Resumen Técnico FINAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

Proyecto Ejecutivo para el mejoramiento del Arroyo Paso Bogarín en el tramo comprendido entre ruta Luque – San Bernardino y la calle 12 de Octubre de la ciudad de Luque

Carlos Manuel Latorre López Moreira

Guillermo Javier Velázquez Saldívar

RESUMEN TÉCNICO

Campus Universitario - San Lorenzo, Paraguay

2013

“Proyecto Ejecutivo para el mejoramiento del Arroyo Paso Bogarín

en el tramo comprendido entre la Ruta Luque – San Bernardino y la

Calle 12 de Octubre de la ciudad de Luque”

Carlos Manuel Latorre López Moreira (1); Guillermo Javier Velázquez Saldívar (2)

(1) Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería

[email protected]

(2) Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería

[email protected]

RESUMEN

El tramo estudiado del Arroyo Paso Bogarín presenta un particular interés

debido a la existencia del Asentamiento San Miguel, cuyos residentes sufren

frecuentemente perjuicios debido a las crecidas que inundan las calles y

viviendas. El trabajo se enfoca en proponer medidas de mejoramiento que

reduzcan la frecuencia de desbordes mediante la modificación de las

características del arroyo.

Se realizaron estudios previos de Topografía, Geotecnia e Hidrología, de

manera a determinar las condiciones actuales del arroyo y de las cuencas que

descargan en el mismo. Para la topografía se realizaron levantamientos

planialtimétricos del perfil longitudinal y de secciones transversales del tramo y

a lo largo de él, georeferenciados. Los estudios geotécnicos consistieron en

ensayos SPT, toma de muestras y clasificación de suelos. Los estudios

hidrológicos consistieron en la determinación de las cuencas, construcción de

la tormenta de diseño mediante el uso de las curvas IDF- Asunción y el método

de los bloques alternados, determinación de la precipitación excedente

mediante el método del Número de Curva y la transformación lluvia-

escurrimiento por el método del Hidrograma Unitario Triangular. Se determinó

como período apropiado de diseño un Tr de 10 años, realizándose una

verificación de la solución para Tr de 25 años.

Para el aspecto hidráulico del diseño se utilizó el programa HEC-RAS, de

manera a simular el funcionamiento de las modificaciones propuestas para el

arroyo. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios tanto para tormentas de

10 años de período de retorno (Tr) como de 25 años . La propuesta resultante

consiste en la ejecución del canal con muros de gaviones caja y fondo de

colchones reno, ambos revestidos con una capa de argamasa.

ABSTRACT

The studied reach of the Paso Bogarín Creek presents a particular interest due

to the existence of the San Miguel Settling, whose residents suffer frequent

damages due to floods, affecting the streets and houses in the neighborhood.

This paper focuses on proposing measures of improvement that would reduce

the frequency of these floods by altering the current characteristics of the

stream.

Previous studies of Topography, Soil Mechanics and Hydrology were

performed, so as to determine the current conditions of the stream and of the

basins that discharge in it. Plane and altimetry surveys of the longitudinal profile

and cross sections of the reach were performed for the topography,

georeferenced. The soil mechanics studies consisted of Standard Penetration

Tests, samples extraction and soil classification. The hydrology studies

consisted of determining the basins involved, constructing the design storm by

using the IDF curves and the alternated blocks method, determining the excess

rainfall by the Curve Number method and the transformation of the excess

rainfall-runoff by the Triangular Unitary Hydrograph method. The appropriate

design period was determined to be of 10 years, verifying the solution for a

return period of 25 years.

For the hydraulic aspect of the design the software HEC-RAS was used, so as

to simulate the performance of the proposed modifications for the stream. The

obtained results were satisfactory for storms of 10 years of return period and

also for storms of 25 years of return period. The resulting proposal consists of

executing the channel using gabion boxes and Reno mattresses, both coated

with a layer of mortar.

Universidad Nacional de Asunción Faculta de Ingeniería Trabajo Final de Grado Ingeniería Civil

PROYECTO EJECUTIVO PARA EL MEJORAMIENTO DEL ARROYO PASO BOGARÍN EN EL TRAMO COMPRENDIDO ENTRE LA RUTA LUQUE-SAN BERNARDINO Y LA CALLE 12 DE OCTUBRE DE LA CIUDAD

DE LUQUE

Manuel Latorre Guillermo Velázquez 1

RESUMEN TÉCNICO

1. Introducción

La focalización de las fuentes de trabajo ha ocasionado un rápido y acelerado

desarrollo de los centros urbanos del país, principalmente de nuestra ciudad

capital y sus alrededores. Esto tiene como consecuencias, entre muchas otras,

un aumento de la densidad poblacional del área urbana, la impermeabilización

de la superficie del terreno urbano y la ocupación de zonas bajas poco

recomendables para ser habitadas de forma permanente. Este proceso está

muy bien explicado en el libro “Gestión de Inundaciones Urbanas”, donde

Carlos E.M. Tucci señala:

