UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

SUMIDEROSLos sumideros son las estructuras encargadas de recoger el agua que fluye por las cunetas de la vas con el mnimo de interferencia para el trfico vehicular y peatonal, evitando se introduzca a los colectores material de arrastre.

1. Caractersticas de los sumiderosLos sumideros pueden tener o no una capacidad establecida pata interceptar el caudal que corre por la cuneta. Todos los tipos de sumideros captan mas agua a medida que aumenta la altura de agua en la cuneta, pudiendo parte del caudal, sobrepasar el sumidero

Un sumidero ubicado en un punto bajo de una cuneta, captar eventualmente toda el agua que alcance (siempre que no quede completamente ahogado), pero la altura de agua puede tornarse excesiva si el sumidero no tuviese una altura suficiente. En los casos mas comunes, de cuneta con pendiente uniforme en un nico sentido longitudinal, las dimensiones significativas son el ancho de la reja normal y el ancho de abertura libre paralela al sentido de escurrimiento en la cuneta.

3. Separacin entre sumiderosEsta determinado en funcin de la intensidad de la precipitacin, del tipo de calzada y del rea de aporte. Sin embargo, en general se mantienen distancias fijas como ser:

Distancia fija Zonas: 25 m Comerciales y centrales con pavimento de concreto 30 m Para vas de anchura de 15 m. 50 m En pavimento de adoqun o en zonas de baja velocidad de transito

Se establece como norma de referencia el espaciamiento mximo entre sumideros en funcin a la pendiente de la calle segn:

Pendiente Espaciamiento (m)0.4 % 50.00.4 % a 0.6 % 60.00.6 % a 1.0 % 70.01.0 % a 3.0 % 80.0

4. Tipos de sumideros

La seleccin del tipo de sumidero apropiado es importante, ya que de ello depende la capacidad de captacin del caudal y en consecuencia del caudal que ingresa al colector. En general los sumideros se dividen en cuatro tipos: Sumideros de ventana o acera Sumideros de reja o calzada Sumideros mixtos o combinado Sumideros especiales

a) Sumidero de ventana o aceraConsiste en una abertura a manera de ventana practicada en el bordillo o cordn de la acera, generalmente deprimida con respecto a la cuneta. El sumidero posee adems de la ventana, un canal lateral de desage, una pequea cmara de recoleccin de sedimentos y una tubera de conexin con el colector publicoLa longitud de la ventana normalmente es de 1.50m con una depresin mnima de 2.5cmEl funcionamiento hidrulico de este sumidero es ineficiente, en especial cuando no existe la depresin o se encuentra en calles con pendiente pronunciada. Su mayor ventaja radica en su poca interferencia con el transito vehicular, la margen de ello son costosos y captan fcilmente desperdicios (basuras), que perjudican su normal funcionamiento.

Para decidir la utilizacin de este tipo de sumideros debemos considerar las siguientes recomendaciones: Razones de tipo vial en funcin a una prioridad de la va. Es recomendable su uso en puntos bajos. No deben ser utilizados cuando existe la posibilidad de acarreo cuantiosos de sedimentos y desperdicios

b) Sumidero de reja o calzadaConsiste en la ejecucin de una cmara donde penetran las aguas pluviales, esta se cubre con una reja para impedir la precipitacin de vehculos, personas u objetos de cierto tamao. Generalmente consta de una reja propiamente dicha, la cmara de desage y la tubera de conexin al colector.

Existen numerosos tipos de rejas, tales como de barras paralelas a la direccin del flujo (ms comn) en la calzada, de barras normales a dicha direccin. Existen diferentes formas de barras siendo las ms comunes las rectangulares y las redondas.

La mayor ventaja de este sumidero, es su capacidad hidrulica bastante superior al de ventana, en especial con pendientes pronunciadas. Su mayor desventaja son los inconvenientes que causa el trnsito y la facilidad de captacin de desperdicios que tapona el rea til de la reja, adems del ruido que se produce cuando un vehculo pasa sobre ella.Las recomendaciones para la utilizacin de este tipo de sumidero a continuacin:

Utilizarlos preferentemente en calles o avenidas de pendientes pronunciadas (de un 3% o ms)Las rejas de barras dispuestas en forma diagonal, por su uso generalizado y por su ventaja para la circulacin de bicicletasNo se deben utilizar sumideros deprimidos de rejas cuando estos ocupen parte o la totalidad de la calzadaNo se deben utilizar en puntos bajos, salvo cuando no sea posible colocar los de tipo ventana

c) Sumidero mixto o combinadoEs una combinacin de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos lo ms positivo, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la ocupacin de la calzada para el sumidero de rejas.

