estudio del sistema de drenaje para la transposición

Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento - RC: 11630 - ISSN: 2448-0959https://www.nucleodoconhecimento.com.br/ingenieria-civil/sistema-de-drenaje

Estudio del sistema de drenaje para la transposición vaguada poralcantarillas en la BR-324 / BA en la región de Porto Seco Pirajá

GUERREIRO, Eginaldo Alves [1]

LÍCIO, Fernando Gama [2]

TEODORO, Roberto Leal [3]

ALMEIDA, Patrícia [4]

GUERREIRO, Eginaldo Alves; et.al. Estudio del sistema de drenaje para la transposición vaguadapor alcantarillas en la BR-324 / BA en la región de Porto Seco Pirajá. Revista MultidisciplinarCientífica Centro del Conocimiento. Número 08. Año 02, Vol. 01. pp 73-87, noviembre de 2,017 mil.ISSN:2448-0959

RESUMEN

En las últimas décadas la ocupación desordenada en la zona del Puerto Seco Pirajá en Salvador - BA hapuesto en peligro el sistema de drenaje del tramo de la BR-324 que atraviesa el barrio, a través del selladodel suelo. En este contexto, este documento presenta un estudio de caso de la transposición talveguesituado en BR-324 / BA en el km 619 + 450, cuya cuenca aproximadamente 100 ha sufrido algunoscambios en sus características físicas, debido a la obturación mediante la modificación del flujo de aguade la vaguada. Después de que la solución adoptada estudios hidrológicos era un diámetro de boca de 1,8m y también está diseñado para ser una segunda boca de inspección implementado como aumento de laslluvias. A través de este estudio, es posible entender mejor el proceso de diseño e implementaciónhidráulica de pozos de registro.

Palabras clave: Transposición vaguada, Alcantarilla, estudios hidrológicos.

1. INTRODUCCIÓN

El rápido crecimiento de la población urbana, junto con la falta de políticas de vivienda, ha causado elaumento en el uso y la ocupación desordenada de tierras. Estos cambios alteran las condiciones naturales

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de la infiltración del suelo, el sellado y el aumento de la velocidad de flujo del agua de lluvia, mientrasque la reducción de la concentración de la cuenca (Santos, 2017).

Frente a este problema, existe la importancia de diseñar los dispositivos de drenaje capaces de transportartodo el flujo del agua de lluvia. Para ello, el desarrollo de un estudio hidrológico con el fin de recogerinformación para determinar el caudal de diseño ya través de un sistema de drenaje para garantizar laseguridad de cuerpo estradal es necesario, el medio ambiente y los usuarios (Jabor, 2017).

Según Jabor (2017), estos estudios hidrológicos constan de recogida y la información que permita lascaracterísticas climáticas y geomorfológicas de la cuenca de datos. Tal como información de mapa para lacaracterización morfométrica, el análisis de datos de lluvia para definir el modelo precipitacionesrepresentante, o las visitas in situ a fin de obtener información a los residentes en el camino del agua,inundaciones y otros eventos relevantes.

estudios realizados, proyectos de drenaje debe ser iniciado, el tipo de solución que se adoptarán en laimplementación de vaguada, que es el caso en estudio, depende de muchos factores, entre los cualespodemos destacar la posibilidad de ejecución. En el caso de las carreteras principales en condicionesnormales de funcionamiento de los dispositivos de drenaje para la ejecución destructivos se vuelven muycostosos. En este caso, se puede adoptar un método no destructivo para la ejecución de la aplicación queconsiste en la construcción o rehabilitación de estructuras subterráneas con una interrupción mínima de lacarretera y menos influencia sobre el sistema vial.

En este caso particular, la cuenca se encuentra cerca del barrio de Puerto Seco Pirajá en Salvador presentalos flujos de agua de lluvia mucho más grandes que la capacidad de las alcantarillas más instalados, loque resulta en inundaciones en las zonas bajas en períodos de fuertes lluvias. La comparación de lacuenca en 1976 y hoy en día, la ocupación de las zonas vecinas de la carretera BR-324 creció y grandesáreas de detenciones de las inundaciones que existían fueron puestos a tierra para el despliegue demúltiples negocios.

En este contexto, el objetivo de este estudio es caracterizar el problema de drenaje existente, mediante elanálisis de los pozos de registro que actualmente participan en la ejecución de la carretera vaguada;presentar las principales aportaciones del estudio hidrológico para determinar los caudales utilizados en elproyecto dispositivos adicionales realizadas por el concesionario de la BR-324. Además, muestran laejecución de soluciones de drenaje adoptadas.

