Sumideros en Alcantarillados de Aguas Lluvias

5/11/2018 Sumideros en Alcantarillados de Aguas Lluvias

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Universidad de los Ande sm~nm'i l '>I !~~idild lde Facultad d e I n gen ie ri al.lJ ~O S A ' n d ie s , C en tro d e Inve s ti ga ci on e n AGu ed uc to s y A lc an ta rilla do s - C IA CU ACatedra PAVCO

Universidad de los AndesFacultad de IngenieriaDepartamento de Ingenieria Civil y Ambiental

Centro de Investigaciones en Acueductos yAlcantarillados

CIACUA

,CATEDRA. PAVCOSumideros en alcantarillados de aguas lIuvias.

Disefios tipicos utilizados en Colombia ymecanismos de retenci6n de s6lidos.

Informe FinalBogota, Febrero de 2009

Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 1


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Tabla de Contenido1 INTRODUCClON 52 OBJETJV'OS 52.1 ORJETWOS GENERALES 52.2 ORJETWOS ESPECiFICOS 5

3 EQUlPO DE TRABAJO 63.1 PAVCO S.A 6

3.1 .1 U niv ersidad de los Andes 64 GENERALlDAD~ DE LOS SUMlDEROS 74.1 DEFINICION 74.2 ELEMENTOS DE LOS SUMIDEROS 8

4.2 .1 Reji11a 84.2 .2 M arco par a Rejilla 84.2 .3 Tapa para Sum idero 9

4.3 DISPOSITIVOS PARA LA RETENCION DE SOLIDOS 94.4 MA TERIALES Y TENDENCIAS 94.5 TIPOS DE SUMIDEROS 10

4.5 .1 Sum ideros de v entana ~urb opening inlet) .104.5 .2 Sum ideros de reji11a en cuneta (G rate Inlet) 114.5 .3 Sum ideros combinados o m ixtos (C om binati on In let) 114.5 .4 Sum ideros transversales 0 d e r ejillas en calzada 010ttedD rairV .12

5 NORMAS TECNlCAS - DISENO DE SUMlDEROS 135.1 FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD DE INTERCEPCION DEENTRADA Y LA EFICIENCIA 145.2 SELECCION DEL TIPO DE REJILLA 155.3 FORMULACION DEL PROBLEMA DE DRENAJE 155.4 DlMENSIONAMIENTO DE LAS MEDIDAS DEL SUMIDERO 155.5 DlMENSIONAMIENTO DE LA TUBERIA DE CONEXION AL SUMIDER0165.6 UBICACION DE ENTRADAS 165.7 PROCEDIMIENTO DE DISENO PARA SUMIDEROS EN ZONAS CONPENDIENTE 18

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5.8 PROCEDIMIENTO DE DISENO PARA SUMIDEROS EN DEPRESIONES 0BATEAS 235.9 AREA DE CAPTACION DE LAS REJILLAS 245.lO CAPACIDAD HIDRAuLICA DE LOS SUMIDEROS 24

6 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS EN LOS SUMIDEROS PARARETENCION DE SOLIDOS 27

6.1 SISTEMAS DE RETENCION DE SOLIDOS 286.1.1 S i stem a s d e r etenci 0 0 de soli dos dur ante 1as obr as de construcci 00 286.1.2 Sistem as de retencion de solidos dentro del m edio am biente construi do 306.1.3 Inlet Inserts 316.1.4 0uti et Inserts .4 36.1.5 Sistem as de separacion hi drodinam ica.. .45

6.2 OTROS TIPOS DE REJILLAS 467 MAN1ENillIENTO 498 OTROS TEMAS RELACIONADOS 51

8.1 CASOS DE OTRAS CIUDADES 518.2 TIPOS DE CONTAMINANTES PRESENTES EN LAS AGUAS LLUVIAS 53

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACION~ 5610 BIBLlfXRAFIA 58

LISTA DE FlGURASFigura 4-1 Limpieza de sumi dero s 8Figura 4-2 Sumideros de Ventana 10Figura 4-3 Sumideros de rejilla 11Figura 4-4 Sumideros Combinados 11Figura 4-5 Tipos de sumideros de acuerdo a la forma de c aptacion (a) Sumidero de rejilla

en cuneta (b) sumidero de ventana (c) sumidero combinado (d) sumiderotransversal 12

Figura 5-1 Localizacion de sumideros de acuerdo con el Anexo 6.18 de las NormasEMCAL I 18Figura 5-2 Variables de captacion para un sumidero de rejilla tipo utilizado en la EAP. .B

................................................................................................................. 21Figura 5-3 Curvas para estimar el caudal de captacion en funcicri de la longitud real del

sumi dero 26Figura 6-1 Proteccion de rejillas con fibras de poliuretano 28Figura 6-2 Bolsas de grava para proteger sumideros 29Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 3


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Figura 6-3 Membrana de retencion de solidos mezclada con el flujo 29Figura 6-4 United Store Water Drainpac Curb Inl et 32Figura 6-5 Inlet tipo canasta Enviropod Stormwater 360 Simple 33Figura 6-6 Sumidero de rejilla con canasta filtrante 33Figura 6-7 Filtro Urbano 34Figura 6-8 Accesorio de canasta filtrante para sumidero de ventana 34Figura 6-9 Canasta filtrante 35Figura 6-11 Sistema de canastas filtr antes con filtr os especializ ados en contaminantes

espedficos 36Figura 6-12 Unidad de limpieza 37Figura 6-13 Sistema de bandejas 38Figura 6-14 Precipitacion pluvial tipo 1. baridejas 38Figura 6-15 Sistema de medias" so cks" filtrante s 39Figura 6-16 Precipitacion pluvial tipo II 39Figura 6-17 Stream Guard 40Figura 6-18 Malla tejida de polipropileno 40Figura 6-20 Sistema de ret encion de solido s por rejillas diagonale s 42Figura 6-21 Sistema de retencion de soli dos por rejillas diagonales para edificaciones. 43Figura 6-22 Pantallas protectoras 43Figura 6-23 Outlet Insert Scout TM. Atrapa soli dos de gran tamafio 44Figura 6-24 Drainage Match Basin Protection. Atrapa grasas y aceites 44Figura 6-25 Sistema de separacion hi drodinarnic a de soli dos 45Figura 6-26 Rejiilla Tipo Espiga 46Figur a 6-27 Re jill a ranur ada 46Figura 6-28 Rejill a com binada 47Figura 6-29 Rejill as tipo I y II.. 48Figura 6-30 Marco y rejilla r anurada 48Figura 6-31 Rejill a circular 49Figura 7-1 (a) Remo cion manual del material (b) Carnien succionador (vacuum truck)

utilizado para vaciar m ecanic amente los so lidos retenidos en l a insercio n delsumidero (c) Personal entrenado para el mantenimiento de los sumideros. 50

Figura 8-1 Sistema utilizados en Colorado y Washington 52Figura 8-2 Estructuras de retencion uti liz ados en la ciudad de Los Angeles 53



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1 INTRODUCCIONLos sistemas de drenaje pluvial son tipi camente disefiado s para conducir adecuadam ente elagua proveniente de la escorrentia superficial tan pronto como sea posib1e. Aunque estossistemas estan disefiados para conducir e1 agua lluvia, es posib1e que al sistema tambienentren contaminantes provenientes del primer lavado 1uego de una tormenta.Contrariamente a 10 que se piensa cornunmente, los desechos de las m ascotas, los aceites yotro s materiale s no van a las p1antas de tratamiento de aguas resi duales, sino que llegandirectamente a los cuerpo s de agu a como rios, arroyos y lagos, causando impens ablesconsecue ncias.

Los sumideros son e1em ento s de gran importancia dentro de la infraestructura de losale antarillados de aguas llu vias, teni endo en cuenta que son las estructuras encargadas dereco1ectar la escorrentia producida en la superficie de las areas de drenaje y conducirla alsistema de tuberias de a1cantarillado dentro de unas condiciones seguras para 10s vehiculos,las edificaciones y los peatones.

Para evitar los problemas que se mencionaron anteriormente, hoy en dia se han disefiadoestructur as de retencion, que minimiz an e1paso de basuras y sustancias que pueden no solocontribuir al colapso de los si sternas de alcantarillado pluvial, sino que pueden generargraves problemas de contarninacion a los cuerpos de agua receptores.

2 OBJET/VOS2.1 OBJET/VOS GENERALES Realizar e1 estado del arte de los sumideros existentes, disefios tipicos utilizados en

Co10m bia y mec anismo s utiliz ados recientemente para la r et encion de sol idos.

2.2 OBJET/VOS ESPECiRCOS D escri bir 10s e1ementos componentes de 10s sumi der os. Identificar los principales problemas presentados en los sumideros tradicionales, ad

comos sus causas y efectos en los sistemas de al c antarill ado. D escri bir las car acteristicas de los sumidero s fabricados con tecnologia de punta y

determinar sus posib1 es ventajas y desventaj as con re specto a los tradiciona1es.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 5


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3 EQUIPO DE TRABAJOE1 equipo de trabajo de la investigaci6n "Sumidero s en alcantarillado s combinados.Disefio s tipi cos utilizado s en Colombia y mecanismos de retenci6n de solidos" estuvoconformado por personal de PAVCO S.A. y un equipo de trabajo de la Universidad de losAndes. Las personas vincu ladas al proyecto se mencionan a continuaci6n:

3.1 PAveo SA.Gerente General Tub osistemas AlVIANCO ColombiaCarlos M. Gonzalez VegaDirector Comercial y de MercadeoErnesto Guerrero MolinaGeren te T ecnie 0 Infr aestru ctur aEnrique Gonzales.Gerente de ProductoInes Elvira Wills.Asistente de MercadeoZoraida Castro.