Las recomendaciones prcticas para su utilizacin son las siguientes:Utilizarlos en lugares donde seria en principio, preferibles los sumideros de ventana, pero donde la eficiencia de captacin de estos sea menor del 75%.Es recomendable suponer un rea efectiva del 67% del rea total de la reja y la ventana.

d) Sumideros especialesSon aquellos que tienen una configuracin algo diferente de los anteriores. Son utilizados en los siguientes casos:

Conexin de calles con canales abiertos o caudales naturalesColeccin de aguas superficiales de reas extensasConexin directa entre colectores y pequeas calles naturales

Las calles y avenidas forma parte del sistema de drenaje de aguas lluvias por lo que el proyectista del sistema de drenaje deber participar, cuando sea posible, en el diseo geomtrico de stas. Las pendientes de las calles y la capacidad de conduccin de las cunetas definir el tipo y ubicacin de los sumideros.

Para lograr un drenaje adecuado, se recomienda un pendiente mnima del 4% en las cuentas. Pendientes menores podrn utilizase cuando la situacin existente as lo exija. La pendiente transversal mnima de la calle ser del 1%. Como regla general las cunetas tendrn una profundidad mxima de 15 cm y un ancho de 60 cm en vas rpidas que no permitan estacionamiento. En vas que permitan estacionamiento el ancho de la cuneta podr ampliarse hasta 1 m. Configuraciones diferentes podrn utilizarse cuando las condiciones as lo requieran.

Estas estructuras debern localizarse en los cruces de las vas, de tal manera que intercepten las aguas de lluvia antes de la zona de trfico para peatones y en los puntos intermedios bajos, si INTERAGUA. lo considera necesario.

El lecho de concreto de 210 kg/cm2, para la tubera de salida es imprescindible hasta tener un relleno mnimo sobre la cota clave del tubo igual a 0,80 m. Los sumideros se conectarn directamente a las cmaras y la tubera de conexin no podr tener una longitud mayor de 15m.

El diseador incluir en los planos la colocacin y nmero de sumideros y la fiscalizacin definir exactamente en el sitio de la obra. En las urbanizaciones se utilizarn sumideros de rejilla horizontal simples o dobles como se muestra en los Planos Tipo. En lo posible en zonas cntricas y vas de alta velocidad los sumideros no se construirn directamente sobre la va sino que se construirn en una baha

Actualmente Interagua recomienda la utilizacin de los sumideros Tipo B, simples y dobles, de no ser posible la implementacin de estos se podr usar los sumideros tradicionales denominados Sumidero simple, Sumidero Doble y de abertura (tipo buzn)

Capacidad mxima de sumideros

La capacidad mxima de los sumideros depende del tipo, tamao y diseo de la rejilla. Su capacidad hidrulica se puede estimar suponiendo que funcionan hidrulicamente como vertederos para pequeas alturas de agua y como orificios para alturas de agua mayores. Colocados en una calle con pendiente no siempre logran captar toda el agua que viene por ellas aunque tericamente dispongan de capacidad para ello.

a) Un sumidero horizontal de largo L (a lo largo de la cuneta, en metros) y ancho b (transversal a la calle, en metros), con una rejilla de rea de aberturas A, en metros cuadrados, puede evacuar como mximo un caudal Qm (m3/s)

donde h es la altura de agua del escurrimiento en la calle frente al sumidero, en metros.

b) Un sumidero lateral de largo L (a lo largo de la cuneta, en metros), y altura de abertura a (vertical, en metros), puede evacuar como mximo un caudal Qm (m3/s):

Para los sumideros tipo S1, S2, S3, S4 del SERVIU, as como tambin sumideros especiales que posee el SERVIU, correspondientes a bateras de sumideros de mayor longitud con rejilla horizontal, las capacidades mximas se muestran en la Figura 1

