Drenaje de la Ciudad de la Costa, Canelones, Uruguay. Concepción y criterios de diseño de un sistema de drenaje con control en la generación de caudales. Ing. Nicolás Failache
IV Jornadas de Saneamiento Pluvial Urbano Rosario, Noviembre de 2007 CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA 1.- PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
Dirección Nacional de Aguas y Saneamiento, DINASA: Unificación de competencias en MVOTMA con el fin de; • Formulación de políticas. • Monitoreo (cantidad y calidad) y concesión de permisos de uso de aguas.
Grupo de Inundaciones y Drenaje Urbano, IDU: Políticas especificas en la materia que implican; • Incorporar la visión de las aguas en lo planes de desarrollo urbano, en coordinación con DINOT • Generación de lineamentos a nivel nacional que incluyen manuales de procedimientos y una institucionalización de los tema de inundaciones y drenajes urbano. CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA 2.- PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
Obras de infraestructuras :
• Saneamiento: Obras Sanitarias del Estado (OSE)
• Vialidad y drenajes: Intendencia Municipal de Canelones, con la asesoría del Instituto de Mecánica de Fluidos e Ingeniería Ambiental IMFIA de la Facultas de Ingeniería
• Proyecto ejecutivo CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA 3.- DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN Límites geográficos / administrativos
VILLA EL TATO
LOMAS DE CARRASCO EL PINAR CARMEL
VILLA AEROPARQUE
LA TAHONA EL PINAR COLINAS DE SOLYMAR
LOM AS DE SOLYMAR
COLONIA NICOLICH QUINTAS DEL BOSQUE SOLYMAR
LAGOMAR AEROP. INTERNACIONAL SOLYMAR DE CARRASCO SAN JOSE DE CARRASCO
EL BOSQUE LAGOMAR
SHANGRILA PASO DE CARRASCO PARQUE CARRASCO ZONA URBANA
ZONA SUBURBANA
N BARRA DE CARRASCO ZONA RURAL W E
S 3.- DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
Características generales 9 Área total – 11,335 há 9 Área urbana – 1,916 há 9 Población (Censo 2004 – Fase 1) - 120,141 hab. 9 Viviendas – 42,595 viv. 9 Infraestructura vial - 607 km 9 Longitud de faja costera - 18 km 3.- DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
Infraestructura existente - Características
9 Saneamiento: Soluciones individuales mediante pozos negros, recolección por camiones barométricos, vertido a Planta de Pinar Norte. Zonas de Barra de Carrasco, Parque Miramar y Paso Carrasco con red de alcantarillado público (O.S.E.) con bombeo al sistema de disposición final del emisario Punta Carretas (I.M.M.).
9 Vialidad: Algunas avenidas principales con carpeta asfáltica, calles mayoritariamente de tosca.
9 Drenaje pluvial: Inexistencia de solución global. Cunetas de suelo – pasto, canales naturales. Excepción zona piloto en Shangrilá.
9 Otros servicios: Redes: agua potable, energía eléctrica, telefónica, gas, etc. 3.- DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
Vialidad y drenaje pluvial – Problemas derivados
9 Vías de tránsito deterioradas debido a la falta de un sistema adecuado de evacuación de pluviales, de jerarquización vial y de mantenimiento.
9 Inexistencia de aceras.
9 Dificultades para el tránsito peatonal y vehicular.
9 Inundaciones de viviendas y anegamiento de predios privados por insuficiencia en el drenaje por cunetas y canales. 3.- DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
