Trazado de las líneas de embaulamiento más conveniente.

En el trazado de la línea de embaulamiento se tomó en cuentas varios

parámetros importantes que inciden en el diseño más conveniente, a

continuación se describe lo siguiente:

Cálculo de la pendiente del canal

Tomando dos lecturas de nivel en una distancia de 20 m., tenemos que la

pendiente del canal tiene un valor de:

Altura Aguas Arriba de la sección del canal = 2.00 m.

Altura Aguas abajo sección del canal = 2.40 m.

Pendiente =

Estudio de suelo

Ensayo de Granulometría.

A partir de la curva de distribución granulométrica se pueden obtener

diámetros característicos tales como D60, D30, D10 etc.… El “D” se refiere al

tamaño del grano o diámetro aparente, de la partícula del suelo y el

subíndice (10, 30,60) denota el porcentaje del material más fino.

Una indicación de la variación o rango del tamaño de los granos presentes

en la muestra se obtiene mediante el coeficiente de uniformidad Cu.

Cu=D60D10

Para suelos con

Cu < 4 muy uniformes

5<Cu<15 no muy uniforme

Cu > 15 muy desuniforme.

El coeficiente de curvatura puede obtenerse de igual manera de la curva.

Muestra.

Cu=0,150.07

=2,14 Cu=0.072

0.15∗0.07=0,4

El resultado de la muestra estudiada es un suelo arcilloso.

Limites de consistencia

Se entiende por consistencia el grado de cohesión de las partículas de un

suelo y su resistencia a aquellas fuerzas exteriores que tienden a deformar o

destruir su estructura. Un suelo de grano fino puede existir en un estado

cualquiera de consistencia, dicho estado depende de la cantidad de agua en

el sistema trifásico: suelo, agua, aire.

Para la realización de este ensayo se utilizan las siguientes formulas:

¿=(N )∗0.12∗W

25

Donde:

Ll: Limite liquido

N: Numero de golpes

W: contenido de humedad para N golpes.

Lp=W∗100E

Dónde.

Lp: Limite Plástico

W: Peso del contenido de humedad en granos

E: peso de la muestra seca en granos.

El ensayo de la muestra dio como resultado: posee una baja a media

plasticidad.

Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar

y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la

información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el

único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es

un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y

materiales de construcción a un costo relativamente bajo. Las calicatas

permiten:

Una inspección visual del terreno.

Toma de muestras.

Realización de algún ensayo de campo.

Pendiente de talud

Pendientes verticales en canales según tipo de suelo

Tabla Nº 3. Pendientes laterales en canales según tipo de suelo

Material

Verticales

Arcillas compactas 0.5 : 1

conglomerados

Limos arcillosos 1:01

Limos arenosos 1.5 : 1

Arenas sueltas 2:01

Canales Poco Profundos

Roca en buenas condiciones

Fuente: Aguirre Pe, "Hidráulica de canales", Dentro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras – CIDIAT, Mérida, Venezuela, 2002.

El valor tomado es 0,5:1, dato por el cual fue arrojado por los estudios de

suelo.

Para la propuesta de diseño de un sistema de embaulamiento es importante

tomar en cuenta muchos factores entre ellos se encuentra: realizar un

estudio hidrológico contribuyendo a una proyección ampliada de la afluencia

de aguas drenadas siendo un dato fundamental para establecer el diseño,

otro factor importante es el suministro de dotaciones diarias para un influjo de

aguas servidas en residencias.

Estudio hidrológico

Cálculo hidrológico de drenaje (método racional)

Tabla Nº 4. Calculo de drenaje

Tiempo de Concentración IÁrealts/seg

Zona L H T1 232.20 0.40 30 2 230 0.52 0.96 1.192 244.60 0.40 30 2 230 0.52 9.98 1.203 273.40 0.60 30 2 230 0.51 13.39 1.57

Lluvia T años

Coef. Esc.

Gasto Diseño I

Fuente: El Autor

Cálculo del canal de drenaje longitudinal.

El sistema de drenajes es simple, debido a que no son grandes calles y es

solo un drenaje superficial el cual debe utilizar como conducto el brocal

durante el recorrido hasta el canal trapezoidal diseñado para que la descarga

se efectué en el caño existente en la parte baja del terreno.

Mediante la ecuación de Manning.

Q=1nx A x R1 /2 x S1 /2

Donde:

n = Coeficiente de rugosidad

A= Área Transversal de Rugosidad R= Radio Hidráulico

P= Perímetro mojado

CÁLCULO DE LAS ÁREAS A DRENAR

Se calculará las áreas a drenar, por lo que quiere decir aquella que posee

concreto y pavimento ya que el terreno es un suelo arcilloso de plasticidad

media a baja. Definida y medida las áreas a drenar, se deben establecer las

diferentes características de la superficie que las constituyen las cuales

quedaron de la siguiente manera.