Capacidad de diseo de sumideros

Los sumideros no necesariamente logran captar el caudal correspondiente a su capacidad mxima. En la realidad, los sumideros captan solo parte del escurrimiento que escurre por la cuneta, la fraccin no captada escurre aguas abajo y debe agregarse al caudal que recibe la calle, quedando por lo tanto para el siguiente sumidero. En trminos de diseo se habla de la eficiencia de un sumidero E, como la proporcin que es capaz de captar del caudal que escurre por la cuneta. La eficiencia global del sumidero es la suma de las eficiencias del sumidero horizontal y del sumidero lateral. Esta depende principalmente de las caractersticas geomtricas de la cuneta, de las caractersticas geomtricas del sumidero y de la magnitud del caudal que escurre por la cuneta. La capacidad de diseo del sumidero debe considerarse como el valor mnimo entre las dos opciones siguientes:

donde Qs es el caudal captado por el sumidero, Q el caudal que escurre por la cuneta aguas arriba del sumidero, Qm la capacidad mxima de captacin del sumidero (CAPACIDAD MAXIMA SUMIDERO). E la eficiencia global del sumidero cuyo valor mximo es 1,0. EH la eficiencia del sumidero horizontal y EL la eficiencia del sumidero lateral.

a) Un sumidero horizontal de largo L, metros, y ancho b, metros, colocado en la cuneta captura una proporcin EH del caudal que viene por la calle con un escurrimiento de ancho superficial T, metros, una velocidad V, metros por segundo, y una pendiente transversal de la cuneta Sx, metro por cada metro:

b) En un sumidero lateral de altura a, metros, dispuesto en la cuneta, en que la altura del escurrimiento es h, metros, se logra captar una proporcin EL del caudal Q que escurre por la calle. L es el largo de la abertura del sumidero, metros, SL es la pendiente longitudinal de la calle, metros por cada metro, Sx la pendiente transversal de la cuneta, metros por cada metro, Q el caudal que escurre por la calle, metros cbicos por segundo, n el coeficiente de Manning:

Notar que cuando la altura del escurrimiento sobrepasa la abertura del sumidero el caudal captado viene limitado solamente por la capacidad mxima de captacin del sumidero lateral segn CAPACIDAD MAXIMA SUMIDERO.

c) Para los sumideros tipo S1, S2, S3, S4 y especiales del SERVIU las caractersticas y eficiencias de captacin son las siguientes:

Ubicacin de los sumideros

Los sumideros se ubicarn ya sea solos o formando bateras de sumideros en serie, preferentemente en la cuneta de las calles, en los lugares que resulten ms efectivos, para lo cual se puede considerar las siguientes recomendaciones:

En las intersecciones entre calles para captar el 100% del flujo que llega por las calles, demanera de evitar que el flujo cruce las calles en las intersecciones. Se ubicarn aguas arriba del cruce de peatones. En las partes bajas de las intersecciones de calles, formadas por las cunetas que llegan desde aguas arriba. En lo posible se tratar de evitar que existan zonas bajas en las que se pueda acumular el agua, favoreciendo siempre el flujo hacia aguas abajo. Inmediatamente aguas abajo de secciones en las que se espera recibir una cantidad importante de aguas lluvias, como salidas de estacionamientos, descargas de techos, conexiones de pasajes. Siempre que la cantidad acumulada de agua en la cuneta sobrepase la cantidad mxima permitida para condiciones de diseo. Se prohbe la colocacin de sumideros atravesados transversalmente en las calzadas. Para conectar los sumideros a la red se preferir hacerlo en las cmaras. En estos casos el tubo de conexin llegar a la cmara con su fondo sobre la clave del colector que sale de la cmara. g) Cuando sea necesario conectar un sumidero directamente al colector la conexin debe hacerse por la parte superior de este ltimo. El tubo de conexin debe ser recto, sin cambio de dimetro, pendiente ni orientacin. El ngulo de conexin entre el tubo y el colector debe ser tal que entregue con una componente hacia aguas abajo del flujo en el colector. Para este empalme podr emplearse piezas especiales. h) Los sumideros tambin se podrn conectar directamente a otros elementos de la red secundaria, como pozos, zanjas, estanques o lagunas.Intersecciones de calles

Para el diseo de intersecciones mantener los siguientes criterios:

En las intersecciones de calles debe evitarse que el flujo de cualquiera de las cunetas cruce transversalmente la otra calle. En ningn caso el flujo de la calle de menor importancia debe cruzar la calle principal. Si es necesario que el flujo a la calle principal cruce la calle secundaria debe proveerse de un badn. Evitar que se formen zonas bajas, facilitando el drenaje hacia aguas abajo.

SUMIDEROS INGENIERIA SANITARIA IIPgina 1