica máxima de hasta 2 mm.

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RECOMENDACIÓN: Se recomienda utilizar un estanque o pozo decantador de arenas para evitar que el pozo de absorción pierda rápidamente su capacidad de infiltración, este depósito desarenador deberá mantenerse limpio entre temporadas de lluvia, dándose el mantenimiento adecuado para lo cual deberá diseñarse con tapa registro.

ATTE. EL CONSULTOR:

ARQ. ING. VICTOR ALFONSO LOPEZ ORTEGA.

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