“Los principales problemas relacionados con la infraestructura y la urbanización

en los países en desarrollo, con especial destaque para América Latina son:

• Gran concentración de población en pequeñas áreas, con deficiencia en

el sistema de transporte, falta de abastecimiento y saneamiento, aire y

agua contaminados, además de las inundaciones. Estas condiciones

ambientales inadecuadas son las principales limitaciones a su desarrollo

porque reducen las condiciones de salud y la calidad de vida de la

población y producen serios impactos ambientales.

El caso del Asentamiento San Miguel en la ciudad de Luque ilustra

perfectamente esta situación, ocupación de las zonas aledañas a un curso de

agua que con cada creciente importante genera impactos socioeconómicos

negativos para la población.



DE LUQUE


En el caso del presente Trabajo Final de Grado se pretende plantear medidas

paliativas para el problema de crecientes, sabiendo de antemano que una

solución definitiva muchas veces es inviable por los altos costos implicados en

su ejecución y su difícil justificación técnica.

1.1 Objetivos

1.1.1. Objetivo general

Elaborar un proyecto ejecutivo para la intervención del arroyo Paso Bogarín en

el tramo especificado.

1.1.2. Objetivos Específicos

Evaluar la situación actual del Arroyo Paso Bogarín.

Realizar un estudio hidrológico de las cuencas que sirven al Arroyo Paso

Bogarín en el tramo especificado.

Realizar un relevamiento y análisis del estado de las obras de arte,

muros de contención y sistemas de desagüe existentes.

Realizar estudios topográficos de la zona afectada.

Diseñar soluciones viables a la problemática.

Proporcionar las Especificaciones Técnicas Constructivas para el

proyecto.

Proporcionar las Especificaciones Técnicas Ambientales para el

proyecto.

Elaborar el Cómputo, Presupuesto y Análisis Financiero de la Obra.



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2. Ubicación geográfica

El proyecto se ocupa del tramo inicial del Arroyo Paso Bogarín, ubicado al norte del

centro de la ciudad de Luque, en la compañía Yka’a, naciendo en su unión con

la ruta Luque – San Bernardino; y continuando un poco más de 1000 m. hacia

el noroeste, punto de encuentro con la calle 12 de Octubre. La intersección del

arroyo Paso Bogarín con la ruta Luque – San Bernardino se da

aproximadamente en las coordenadas 25°15'30.35"S y 57°28'33.50"O, y su

intersección con la calle 12 de Octubre en las coordenadas 25°15'15.88"S y

57°28'56.20"O.

3. Alcance del proyecto

El presente trabajo se enfoca principalmente en el aspecto de drenaje de aguas

pluviales durante eventos de tormenta en la zona del Asentamiento San Miguel,

en el tramo de estudio especificado. Dada la considerable extensión del Arroyo

Paso Bogarín, y tratándose este de un Trabajo Final de Grado, se optó por

priorizar la zona crítica del arroyo, aquella donde la gente se ve más afectada

por las crecientes y donde el impacto es mayor, es decir, la zona del

Asentamiento San Miguel.

Se pretende que este proyecto sea el puntapié inicial al mejoramiento del

cauce en una mayor extensión, que las mejoras propuestas sean ejecutables y

que los estudios realizados sirvan como base para estudios y proyectos futuros

de tramos subsiguientes del cauce, de manera a mejorar la calidad de vida de

más personas que vivan en la proximidad del arroyo, aumentando



DE LUQUE


simultáneamente el valor de los inmuebles ubicados en las zonas de influencia

de los proyectos.

Figura 3.1. Ubicación del asentamiento San Miguel en el tramo de estudio.

Fuente: Google Earth.

4. Estudios previos

4.1. Topografía

(a). Primera Campaña

Relevamiento planialtimétrico del arroyo Paso Bogarín entre la ruta Luque-San

Bernardino y la calle 12 de octubre. La primera campaña fue realizada

utilizando una estación total tipo Nikon 332, cuyas coordenadas de estación

inicial fueron determinadas utilizando un GPS Garmin etrex 20 con swass.

(b). Segunda Campaña

Enlace georeferenciado de los puntos obtenidos en el levantamiento

planialtimétrico de la primera campaña con el punto PN3, situado en el



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Campus de la Universidad Nacional de Asunción (San Lorenzo). La vinculación

georeferenciada fue realizada utilizando dos equipos GPS Trimble R3, cuya

tolerancia es

(c). Tercera Campaña:

Relevamiento planialtimétrico del arroyo Paso Bogarín aguas abajo de la

intersección con la calle 12 de octubre. El relevamiento planialtimétrico de la

2da campaña fue realizado utilizando una estación total tipo Leica T405.