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Según Jabor (2017), el drenaje es la ciencia que tiene como objetivo eliminar o prevenir el exceso de aguasuperficial y profunda a través de un sistema de drenaje eficiente, con lo que la protección de la región. Elsistema de drenaje de carreteras consiste en una lista de dispositivos tales como:

Las obras de arte actual;obras de arte especiales;cortar zanjas de protección y relleno;protección de la corte corto muro de roca;canalones y relleno de corte;

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corte y salidas de vertedero;Salidas agua d'corte;agua en las entradas / salidas de vertederos d'aguas en los vertederos;Ejecuta d'corte y llenado de agua;disipación Umbrales dispersión / energía;recoger las cajas;Canales de corte banco de vertedero;profundo de drenaje longitudinal;drenaje Cross;Escurrir espina de pescado;Colchón de drenaje;

El drenaje de carreteras cuya función principal es captar y conducir el agua que llega a la estradal cuerpo,por lo que no afecta a la seguridad y la pista de durabilidad. Estas aguas se originan de las cuencashidrográficas a través de la topografía se conducen hacia la carretera. Por lo tanto, es necesario que latransposición de los cursos de agua se hace por que cruzan la carretera alcantarillas, puentes o los puentes(DNIT, 2016).

Los desagües son elementos responsables para el paso longitudinal de agua y perpendiculares a lacarretera cama calzada, éstos se componen de cuerpo y la boca. El cuerpo se encuentra debajo del corte yrelleno, ya que sus bocas son responsables de la absorción de agua liberada aguas arriba y aguas abajo(DNIT, 2006).

Así, los drenajes pueden ser considerados (DER / PR, 2005):

Pozo de registro Greide - dispositivos que captan agua de las cajas de recolección. Se utilizan pararealizar la transposición de agua de los dispositivos de drenaje superficial.Grotta pozo de registro: San pozos de registro que se encuentran en la parte inferior de los cursosde agua y garantizar la aplicación del flujo de agua de un lado a otro la carretera.

La Figura 1 muestra ejemplos de los dos tipos de alcantarillas:

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Figura 1: greide de alcantarillas y grota. Fuente: DNIT (2006)

Según la Oficina Nacional de Infraestructura Vial (DNIT), las alcantarillas se clasifican en cuatro clases:

1. En cuanto a la forma de la sección puede ser tubular (sección circular), célula (sección rectangularo cuadrada), especiales (elipsoidal u oval).

2. En cuanto al número de líneas puede ser implementado con sola línea o múltiple (doble o triple).3. En cuanto al material, puede ser de hormigón en masa, concre0to reforzado, chapa ondulada o

polietileno de alta densidad (HDPE), y la fibra de vidrio de plástico reforzado (FRP).4. En cuanto a esconsidade puede ser normal cuando el eje de boca es ortogonal al eje de la

carretera; o cortar las esquinas cuando el eje longitudinal del canal forma un ángulo distinto decero con una normal al eje de la carretera.

Respecto al proceso de construcción de pozos de registro, hay dos formas de ejecutar ellos, por el métodoconvencional y el no destructivo método. El método no destructivo es la implementación de unaalcantarilla instalado sin necesidad de abrir el vaso de vertido, que no causa molestias al tráfico. Estemétodo es adecuado para carreteras con alto volumen de tráfico en las regiones donde el relleno sanitarioes superior a 6,00m en áreas urbanas para la creación de la red de aguas pluviales, entre otros. (Jabor,2017). De acuerdo con la Asociación Brasileña de Tecnología no destructivos - Abratt, este método seutiliza en la construcción de nuevas redes, rehabilitación y restauración de las redes existentes, donde nohay interrupción del tráfico o interferencia en las proximidades de la obra.

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Figura 2 - método no destructivo. Fuente: Abratt (2017)

2. METODOLOGÍA

Este papel se caracteriza por la literatura, seguido de un estudio de caso en un recipiente deaproximadamente 100 ha, así como en el sistema de drenaje a través del cual se cruza con la cuenca. Elmismo es la carretera BR-324 / BA conectar el Salvador y Feria Santana, más precisamente en la regiónde Port seco Pirajá KM 619 + 450.

Este estudio tiene como objetivo presentar los principales resultados contenidos en el diagnóstico demacrodrenaje de la BR-324, suministrado por la empresa concesionaria de la carretera, centrándose en elcaso de la zona del puerto seco en Salvador, donde fue implementando un sistema de drenaje importantepara resolver el inundaciones en las zonas bajas en períodos de fuertes lluvias.

3. ESTUDIO DE CASO

El estudio de caso se llevó a cabo en la BR-324 / BA, una carretera federal brasileña que conecta el crucede carreteras en Feira de Santana a Salvador, que es también conocido como ingeniero de caminos VascoHijo.