3.1.1 Universidad de los AndesE1 equipo de trabajo por parte de la Universidad de los Andes estuvo conformado porIngeniero s Civiles, Asistentes Graduados (Ingeni ero s Estudiantes de Mae stria en Ingeni eriaCivil) y monitores de investigaci6n (estudiantes de pregrado en Ingenieria Civil y enIngenieria Ambiental).

Director del ProyectoIng. Juan G . Sa1darriaga.C oordinadora de Op eracionesElizabeth Rodriguez SalinasAsistentes GraduadosIng. Fabio Elias AmadorIng. Julian Dario Arbelaez.Ing. Angela Ma. Donoso Rojas.Monitores de InvestigacionJuan Cam ilo Rueda Ariza.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 6


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4 GENERALIDADES DE LOS SUMIDEROSLos sistemas de r ecolec cion y evacuacion de agu as resi duales, pluvial y combinadas estanconformado s por dos componentes: la red de cole ctores y estructur as adicionales 0comp1ementarias cuyo fin es asegurar que el sistema opere satisfactoriamente y pueda serinspeccionado y mantenido correctamente. Dentro de las estructuras comp1ementarias seencuentran los sumidero s.

4.1 DEFINICIONLos sumidero s son estructuras encargadas de reco1ectar la escorrentia producida en lasuperficie de las areas de drenaje y conducirla al sistema de tuberias de alcantarilladodentro de unas condiciones seguras para vehicul os, las edificaciones y los peaton es. Laexi stencia de un sistema de sumideros permite contro1ar e1 nivel maximo y el ancho de lalamina de flujo en las zonas urbanas evitando que se pre senten problem as aso ciados con lasinundaciones de las propiedades publicas y privadas.

La capacidad hidraulica de un sumidero depende de su geometria, asi como tarnbien de lascar acteristicas del flujo en la cuneta. A su vez, dicha capacidad gobierna tanto e1 caudal deflujo que continua en la via (sobre la cuneta) como e1 caudal que entr a a la red de dren aje:Una inadecuada capacidad de captacion y /o una errada ubicacion puede caus arinundaciones y per didas econornicas para la sociedad1 La capacidad de r ecolec cion deaguas lluvias del conjunto de sumideros debe ser consistente con la capacidad deevacuacion de la red de co1ectores para gar antizar que e1 caudal de disefio efecti vamentellegue a la red de evacu acion.La inspeccion de sumideros puede r ealizar se utilizando equipos 0 mediante la inspeccionvisual. Es nece sario verificar las condi ciones hidr aulic as y estructurales con el fin dedeterminar la necesidad de reparacio n y/o r ehabilitacion de estas estructuras.La inspeccion externa consiste en e1 reconocimiento superficial del sumidero, en donde sepuede evaluar e1nive1 y e1 estado de las tapas del sumidero. La inspeccion interior permitee1 reconocimiento de las afectaciones al interior del sumidero, la cual puede realizarse conayuda de un equipo de television 0 cualquier otro equipo. Por medio de una optima

1Fuente: HEC 22.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 7


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inspeccion se pueden evaluar cualitati vamente otros aspectos como son: 0bstaculos al flujo,desgaste, corro sione s intemas, deformaciones, grietas, fugas, infiltraciones, entre otro s.

La limp ieza de sumideros debe realizarse mediante un equipo adecuado. Esta labor consisteen limpiar completamente tanto la s eccion transversal como el trayecto desde la estructuradel sumi dero hasta el pozo de inspeccion 0 l a red, si el es caso. O J er Figura 4-1).

F ig ur a 4 -1 L im p ie za d e sum id er os

4.2 ELEMENTOS DE LOS SUMIDEROS4.2.1 RejillaEs el elemento superior de la estructura de capt acion, el cual cumple l a funcion de permitirel paso del agua de escorrentia superfici al a l sumidero e impe dir el ingreso de elem ento sflotantes 0 solidos gruesos al sistema de alcantarill ado.

Las rejillas deben resistir como minimo el paso vehicular, garantizando la integri dad de lasm ismas al e star sometidas bajo carga sin que s e pro duzcan grietas, rotura 0 cualqui eraveria.

4.2.2 Marco para RejillaEs un elemento rectangular que sirv e de separacion entre el pavimento y la rejill a paraevitar que se adhier an.



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4.2.3 Tapa para SumideroEs e1 e1emento utilizado para tapar e1 orificio de acceso para realizar 1a inspeccion 0 e1mantenimiento del sumidero.

Las rejillas , marcos y tapas deben fabricarse mediante un proceso tal que garanticen 1abuena operacio n y funcionalidad del producto. Deben presentar un acabado uniforme, 1asuperficie superior debe ser de textura lis a, sin hormigu eos, no presentar grietas ni fisur as,ausencia de brillo y propiedade s reflectivas. No deben sobres alir rebabas ni granules queimposibi1iten su acop1e 0 inst alacio n.

4.3 DISPOSITIVOS PARA LA RETENC/ON DE SOLIDOSCon e1 fin de impedir e1 paso de sedimentos, basuras y otras sustancias a1 sistema deale antarillado, hoy en dia e s cornun encontrar diferentes dispo sitivos instalado s dentro delos sumideros. Estos dispositivos seran descritos en los proxirno s capitulos.

4A MATERIALES Y TENDENCIASLos material es utilizados para 1a fabricacion de rejillas, marcos para rejillas y tapas debenser durable s, resi stentes a las c argas ocasionadas por e1 tr afico y al deterioro debido a1medio ambiente, y de facil operaciori para su r emocion con herramientas manu ales. Losmateriales que e1 EAAB acepta para 1a fabricaci on de marcos y tapas son: hierro ductil,concreto reforzado, fi brocemento, plasticos no reciclab1 es como e1 polipropi1eno de altoimpacto. Las rejillas varian dependiendo de 1a aplicacion, y pueden ser construidas enhierro ductil, inoxidab1e 0 acero galvanizado, ad como de materiales compuestos de resinao fibra de vidrio, y deben protegerse con pintura anticorro siva.

E1 concreto debe cump1ir los requisitos exigidos de resistencia minima ala cornpre sion yabsorcion. E1 refuerzo a colccar en las r ejillas, marcos y tapas fabricadas en concretoreforzado debe cump1ir con los requisitos exigidos por cada entidad. E1 acero de refuerzodebe estar comp1etamente embebido en e1 concreto. E1 hierro ductil debe cumplir con 10especifi cado en las normas. Las r esinas uti liz adas deben ser tales que aseguren 1aresistencia al de sgaste, a 10s rayos u1travio1eta y a 1a indentacion. Si se utilizan materiales



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de refuerz o, se debe tener un agente que asegur e la adherencia entre este material y la. 2resina.

4.5 TIPOS DE SUMIDEROSLos sumideros se han clasificado principa1mente en 4 tipos, teniendo en cuenta la forma dela estructura de captaci on:

4.5.1 Sumideros de ventana (Curb opening inlet)Las estructuras de captacio n c onsisten en una serie de abertur as en la acer a a man era deventana lateral que permiten la captacion del agua que fluye por la cunet a. La ventanapuede estar deprimida con re specto a la cunet a, 10 cual permite mayor capt acicn deescorr entia. Tiene l a ventaja de que por su ubic acion no interfiere con el transito , pero sumayor inconveniente radica en que captan facilmente sedimentos y desperdicios. Estoultimo puede mitigarse con la colo cacion de las rejillas adecuadas en la vent ana. Sueficiericia hi draulica disminuye si no existe depresion en la cuneta 0 si el sumi dero seencuentr a localiz ado en cun etas con pendiente longitudinal pronunciada. Su longitudminima es de 1 ,5 m, la depr esicn tr ansvers al de be tener un ancho entre 0,3 a 0,6 m con unapendiente hasta de 8%. No es recomendab1e su u so en calles con pendientes longitudinales

3mayores a13% .

Figura 4-2 Sumideros de Ventana

:1 T om a do de la norma N P -023 de la EAP.J3.3MS 2000Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 1 0


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4.5.2 Sumideros de rejilla en cuneta (Grate Inlet)Estas estructuras de captacion consisten en una serie de cajas donde penetran las aguas deescorrentia, cubiertas con una rejilla, preferi b1emente con barras en sentido paralelo a1flujo. Pueden colocarse de manera diagonal para favorecer el transite de bicicletas, a menosque 1a separacion de las barras parale1as al flujo sea de menos de 2,5 cm. Su mayor ventajaradica en 1a mayor capacidad de captacion que estos sumideros obtienen en zonas conpendientes longitudinale s pronunciadas. Sin embargo, tienen 1a desventaja de que puedencaptar desperdicio s en 1a superficie 10 que puede reducir el area util de 1a rejill a4.

Figura 4-3 Sumideros de rejilIa4.5.3 Sumideros combinados 0mixtos (Combination InleOLos sumideros combinados 0 mixtos consisten en combinaciones de los dos tiposmencionados anteriormente, 10s cuales pretenden mejorar la eficiencia del sumidero deventana y al mismo tiempo reducir 1a ocupacion sobre 1a calzada del sumidero de rejillas.Su uso es recomendab1e en sitios donde inicialmente es preferib1e utiliz ar un sumidero deventana pero 1a efi c ienci a de captacion obtenida con este es menor al 70%.5

Figura 4-4 Sumideros Combinados4MS 20005MS 2000Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 11


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4.5.4 Sumideros transversales a de rejillas en calzada (SlottedDrain)

Consisten en c ajas transversa1es a la via y a to do 10 ancho de esta, cubiertas con rejillas. Sumayor inconveniente es el dafio frecuente por el peso de los vehiculo s y la captacion dedesperdicios que reducen su area de captacion de flujo '. Se utilizan en casos en que serequiera captar gran cantidad de flujo antes de que llegue a ro dar por la via7

En la Figura 4-5 se muestr an esquem aticamente los tipos de sumider os mencionadosanteriormente. Notese la existenci a de las pendientes transver sale s para mejorar lacapacidad de captacion alrededor de cada uno de ellos.