Zona # 1

Área residencial unifamiliar = 7,61 Ha Área de la calle = 2,35 Ha

Zona # 2

Área residencial unifamiliar = 7,54 Ha Área de la calle = 2,44 Ha

Zona # 3

Área residencial unifamiliar = 10,59 Ha Área de la calle = 2,80 Ha

RELACIÓN DE DATOS ESTIMATIVOS DEL TOTAL DE ÁREA A DRENAR

SEGÚN EL NÚMERO DE VIVIENDAS.

ESTIMATIVA DE HABITANTES ÁREAS A DRENAR POR ZONAS

TOTAL DE ÁREAS A DRENAR

ZONAS Promedio

de 5

Promedio

de 4

Promedio

de 7Zona #1 15 7,61 Ha 114.15 m2

Zona #2 25 7,54 Ha 188.05 m2 Zona #3 20 10,59 Ha 211.08 TOTAL

HAB.

75 100 140

TOTAL DE VIVIENDAS 60TOTAL DE HABITANTES 315TOTAL DE ÁREAS A DRENAR 514.45 m2

Cuadro de Relacion entre las viviendas y áreas a drenar.Fuente: Eddy Noriega, Daniel Quijada. 2010

Zonas de Coeficiente de Escorrentía

Residencias unifamiliares: 0.45

Por razones prácticas, resulta útil la determinación de un coeficiente medio.

El procedimiento recomendado para determinar el coeficiente de escorrentía,

consiste en obtener un promedio ponderado de los coeficientes parciales de

cada una de las zonas, los cuales quedaron de la siguiente manera:

Zona # 1C Área Residencial = (7,61/9,96) x 0,45 = 0,34

C Área de Pavimento =(2,35/9,96) x 0,80 = 0,188

C TOTAL ZONA 1 = 0,528

Zona # 2C Área Residencial = (7,54/9,98) x 0,45 = 0,33

C Área de Pavimento = (2,44/9,98) x 0,80 = 0,195

C TOTAL ZONA 2 = 0,525

Zona # 3

C Área Residencial = (10,59/13,36) x 0,45 = 0,35

C Área de Pavimento = (2,80/13,30) x 0,80 = 0,168

C TOTAL ZONA 3 = 0,518

Determinación de los coeficientes de escorrentía

Zonas Tipo Extensión Coeficiente de ImpermeabilidadHA % T PARCIAL TOTAL

1 Pavimento 2,35 0,24 0,80 0,34Residencial 7,54 0,76 0,45 0,188TOTAL 9,96 0,528

2 Pavimento 2,44 0,25 0,80 0,33Residencial 7,54 0,75 0,45 0,195TOTAL 9,98 0,525

3 Pavimento 2.80 0,24 0,80 0,35Residencial 10,5 0,79 0,45 0,168TOTAL 13,3 0,518

Tabla Nº 7, Cuadro de determinación de coeficiente de escorrentíaFuente: Eddy Noriega, Daniel Quijada. 2010

CÁLCULO DE CAUDAL.

La determinación del gasto de diseño para un sistema de recolección de

aguas de lluvia atiende generalmente al método racional de acuerdo con la

formula:

Q = C x I x A

Zona # 1

Q1 = 0,52 x 230 lbs/ha x 9,96 Ha = 1191 lts/seg = 1, 19 m3/seg

Zona # 2

Q2 = 0,525 x 230 lbs/ha x 9,98 Ha = 1205,08 lts/seg = 1,20 m3/seg

Zona # 3

Q3 = 0,51 x 230 lbs/ha x 13,39 Ha = 1570 lts/ seg = 1,57 m3/seg

Canal trapezoidal

Cálculo del área.

A=( bM +bm2 )∗h

A=( 4.20+2.202 )∗2A= 6.40m3

Perímetro mojado

Radio hidráulico+ 2 +

R = 0,91

Calculo de la longitud del talud

Para valores de H= 2.00, Cos = 45º

Caudal

Q = 1/0,015 x 3,36m3 x 0,91 2/3 x 0,002 ½

Q = 2,35 m3/seg.

El canal propuesto será capaz de transportar el máximo caudal producido en

cada una de las zonas estudiadas de modo que se tomo el mismo

dimensionamiento para drenar las tres zonas debido a que los caudales no

poseen una diferencia considerable para requerir un diseño independiente.

Cabe destacar que el canal diseñado tiene la capacidad de drenar casi el

doble de los caudales requeridos para efectos de regímenes de lluvia

supercríticos.

El coeficiente tomado correspondiente material para construcción de

concreto

0.015. Tomado de el libro de H&R&T OSERS.