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Figura 3 - de captación. Fuente: VIABAHIA (2016)

La carretera tiene un sistema de drenaje que rodea el km 619 + 450, responsable de drenar el agua que seorigina a partir de una cuenca aguas arriba. La figura 3 define la cuenca y todo el camino de agua delluvia para su lanzamiento en la cala de cobre y en el barrio de Ribeira Tainheiros. La asignación se basaen SICAR / RMS - Sistema de Cartografía de la Región Metropolitana de Salvador (1995).

En el lugar de estudio identificó algunas tuberías y galerías para drenar el agua de lluvia, sin embargoineficaz debido al aumento de las lluvias y el crecimiento de sellado del suelo por la ocupación indebida.La ubicación actual del sistema de obra comprende:

1. vieja doble tubería de 600 mm, que es la versión original del drenaje de la carretera en este lugar.Este dispositivo presenta problemas estructurales, por lo que se ha desactivado;

2. acero corrugado tubo de diámetro 2400 mm hacia aguas abajo a aguas arriba;3. Un doble diámetros de tubo de 600 mm y un tubo liso de 900 mm de diámetro, tanto llevadas a

cabo por proceso no destructivo del terraplén carretera y el uso de un tubo de polietileno de altadensidad (HDPE), aunque desagües solamente ayudar en el drenaje ubicación porque ambos serealizaron en casos de emergencia;

4. Una galería de aguas abajo de 3,10m de ancho y 2,60 m de alto, que sigue el flujo de agua de lacuenca.

3.1 estudios hidrológicos

Para determinar el flujo de entrada a la cuneta, se llevó a cabo por Carrier VIABAHIA, un estudiohidrológico de la región de la cuenca. En lo que se consideró un período de recuperación de 25 años ydespués en la sección de aguas arriba de la alcantarilla con una superficie de 101,6 ha. A continuación se

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muestra lo que los elementos fueron analizados.

Tiempo 3.1.1 Concentración

Para el tiempo de concentración funciones de cálculo se analizaron la vaguada principal y se estimó quesería 30 minutos.

3.1.2 Cálculo de los caudales

El cálculo de las tasas de flujo utiliza la unidad triangular método hidrograma sintético (HUST). Debido alas dimensiones de la cuenca, se consideraron más destacados: la variación de la intensidad de lluvia conel tiempo, los efectos de amortiguación y retenido a lo largo de la ruta bajo examen, y la infiltración desuelo lluvia. En los cálculos hay tres pasos, de la siguiente manera: definición del diseño de la lluvia,estableciendo el exceso de lluvia, y la transformación de la hidrograma final.

3.1.3 Definición de la lluvia

Se define a partir de los datos de precipitación extraídos de la publicación "lluvias intensas en Brasil," enrelación con la estación de pluviométrico Salvador. Por lo tanto, se le concedió una lluvia de altura delluvia con el tiempo hasta la recurrencia de 25 y 24 horas en 191,1mm.

3.1.4 Definición de los excedentes de lluvia

Se utilizó para calcular la precipitación efectiva del método SCS, el Servicio de Conservación de Suelos,que se describe en el documento "Hidrología cuencas urbanas es pequeño", el Departamento deAgricultura de los Estados Unidos.

3.1.5 Definición de hidrograma definitiva del Excedente lluvia

Para calcular el flujo de entrada se utilizó unidad hidrograma método sintético triangular. Después de lacarrera se ha elaborado hidrograma la curvilínea (Figura 1) con la unidad de datos triangular hidrograma.

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Gráfico 1 - Unidad sintético hidrograma triangular y curvilínea. Fuente: VIABAHIA (2016)

De los datos obtenidos sobre los datos lluvia real y la ordenada por el tiempo hidrograma curvilínea, esposible tener los hidrogramas para diferentes valores de precipitación eficaz en el tiempo. Así, con estehidrograma análisis se define en la Figura 2 a flujo máximo estimado en 21,6 m³ / s.

Gráfico 2 - flujo máximo. Fuente:VIABAHIA (2016)

Entre las hipótesis empleadas en el diseño de la solución de drenaje, las detenciones de flujo de agua delluvia en los dispositivos de drenaje existentes no fueron consideradas. ¿Qué significa que el flujo real enla aplicación de talvegue son más bajos que el dimensionado a favor de la seguridad.