C c)

(b)

C d )Figura 4-5 Tipos de sumideros de acuerdo a la forma de captacion (a) Sumidero derej ilIa en cuneta (b ) sumidero de ventana (c) sumidero combinado (d) sumidero

tr an sver sal

6MS 2000'1 HEe 22Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 12


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5 NORMAS TECNICAS - DISENO DE SUMIDEROSEl disefio de sumideros consiste en determinar 1as car acteristicas del sumidero a utilizarbajo unas condiciones de operaci6n dadas. El di sefio 6ptimo esta definido como aquel masecon6mico teniendo en cuenta el tipo de sumidero, la capacidad de captaci6n y el ancho dela lamina de flujo sobre la vi a. La principal caracteristica asociada al dis efio de sumideroses la c apacidad de captaci6n necesaria para controlar el ancho de la lamina de flujo so brelas vias. Mientras mayor sea el ancho de l a lamina de agua sobre la via mayor es el riesgoasociado con accidentes y dernoras a los usuaries (Nicklow, 2001).

El disefiador debe utili zar la frecuencia de dis efio y la lamina de agua que cumpla con lasnecesidades del proyecto en particular. La Tabla 5-1 proporciona sugerencias de criteriosde disefio minimo de acuerdo ala clasificaci6n de la via y la importancia de la mism as.

Tabla 5-1 Frecuencia de diseiio minima sugerida y ancho de lamina de agua asociadaFrecuencia deCIasific aci o n de la via Ancho de diseiiodiseiio

Alto volumen 0 < 70 Kmlh (45mph) 10 afios Berma + 1m (3 pies)Dividido 0 > 70 Kmlh (45mph) 10 afios Berma

Bidireccional Puntos bajo s 50 afios Berma + 1m (3 pies)< 70 Kmlh (45mph) 10 afios Y 2 carril

Cole ctor > 70 Kmlh (45mph) 10 afios BermaPuntos bajos 10 afios Y 2 carrilBajo TPDA 5 afios Y 2 carril

Calle local Alto TPDA 10 afios Y 2 carrilPuntos bajo s 10 afios Y 2 carril

El disefio de los sumidero s debe ser compatible con la capacidad de las redes deale antaril lado. La capacidad de recolecci6n de aguas 11uvias del conjunto de sumideros deun sisterna plu vial 0 combinado de be ser consi ste nte con la capacidad de evacuaci6n de lared de colectores para garantizar que el caudal de disefio efectivamente llegu e a la red deevacuacion; para tal efecto, los caudales de disefio son los mismos que los adoptados paralas re des de alcantarill ado.

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Los datos de entrada para un problema de disefio de sumideros son:

Caudal de disefio, teniendo en cuenta que e1 di sefio debe s er compatible con 1acapacidad de las re des de alcantarill ado. Caracteristicas del pavimento: rugosidad, s ecci6n transversal y geometria

longitudinal. D ato s de la lluvia: intensi dad, duraci6n y frecuencia para la tormenta de dis efio. Pendiente longitudinal: lugar es donde la pendiente longitudinal cambia. Pendiente transversal de la via y la cuneta. Caracteristicas del sumidero: tipo, tamafio y c onfiguraci6n. F1ujos adi cional es: flujo s dis cretos en aquellos 1ugares donde descargas puntuales

son adiciona1es.La norma de EEPP estab1ece que para efecto s de mantenimiento correctivo y preventivo,los sumideros deben conectarse siempre a una cam ara de inspecci6n.

5.1 FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD DEINTERCEPC/ON DE ENTRADA Y LA EFICIENCIA9

La capacidad de intercepci6n de entrada, Qi' es e1 flujo interceptado por una entrada bajoun determinado conjunto de condiciones. La eficiencia de una entrada corresponde alporcentaje total que la entrada puede interceptar bajo esas condiciones. Esta eficienciapuede variar si s e presentan cambios de pendiente transvers al, la pendiente longitudinal, larugosidad del pavimento, entre otros. La eficiencia E se define como:

E = f 1 _Q Eeuacinn 5-1

Donde:E Efi ciencia de la entradaQ F1ujo total sobre la canal m '3 I sQi= F1ujo interceptado m 3 !

9 T om a do del HEC 22.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 14


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El flujo que no es interceptado por la entrada se define como:

Ecuacinn 5-2La capacidad de intercepci6n de una entrada se incrementa con el aumento del caudal, y laeficiencia de la entrada decrece con la reducci6n del misrno . La capacidad de intercepci6nde una rejilla de entrada depende de la cantidad de agua que fluye a tr aves de la mi sm a, deltamafio y la configuraci6n de la rejilla y la velocidad del flujo en la cuneta.

5.2 SELECC/ON DEL TIPO DE REJILLA.10Para seleccionar el tipo de rejilla a utiliz ar s e deben tener en cuenta la eficiencia hidr aulic a,el manejo de desechos, la seguridad peatonal y de bicicletas y condiciones de carga.

5.3 FORMULA CION DEL PROBLEMA DE DRENAJEEl disefio 6ptimo esta definido como la configuraci6n de estructuras de captaci6n que drenaadecuadamente una secci6n de pavimento y entrega el co sto minimo. Lo s objetivos deldis efio pueden establecerse como:

Minimizar el co sto del sumidero, el cual inclu ye material, instal aci6n ymantenimiento. Lo anterior esta sujeto alas leyes fi sicas que gobiernan la hidr aulic adel drenaj e urbano y a las restricciones so bre el ancho maximo de la lamina de aguapermisible sobre el pavimento.

Estos puede res olverse por ensayo y error, aunque existen algunos intentos pordesarrollar metodologias de control y optimizaci6n al disefio de sumideros (Nicklow& Hellman, 2001).

5A DIMENSIONAMIENTO DE LAS MEDIDAS DEL SUMIDEROLa longitud de cada sumidero depende de la capacidad de captaci6n que se requiera en elpunto de ubicaci6n. El caudal que se capta depende del nivel de flujo sobre la cuneta y laforma en qu e este conform ada la geometria del sumidero ya sea de rejilla, ventana 0combinado.

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Cada forma de sumidero tiene un ancho definido por estandar es de fabricacion (0 pornormas tecnicas que regulan algunas municipali dades), y el dis efiador debe detenninar lalongitud total del conjunto de sumideros de acuerdo ala capacidad de captacion requerida.En la mayori a de los caso s el di sefiador solo debe decidir donde ubicar las estructuras deacuerdo con el caudal que se nece sita recolectar.

Por 10 general cada sumi dero tiene una e cuacion de disefio en funcion de su fonn a 0ccnfiguracion en la cual se analiza e l comportamiento del flujo a la entrada de la estructuracon el fin de corroborar las leye s hidraulicas que mas se asernejan a su funcionamiento, yasea como vertedero u orificio. E1 di sefiador utiliz a por 10 genera11 as ecuaciones de dis efio 0curvas de capt aci on qu e pr op orci on an los manu al es y norm as de al can tarill ado (NormaRAS, Nonnas EEPPM, Nonnas EAP..B, Nonnas EMCJU.I, etc.) y 1uego afecta el caudalcapt ado p or un a efi ci en ci a defi ni da en 1alit er atura, prop orci 0 nad a p or el fabri cant e 0soportada por su pro pia exp eriencia.

5.5 D/MENS/ONAM/ENTO DE LA TUBERiA DE CONEX/ONALSUM/DEROLa norma RAS 2000 eatable ce que e1 dimensionamiento de la tuberia de conexi on delsumidero al sistema de alcantarillado, ya sea un pozo 0 fuentes receptoras, debe tener undiarnetro minimo de 200 mm, pendiente superior al 2 % y, en general, no debe tener unalongitud mayor de 15m.5.6 UB/CAC/ON DE ENTRADASLas entradas s e ubican de acuerdo con las caracteristicas del area de drenaj e y la capacidadde captaci on de los sumideros, pero existen sitios en donde los manuales y las normas losrecomiendan:

Puntos bajo s y depresiones de la zona de drenaje. Cambio s de pendiente longitudinal de las vias, que en realidad corresponden apuntos bajo s locale s. Aguas arriba de puentes, terrap1enes y dentellone s que corresponden a sitio s donde

se pueden presentar cone entraciones de escorrentia superfi cial. Aguas abajo de puente s para captar la escort entia generada por estes. Aguas arriba de las intersecciones de calles para evitar que el trafico deba sortear las

corrientes superficial es.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 16


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Aguas arriba de los cruces peatona1es para que 10s peatones no se vean ob1igados acruz:ar las corrientes de escorrentia.

A1 final de cualquier canal 0 cambio de seccion. En puntos donde se requiera evitar que se produz:ca escorrentia sobre andenes.

Como ejernplo a 10 anterior, la Norma EMCJU.I estable ce la ubic acion de sumideros de lasiguiente m aner a:

1. Sumidero requerido por so brepeso indeseable.2. Sumidero requerido para evitar area de inundaci on excesiva en 1as esquinas.3. Sumidero requerido por falt a de capacidad de la calle.4. Sumidero requerido por punto bajo y /o acceso a puente.5. Sumidero adiciona1 requerido por funcion basica.6. Sumidero por capacidad aum entada por funcion basi ca.