Plan estratégico para Ciudad de la Costa
9 El CostaPlan es el Plan Estratégico de Ordenamiento Territorial de Ciudad de la Costa.
9 Es un instrumento para alcanzar objetivos deseados, no es una obra. Genera condiciones “para que as cosas sucedan...”
9 Es estratégico porqué marca un rumbo hacia el cual se avanza y caminos para alcanzar ese futuro
9 Es participativo porporqueque comprende a participación de los diversos actores involucrados en alcanzar ese futuro.
Talleres realizados en las etapas de diagnostico y propuesta; Definición de que ciudad quieren sus pobladores, específicamente en lo referente a las tipologías de solución de los sistemas de drenaje: Ciudad Jardín, minimización de conductos enterrados y priorización del verde sobre cemento. CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA 4.- SISTEMA FÍSICO
Sistema de cuencas costeras paralelas, con bajas pendientes que desembocan en un sistema dunar con presencia de humedlaes costeros. Existencia de lagos, viejas areneras, que en la actualidad funcionan laminando. 4.- SISTEMA FÍSICO 4.- SISTEMA FÍSICO Curvas de nivel
Curvas cada 1 metro 4.- SISTEMA FÍSICO Nivel freatico alto 4.- SISTEMA FÍSICO 4.- SISTEMA FÍSICO 4.- SISTEMA FÍSICO
Vialidad y drenaje pluvial – Problemas derivados
Zonas inundadas debido a insuficiencia del sistema de drenaje pluvial, falta de manetinimeinto y proyecto global de cunetas CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA 4.- OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
Etapas del Proyecto integral
Red existente saneamiento
Primera etapa
Segunda etapa 4.- OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
Área de Primera Etapa Límites Oeste: Av. Racine Norte: Ruta Interbalnearia Este: Florianópolis Sur: Rbla. T. Berreta
Área total - 2.146 há
Población
Actual - 50.256 hab. (precenso 2004) Proyectada - 99.232 hab. (año 2035)
Viviendas
Actual: 20.645 viv. (precenso 2004) Proyectada: 32.044 viv. (año 2035)
Longitud de calles - 319 km 4.- OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS Jerarquización vial
Modelo teórico
Conectores Calles principales Calles intermedias Calles internas CONTENIDO
1. PRESENTACIÓN DE LA DINASA Y EL IDU
2. PRESENTACION DEL PROYECTO INTEGRAL DE CIUDAD DE LA COSTA
3. DESARROLLO URBANO DE CIUDAD DE LA COSTA, Y COSTAPLAN
4. SISTEMA FISICO
5. OBRAS DE INFRAESTRUCTURA PLANTEADAS
6. SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Objetivos para el sistema
9 Eliminar los problemas actuales: en particular la inundación y anegamiento de las calles, que dificultan el tránsito.
9 Optimizar el uso de las estructuras ya existentes.
9 Evitar impactos ambientales negativos: se prestó especial atención a la zona costera de playas.
9 Buscar soluciones óptimas al problema (ambiental y económica). 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Criterios generales adoptados
Evacuar correctamente el agua de lluvia a través de estructuras de captación, almacenamiento y conducción que permitan.
9 Usar lagos existentes y/o creados para amortiguar los caucaudales.dales.
9 Acondicionar y mejorar los canales existentes.
9 Mantener los puntos de descarga a la playa actuales, evitando la creación de nuevos puntos de salida y en lo posible el incremento de los caudales.
9 Minimizar la colocación de conducciones enterradas. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Alternativas propuestas
Se elaboraron dos propuestas para el diseño del sistema de evacuación de aguas pluviales con concepciones diferentes:
CUNETAS PARA CONDUCCIÓN
Diseño con un sistema de cunetas (microdrenaje) que transporta el agua de lluvia hacia obras de drenaje mayor, generalmente conducciones enterradas (macrodrenaje)
Se generan grandes picos de caudal en la salida
CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO
Diseño con un sistema de cunetas (microdrenaje) que retienen y transportan el agua de lluvia hacia obras de drenaje mayor (generalmente conducciones superficiales)
No se generan grandes picos de caudal en la salida
En ambos casos, los canales abiertos, lagos existentes y/o nuevos se utilizan para amortiguar los picos de caudal. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN
DISEÑO DE CUNETAS
9 Conducir los caudales aguas abajo, ya sea directamente a la costa, a los lagos o a tuberías 9 El diseño se realiza considerando una lluvia de 2 años de periodo de retorno 9 Se diseñan cunetas abiertas para las calles internas e intermedias. 9 En las calles principales se utiliza el cordón cuneta y las bocas de tormenta para la conducción y captación del caudal de lluvia 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN
CUNETAS A CONSTRUIRSE EN LAS VÍAS INTERNAS
% DE CAUDAL UTILIZACIÓN MEDIA SOLUCIÓN ADOPTADA (SOBRE TOTAL SECCIÓN DE CALLES (L/s) INTERNAS)
Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes V:H=1:1, base= 0,30m, ancho <65 44% sup.=1,10m, profundidad=0,40m, perim. revestido=0,50m.
Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes V:H=1:1, 65<… base= 0,30m, ancho 22% <150 sup.=1,20m, profundidad=0,45m, perim. revestido=0,60m.
Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes V:H=1:1, 150<… base= 0,50m, ancho 17% <350 sup.=1,70m, profundidad=0,60m, perim. revestido=0,80m.
Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes V:H=1:1, 350<… base= 0,50m, ancho 17% <700 sup.=2,00m, profundidad=0,75m, perim. revestido=1,50m. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN
CUNETAS A CONSTRUIRSE EN LAS VÍAS INTERMEDIAS
% DE CAUDAL UTILIZACIÓN MEDIA SOLUCIÓN ADOPTADA (SOBRE TOTAL SECCIÓN DE CALLES (L/s) INTERMEDIAS)
Cuneta semirevestida, trapezoidal, taludes V:H=1:1, base= 0,30m, ancho <65 60% sup.=1,10m, profundidad=0,40m, perim. revestido=0,50m.
Cuneta revestida, trapezoidal, taludes 65<… V:H=1:1, base= 17% <150 0,30m, ancho sup.=1,10m, profundidad=0,40m.
Cuneta revestida, trapezoidal, taludes 150<… V:H=1:1, base= 23% <350 0,60m, ancho sup.=1,40m, profundidad=0,40m. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN
DISEÑO DEL MACRODRENAJE
9 Las estructuras de macrodrenaje se diseñan para lluvias con 10 años de periodo de retorno. 9 Los canales abiertos (Avda. Racine y Canal Artigas) existentes se ensanchan 9 Se proyectan conducciones enterradas cuando la capacidad de las cunetas resulta insuficiente y en las vías principales con cordón cuneta. 9 Se considera el efecto de almacenamiento y laminación en los lagos existentes y proyectados en zonas públicas. 9 Los caudales de descarga a la playa actuales se incrementan 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO
DISEÑO DEL MICRODRENAJE
9 Se diseña reteniendo en las cunetas, parte del volumen precipitado durante la lluvia. 9 Se considera una lluvia de 2 años de periodo de retorno 9 Se diseñan cunetas abiertas para las calles internas e intermedias y las calles principales en los tramos no comerciales 9 Se diseñan dos posibles secciones que se utilizarán dependiendo del espacio disponible en cada vereda y necesidad de retención. 9 En las zonas comerciales las cunetas llevan tapa. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO
DISEÑOS DE CUNETAS A APLICARSE EN TODAS LAS VÍAS
UTILIZACION AREA DE CAPAC. (VIAS Y % DEL TIPO DE ALMACE DE SOLUCIÓN ADOPTADA TOTAL DEL CUNETA NAMIEN TRANSPO METRAJE DE TO RTE CUNETAS)
Cuneta semirevestida, trapezoidal, talud contra Vías internas y la calle V:H=1:1, base= principales 0,48 A 0,50m, ancho 0,39 m2 (salvo m3/s sup.=3,70m, excepciones) profundidad=0,60m, 76% perim. revestido=0,50m.
Cuneta semirevestida, trapezoidal, talud contra la calle V:H=1:1, base= Vías 0,26 B 0,50m, ancho 0,24 m2 intermedias m3/s sup.=1,70m, 22% profundidad=0,60m, perim. revestido=0,50m. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
ALTERNATIVA CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO
DISEÑO DEL MACRODRENAJE 9 Las estructuras de macrodrenaje se diseñan para lluvias con 10 años de periodo de retorno. La retención en las cunetas redujo significativamente el caudal que llega al macrodrenaje haciéndo posible que sea superficial. 9 Los canales abiertos (AvdAvdaa. Racine y la Avda. Artigas) no se ensancharán y se prevé la posibilidad de crear algún canal adicional en el cantero central de las avenidas más anchas. 9 Las conducciones entierradas se proyectan solamente cuando la capacidad de las cunetas resulta insuficiente y en las zonas con cordón cuneta. 9 Se considera la laminación en lagos existentes y se crean otros artificialmente en zonas públicas. 9 Se conservan los puntos de descarga a la playa actuales y no se modifican los caudales actuales. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Comparación Macrodrenajes
ALTERNATIVA CUNETAS PARA ALTERNATIVA CUNETAS PARA CONDUCCIÓN ALMACENAMIENTO TRANSITORIO 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Jerarquía Alternativa seleccionada
Internas
Intermedias
Principales 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Resumen y comparación de las soluciones
CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO CUNETAS PARA CONDUCCIÓN TRANSITORIO
Las cunetas se utilizan para Las cunetas se utilizan para conducción almacenamiento y conducción
Las cunetas se utilizan en vías Las cunetas se utilizan siempre que sea intermedias e internas siempre que sea posible, salvo en algunas vías principales posible específicas.