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Debido a la imposibilidad de interferencia destructiva en la carretera, la empresa optó por el uso de dosalcantarillas implementadas por método no destructivo. Una boca de inspección con un diámetro de 1,8 mlongitudinal 0,0093m pendiente m, longitud y grosor de la placa de 3,90mm 107,64m. Y un segundodiámetro de boca de 1,6 m con características similares a la boca de inspección anterior, que se construyeen una segunda fase de las obras, para entender que sólo la construcción de la línea de diámetro de 1,8 men la primera etapa ya es una ganancia condiciones operativas significativas del sistema de drenaje bajorevisión. Sin embargo, el concesionario debe supervisar los resultados de los procesos de las inundacionesen períodos de fuertes lluvias para evaluar la necesidad de la construcción de la segunda línea de 1,6 m dediámetro.

La figura 4 muestra la disposición del sistema de drenaje comprende el tubo existente y diseñado. Queproporciona el tramo inicial de la utilización de tubería de 1,8 m de diámetro, compatible con el diámetrode la tubería aguas arriba de la alcantarilla que cruza las obras paso inmediato. Después de recibir eldiámetro de boca de 1.6m segunda etapa de la caja de obras, el diámetro de la tubería pasa a 2,4 maprovechando las placas adquiridos por VIABAHIA para la construcción de alcantarilla para serconstruido originalmente.

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Figura 4 - esquemática del sistema de drenaje. Fuente: VIABAHIA (2016)

3.2 Implementación de la solución adoptada

La siguiente muestra los pasos para la construcción de la etapa de listo, la alcantarilla tubular metálicoARMCO ? = 1,8 m.

En primer lugar, se hizo un trabajo bien utilizando ARMCO ? = 1,8 m con el fin de dar acceso a losempleados que iniciaron la excavación para la implementación de la boca de inspección.

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Figura 5 - funcionar bien. Fuente: VIABAHIA (2016)

Después de que el trabajo bien arrendado se inició diámetro de excavación manual similar a lacircunferencia exterior del tubo HDPE. A continuación, el primer anillo se montó ejecutado coninyección de lechada de relleno de huecos existentes entre el anillo de lámina y la masa excavado.

Figura6 - excavación manual. Fuente: VIABAHIA (2016)

Los anillos eran integral con y distribuido a lo largo de las alas laterales, que se colocan pernos y tuercas.Las placas se empalman por transpasivo el orificio del tornillo, de modo que la tuerca que se aprieta desdeel interior.

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Figura 7 - Drenage esquemática del sistema. Fuente: VIABAHIA (2016)

Después de completar el montaje de la boca, con 107,64m de largo fue retirado de la obra cisterna, y losfrentes de trabajo terminados.

CONSIDERACIONES FINALES

A través de este trabajo se entiende que para hacer un diseño adecuado de drenaje es necesario desarrollarprimer estudio hidrológico de la región. Por lo tanto, es posible aumentar el dispositivo que mejor seajuste el caudal de diseño. Además, el proyecto puede proporcionar capacidad adicional si la lluviaaumenta en el futuro.

En este caso particular, se construyó una línea de 1,8 m de diámetro en un primer paso, que representauna ganancia significativa en condiciones de funcionamiento del sistema de drenaje que se examina. Sinembargo, debe supervisar los resultados de los procesos de inundación en períodos de fuertes lluvias paraevaluar la necesidad de la construcción de la segunda línea de 1,6 m de diámetro.

Este trabajo permitió una mejor comprensión del proceso de diseño de un sistema de drenaje, a través delestudio de casos y la clarificación de los pasos involucrados en la implementación de la solución, que eneste caso era un pozo de registro. Otros trabajos se pueden desarrollar en esta cuenca, teniendo en cuentaotros elementos del sistema como galerías o drenaje superficial.

Referencias

Abratt. Asociación Brasileña de Tecnología no destructivos. Introducción a los métodos nodestructivos. Sao Paulo, 2007. Disponible en: <http://www.abratt.org.br/seminario/intro.pdf>.Consultado: 10-may 2017.

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hormigón. Curitiba, 2005. 11 p.

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VIABAHIA. El diagnóstico de macrodrenaje de la BR-324. Salvador: VIABAHIA concesionariocarretera S.A., 2016. 46 p.

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VIABAHIA. Reportaje fotográfico: el proyecto construido. Salvador: VIABAHIA concesionariocarretera S.A., 2016. 3p.

Departamento de Agricultura de Estados Unidos. hidrología urbana para las pequeñas cuencas.Washington: USDA, 1986.

[1] Ingeniero Civil, estudiante graduado en Ingeniería de Caminos Infraestructura de la Facultad deIngeniería Topografía

[2] Arquitecto, estudiante graduado en Ingeniería de Caminos Infraestructura de la Facultad de IngenieríaTopografía



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