Lo anterior se puede 0bservar esquernaticamente en 1a Figura 5-1:

La EAAB estable ce que e1 procedimiento de di sefio para la captacion de la escorrentiasuperficial consiste en determinar el espaciamiento de los sumidero s, a partir de unageometria unica de 10s mismos y su capacidad de captacicn, un caudal de disefio y unancho de inun daci on de la via "T" permi sib1e.



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",'O";I! iI"~l'I'igl~g i i i ! ! ',J


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1. A partir de la informacion contenida en pl anos topogrilli cos, se definen los limitesde la cuenca y se establece la ubi cacion de los sumideros de acuerdo con loscriterios de localizacion y cualquier otra ju stificacion que el disefiador considerepertinente. Este aspecto es importante para definir si el flujo que viene por unadeterminada calle y que no alcanza a ser captado totalmente por el 0 lossumideros localizados en ella continua por la misma 0 se desvia por la calle quecruz a, 1 0 cual afe eta 1 0 s caudale s que 11egan a los sumidero s colocadas aguasabajo.

2. Determinar las pendientes longitudinales y transv er sales.3. Definir las areas de drenaje contribuyentes.4. Determinar la escorrentia pico del area seleccionada utilizando el metodo

raciorial.5. Calcular el caudal que llega al sumidero inicial, e l cual corresponde al area de

drenaje tributaria, y otros correspondientes a caudale s no captados por sumiderosaguas arriba. Se determina el caudal total en la via en el costado donde seencuentra el sumidero, sumando los caudales mencionados anteriorm ente.

6. El caudal de flujo determina la profundidad y el ancho de la lamina de agua sobrela cuneta. Se determina el ancho de inun dacion de la via "T" y las dimensiones dela 1amina de agua en el punto localizado.

7. Si la profundidad en el borde la vi a es mayor que la altura del bordillo 0 el anchode la lamina es mayor que la permisible por la importancia de la zona, esnecesario reducir la separ acion. En caso contrario se aumenta la separacion.

8. Calcular el caudal interceptado Qj por el sumidero.

El caso tipico en que s e apli ca la anterior meto dologia es en vias urbanas 0 intermunicipalesdonde el area de drenaje puede tener caracteristi cas muy uniforme s en un s ector de grantamafio. En ese cas 0 se determina la primera separ acion y to do s los demas sumidero s seubic an simil arm ente de acuerdo al caudal que se requiera recolectar por cada captacicn.

Un ejemplo claro de e ste procedimiento e s el presentado en la norma NS-047 de laEmpre sa de Acueducto y Alcantarillado de Bogota. El ancho de inun daci on de la via "T" sedetermina de acuerdo con la iError! No se encuentra el origen de la referenda. 2-1:

Ecuacinn 5-3



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Donde:

T = Ancho de la lamina de agua sobre la via (rn).k = 0.376 (Factor de conversion en sistema metrico)."n = Coeficiente de Manning del pavimento: 0.016.Q = Caudal de escorrentia (m3/s).S~= Pendi ente transversal de la via.Sl= Pendiente longitudinal de la via.La profundidad de flujo sobre a la orilla de la via s e determina con la siguiente ecuacion:

Eeuacinn 5-4

Donde:

d = Profundidad de flujo sobre a la orilla de la via (m).T = Ancho de la lamina de agua so bre la via (m).S~= Pendi ente transversal de la via.Una vez obtenidos estes valores, se compara e1 valor de "T' con e1 ancho de inun daci onmaximo permiti do para la via, y e1 valor de "d" con la altura del sardinel. Si esto s val oresson aceptab1es, se procede a l siguiente pas o. Si se exceden, se de be contraer e1 area dedrenaje disminuyendo la distancia al sumi dero y se repiten los pasos anteriores paraverifi car que 10s valores de los parametres mencionados sean satisfactorio s.

Si los parametres cump1en satisfactoriamente con las condi ciones anteriores, se pro cede acalcular e1caudal interceptado Qi por e1sumidero me diante la siguiente expresion:

Eeuacinn 5-5

Donde:

E = Efi ciencia de la rejillaQ = Caudal por la via (m3/s)

Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 2 0


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Universidad de lo s Ande sFacul tad de IngenieriaCent ro de Inve stigacion en AGueductos y A lc an ta ril la do s - C IA CU ACatedra PAVCO

La eficiencia de la rejilla se detennina por medio de curvas desarrolladas para cada tipo desumidero como 10muestra la Figura 5-2:

KL.!Jlli\ U l f ' " ; U 11PU " ' - - ' l I L ~Uit.:L:J.!1 r . : . ' x " J ~t.II_:'Lt~ IL",.- ~ " "

L l . : : ;

;1 , 11 1~ -< I :w

De acuerdo con 1a eficiencia de capt acion, se detennina el caudal que continua sobre 1a vi a.Tal caudal detennina, junto con e l caudal desarrollado por el area de drenaje, la ubicaciondel siguiente sumidero. E1 proceso se repite ha sta terminar con el area a drenar.

Figura 5-2 Variahles de captacinn para un sumidero de rejilIa tip 0 utilizado en laEAAB

Para ca1cu1ar e1 flujo captado por la apertura lateral para un sumidero de 15 cm., se ca1cu1ala longitud requerida para captar la totalidad del caudal de escort entia sobre la via mediantela siguiente ecuacion:

0.6L = K QO.42S 0 3 ( _ 1 _ )r ~ L Sn K Ecuacinn 5- 6

Donde:L,= Longitud de la aperturapara captar e1100% del flujo en la via.



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K(j = 0 .817 (sistema metrico).Luego se calcul a la eficiencia de la captacion para la longitud de la apertura estab1ecidapara e1sumidero:

Ecuacinn 5-7Donde:

L = 0.85 (longitud de apertura lateral). (m).

Una vez se cono ce la eficiencia, se calcu1a e1caudal captado por la apertura de 0.85 m.

Eeuacinn 5-8

D onde e1 valor del caudal total interceptado por e1 sumidero Q j equival e a la suma de 10scauda1es captados por la rejilla Q1 Y la apertura lateral Q2.

Luego se determina e1caudal no captado por e1sumidero Q : ! o :

E cuacinn 5- 9

Se continua con e1 siguiente sumidero localiz ado aguas abajo, teniendo en cuenta que existeun caudal de so brepaso 0 no capt ado Q lo del sumidero anterior, e1 cual debe sumarse alcaudal tributario del sumidero siguiente para llevar a cabo los pasos mencionados. E1proceso anterior debe repetirse en e1 resto de las vias del sector a drenar.

Normas de disefio como e1 reg1amento BAS 2000 agregan algunos lim ites maxim os a lasconsideraciones anteriores como colo car un sumidero cuando el flujo acumu1ado es delorden de 1 00 1t/s.

Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 2 2


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5.8 PROCEDIMIENTO DE DISENO PARA SUMIDEROS ENDEPRESIONES 0BATEASPara realizar e1 cal cul o de sumidero en depresione s, bateas 0 punto s bajo s, en los cuales lasl ineas de corriente confluyen desde cualquier direcci6n hacia e1 sumidero, se define el areaafer ente al sumidero con base en la geometria de la via, y po steriorm ente se calcula elcaudal afer ente al sumi dero.

E1 calculo del ancho de inundaci6n "T' ocupado por la escorrentia en la via se deduce de laEcuaci6n 5-10:

T _ ( e n J 0315- K S 1 0 6 1S 0 3II x L

Ecuacion 5-10Donde:T = Ancho de inundaci6n de la via (m).K(j = 0.376 (sistema metrico).n Coefi ciente de Manning pavimento: 0.016Q Caudal (m3!s)S x = Pendi ente transversal de la via.S L = Pendi ente longitudinal de la via.

E1 calculo de la profundidad de flujo en la cuneta se r ealiza mediante la Ecuaci6n 5-11:

Ecuacion 5-11En e1 caso en que los valores de T y d no cump1an con los valores de disefio, se incrementae1numer o de sumi dero hasta que se satisfagan 1as condiciones de dis efio.E1 caudal captado por el sumidero se calcula con la siguiente ecuaci6n:

Q = C Pdu, . . . E cuacion 5-12Donde:p = Pedmetro de la rejilla descartando e11ado junto al sardinel del ariden.C = 1.66. ,d = Profundidad de flujo sobre la rejilla



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E1 caudal capt ado por 1a apertura en el anden:Q , = C , ., (L + 1 . 8W ) * ' dlJ E cu arion 5-13

Donde:

c = 1. 25. . . .L L ongi tu d de 1a ap ertura.W Ancho de 1a depresion.d Profundidad junto al sardinel.

5.9 AREA DE CAPTAC/ON DE LAS REJILLASLas normas tecnic as de 1a Empresa de Acueducto y A1cantarillado estab1ecen que to das lasrejillas deben garantizar un area minima para captacion 0 acceso del agua a1 sumidero, para10 cual se debe cump1ir con 1a siguiente relacion:

A_E ;;::0.30Ar E cuacion 5-14

Donde:AE =Area efectiva (area de huecos 0 de captacion de 1a r ejilla).A, Area Total (area total extema de 1a cara superior de 1arejill a).

Adiciona1mente se estab1ece que 1a dimension maxima de cualquier orificio en las r ejillasno debe ser superior a 30 em. a 10 largo, y 4 em. a 10 ancho del orificio.