4.2. Geotecnia

Con el objetivo de definir las características de los suelos de la zona, los

parámetros geotécnicos para el diseño de taludes, protecciones de márgenes y

la fundación más apropiada para las obras de arte, se realizaron: 2 sondeos

exploratorios con ensayos de penetración estándar a cada metro de

perforación, 5 perforaciones con barreno manual y extracciones de 3 muestras

adicionales de suelo para su clasificación. También se elaboraron a partir de

estos estudios, perfiles estratigráficos estimativos de las márgenes del canal.

Los resultados obtenidos fueron:

Entre 3,0 y 4,0 m de profundidad: 𝛶= 1,73 t/m3 φ= 24 ° c = 0

Para los metros finales: 𝛶= 1,73 t/m3 φ= 30 ° c = 0

Profundidad de rechazo para los ensayos SPT: 4,0 m.

4.3. Hidrología



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Los estudios hidrológicos consistieron en la determinación de las cuencas,

construcción de la tormenta de diseño mediante el uso de las curvas IDF-

Asunción y el método de los bloques alternados, determinación de la

precipitación excedente mediante el método del Número de Curva y la

transformación lluvia-escurrimiento por el método del Hidrograma Unitario

Triangular. Se determinó como período apropiado de diseño un Tr de 10 años,

realizándose una verificación de la solución para Tr de 25 años.

Figura 4.1. Hietograma de altura de precipitación para un Tr de 10 años.

Fuente: Elaboración propia.

5. Modelación Hidráulica

La modelación hidraúlica del arroyo Bogarín se realizó por medio del software

HEC-RAS.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

P (cm)

ΔT (min)

Hietograma - Tr 10 años

Precipitación



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Para analizar el comportamiento hidráulico del arroyo Paso Bogarín en el tramo

de proyecto, se realizaron el modelado de dos situaciones para lluvias con los

siguientes tiempos de recurrencia:

(a). Escenario 0: Modelo de la situación actual del cauce:

TR = 5 años

TR = 10 años

(b). Escenario 1: Modelo de la Solución, que consiste en la rectificación del

cauce.

TR = 10 años

TR = 25 años

5.1. Resultados de la modelación del Escenario “0”

5.1.1. TR=5 años

Las secciones del escenario “0” (situación actual) son irregulares y con

variaciones importantes a lo largo del tramo. Cuando el caudal alcanza el valor

pico, el nivel de agua llega a sobrepasar un máximo de 68 cm el nivel del

terreno natural en la sección más desfavorable. Las secciones actuales no

verifican para la lluvia de 5 años de periodo de retorno.

5.1.2. TR=10 años



DE LUQUE


En el instante donde la descarga es igual al caudal pico, el nivel del agua

sobrepasa el nivel del terreno natural un máximo de 75 cm en la sección mas

desfavorable, y un promedio de 40cm a lo largo del cauce.

5.2. Resultados de la modelación del Escenario “1”

5.2.1. TR=10 años

La rectificación con las secciones propuestas verifican para la lluvia de TR=10

años, donde la altura de agua en el punto más alto con respecto al fondo del

canal es de 2,58m; dejando en ese punto un borde libre de 42cm. El borde libre

promedio a lo largo del canal es 90 cm. Aguas abajo del tramo de proyecto, el

nivel de agua para el caudal pico llega al nivel de terreno natural para las

secciones relevadas e introducidas en el modelo, sobrepasando al mismo en 8

cm de acuerdo a la simulación. En el programa, se representa una situación

desfavorable ya que en la realidad, el agua al sobrepasar el canal se lamina al

distribuirse en la planicie.

5.2.2. TR=25 años

La sección admite el caudal pico para una lluvia de TR=25 años dejando un

borde libre promedio de 60 cm, en la sección más crítica la altura del agua es

de 2,85m con respecto al fondo del canal. La lámina de agua sobrepasa en

promedio 15cm el nivel del terreno natural en las secciones introducidas en el

estado actual de acuerdo al relevamiento topográfico, aguas abajo del tramo de

proyecto. La lámina de agua sobrepasa el nivel de las losas de los puentes tipo

1, 2 y 3 durante un máximo de 30 minutos durante tormentas severas.



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También se hicieron verificaciones para TR=25 años considerado muros de

piedra bruta (n=0,025) a lo largo de todo el canal como también el muro de

gaviones sin revestimiento de argamasa(n=0,0275), comportándose la sección

satisfactoriamente para el caudal pico.