Conductos enterrados en cualquier vía Conductos enterrados cuando la capacidad cuando la capacidad de las cunetas es de las cunetas es insuficiente y en alguna insuficiente y en todas las vías principales vía principal específica (19 km) (47 km)
Operación y mantenimiento mas complejo Operación y mantenimiento de las cunetas de varios km de conducciones enterradas un poco más complejo que en caso anterior (mano de obra y equipamiento y menor mantenimiento de conducciones específico). enterradas 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Resumen y comparación de las soluciones
CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO CUNETAS PARA CONDUCCIÓN TRANSITORIO
En las descargas a la playa se Las descargas a la playa se mantienen incrementan los caudales actuales (aprox. los caudales actuales. Se mantiene el el doble). Se mantiene el número de número de descargas actuales descargas actuales Menor ocupación con cunetas de las Mayor ocupación con cunetas de la veredas. vereda. Lagos no permanentes más profundos. Lagos no permanentes menos profundos Menor permanencia de agua en las Mayor permanencia de agua en las cunetas. cunetas (1 día) Grado de interferencia con los servicios Necesidad de sustitución del 35% de las menor. redes de agua y gas. Mayor costo de inversión Menor costo de inversión 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA Alternativa seleccionada
CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO
9 Menor cantidad de tuberías enterradas, mantenimiento mas sencillo y menor transporte de sedimentos y contaminantes
9 Menor impacto ambiental del sistema de drenaje construconstruido,ido, se conservan las descargas a la playa
9 Menor costo y menor costo de mantenimiento 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Normativa de soporte del proyecto
9 Usos preferentes: residenciales en calles internas y comerciales en calles principales e intermedias. 9 Factor de Impermeabilización ocupación de Pavimento (FOP) que impida la pavimentación de áreas permeables que permiten la infiltración al terreno. 9 Prohibición de disponer áreas impermeables directamente a la red. 9 Definición de una caudal específico y medidas compensatorias en áreas especiales, (desarrollo de una relación V=k.AI de manera de conservar el caudal especifico definido para 10 años de Tr). 9 Prohibición de construir rellenos que modifiquen el sentido de las aguas. 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Resumen y comparación de las soluciones
CUNETAS PARA CONDUCCIÓN CUNETAS PARA ALMACENAMIENTO TRANSITORIO En las descargas a la playa se incrementan Las descargas a la playa se mantienen los caudales actuales (aprox. el doble). Se los caudales actuales. Se mantiene el mantiene el número de descargas actuales número de descargas actuales Mayor ocupación con cunetas de la Menor ocupación con cunetas de las veredas. vereda. Lagos no permanentes más profundos. Lagos no permanentes menos profundos Mayor permanencia de agua en las Menor permanencia de agua en las cunetas. cunetas (1 día) Grado de interferencia con los servicios Necesidad de sustitución del 35% de las menor. redes de agua y gas. Costos de inversión (miles de U$S con IVA y Costos de inversión (miles de U$S con leyes sociales) IVA y leyes sociales) Micro: 22.234 Micro: 44.240 Macro: 56.549 Macro: 23.514 Total: 78.783 Total: 67.754 Diferencia: - 11.029 (-14%) 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
Criterios de diseño: valores de los parámetros que incluyan las retenciones ?
Modelación altamente detallada de 6 sub cuencas representativas
Criterios de parámetros para el diseño de macro y microdrenaje
9 Micordrenaje: planillas electrónicas con macros
9 Macrodrenaje: EEPAPA-SWMM 5.- SOLUCION DE DRENAJE ADOPTADA
La simulación detallada de los planos de escurrimiento (onda cinemática) fue realizada desde el modelo inicialmente desarrollado por Schaake (1971), implementado (Tassi, 2002; Tassi y Villanueva, 2005) y adaptado específicamente para este estudio por C. Tucci y R. Tassi. 0.70 SUR21 2 anos - Cen. I 10 anos - Cen. I 2 anos - Cen. II 10 anos - Cen. II 0.60 2 anos - Cen. III 10 anos - Cen III Simulación en 3 escenarios para 2 0.50 y10 años de tr
0.40 1. NC y Tc usuales Q (m3/s) 0.30
0.20 2. Modelo detallado sin almacenamiento en las cunetas 0.10
0.00 3. Modelo detallado con 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 Tempo (min) almacenamiento en las cunetas
0.18 Sur21
0.16
2 anos - Cen. II 0.14 Determinado - tc e CN Ajuste del NC y Tc para el 0.12
0.10 escenario_3
Q (m3/s) 0.08
0.06
0.04
0.02
0.00 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Tempo (min) Gracias por su atención
Ing. Nicolás Failache
DINASA-MVOTMA [email protected]
IMFIA-FING [email protected]