5.10 CAPACIDAD HIDRAuLICA DE LOS SUMIDEROSLos sumideros deben dimensionarse para que en conjunto puedan captar las aguas deescort entia esperadas para el periodo de retorno de disefio. 11 La capacidad hi d r aulic a de lossumidero s de ventana puede determinarse con base en 1a Figura 5-3 donde se indica elcaudal de captaciori por lcngitud unitaria (Q,~ l .I L { l. ) en funcion de 1a profundidad deapr oxirnac ion del flujo en 1a cuneta (d), y de 1a depresio n de 1a ventana (a). La longitu d de

11Tornado del A nex o 2, T itulo D del R A.S 2000. D isefio H idrailico de Sum ideros.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 24


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la ventana requerida para la intercepcion total del flujo es entonces igual al caudal estimadoen la cuneta dividido por l a capacidad unitaria de 1a ventana ( Q Q . I L Q .) . Si la longitud de laventana es insuficiente para interceptar todo el caudal, el caudal realm ente interceptado sepuede estimar con la como una funcicn de las relaciones aid y liLa, donde L es la lorigitudreal del sumidero de vent ana.

En el caso de sumideros de r ejillas su longitud 1ibre debe ser suficiente para que el aguapueda caer por las aberturas sin golpear el extreme de aguas de bajo de la r ejilla.Experimentalmente se ha encontrado que esta longitud libre L (m) debe ser por 10 meno sigual a:

L = O . 9 4 x V x h 0 :' E ellacion 5-15Donde:

V = Velocidad media de apr oximacion del prisma del flujo en la cuneta interceptado pore1 sumi dero (m/s)h . = Caida de la superficie de agua hasta la parte inferior de la rejilla en m (es decir laprofundidad media del pri sma de aproxim acion mas el espesor de la rejilla).

La velo cidad y la profundidad media del prisma de apr oximacion pueden ser estim ado s conbase en la ecuacio n:

Ecuacion 5-16

Donde:Q Caudal en la cuneta (m3/s)1 ' : , Mayor profundidad de flujo (m)Y z Pendi ente transversal.So =Pendi ente longitudinaln = Coeficiente de rugosidad de Manning.Los sumider os de rejillas con agua e stancada, es decir con velocidad de aproxirnaciondespreciab1e, y cabeza H m enor que 12 cm., se comportan como vertederos con unaSumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 2 5


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Universidad de los Ande sm~n~V>l!~~id.i i i . d l , d e . F ac ul ta d d e I ng en ie ri al.lJ ~O S A ' n d ie s , C en tro d e Inve s ti ga ci on e n AGu ed uc to s y A lc an ta rilla do s - C IA CU ACatedra PAVCO

longitud de cresta L igual al perimetro del sumidero sobre el cual fluye el agu a y con uncoeficiente de descarga de aproximadamente 1. 65. Si un lado del sumidero es adyacente ala acer a, aquel no debe ser incluido en el perimetro. En consecuencia, la capacidad delsumidero bajo estas condiciones es:

Q=1.65xL"xH 312 E cuacinn 5-17

Si H es mayor de aproximadamente OAm, el sumidero funciona como un orificio con unarea igual a la correspondiente a las aberturas de 1as rejillas y un co eficiente de descarga dealrededor de 0.6. Si H esta entre 0.12 y OA m, exi sten c ondicione s de transici6n y lacapacidad del sumidero esta entre la de un orificio y la de un vertedero.

10, III

1-.,-- 1-,I-i-

~I

1---+--+--1-- -~f-+--++----+---f-----If----il-I---1-1- --,",,--I:"'FJ..I

0.1O . O C I ~ 0 L i 0 1 0,1

Figura 5-3 Curvas para estimar el caudal de captacinn en fun cion de la longitud realdel sumidero.

Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s _Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 2 6


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6 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS EN LOSSUMIDEROS PARA RETENCION DE SOLIDOS

Las estructuras comp1ementarias son aqu ell as incluidasen 1a configur acion de 10s sum idero s que comp1ementan la captacion y entregan e1 flujoal sistem a de drenaj e, contro1ando 10s pro blernas inherentes al funcionamiento del sistema.

E1 disefio del sumi der o debe entregar al sistema principal e1 flujo capt ado con una tuberiade diam etr o nominal minimo de 200 mm, pendiente superior al 2% y no debe sobrepasaruna longitud del 15m 12 Las Normas EMC..AlI se acogen a las anteriores recomendaciones.

En la Empre sa de Acueducto y Alc ant arill ado de Bogota utilizan un sumidero combinadocon pantal1a separadora, con fondo en contrapendiente y rejilla protectora en la entrada dela ventana, y 0.35 cm. de desnive1 con respecto ala tuberia de salida. La tuberia de salidadebe ser de al menos 10" de diam etro nominal y de be tener una pendiente minima del3% .Lo s sumidero s de alcantarillado pluvial no tienen pantal1 a separadora pero en e1 restode caract eristicas son simi1ares a los combinado s.

Las rejillas utilizadas en Colombia varian lig eram ente en sus dim ensiones, pero en generaltienen un promedio de 83.5 em. x 45.5 em. E1 material cornun es acero en forma de varillasde Y 2 pulgada de diarnetro, aunque en algunos cases se utiliza polipropi1eno.

Los sumi dero s internamente pueden tener estructur as de ret encion de solido s; estas puedenvariar dependiendo del l as condiciones del lug ar, y de las sustancias y/o elementos que sedesee retener.

A continuacio n s e exponen algunas de las tecncl ogias re1acionadas con accesorios que seutilizan a1rededor del mundo para contro1ar 1a entrada de solidos al si sterna deale antarillado combinado 0 de aguas lluvi as. Esta tendencia mundial se enmarca endiferentes criterios de clasifi cacion.

Sistemas de r et enci on de soli dos durante las obras de construccion. Sistemas de retencio n de solido s dentro del medio ambiente con struido Sistemas de separ aciori hidrodinami ca.

A continuacion se explic an de manera general las caracteristic as de 10s sistemas anteri ores:l2MS 2000.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 27


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6.1 SISTEMAS DE RETENC/ON DE SOLIDOS6.1.1 Sistemas de retenci6n de s61idos durante las obras deconstrucclon.Las industrias a nive1 mundial estan desarrollando una conciencia y responsabilidadarnbiental. La construccion no se ha quedado atras en esta materia, bus cando contro1ar almaximo en todos sus procesos la generacion de contaminacion. PJ mismo tiempo, lasempresas encargadas de administrar la infr aestructur a de alcantarillado, intentan disminuiren la fuente todos aquellos contaminantes que, una vez acumu1ado s, son mas difici1es deretirar una vez llegan a las plantas de tratamiento 0 a los cuerpos de agua.

Para evitar que la polucio n generada por los residuos de la construe cion y por losmovimientos de tierra contaminen e1 agua pluvial y los cuerpos de agu a, se cclocanproteccione s a las entr adas del sistema de a1cantarillado 01er Figura 6-1).

Figur a 6-1 Prot eccion de rej illas c on fib r as de p oliur etano 13Algunas propiedades de los materiales de protecciori de las entradas al sistema deale antarillado son:

Utilizan mallas reforzadas en capas de po1iuretano 10 que incrementa la resistencia al a tension y la durabi1idad.

Existen distintas formas para adaptarse a 10s tipos de rejillas y diferentes tipo s desuperficie.

Sirven como medida de emergencia para descargas no deseadas. Resisten aceite agua ya1gunos quimi cos agresivos.

13 T om ado de Storm w aterw orks. comSumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 2 8


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En algunos casos no se util iza una proteccion directamente sobre las r ejillas 0 las entr adasde los sumideros, sino que s e imp1ementan barr eras construidas con bo1 sas de grava quefi1tran el flujo antes de entr ar al sistema.

Figura 6-2 Bolsas de grava para proteger sumideros14

E1 sistema puede utilizar alguno s quimicos que r etienen contaminantes especia1es, pero engeneral 10 que se bus ca es retener material particulado sin anul ar el caudal que entra alsistema. Un tercer tipo de producto s dis efiados para contro1ar la polucion del agua de lasfuentes naturales son aquellos destinados a la filtr acion del agua que se obtiene de pro cesosde captacion 0 el drenaje mur os de contenci on. E1 procedimiento consiste en colo car unamembrana dentro de la tuberia de drenaj e para lograr que se mezcle con el flujo y retenga elmaterial indeseado.

Figura 6-3 Membrana de retenci6n de s6lidos mezclada con el flujo15

1 4 T ornado de Storrnw aterw ork s. com15 T ornado de Storrnw aterw ork s. comSumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 2 9


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6.1.2 Sistemas de retencion de sotkios dentro del medioambiente construido

Los accesorios colocado s para prevenir la entrada de solido s en e1 sistema de alcantarilladoson conocidos como Catch Basin Inserts 0 inserciones de retencion en canasta, la cual escolo cada dentro del sumi dero. Estas estructur as conducen e1 flujo de distintas form as ,aunque en general, son accesorios que contro1an la entrada de solidos y otros contaminantescon algun tipo de fi1tro 0 agente quimi co.

Los dispositivo s de retencion de solidos son utilizados como comp1em ento s para aquello ssumideros que no tienen ningun tipo de sistema de atrape de solido s, y sirven como pre-tratamiento a las aguas del sistema de drenaje urbano. Los elementos que son capturadosvarian entre solido s flotantes 0 sediment ados, 1adrillo s, hojas, basuras, etc. E1 desempefiode estos accesorios se mide en la eficiencia de rernocion, y s e controla con la frecuencia demantenimientos y limp ieza.

Existen dos tipos de ins erciones de ret encion, 10s cuale s son clasifi cados segun e1 lugar deubic acion. Estan los sumideros tipo "Inlet Inserts", los cuales se encuentran dentro delsumidero, y los tipos "Outlet Inserts", que se encuentran junto al sumi dero.

Estos accesorios se encuentran di sponib1e s comercialmente y son por 10 generalconfigurado s para eliminar uno 0 varies contaminantes: se dimento s, aceite, gr asa, basura ydesecho s. La frecuencia del mantenimiento varia dependiendo de la cantidad y e1 tipo decontaminantes.