6. Proyecto de mejoras

(1). Prog. 0+000m a 0+300m

Canal con muro de gaviones de 5x3m, pendiente del canal=0,6%.

Puente losa de 6m de largo por 9 de ancho.

(2). Prog. 0+300m a 0+500m


Puente losa de 6m de largo por 9m de ancho.

(3). Prog. 0+500m a 0+700m


Puente losa de 4m de largo por 5m de ancho.

(4). Prog. 0+700m a 0+800m


(5). Prog. 0+800m a 0+900m


Puente en viga de 15m de largo por 9,20m de ancho.

(*). Para todo el tramo intervenido

Lecho del canal con colchones reno de 0,23 m de espesor.



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Recubrimiento de argamasa de 5 cm de espesor para las paredes

internas de los muros y la cara superior de los colchones reno.

Geotextiles colocados según la disposición presentada en los detalles.

Contrafuertes cada 25 m según se observa en los detalles.

Caños de PVC de 150 mm cada 20 m en ambas márgenes del canal,

con clapetas plásticas antirretorno, según se observa en los detalles.

Figura 6.1. Vista de los resultados proyectados en la zona del asentamiento.

Fuente: Elaboración propia.

6.1 Recomendaciones adicionales

Se recomienda realizar un análisis de factibilidad del uso de un espacio público,

ubicado aproximadamente 200 m aguas abajo del punto fin del tramo de



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intervención de nuestro proyecto, como estanque de detención o de

almacenamiento, además de continuar con la canalización al menos hasta la

conexión con el estanque. Los estanques de detención se utilizan para

disminuir los picos de caudal generados durante eventos de tormenta, lo que

disminuiría los costos de eventuales proyectos de canalización aguas abajo.

Un acondicionamiento del parque resultaría en un doble beneficio para la

comunidad, ya que obtendrían un espacio público mejorado y un elemento

adicional muy útil para el drenaje urbano.

Figura 6.2. Espacio destinado a una plaza pública que podría ser utilizado

como depósito de retención. Fuente: Google Earth.

7. Consideraciones ambientales

Se optó por la utilización de la Matriz de Leopold para la Evaluación del

Impacto Ambiental, la cual dio como resultado un valor positivo, estableciendo

un impacto global de las acciones propuestas, favorable al medio ambiente. En



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general, la ejecución de las obras de mejoramiento beneficiará de manera

importante la calidad de vida de la zona, siendo su impacto a resaltar

mayormente el aumento en la seguridad de los residentes de la misma.

También se presenta un análisis del Pasivo Ambiental actual, un Plan de

Gestión Ambiental para el proyecto y la legislación existente de los recursos

hídricos del Paraguay, Ley Nº 3239/2007.

8. Análisis Económico-Financiero

Teniendo en cuenta que el proyecto para el mejoramiento del Arroyo Paso

Bogarín es un proyecto de inversión pública en infraestructura, que busca

mejorar las condiciones de vida de los residentes de la zona, la fuente más

viable de financiamiento de las obras es el Estado.

El horizonte de evaluación considerado fue de 20 años a una tasa de

descuento de 5% anual. El VAN de los beneficios del proyecto es de 1.346.335

U$S, teniendo en cuenta los ahorros tanto en costos de riesgo de daños como

en pérdidas de ingreso por ausencias laborales. La inversión inicial del

proyecto es de 1.228.174 U$S. También se consideraron costos anuales de

limpieza y mantenimiento de 2.222. U$S (aproximadamente 10.000.000.Gs

anuales), con un VAN de 22.155 U$S, que consistirían principalmente en

realizar una limpieza periódica del canal y quedarían a cargo del municipio. El

VAN resultante para la obra es entonces de 96.006 U$S.

Debemos recalcar que, si bien el proyecto inclusive otorga beneficios

económicos a largo plazo, su principal razón de ser es la búsqueda de una



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solución a un problema social por medios razonables y viables en la práctica,

salvando aspectos de difícil cuantificación económica, como son la calidad de

vida, la seguridad de las personas y la vida humana misma.

Bibliografía

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Limusa S.A. Primera edición, 1992.

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DE LUQUE


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Contención”. Universidad Católica “Nuestra Señora de la Asunción”,

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Páginas de Internet consultadas

DMH-DINAC: Dirección de Meteorología e Hidrología

www.meteorologia.gov.py

Periodo de retorno para drenaje utilizados en varios países

www2.ing.puc.cl/~iing/ed429/periodo_de_retorno_de_ diseno_de_.htm

Acciones propuesta y factores ambientales en una Matriz de Leopold

http://www.slideshare.net/erickamarlene/metodologia-de-eval-de-

impacto-ambiental

http://www.centroaguasurbanas.cl/urbsolurbanas-estalm.htm

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