Estudios han encontrado que la instalaciori de este tipo de accesonos contribuyen a laelim inacio n de finos (limos y arcillas) y sedimentos asociados con contaminantes.Adiciona1mente tienen exito en la captura de materi al grue so y desechos.Los posib1es 1ugares en donde pueden instalarse este tipo de estructuras incluyenestacionamientos, campos de golf, cal les, caminos, instalacione s industriales 0 comerciales,campos municipa1es, entre otros.Las m ayores dificu1tade s que se enfrentan al imp1ementar este tipo de estructuras son:

Aunque muchos accesorios estan dis efiados muy cuidadosamente, nunca es posib1eremover contaminantes obteniendo el mi smo desemp efio de 10s sistemasconvencionales.



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A menos que se encuentren frecuentemente mantenidos, estes accesono s puedenconvertirse en una fuente de contaminantes en resuspension.A1gunas canastas no remueven eficientemente las particulas finas 0 contaminantessolubles.

En cuanto a condiciones de disefio se tiene que:

Las c anastas que van a ser instaladas para un nuevo proyecto, deben disefiarse de talforma que se ajusten ala rejill a.Si va a instalarse en un sumidero existente, la canasta debe ericajar adecuadamente,de mo do que exista un sello alrededor de la rejil la, para evitar que se presentenfiltraci 0nes.La parte inferior de la canasta debe estar por encima del nivel normal de flujodentro del sumidero.La canasta debe ubicar se de tal m anera que se pueda realizar facilm ente suman teni mi ent o.Cuando se utiliza para el control de sedimentos, la rejilla debe ser inspeccionada por10 men os cada sernana.Las inspecciones son espe cialmente importantes durante la estacion lluviosa.

A continuacion, se describen diferentes mecanism os de re tencion de solido s:

6.1.3 Inlet InsertsConsisten en bolsas, rejillas 0 canastas que son colo cadas dentro del sumidero, las cuale s seencuentran soportadas por medio de las paredes del mismo. Con este tipo de inserciones setiene la opcio n de agregar fi1tros adicionales con el fin de capturar aceites y materialesfinos.Existen tr es tipos de inserciones que se ubican dentro del sumidero: bol sas, rejillas 0canastas.Las bolsas alm acenan y fi1tran el agua lluvia que llega al sumider o. Estas son construidasgenera1mente en polipropi1eno 0 poHmeros de alta densidad, y constan de un geotexti1, elcual puede ser tejido 0 no tejido, cuya funcion e s dejar pas ar e l agua at rap ando materiale sgruesos y finos, sirviendo asi como pre-tratamiento para la red de drenaje local. E1 fi1trocuent a con un marco de acero inoxidab1e y un soporte m etalico. Esta estructura estadis efiada para fi1trar contaminantes, desechos y soli do s. Pueden instalarse en calle s,Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 31


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parques, es tacionamientos comerciale s, construcciones, estaciones de servi C10, entre otros.Aunque norma1mente son disefiadas para readaptaciones, pueden dis efiarse paraconstrucciones nuevas. Estas estructur as se encuentran instaladas en vario s estados deEstados Unidos, como son: Alabama, Arkansas, California, Florida, Georgia, Louisiana,Michigan, Massachu ssets, Mississippi, Missouri, North Carolina, Tennessee, Texas yW hi 16as ington.

Fi gur a 6- 4 United St oreWat er Drain p ac Curh Inlet 17

Las cajas 0 canastas, generalmente construidas en plastico en forma de malla, dejan pasar elagua rapidamerite y retienen los soli dos de tamafio superior ala r e jilla. Algunas insercionesde este tipo son equipadas con un fi1tro de carbon activado en la parte inferior que fi1tra elagua eficientemente. Su principal ventaja es que debido a que no retiene finos y deja pasarel agua rapidarnente, genera1mente despues de cualquier evento de lluvia se seca porcomp1eto evitando as! que se sature. Las caj as tienen unos filtro s extraibles qu e puedenextraerse de con facilidad. E1 dispo sitivo tiene anclajes r esistentes a la corro sion, y estacomp1etamente sellado para evitar posib1es fugas.E1 fi1tro requiere de una inspeccicri peri odica y la eliminacicn de cualquier objeto extrafiocomo son hojas, papel, pasto, y debe ser reemplazado en caso de que la superfi cie estecubi erta al meno s un 50% con contaminantes, 0 si hay obstruccion por algun sedimento.Para gar antizar un correcto funcionamiento, las unidades deben ser inspeccionadas almeno s tre s veces al afio. Las siguientes figur as son ejernplos de canastas retenedoras desolidos y otro s contaminantes.

16 C at::h Basin Inserts, Santa C 1ar a Valley , U r b an Runoff, P 011ut i on Prev enti on Pro gram .11 Tornado de M unicipal Best M anagem ent Practices for Controlling Trash and Debris in Storm w ater andU rb an R un off. C alifo rn ia C oa sta l C omm issio nSumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 3 2


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Figur a 6- 5 Inlet tip 0 canasta En vir op 0d Stormwater 360 Simple

La siguiente version se dis efia para ser susp endida por debajo de la rejilla. Es convenientedejar un espacio entre la via y la parte superior de la canasta con el fin de evitardesbordami ento s si se llega a presentar una recarga.

Figura 6-6 Sumidero de rejilla con canasta f:tltrante18La siguiente canasta, construida en plastico corrugado de alta r e sistencia, puede instalarseen sumi der os existentes 0 sumidero s nuevo s. Permite la absorcion de aceite y gr asa, y lacaptura de basura y sedimentos. Adem as, tiene 1a capacidad de destruir bacterias, 10 que lahace una verdadera soluciori orientada a la eliminacion de contaminantes y principalesagentes contaminantes procedentes de la es correntia p1uvi a l. Este tipo de e1emento s puedenser instal ado s en estacionami ento s, pistas de aeropuerto s de asfa1to, estaciones de servicio,zonas comercia1es y residenciale s, entre otros. Lo s sedimentos y basura son acumu1 ados en18 T om ado de Del aw ar e' s Pull uti on C o ntr 0 1 Strate gy . T ri buary T im es. 2004.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 3 3


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la canasta superior de la camar a, mientras que la gr asa y e1 aceite son absorbido s por losmedios de filtracion. En condiciones normales e1f i1tro debe cambiarse cada 1-3 afios.

Figura 6-7 Filtro Urbano19

En e1 sigui ente ac cesono, e1 flujo entra normalm ent e por e1 sumidero y es fi1trado en 1acanasta. Los sobreflujos se rebosan sobre la misma y terminan su recorrido por e1 sistemanormal del sumidero.

Figura 6-8 Accesorio de canasta filtrante para sumidero de ventana.:m

Otra version de este tipo de canastas, fi1tra e1 agua de escorr entia en varias multi -etapas enlas cual es se capturan contaminantes provenientes de hidrocarburos, particulas finas, pastoy basuras Las barrer as interiores impiden la turbu1encia del flujo dentro de la estructura, 10cual podria caus ar e1 escape de particul as finas. Las baridejas superiores impiden e1paso deflotantes a tr ave s de los agujeros de desbordamiento. Si e1 caudal captado e s superior ala

19 T om ado de A bT e ch Industrie s. U1ITa Urban Filter T e chn i cal S p ecifi c a ti on s.20 T o m ado de Storm W ater I nspe cti on & M aintenanc e S e rvi c e S, Inc. Wl,li '1,l i ' . sw im scl e an. c omSumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 34


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capacidad de la e structura, el sobre flujo es conducido a tr aves de orificio s que seencuentr an en la parte superior del dispositivo. Esta estructura puede ser insta1ada en calle s,estacionamiento s, parqu es. Las bandej as superior e inferior hacen parte de la mism a unidad,la cual puede ser removida para r ealizar su lim pieza. Dependi endo del nive1 decontaminante pr esente en los filtro s, estes pueden ser r eempl aza dos.

P~rkingLet

Figura 6-9 Canasta filtrante 21

E1 siguiente dispo sitivo se encu entra suspendido de la rejilla superior. E1 armaz on delinterceptor esta fabricado en acero inoxidab1e, el cua1 se encuentra co1gado de dos puntosde suspension. Dentro del interceptor se instalan una 0 varias almohadillas de un materialterrnoplastico sinteticc que fi1tran el flujo que entra al sumidero. E1 numero de unidadesinsta1adas depende de las condiciones espedficas del sitio. Esta estructura e sta disefiadapara captar ac eites, grasas, m etales pe sados, sedimentos y es combros. Pueden ser insta1adosen calles , estacionamientos, areas de s ervi cio. En condi ciones norma1es, el fi1tro de besustituirse anualrnente, y bajo condiciones extre mas, e s posib1e sustituirlo dos veces al afio .

21 T om ado de Innovative St arm w ater T r e atm ent T echnol ogi e s Best M ana gem ent Pr acti c e s M anual. Chapter5.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 35


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Figura 6-10 Interceptor 22

Existen canastas espedfi camente disefiadas y filtros especializado s para tratarcontaminantes y hacer fi1traciones especializadas. En este dispositivo, e1f lujo abandona lacanasta por los dos cilindros inferiores, dentro de los cual es se encuentran ciertos fi1tros enforma de pastillas que tienen la funci6n de retener un contaminante en espedfico. Lo scolores identifican e1 tipo de fi1tro: ro jo: aceites, gras as, pat6geno s y metales; amarillo:bact erias pat6genas y aceites; azul: grasas, aceites y combustibles; gris: pat6genos, aceites ymeta1e s pesado s; verde: pat6genos y aceit es.

Figur a 6-11 Sist em a dec anast as filtr ante s con filtr 0s esp ecializad 0s en con tamin antesi i i Z3espec ICOS.

22 T am ado de Innovative St arm w ater T r e atm ent T e e lmo ! ogies Best M anagem ent Pr acti ce s M anual. C hapter5.23 Tornado de www.transoo.com. Env iroS afe. M odular S tarm water C atch Basin F ilter Sy stem .Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 3 6
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E1 siguiente es un dispositivo podero so que pennite fi1trar el agua hasta tres veces. E1primer fi1tro consiste en un separador de gr asas y aceites; e1 segundo, es un fi1tro de mallasintetica, y e1 tercero consiste en una columna de medio poroso compuesto por zeolitas,perlita y carbon acti vado. Estos fi1tros aumentan significativamente la eliminacion de lasparticu las mas pequefias, mejorando notab1em ente la calidad del agua que entra al sistemade al cantarillado. Estudios realizados han demostrado que est e dispositivo e1imina un 97%de so lidos suspendidos totales (SST), 86% de aceites y grasas, 81% de plomc y 83% deZinc.

E1 mantenimiento del dispositivo se realiza facilm ente. Luego de remover las unidades dela parte superior, e s po sible extraer gr asas y sedimentos.

Figura 6-12 Unidad de limpieza24

A continuacio n se muestra un sistema conformado por tres bandejas, cada una con paredessolidas y malla en e1fondo. Las bandejas pueden l lenar se con absorbentes, carbon activado,o pueden usar se simp1emente para capturar los desechos que retiene la pantalla. Laspantall a s pueden ser modificadas para satisfaces las condicione s del lugar. E1 si sterna esinsta1ado normalmente con la pantal1a en la bandeja superior, y las otras dos bandejas l lenasde absorbente. To do s los componentes son de acero inoxidab1e.

24 T o m ado de C 1e arwater S 01uti ens Storm Dr ain Sp e ci aids.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 37


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Universidad de los Ande sm~n~V>l!~~id.il . d l , d e . F ac ul ta d d e I ng en ie ri al.lJ ~O S A 'n d i e s , C en tro d e Inve s ti ga ci on e n AGue du ct os y A lc an ta rilla dos - C IA CU ACatedra PAVCO

Figura 6-13 Sistema de bandej as 25Un sistema similar consta de do s bandejas en 1as cuales 10s solido s se s edimentan. E1desbordami ento de la bandeja superior permite el paso del flujo alas egunda ban deja. Lasbandejas estan construidas generalmente en plastic o reciclado.

Figura 6-14 Pr ecip itaci o n plu vial tip 0 1. band ejai625 T om ad o de C atch Basin Inserts B M P 6 ID E Q Storm W ;uer Best M anagem ent Pr a cti c esC atal og S eptem b e r2005.2' T ornado ~ C atch Bas in Inserts, BIv IP 6 ID EQ S ta nn W a ter B e st I vhnage me rd : P ra ct ic es C a ta lo g S e j tem be r 2005 .Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 3 8


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Otro tipo de sistemas son los conocidos como medias "socks", los cuale s ef ectuanretencione s en las cameras de union 0 inspecci on del alcantarillado. Al igual que lascanastas, estos dispositivos de r etencion son instalados dentro de los sumideros, impidiendoel paso s e sedimentos al interior del sistema de alcantarillado A continu acion, se muestraun ej emplo de este tipo de dispositivo s.

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Figura 6-15 Sistema de medias "socks'' f : t l tr ant e;7

El siguiente dispositivo consta de un filtro de tela, el cual esta Heno de un absorbente depolipropileno. El flujo normal pasa a traves de pequefio s orificios ubicados en la parteinferior del sac o. El sobre flujo es des cargado por un orificio que se encuentra en la partesuperior.

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U niv ersid ad d e lo s Ande sm~n~V>l!~~id.il . dl , d e . F ac ul ta d d e I ng en ie ri al.lJ ~O S A ' n d ie s , C en tro d e Inve stig acio n e n A Gu eductos y A lc an ta rilla dos - C IA CU AC ate dra P AVCO

E1 siguiente dispo sitivo sustituye al anterior. La principal diferencia radica en la toma de lacorriente principal, la cual se encamina a tr aves de un bo1sillo ubicado en la parte exteriordel saco. E1 sobre flujo es igualm ente conducido cerca de la parte superior del di spositi vo.

a.JJia~N"rmoJd.Ho.j.Figura 6-17 Stream Guard29

La siguiente "media" puede ser instalada bajo la rejill a del sumidero y permite realizar e1tratamiento del agua mediante proceso de fi1traci6n, cribado, sedimentaci6n por gravedad yabsorci6n. Cuando e1 flujo entra al sumidero, e1 tejido geotexti1 primero actua como fi1tro,10 que permite e1paso del agu a, atrapando los contaminantes. Cuando e1 tejido ya no puedefiltrar mas agua debido ala acumu1aci6n de contaminantes, esta estructura empieza a operaren e1modo de 1arga duraci6n. En este modo, los sedimentos son capturados en e1 fondo dela mall a tejida. Aunque e1 mantenimiento varia dependiendo de la cantidad y tipo decontaminantes presentes, e1 fabricante recomienda la inspecci6n mensual de cada estructurainstal ada para mejorar su eficiencia. 3J

Aftpm' Sl'.lrtI(f~rII . pnfed f i 1 ; }

Figura 6-18 Malla tej ida de polipropileno 3128 To rn ad o d e C a tc h B as in I ns er ts , B I v I P 6 IDEQ S to rm Wa t er B es t I vI an ag em e rd P ra ct ic es C a ta lo g S ep er t'LOOr 20OS.29 T ornado ~ C atch Basin In se rts , B Iv IP 6 ID EQ S to rm W a te r B e st I vhnage m er d P ra ctic es C ata lo g S e jte mb e r 2 0O S.30 T orn ad o ~ Innovat ive S to rr nwa t er T r ea tm en t Te eh ro lo g ie s B e s t I \I hmgemer d P ra c ti ce s Menial. C la per 5.31 T om ad o d e In no va tiv e S to rm w ate r T rea tm e n t T ee hn olo gies B e st Iv Ia mg em e n t P ra ctic e s Manua l . C ha pter 5 .Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu; tipi 0:6 Uilizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 4 0


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E1 siguiente dispositivo esta disefiado para remover contaminantes provenientes de 1aescort entia pluvial. Incluye un area de recole cci on de sedimentos y un fi1tro en fibra decelulosa patentada contenida en los filtr os. Esta disponib1e en varios tamafios y puedeadaptarse a 1a mayoria de sum ider os. E1 flujo entr a a 1a estructura al area de re coleccion desedimentos en donde se capturan los sedimentos, la basura y los de se chos. E1 agua pre-tratada viaja a traves de 1a columna central y se propaga a traves del fi1tro. E1 agua esfi1trada, proceso en el cua1 e s son removidos el petrol eo disue1to, nutrientes adiciona1es, yalgunos metale s. E1 flujo que excede 1a capacidad del fi1tro sale a tr aves de agujeros que seencuentran en 1a parte superior de 1a estructur a Esta estructura esta disefiada para eliminarsedimentos gruesos, basura y desechos contaminantes, nutrientes, petroleo disu e1to ymeta1e s. E1 m antenimi ento suele ser program ado trimestra1mente 0 despues de tormentas de. d 32gran magrutu .

Figura 6-19 Aqua-Cuard='Tambien est an los sistemas de ret en cion de solido s por rejillas diagona1es, las cualesretienen los solido s que ingresan a1 sumidero. Este tipo de dispositivos puede funcionar sinque deba 1impiarse de spue s de cada tormenta, gracias a 1a incl inacio n de 1a pantal1a. E1dispositivo elimina desecho shasta que toda 1a boveda e ste llena de escombros; soloentonces habra necesidad de 1impi ar 1a unidad. Abs orbentes organic os se encuentranlocaliz ados directamente de bajo de 1a pantal1a para as egurar que las grasas y ac eites noingresen a1 sistema de a1cantarillado. Pueden ser instalados diferentes medios de filtracionpara elirninar los contaminante s seleccionados. T odos los materiale s son construidos enacero inoxidab1e. A1gunas de las ventajas que tiene usar este dispositivo son: Alta

32 T om ad o de Innovative St arm w ater T r e a tm ent T echnol ogi e s Best M ana gem ent Pr acti c e s M anual. Chapter5.33 T om ad o de Innovative St arm w ater T r e a tm ent T echnol ogi e s Best M ana gem ent Pr acti c e s M anual. Chapter5.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 4 1


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capacidad de flujo; elimina desechos organi cos y permite la absor cion de material fi1trantedeterrninado; alta capacidad de a1macenamiento de des ech os; facil instalacion; facilm ant eni mi ent o.

Figura 6-20 Sistema de ret encion de solidos por rejillas diagonales.34

Recientemente, la legislacion de algunos pill ses exige que la escorrentia de todas las areasimpermeab1es de cualquier construccion deba ser fi 1trada, incluyendo el techo de lasedificaciones. E1 agua que es conducida por las bajantes de los tejados de los e difi ciospuede contener particul as, compuestos organicos y otr as sustanci as que esten sujetas a lasregu1acione s de aguas pluvial es.

E1 siguiente dispositivo puede configurarse para satisfacer las exigenciasme dioambientales, ad como las configuracione s del montaje espe cializado s. Estedispositivo fue disefiado especificamente para m ante ner altas veloci dades y alto vo1umende caudal sin obstruccion. Estas condiciones son frecuentemente asociadas con techos dealmacenes , condominios, edificio s de oficinas, estacionamientos y estructur as. Tiene unaalta capacidad de auto 1impi eza, y as egura la comp1eta eliminaciori de desechos con unminimo de requisites de servicio.

34 Tornado de H ydroscreen, LLC . D etention Pond Screen::: - Best M anagem ent Practice.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 4 2


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Figura 6-21 Sistema de retencitm de solidus por rejillas diagonales para edificaciones.35

6.1.4 Outlet InsertsLas inserciones later ales a los sumi deros consisten en rejill as perforadas puestas, ya seahorizontal 0 vertica1mente en frente del sumidero 0 so bre el m ismo Por medio de este tipode inserci6n es po sible atrapar de sechos de pequefio y gran t amafio y sirven para maximizarla capacidad de los sumideros. Es importante limpiar regu1armente la via para mantener larejilla libre de desechos con el fin de prevenir la acumu1 aci6n de los mismo s sobre la via.

Figura 6-22 Pantallas protectoras

35 T om ado de H ydr oscr e en, LLC. D ownspout S cr e erring D evi c e s - B est M anagem ent Pr acti c e.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 4 3


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Cuando el agua lluvia fluye hacia el sumidero, la sigui ente insercicn retiene todos lossolidos que tengan un tarnafio mayor ala rejill a. Este material es retenido hasta que searemovido en una inspeccion de mantenim iento. La mayor ventaja de usar este tipo deins ercione s e s que pueden r etener mas basura por mucho mas tiempo, teniendo en cuentaque se utiliza el cien por ciento del vo1umen del sumidero, aun que existe la po sibilidad desobrecargar el sumidero si no se realiza el mantenimiento adecuado.

Figura 6-23 Outlet Insert Scout TM Atrapa snlidus de gran tamai1.o.36

Tambien es posib1e inst alar protectores fu era del sumidero como el que se mue stra acontinuacio n. Este tipo de protectores evita e l ingreso de desechos y sedimentos de grantamafio.

Figura 6-24 Drainage Match Basin Protection. Atrapa grasas y aceites.

Las 1imitaciones de los Catch Basin Inserts pueden enmar carse en las siguientes:

36 T am ado de Catch Basin Inserts. Santa C lar a Valley. U r b a n Runoff. Poll uti on Pr eventi on Pr ogr am. C orte s i ade Best M anagem ent Products, Inc.Sumidsios en alcantarillaios de aguas lhiv ia s .Diss fu.; tipi= u filizados en Colonb ia Ynacanisnos de rete~i6n de solidos 44


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Aunque muchos accesorios estill disefiados muy cuidadosamente nunca es posib1eremover contaminantes con e1 mismo desempefio que los sistemas convenciona1es.

A menos que se encuentren frecuentemente mantenidos, estes accesorio s puedenconvertirse en una fuente de contaminantes en re-suspensi on. A1gunas canastas no remueven eficientemente las particu1 as finas 0 contaminantes

solub1es. Requieren mucho mas mantenimiento que un sumidero sin este tipo de estructuras

10 que hace que e1 costo de operacion sea muy e1evado. Algunos materiales como geo-membranas pueden ser rotos por algunas basuras por

10 que una inspec cion periodica de los mismo s es nece sari a.

6.1.5 Sistemas de seperecku hidrodinamicaEn algunos casos e1 pre-tratamiento de las aguas p1uvia1es puede realizarse dentro delsistema en alguna camara de union utilizando 1eye s fisicas hidraulicas para conducir e1f lujoy retener 10s soli dos en e1 sistema. E1 sistem a hidrodinami co puede ser mu y efe ctivologr ando eficiencias simi1ares a e1aborado s sistemas de alivio en a1cantarillado. En lasiguiente figura se muestra un tipico sistema de separacion hidro dinamica:

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Figura 6-25 Sistema de separaci6n hidrndinamica de solidus



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6.2 OTROS TIPOS DE REHLLASRejilla Iipo Espiga: Este tipo de rejillas proporciona seguridad a las bicicletas, y funcionabien hidr aul i camente en la mayoria de las condicione s. Es eficiente cuando e1flujo presentabajas velocidades. A velocidade s superiores a 1 .S mis, una porci6n de la corriente tiende apasar sobre la rejilla.

~ . . . . . . . . . .i .. .~ . ~ . ~. . ~i.1 14'~.Figura 6-26 Rejiilla Tipo EspigaJ7Rejillas Ranuradas: El funcionamiento de la rejill a ranurada es eficiente a bajasvelccidades, al igual que 1a rejilla tipo e spiga. A diferencia de la rejilla tipo espiga, si elflujo presenta ve locidades superiores a 10s 1. S ml s, esta rejilla capta una mayor porci6n delcaudal. Adicionalmente reti ene po cos desechos, por 10 cual debe ser usada en zonas endonde se depositan gran des cantidade s de los mismos.

Figura 6-27 Rejilla ranuradaJ8

31 T o m ad o de H ydr auli c M anual 2007 . Chapter 5 . D r ainage o f H i ghw ay P a v em ents.http://ww w.w sdot.wa.gov/fasclEngineering?ublications/l ibrary.htm

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Rejilla Combinadas Este tipo de rejillas es muy eficiente teniendo en cuenta que si e sta e sobstruida por algun desecho, e1 flujo es desalojado por la apertura lateral. La capacidad deintercepci6n es ligeramente mayor que usando solamente la rejill a.

Figur a 6- 2 8 Rej ilIa com b in ad a39

Rejillas Two 1 y 2: Aunque este tipo de rejillas tienen aberturas que evitan problemas quepueden ser causados por la acumu1aci6n de des echos, tienen ciertas limitaciones de uso. Larejilla No 1 no resi ste cargas de trafico teniendo en cuenta que no esta reforzada, mientrasque la No 2 S 1 . Debido a que los dos tipos de rejill as tienen fallos estructurale s, ninguna deestas puede ser instal ada en zonas en donde las ruedas del trafi co pe sado pasendirectamente sobre 1a rejilla. La rejilla No 2 tiene grandes aberturas, por 10 cu al es idealinsta1ar1as en areas no pavimentadas 0 en zonas en donde no hay trafico de personas y! 0bicicletas. Teniendo en cuenta que las rejillas No 1 no puede resistir cargas repetidas, esconveni ente instalarlas en 1ugares en donde e1 trafi co de vehi culo s se de sarrolle a bajavelocidad, como es e1 caso de estacionamientos.

38 Tornado de H ydraulic M anual 2007. Chapter 5. Dr a inage o f H ighw ay P a v em ents.http://ww w.w sdot.wa.gov/fasclEngineering?ublications/l ibrary.htm39 Tornado de H ydraulic M anual 2007. Chapter 5. Dr a inage o f H ighw ay P a v em ents.http://ww w.w sdot.wa.gov/fasclEngineering?ublications/l ibrary.htm

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. : I I I I I I I I I r ~: I i I I I I I I i II 1 I I I I 1 1 I I

G rll t l! ;'!A. ~11!I!ti:BFigura 6-29 Rejillas tip 0 I y rr"

Marco v &iilla Rnnurada: Este tipo de marco y rejillas puede ser u sados en una nuevaconstrucci6n 0 en reemplazo de estructuras deterioradas. Cuando se utilizan en aveni das degran flujo vehicular, es necesario especificar la apertura de la rejilla.

Figura 6-30 Marco y rejilla ranurada 41

40 T o m ad o de H ydr auli c M anual 2007 . Chapter 5 . D r ainage of H i ghw ay P a v em ent:.http:/ /www w sdot.w a . gov/ fa s c/Eng in ee r ingPub li c a t ion s. li br ; 1 1 - Y _ htm41 T o m ad o de H ydr auli c M anual 2007 . Chapter 5 . D r ainage of H i ghw ay P a v em ents.http://ww w.w sdot.wa.gov/fasclEngineering?ublications/l ibrary.htm

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Rejilla Circular: Este tipo de rejillas puede se utili zan generalmente en pozos secos. Losmarcos de la rejilla son anillo s circulates.

Figura 6-31 Rejilla circular4:!7 kfAN1ENIMIEl'ffOEs nece sario desarro11ar e impl ementar un programa para evaluar las condiciones de lossumidero s y sus compl ementos, y si e s necesario hacer el respectivo mantenimiento, paralimpiar las estructuras que pueden acumu lar sedimentos por 10 menos una vez al afioaunque para ciudades de gran tamafio se necesita hacer mantenimiento como minimo dosveces MO.

1. Eliminar los residuos de la rejill a. Las rejas pueden obstruirse con basura u hojas. Esimport ante alentar a los vecinos y a 1a poblacion en general para que no arrojenbasur as a las calles yescombros.

2. Eliminar los residues del area en estudio. Las estructur as de r etencion debenlimpiarse antes que esten completamente 11en as.

3. Recomendaciones: Cuando corte el cesped, es conveniente recoger 10 s des echos ylas hojas para que no sean arr astrados por l a escorr entia superficial.

Es nee esario eliminar las grasas las cual e s generalmente son el contaminante mas dificil deremover que tapona los sumideros impidiendo el paso del agua 11uvia 10 que ocasionaeventos de inunda cion.

El manteniendo tipico de las inserciones de ret encion se r ealiz a para l a rem ocion de lasbasuras y la limpieza de las rejillas para retirar cualquier solido capturado. Se pueden usarsistemas mecanicos como camiones succionadores 0 vacum trucks aunqu e este e s

42 Tornado de Hydraulic Manual 2007. C hapter 5. Drainage o f H ighw ay P a vem ents.http://www.wsdot.wa.gov/fasclEngineering?ublications/library.htm

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Sumideros en Alcantarillados de Aguas Lluvias

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